Procesos Para El Tratamiento de Aguas

8/20/2019 Procesos Para El Tratamiento de Aguas

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PROCESOS PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS. PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA.Tratamiento de aguas es el conunto de o!eraciones unitarias de ti!o "#sico$ %u#mico o&iol'gico cu(a "inalidad es la eliminaci'n o reducci'n de la contaminaci'n o lascaracter#sticas no desea&les de las aguas$ &ien sean naturales$ de a&astecimiento$de !roceso o residuales Planta de Tratamiento Es una instalaci'n donde a las

Aguas Residuales o aguas crudas su!er"iciales de un r#o$ lago o cual%uier otro ti!o de

em&alse) se les retiran los contaminantes$ !ara *acer de ella un agua sin riesgos a la salud(+o medio am&iente al dis!onerla en un cuer!o rece!tor natural ,mar$ r#os o lagos- o !or sureuso en otras actiidades de nuestra ida cotidiana con e/ce!ci'n del consumo *umano,no !ara ingerir o aseo !ersonal-.Las Plantas Pota&ili0adoras de Agua !ara consumo *umano$ inde!endientemente delsistema de saneamiento elegido$ re%uieren siem!re de un !aso !reio al tratamiento&acteriol'gico (+o %u#mico del "luido1 2la eta!a de clari"icaci'n3. La "iltraci'n mec4nica es laretenci'n ( consecuente remoci'n de materiales en !art#culas$ de origen org4nico oinorg4nico.TRATAMIENTO DE AGUA POTA5LE.Se denomina estaci'n de tratamiento de agua !ota&le ,ETAP- al conunto de estructuras enlas %ue se trata el agua de manera %ue se uela a!ta !ara el consumo *umano.

E/isten di"erentes tecnolog#as !ara !ota&ili0ar el agua$ !ero todas de&en cum!lir losmismos !rinci!ios1Com&inaci'n de &arreras m6lti!les ,di"erentes eta!as del !roceso de!ota&ili0aci'n- !ara alcan0ar &aas condiciones de riesgo.Tratamiento integrado !ara !roducir el e"ecto es!erado.Tratamiento !or o&etio ,cada eta!a del tratamiento tiene una meta es!ec#"ica relacionadcon alg6n ti!o de contaminante-. Si no se cuenta con un olumen dealmacenamiento de agua !ota&ili0ada$ la ca!acidad de la !lanta de&e ser ma(or %ue lademanda m4/ima diaria en el !eriodo de dise7o. Adem4s$ una !lanta detratamiento de&e o!erar continuamente$ a6n con alguno de sus com!onentes enmantenimiento) !or eso es necesario como m#nimo dos unidades !ara cada !roceso de la!lanta.

TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES.El agua !uede contaminarse con com!uestos minerales ( org4nicos$ as# comomicroorganismos ( ariaciones &ruscas de tem!eraturas. Los desec*os industriales ( dela&oratorios %u#micos son la !rinci!al "uente de contaminaci'n del agua$ el "uncionamientogeneral cl4sica de una !lanta de tratamiento de aguas seridas o de aguas industrialesde&e cum!lir con los siguientes !rocedimientos.Tratamiento !reliminar.Las aguas seridas o industriales no tratadas se *acen !asar tra8s de una &arrera de"iltraci'n a una c4mara de arena donde ocurre la se!araci'n de la misma ( se logra laremoci'n de s'lidos de ma(or tama7o gracias a un em&udo es!ecial.Tratamiento Primario.El agua del tratamiento anterior se almacena en un tan%ue de sedimentaci'n donde se logra

la remoci'n de !art#culas de materia org4nica $ es decir$ a&onos$ "ertili0antes$ detergentesentre otros ( se o&tiene un agua clara %ue !asa a un tan%ue de aireaci'n % contiene ori"icios!or donde circula el aire suministrado !or una &om&a.Tratamiento Secundario.El agua clara del tratamiento anterior se almacena nueamente en un tan%ue desedimentaci'n !ara terminar de remoer la materia org4nica disuelta ( se recircula al tan%uede aireaci'n. El tratamiento secundario inclu(e el uso de un &iorreactor$ normalmente$ conuna decantaci'n !osterior. El o&etio del &iorreactor es minerali0ar la materia org4nicasolu&le en di'/ido de car&ono ( agua. Sin em&argo$ ning6n reactor !uede destruir 9:: !or cien de la demanda &iol'gica de o/#geno ,D5O- a"luente. En la decantaci'n !osterior$ loss'lidos sus!endidos en el a"luente del &iorreactor ,!rinci!almente material celular- sese!aran del e"luente. Normalmente$ !arte del l#%uido (a reducido en s'lidos$ %ue sale deltan%ue de sedimentaci'n$ se desin"ecta ( descarga al am&iente. El "ango secundario$enri%uecido en s'lidos$ %ue se se!ara en el decantador secundario se !uede recircular al



&iorreactor !ara aumentar la concentraci'n de &iomasa !resente en el reactor. ;inalmente$el "ango esta&ili0ado se eacua en un ertedero o se incinera. El tratamiento de losresiduos industriales %ui04s no re%uiere un tratamiento !rimario si el agua residual industrialno contiene material insolu&le. Tratamiento Terciario.

