Tratamiento biologico de aguas residuales

2. AGUAS RESIDUALES
• Las aguas residuales pueden definirse como
las aguas que provienen del sistema de
abastecimiento de agua de una población,
después de haber sido modificadas por
diversos usos en actividades domésticas,
industriales y comunitarias.....

3. ORIGEN DE LAS AGUAS
RESIDUALES
Según su origen, las aguas residuales resultan de la
combinación de líquidos y residuos sólidos transportados
por el agua que proviene de residencias, oficinas, edificios
comerciales e instituciones, junto con los residuos de las
industrias y de actividades agrícolas, así como de las aguas
subterráneas, superficiales o de precipitación que también
pueden agregarse eventualmente al agua residual.

4. CLASIFICACIÓN DE LAS
AGUAS RESIDUALES
Las aguas residuales pueden clasificarse como:
• Domésticas: son aquellas utilizadas con fines higiénicos (baños,
cocinas, lavanderías, etc.). Consisten básicamente en residuos
humanos que llegan a las redes de alcantarillado por medio de
descargas de instalaciones hidráulicas de la edificación también en
residuos originados en establecimientos comerciales, públicos y
similares.
• Industriales: son líquidos generados en los procesos industriales.
Poseen características específicas, dependiendo del tipo de
industria.

5. • Infiltración y caudal adicionales: las aguas de infiltración
penetran en el sistema de alcantarillado a través de los
empalmes de las tuberías, paredes de las tuberías
defectuosas, tuberías de inspección y limpieza, etc. Hay
también aguas pluviales, que son descargadas por medio de
varias fuentes, como canales, drenajes y colectores de aguas
de lluvias.
• Pluviales: son agua de lluvia, que descargan grandes
cantidades de agua sobre el suelo. Parte de esta agua es
drenada y otra escurre por la superficie, arrastrando arena,
tierra, hojas y otros residuos que pueden estar sobre el suelo.

6. OLORES GENERADOS POR
AGUAS RESIDUALES
Los olores característicos de las aguas residuales son causados por los gases
formados en el proceso de descomposición anaerobia. Principales tipos de
olores:
• Olor a moho: razonablemente soportable: típico de agua residual fresca
• Olor a huevo a podrido: “insoportable”; típico del agua residual vieja o
séptica, que ocurre debido a la formación de sulfuro de hidrógeno que
proviene de la descomposición de la materia orgánica contenida en los
residuos.
• Olores variados: de productos descompuestos, como repollo, legumbres,
pescado, de materia fecal, de productos rancios, de acuerdo con el
predominio de productos sulfurosos, nitrogenados, ácidos orgánicos, etc.

7. SISTEMAS DE TRATAMIENTO
DE AGUAS RESIDUALES
De una forma simple y muy general, se pueden describir los
siguientes procesos en una planta de tratamiento de aguas
residuales:
1. Un sistema para retención y remoción de los sólidos y
partículas de gran tamaño (basura) que salen del drenaje
junto con las aguas residuales.
2. Un arenero y preaereador como tratamiento previo a la
sedimentación primaria.

8. 3. Un sedimentador que separe del fluido principal,
las partículas sólidas que se asientan fácilmente
(sólidos sedimentables)
4. Un sistema biológico y otra serie de procesos
auxiliares, necesarios para lograr tener un agua de
la calidad deseada.
5. Antes de que el efluente sea integrado al medio
ambiente se requiere de un paso de desinfección.

9. TRATAMIENTO DE AGUAS
RESIDUALES
PRETRATAMIENTO:
El pre tratamiento de las aguas residuales involucra
varios procesos que tienen como finalidad, el
eliminar del agua todos los materiales de tamaño
grande y mediano, que el agua contiene y que
arrastra en su camino hacia la línea de drenaje.

10. DIGESTOR
ANAEROBIO
TAMIZADO
ARENERO
SEDIMENTACION
PRIMARIA
SOLIDOS TRATAMIENTO BIOLÓGICO
LODOS ACTIVADOS,
BIOFILTROS LAGUNAS, ETC.
SEDIMENTADOR
SECUNDARIO
DESINFECCIÓN
INFLUENTE
EFLUENTE
TRATAMIENTO
PRIMARIO
TRATAMIENTO
SECUNDARIO

11. MEDIDORES DE FLUJO:
La medida del gasto de agua que entra a la planta de operación,
no es necesariamente parte del tratamiento del agua, pero su
importancia es determinante ya que los registros que se llevan de:
consumo de reactivos químicos, energía consumida, calidad del efluente,
etc., están directamente relacionados con el gasto o flujo de masa del
agua procesada. Comúnmente, los medidores de flujo son del tipo
Marshall, tipo Venturi y tipo Vertedero.
PROCESOS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES:
El tratamiento de las aguas residuales, o aguas de desecho, implica una
serie de pasos o de operaciones unitarias que son similares a los que se
efectúan en el tratamiento o depuración de las aguas naturales que se
procesan para su potabilización y consumo como agua salobre.
Procesos tales como: filtración en grava y arena, sedimentación,
desinfección, etc., son también efectuados en las aguas residuales.

