precipitación química del fósforo mediante la adición de sulfato de

Transcripción

UNIVERSIDAD DE MAGALLANES
FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO INGENIERÍA QUÍMICA
PRECIPITACIÓN QUÍMICA DEL FÓSFORO MEDIANTE
LA ADICIÓN DE SULFATO DE ALUMINIO EN
PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS
MAURICIO JAVIER OYARZO VARGAS
2007
UNIVERSIDAD DE MAGALLANES
FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO INGENIERÍA QUÍMICA
PRECIPITACIÓN QUÍMICA DEL FÓSFORO MEDIANTE
LA ADICIÓN DE SULFATO DE ALUMINIO EN
PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS
“Trabajo de titulación presentado en conformidad a los requisitos
para la obtención del título de Ingeniero en Ejecución Química,
mención en Industria y Medioambiente”
MAURICIO JAVIER OYARZO VARGAS
PROFESOR GUIA: CLAUDIO GOMEZ FUENTES
2007
Agradecimientos a:
Mi Madre, por ser el pilar fundamental en mi educación y en mi vida, gracias por
darme la fuerza y el valor para conseguir un sueño.
A las demás personas que siempre me apoyaron, muchas gracias…
i
RESÚMEN
La eliminación del fósforo es un parámetro de importancia en la depuración
de aguas residuales, esto se debe principalmente a su efecto nocivo en el
medio ambiente, principalmente produciendo la eutrofización de masas de
agua.
El presente trabajo de tesis consistió en la generación de curvas de
precipitación para el fósforo, mediante la adición de sulfato de aluminio en
aguas residuales con distintos grados de tratamiento.
Con respecto a la metodología y a los análisis realizados en laboratorio, se
utilizaron muestras reales provenientes de distintos puntos de la planta de
tratamiento de aguas residuales de Puerto Natales, estos son: Agua Bruta,
Salida Pre Tratamiento, Licor Mezcla y Salida del Decantador Secundario.
Para todas las muestras, se realizaron los siguientes análisis: pH, Sólidos
Suspendidos Totales, Demanda Química de Oxígeno, Fósforo libre y Fósforo
total, todos estos basados en la NCh 2313, y en el Standard Methods for the
Examination of Water and Wastewater.
En cuanto a los resultados, las curvas obtenidas de precipitación de fosforo,
son parecidas en tendencia a las curvas de bibliografía, sin embargo se
obtienen valores diferentes de fosforo sobrenadante versus dosis aplicadas,
requiriéndose dosis mayores en aguas residuales reales, posiblemente por
la existencia de compuestos que no precipitan o que consumen Al+3.
Para todas las dosis aplicadas se obtuvieron altos rendimientos en la
eliminación de materia orgánica y sólidos suspendidos. En cuanto a la
eliminación de fósforo con adiciones superiores a 20 mg/L se cumple con la
tabla N°4 del DS 90 para el efluente de un sistema biológico. Dosis inferiores
ii
a 35 mg/L, no cumplieron con los límites de fósforo de la tabla N°3 del citado
decreto.
Finalmente y debido a los altos rendimientos obtenidos, resulta interesante la
evaluación de la precipitación con sulfato de aluminio como sistema único
tratamiento en los casos que el sistema tradicional pueda ser poco
recomendable.
iii
TABLA DE CONTENIDOS
RESÚMEN _______________________________________________________________________ II
TABLA DE CONTENIDOS____________________________________________________________ IV
INDICE DE TABLAS ________________________________________________________________ VI
INDICE DE FIGURAS ______________________________________________________________ VII
CAPÍTULO 1.
INTRODUCCIÓN. ____________________________________________________ 1
CAPÍTULO 2.
OBJETIVOS. ________________________________________________________ 3
CAPÍTULO 3.
REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA _____________________________________________ 4
3.1
CARACTERIZACIÓN TÍPICA DE LAS AGUAS RESIDUALES URBANAS. ___________________ 5
3.1.1 Constituyentes orgánicos ________________________________________________ 5
3.1.2 Constituyentes inorgánicos ______________________________________________ 6
3.1.3 Contenido sólido de las aguas residuales ____________________________________ 8
3.1.4 Nutrientes____________________________________________________________ 9
3.1.5 Microorganismos ______________________________________________________ 9
3.2
SISTEMAS DE DEPURACIÓN DE AGUAS RESIDUALES URBANAS. ____________________ 11
3.2.1 Tratamiento Primario y primario avanzado _________________________________ 12
3.2.2 Tratamiento Secundario. _______________________________________________ 13
3.2.3 Tratamiento Terciario. _________________________________________________ 15
3.3
GENERALIDADES DE LA PRECIPITACIÓN QUÍMICA ______________________________________ 17
3.3.1 PARTÍCULAS EN SUSPENSIÓN ____________________________________________ 17
3.3.2 Tamaño de las partículas en Suspensión. ___________________________________ 18
3.3.3 Afinidad de las Partículas Coloidales por el Agua_____________________________ 19
3.3.4 Carga Eléctrica y Doble Capa ____________________________________________ 19
3.3.5 Factores de Estabilidad e Inestabilidad ____________________________________ 20
3.3.6 COAGULACIÓN _______________________________________________________ 21
3.3.6.1
3.3.6.2
3.3.6.3
3.3.6.4
3.3.6.5
3.3.6.6
3.3.6.7
3.3.6.8
3.3.6.9
3.3.7
22
24
25
26
26
27
28
28
29
FLOCULACIÓN________________________________________________________ 30
3.3.7.1
3.3.7.2
3.3.7.3
3.3.7.4
3.3.8
Etapas o Fases de la Coagulación ____________________________________________
Tipos de Coagulación _____________________________________________________
Principios básicos en el uso de coagulantes____________________________________
Mecanismo de la Coagulación ______________________________________________
Compresión de la Doble Capa ______________________________________________
Absorción y Neutralización de Cargas ________________________________________
Agrupamiento de Partículas dentro de un Precipitado ___________________________
Adsorción y Puente ______________________________________________________
Zonas de coagulación ____________________________________________________
Objetivo de la Floculación _________________________________________________
Tipos de Floculación. _____________________________________________________
Parámetros de la Floculación _______________________________________________
Floculantes _____________________________________________________________
30
32
32
33
Factores que Influyen en la Coagulación - Floculación. ________________________ 34
3.3.8.1
3.3.8.2
3.3.8.3
3.3.8.4
3.3.8.5
3.3.8.6
Influencia del pH. ________________________________________________________
Influencia de las Sales Disueltas_____________________________________________
Influencia de la Temperatura del Agua _______________________________________
Influencia de la Dosis del Coagulante ________________________________________
Influencia de Mezcla _____________________________________________________
Influencia de la Turbiedad _________________________________________________
35
36
36
36
37
38
3.4
ANTECEDENTES BÁSICOS DEL FÓSFORO. _____________________________________
3.4.1 Efectos del Fósforo sobre la salud ________________________________________
3.4.2 Efectos Ambientales del Fósforo. _________________________________________
3.4.3 Eutrofización. ________________________________________________________
39
40
41
43
3.4.3.1
3.4.3.2
Principales Efectos de la Eutrofización. _______________________________________ 46
Factores que afectan el grado de Eutrofización. ________________________________ 47
iv
3.4.3.3
Medidas para evitar la Eutrofización. ________________________________________ 49
3.5
MÉTODOS DE ELIMINACIÓN DEL FÓSFORO EN AGUAS RESIDUALES. ________________
3.5.1 El Fósforo en Aguas Residuales. __________________________________________
3.5.2 Eliminación Biológica del Fósforo. ________________________________________
3.5.3 Eliminación por precipitación química del fósforo ____________________________
CAPÍTULO 4.
METODOLOGÍA ____________________________________________________ 62
4.1
MUESTREO ______________________________________________________________
4.1.1 Lugar Físico de Muestreo _______________________________________________
4.1.2 Esquema Planta Tratamientos ___________________________________________
4.1.3 Puntos de Muestreo ___________________________________________________
4.1.4 Fechas de Muestreo ___________________________________________________
4.1.5 Normativa de Muestreo ________________________________________________
4.2
ENSAYOS DE LABORATORIO. ___________________________________________________
4.2.1 Test de Jarras ________________________________________________________
4.2.1.1
4.2.1.2
4.2.1.3
4.2.2
63
63
63
64
64
65
65
65
Características del Equipo _________________________________________________ 66
Metodología ocupada en el ensayo __________________________________________ 67
Procedimiento para el ensayo de jarras_______________________________________ 68
Análisis Químicos _____________________________________________________ 69
4.2.2.1
CAPÍTULO 5.
