Aguas Servidas

Las Aguas Servidas

El agua servida municipal se caracteriza de acuerdo a su composición física, química y biológica.

En consideración a los componentes del agua servida, se distinguen los siguientes grupos de contaminantes:

a) Sólidos suspendidos: favorecen el desarrollo de depositación de lodos y condiciones anaerobias que producen desprendimiento de metano y ácido sulfídrico.

b) Compuestos orgánicos biodegradables: Están constituidos por proteínas, hidratos de carbono y grasas. Estos compuestos se miden con los índices DBO (demanda bioquímica de oxígeno) y DQO (demanda química de oxígeno). La presencia de estos compuestos ocasiona la eliminación de oxígeno disuelto en el agua, lo que genera condiciones anaerobias.

c) Microorganismo patógeno: Diversas enfermedades contagiosas pueden ser transmitidas por organismos patógenos, que moran en las aguas servidas; fiebre tifoidea, cólera. Para estimar la presencia de estos microorganismos se utiliza el análisis de concentración de coliformes fecales y totales, los cuales son buenos indicadores del nivel de contaminación bacteriológica del agua.

d) Compuestos inorgánicos: Fundamentalmente son compuestos de nitrógeno, fósforo y carbono, que actúan como nutrientes esenciales para la vida acuática. Pero son indeseables en los cuerpos de aguas situados alrededor de los centros urbanos. También se encuentran presentes compuestos de calcio, sodio y azufre, los que en cantidades excesivas impiden la reutilización del agua.

e) Metales pesados: Provienen de productos comerciales y efluentes industriales. Su toxicidad es bastante conocida.

Métodos de Tratamiento

Los contaminantes de las aguas servidas pueden ser removidos mediante procesos físicos, químicos y biológicos.

Los métodos individuales son clasificados como operaciones unitarias, procesos químicos y procesos biológicos. Aunque estas operaciones y procesos ocurren en una variedad de sistemas de tratamiento de agua, se prefiere estudiarlos separadamente debido a que sus principios de operación no cambian.

Las operaciones unitarias son aquellos métodos de tratamiento donde predominan la aplicación de fuerzas físicas. Estas operaciones son: tamizado, mezclado, floculación, filtración y operaciones gas líquido.

En los procesos químicos, la eliminación de contaminantes se lleva a cabo por la adición de reactivos químicos que desencadenan una serie de reacciones de precipitación, absorción y desinfección. Los productos de tales reacciones precipitan, formando un lodo que contiene el material contaminante.

En los procesos biológicos la remoción de contaminantes resulta de la actividad biológica de microorganismos (bacterias anaerobias, aeróbicas y microalgas) que crecen y se multiplican constantemente. Estos sistemas son usados principalmente en la eliminación de sustancias orgánicas biodegradables, las cuales son convertidas en gases que escapan a la atmósfera y en tejidos de células que pueden ser removidos por procesos unitarios físicos. Los tratamientos biológicos también se usan para remover nutrientes.

La eliminación de nutrientes en procesos biológicos se manifiesta a través de procesos de:

a) Desnitrificación, en donde el nitrato es convertido en nitrógeno y compuestos gaseosos.

b) Nitrificación donde el ion amonio es convertido a nitrato y posteriormente a nitrato el cual participa en el crecimiento celular (remoción de DBO).

Operaciones unitarias

Medición de caudal

Para una operación eficiente de todo proceso de tratamiento de agua servida se requiere de un sistema apropiado de medición de caudal, constituido por un sensor y un convertidor. El sensor es expuesto al flujo para producir una señal que es recibida por el convertidor y a su vez traducida en términos de una lectura de caudal.

Tamizado

El tamizado es la primera etapa de todo sistema de tratamiento de aguas servidas. Estos dispositivos poseen aberturas de diversas formas y tamaños y son utilizados para retener sólidos gruesos que son arrastrados por el agua (plásticos, trozos de madera, papel, etc.) Un dispositivo de tamizado con barras se denomina cámara de rejas, en cambio, uno con orificios es denominado tamiz.

En el tratamiento del agua las cámaras de rejas son utilizadas para proteger bombas, válvulas y otros dispositivos contra daños y taponamientos. En cambio, los tamices se utilizan para mejorar la separación de sólidos de acuerdo a requerimientos de calidad de efluentes.

Estabilización u homogeneización del caudal

La estabilización de caudal es una operación necesaria para evitar problemas causados por variaciones de flujo de agua servida durante el día, en las diversas etapas de tratamiento. Esto se logra con un estanque pulmón en serie para acumular volumen de agua en períodos de exceso de flujo, o con un estanque en paralelo, que es alimentado sólo cuando el caudal excede un valor predeterminado. En este caso, el volumen de agua acumulado se procesa en períodos de bajo caudal. El volumen de los estanques de estabilización debe calcularse estimando las variaciones de caudal esperadas.

Mezclado

Ejemplos de operaciones de mezclado son: Desinfección por adición de cloro; aireación en el proceso de lodos activados; floculación por adición de floculantes; agitación moderada para favorecer el crecimiento de flóculos (agregación de partículas suspendidas), etc.

La mayoría de las operaciones de mezclado en el tratamiento de agua puede clasificarse como mezclado rígido o continuo. En el primer caso, la agitación se lleva a cabo en un periodo de aproximadamente 30 segundos en saltos hidráulicos, en cañerías, en una bomba, en mezcladores estáticos o en agitadores mecánicos.

El mezclado continuo, cuyo objetivo principal es mantener el contenido de sólidos de un estanque en suspensión, se logra mediante agitadores mecánicos, neumáticos, estáticos o por bombas de recirculación.

Sedimentación

El proceso de sedimentación es una de las operaciones más comunes en el tratamiento de agua. Esta consiste en la separación de partículas en suspensión con densidad mayor a la del agua. La sedimentación es usada en:

- Separación de arena y material particulado en las etapas previas al tratamiento biológico.

- Remoción de flóculos que se forman en reactores de lodos activado

- Reacciones de precipitación en tratamientos

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