TRATAMIENTO DE AGUAS EFLUENTES
Naturaleza de las aguas efluentes
El origen, composición y cantidad de los desechos están relacionados con los hábitos de vida vigentes. Cuando un producto de desecho se incorpora al agua, el líquido resultante recibe el nombre de agua efluente.
Origen
Aguasefluentes
domésticas Þ
industriales Þ
resultado de actividades cotidianas de las personas
dependen del tipo de industria
La cantidad y naturaleza de las aguas efluentes industriales es muy variada, dependiendo del tipo de industria, de la gestión de su consumo de agua y del grado de tratamiento que los vertidos reciben antes de su descarga.
Un área metropolitana estándar vierte un volumen de aguas efluentes de entre el 60 y el 80% de sus requerimientos diarios totales, y el resto se usa para lavar coches y regar jardines, así como en procesos como el enlatado y embotellado de alimentos.
Composición
La composición de las aguas efluentes se analiza con diversas mediciones físicas,químicas y biológicas. Las mediciones más comunes incluyen la determinación del contenido en sólidos, la demanda bioquímica de oxígeno (DBO), la demanda química de oxígeno (DQO), y el pH.
Los residuos sólidos comprenden los sólidos disueltos y en suspensión. Los sólidos en suspensión se dividen a su vez en depositables y no depositables, dependiendo del número de miligramos de sólido que se depositan a partir de 1 litro de agua efluente en una hora. Todos estos sólidos pueden dividirse en volátiles y fijos, siendo los volátiles, por lo general, productos orgánicos y los fijos materia inorgánica o mineral.
residuos
sólidos disueltos
suspensión
Þ volátiles Þ
fijos Þ
productos orgánicos
materia inorgánica o mineral
La concentración de materia orgánica se mide con los análisis DBO y DQO.
La DBO es la cantidad de oxígeno disuelto empleado por los microorganismos para descomponer la materia orgánica de las aguas efluentes a una temperatura de 20 °C. La DBO suele emplearse para comprobar la carga orgánica de las aguas efluentes municipales e industriales biodegradables, sin tratar y tratadas.
El DQO es la cantidad de oxígeno necesario para oxidar (poder reductor) la materia orgánica por medio de Cr2O7= en una solución ácida y convertirla en CO2 y agua. La DQO se usa para comprobar la carga orgánica de aguas efluentes que, o no son biodegradables o contienen compuestos que inhiben la actividad de los microorganismos.
El valor de la DQO es siempre superior al de la DBO porque muchas sustancias orgánicas pueden oxidarse químicamente, pero no biológicamente.
El contenido típico en materia orgánica de estas aguas es un 50% de carbohidratos, un 40% de proteínas y un 10% de grasas; el pH puede variar de 6,5 a 8,0.
No es fácil caracterizar la composición de los residuos industriales con arreglo a un rango típico de valores dado según el proceso de fabricación. La concentración de un efluente industrial se pone de manifiesto enunciando el número de personas necesarias para producir la misma cantidad de residuos. Este valor acostumbra a expresarse en términos de DBO.
Depuración de aguas efluentes
Los procesos empleados en las plantas depuradoras municipales suelen clasificarse como parte del tratamiento primario, secundario o terciario.
Tratamiento primario
Las aguas efluentes que entran en una depuradora contienen materiales que podrían atascar o dañar las bombas y la maquinaria. Estos materiales se eliminan por medio de enrejados o barras verticales. El agua residual pasa a continuación a través de una trituradora, donde las hojas y otros materiales orgánicos son triturados para facilitar su posterior procesamiento y eliminación.
Cámara de arena
En el pasado, se usaban tanques de deposición, largos y estrechos, en forma de canales,para eliminar materia inorgánica o mineral como arena, sedimentos y grava. Estas cámaras estaban diseñadas de modo que permitieran que las partículas inorgánicas de 0,2 mm o más se depositaran en el fondo, mientras que las partículas más pequeñas y la mayoría de los sólidos orgánicos que permanecen en suspensión continuaban su recorrido. Hoy en día las más usadas son las cámaras aireadas de flujo en espiral con fondo en tolva, o clarificadores, provistos de brazos mecánicos encargados de raspar (raspadores), se elimina el residuo mineral.
Sedimentación
Una vez eliminada la fracción mineral sólida, el agua pasa a un depósito de sedimentación donde se depositan los materiales orgánicos, que son retirados para su eliminación. El proceso de sedimentación puede reducir de un 20 a un 40% la DBO y de un 40 a un 60% los sólidos en suspensión.
