Este documento trata sobre el tratamiento de aguas residuales. Explica que el tratamiento de aguas residuales es un proceso relativamente reciente que comenzó a fines del siglo XIX como consecuencia de la relación entre la contaminación de cursos de agua y enfermedades hídricas. También describe las diferentes etapas del tratamiento de aguas residuales como el tratamiento preliminar, primario, secundario y terciario, así como la desinfección y disposición de lodos.

1. Prof: Olga Ortega
USMA
Hidrología 2014
Tratamiento
de Aguas Residuales

2. Actualmente, la Ingeniería sanitaria se
encuentra en un franco proceso de desarrollo,
en el que Antiguas ideas vuelven a valorarse y
se formulan nuevos conceptos.
La implementación de sistemas de
abastecimiento de agua y de saneamiento, son
factores importantes en conservación del
bienestar de los pueblos.
El Tratamiento de aguas
residuales
A donde va todo
esto????

3. En lo que compete al saneamiento y específicamente
al tratamiento de aguas residuales, el agua
recolectada de los pueblos y ciudades, debe
devolverse al medio ambiente en condiciones tales
que no la deteriore.
Muchas veces las masas receptoras de los desechos
líquidos son incapaces de absorber y neutralizar la
carga contaminante.
Todos los años se vierten a los ríos 45 mil millones
de sustancias no biodegradables.
El Tratamiento de aguas
residuales

4. El Tratamiento de aguas residuales
El tratamiento de las aguas residuales es
relativamente reciente.
Su inicio data de fines de 1800 y coincide con a
época de la Higiene.
Esto desarrollo como consecuencia de la relación
entre Contaminación de los cursos de agua y cuerpos
de agua y Las enfermedades de origen hídrico.
En un principio, el tratamiento se hacia mediante el
vertido de las aguas residuales al suelo, pero
prontamente la superficie de los terrenos no fueron
suficientes para absorber el cada vez mayor volumen
de aguas residuales.

5. Los pueblos antiguos no necesitaban obras de ingeniería para su aprovisionamiento
de agua.
Cazadores y nómadas acampaban cerca de las fuentes naturales de agua fresca, y
las poblaciones estaban tan dispersas que la contaminación del agua no constituía un
serio problema.
El primer pueblo en tener en cuenta la sanidad del suministro de agua fue el pueblo romano,
que construyó una extensa red de acueductos para traer las aguas limpias de los montes
Apeninos hasta la ciudad, intercalando estanques y filtros a lo largo del recorrido del agua para
asegurar su claridad. Pero no tenían tratamiento para agua residual.
La verdadera novedad fue introducida por los Griegos, primera
sociedad que tenia un interés Claro por la calidad del agua que
consumían.
Por ello, el agua utilizada se retiraba mediante sistemas de aguas
pluviales, y se utilizaban Embalses de Aireación para la purificación.

6. El Tratamiento de aguas residuales
El alcantarillado fue prácticamente desconocido durante la Edad Media,
y hasta los tiempos modernos no se reanudo la Construcción alcantarillas.
En Inglaterra, después de la Epidemia de Cólera de la mitad del siglo
XIX, se inicio la construcción de los sistemas de alcantarillado, pero el
tratamiento de Aguas residuales recibió poca atención.
La invención (reinvención) del Retrete en el siglo XIX cambio drásticamente
las practicas de disposición de los desechos de las ciudades a los terrenos
agrícolas, que ya no podían manejar Volúmenes tan grandes de los desechos.
Como solucion al Problema, las Ciudades comenzaron a usar Sistemas
Naturales de Drenaje y los Alcantarillados unicos(lluvia y residual), para
aguas residuales, a pesar de recomendaciones del ing. Edwin
Chadwick(1842) de ejecutar la descarga de aguas de lluvia directamente al
rio y las aguas residuales al suelo.

