PDF DEL TRABAJO COLABORATIVO WIKI 3 Y WIKI 8

1. UNIVERSIDAD DE MANIZALES
MAESTRÍA EN DESARROLLO SOSTENIBLE Y MEDIO AMBIENTE
MÓDULO MANEJO INTEGRADO DEL AGUA
TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
Dr.: Nelson Rodríguez Valencia.
Elaborado Por:
Francisco González. Grupo 1
EdissonPaguatian. Grupo 2
Rosa Rincón. Grupo 1
Ovidio Simbaqueva. Grupo 2
Roberto Talero. Grupo 2
1. RESUMEN
El siguiente ensayo aborda el tema del tratamiento de aguas residuales, a
partirde la descripción de los principales contaminantes que presentan las
aguas residuales urbanas e industriales, explica las etapas que involucra el
tratamientode las mismas y presenta la legislación vigente en Colombia,
relacionada con los vertimientos, analizando su pertinencia.
2. INTRODUCCIÓN
En todos los grandes centros urbanos del planeta Tierra se generan grandes
cantidades de aguas residuales como consecuencia del desarrollo de las
actividades humanas, por lo que las principales fuentes de aguas residuales
son la industria, la ganadería, la agricultura y las actividades domésticas que se
incrementan con el crecimiento de la población humana. En la mayoría de los
países los sistemas de aguas negras domésticas son los mismos para recibir
las aguas pluviales lo cual provoca mayores problemas de contaminación,
porque cuando el agua residual se combina con grandes cantidades de agua
lluvia, los residuos contaminantes se diluyen complicando así su proceso de
limpieza, en ese mismo sentido, entre más concentrada llegue el agua residual
a la planta, es más fácil remover los residuos.
En casi todos los países todavía las industrias arrojan las aguas de desecho a
los desagües sin ningún tratamiento previo y en la mayoría de los países
subdesarrollados son pocas las industrias que le dan algún tratamiento antes
de ser desechadas, lo que a nivel global hace que el problema de
contaminación del agua aumente a medida que crece la población, la industria
y las demás actividades humanas. Los contaminantes biodegradables de las
aguas residuales pueden ser degradados mediante procesos naturales o en

2. sistemas de tratamientos hechos por el ser humano, en los que acelera el
proceso de descomposición de la materia orgánica con microorganismos.
En general, puede decirse que un sistema de tratamiento de aguas residuales
domésticas o industriales, se compone de unas operaciones unitarias que
suelen llamarse preliminares, de otras operaciones y procesos unitarios
conocidos bajo el nombre genérico de tratamientos primarios, de los procesos
de tratamiento propiamente dichos o tratamientos secundario, y las operaciones
y procesos mediante los cuales se depura aun más el agua residual, o
tratamientos terciarios.
Se le llama tratamiento primario de aguas negras al proceso que se usa para
eliminar los sólidos de las aguas contaminadas; secundario, al que se usa para
reducir la cantidad de materia orgánica por la acción de bacterias (disminuir la
demanda bioquímica de oxígeno) y terciario, al proceso que se usa para
eliminar los productos químicos.
3. OBJETIVOS
Identificar los parámetros físicos, químicos y bacteriológicos que definen la
composición de las aguas residuales y su efecto en la degradación de los
receptores.
Analizar las operaciones y procesos utilizados convencionalmente en el
tratamiento del agua residual urbanae industrial.
Reconocer la legislación Nacional ambiental vigente relacionada con el agua
residual.
4. MARCO TEORICO Y DISCUSIÓN
4.1 CLASIFICACIÓN DE LAS AGUAS RESIDUALES (A.R)
“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.” (Mara 1976)
De acuerdo con su origen, las aguas residuales pueden ser clasificadas como:
Domésticas o urbanas: 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.

3. Industriales: son líquidos generados en los procesos industriales. Poseen
características específicas, dependiendo del tipo de industria.
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.
“Cada persona genera 1.8 litros de material fecal diariamente, correspondiendo
a 113.5 gramos de sólidos secos, incluidos 90 gramos de materia orgánica, 20
gramos de nitrógeno, más otros nutrientes, principalmente fósforo y potasio.”
(Mara y Cairncross, 1990)
Las A.R. cuando se desaguan se denominan vertidos y éstos pueden
clasificarse en función:
Del uso prioritario u origen: Aguas Residuales Urbanas (A.R.U.) o Aguas
Residuales Industriales (A.R.I)
De su contenido en determinados contaminantes: Los vertidos residuales
arrastran compuestos con los que las aguas han estado en contacto. Estos
compuestos pueden ser:
A continuación se va a realizar una descripción de los principales tipos de A.R.
4.1.1 AGUAS RESIDUALES URBANAS
Procedencia de la contaminación en los núcleos urbanos:
Servicios domésticos y públicos
Limpieza de locales
Drenado de Aguas Pluviales
Tipos de contaminantes:
Materia Orgánica (principalmente) en suspensión y disuelta
N; P; NaCl y otras sales minerales
Micro contaminante procedente de nuevos productos

4. Las A.R. de lavado de calles arrastran principalmente materia sólida inorgánica
en suspensión, además de otros productos (fenoles, plomo -escape vehículos
motor-, insecticidas -jardines-...)
4.1.1.1 CARACTERÍSTICAS FÍSICO-QUÍMICAS.La Temperatura de las A.R.
oscila entre 10 - 20oC (15 ºC). Además de las cargas contaminantes en
Materias en suspensión y Materias Orgánicas, las A.R. contienen otros muchos
compuestos como nutrientes (N y P), Cloruros, detergentes, cuyos valores
orientativos de la carga por habitante y día son:
N amoniacal: 3-10 gr/hab.d
N total: 6.5-13 gr/hab.d
P (P043) ; 4-8 gr/hab.d
Detergentes : 7-12 gr/hab/d
En lugares donde existen trituradoras de residuos sólidos las A.R.Urbanas
están mucho más cargadas (100 % más)
4.1.1.2 CARACTERÍSTICAS BIOLÓGICAS. En las A.R. van numerosos
microorganismos, unos patógenos y otros no. Entre los primeros cabe destacar
los virus de la Hepatitis. Por ej. En 1 gr. de heces de un enfermo existen entre
10-106 dosis infecciosas del virus de la hepatitis.
El tracto intestinal del hombre contiene numerosas bacterias conocidas como
organismos COLIFORMES. Cada individuo evacua de 105-4x105 millones de
coliformes por día, que aunque no son dañinos, se utilizan como indicadores de
contaminación debido a que su presencia indica la posibilidad de que existan
gérmenes patógenos de más difícil detección.Las A.R. Urbanas contienen: l06
colif. Totales / 100 ml
4.1.2 AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALES
Son las que proceden de cualquier taller o negocio en cuyo proceso de
producción, transformación o manipulación se utilice el agua, incluyéndose los
líquidos residuales, aguas de proceso y aguas de refrigeración.
Líquidos Residuales: Los que se derivan de la fabricación de productos, siendo
principalmente disoluciones de productos químicos tales como lejías negras,
los baños de curtido de pieles, las melazas de la producción de azúcar, los
alpechines...etc.