La tasa de sedimentación se incrementa en algunas plantas de tratamiento industrial incorporando procesos llamados coagulación y floculación químicas al tanque de sedimentación. La coagulación es un proceso que consiste en añadir productos químicos como el Al2(SO4)3 (el más usado), FeCl3 (caro pero el mejor) o polielectrolitos a las aguas efluentes, antes de agregar estos coagulantes, se debe ajustar el pH (6,0 <> 7,0) ; esto altera las características superficiales de los sólidos en suspensión de modo que se adhieren los unos a los otros y precipitan. La floculación provoca la aglutinación de los sólidos en suspensión. Ambos procesos eliminan más del 80% de los sólidos en suspensión.
Flotación
Una alternativa a la sedimentación, es la flotación, en la que se fuerza la entrada de aire en las mismas. El agua efluente, supersaturada de aire, se descarga a continuación en un depósito abierto. En él, la ascensión de las burbujas de aire hace que los sólidos en suspensión suban a la superficie, de donde son retirados. La flotación puede eliminar más de un 75% de los sólidos en suspensión.
Digestión
La digestión es un proceso microbiológico que convierte el cieno, orgánicamente complejo, en metano, dióxido de carbono y un material inofensivo similar al humus. Las reacciones se producen en un tanque cerrado o digestor, y son anaerobias (olorosa), esto es, se producen en ausencia de oxígeno. La conversión se produce mediante una serie de reacciones. En primer lugar, la materia sólida se hace soluble por la acción de enzimas. La sustancia resultante fermenta por la acción de un grupo de bacterias productoras de ácidos, que la reducen a ácidos orgánicos sencillos, como el ácido acético. Entonces los ácidos orgánicos son convertidos en metano y dióxido de carbono por bacterias. Se añade cieno espesado y calentado al digestor tan frecuentemente como sea posible, donde permanece hasta que se descompone. La digestión reduce el contenido en materia orgánica entre un 45 y un 60 %.
Desecación
El cieno digerido se extiende sobre lechos de arena para que se seque al aire. La absorción por la arena y la evaporación son los principales procesos responsables de la desecación. El secado al aire requiere un clima seco y relativamente cálido para que su eficacia sea óptima, y algunas depuradoras tienen una estructura tipo invernadero para proteger los lechos de arena. El cieno desecado se usa sobre todo como relleno del suelo; en ocasiones se usa como fertilizante, debido a que contiene un 2% de nitrógeno y un 1% de fósforo.
Naturaleza de las aguas efluentes
El origen, composición y cantidad de los desechos están relacionados con los hábitos de vida vigentes. Cuando un producto de desecho se incorpora al agua, el líquido resultante recibe el nombre de agua efluente.
Origen
Aguasefluentes
domésticas Þ
industriales Þ
resultado de actividades cotidianas de las personas
dependen del tipo de industria
La cantidad y naturaleza de las aguas efluentes industriales es muy variada, dependiendo del tipo de industria, de la gestión de su consumo de agua y del grado de tratamiento que los vertidos reciben antes de su descarga.
Un área metropolitana estándar vierte un volumen de aguas efluentes de entre el 60 y el 80% de sus requerimientos diarios totales, y el resto se usa para lavar coches y regar jardines, así como en procesos como el enlatado y embotellado de alimentos.
Composición
La composición de las aguas efluentes se analiza con diversas mediciones físicas,químicas y biológicas. Las mediciones más comunes incluyen la determinación del contenido en sólidos, la demanda bioquímica de oxígeno (DBO), la demanda química de oxígeno (DQO), y el pH.
Los residuos sólidos comprenden los sólidos disueltos y en suspensión. Los sólidos en suspensión se dividen a su vez en depositables y no depositables, dependiendo del número de miligramos de sólido que se depositan a partir de 1 litro de agua efluente en una hora. Todos estos sólidos pueden dividirse en volátiles y fijos, siendo los volátiles, por lo general, productos orgánicos y los fijos materia inorgánica o mineral.
residuos
sólidos disueltos
suspensión
Þ volátiles Þ
fijos Þ
productos orgánicos
materia inorgánica o mineral
La concentración de materia orgánica se mide con los análisis DBO y DQO.
La DBO es la cantidad de oxígeno disuelto empleado por los microorganismos para descomponer la materia orgánica de las aguas efluentes a una temperatura de 20 °C. La DBO suele emplearse para comprobar la carga orgánica de las aguas efluentes municipales e industriales biodegradables, sin tratar y tratadas.
El DQO es la cantidad de oxígeno necesario para oxidar (poder reductor) la materia orgánica por medio de Cr2O7= en una solución ácida y convertirla en CO2 y agua. La DQO se usa para comprobar la carga orgánica de aguas efluentes que, o no son biodegradables o contienen compuestos que inhiben la actividad de los microorganismos.