7. El Tratamiento de aguas residuales(AR)
La construcción de alcantarillas en las Ciudades NO DIO SOLUCION
completa al problema de evacuación de los residuos.
El Tratamiento de las AR se retraso considerablemente con respecto a su
Recolección.
El tratamiento fue Considerado Necesario solo DESPUES de que la Capacidad
de Autopurificación de los cuerpos receptores fue EXCEDIDA y los receptores
se volvieron Intolerables y sus condiciones Molestas….RIO Matasnillo es un
ejemplo claro.
A finales del siglo XIX se probaron varios procesos de Tratamiento de AR:
Alrededor de 1920 el tratamiento evoluciono hasta el nivel ahora conocido.
Sin embargo, el diseño de PTAR se hizo empíricamente hasta mediados del
siglo XIX.
A partir de los años 60 se tuvieron avances de TAR y se formularon y
cuantificaron los procesos originales.
La Ciencia de Tratamiento de AR es dinámica, como todas las ciencias,
Se desarrollan procesos avanzados con los cuales se puede producir agua
Potable a partir de las aguas residuales DOMESTICAS

8. Los ríos con aguas mas contaminadas
en Panamá son :
El Matasnillo, en la provincia de Panamá y el
Pedasi, en la provincia de Los Santos.
En total, entre las aguas residuales de empresas
industriales, agropecuarias y de servicios, y las
domesticas que se descargan al año en los rios de la
Capital hay 95 mil 213 toneladas de materia No
Biodegradable.
.

9. Principales Cuencas afectadas

10. Definición de la Contaminación de un Curso de
Agua
• Un curso de agua se considera como contaminado o
polucionado, cuando la composición o el estado de
sus aguas son directa o indirectamente modificadas
por la actividad del hombre, en una medida tal, que
disminuye la facilidad de utilización para todos
aquellos fines, o algunos de ellos, a los que podrían
servir en estado natural.
• Depuración de Aguas Residuales. Aurelio Hernández Muñoz

11. Características de las
aguas residuales
• Solidos sedimentables
• Olor
• Color
• Temperatura
• Materia organica e inorganica
• Microorganismos
Por su origen las Aguas Residuales presentan en su composicion
diferentes elementos que se pueden resumir como:
• Componentes suspendidos
• Gruesos (inorgánicos y orgánicos)
• Finos (inorgánicos y orgánicos)
• Componentes disueltos

12. Contaminación del Agua (Física)
• Sólidos Suspendidos:
– Flotables
– Sedimentables: al termino de movimiento
– Coloidales: precipitan después de coagulación o floculación
• Radiación:
– Actividades humanas pueden contaminar el agua con isótopos
radiactivos
• Temperatura:
– Muerte de vida acuática (peces y algas)
• Color:
– Dificultad de establecer el tipo de contaminación u origen.
• Olor y Sabor
– Fenoles, hidrocarburos, cloro, materias orgánicas en descomposición,
esencias liberadas por algas u hongos, sales minerales
• Turbiedad

13. Contaminación del Agua (Química)
• Orgánicos
– Contaminantes orgánicos demandantes de oxígeno: Aguas residuales
domésticas, estiércol, residuos alimenticios y algunos residuos industriales.
– Compuestos orgánicos refractarios: Plaguicidas, plásticos, detergentes,
residuos industriales y aceites.
– Proteínas, carbohidratos, lípidos, agentes tensoactivos, fenoles, pesticidas
 Inorgánicos
 Cloruros, Alcalinidad, Nitrógeno, Fósforo, Azufre, Metales Pesados y
Minerales tóxicos
 Nitrógeno y fósforo : en exceso causa de eutrofización
 Cationes, Aniones, Neutros
 Sólidos Disueltos (Cationes)
 Sodio: indica salinidad
 Calcio y magnesio: están relacionados con la dureza del agua
 Amonio: contaminación con fertilizantes y heces
 Metales pesados: de efectos muy nocivos; se bio-acumula en la cadena
trófica; (se estudian con detalle en el capítulo correspondiente)

14. Contaminación del Agua (Química)
• pH:
– El cambio de pH del agua puede
ser un indicador de
contaminación del agua
– ácido sulfúrico procedente de
algunos minerales, ácidos
húmicos disueltos del
provenientes del suelo

