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TRATAMIENTO DE EFLUENTES (Sección D)

TEMA 11: Tratamientos secundarios y terciarios

CATEDRA ING. SANITARIA – Curso 2012

Dr. Ing. Horacio Campaña

Clarifier

General overview of plant components

Secondary Sludge

Primary Sludge

Clarifier

Raw Wastewater Influent

PRIMARY

DISINFECTION

Biological

Treatment

System

SECONDARY

Clean Wastewater Effluent

Discharge to Receiving Waters

Preliminary Residuals

(i.e., grit, rags, etc.)AAAA

BBBB

CCCC

Wastewater

Treatment

Residuals

Biosolids

Processing

and Disposal

(e.g., attached-grwoth

Suspended-Growth,

Constructed Wetland, etc.)

Clarifier

PRELIMINARY

Usually to Landfill

Principios del tratamiento biológico

� Optimización de procesos naturales

� Control de condiciones ambientales para optimizar el crecimiento de los microorganismos

Tratamiento biológico de aguasresiduales

� Eliminar sólidos suspendidos y carga orgánicadisuelta en aguas residuales utilizandomicroorganismos.

� Los microorganismos son responsables de

� degradación de la materia orgánica

� Los microorganismos se clasifican como

� aeróbicos (requieren oxígeno para su metabolismo)

� anaeróbicos (desarrollo en ausencia de oxígeno)

� facultativos (pueden desarrollarse con o sin oxígeno).

PROCESOS BIOLÓGICOS

· Presencia de microorganismos (Asociación)· Procesos similares a los que se producen en la naturaleza

· Necesidad de:Fuente de carbono y energíaNutrientes (elementos inorgánicos)Factores de crecimiento (vitaminas,..)

Formas de obtención de energía : fermentación, fotosíntesis y respiración

Biodegradación

SINGLESINGLEBACTERIUMBACTERIUM

2.0µµµµm

MATERIA ORGANICAMATERIA ORGANICAY NUTRIENTESY NUTRIENTES((C,P,N,O,Fe,SC,P,N,O,Fe,S…………))

CRECIMIENTO CRECIMIENTO -- DIVISIONDIVISIONCELULAR CELULAR -- AUMENTO BIOMASAAUMENTO BIOMASA

COCO22

productoproducto

OO22 consumoconsumo

LiberaciLiberacióónn controladacontrolada de de energenergííaaCombustiCombustióónn lentalenta!!

Tipos de microorganismos presentes en tratamientos biológicos

Bacterias . Protistas unicelulares. Consumen compuestossolubles. Tamaño 0,5 a 15 µµµµm. Formados por 80% de agua y 20% de materia seca, (90% orgánico y 10% inorgánico). Fórmula empírica aproximada de la fracción orgánica es C5H7NO2. Hongos. Protistas multicelulares, no fotosintéticos y heterótrofos. Pueden crecer en condiciones de baja humedad, lo que no ocurre con las bacterias. Pueden tolerar bajos pH.Levaduras. Hongos que no pueden formar filamentos (micelio) Actinomicetos. Microorganismos con propiedades intermedias entre las bacterias y los hongos

Aceptores de electrones

Ambiente Aceptor de electrones ProcesoAerobio Oxígeno Metabolismo

AerobioAnaerobio Nitrato

SulfatoDióxido de carbono

DesnitrificaciónSulfatoreducciónMetanogénesis

Crecimiento bacteriano y Tipos de bacterias

� Reproducción por fisión binaria.

� Tiempo de generación: tiempo requerido para cada división

� Tipos de bacterias (asociación-consorcio): -aerobias – facultativas - anaerobias

Requerimientos

� Enzimas:

� Catalizadores orgánicos. Proteínas

� Energía:

� Producción de energía: Oxidación

� Almacenamiento (Adenosina Trifosfato - ATP)

� Consumo de energía: Síntesis, mantenimiento y movilidad.

� Control de condiciones ambientales:

� T°, pH, O2, nutrientes.