49
49
50
57
Normativa _____________________________________________________________ 70
DATOS OBTENIDOS _________________________________________________ 74
5.1
DATOS INICIALES, SIN APLICACIÓN DE SULFATO DE ALUMINIO _____________________________ 74
5.1.1 pH. ________________________________________________________________ 74
5.1.2 Sólidos Suspendidos Totales (SST).________________________________________ 74
5.1.3 Demanda Química de Oxigeno (DQO). _____________________________________ 74
5.1.4 Fósforo Total (P total). _________________________________________________ 75
5.1.5 Fósforo Libre (P libre) ___________________________________________________ 75
5.2
ENSAYOS POSTERIORES A LA ADICÓN DE SULFATO DE ALUMINIO ___________________________ 76
5.2.1 Concentraciones de Sólidos Suspendidos Totales en los Cuatro Puntos de Muestreo
después del test de jarras._____________________________________________________ 76
5.2.2 Concentración de la Demanda Química de Oxigeno en los Cuatro Puntos de Muestreo
después del test de jarras._____________________________________________________ 78
5.2.3 Concentraciones de Fósforo Total en los Cuatro Puntos de Muestreo después del test
de jarras. __________________________________________________________________ 79
5.2.4 Concentración de Fósforo Libre en los Cuatro Puntos de Muestreo después del test de
jarras. 81
CAPÍTULO 6.
DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS ______________________________________ 83
CAPÍTULO 7.
CONCLUSIONES ____________________________________________________ 91
CAPÍTULO 8.
BIBLIOGRAFIA _____________________________________________________ 93
GLOSARIO ______________________________________________________________________ 1
ANEXO: RESULTADOS DE LABORATORIO _____________________________________________ 17
v
INDICE DE TABLAS
TABLA Nº 1. PARÁMETROS COMUNES EMPLEADOS EN LA CARACTERIZACIÓN DE AGUAS RESIDUALES URBANAS. ___
TABLA Nº 2. CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE DEPURACIÓN DE AGUAS RESIDUALES URBANAS. ____________
TABLA Nº 3. TIEMPOS DE DECANTACIÓN DE PARTÍCULAS. ______________________________________
TABLA Nº 4.CLASIFICACIÓN DEL AGUA, SEGÚN SU COMPORTAMIENTO EN LA COAGULACIÓN _______________
TABLA Nº 5. RANGOS DE PH PARA EL ALUMINIO Y EL HIERRO. ___________________________________
TABLA Nº 6. DOSIS OPTIMAS PARA EL ALUMINIO Y EL HIERRO. ___________________________________
TABLA Nº 7. PRINCIPALES PROCESOS BIOLÓGICOS EMPLEADOS EN EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES. _____
TABLA Nº 8. SISTEMAS BIOLÓGICOS UTILIZADOS EN LA ELIMINACIÓN DE NUTRIENTES (NITRÓGENO Y FOSFORO). __
TABLA Nº 9. TIPOS DE REACTIVOS QUÍMICOS EMPLEADOS EN EL TRATAMIENTO DEL AGUA RESIDUAL.__________
TABLA Nº 10. PRODUCTOS QUÍMICOS EMPLEADOS EN EL TRATAMIENTO DEL AGUA RESIDUAL ______________
TABLA Nº 11. LUGARES DE MUESTREO PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS _________________________
TABLA Nº 12. FECHAS DE REALIZACIÓN DE MUESTREO ________________________________________
TABLA Nº 13. CARACTERÍSTICAS EQUIPO TEST DE JARRAS _____________________________________
TABLA Nº 14. CONCENTRACIONES TÍPICAS PARA SOLUCIONES COAGULANTES _________________________
TABLA Nº 15. DOSIS DE COAGULANTE ADICIONADAS PARA ENSAYO DE JARRAS ________________________