15. Contaminación del Agua (Biológica)
• Bacterias:
– Cólera: Diarreas y vómitos intensos, deshidratación (mortal si no se
trata adecuadamente)
– Tifus: Fiebres, diarreas y vómitos (inflamación del bazo y del intestino)
– Disentería: diarrea (produce la muerte de muchos niños en países poco
desarrollados).
• Virus:
– Hepatitis: Inflamación del hígado e ictericia (puede causar daños al
hígado)
– Poliomielitis: Dolores musculares intensos. Debilidad. Temblores.
Parálisis. Puede ser mortal
• Protozoos:
– Disentería amebiana Diarrea severa, escalofríos y fiebre. Puede ser
grave si no se trata
• Gusanos:
– Esquistosomiasis Anemia y fatiga continuas
• Hongos:

16. Bio-ensayo (Bioassay)
Mysidopsis bahia, female, approx. 6 mm in length
Ceriodaphnia dubia
Brachionus calyciflorus

17. Origen de aguas
residuales

18. La Pregunta no es Quien contamina mas,
sino como tratarla…..

19. En la vida doméstica:
Detergentes para ropa y vajilla y productos limpieza
Aceites de frituras y medicamentos
Pinturas, disolventes en desagües
En la Industria:
Residuos sin tratar (fabricación
industrial y productos químicos,
lodos pinturas, etc.)
En la vida agrícola y ganadera:
Riego, Limpieza ganadera
Abonado exagerado. Purines
Origen pluvial:
El agua de lluvia arrastra todo lo que se
encuentra por delante. Importante sobre
todo en el caso de lixiviados de residuos.

20. Debemos resaltar y tener en cuenta de donde provienen las aguas
residuales
 Origen de las aguas residuales:
1. Aguas residuales Domesticas(ARD): son las provenientes de
las actividades domesticas de la vida diaria como lavado de
ropa, baño, preparacion de alimentos, limpieza, etc. Presentan
un Alto contenido de materia orgánica, detergentes y grasas.
2. Aguas de lluvia (ALL): son las originadas por el escurrimiento
superficial de las lluvias que fluyen desde los techos, calles,
jardines y demas superficies del terreno. Los primeros flujos
son generalmente Muy Contaminados debido al arrastre de
basura y demás materiales acumulados en la superficie.
3. Las Aguas Industriales (ARI)
4. Las aguas residuales Agricolas (ARA)

22. Primer intento de tartamiento la fosa
séptica(L¨PINA)

23. Fosa séptica eco
https://www.youtube.com/watch?v=qmH1ta7kA3I

24. Biotreat---responsabilidad impresarial
y de comunidades pequeñas

25. La Depuración y sus Rendimientos
• Procesos:
– La depuración consiste en la eliminación de los
contaminantes e impurezas que se encuentran en
las aguas a tratar (nuestro caso aguas servidas o
industriales). Los procesos de depuración van a
depender del tipo de afluente a tratar y se pueden
clasificar:
• Procesos físicos
• Procesos químicos
• Procesos biológicos

26. Procesos Físicos
• Desbaste: rejillas, tamices o filtración mecánica
• Desengrasado: remover grasas, aceites y material flotante
del agua.
• Sedimentación: remover sólidos sedimentables que se
encuentren en suspensión (ρs > ρw).
• Flotación: remover materia en suspensión de menor
densidad que el agua (ρs < ρw).
• Evaporación: concentrar material
• Absorción: remover micro-contaminantes, como color,
fenoles, etc.

27. Procesos Químicos
• Floculación y coagulación: remover partículas en
suspensión no sedimentables.
• Neutralización: ajuste de pH.
• Oxidación
• Reducción: (ejemplo utilización de hierro para eliminar
cromo)
• Intercambio iónico: eliminación de cobre, zinc, plomo,
etc.

28. Esquema de una Planta de Tratamiento de
Aguas Servidas
El agua nos une,
Cuidarla es compromiso de
todos

29. Futuro del Tratamiento de Aguas Servidas
• Son tres áreas claves:
1. Infraestructura antigua: ampliar y mejorara
2. Re-uso de las aguas tratadas: escasez de aguas a
nivel nacional.
3. Bio-sólidos: escasez de vertederos y posibles usos

30. Es el conjunto de
procesos y operaciones
unitarias que se realizan en una
estructura adecuada para que por
medios físicos, químicos y
biológicos se remuevan
contaminantes no deseables
TRATAMIENTO DE AGUAS
RESIDUALES