Factores que influyen en el crecimiento

� pH

� Varía según el tipo de microorganismo

� Próximo a la neutralidad

� Tª

� PSICRÓFILA < 15ºC� MESÓFILA 15 < T < 45ºC� TERMÓFILA 50 < T < 65ºC

Clasificación de los

microorganismos por fuentes de

energía y carbono

Clasificación Fuente de energía Fuente de carbonoAutótrofos

Fotoautótrofos Luz CO2

Quimioautótrofos Reacción redox inogánica CO2

HeterótrofosQuimioheterótrofos Reacción redox orgánica Carbono orgánicoFotoheterótrofos Luz Carbono orgánico

Efecto de condiciones ambientales:

• pH: 7 - 8

• Temperatura: 8 - 30ºC

KT = K20θθθθT-20

θθθθ = Coeficiente de Arrhenius = 1.07

(Heterótrofas)

• Oxígeno disuelto (O.D) > 2 mg/l

• Inhibidores - Tóxicos

Metales pesados

Sustancias orgánicas

Tratamiento biológico de efluentes

� Condición: cultivo de bacterias no muy concentrado, inmerso en sustrato soluble de alto contenido energético:

� Crecimiento exponencial: debido a la abundancia de sustrato y al bajo # de bacterias

� Retardo: crecimiento bajo, periodo de aclimatación

� Fase estacionaria: se agota el sustrato y hay un gran número de bacterias, alta competencia, el número de bacterias permanece aproximadamente constante.

� Declinación y muerte: no hay sustrato ni reservas orgánicas

Crecimiento de la biomasa (mg SSV/L)

�Crecimiento declinante: hay competencia por el alimento.

Estado de condiciones de inanición. Fase en la que deben

operar las Plantas de Tratamiento de barros activados. La velocidad de incremento de la masa bacteriana disminuye

debido a la limitación en el suministro de alimento.

�Crecimiento exponencial: incluye una corta fase de

aclimatación, un aumento de la biomasa debido al exceso de sustrato presente. Estado de condiciones de abundancia.

�Fase endógena: los organismos son forzados a metabolizar

su protoplasma sin que haya reemplazo, debido a que la concentración de alimento disponible se encuentra al mínimo.

Durante esta fase puede ocurrir el fenómeno conocido como

lisis (los nutrientes que quedan en las células muertas se

difunden hacia el exterior para suministrar alimento a las

células vivas restantes (crecimiento críptico).

Crecimiento cultivo bacteriano

Xdt

dXµ=Fase exponencial

Fase endógena Xkdt

dXd−=

PRINCIPALES TIPOS DE MICROORGANISMOS

h Bacterias: Unicelulares y consumen alimentos solubles (substrato)

Tamaño: 0.5 a 1 µµµµ m

80% agua, 20% materia seca ( Princ. Orgánica)

C5, H7 O2 N (P, S, Na, Ca, Mg, K, Fe). Nutrientes

h Protozoos: Por lo general unicelulares (calidad de efluente)

Consumen fundamentalmente bacterias

Dimensión: Un orden de magnitudmayor que las bacterias

h Rotíferos: Multicelulares

Consumen fundamentalmente bacterias

Comportamiento de reactor discontínuo

Tratamiento Biológico de aguasresiduales

� Si los microorganismos están suspendidos en el agua residual durante el tratamiento biológico� Procesos de biomasa en suspención

� Es necesario reciclar la biomasaseparada por decantación.

� En caso de que los microorganismo estén adheridosa una superficie y allí se desarrollen� Procesos de película adherida

� La biomasa está fija a un medio físico ( roca, plástico, madera, etc)

� El reciclado de biomasa sedimentada no es necesario.

AH2 + O2 CO2 + H2O + energy

AH2 + NO3- N2 + H2O + energy

AH2 + SO42- H2S + H2O + energy

AH2 + CO2 CH4 + H2O + energy

AH2 + B BH2 + A + energy

Aerobic

(Facultative)

Anaerobic

decr

easi

ng

ener

gy y

ield

metabolismo aeróbico: Orgánicos + O2 > CO2 + H2O + energíaMetabolismo anaeróbico: Orgánicos > ácidos orgánicos + CH4 + CO2 + energía

Definiciones

� Procesos con película bacteriana adherida (adheridos a medio inerte- inmovilizada)

� Procesos con película bacteriana suspendida (suspendidos en el líquido)

� Reactores completamente mezclados (igual concentración) >>lecho fluidizado

� Reactores de flujo pistón (concentración distribuida uniformemente en la sección transv) >>lecho fijo