TABLA Nº 16. DATOS PARA LA CONFECCIÓN DE CURVA DE CALIBRACIÓN DEL FÓSFORO ___________________
TABLA Nº 17. DATOS PARA LA CONFECCIÓN DE CURVA DE CALIBRACIÓN DEL DQO _____________________
TABLA Nº 18. DATOS PARA LOS VALORES DE PH ____________________________________________
TABLA Nº 19. DATOS PARA LOS VALORES DE SST. ___________________________________________
TABLA Nº 20. DATOS PARA LOS VALORES DE DQO.__________________________________________
TABLA Nº 21. DATOS PARA LOS VALORES DE P TOTAL. ________________________________________
TABLA Nº 22. DATOS INICIALES PARA LOS VALORES DE P LIBRE. __________________________________
TABLA Nº 23. CONCENTRACIONES DE SÓLIDOS SUSPENDIDOS TOTALES DESPUÉS DEL TEST DE JARRAS. ________
TABLA Nº 24. CONCENTRACIONES DE DEMANDA QUÍMICA DE OXIGENO DESPUÉS DEL TEST DE JARRAS. ________
TABLA Nº 25. CONCENTRACIONES DE FÓSFORO TOTAL DESPUÉS DEL TEST DE JARRAS. ___________________
TABLA Nº 26. CONCENTRACIONES DE FÓSFORO LIBRE DESPUÉS DEL TEST DE JARRAS. ____________________
TABLA Nº 27.DATOS INICIALES PARA EL AGUA BRUTA EN CADA UNA DE LAS MUESTRAS REALIZADAS. _________
TABLA Nº 28. COMPOSICIÓN TÍPICA DEL AGUA RESIDUAL DOMESTICA BRUTA. (METCALF Y EDDY, 1995) ______
TABLA Nº 29.COMPARACION DE RESULTADOS DE ANÁLISIS CON TABLAS DEL DS90._____________________
10
11
18
29
35
37
51
54
60
61
64
64
66
67
68
71
73
74
74
75
75
75
76
78
79
81
83
84
85
vi
INDICE DE FIGURAS
FIG. N° 1.- DOBLE CAPA DE UNA PARTÍCULA COLOIDAL. _______________________________________ 20
FIG. N° 2.- ESTABILIDAD DE COLOIDES. __________________________________________________ 21
FIG. N° 3.- ANULACIÓN DE CARGAS ELÉCTRICAS. ___________________________________________ 22
FIG. N° 4.- PRIMERA Y SEGUNDA FASE DE LA COAGULACIÓN ____________________________________ 23
FIG. N° 5.- TERCERA Y CUARTA FASE DE LA COAGULACIÓN _____________________________________ 23
FIG. N°6.- COAGULACIÓN POR ADSORCIÓN _______________________________________________ 24
FIG. N° 7.- COAGULACIÓN POR BARRIDO _________________________________________________ 25
FIG. N° 8.- FUERZA DE ATRACCIÓN Y REPULSIÓN. ___________________________________________ 27
FIG. N° 9.- AGRUPAMIENTO DE PARTÍCULAS EN UN FLOC. _____________________________________ 28
FIG. N° 10.- ETAPAS EN LA ADICIÓN DE COAGULANTE. ________________________________________ 30
FIG. N° 11.- ESQUEMA DE UN FLOCULANTE. ______________________________________________ 31
FIG. Nº 12. ESTRUCTURA TÍPICA DEL GRUPO FOSFATO. _______________________________________ 40
FIG. Nº 13.- SISTEMA BIOLÓGICO AO___________________________________________________ 54
FIG. Nº 14.- SISTEMA BIOLÓGICO A2/O _________________________________________________ 55
FIG. Nº 15.- SISTEMA BIOLÓGICO BARDENPHO. ____________________________________________ 55
FIG. Nº 16.- SISTEMA BIOLÓGICO UCT. _________________________________________________ 56
FIG. Nº 17.- SISTEMA BIOLÓGICO UCT MODIFICADO. ________________________________________ 56
FIG. Nº 18.- SISTEMA BIOLÓGICO UCT VIP. ______________________________________________ 57
FIG. Nº 19.- DIAGRAMA DE FLUJO PRE PRECIPITACIÓN PARA LA ELIMINACIÓN DEL FÓSFORO. _______________ 58
FIG. Nº20.- DIAGRAMA DE FLUJO CO PRECIPITACIÓN PARA LA ELIMINACIÓN DEL FÓSFORO. ________________ 59
FIG. Nº 21.- DIAGRAMA DE FLUJO POST PRECIPITACIÓN PARA LA ELIMINACIÓN DEL FÓSFORO. ______________ 59