5. Se debe intentar la recuperación de subproductos .
A.R. de Proceso: Se originan en la utilización del agua como medio de
transporte, lavado, refrigeración directa y que puede contaminarse con los
productos de fabricación o incluso de los líquidos residuales.
Generalmente su contaminación es <10% de la de los líquidos residuales
aunque su volumen es 10-50 veces mayor.
Aguas de Refrigeración Indirecta: No han entrado en contacto con los
productos y por tanto la única contaminación que arrastran es su temperatura.
Ahora bien, hoy día hay que considerar también la existencia de productos que
evitan problemas de explotación (estabilizantes contra las incrustaciones y
corrosiones, algicidas...) que pueden ser contaminantes.
4.2 TIPOS DE VERTIDOS INDUSTRIALES.
Continuos: Provienen de procesos en los que existe una entrada y una salida
continua de agua (Procesos de Transporte, lavado, refrigeración...)
Discontinuos: Proceden de operaciones intermedias. Son los más
contaminados (Baños de decapado, baños de curtidos, lejías negras,
emulsiones...)Al aumentar el tamaño de la industria, algunos vertidos
discontinuos pueden convertirse en continuos.
4.3 CLASIFICACIÓN DE LAS INDUSTRIAS SEGÚN SUS VERTIDOS.
Se clasifican en 5 grupos de acuerdo con los contaminantes específicos que
arrastran las A.R.
4.3.1 INDUSTRIAS CON EFLUENTES PRINCIPALMENTE ORGÁNICOS
Papeleras
Azucareras
Mataderos
Curtidos
Conservas (vegetales, carnes, pescado...)
Lecherías y subproductos (leche en polvo, mantequilla, queso...)
Fermentación (fabricación de alcoholes, levaduras...)
Preparación de productos alimenticios (aceites y otros )
Bebidas
Lavanderías

6. 4.3.2 INDUSTRIAS CON EFLUENTES ORGÁNICOS E INORGÁNICOS
Refinerías y Petroquímicas
Coquerías
Textiles
Fabricación de productos químicos, varios
4.3.3 INDUSTRIAS CON EFLUENTES PRINCIPALMENTE INORGÁNICOS
Limpieza y recubrimiento de metales
Explotaciones mineras y salinas
Fabricación de productos químicos, inorgánicos.
4.3.4 INDUSTRIAS CON EFLUENTES CON MATERIAS EN SUSPENSIÓN
Lavaderos de mineral y carbón
Corte y pulido de mármol y otros minerales
Laminación en caliente y colada continua.
4.3.5 INDUSTRIAS CON EFLUENTES DE REFRIGERACIÓN
Centrales térmicas
Centrales nucleares
4.4 CONTAMINACIÓN CARACTERÍSTICA DE LA INDUSTRIA
Cada actividad industrial aporta una contaminación determinada por lo que es
conveniente conocer el origen del vertido industrial para valorar su carga
contaminante e incidencia en el medio receptor. Cuando se conoce el origen
del vertido, el número de parámetros que definen la carga contaminante del
mismo es reducido.
4.4.1 VALORACIÓN DE LA CARGA CONTAMINANTE QUE VIERTE LA
INDUSTRIA.
Para superar la dificultad que supone generalizar esta valoración (pues no
existen 2 industrias iguales), al menos cuando se trata de estimar la carga
contaminante contenida en las A.R. con vistas al dimensionamiento de su
planta depuradora, se ha recurrido al concepto de “POBLACION
EQUIVALENTE”. Este valor se deduce dividiendo los Kg de DBO (demanda
biológica de oxigeno) contenidos en el A.R., correspondiente a la producción
de una unidad determinada, por la DBO que aporta un habitante por día, valor

7. para el que en Europa se considera un valor medio de 60 g. Ahora bien, dado
que el término
“Población Equivalente” sólo se refiere a una contaminación de carácter
orgánico, a la hora de dimensionar la planta depuradora sería necesario, al
menos, tener en cuenta además de la DBO, los Sólidos en Suspensión (SS).
En Francia se basaron en los parámetros de DQO, DBO y SS para el cálculo
del canon de vertido. En Francia y España (Cataluña) existen tablas que
establecen el canon de vertido industrial en función de la producción de la
actividad o el número de operarios. Estos valores los aplican las Agencias
Financieras de Cuenca.Posteriormente se han introducido además Sólidos
Disueltos (medidos por la conductividad en mho/cm); N y P
4.5 TRATAMIENTO PRIMARIO DE AGUAS RESIDUALES.
Se le llama tratamiento primario de aguas residuales, al proceso que se usa
para eliminar los sólidos de las aguas contaminadas.
4.5.1OBJETIVOS DEL TRATAMIENTO PRIMARIO. Principalmente se
pretende la reducción de los sólidos en suspensión (SS) del agua residual (A.R).
Dentro de estos SS pueden distinguirse: Los sólidos sedimentables: son los que
sedimentan al dejar el A.R. en condiciones de reposo durante una hora, este
tiempo también depende del tamaño del sedimentado. Los sólidos flotantes:
definibles por contraposición a los sedimentables. Los sólidos coloidales: de
tamaño cercano a las 10 micras.
4.5.2 TIPOS DE PROCESOS. Existen múltiples procesos que se pueden
considerar incluidos dentro del tratamiento primario (filtración, tamizado, ciertos
lagunajes, fosas sépticas, tanques).
4.5.2.1 PRETRATAMIENTO O CRIBADO. Se efectúa en dos etapas
claramente diferenciadas; en una primera etapa de desbaste se eliminan
primero los sólidos de mayor tamaño y pesado por medio de un pozo de
gruesos y una cuchara anfibia. Después las rejas de gruesos eliminan los
sólidos grandes flotantes. Y posteriormente las rejas de finos, retienen los
sólidos flotantes mayores de 10 mm, que son evacuados a un contenedor para
su posterior vertimiento al proceso de sedimentación.
4.5.2.2 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