En esta eta!a se remuee los "os"atos$ nitratos entre otros contaminantes minerales ("inalmente se desin"ecta con gas cloro !ara llearlos a los canales de agua.TRATAMIENTO 5IOL<GICO DE AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALES = PELIGROSAS.Las tecnolog#as %ue em!lean microorganismos naturales !ara la destrucci'n decom!uestos org4nicos *an sido$ *ist'ricamente$ las tecnolog#as de tratamiento m4sutili0adas !ara su &ao coste "rente a los m8todos "#sicos ( %u#micos. Estas tecnolog#as sonmenos costosas !or%ue las reacciones de degradaci'n$ medidas !or la actiidad&iocatal#tica natural$ se !roducen a elocidades r4!idas a tem!eratura am&iente. Por lotanto$ los costes energ8ticos del tratamiento son relatiamente &aos.Sin em&argo$ el dise7o est4ndar cl4sico de los sistemas de tratamiento de aguas residualesno consigue degradar muc*os de los !roductos %u#micos %ue se *an inentado en el siglo

// ( %ue a*ora a!arecen en las aguas residuales industriales ( dom8sticas. Se de&endesarrollar nueas o meores tecnolog#as ca!aces de utili0ar !rocesos &iodegradadores&asados en microorganismos.

A continuaci'n se discuten las correcciones ( alternatias &iol'gicas %ue !ermitir4n ariar los destinos no ace!ta&les de los !roductos %u#micos !eligrosos en las instalacionesconencionales de tratamiento.Soluciones mediante !rocesos &iol'gicos a las limitaciones de los tratamientos &iol'gicosconencionales.Las limitaciones del tratamiento conencional res!ecto a muc*os de los com!uestos!eligrosos de!enden en gran medida de la naturale0a del residuo !eligroso o sustancia%u#mica %ue estemos considerando. Por lo tanto$ la soluci'n a estas limitaciones de!endede los com!uestos !resentes en el agua residual.

Las !lantas de tratamiento$ munici!ales o industriales$ %ue no !uedan tratar de "ormasatis"actoria los residuos !eligrosos a"luentes se de&en modi"icar !ara tratar estoscom!uestos de modo %ue se !uede eitar una emisi'n ilegal o !oco 8tica al am&iente. Estasmodi"icaciones tam&i8n ser4n necesarias en el dise7o de las instalaciones nueas %uetraten estos residuos) cuando se dise7a una instalaci'n nuea$ e/iste la !osi&ilidad deo!timi0ar el dise7o ( de !oder integrar el tratamiento conencional a los !rocesosnecesarios %ue !ermitan el tratamiento de los residuos !eligrosos. Se *an desarrollado muc*os sistemas &iol'gicos !ara a!o(ar o sustituir el tratamientoconencional con el "in de eliminar los residuos !eligrosos. Estos !rocesos em!leanasociaciones micro&iol'gicas e/tra#das de las instalaciones de tratamiento conencional$estos organismos se inoculan directamente en el &iorreactor$ o &ien se dean !ara %ue seaclimaten a los com!uestos t'/icos antes de la inoculaci'n. En el "uturo se !odr4 dis!oner

de !rocesos &iol'gicos %ue utilicen cultios !uros de microorganismos$ alterados de "ormanatural o gen8ticamente. En la ta&la > se citan las caracter#sticas &iol'gicas ( "#sicas de losresiduos !eligrosos unto con una selecci'n de las t8cnicas desarrolladas !ara tratar estoscom!uestos. A continuaci'n se e/amina cada una de estas tecnolog#as.TA5LA ?. Alternatias con !rocesos &iol'gicos !ara el tratamiento conencional decom!uestos !eligrosos con caracter#sticas "#sicas ( &iol'gicas di"erentesCaracter#sticas de los com!uestos !eligrosos Alternatias+adicional al tratamientoconencional ;4cil de &iodegradar aero&iamente ,@& alto-Ninguna necesaria.Bol4til ,constante de enr( alto- Arrastrar con el aire del a"luente$ tratar el aire con un&io"iltro !ara "ase gaseosa. Tratar los gases del "ango actiado utili0ando un &io"iltro !ara"ase gaseosa. Proceso PACT. Pretratamiento anaero&io.