FIG. Nº 22.- DIAGRAMA DE FLUJO SIMPLIFICADO PLANTA TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES PUERTO NATALES. 63
FIG. Nº 23.- EQUIPO PARA EL ENSAYO DEL TEST DE JARRAS ____________________________________ 66
FIG. Nº 24.- CURVA CALIBRACIÓN FÓSFORO A 400 (NM) ______________________________________ 71
FIG. Nº 27.- CURVA CALIBRACIÓN DQO A 600 (NM) ________________________________________ 73
FIG. Nº 28.- CONCENTRACIÓN DE SÓLIDOS SUSPENDIDOS TOTALES DESPUÉS DE LA ADICIÓN DE SULFATO DE
ALUMINIO. ____________________________________________________________________ 77
FIG. Nº 29.- CONCENTRACIÓN DE SÓLIDOS SUSPENDIDOS TOTALES DESPUÉS DE LA ADICIÓN DE SULFATO DE ALUMINIO
EN EL LICOR MEZCLA. _____________________________________________________________ 77
FIG. Nº 30.- CONCENTRACIÓN DE LA DEMANDA QUÍMICA DE OXÍGENO DESPUÉS DE LA ADICIÓN DE SULFATO DE
ALUMINIO. ____________________________________________________________________ 78
FIG. Nº 31.- CONCENTRACIÓN DE SÓLIDOS SUSPENDIDOS TOTALES DESPUÉS DE LA ADICIÓN DE SULFATO DE ALUMINIO
EN LICOR MEZCLA. _______________________________________________________________ 79
FIG. Nº 32.- CONCENTRACIÓN DE SÓLIDOS SUSPENDIDOS TOTALES DESPUÉS DE LA ADICIÓN DE SULFATO DE
ALUMINIO. ____________________________________________________________________ 80
FIG. Nº 33.- CONCENTRACIÓN DE FÓSFORO TOTAL DESPUÉS DE LA ADICIÓN DE SULFATO DE ALUMINIO EN LICOR
MEZCLA. ______________________________________________________________________ 80
FIG. Nº 34.- CONCENTRACIÓN DE FÓSFORO LIBRE DESPUÉS DE LA ADICIÓN DE SULFATO DE ALUMINIO. _______ 81
FIG. Nº 35.- CONCENTRACIÓN DE FÓSFORO LIBRE DESPUÉS DE LA ADICIÓN DE SULFATO DE ALUMINIO EN LICOR
MEZCLA. ______________________________________________________________________ 82
FIG. Nº 36.- CONCENTRACIÓN DE FÓSFORO LIBRE EN RELACIÓN A LA ADICIÓN DE AL2(SO)4._______________ 87
FIG. Nº 37.- CONCENTRACIÓN DE FÓSFORO LIBRE DESPUÉS DE LA ADICIÓN DE AL2(SO)4._________________ 87
FIG. Nº 38.- PORCENTAJE DE REMOCIÓN DE CONTAMINANTES EN AGUA BRUTA. ______________________ 88
vii
INTRODUCCIÓN.
CAPÍTULO 1.
Los
sistemas
INTRODUCCIÓN.
de
tratamientos
de
aguas,
se
han
desarrollado
considerablemente a lo largo de las últimas décadas con el fin de remover
contaminantes presentes en las aguas de desecho. Estos inicialmente se
crearon con la finalidad de separar solamente los residuos sólidos de las
Aguas Residuales, aunque con su desarrollo también se incluyeron otros
procesos para la remoción de otros contaminantes, dividiéndose un proceso
tradicional en tratamiento primario, secundario y terciario.
El tratamiento de aguas residuales, incorpora procesos físicos, químicos y
biológicos, siendo este último uno de los más utilizados para tratar tanto la
materia orgánica como compuestos difíciles de depurar tales como el
Nitrógeno y el Fósforo.
Producto de la necesidad de eliminar nutrientes del agua, para evitar
fenómenos de eutrofización, se implementaron procesos de precipitación
Química, con sales metálicas y coagulantes de origen orgánico o polímeros
para la eliminación de fósforo principalmente. La precipitación química en la
región sólo se ha ocupado para la purificación del agua potable, y en ningún
caso conocido, para el tratamiento de aguas residuales.