8. puede reducir de un 20 a un 40% la DBO5 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.
La coagulación es la desestabilización de las partículas coloidales, causadas
por la adición de un reactivo químico (coagulante), como el cloruro férrico o el
sulfato de aluminio, el cual, neutralizalas cargas electrostáticas de las
partículas, y hace que tiendan a unirse entre sí.
La floculación provoca la aglutinación de los sólidos en suspensión, formando
flóculos. Los floculantes, llamados también coadyuvantes de floculación, son
productos destinados a favorecer el proceso de floculación es decir, la
formación de un flóculo voluminoso y pesado,facilitando su decantación y
posterior filtrado.Ambos procesos eliminan más del 80% de los sólidos en
suspensión.
4.5.2.3 FLOTACIÓN. El objetivo de esta etapa es retirar las grasas, aceites y
otros sólidos de baja densidad. Se fuerza la entrada de aire al depósito, a
presiones de entre 1,75 y 3,5 kg/cm2. El agua residual, súper saturada 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.
4.5.2.4 NEUTRALIZACIÓN. Su objetivo es regular el pH del agua, para su
vertimiento en cuerpos de agua o para su posterior tratamiento secundario
químico o biológico. Los métodos para la neutralización de aguas residuales
pueden ser: mezclar corrientes de agua o la adición de ácidos o álcalis para
lograr el pH requerido.
4.5.2.5 OTROS SISTEMAS DE DEPURACIÓN. Para lograr una depuración
suficiente de las aguas residuales de pequeñas comunidades rurales,a menudo
se utilizan sistemas más sencillos de depuración de las aguas residuales como
la fosa séptica, el lagunaje y el filtro verde.
FOSA SÉPTICA. Cámaras cerradas en la que los conta minantes sedimentan y
fermentan: Lecho bacteriano (depósito lleno de árido), zanjas o pozos filtrantes
o filtros de arena. Todos ellos facilitan la formación de películas de bacterias

9. anaerobias, que actúan sobre la parte sólida de las aguas negras
descomponiéndolas. Esta descomposición es importante, pues deja las aguas
negras residuales con menos cantidad de materia orgánica, ya que la fosa
elimina cerca del 40% de la demanda biológica de oxígeno, y así la misma
puede devolverse a la naturaleza con menor perjuicio para ella.Debido a la
posibilidad de presencia de organismos patógenos, la parte sólida debe ser
retirada, a través de un canal limpia-fosas y transportada a un vertedero en las
zonas urbanas o enterrada en zonas rurales.
FILTRO VERDE. Un filtro verde consiste en una superficie de terreno en la que se
planta vegetación de rápido crecimiento -normalmente chopos-, que se riega con las
aguas residuales de una población. La depuración se realiza de forma natural en el
suelo, gracias a la acción conjunta de varios elementos: el propio suelo, mediante la
precipitación y el intercambio iónico, entre otros fenómenos, las raíces de las plantas y
árboles, que absorben nutrientes, y los microorganismos que degradan la materia
orgánica de esas aguas negras.
LAGUNAJE:consiste en una laguna o grupo de lagunas, donde se consigue la
estabilización de materia orgánica, a través de la reproducción del fenómeno
natural de autodepuración del agua, en forma controlada. En la zona aerobia se
realiza la oxidación de la materia orgánica, nitrificación, o xidación de gases. En
la zona anaerobia, las bacterias anaeróbicas realizan la fermentación ácida, la
hidrólisis de proteínas, formación de metano.
4.6 TRATAMIENTOS SECUNDARIOS DE AGUAS RESIDUALES.
El tratamiento secundario de aguas residuales es el tratamiento biológico de la
materia orgánica disuelta que se presenta en el agua residual, transformándola
en sólidos suspendidos que después serán eliminados fácilmente. Este
tratamiento degrada activamente el contenido biológico del agua residual. Los
contenidos residuales pueden ser: residuos humanos, residuos de alimentos,
jabones y detergentes.
4.6.1 OBJETIVOS DEL TRATAMIENTO SECUNDARIO.El tratamiento
secundario dentro de las etapas que conforman el proceso de limpieza de las
aguas residuales, tiene como objetivo fundamental limpiar el agua de
impurezas que poseen un tamaño mucho menor a las que se pueden filtrar o
captar por decantación y por las rejillas; para este procesos se usan sistemas
mecánicos y biológicos los cuales pueden ser o son combinados. Cuando los
sistemas son de tipo biológico estos pueden ser afectados por factores
externos, por ejemplo factores climatológicos; por tal motivo es importante