31. PARÁMETROS MÍNIMOS DE
CALIDAD DEL AGUA
• DBO total y soluble
• DQO total y soluble
• Sólidos totales y totales volátiles
• Sólidos en suspensión totales y volátiles
• Nitrógeno amoniacal
• Nitrógeno orgánico
• Nitratos (para lagunas aireadas)
• Oxígeno disuelto por los métodos electrométrico o Winkler
• Temperatura
• pH
• Coliformes totales
• Coliformes fecales
• Parásitos

32. - Tratamiento preliminar
- Tratamiento primario
- Tratamiento secundario
- Tratamiento terciario o avanzado
- Desinfección
- Disposición de lodos
ETAPAS DEL TRATAMIENTO
DE AGUAS
• Por motivos de practicidad y por la costumbre
existente en Latinoamerica y e el Caribe, se definan
las etapas de tratamiento de la manera siguiente:

33. Esquema completo de tratamiento (JET INC)

34. Tratamientos Primario
• Se hacen como antecedentes a los tratamientos
primarios, secundarios, o terciarios, dado que las
aguas residuales pueden venir con desechos muy
grandes y voluminosos que no pueden llegar a las
plantas de tratamiento y sirven de igual manera para
aumentar la efectividad de estos procesos.
• Para estos procesos son utilizados las rejillas, los
tamices y los microfiltro.
Esta destinado a la preparación o acondicionameinto
de las aguas con el objetivo de PROTEGER las
Instalaciones

35. Tratamientos Preliminares

36. Tratamientos Primarios
• Se busca remover los materiales que
son posibles de sedimentar, usando
tratamientos fisicos o fisico-quimicos. En algnos casos
dejando , simplemente, las aguas residuales un tiempo en
grandes tanques o, en caso de los tratamientos primarios
mejorados, añadiendo al agua en estos tanques, sustancias
quimicas.
Es decir, el trataminto primario es capaz de remover no solo la
materia que incomoda, sino tambien una fraccion importante
de la carga organica y que puede
representar entre el 25% y elm 40% de la DBO y 50-65% de
solidos suspendidos.

37. Entre tipos de tratamiento Primario tenemos:
• Sedimentación Primaria
• Flotación
• Precipitación Química
• Filtros gruesos
• Oxidación Química
• Coagulación, floculación, sedimentación y
filtración.

38. Tratamientos Secundarios
Se da para eliminar desechos y sustancias que
con la sedimentación no se eliminaron y para remover las
demandas biológicas de oxigeno(DBO).
Con estos tratamientos secundarios se pueden Expeler las
partículas coloidales y similares.
Puede incluir procesos biológicos y químicos.
Este proceso acelera la descomposición de los contaminantes
orgánicos.
El procedimiento secundario mas habitual es un proceso
biológico en el que se facilita que bacterias aerobias digieran la
materia orgánica que llevan las aguas.

39. Los tratamientos biológicos de esta categoría tienen
una eficiencia remocional de la DBO entre 85-95%
y están compuestos por:
• Filtración biológica
• Lodos activados
• Lagunas: Estabilizacion o Aerada
• Otros:
– Anaerobicos: Contacto, Filtro anaerobio,
reactor de flujo ascendente….
• Oxigeno puro:
• Discos rotativos

40. Tratamientos Terciarios
Consisten en procesos físicos y químicos especiales con los que
consigue limpiar las aguas de contaminantes concretos:
Nitrógeno, Fosforo, minerales, metales pesados, virus,
compuestos orgánicos, etc.
Es el tipo de tratamiento ,as claro que los anteriores y se usa en
casos ,as especiales como por ejemplo para Purificar desechos de
algunas industrias.