En la precipitación química, la sal metálica más utilizada es el Sulfato de
Aluminio. Este se utiliza debido al bajo costo que tiene frente a otras sales
tales como el Cloruro Férrico o los polímeros y ha sido ampliamente utilizado
en la eliminación de fósforo.
Este trabajo estudia la precipitación de fósforo en aguas residuales reales
mediante la adición de sulfato de aluminio. Este estudio tiene entre sus
objetivos comparar las curvas teóricas de precipitación, generalmente
1
INTRODUCCIÓN.
obtenidas con aguas residuales sintéticas, con aquellas obtenidas en
condiciones reales, de forma de aportar datos para el diseño de futuras
plantas que requieran incorporar la eliminación de fósforo. Adicionalmente se
debe notar que en la actualidad no existen datos a nivel nacional ni mucho
menos a nivel regional acerca de las dosis necesarias para la eliminación de
fósforo en aguas residuales reales.
2
OBJETIVOS.
CAPÍTULO 2.
OBJETIVOS.
Objetivo General:
El objetivo general de este trabajo de tesis, es la precipitación química del
fósforo para la eliminación de este compuesto, mediante la adición de sulfato
de aluminio en plantas de tratamiento de aguas
Objetivos Específicos:
1. Caracterizar el agua residual real en sus distintos grados del
tratamiento.
2. Agregar distintas concentraciones de sulfato de aluminio como agente
precipitante, en distintos puntos del tratamiento.
3. Determinar curvas de eliminación de contaminantes para: sólidos
suspendidos totales, demanda química de oxigeno, fósforo libre y
fósforo total.
4. Comparar los datos obtenidos en laboratorio con aguas residuales
reales, versus los que se indican por bibliografía con aguas residuales
sintéticas
3
REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA
CAPÍTULO 3.
Agua residual es el término genérico utilizado para designar el residuo
líquido recogido mediante la red de alcantarillado para su envío a una planta
de depuración. Existen definiciones más específicas que distinguen entre los
diferentes tipos de agua residual, las que se presentan en la bibliografía, y
vienen definidas generalmente en función de su origen. De esta manera, se
consideran Aguas Residuales Domésticas (ARD), las aguas provenientes
de las zonas habitacionales y que son generadas principalmente por el
metabolismo humano y por las actividades comerciales o domésticas de
limpieza y alimentación. Las Aguas Residuales Urbanas (ARU) son
generadas cuando, dentro de la misma red de alcantarillado que transporta
las aguas residuales domésticas, se vierten aguas residuales de origen
industrial.
El agua residual de origen industrial proviene de las instalaciones de
manufacturado y elaboración de alimentos. Asimismo, las aguas residuales
urbanas pueden contener agua de escorrentía que accede a la red de
alcantarillado a través de los pozos de registro y agua subterránea que se
infiltra en la red a través de uniones deterioradas o de grietas en los
conductos que transportan dichas aguas.
La presente revisión bibliográfica se divide en dos partes principales, la
primera consiste en la caracterización típica de las Aguas Residuales
Urbanas y en los sistemas de depuración de estas, con sus respectivos
ítems, y una segunda parte correspondiente a los métodos de eliminación de
nutrientes, específicamente el fósforo.
4
3.1 CARACTERIZACIÓN TÍPICA DE LAS AGUAS RESIDUALES URBANAS.
La composición de un agua residual urbana, muestra con frecuencia un
amplio margen de variación entre diferentes poblaciones ya que, además de
las influencias de origen industrial, comercial y pluvial, los usos públicos del
agua varían en función de la naturaleza de la población residente. Por lo
tanto, la composición de un agua residual urbana se define por las
cantidades reales de sus componentes físicos, químicos y biológicos.
En términos generales, la mayor parte de los componentes presentes en un
agua residual urbana son materia orgánica, nutrientes, metales, materia
inorgánica
y
microorganismos.
Una
considerable
parte
de
estos
componentes se encuentra en forma particulada.
3.1.1
CONSTITUYENTES ORGÁNICOS
Los compuestos orgánicos están formados normalmente por combinaciones
de carbono, hidrógeno y oxígeno, con la presencia, en determinados casos,
de nitrógeno. La composición del residuo orgánico de un agua residual
depende de su naturaleza y origen, no obstante se puede afirmar que
típicamente el material orgánico de un agua residual está compuesto por
proteínas (40-60 %), hidratos de carbono (25-50%), grasas y aceites (10%)
Otro compuesto orgánico con importante presencia en las aguas residuales
urbanas es la urea, principal constituyente de la orina. Sin embargo, debido
a su velocidad de descomposición, la urea raramente está presente en
aguas residuales que no sean muy recientes (Metcalf y Eddy, 1995).
