TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

Tratamiento preliminar
Las Rejillas:
Con éstas se retiene todo el material grueso, su principal objetivo es retener basuras, material sólido grueso que pueda afectar el funcionamiento de las bombas, válvulas, aireadores, etc. Se utilizan solamente en los desbastes previos, y sirven para que los desechos no dañen las maquinas. Se construyen con barras de 6 mm de grosor y son acomodadas aproximadamente a 100 mm de distancia.
Los tamices:
Luego de las rejillas se colocan Tamices, con aberturas menores para remover un porcentaje más alto de sólidos, con el fin de evitar atascamiento de tuberías, filtros biológicos, con una abertura máxima de 2.5 mm. Tienen una inclinación particular que deja correr el agua y hace deslizar los desechos por fuera de la malla. Necesita un desnivel importante entre el punto de alimentación del agua y el de salida.
Los microfiltros:
son planillas giratorias plásticas o de acero por las cuales circula el agua y recogen los desechos y las basuras en su interior, los microfiltros tiene sistemas de lavado para que así puedan mantener las mallas limpias. Dependiendo de la aplicación que tengan se selecciona el tamaño de las mallas.

Tratamiento Primario----Físicos

DESBASTE
La primera operación unitaria en las plantas de tratamiento de aguas residuales es la operación de desbaste. Una rejilla es un dispositivo con aberturas uniformes utilizado para retener generalmente los sólidos de cierto tamaño que arrastran las aguas residuales. Estos dispositivos además sirven para proteger las bombas ,válvulas y otros elementos contra posibles daños y para evitar que se obstruyan por trapos o elementos de gran tamaño. Es por esto que las partículas mayores que loa 0.5 cm pueden eliminarse mediante desbaste, siendo esta la mas económica entre las operaciones unitarias.
DESARENADORES
La misión de los desarenadores es separar las arenas, la grasa, las cenizas y cualquier otro material pesado que tenga velocidad de sedimentación o peso especifico superior a la de los sólidos orgánicos putrescibles del agua residual.


TANQUES ESPESADORES DE GRASA
 estos consisten en depósitos dispuestos de tal manera que la materia flotante ascienda y permanezca en la superficie del agua residual hasta que se recoja y se elimine, mientras el liquido sale del tanque en forma continua, a través de una abertura situada en el fondo. Entre los residuos que recoge están el aceite, grasa, jabón, pedazos de madera y corcho, residuos vegetales entre otros.
TANQUES DE SEDIMENTACIÓN PRIMARIA O SECUNDARIA
La sedimentación es la separación de las partículas mas pesadas en el agua mediante acción de la gravedad. Es una de las operaciones unitarias mas utilizadas en el tratamiento de las aguas residuales. Este tratamiento tiene como propósito fundamental obtener un efluente clarificado, pero también es necesario producir un fango con una concentración de sólidos que pueda ser tratado con facilidad.

En algunos casos, la sedimentación es el único paso en el tratamiento que se somete el agua residual. En una planta típica de lodos activados la sedimentación se efectúa en tres pasos:
Desarenadores, en donde la materia orgánica se elimina.
Sedimentadores primarios, que preceden al reactor biológico en donde los sólidos orgánicos y otros se separan.
Sedimentadores secundarios, que siguen al reactor biológico, en los cuales el lodo biológico se separa del efluente tratado.
En base a la concentración y a la tendencia a la interacción de las partículas pueden efectuarse cuatro clasificaciones generales sobre la forma de dichas partículas que se depositan. Es frecuente que se produzca mas de un tipo de sedimentación en un momento dado durante la sedimentación y también es posible que los cuatro tipos se tengan en forma simultanea.
El tratamiento primario de las aguas negras elimina alrededor del 60 % de los sólidos en suspensión y el 35 % de los materiales orgánicos (35 % de la demanda bioquímica de oxígeno).

