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Aguas residuales

 

Son consecuencia de nuestra actividad tanto a nivel domestico y urbano, como a nivel industrial y también lluvias, riego de jardines (dando aguas blancas) por ser menos problemáticas, las urbanas son poco ricas en materia orgánica y en la industrial depende de su función, las sustancias inorgánicas también influyen por lo que se prohíbe mezclar las aguas residuales con las potables se hará de forma sana, las aguas de lluvia son fácilmente recuperables pues solo tienen tierra o guijarros.
En líneas generales en un caudal suele haber una mezcla de todas las aguas incluso aguas de infiltración desconocida, las aguas se recogen por las redes de alcantarillado, estas pueden ser:

Unitarias o sanitarias llevan todas las aguas juntas.
Redes separativas se separan las aguas pluviales y otra para residual.

El agua circulara por rodamiento se calcula el diámetro adecuado para evitar estancamientos para calcular el diámetro de canalización y pendiente se tiene en cuenta la población, el consumo medio diario de la población, el consumo al horario máximo, la presión mínima para circular, las canalizaciones tuberías distribución la velocidad de la corriente, tuberías de abastecimiento.
El agua circulara por rodamiento evitando las estaciones de bombeo, estas se utilizan cuando la cota de la zona a acceder es demasiado baja por que las aguas no rodarían por gravedad.
Las alcantarillas mal cuidadas dificultan la posterior recuperación creando problemas de acumulación plagas, las aguas de abastecimiento circularan por encima de las residuales ara evitar el impacto de una por otra.

Composición típica de agua residual domestica

El 99.9 % es agua y el 0.01 % son sólidos y el 70 % son sólidos orgánicos y el 30 % son inorgánicos (arenas , sales y metales).
Los sólidos totales son toda la materia residual después de evaporar el agua a 130 ºC de estos están los sólidos fijos, es decir lo tratamos a 600 ºC 1 h son los fijos estos coinciden con los inorgánicos y la diferencia entre los que quedan son los volátiles.
Estos sólidos pueden ir en suspensión y el tamaño de partículas es de una micra o mas y se decantan por sedimentación los sólidos coloidales partículas entre 1 micra y 0.001 micras se eliminan por procesos de coagulación y floculación. Los sólidos disueltos tamaño menores a una milésima de micra se eliminan por procesos de oxidación biológica o por oxidación física.

Composición de agua es necesario tener en cuenta algunos parámetros:

DBO demanda bioquímica de O2, cantidad de O2 que se aportan un agua residual para que sea degradada por la flora.
DQO demanda química de oxigeno, cantidad de oxigeno a calcular, nos indica la cantidad de O2 para oxidar toda la materia orgánica.
DBO/DQO indica la cantidad de agua, agua domestica varia sobre 0.3 – 0.8.
COT carbono activo total en agua residual.
DTO demanda total de oxigeno, cantidad de O2 que ha de aportar un agua residual para que se pueda desarrollar la vida.
El color de las aguas residuales oscila del gris al negro y cuanto mas oscuro mas contaminada, y el olor es causado por stcias azufradas H2S y nitrogenadas aminas, NH3, mercaptanos, sulfuros orgánicos, actividad microbiana, la Tª es mayor a la del agua de suministro esto dificulta la disolución de O2.
Sustancias de tratamientos
Similares a las de consumo con un pretratamiento, tratamiento 1º, 2º y 3º.

Pretratamiento: basado en eliminar una determinada carga con el fin de facilitar los otros tratamientos, se eliminan sólidos gruesos y los finos o arenas.
En este 1º tenemos un medidor de caudal pues en estas estaciones hay una limitación máxima a tratar si se aporta mayor cantidad de agua se anegara y el tratamiento será peor o inexistente, después tenemos un aliviadero, su finalidad es aportar el exceso de agua residual que le llegue y esta no será tratada, stma de rejas se detendrán sólidos de tamaño mediano y grande, después tamices se retiran sólidos en suspensión después desarenadores (sistema de decantación que elimina la arena arrastrada por el agua, tamaño 200 micras o mas) después dilaceradores o trituradores, trituran el material en suspensión para facilitar el tratamiento, después desengrasadores son barridos en superficie que eliminan las grasas libres.
Tratamiento 1º o físico: son sedimentación realizado en balsas poco profundas y de gran extensión, también flotación por aire, balsas de coagulación floculación de poca profundidad y gran superficie donde se añaden floculantes o coagulantes que se unen a partículas formando partículas grandes, se utilizan Al2(SO4)3, policloruro básico de Al, cloruro férrico mas cal y Fe2(SO4)3 mas cal.
Tratamiento 2º o biológico: basado en la actividad de distintos m.o. que oxidaran la materia orgánica, pueden ser en anaerobiosis actúa flora anaerobia destacando la fosa séptica, laguna anaerobia , tanque himhoff.

Fosa séptica: la mas utilizada en la antigüedad es una excavación en el suelo donde se depositan las aguas residuales y esta cerrada el efluente puede ser filtrado directamente o se vacía y se le da su utilización.
Su problema es la contaminación de acuíferos con lo que la epidemia es muy favorecida, se utiliza en países subdesarrollados.