10. estudiar sus características y adaptación al lugar en donde se llevara a cabo
inicialmente el proyecto, esto para hacer una elección adecuada.
Uno de los tratamientos naturales del agua residual es la autodepuración, la
cual es tomada como modelo para intensificar y doblar la acción depuradora de
este proceso. Esta depuración biológica está definida como la capacidad que
tienen los microorganismos que se encuentran en el agua, de alimentarse de
los agentes contaminantes y compuestos orgánicos. Los grandes avances
científicos en el campo de la bioquímica bacteriana han servido para poder
utilizar microorganismos anaerobios los cuales se aplican a los residuos, esta
aplicación permite obtener productos como el metano. Los sistemas de
depuración biológica son muy utilizados hoy en día para tratar los ríos
contaminados procedentes de las agroindustrias en más del 90%.
Para los tratamientos anaeróbicos de las aguas residuales existe un gran
número de microorganismos utilizados ya que varias especies degradan una
alta gama de compuestos distintos. Cada tipo de estos microorganismos se
desempeña en según sus características alimenticias.
En Colombia es importante efectuar desarrollos científicos en el campo del
tratamiento de aguas residuales, que ayuden a preservar los ecosistemas y el
medio ambiente. La aplicación de estos procesos contribuye a detener la
degradación ambiental en las zonas rurales, las cuales se ven afectadas por la
disposición inadecuada de las aguas negras.
4.6.2 PROCESOS AEROBIOS
Cuando se trata el agua bajo este proceso existe un gran incremento de aporte
de oxigeno de formas tales como riego de superficies sólidas, por agitación y
aireación sumergida. El substrato (sustancias biodegradables disueltas),
suministran la fuente de alimento a los microorganismos transformándose en
condiciones aerobias en biomasa, dióxido de carbono y agua; estos
microorganismos aerobios necesitan de oxígeno para respirar. Fuera del
substrato, se eliminan del agua residual los compuestos de nitrógeno (amonio y
nitratos). Los microorganismos se dividen en grupos, un grupo convierte el
amonio en nitrato, a este proceso se le conoce como nitrificación y otro grupo
reduce el nitrato a nitrógeno elemental, a este proceso se le conoce como
desnitrificacion; el nitrógeno que se produce escapa como gas a la atmósfera.
Las tecnologías más usadas son los procesos de biopelícula y los de lodos
activados.

11. 4.6.3 PROCESO DE LODOS ACTIVADOS
En este proceso los microorganismos se encuentran suspendidos en las aguas
residuales. Los microorganismos aerobios reciben oxígeno por la aireación del
agua residual en el tanque de aireación. Del resultado del metabolismo existe
una agrupación en flóculos, que constituyen el llamado lodo activo. El lodo
activo se separa seguidamente por sedimentación del agua residual depurada
en un proceso de decantación secundaria. Con la ayuda de la corriente de
agua residual salen del tanque de aireación más lodos activos de los que se
forman de nuevo en el mismo periodo de tiempo; debido a esto existe una
pérdida de biomasa, la cual será compensada devolviendo una parte de lodo
activado al tanque de aireación, esta cantidad es llamada lodo de retorno. La
parte que no circula es un residuo del proceso y se llama lodo en exceso.
4.6.4 PROCESOS DE BIOPELICULA
Estos procesos consisten en que los microorganismos se asientan en las
superficies de las sustancias sólidas formando una capa, la cual es
denominada biopelícula. Las sustancias sólidas que se usan se les denominan
portadores; después se hace poner en contacto el agua residual con la
biopelícula fijada sobre el material portador.
Para estos procesos es necesario un filtro percolador, el cual es un relleno
cubierto de limo biológico en donde se percola el agua residual, esta agua se
distribuye en forma pulverizada uniformemente sobre el lecho de relleno
utilizando un distribuidor rotativo de flujo. El agua residual percola de manera
descendente a través del relleno y el efluente se recoge en el fondo. La
aireación del filtro percolador es por convección natural, en donde la diferencia
de temperaturas se realiza entre el aire exterior y el interior del filtro biológico.
Los materiales que son portadores son de superficies muy específicas, entre
200 m2/m3 y pueden tener un origen natural como la roca volcánica o artificial.

12. La figura muestra la sección típica de un percolador y su funcionamiento.
4.6.5 PROCESOS ANAEROBIOS
Los procesos anaerobios del agua residual, son procesos fermentativos
denominados digestión anaerobia. Estos se caracterizan por convertir la
materia orgánica en metano (CH4) y dióxido de carbono (CO2), en la ausencia
del oxígeno y con la ayuda activa de diferentes poblaciones de bacterias.
La digestión anaerobia se realiza en ambientes naturales como lo son los
pantanos, sedimentos de lagos y mares, zonas anoxicas del suelo, zonas
anegadas para el cultivo de arroz, fuentes de aguas termales sulfurosas y en el
tracto digestivo de los rumiantes.
En el tratamiento de las aguas residuales, la contaminación es evaluada por la
demanda química de oxígeno(DQO), este parámetro mide la concentración de
materia orgánica. Para saber lo ocurrido en el tratamiento anaerobio con la
materia orgánica, es necesario realizar un balance entre la demanda química
de oxígeno y el tratamiento aerobio.

13. TRATAMIENTO ANAEROBIO
La digestión anaerobia es considerada como un proceso de transformación de
la materia orgánica; debido a que no existe la presencia de un oxidante en el
proceso, la capacidad de transferencia de electrones de la materia orgánica no
varía en el metano producido. Sin existir oxidación durante el proceso la DQO
teórica del metano equivale a la mayor parte de la DQO de la materia orgánica
digerida (90 a 97%), una pequeña parte de la DQO es convertida en lodo (3 a
10%). Cuando existen las reacciones químicas en la digestión anaerobia se
libera una parte muy pequeña de energía, mientras que la mayor parte
permanece como energía química del metano que se produce.
DEGRADACION ANAEROBIA
Para la degradación anaerobia de la materia orgánica se requiere de diversos
grupos de bacterias especiales, las cuales utilizan secuencialmente los
productos metabólicos generados por cada grupo. En la figura se muestran las
etapas de la digestión anaerobia.