El valor de la DQO es siempre superior al de la DBO porque muchas sustancias orgánicas pueden oxidarse químicamente, pero no biológicamente.
El contenido típico en materia orgánica de estas aguas es un 50% de carbohidratos, un 40% de proteínas y un 10% de grasas; el pH puede variar de 6,5 a 8,0.
No es fácil caracterizar la composición de los residuos industriales con arreglo a un rango típico de valores dado según el proceso de fabricación. La concentración de un efluente industrial se pone de manifiesto enunciando el número de personas necesarias para producir la misma cantidad de residuos. Este valor acostumbra a expresarse en términos de DBO.
Depuración de aguas efluentes
Los procesos empleados en las plantas depuradoras municipales suelen clasificarse como parte del tratamiento primario, secundario o terciario.
Tratamiento primario
Las aguas efluentes que entran en una depuradora contienen materiales que podrían atascar o dañar las bombas y la maquinaria. Estos materiales se eliminan por medio de enrejados o barras verticales. El agua residual pasa a continuación a través de una trituradora, donde las hojas y otros materiales orgánicos son triturados para facilitar su posterior procesamiento y eliminación.
Cámara de arena
En el pasado, se usaban tanques de deposición, largos y estrechos, en forma de canales,para eliminar materia inorgánica o mineral como arena, sedimentos y grava. Estas cámaras estaban diseñadas de modo que permitieran que las partículas inorgánicas de 0,2 mm o más se depositaran en el fondo, mientras que las partículas más pequeñas y la mayoría de los sólidos orgánicos que permanecen en suspensión continuaban su recorrido. Hoy en día las más usadas son las cámaras aireadas de flujo en espiral con fondo en tolva, o clarificadores, provistos de brazos mecánicos encargados de raspar (raspadores), se elimina el residuo mineral.
Sedimentación
Una vez eliminada la fracción mineral sólida, el agua pasa a un depósito de sedimentación donde se depositan los materiales orgánicos, que son retirados para su eliminación. El proceso de sedimentación puede reducir de un 20 a un 40% la DBO y de un 40 a un 60% los sólidos en suspensión.
La tasa de sedimentación se incrementa en algunas plantas de tratamiento industrial incorporando procesos llamados coagulación y floculación químicas al tanque de sedimentación. La coagulación es un proceso que consiste en añadir productos químicos como el Al2(SO4)3 (el más usado), FeCl3 (caro pero el mejor) o polielectrolitos a las aguas efluentes, antes de agregar estos coagulantes, se debe ajustar el pH (6,0 <> 7,0) ; esto altera las características superficiales de los sólidos en suspensión de modo que se adhieren los unos a los otros y precipitan. La floculación provoca la aglutinación de los sólidos en suspensión. Ambos procesos eliminan más del 80% de los sólidos en suspensión.
Flotación
Una alternativa a la sedimentación, es la flotación, en la que se fuerza la entrada de aire en las mismas. El agua efluente, supersaturada de aire, se descarga a continuación en un depósito abierto. En él, la ascensión de las burbujas de aire hace que los sólidos en suspensión suban a la superficie, de donde son retirados. La flotación puede eliminar más de un 75% de los sólidos en suspensión.
Digestión
La digestión es un proceso microbiológico que convierte el cieno, orgánicamente complejo, en metano, dióxido de carbono y un material inofensivo similar al humus. Las reacciones se producen en un tanque cerrado o digestor, y son anaerobias (olorosa), esto es, se producen en ausencia de oxígeno. La conversión se produce mediante una serie de reacciones. En primer lugar, la materia sólida se hace soluble por la acción de enzimas. La sustancia resultante fermenta por la acción de un grupo de bacterias productoras de ácidos, que la reducen a ácidos orgánicos sencillos, como el ácido acético. Entonces los ácidos orgánicos son convertidos en metano y dióxido de carbono por bacterias. Se añade cieno espesado y calentado al digestor tan frecuentemente como sea posible, donde permanece hasta que se descompone. La digestión reduce el contenido en materia orgánica entre un 45 y un 60 %.
Desecación
El cieno digerido se extiende sobre lechos de arena para que se seque al aire. La absorción por la arena y la evaporación son los principales procesos responsables de la desecación. El secado al aire requiere un clima seco y relativamente cálido para que su eficacia sea óptima, y algunas depuradoras tienen una estructura tipo invernadero para proteger los lechos de arena. El cieno desecado se usa sobre todo como relleno del suelo; en ocasiones se usa como fertilizante, debido a que contiene un 2% de nitrógeno y un 1% de fósforo.
Agradecemos de manera especial la fuente de esta informacion
No hay comentarios:
Publicar un comentario