12. De acuerdo a los procesos de tratamiento de aguas de
desecho se pueden clasificar estos como:
► Tratamiento Primario
► Tratamiento Secundario
► Tratamiento Terciario

13. TRATAMIENTO PRIMARIO
Un tratamiento primario consiste en una serie de operaciones que
tienen como objetivo disminuir la carga orgánica del agua a procesar.
En este proceso es posible disminuir de un 30 a un 60% la DBO
inicialmente presente en el agua residual.
Este tratamiento en realidad es un paso inicial en la depuración del
agua, y solo tiene como objetivo disminuir la carga orgánica del
agua, para un proceso posterior más efectivo.
Un inconveniente de este proceso, es que el sedimento que se
obtiene en la separación de los sólidos, es de naturaleza putrefacta y
de fácil descomposición, por lo que deberá contratarse una empresa
que maneje este residuo (a un costo determinado, por supuesto), o
contar con un digestor para procesar biológicamente tal residuo.

14. En este esquema, el agua pasa a través de una criba o rejilla donde
los sólidos gruesos son removidos y posteriormente el agua pasa a
un sedimentador, donde se separan por efecto de la gravedad, una
cierta cantidad de las partículas sólidas o sólidos suspendidos, con
la ayuda de un coagulante y floculante.
RESIDUOS
GRUESOS
AGUA
PROCESADA
LODO
RESIDUAL

15. TRATAMIENTO SECUNDARIO
Un tratamiento secundario implica además de la operación física de
cribado y sedimentación, un proceso biológico en el cual el material
orgánico se digiere y se convierte, como ya se ha indicado
anteriormente, en células ó tejido celular y otros subproductos
inocuos como bióxido de carbono y agua.
Este proceso a diferencia del tratamiento primario incluye un
tratamiento biológico. También, dentro de las variaciones de este
proceso puede o no, haber un sedimentador primario, que tiene
como finalidad el disminuir la carga orgánica del agua que entra al
digestor biológico.

16. COMPONENTES DE SISTEMAS DE DEPURACIÓN DE AGUA POR TRATAMIENTO
SECUNDARIO
El tratamiento de las aguas residuales en la mayor parte de las ciudades
comprende un tratamiento secundario,
el cual incluye como operaciones unitarias, además del cribado y desarenado
del agua de proceso, una sedimentación primaria y secundaria y un proceso
biológico que degrada el material orgánico y lo convierte parcialmente en gases
inocuos y material celular que se extrae como lodos de sedimentación.
AGUA TRATADA
DIGESTOR BIOLOGICO
AGUA
TRATADA
LODOS A RECIRCULACIÓN
SEDIMENTACIÓN
PRIMARIO
SEDIMENTACIÓN
SECUNDARIO
LODOS DE
DESECHOS LODOS DE
DESECHOS

17. SISTEMAS DE
TRATAMIENTOS
Los microrganismos juegan un papel fundamental en los
sistemas de tratamiento de residuos líquidos.
En términos generales, los microrganismos heterótrofos
necesitan carbono, nitrógeno, fósforo y trazas de
metales para llevar a cabo las reacciones metabólicas y
reproducirse.
Dichos microrganismos se clasifican en aeróbicos y
anaeróbicos.

18. • Organismos Aeróbicos: Son aquellos que requieren oxígeno para
llevar a cabo sus reacciones metabólicas. Generan CO2 como
subproducto.
• Organismos Anaeróbicos: Son aquellos que crecen en ausencia
de oxígeno. Generan CO2, CH4 y compuestos orgánicos de bajo
peso molecular como subproductos.
• Aquellos organismos aeróbicos y anaeróbicos que sólo pueden
sobrevivir en su respectivo ambiente (es decir, en presencia y
ausencia de oxígeno, respectivamente), se denominan organismos
aeróbicos obligados y organismos anaeróbicos obligados,
respectivamente.
• Los organismos que pueden sobrevivir en ambos ambientes se
denominan organismos facultativos.