Adsorci'n a "angos ,@o alto- Esta&ili0aci'n de "angos anaero&ios. Pretratamiento otratamiento 6nico con reactor &io!el#cula aero&io o anaero&io. Proceso PACT.Esca!e ,@& $$ @o &aos- Pretratamiento anaero&io o tratamiento 6nico. Proceso PACT.



@& constante de la tasa de &iodegradaci'nPACT$ Podered Actiated Car&on Treatment ,Tratamiento con car&ono actiado en !olo-,EcFen"elder$ 9HH-.@o constante de distri&uci'n entre las "ases octanolagua

DIGESTI<N ANAERO5IA DE ;ANGOS.

En muc*as !lantas de tratamiento de aguas residuales$ munici!ales e industriales$ el "angoe"luente de los tratamientos !rimario ( secundario se llea a un &iorreactor anaero&io,"recuentemente denominado digestor o esta&ili0ador anaero&io- !ara reducir la demanda&iol'gica de o/#geno ,D5O- residual de los "angos. Las condiciones anaero&ias dan lugar ala degradaci'n &iol'gica metanog8nica de la D5O$ deando a los "angos a!tos !ara sueacuaci'n en el ertedero. Si los com!uestos org4nicos t'/icos se adsor&en a los "angos$las condiciones metanog8nicas del digestor !ueden estimular la degradaci'n de muc*os deestos com!uestos t'/icos. Por lo tanto$ si el destino !rimario de los com!uestos org4nicost'/icos a"luentes en el tratamiento conencional es su adsorci'n a los "angos$ su destino6ltimo ser4 su &iodegradaci'n en el digestor anaero&io.PROCESO PACT.

El !roceso !atentado PACT$ !roceso de tratamiento con car&ono actiado en !olo ,!rocesoPACT-$ im!lica la adici'n continua de car&ono actio$ en "orma de !olo$ el &orreactor de"angos actiados con el "in de adsor&er los com!uestos org4nicos t'/icos$ ( eitar as#destinos no deseados !ara estos com!uestos. El car&ono actiado adsor&e org4nicos detodo ti!o$ es decir$ ol4tiles$ recalcitrantes$ u org4nicos %ue se ad*ieren a "angos. Por lotanto el !roceso PACT !ermite %ue las !lantas de tratamiento !uedan o!erar con un caudala"luente ma(or$ ( a(uda a esta&ili0ar el !roceso "rente a la cargas de c*o%ue de la D5O ode org4nicos t'/icos en el a"luente. Una t8cnica alternatia de eacuaci'n es la o/idaci'n!or aire *6medo$ %ue !rooca la solu&ili0aci'n o la destrucci'n de la &iomasa$ ( unaregeneraci'n !arcial del car&ono. La me0cla de "angoscar&ono tam&i8n se !uede tratar mediante digesti'n anaero&ia) en este caso$ muc*os de los com!uestos org4nicosadsor&idos en el car&ono se destru(en con la actiidad micro&iana metanog8nica. El

car&ono se eacuar#a con los "angos digeridos. ADSORCI<N CAG+ESTA5ILIJACI<N ANAERO5IA.

Una ariante del !roceso PACT$ %ue o"rece una ma(or "le/i&ilidad o!eratia$ es el !rocesode tratamiento de adsorci'n !or car&ono actiado granular ,CAG-+esta&ili0aci'n anaero&ia.Este !roceso se !uede a!licar es!ecialmente al tratamiento de aguas residuales !eligrosas$!or eem!lo1 aguas residuales o li/iiados de ertederos$ antes de su tratamientoconencional. El !roceso im!lica dos !rocesos unitarios1 ,9- un tan%ue de me0cla CAG+aguaresidual$ en el cual el a"luente de un !retratamiento secundario !asa a tra8s de un lec*oCAG !ara se!arar los com!uestos org4nicos solu&les mediante adsorci'n$ ( ,>- un&iorreactor anaero&io$ donde se coloca el CAG del tan%ue de me0cla !ara !ermitir laregeneraci'n anaero&ia del mismo. El !roceso se *a ensa(ado a escala de la&oratorio