Solamente en los países desarrollados se trata cerca del 30 % de las aguas negras domésticas mediante el tratamiento primario y cerca del 60 % se somete al tratamiento secundario ya que éste cuesta aproximadamente el doble de lo que cuesta el tratamiento primario.
Tratamiento secundario------ Biológicos
TANQUES IMHOFF
Las ventajas que tiene el emplear el tanque imhoff para el tratamiento de aguas residuales son:
  • Contribuye a la digestión de lodo, mejor que en un tanque séptico, produciendo un líquido residual de mejores características.
  • No descargan lodo en el líquido efluente, salvo en casos excepcionales.
  • El lodo se seca y evacúa con mas facilidad que el procedente de los tanques sépticos.
  • Las aguas servidas que se introducen en los tanques imnhoff, no necesitan tratamiento preeliminar, salvo el paso por una criba gruesa y la separación de las arenillas.
FOSAS SÉPTICAS
Es común encontrar una gama muy amplia de formas de disponer el agua con el nombre genérico de fosa séptica, sin embargo no todas cumplen con el objetivo de liberar los acuíferos de contaminación, debido que suelen confundirse con pozos negros o de absorción, en los que las aguas son infiltradas al suelo sin un verdadero tratamiento. También suelen llamarse de este modo a tanques de sedimentación y almacenamiento que son vaciados periódicamente, para trasladarlos a un sitio donde se puedan arrojar con impunidad.

El modelo de fosa mas funcional es el tanque de tres cámaras con una secuencia de tratamiento que consiste en primer lugar en una cámara de sedimentación que en algunos casos también cumple la función de trampa de grasas, de allí el agua pasa a una cámara con condiciones anaerobias donde se reduce la carga orgánica disuelta. La tercera cámara cumple las funciones de sedimentador secundario para clarificar el agua antes de ser dispuesta en un campo de oxidación. El problema básico de las fosas sépticas es que suelen acumular lodos hasta el punto de saturación, lo cual se incrementa si la fase anaerobia no funciona correctamente. El efluente debe necesariamente ser tratado en un campo de oxidación antes de infiltrar al suelo y los lodos extraídos necesitan tratamiento adicional.
LAGUNAS DE ESTABILIZACIÓN
Una laguna de estabilización es una estructura simple para embalsar aguas residuales con el objeto de mejorar sus características sanitarias. Las lagunas de estabilización se construyen de poca profundidad (2 a 4 m) y con períodos de retención relativamente grandes (por, lo general de varios días).
Cuando las aguas residuales son descargadas en lagunas de estabilización se realiza en las mismas, en forma espontánea, un proceso conocido como autodepuración o estabilización natural, en el que ocurre fenómenos de tipo físico, químico, bioquímico y biológico.
ste proceso se lleva a cabo en casi todas las aguas estancadas con alto contenido de materia orgánica putrescible o biodegradable.
La estabilización de la materia orgánica presente en las aguas residuales se puede realizar en forma aeróbica o anaeróbica según haya o no la presencia de oxígeno disuelto en el agua.
El proceso aerobio se caracteriza porque la descomposición de la materia orgánica se lleva a cabo en una masa de agua que contiene oxígeno disuelto.
En este proceso, en el que participan bacterias aerobias o facultativas, se originan compuestos inorgánicos que sirven de nutrientes a las algas, las cuales a su vez producen más oxígeno que facilita la actividad de las bacterias aerobias.
Las reacciones anaerobias son más lentas y los productos de las pueden originar malos olores.
Las condiciones anaerobias se establecen cuando el consumo de oxígeno disuelto es mayor que la incorporación del mismo a la masa de agua por la fotosíntesis de las algas y el oxígeno disuelto y que la laguna se torne de color gris oscuro.
El desdoblamiento de la materia orgánica sucede en un forma más lenta y se generan malos olores por la producción de sulfuro de hidrógeno.
En la etapa final del proceso anaerobio se presentan las cinéticas conocidas como acetogénica y metanogénica.