41. Proceso de Lodos Activados

42. PTAR descentralizada-Agua Mia

43. Repasando pasos de una PTAR

44. PTAR -Ucubamba

45. Tipo de Proceso o planta de tratamiento
depende de :
• La cantidad de materia orgánica
presente determina el TRH. Para
lograr la calidad del agua
proyectada.
1. Las
características
del afluente
• Cantidad de agua que ingresará al
sistema en un tiempo
determinado
• El volumen requerido de
digestión (tamaño del reactor).
2. Caudal a
tratar
• Las temperaturas cálidas
favorecen las transformaciones
biológicas
3.
Características
climáticas

46. Paso por paso: Metodo lodos activados
Sistema de lodos activados

47. PTAR 3D Recorrido por una planta de Tratamiento (Esquema)

48. Planta ecológica Tratamiento para Mineria, etc

49. Depuración (sistema de algas)de aguas contaminadas
de los ríos

50. Niveles de Tratamiento y tecnologías

52. Lagunas de Estabilización

53. Ventajas y Desventajas del tratamiento
con Lagunas de Estabilización

54.  La figura 1 es un esquema horizontal de un sistema subterráneo típico de
 humedales construido para el tratamiento de aguas grises. El agua fluye de la
casa u otro sistema que produce aguas grises en el nivel de grava del humedal
 construido.
 Las aguas grises pasan por el humedal lentamente; agua limpia por el
humedal sale del sistema en el mismo nivel como entró. Una manguera o tubo
baja el agua al suelo Los flujos de agua al agua superficial caen por gravedad,
 preferiblemente a través de una senda con vegetacion.
Humedales

55. Las balsas que descontaminan
Humedales artificiales: Sistema vetiver

56. Lombrices y agua a depurar!!!! Otra opcion
mas ecologica y auto financiable

57. PTAR CON LOMBRICES BIDATEK
Sistema BIDATEK

58. PTAR TOWOO Korea-Peru CONCEPTO
NUEVO MUY IMPORTANTE

59. PTAR TOWOO Korea-Peru CONCEPTO
NUEVO MUY IMPORTANTE

60. El Fundador del Método de Purificación por
Medio del Suelo ;
Ing. Tadashi Niimi
Sistema de (Doyoo Yookasoo)
Tratamiento de Suelo Tipo NiMi
Zanja

61. Sistema de (Doyoo Yookasoo) Tratamiento de
Suelo Tipo NiMi Zanja

62. Sistema de (Doyoo Yookasoo) Tratamiento de
Suelo Tipo NiMi Zanja

63. Bangenishi Centro de Tratamiento de Aguas
Residuales, en Aizubange-cho, Fukushima.
Esta planta de tratamiento de aguas residuales se
encuentra cerca del centro de la ciudad.
Capacidad de tratamiento 1,400m3
La Tierra es el Mejor Recurso de la
Naturaleza

64. La Tierra es el Mejor Recurso de la Naturaleza
Diagrama general del Proceso

65. La Tierra es el Mejor Recurso de la Naturaleza
Diagrama general del Proceso

66. La Tierra es el Mejor Recurso de la Naturaleza
Sistema de (Doyoo Yookasoo)
Es un proceso mixto, de medio fijo y suspendido, que se puede
considerar como una variante del proceso de lodos activados, con medio de contacto
fijo sumergido aereado, en cuyas unidades se incorpora grava o empaque plastico,
donde y con la ayuda de aire inyectado, la zooglea microbiana formada transforma
la materia organica contaminante, para obtener efluentes de alta calidad y lodos de
desecho con mayor grado de estabilizacion, para su posterior deshidratacion y
disposicion final.
El proceso utiliza difusores de aire del tipo burbuja fina, que al estar en contacto con el
medio fijo incrementa su tiempo de contacto y eficiencia de oxigenación
Los tanques e instalaciones quedan confinados bajo tierra, y su cubierta superficial
(capa de tierra mejorada) es aprovechada para eliminar malos olores; la superficie
que queda en la parte superior del sistema de tratamiento es aprovechada para
formar areas verdes o jardines, lo cual es una novedad.
El paisaje se funde con el entorno de un jardin, de modo que no se distingue como una
planta de tratamiento (fotografia No. 9). Comunmente este tipo de infraestructura se
construye lejos de las viviendas; sin embargo, debido a su gran efecto deodorizador,
puede ser instalado cerca de las
casas habitacion..