durante casi un a7o de o!eraci'n continua. Los tiem!os de retenci'n !ara l#%uidos ( CAGen la eta!a de adsorci'n "ueron de K: min. = > d#as$ res!ectiamente$ ( el tiem!o deretenci'n del CAG en el &iorreactor anaero&io "ue de 9? d#as. Se trato con 8/ito un aguaresidual com!lea %ue conten#a nuee com!uestos org4nicos ol4tiles ( cinco com!uestosorg4nicos semiol4tiles. El grado de eliminaci'n del cloro&enceno$ cloruro de metileno$ TCE$di&util"talato$ ( "enol "ue de un H$ ?:$ H?$$ ( ? !or ciento$ res!ectiamente.REACTORES 5IOPELCULA ANAERO5IOS. Se sa&e %ue los !rocesos micro&ianos anaero&ios !resentan arias entaas im!ortantes"rente a los aero&ios1 ,9- menor tasa de !roducci'n de "angos$ ,>- o!eratiidad con unama(or D5O a"luente ( ma(ores nieles t'/icos$,K- ning6n coste asociado con el suministro de o/#geno al reactor$ ( ,- generaci'n de un!roducto secundario 6til$ el metano. Sin em&argo$ los !rocesos anaero&ios !resentanma(ores gastos de inersi'n ( o!eraci'n %ue los aero&ios$ (a %ue los sistemas son



anaero&ios de&en !ermanecer cerrados ( calientes. Por lo tanto$ los !rocesos &iol'gicosanaero&ios !ara el tratamiento de aguas residuales !eligrosas normalmente est4n limitadosal tratamiento de "luos con &aas tasas$ como !or eem!lo1 e"luentes industriales$ li/iiadosde ertedero entre otras.La tasa intr#nseca de destrucci'n &iol'gica de los org4nicos !eligrosos en los sistemasanaero&ios es m4s lenta %ue en los !rocesos aero&ios) sin em&argo$ la tasa de destrucci'n

glo&al de un &iorreactor anaero&io se !uede ma/imi0ar mediante la inmoili0aci'n de la&iomasa so&re un medio de so!orte. a&itualmente$ se utili0a un medio !l4stico mu( !orosoen un lec*o com!acto$ o un CAG en una columna "luidi0ada.El reactor anaero&io CAG de lec*o e/!andido se *a mostrado mu( e"ica0 en el tratamientode arios residuos &iol'gicamente in*i&itorios$ como !or eem!lo1 los &a7os de%uitaesmaltes$ las aguas residuales de gasi"icaci'n del car&'n ( los li/iiados de ertederos!eligrosos.;ILTRACI<N 5IOL<GICA DE LA ;ASE GAS.

Muc*os !rocesos son ca!aces de generar "luidos gaseosos residuales %ue contienencom!uestos org4nicos !eligrosos. En el tratamiento de las aguas residuales$ la ea!oraci'nmediante aireaci'n ,!or arrastre- en el !roceso secundario es el destino de muc*os

com!uestos org4nicos ol4tiles ,COBs- %ue entran en las !lantas de tratamientoconencional. Las soluciones de &om&eo ( tratamiento !ara las aguas su&terr4neascontaminadas !ueden re%uerir el arrastre !or aire !ara lim!iar los COBs de esta "orma$ segenera un "luido gaseoso !eligroso. Los !rocesos industriales a menudo em!lean los COBscomo reactios o disolentes$ ( su uso !uede !roocar un "luo de gas contaminado.ist'ricamente$ se *a utili0ado el &iotratamiento de la "ase gaseosa !ara controlar los oloresen las instalaciones de tratamiento conencional$ donde el >S ( otros gases olorosos serecogen ( *acen !asar !or un lec*o de suelo o com!ost %ue contiene microorganismos.La a!licaci'n de &io"iltros !ara la destrucci'n de los COBs actualmente es un 4rea dedesarrollo mu( actia en Estados Unidos$ en Alemania ( olanda$ sin em&argo$ (a est4n en"uncionando *asta ?:: &io"iltros a escala real %ue tratan los

gases !rocedentes de "uentes mu( diersas$ como "a&ricas de !roductos %u#micos$im!rentas$ !lantas de cocci'n de !escados$ !lantas de tratamiento de aguas residualesindustriales$ ( ertederos.En conclusi'n aun%ue el tratamiento &iol'gico del material residual org4nico *a(a sidoestudiado durante m4s o menos un siglo$ los nueos retos en el tratamiento de aguasresiduales$ !or eem!lo1 el tratamiento &iol'gico de los !roductos %u#micos !eligrosos ( lasnormas m4s estrictas so&re e"luentes$ siguen motiando el desarrollo de !rocesos nueos einnoadores. Al mismo tiem!o %ue aumenta nuestro conocimiento so&re los !rocesos"undamentales %ue tienen lugar en estos sistemas meta&olismo micro&iol'gico de me0clasde !roductos %u#micos !eligrosos$ ecolog#a de asociaciones micro&ianas$ !rocesos detrans!orte en &io!el#culas$ !ro!iedades de ad*erencia de la &iomasa a su!er"icies s'lidas$destino de los !roductos %u#micos t'/icos en los reactores$ tam&i8n aumenta nuestra

ca!acidad !ara dise7ar &io!rocesos renta&les ( con altos rendimientos.

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