14. CICLO DE VIDA BACTERIAL
En el ciclo de vida bacterial, la bacteria se divide y se reproduce a si misma o
puede continuar su proceso funcional hasta que muere. La reproducción de las
bacterias se realiza por fisión binaria, es decir que las células originales se
dividen en dos nuevas células. Las fases del ciclo de vida de las bacterias
presentes en un volumen fijo se da de la siguiente manera:
Fase de adaptación: Tiempo de aclimatización de las bacterias al nuevo
ambiente.
Fase de crecimiento: División de las células a una rata determinada
Fase estacionaria: Agotamiento de nutrientes necesarios para el
crecimiento y mortalidad de células viejas.
Fase de extinción: Rata de mortalidad supera la producción de nuevas
células.
REACTORES ANAEROBIOS
Existen tres tipos de reactores anaerobios, estos se caracterizan por reducir el
tiempo de retención hidráulico (TRH) y mejorar el contacto entre el lodo y el
sustrato; con lo que se tiene menores volúmenes de reactor, costos más bajos,
sistemas más estables y mejor operación.
Reactor de primera generación: El tiempo de retención celular es igual al
TRH. El contacto entre la biomasa y la materia orgánica no es muy
adecuado ( lagunas anaerobias, tanque séptico, tanque Imhoff)
Reactor de segunda generación: Posee mecanismos para retención de
los lodos independizando el tiempo de retención celular del THR( filtros
anaerobios de flujo ascendente y descendente, sedimentador interno
UASB)

15. Reactor de tercera generación: Optimiza el contacto entre el sustrato y la
biomasa, mediante la adherencia de partículas de arena, alúmina o
plástico las cuales se expanden (reactores de lecho fluidizado).
La digestión anaerobia se utiliza para estabilizar lodos que provienen de las
plantas de tratamiento de aguas residuales domésticas y en el tratamiento de
aguas diluidas, esta última en una menor proporción que la anterior. Su
utilización es exitosa en zonas de clima tropical y aguas residuales
concentradas como las destilerías, papeleras, cerveceras e industrias de
alimentos.
4.7 TRATAMIENTO TERCIARIO DE AGUAS RESIDUALES
4.7.1 OBJETIVO DEL TRATAMIENTO TERCIARIO.En esta etapa se busca
aumentar la calidad final de los efluentes , a partir de procesos físico y
químicos. Es un tipo de tratamiento más caro que los anteriores y se usa en
casos más especiales como por ejemplo para purificar los vertimientos de
algunas industrias, de tal manera que puedan ser utilizados para riego de
cultivos.

16. 4.7.2 OSMOSIS INVERSA. Es una tecnología de membrana en la cual el
solvente (agua) es transferido a través de una membrana densa diseñada para
retener sales y solutos de bajo peso molecular. La OI elimina prácticamente
todas las sales y los solutos de bajo peso molecular. Se considera una
eliminación prácticamente total de las sales disueltas y total de los sólidos en
suspensión. Debido a esto, las membranas de OI son la elección cuando se
necesita agua muy pura o de bebida, especialmente si la fuente es agua
salobre o agua de mar.
Para entender el proceso de la ósmosis inversa, empecemos por recordar la
ósmosis natural, mecanismo de transferencia de nutrientes en las células de
los seres vivos a través de las membranas que la recubren.
En tal sentido, cuando se ponen en contacto dos soluciones de diferentes
concentraciones de un determinado soluto (por ejemplo sales), se genera un
flujo de solvente (por ejemplo agua) desde la solución más diluida a la más
concentrada, hasta igualar las concentraciones de ambas.
Es decir, en otras palabras: si ponemos en contacto, a través de una
membrana, agua salada y agua destilada obtendremos un equilibrio entre
ambas y quedarán moderadamente saladas. El agua que atraviesa la
membrana es "empujada" por la presión osmótica de la solución más salada y
el equilibrio del proceso se alcanza cuando la columna hidrostática iguala dicha
presión osmótica.
4.7.3 ELECTRODIÁLISIS.La electrodiálisis es una tecnología que permite, bajo
la influencia de un campo eléctrico continuo, extraer sustancias ionizadas
disueltas en una disolución acuosa a través de membranas selectivas de
intercambio iónico.La electrodiálisis separa las moléculas o iones en un campo
eléctrico debido a la diferencia de carga y de velocidad de transporte a través
de la membrana. Las membranas tienen lugares cargados y poros bastante

17. estrechos (1-2 nm). En la célula de electrodiálisis se sitúa un cierto número de
membranas de intercambio catiónico y aniónico entre un ánodo y un cátodo de
forma que cuando se aplica la corriente eléctrica los iones con carga positiva
migran a través de la membrana de intercambio catiónico y viceversa.
4.7.4 DESTILACIÓN.Proceso físico por el cual el agua cambia de estado pasa
de líquido a gaseoso y luego a líquido. La destilación es la colección de vapor
de agua, después de hervir las aguas residuales. Con un retiro correctamente
diseñado del sistema de contaminantes orgánicos e inorgánicos y de
impurezas biológicas puede ser obtenido, porque la mayoría de los
contaminantes no se vaporizan. El agua pasará al condensador y los
contaminantes permanecerán en la unidad de evaporación. Una de las fuentes
de energía utilizadas en la actualidad es la energía solar que se aplica para
hacer destilación y desalinización de agua con destiladores solares.
Destiladores solares construidos en laboratorio de la Universidad los Libertadores.
4.7.5ADSORCIÓN. Es un proceso donde un sólido se utiliza para eliminar una
sustancia soluble del agua. En este proceso el carbón activo es el sólido. El
carbón activo se produce específicamente para alcanzar una superficie interna
muy grande (entre 500 – 1500 m2 /g). Esta superficie interna grande hace que
el carbón tenga una adsorción ideal. El carbón activo viene en dos variaciones:
Carbón activado en polvo (PAC) y carbón activado granular (GAC).
4.7.6 FILTRACIÓN. Esta tecnología se utiliza principalmente para remover
sólidos suspendidos de los suministros de agua. Estos sólidos pueden consistir
de suciedad, cieno u otras partículas que puedan interferir con el uso
intencionado del agua o una tecnología de tratamiento corriente abajo. Las
tecnologías de filtración incluyen: Filtros de lecho, Filtros de cartucho, Filtros de
bolsa:

18. 4.7.8 EXTRACCIÓN POR SOLVENTES.El proceso de extracción por solventes
(o extracción líquido-líquido) es una técnica de separación, la cual involucra
transferencia de masa entre dos fases inmiscibles. El metal es transferido de
una fase acuosa a una fase orgánica o viceversa. Este tipo de técnicas se
aplica ampliamente en procesos metalúrgicos de cobre, debido a su bajo costo
y reducido impacto ambiental.
Básicamente, el proceso de extracción por solventes se usa para purificar y
concentrar metales. Solo se requiere que el metal específico sea transferido
selectivamente desde una fase acuosa a una orgánica.
4.7.9 INTERCAMBIO IÓNICO.El intercambio iónico es un proceso donde un
ion es sustituido o intercambiado por otro de la misma carga, este proceso es
utilizado desde para la extracción de disolventes sólidos en el agua hasta para
tratar la dureza de la misma, al reemplazar el calcio y el magnesio contenidos
en el agua por otro ión , usualmente sodio.
Generalmente la capacidad de los materiales de intercambio iónico esta en el
rango de 2 a 10 mequiv/gr o cerca de 15 a 1000 kg /m3 la regeneración es
realizada usando de 80 a 160 kg de cloruro de sodio por metro cúbico de resina
en una solución que puede ir del 5 al 20 % a una velocidad de flujo cercana a
40l/min m2.
Para ese tratamiento el agua debe estar esencialmente libre de turbidez y
materia particular o la resina podría funcionar como un filtro y llegar a taparce.
el otro consiste en el uso de membranas microporosas compuestas por acetato
de celulosa con una capa con abertura microscópica que dejan pasar las
moléculas de agua pero no la de los sólidos usando este método existen
básicamente dos operaciones .
4.7.10 OXIDACIÓN QUÍMICA. Es un procedimiento alterno a la adsorción en
tratamiento de agua potable y sistemas de tratamiento de aguas residuales.
Las moléculas orgánicas complejas con estructuras con detergente -fenólicos
pueden ser oxidadas dentro de un simple compartimiento con oxidantes como
ozono y cloro. La ventaja de este proceso incluye la eliminación de compuestos
de amonio y la oxidación de substancias inorgánicas (fierro y manganeso)
existe la desventaja de que el cloro puede formar aloformos con algunos
compuestos orgánicos.
4.7.11 PRECIPITACIÓN.El tratamiento puede realizarse a través de varios
procesos:

19. Hasta hace poco, el tratamiento convencional de efluentes de curtiembres
aplicaba una primera etapa de tratamiento en la que se precipitaba la totalidad
de los efluentes utilizando sales de hierro, En este proceso el sulfuro se
precipita como sulfuro de hierro. Al mismo tiempo, se precipita el cromo y las
proteínas. El agua que sale de la sedimentación queda clarificada, mientras
que el DQO y el DBO5 se reducen en un 50 y 60%.
No obstante, este proceso genera una cantidad enorme de Iodos que son muy
propensos a la putrefacción y están altamente contaminados por compuestos
de cromo (unos 10 a 50 g por kg de materia seca), lo que significa que
únicamente pueden depositarse en un relleno sanitario.
Además, la experiencia ha demostrado que no se puede lograr una
deshidratación eficaz de estos Iodos, lo que, por lo tanto, encarece su
eliminación y causa problemas en el lugar de la disposición.
Precisamente por las grandes cantidades de Iodos prod ucidas y por problemas
que generan, es que este proceso suele utilizarse cada vez menos hoy día.
4.7.12 NITRIFICACIÓN – DENITRIFICACIÓN. Son procesos llevados a cabo
por determinados grupos de microorganismos bacterianos que se utilizan en
aquellas plantas de tratamiento de aguas residuales, donde aparte de la
eliminación de la materia orgánica se persigue la eliminación de nitrógeno.
La eliminación de la materia nitrogenada es necesaria cuando el efluente de la
E.D.A.R. va a ir bien a embalses o masas de agua utilizadas para captación de
aguas potables, bien a las denominadas por ley como zonas sensibles.
El proceso de Nitrificación: La nitrificación es el proceso en el que el nitrógeno
orgánico y amoniacal se oxida, transformándose primero en nitrito y,
posteriormente en nitrato.
Estas reacciones las llevan a cabo bacterias muy especializadas, diferentes de
aquellas que se encargan de degradar la materia orgánica del medio.
Este tipo de bacterias, se reproducen mas lentamente y son muy sensibles a
los cambios de su medio habitual.
A su vez, necesitan de un aporte de Oxígeno suplementario para que sean
capaces de desarrollar las reacciones anteriormente mencionadas, de esta
forma en las cubas de aireación de fangos activados necesitan de un nivel de
oxígeno de al menos 2 mg/l.

20. El proceso de Desnitrificación: La desnitrificación consiste en el paso de los
nitratos a nitrógeno atmosférico, por la acción de un grupo de bacterias
llamadas desnitrificantes. Dicha forma de nitrógeno tenderá a salir a la
atmósfera, consiguiéndose así, la eliminación de nitrógeno en el agua.
Para que las bacterias desnitrificantes actúen, es necesario que el agua tenga
bastante carga de materia orgánica, una fuente de nitratos elevada, con muy
poco oxígeno libre y un pH situado entre 7 y 8.
El oxígeno asociado a los nitratos es la única fuente de oxígeno necesaria para
llevar a cabo sus funciones vitales. De esta forma los niveles de oxígeno libre
en el medio donde actúan deben de ser inferiores a los 0,2 mg/l.
El tiempo mínimo de contacto entre el agua y las bacterias desnitrificantes debe
de ser suficiente para que se produzcan las reacciones deseadas, estimándose
un tiempo mínimo de 1,5 horas a caudal medio.
4.8 LEGISLACIÓN NACIONAL AMBIENTAL RELACIONADA CON AGUAS
RESIDUALES
La legislación ambiental en Colombia ha ido acorde con las discusiones y
declaraciones que se han llevado a cabo en las cumbres internacionales. La
Constitución Política de Colombia, contempla la conservación de los recursos
naturales y el medio ambiente como un deber del Estado y de la personas,
para poder gozar del derecho de un ambiente sano. En diciembre 22 de 1993,
se promulgó la Ley 99 de 1993, por el cual se reordena el sector público
encargado de la gestión medio ambiental, se establecen los principios de la
Política Ambiental Nacional y se crea el Ministerio del Medio Ambiente y el
Sistema Nacional Ambiental SINA 1 . Este sistema de gestión, tiene como
propósito lograr la puesta en marcha de los principios generales ambientales
contenidos en la Constitución Política de Colombia y la Ley 99 de 1993,
asegurando la coordinación intersectorial en el ámbito público de las políticas,
planes y programas en materia ambiental y de recursos naturales renovables.
El SINA está conformado por el Ministerio del Medio Ambiente, las
Corporaciones Autónomas Regionales, las Entidades Territoriales y los
Institutos de Investigación adscritos y vinculados al Ministerio, como el IDEAM
y el INVEMAR.
Con respecto a la normatividad a nivel nacional, en materia de vertimientos,
para proteger las cuencas que se consideran prioritarias en el país, se hace un
1
Ley 99 (1993). Diario Oficial 41146, Diciembre 22 de 1993.