Limitaciones de tipo físico –sistemas aeróbicos

� Transferencia de materia (Oxígeno)

� Separación de flocs (sólido/líquido)

� Barros activados tiene mayor capacidad de adaptación a cambios bruscos en alimentación, ajustando biomasa y tiempo de reacción/retención hidráulica

2- TRANSFERENCIA DE MASA EN LIQUIDOS AGITADOS : Por Convección

Na = Kc. a ( ∆∆∆∆ C )

coeficiente de transferencia X area Flujo molar de A de transferencia (moles/seg)

El flujo molar de A (Na) es directamente proporcional al gradiente de concentracion o fuerza impulsora. El coeficiente de trasferencia puede ESTIMARSE Y EXPRESARSE EN FUNCION DE LAS SIGUIENTES VARIABLES:

* propiedades del fluido (densidad, peso especifico,etc) * condiciones del flujo (area, viscosidad, Re, volumen, N, P/V, etc) geometria del sistema (L, diametro, etc)

* VELOCIDAD DE CONSUMO, DEMANDA O “UPTAKE RATE” (OUR)

* VELOCIDAD DE TRANSFERENCIA O “TRANSFER RATE” (OTR)

EN EL TRANSCURSO DEL PROCESO BIOLOGICO , OTR DEBE SATISFACER LA OUR

==> TRANSFERENCIA ≥≥≥≥ DEMANDA

� SI TRANSFERENCIA ‹ DEMANDA ⇒ LIMITACION DE OXIGENO

� SI TRANSFERENCIA > DEMANDA ⇒ SE GASTA ENERGIA EN EXCESO

CUANDO EL OXIGENO SE CONVIERTE EN UN NUTRIENTE LIMITANTE, LA VELOCIDAD DE LAS REACCIONES ENZIMATICAS DEPENDERA DE LA CONCENTRACION DE OXIGENO DISUELTO.

TRATAMIENTO SECUNDARIO

El objetivo del tratamiento secundario es eliminar de las aguas residuales las sustancias orgánicas biodegradables. Los procesos que cumplen con el propósito son:

� Suspensiones Microbiológicas

� Barros Activados

� Lagunas de Estabilización

_ Digestión anaeróbica (manto de barros)

� Biopelículas

� Lechos de Contacto (Filtros Percoladores)

� Discos Rotatorios (Módulos Rotatorios)

� Filtros Anaerobios de Flujo Ascendente

BARROS ACTIVADOS

Consiste en que los microorganismos suspendidos , mediante un sistema de aireación estabilizan la materia orgánica. Tienen lugar dos procesos de utilización de la materia orgánica:

� Consumo de materia orgánica disuelta

� Floculación y consumo de materia orgánica coloidal

�Barros activados tiene mayor capacidad de adaptación a cambios bruscos en alimentación, ajustando biomasa y tiempo de reacción/retención hidráulica

PROCESO DE BARROS ACTIVADOS

Características

• Cultivo heterogéneo de microorganismos

• Sustrato limitante. Baja fracción activa. Fase endógena

• Capacidad de flocular y sedimentar

• Papel de protozoos y rotíferos

ANALISIS CINETICO DEL PROCESO

Hipótesis• Mezcla completa

• La concentración de sustrato influente permanece constante

• El agua residual no contiene microorganismos

• El sustrato So es completamente soluble

• No hay actividad microbiana en el sedimentador secundario

• La masa de sólidos en el sedimentador es constante

• Existen condiciones de régimen estacionario

Definiciones

• HRT = ΘΘΘΘ (horas) = Va /Qo

• CM = F:M(KgDBO5/KgSSVLM.día) Carga másica

= carga orgánica a biodegradar / biomasa

•SRT = ΘΘΘΘc (días) = biomasa activa / extracción de sólidos por unidada de t

[MLSS (kg/m3) Va (m3)] / extraccion barros (kg/dia)

SVI (Indice de Volumen de Barros) = V (sedimentado en 30 minutos) /biomasa (ml/l / g/l)

Buena sedimentación SVI < 100

Sedimentación retardada SVI 100 – 200

Hinchamiento SVI > 200

Tratamiento biológico de aguas residuales:

El proceso de barros activados

Esquema típico de un clarificador

Parámetros típicos de diseñode sedimentadores

Carga hidráulica superficial (m3/m2 dia)Tipo I partículas 33 – 41 rango 200-4000Tipo II part y susp 24- 49 “ 600 – 2000Tipo III susp biol. 8 – 33 “ 8 - 49

Velocidad ingreso 0.2-0.6 m/s max 1 m/sVelocidad descarga 0.08 m/sCarga de vertedero 125 – 185 m3/m diaCarga de sólidos 96 – 168 kg/m2 dia

244 kg/m2 dia (max)CSF (factor de seguridad en diseño de clarificadores) 2SVI (Indice de Volumen de Barros) < 150Velocidad máxima sedimentación aprox 0.12 m/s (23 ft/h)

Parámetros típicos de diseñode sedimentadoresProfundidad 3 – 4,5 m rango 2,4-4,5m

Pileta circular Diámetro 12- 45 m rango 3-60 m

Pileta rectangularLargo 25 – 36 m hasta 90 mAncho 3 – 6 m

Relación largo /ancho 3:1 minRelación ancho /profundidad 1:1 hasta 2,25:1

PROCESOS DE LODOS ACTIVADOS.

Mezcla Completa

Tiempo de residencia de los microorganismos(sólidos): 5 a 30 días

Relación F / M: 0,1 – 0,6 (kg DBO aplicada / kg SSLM x día)

Carga Volumétrica: 0,8 – 2 (kg DBO aplicada / m3 x día)

Sólidos Suspendidos Volátiles Aireador: 2.500 – 4.000 mg/l

Tiempo de Residencia Hidráulico: 3 – 6 horas

Qr / Q: 0,25 – 1,5

Producción de barros 0,4-0,6 kg barro por kg de DBO eliminada

PROCESOS DE LODOS ACTIVADOS

Aireación Prolongada

Tiempo de residencia de los microorganismos (sólidos): 20 a 30 días


Carga Volumétrica: 0,16 – 0,40 (kg DBO aplicada / m3 x día)



Qr / Q: 0,75 – 1,50

Producción de barros : 0,15-0,3 kg de barro por kg de DBO eliminada

PROCESOS DE LODOS ACTIVADOS

Aireación de Alta Carga

Tiempo de residencia de los microorganismos (sólidos): 5 a 10 días


Carga Volumétrica: 1,6 – 6 (kg DBO aplicada / m3 x día)



Qr / Q: 1,0- 5,0

Producción de barros : 0,5- 1,2 kg de barro por kg de DBO eliminada

PARAMETROS DE DISEÑO EN SISTEMAS DE TRATAMIENTO DE LODOS ACTIVADOS

Table 10.4Design parameters for activated sludge treatment processes

Type ofprocess

Mean cellresidence

time (days)

F/M(kg BOD5/kg MLSS)

Loading(kg/BOD5/

m3-d)

Hydraulicretentiontime (hr)

MLSS(mg/L) Recycle ratio

Conventional 5 - 15 0.2 - 0.4 0.3 - 0.6 4 - 8 1500 - 3000 0.25 - 1.0

Step aeration 5 - 15 0.2 - 0.4 0.6 - 1.0 3 - 5 2000 - 3500 0.25 - 0.75

Completelymixed

5 - 30 0.1 - 0.6 0.8 - 2.0 3 - 6 2500 - 4000 0.25 - 1.5

Contactstabilization

5 - 15 0.2 - 0.6 1.0 - 1.2 0.5 (contact)3 - 6 (stabil.)

1000 - 30004000 - 10000

0.50 - 1.5

High-rate 5 - 10 0.4 - 1.5 1.6 - 16 2 - 4 4000 - 10000 1.0 - 5.0

Extendedaeration

20 - 30 0.05 - 0.15 0.16 - 0.4 18 - 36 3000 - 6000 0.75 - 1.5

Pure oxygen 8 - 20 0.25 - 1.0 1.6 - 3.2 1 - 3 3000 - 8000 0.25 - 0.5

1.2.3. Volumen necesario del tanque de aeraciVolumen necesario del tanque de aeracióón (caso de disen (caso de diseñño)o)

Requerimientos teóricos de oxígeno (RO)

RO (Kg/día) = Requerimientos de síntesis + Requerimientos de respiración endógena