19. TRATAMIENTO TERCIARIO
Tiene como objetivo complementar los procesos anteriormente indicados para
lograr efluentes más puros, con menor carga contaminante y que pueda ser
utilizado para diferentes usos como recarga de acuíferos, recreación, agua
industrial, etc. Las sustancias o compuestos comúnmente removidos son:
(a) Fosfatos y nitratos.
(b) Huevos y quistes de parásitos.
(c) Sustancias tenso activas.
(d) Algas.
(e) Bacterias y virus (desinfección).
(f) Radionuclidos.
(g) Sólidos totales y disueltos.
(h) Temperatura.
Los procesos de tratamiento de esta categoría están conformados por procesos
físicos, químicos y biológicos.

20. DESINFECCIÓN
Se emplea para reducir principalmente el contenido de
bacterias, virus y quistes amebianos en las aguas
residuales tratadas, previo a su disposición final. La
desinfección consiste en la destrucción selectiva de los
organismos causantes de enfermedades.
La desinfección suele realizarse mediante agentes
químicos, físicos, mecánicos y radiación. De ellos el más
utilizado es la desinfección química con cloro.

21. MANEJO DE LODOS
El tratamiento de las aguas residuales produce una serie de subproductos como
son los residuos de las rejas, desarenadores y sedimentadores. Este caso
específico se refiere a los productos retenidos en los sedimentadores tanto
primario como secundario y que vienen a conformar la parte más importante de
los subproductos.
Los lodos antes de su disposición final deben ser acondicionados a causa del alto
contenido de materia orgánica putrescible y que de ninguna manera pueden ser
dispuestos libremente.
El lodo procedente de las plantas de tratamiento, varía según el tipo de planta. En
líneas generales se puede indicar que los lodos provienen de la sedimentación
primaria y representa entre el 0.22% y el 0.93% del volumen de agua residual y el
contenido de sólidos volátiles es del 63% al 83%.

22. En el caso de los lodos provenientes de la sedimentación secundaria, varían en
función de los procesos. Los lodos resultantes de los filtros percoladores muestran
un rendimiento de 0.08% a 0.10% del caudal tratado y el contenido de sólidos
volátiles es del 60% en promedio. Los lodos activados comúnmente presentan
rendimiento del 1.2 al 1.5 del volumen de agua tratado con un contenido de
humedad de 97% al 99%.
Los procesos típicos de manejo de lodos son: concentración (espesamiento,
digestión, acondicionamiento, deshidratación o secado, incineración y oxidación).
De éstos, la digestión, incineración u oxidación por vía húmeda son los más
empleados para la reducción de la materia orgánica, y la concentración,
acondicionamiento y deshidratación para la eliminación de la humedad.
El tratamiento de la materia orgánica persigue:
(a) Reducción apreciable del contenido de la materia orgánica volátil.
(b) Aumento del contenido de sólidos fijos.
(c) Reducción del contenido de humedad.
(d) Mayor posibilidad de drenaje del agua contenida en los lodos.
(e) Producción de gases, principalmente metanos.

23. CONSECUENCIAS DE LAS AGUAS
RESIDUALES NO TRATADAS EN EL
MEDIO AMBIENTE
• Los efectos inmediatos que causan las aguas residuales no tratadas, son la
contaminación del medio ambiente y el patrimonio acuífero de la sociedad.
• Adicionalmente al deterioro ambiental biológico y estético que provocan las aguas
no tratadas, también la disposición de las aguas de desecho sin tratamiento
afectan la salud de la sociedad.
• El cólera, la fiebre tifoidea, la hepatitis, la disentería, etc. eran enfermedades
comunes a las que estaba expuesta toda la población por la contaminación de
aguas con bacterias.
• La costumbre de desechar las aguas residuales industriales y domésticas y
mezclarlas con las aguas corrientes de los ríos, así como las condiciones
generales de insalubridad fueron las principales causas de la diseminación y
fácil contagio de enfermedades por medio del agua de beber.

24. • La costumbre de desechar las aguas residuales industriales y domésticas y mezclarlas
con las aguas corrientes de los ríos, así como las condiciones generales de
insalubridad fueron las principales causas de la diseminación y fácil contagio de
enfermedades por medio del agua de beber.
• El manejo inadecuado de las aguas residuales en su disposición sin tratamiento, han
impedido que en algunos países se hayan desterrado completamente las enfermedades
transmitidas por el agua y persisten los casos de cólera, amibiasis, disentería, etc.
• Otros peligros potenciales de las aguas residuales no tratadas, es la contaminación del
medio ambiente y recursos hidrológicos por substancias tóxicas que se encuentran en el
agua como: metales tóxicos (arsénico, plomo, cadmio, mercurio, cromo, etc.), cianuro,
herbicidas y pesticidas.