21. cobro de tasas retributivas a las personas o entidades que las utilicen en forma
directa para vertimientos puntuales. El Decreto 3100 de 2003, contempla lo
relacionado con el establecimiento de la tarifa mínima y su ajuste regional;
define los sujetos pasivos de la tasa, los mecanismos de recaudo, fiscalización
y control, y el procedimiento de reclamación 2 ; establece que para la
caracterización de los vertimientos se deberá efectuar un monitoreo de por lo
menos los siguientes parámetros de calidad: DBO, SST, DQO, OD,
ColiformesFecales y pH. Los métodos analíticos utilizados para la toma y
análisis de las muestras de vertimientos, son establecidos por el Instituto de
Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales, IDEAM, a través de la guía
para el monitoreo de aguas superficiales y subterráneas. 3
El artículo 20, aún vigente, del Decreto 1594 de 1984, establece las sustancias
de interés sanitario, es decir tóxicas para la salud humana y/o formas de vida
acuática.
De acuerdo con lo establecido en el artículo 12 del Decreto 3100 de 2003, los
usuarios prestadores del servicio de alcantarillado sujetos al pago de la tasa
retributiva deberán presentar a la autoridad ambiental competente el plan de
Saneamiento y Manejo de Vertimientos, PSMV, este plan se reglamenta con la
Resolución 1433 de 2004.
El Decreto 3930 de 2010, parcialmente modificado por el Decreto 4728 de
2010, establece las disposiciones relacionadas con los usos del agua y los
vertimientos al recurso hídrico, al suelo y a los alcantarillados. Dictamina entre
otras la fijación de los límites máximos permisibles de vertimientos en aguas
superficiales y subterráneas y su monitoreo (art 28 y 34). En el Capítulo VII se
decreta laobtención de los permisos de vertimiento y planes de cumplimiento.
En el capítulo VIII, se establece el plan de Reconversión a Tecnologías Limpias
en Gestión de Vertimientos, con el cual se busca la reconversión tecnológica
de los procesos productivos de losgeneradores de vertimientos que desarrollan
2
Decreto 3100 (20003). Diario Oficial 45357, octubre 31 de 2003.
3
Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales. IDEAM. (2003). Recuperado el 11 de Julio
de 2012 en
(http://responsabilidadintegral.org/administracion/circulares/archivos/Guia%20Caracterizacion%20Vert
imientos%20-%20IDEAM.PDF

22. actividades industriales, comerciales o de servicios con dos objetivos
fundamentales:
Reducir y minimizar la carga contaminante por unidad de producción, antes
del sistema de tratamiento o antes de ser mezclada con aguas residuales
domésticas.
Reutilizar o reciclar subproductos o materias primas, por unidad de
producción o incorporar a los procesos de producción materiales reciclados,
relacionados con la generación de vertimientos. 4
Con el fin de facilitar la gestión hídrica, en lo relacionado con el inventario de
usuarios, para concesiones de agua y autorizaciones de vertimiento, mediante
el Decreto 1324 de 2007, se crea el Registro de Usuarios del Recurso Hídrico.
La Resolución 955 de 2012 adopta el Formato con su respectivo instructivo
para el Registro de Usuarios. 5
El Decreto 2820 de 2010, reglamenta las licencias ambientales, establece que
para la obtención de estas licencias, se deben presentar estudios de impacto
ambiental, que incluya entre otros, información sobre vertimientos y plan de
contingencia.
Existe también reglamentación relacionada con el manejo de vertimientos que
es específica para ciertos procesos industriales como por ejemplo la
Resolución 1544 de 2010, por la cual se acogen los términos de referencia
para la elaboración del Estudio de Impacto Ambiental para los proyectos de
perforación exploratoria de hidrocarburos y se toman otras determinaciones; 6La
resolución 1543 de 2010, por la cual se acogen los términos de referencia para
la elaboración del Estudio de Impacto Ambiental para los proyectos de
explotación de hidrocarburos y se toman otras determinaciones; 7 la Resolución
1023 de 2010, por la cual se dictan disposiciones en vertimientos para el sector
manufacturero.
En la legislación también se incluyen beneficios tributarios para quienes hagan
inversiones directas para control y mejoramiento del medio ambiente. Esto se
específica en el Decreto 3172 de 2003 .
4
Decreto 3930 (2003). Diario Oficial 47837, octubre 25 de 2010.
5
Resolución 955 (2012).Diario Oficial 48475, junio 28 de 2012
6
Resolución 1544 (2010). Diario Oficial No. 47800, Agosto 13 de 2010
7
Resolución 1543 (2010). Diario Oficial No. 47800, Agosto 13 de 2010