Bajo SRT = 1 kg O2 / kg de DBO carga (sin nitrificaciÓn)

Alto SRT = 1,2 kg O2 / kg DBO carga + 4,6 kg O2/kg de NO3-N formado

Q (aire) (scftm) = 17. masa de O2 requerida (lb/dia) (válido para difusores)

Aire para mezclado : 0,02-0,03 m3/min m3 (13-26 kw/m3)

Eficiencia de transferencia O2 (aireador mecánico ) 1,2 – 2,4 kg O2/kW h

Variaciones de losprocesos de Barros Activados

� Alimentación escalonada

� El efluente es introducido en punto intermedio en una

pileta de aireación (flujo pistón)

� Carga uniforme de DBO

� Estabilización

� biosorción de orgánicos y la consecuente biodegradación

son realizados en tanques separados

� Zanjas de Oxidación

� Canales circuito cerrado donde el efluente circula

Procedimiento de cálculo (simplificado)

� Estimar MLSS con SVI asumido

� Estimar volumen hidráulico pileta aireación con Tiempo residencia hidráulico (sistema elegido)

� Verificar F/M

� Verificar tiempo de retención de sólidos

� Verificar recirculación de barros y tiempo de retención de sólidos

� Estimar requerimiento de oxígeno / seleccionar tipo de aireador y consumo de potencia

� Estimar dimensiones del clarificador

Procesos de Película Adherida

Cómo actuan estos procesos?

1. Eliminan Nutrientes

2. Eliminan sólidos orgánicos disueltos

3. Eliminan sólidos suspendidos orgánicos

4. Eliminan sólidos suspendidos

Sección transversal de un biofilmadherido a un medio soporte

Efluente

Oxígeno (convección natural o forzada)

Mat. Orgánica/nutrientes

filter media

Biomasa :película viscosa/gelatinosa que contienebacterias

Biofiltro – vista lateral

Aguaresidual

Brazos rotatorios de distribución

relleno

drenaje

� Biofiltro consiste en:

� Un brazo que rota y

distribuye el efluente sobre

el medio filtrante.

� Medio Filtrante: roca/áridos,

plásticos, otros.

� El agua se colecta en fondopara enviar a tratamientoposterior.

Procesos biológicos de Películaadherida sobre soporte

� Filtros biológicos/lechos bacterianos

� Contactores biológicos rotatorios

� Reactores de lecho fluidizado

� Biofiltros

� Humedales/pantanos

� Reactores secuenciales

(aeróbicos o anaeróbicos)

LECHOS BACTERIANOS

Son un sistema de depuración biológica de las aguas residuales en el que la oxidación se produce al hacer circular, a través de un medio poroso o material soporte plástico, aire y agua residual. La circulación del aire se realiza en forma natural o forzada, generalmente a contra corriente del agua.

La materia orgánica y sustancias contaminantes del agua son degradadas en una película biológica compuesta de microorganismos, que se desarrollan alrededor de los elementos constitutivos de la masa porosa o del material

plástico.

La película no debe tener más de 3 mm de espesor, ya que no se puede asegurar la acción del oxígeno en espesores mayores

... LECHOS BACTERIANOS ...

Condiciones de las aguas residuales a ser tratadas:

� La entrada de agua en los lechos debe estar precedida de un sedimentador primario, para eliminación de grasas y sólidos en suspensión

� Deber prestarse atención a los elementos tóxicos e inhibidores de los procesos biológicos.

� Debe conseguirse una correcta maduración del lecho bacteriano para el establecimiento de una película biológica bien equilibrada.

� El agua se aporta por goteo, tarda aproximadamente de 20 a 60 minutos en atravesar el medio filtrante.