ZANJAS DE OXIDACIÓN
Una zanja de oxidación es una modificación del sistema biológico de tratamiento con lodos activados que utiliza un tiempo extenso de retención de sólidos (solids retention times,SRT) para la remoción de compuestos orgánicos biodegradables. Las zanjas de oxidaciónfuncionan normalmente como sistemas de mezcla completa, pero pueden ser modificados para simular las condiciones de flujo en pistón(Nota: a medida que las condiciones se aproximan al flujo en pistón se debe utilizar ladifusión de aire para proporcionar mezclado Suficiente, pero en ese caso el sistema ya no opera como una zanja de oxidación). Los sistemas de tratamiento típicos con zanjas de oxidación tienen una configuración de anillo, óvalo o tanque en forma de herradura dentro de los cuales se encuentran uno o múltiples canales. Por esta razón las zanjas de oxidación se denominan comúnmente con reactores de tipo carrusel. Aireadores montados en forma vertical u horizontal proporcionan la circulación del agua, la transferencia de oxígeno y la aireación en las zanjas.
FILTROS PERCOLADORES
Son unidades que tienen la labor de remover la materia orgánica mediante la metabolización de ésta, a cargo de una población bacteriana adherida a un medio filtrante, traduciéndose esto en un medio efluente con una menor concentración de DBO. Este efluente continuará la cadena de tratamiento hasta cumplir con las especificaciones técnicas para su descarga final.
LODOS ACTIVADOS
Lodo activo
La eliminación de materia orgánica disuelta y los nutrientes de las aguas residuales tiene lugar durante el tratamiento biológico del agua. Normalmente se caracteriza por la interacción de distintos tipos de bacterias y microorganismos, que requieren oxigeno para vivir, crecer y multiplicarse y consumen materia orgánica. El lodo resultantes llama lodo activo. Normalmente este lodo esta en forma de floculos que contienen biomasa viva y muerta además de partes minerales y orgánicas adsorbida y almacenada.
El comportamiento de sedimentación de los floculos de los lodos activos es de gran importancia para el funcionamiento de la planta de tratamiento biológico. Los floculos deben ser removidos, para separa la biomasa del agua limpia, y el volumen requerido de lodo activo puede ser bombeado de nuevo en el tanque de aireación.
DISCOS BIOLÓGICOS
CONTACTORES BIOLÓGICOS ROTATIVOS: BIODISCOS Y BIOCILINDROS
Están basados en los procesos biológicos aerobios. Estos requieren un contacto íntimo entre el agua residual, la biomasa activa y el oxígeno.
Consisten en una serie de placas o discos colocados en un eje horizontal que giran lentamente dentro del tanque que contiene el agua residual, con un 49 % de la superficie sumergida. Sobre la superficie de los discos se fija la biomasa que se encuentra alternativamente en contacto con el agua residual y el aire. Esto posibilita la ingestión de la materia orgánica por parte de los microorganismos y su posterior degradación en presencia del oxígeno del aire.

Los biocilindros son una variante de los biodiscos. Su principal diferencia es la sustitución de los discos por biocilindros. Éstos están formados por una malle metálica cuyo interior se rellena de piezas de plástico que sirven de soporte a la biomasa. En estos sistemas se produce un exceso de biomasa que se desprende del contactor. Esta se mantiene en suspensión en el tanque gracias al movimiento del material soporte. Para regular la cantidad de microorganismos presentes en el sistema se dispone de un clarificador o decantador secundario.
DIGESTORES
Cada digestor tiene 4 agitadores o aereadores móviles con su respectivo motoreductor.
La finalidad es proporcionar el oxígeno necesario al agua, (mínimo 2.5 ppm) y en presencia de materia orgánica, favorecer la proliferación de microorganismos formadores de los lodos activados cuya función es biodegradar la materia orgánica. A los lodos  activados formados se les llama licor mezclado, el cual finalmente se envía a los filtros banda o se recirculan al cárcamo de bombeo.

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