23. Para el monitoreo y control del recurso hídrico, y para regular los vertimientos
dentro de la jurisdicción de la ciudad de Bogotá, a través de la Resolución 3956
de 2009, se establece la norma técnica, para el control y manejo de los
vertimientos realizados al recurso hídrico en el Distrito Capital 8 , se fijan los
índices, factores, concentraciones o estándares máximos para vertimientos. En
general, se mantuvieron los parámetros definidos en la Resolución 1074 de
1997, se disminuyeron los valores de DBO5, DQO, Sólidos Suspendidos
totales y Tensoactivos. Las sustancias de interés sanitario Cd, Ni y Mn
aumentaron con respecto a esta norma contrario al parámetro Zn que
disminuyó.
A través de la Resolución 3957 de 2009, se establece la norma técnica, para el
control y manejo de los vertimientos realizados a la red de alcantarillado públi co
en el Distrito Capital 9.
La Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca, CAR, por el acuerdo
332 de 2008, establece la obligación de efectuar autodeclaraciones a quienes
generen vertimientos líquidos de interés ambiental o de interés sanitario.
De la misma manera, en el Acuerdo 08 de 2004, la CAR, define la norma de
vertimiento para la industria de curtido de pieles, especificando las
concentraciones máximas permitidas de contaminantes que deben cumplir los
vertimientos. 10
Este es el esquema hidrográfico del Distrito Capital. Para cada río la Secretaria
Distrital de Ambiente estableció objetivos de calidad a cuatro años (2009-
2012), para los Ríos Salitre, Fucha, Tunjuelo y el Canal Torca, mediante la
Resolución 5731 de 2008. La CAR, mediante el Acuerdo 43 de 2006, fijó los
objetivos para la cuenca del Río Bogotá.
8
Resolución 3956 (2009). Registro Distrital 4236, julio 6 de 2009
9
Resolución 3957 (2009).Registro Distrital 4236, julio 6 de 2009
10
Acuerdo 08 (2004). Diario Oficial 45574, junio 9 de 2004

24. Fuente: Secretaria Distrital de Ambiente. Bogotá 2010. Consultado el 12 de julio de 2012 en
http://www.corporacionambient alempresarial.org.co/documentos/494_Normatividad_Ambiental_
Distrital_Vertimientos.pdf
El tratamiento de las aguas residuales de Bogotá, se realiza en la planta de
tratamiento del Salitre.El proceso aplicado, corresponde a un tratamiento
primario químicamente asistido, logrando remociones del 40% materia orgánica
y un 60% de sólidos suspendidos totales. 11
En febrero de 2011 se firmó el acuerdo de cooperación para la construcción de
la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de Canoas (Fase I y II) 12. La
Fase es un tratamiento primario convencional la Fase II un tratamiento
secundario biológico convencional. Su construcción se proyectó a 5 años.
5. CONCLUSIONES
En todos los grandes centros urbanos del planeta Tierra se generan grandes
cantidades de aguas negras como consecuencia del desarrollo de las
actividades humanas, por lo que las principales fuentes de aguas negras son la
industria, la ganadería, la agricultura y las actividades domésticas que se
incrementan con el crecimiento de la población humana.
La selección de un sistema de tratamiento de aguas residuales, depende del
tipo de contaminantes que esta contenga, de la calidad final deseada, del
11
Empresa de Acueducto Agua y Alcantarillado de Bogotá. (2012). PTAR Salitre. Consultado el 12 de julio
de 2012 en
http://www.acueducto.com.co/wpsv61/wps/portal/!ut/p/c4/04_SB8K8xLLM9MSSzPy8xBz9CP0os3gLw2
DfYHMPIwN_cyMXA09HV1cLM2MTJ5MgE_2CbEdFAO5fkgY!/?WCM_PORTLET=PC_7 _81SMS7H20O72D
0IAEE8634B4N0_WCM&WCM_GLO BAL_CONTEXT=/wps/wcm/connect/eaabv6/sacueducto/aambiental
/aambsecprincipal/bambientalptarsalitre
12
Presidencia de la República. (2011). Sistema informativo del gobierno. Vía libre a la descontaminación
del Río Bogotá. Consultado el 12 de Julio de 2012
enhttp://wsp.presidencia.gov.co/Prensa/2011/Febrero/Paginas/20110221_07.aspx

25. caudal a tratar, del lugar donde se va a implementar y del presupuesto
disponible.
Los tratamientos primarios que reciben las aguas residuales consisten
principalmente en la remoción de sólidos suspendidos floculentos bien sea
mediante sedimentación o floculación, en la neutralización de la acidez o
alcalinidad excesivas y en la remoción de compuestos inorgánicos mediante
precipitación química. En algunos casos se puede utilizar la coagulación como
auxiliar del proceso de sedimentación.
Los tratamientos primarios tienen gran importancia para los sistemas de
tratamientos de aguas residuales, pues de su adecuada y eficiente operación
depende en muy buena parte que todo el sistema reduzca efectivamente la
carga contaminante que tienen las aguas residuales.
EL tratamiento secundario consiste en la conversión progresiva de la materia
biológica disuelta en una masa biológica sólida usando bacterias adecuadas,
generalmente presentes en las aguas. Una vez que la masa biológica es
separada o removida, el agua tratada puede experimentar procesos adicionales
(tratamiento terciario) como desinfección, filtración, etc.
Entre las disciplinas que participan en los proceso de tratamientos de aguas
contaminadas se encuentran: ingenierías y ciencias exactas (ingeniería
química, ingeniería civil, ingeniería mecánica y eléctrica, química y física),
ciencias de la vida (biología, biología marina, microbiología, bacteriología),
ciencias de la tierra (geología, hidrología, oceanografía) y, ciencias sociales y
económicas (leyes, sociología, ciencias políticas, relaciones públicas,
economía y administración.
En Colombia existen numerosas leyes, decretos y resoluciones que buscan
favorecer la gestión del recurso hídrico desde varios frentes: planificación de
políticas y metas, sistema de información, regulación de uso y calidad,
instrumentos económicos como sanción y como incentivo. El desarrollo
normativo ha sido importante, pero hace falta el desarrollo de guías
metodológicas, como la guía Nacional de modelación del recurso hídrico, que
estaba propuesta para el 2011 y que lograría que los parámetros de
vertimientos se establezcan de acuerdo con las características específicas de
cada generador.

26. 6. BIBLIOGRAFÍA
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clarificación del agua, serie Técnica Nº. 13, Centro Panamericano de
Ingeniería Sanitaria y Ciencias del Ambiente, CEPIS, Lima.
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- Romero, J(1999). Tratamiento de aguas residuales. Teoría y diseño.
Escuela Colombiana de Ingeniería. COLOMBIA.
- Wikipedia.(2012). Tratamiento de aguas residuales. [En línea].
Disponible en

27. http://es.wikipedia.org/wiki/Tratamiento_de_aguas_residuales#Tratamie
nto_secundario