Esquema tipo de Filtro percolador

Recycle

Primaryclarifier Trickling

filter

Finalclarifier

Wastesludge

FinaleffluentInfluent

Detalles constructivos de un filtro percolador

Medios filtrantes-adherentes

� Roca partida� Durable e insoluble

� Disponible localmente

� Espacio de pasaje de aire reducido

� Menor área superficial por unidad de volumen para el crecimiento bacteriano

� Relleno plástico

� Desordenado -Random

� Ordenado - Modular

Medio Filtrante

Diagramas de rellenos ordenados y desordenados (random) utilizados

en sistemas de película fija (Source: Bordacs and Young, 1998)

Cross-flow Tubular Pall rings

Consideraciones de diseño -medio filtrante

El relleno filtrante ideal es el material que:

� tiene una alta relación área superficial por unidad

de volumen

� tiene bajo costo

� es durable

� tiene una alta porosidad que garantice evitar

taponamientos

� Promueve la buena circulación de aire

Consideraciones de diseño de un filtropercolador o lecho bacteriano

� Características del agua residual ingresante

� Grado de tratamiento previo (reducción de DBO y SST).

� Rango de temperatura del agua residual

� Procesos de Pretratamiento

� Tipo de medio soporte

� Caudal de recirculación

� Carga hidráulica y orgánica del filtro

� Drenaje y ventilación

Consideraciones de diseño -Pretratamientos

� Los filtros percoladores deben estar precedidos porclarificadores primarios equipados con colectores de grasas y

espuma y otros dispositivos de pretratamiento.

� En caso de colocarse un tamizado fino previo la apertura de los

tamices o mallas debe ser de 0.8 – 15 mm.

� Las rejas no son dispositivos que por si sólos puedan cumplir la

función de tratamiento primario.

Stone media TF design

� NRC (national research council) formula

where:

E1 = BOD removal efficiency for first-stage filter at 20oC, %

w1 = BOD load applied, kg/day

V = volume of filter media, m3

F = recirculation factor

VF

wE

1

1

4432.01

100

+

= First stage or single stage


� NRC formula

Where:

E2 = BOD removal efficiency for second-stage filter at 20oC, %

E1 = fraction of BOD removal in the first-stage filter

w2 = BOD load applied, kg/day

V = volume of filter media, m3


VF

w

E

E

2

1

2

14432.0

1

100

−+

=Second stage


� NRC formula

where:


R = recycle ratio

2)10/1(

1

R

RF

+

+=

PARAMETROS TIPICOS EN EL DISEÑO DE LECHOS BACTERIANOS (FILTROS PERCOLADORES)

Distribución del agua:

Debe ser lo más uniforme y contínua posible. Se deben evitar taponamientos y cortes de caudal. Los distribuidores de agua más comunes son brazos giratorios dispuestos radialmente, con boquillas incorporadas y movidos por carga hidráulica. La velocidad es de 0,3 a 5 vueltas por minuto.

Masa soporte:

La altura de la masa filtrante oscila entre 1,5 y 4,0 m. La más utilizada es 2 mTamaño del árido: 4 a 8 cm

Ventilación: Natural o forzada

Carga Hidráulica: Alta Tasa: 10 – 40 m3 / m2 x díaBaja Tasa: 1 – 4 m3 / m2 x día

Carga Orgánica: Alta Tasa: 0,32 – 1,00 kg DBO / m3 x díaBaja Tasa: 0,08 – 0,32 kg DBO / m3 x día

Table 10.5Typical Design Criteria for Trickling Filters

Item Low-rate filter High-rate filter Super-rate filter

Hydraulic loading (m3/m2-d) 1 - 4 10 - 40 40 - 200

Organic loading (kg BOD5/m3-d) 0.08 - 0.32 0.32 - 1.0 0.8 - 6.0

Depth (m) 1.5 - 3.0 1.0 - 2.0 4.5 - 12.0

Recirculation ratio 0 1 - 3 1 - 4

Filter media Rock, slag, etc. Rock, slag,synthetics

Filter flies Many Few, larvae arewashed away

Few or none

Sloughing Intermittent Continuous Continuous

Dosing intervals < 5 min < 15 s Continuous

Effluent Usually fullynitrified

Nitrified at lowloadings

Nitrified at lowloadings

Consideraciones de diseño -Recirculación

� Por qué se requiere recirculación?� Mantiene constante la velocidad de mojado

� diluye contaminantes tóxicos

� Aumenta flujo de aire (velocidad)

� Diluye altas concentraciones de materia orgánica en el efluente crudo y permite que el agua residual sin tratar

pase más de una vez por el biofiltro.