67. La Tierra es el Mejor Recurso de la Naturaleza
PLANO Isometrico de Doyoo Yookasoo

68. Grava Volcanica
La Tierra es el Mejor Recurso de la Naturaleza
Proyecto
Trabe para soporte de Grava
Obra de relleno con Grava
Suelo Negro
Obra de relleno con suelo

69. La Tierra es el Mejor Recurso de la Naturaleza Proyecto

70. La Tierra es el Mejor Recurso de la Naturaleza Proyecto
La Fundadora del Sistema de Purificación
por medio del suelo Presidenta de
Mokan-Joka System
Co. Ltd. Hiroko Kimura

71. Capacidad del Proyecto

72. La Tierra es el Mejor Recurso de la Naturaleza Proyecto

73. La Tierra es el Mejor Recurso de la Naturaleza Proyecto
Ventajas
1. Es fácil el control y mantenimiento.
2. No existe contaminación secundaria tales como mal olor, dispersión
de los microorganismos, ruido.
3. Son pocos los tipos de aparatos que se utilizan como el equipo
para eliminar el mal olor.
4. Se genera poco lodo. (Es menos de 60% del lodo activo) 5. La
calidad del agua tratada es estable (Se puede responder al cambio
de carga del agua entrante)
6. Se puede aprovechar el espacio después de la construcción de una
Planta.
7. La fuerza motriz para eliminar la DBO es el mismo del método con
el lodo activo.
8. Con facilidad se puede aumentar la construcción de Plantas.

74. PTAR
Proceso aerobio empacado de
Película fija sumergida

75. Descripcion del Proceso biológico Aerobio
empacado de Película fija sumergida :
El Proceso biológico Aerobio empacado de Película fija sumergida Consiste
en
Un reactor aireado de aire, en el cual se encuentra sumergido un medio
filtrante inerte (piedra de 4¨ a 7¨ de diámetro) que proporciona la
superficie para el crecimiento de la película biológica.
El aire que se suministra por el fondo, proporciona el oxigeno requerido
para la respiración endógena de los microorganismos y para la oxidación
de la materia orgánica que toman como alimento.
Las burbujas de aire difundido provocan un movimiento de convecino
forzada, que favorece el mezclado y suministro de Oxigeno, requerido
para que la materia organica disuelta (DBO soluble) contenida en las
aguas residuales se convierta en materia celular (microorganismos)

76. Descripcion del Proceso biológico Aerobio empacado de Película fija
sumergida :
Los microorganismos producidos por la Oxidación de la materia orgánica
se van adhiriendo inicialmente a las paredes del medio inerte (piedra) y
Posteriormente se forman varias capas biológicas sobrepuestas.
Esto ocasiona que los microorganismos de la ultima capa (la exterior)
tengan mayor contacto con el sustrato o alimento y con el oxigeno del
aire inyectado; en cambio, la capa adherida a la superficie inerte (la
anterior) cada vez tiene menos contacto con el sustrato y el oxigeno, por
lo que se le dificulta la Alimentación y Respiración; hasta que muere y
se desprende de la piedra. El aire que asciende con turbulencia, ayuda a
desprender la película biológica parcialmente muerta.
En la superficie de la piedra que queda libre al desprenderse la pelicula
envejecida, se inicia el crecimiento de nueva pelicula.
Es un proceso dinámico y repetitivo.

77. Ventajas
 Bajo costo energético
 Operación simple
 Ofrece confiabilidad de operación y flexibilidad
 No produce malos olores
 No produce ruido
 Alta eficiencia de remoción
 Eliminación de microorganismos Coliformes y Patógenos mediante la
adición de un compuesto químico (Hipoclorito de sodio) asegurando un
tiempo de contacto mínimo de 30 minutos exigido por la norma.
 Poco espacio para su instalación.
 Se obtiene agua de alta calidad apta para reutilización.

79. Diagrama de flujo

81. Biodigestor--esquema

82. Como funciona una
planta de tratamiento Como opera PTAR 2parte

84. Diagrama de funcionamiento Laguna de Oxidacion

85. PTAR 3D Recoorido por una
planta de Tratamiento

86. PTAR Aguas Tratadas

87. PTAR San Fernando Ptar- Proceso biologico

88.  El conocimiento sobre el proceso de
tratamiento del agua permite crear un edificio
funcional que revela el ciclo por el cual pasa
el agua antes de ser vertida al río.
 El diseño busca renovar la imagen
generalmente negativa de las plantas de
tratamiento de aguas residuales y lograr la
integración al paisaje de un edificio de mas de
200 m de largo, revelando su función
ecológica.