Tanque himhoff: variación de la fosa séptica consta de dos cámaras comunicadas donde en la 1ª cámara se llega hasta un nivel de degradación y en la 2ª se produce una degradación mas estricta, se utilizan en depuraciones de aguas residuales de poblaciones pequeñas.

Laguna anaerobia: técnica blanda (sencilla y barata) son depósitos de unos 4 m de profundidad donde se descompensa en anaerobiosis el ritmo de descomposición es distinto en verano que en invierno, produce malos olores cuando el azufre es grande influente es superior a 100 mg/l se producen CH4, NH3 y CO2 y el rendimiento de este es algo superior al 50%.
Tratamientos en aerobiosis flora aerobia los mas utilizados son fangos activos, lechos bacterianos, laguna natural aerobia, laguna facultativa, laguna aireada mecánicamente, lechos de turba, biocilindros y biodiscos y filtro verde.

Fangos activos: es el mas extendido, su principio básico consiste en poner aguas residuales en contacto con una población microbiana mixta en suspensión en un stma agitado y aireado, los ciliados son los m.o. con una máxima capacidad depuradora, se le añaden unos fangos y aireamos y movemos ara que el contacto sea mayor y mas eficaz, terminado el proceso en un decantador 2º, se separan, el rendimiento esta entre 90 – 95 % de la materia orgánica que recibe.

Lechos bacterianos: su principio es hacer caer el agua previamente decantada en forma de lluvia para que esta se oxigene por un filtro, los filtros se clasifican según carga orgánica e hidráulica que pueden resistir y podemos clasificarlos según tipo de relleno que lleven.
El tradicional: son piedras de 10 cm de diámetro y este puede alcanzar unos 3 m, los de plástico se han de absorber a su alrededor la materia orgánica el agua se filtra y se forma una m. Biológica donde se desarrolla la flora activa y es esta la que realiza la degradación.
Esta m. Tiene stcias heterótrofas en superficie y autótrofas en el fondo stcias nitrificantes hongos y algas verdes en la superficie pues le llega el sol, las algas verdes gracias a su función fotosintética proporcionan O2.
Los fangos generados no son reutilizados se decantan y se aprovechan en el proceso anterior y hay estaciones que tienen los dos tipos de tratamientos.

Tecnologías del lagunaje

En este el sistema de depuración consiste en un conjunto de balsas expuestas al aire libre donde se simula la autodepuracion de las lagunas naturales.
Laguna natural aerobia: el principio básico es obtener depuración bacteriana aerobia sin tener que aportar O2 y se utiliza el O2 producido por algas estas estarán en grandes superficies y poca profundidad, para que el sol llegue a todas las algas y el aporte de O2 sea el máximo posible, profundidad 0.5 y 1.5 m.
Laguna facultativa: mismo principio a la anterior pero con cierta actividad anaerobia permite mayor profundidad 1 – 2 m.
Laguna aireada mecánicamente: nosotros ayudamos al proceso aportando el O2 por lo que pueden ser mas profundos y no importa que el sol llegue a toda la superficie.
Lechos de turba: el relleno es turba productos carbonificados que proceden de productos vegetales depositados en el fondo este es muy adsorbente y sirve como relleno, se fundamenta en el mismo proceso.
Biocilindros y biodiscos: son cilindros gigantes rellenos de arandelas plásticas con el fin de adsorber la materia orgánica, el agua recubre la mitad del cilindro y el material plástico adsorbe materia orgánica formando una capa de m. biológica y como gira lentamente donde se airean. Los biodiscos igual al anterior pero en lugar de cilindros se usan discos para así ? la superficie de contacto y el proceso será mayor o menor pues los discos se pueden poner o quitar ? así su rendimiento, según las necesidades.
Filtros verdes: quien oxida la materia orgánica del agua residual son vegetales superiores (plantaciones de vegetales a las que llega el agua residual) un efluente con cierto nivel de depuración se utilizan las choperas, es una técnica de ensayo se estudian otros vegetales, stma económico de fácil implantación.
Tratamientos 3º o químicos: añadimos un oxidante (Cl2 y compuestos) para oxidar la materia orgánica, se utiliza menos que en aguas potables (necesario) solo dependiendo de que uso se le va a dar (para riego no es necesario igual que para la industria).
Tratamientos específicos (tipo 3º): aguas de consumo público (raro) a veces si, desalinización, descalcificación,… son los tratamientos específicos, en el caso de aguas residuales es necesario siempre que se rebasen los limites permitidos.
Filtros de Carbón activo tiene capacidad enorme de absorción para eliminar ciertos colorantes (industrias textiles) resinas de intercambio iónico, osmosis inversa (aguas salobres producidas por industrias de salazones) fosfatos se pueden precipitar con sales de Al, Fe, Ca, exceso de compuestos nitrogenados se realizan con procesos de nitrificación y desnitrificación. Exceso de acidez o basicidad se neutralizan los metales pueden precipitarse por procesos de oxidación [Fe2+ soluble en agua ? Fe3+(Fe(OH)3 ?)].

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