� rango normal de relación de recirculación

0.5~3.0

Discos Biológicos Rotatorios

� Tratamiento de película fija

� Requiere tratamiento primario

� Microorganismos colonizan los discos

� Rotación alterna mojado y escurrimiento de microorganismos

� Eliminan Nitrógeno

Discos Biológicos Rotatorios

C.10

Crecimiento Anaeróbicoy biodegradación

Materia OrgánicaFermentación

Acido Acético

H2 CO2

+

CH4 CO2 H2O

Metanogénesis

TRATAMIENTO TERCIARIO

El objeto del tratamiento terciario es la remoción de las aguas residuales de algunas sustancias que aún permanecen en las aguas que han salido del tratamiento secundario, como las siguientes:

� Filtración: remoción de sólidos suspendidos� Remoción de Nitrógeno y Fósforo� Remoción de compuestos orgánicos no biodegradables: adsorción en carbón activado� Intercambio iónico: remoción de metales, nitratos, etc.� Ultrafiltración y ósmosis inversa

Se realizan cuando el agua tratada debe ser utilizada como fuente de agua para bebida , parariego, recreación ,uso industrial o disposición final en sistemas donde puede ocasionareutroficación.

La desinfección tiene por objetivo la eliminación de las aguas residuales de microorganismos patógenos.

ELIMINACIÓN DE NITRÓGENO Y FÓSFORO

� Necesidad de eliminar N-NH4 ⇒ NITRIFICACIÓN

� Necesidad de eliminar N-NOx producido ⇒ NITRIFICACIÓN-

DESNITRIFICACIÓN . ELIMINACIÓN DE NITRÓGENO

� Eutrofización ⇒ Necesidad de ELIMINACIÓN DE FÓSFORO

Requisitos Directiva UE 21 Mayo 1991 para zonas sensibles a eutrofización

PARAMETROS CONCENTRACION PORCENTAJEMINIMO DEREDUCCION

Fósforo total(P-PO4+Porgánico)

2 mgP/l(de 10.000 a 100.000 hab-eq.)

1 mgP/l(más de 100.000 hab-eq.)

80

Nitrógeno total(NTK+N-NO3)

15 mgN/l(de 10.000 a 100.000 hab-eq.)

10 mgN/l(más de 100.000 hab-eq.)

70-80

Desinfectantes mas comunes:* Cloro* Dióxido de cloro*Cloraminas*HClO (hipoclorito)*Ozono*Radiación UV

El cloro, en sus diversas formas, es el más usado aunque no está exento de desventajas (generación de THMs), sin embargo ningún desinfectante es

“perfecto”.

En EEUU desde 1990 han aparecido brotes de

Cryptosporidium en aguas tratadas sólo con cloro, Se estudia complementarlo con otros más poderosos

como Ozono (quien reduce eficazmente el número de quistes a niveles no infecciosos) o UV por ejemplo.

ELIMINACIÓN ESPERADA DE MICROORGANISMOS

Reducción de órdenes de magnitud oReducción de unidades logarítmicas

Proceso de tratamiento Bacterias Helminos Virus Quistes

Sedimentación primariasimple

0 - 1 0 - 2 0 - 1 0 - 1

Con coagulación previa 1 - 2 1 - 3 0 - 1 0 - 1

Lodos activados 0 - 2 0 - 2 0 - 1 0 - 1

Biofiltros 0 - 2 0 - 2 0 - 1 0 - 1

Zanja de oxidación 1 - 2 0 - 2 1 - 2 0 - 1

Desinfección 2 - 6 0 - 1 0 - 4 0 - 3

Laguna aireada 1 - 2 1 - 3 1 - 2 0 - 1

Lagunas deestabilización

1 - 6 1 - 3 1 - 4 1 - 4

Fuente: Feachem et al (1983) CEPIS/OPS

Desinfección: factores a tener en cuenta

� Tiempo de contacto con el desinfectante e intensidad del desinfectante: el tiempo necesario para matar a un microorganismo es inversamente proporcional a la intensidad del desinfectante

� Edad de los microorganismos (mayor edad � mayor resistencia)

� Naturaleza del líquido desinfectante: la presencia de determinados elementos que puedan interaccionar con el desinfectante, pueden alterar la efectividad del mismo.

� Temperatura

� Velocidad horizontal mezclado 2- 4,5 m/s (baja carga)

� 15 – 30 minutos tiempo contacto post mezclado

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