Las más importantes consecuencias de la contaminación orgánica se ven
reflejadas en sus efectos sobre la concentración de oxígeno disuelto (OD) en
las aguas receptoras. Cuando la velocidad de consumo de oxígeno excede
5
la velocidad de aireación atmosférica del agua, la concentración de oxígeno
cae hasta provocar la muerte de algunas especies acuáticas que serán
remplazadas por otras cuyos requerimientos de oxígeno sean menores
(Abel, 1996).
Los ensayos más empleados mundialmente para la determinación del
contenido orgánico de las aguas residuales en concentraciones mayores de
1mg/l, son los siguientes: 1) demanda bioquímica de oxígeno (DBO5), 2)
demanda química de oxígeno (DQO), y 3) carbono orgánico total (COT).
3.1.2
CONSTITUYENTES INORGÁNICOS
Las concentraciones de los diferentes constituyentes inorgánicos pueden
afectar mucho a los usos del agua, por ello conviene examinar la naturaleza
de algunos de ellos, especialmente aquellos que han sido incorporados al
agua superficial durante su ciclo de uso. Dentro de la materia inorgánica de
un agua residual sin tratar, el contenido de sustancias minerales disueltas
viene determinado por el contenido correspondiente del agua de
abastecimiento público y por el aumento producido durante la utilización del
agua para usos domésticos (Mujeriego, 1990). Dentro de los componentes
inorgánicos que tienen más importancia para el control de la calidad de las
aguas residuales se mencionan los siguientes:

pH: La concentración del ion hidrógeno es un parámetro de gran
importancia tanto para el caso de aguas naturales como residuales.
Para la adecuada proliferación y desarrollo de la mayor parte de la
vida biológica existe un intervalo idóneo que es bastante estrecho y
crítico. El agua residual con concentraciones inadecuadas de pH
presenta dificultades de tratamiento con procesos biológicos, y el
6
efluente puede modificar la concentración del ion hidrógeno en las
aguas naturales.

Cloruros: Otro parámetro de calidad importante es la concentración
de cloruros, las heces humanas, por ejemplo, suponen unos 6 g de
cloruros por persona al día. En lugares donde la dureza del agua es
elevada, los compuestos utilizados para reducir la dureza también son
fuentes importantes de cloruros. La infiltración de agua subterránea
en las alcantarillas constituye también una considerable fuente de
cloruros y sulfatos.

Azufre. El ion sulfato se encuentra de forma natural en las aguas
residuales. Para la síntesis de proteínas es necesario disponer de
azufre, elemento que posteriormente será liberado en el proceso de
degradación de las mismas. Los sulfatos se reducen químicamente a
sulfuros y a sulfuros de hidrógeno (H2S) bajo la acción bacteriana en
condiciones anaerobias.

Compuestos tóxicos. Dentro de estos se encuentran pesticidas,
insecticidas y metales pesados comúnmente usados en agricultura e
industria. El cobre, el plomo, la plata, el cromo, el arsénico y el boro
son tóxicos en mayor o menor grado para los microorganismos. Por
ejemplo, el cobre es tóxico a concentraciones de 100 mg/l en los
digestores de fango, y el níquel y el cromo lo son al alcanzar valores
de 500 mg/l (Metcalf y Eddy, 1995).

Alcalinidad. La alcalinidad de un agua residual está provocada por la
presencia de hidróxidos, carbonatos y bicarbonatos de elementos
como el calcio, el magnesio, el sodio, el potasio o el amoniaco. De
entre ellos los más comunes son el bicarbonato de calcio y el
7
bicarbonato de magnesio. La alcalinidad ayuda a regular los cambios
de pH producidos por la adición de ácidos.

Gases. Los gases que con mayor frecuencia se encuentran en las
aguas residuales brutas son el nitrógeno (N2), el oxígeno (O2), el
dióxido de carbono (CO2), el sulfuro de hidrógeno (H2S), el amoníaco
(NH3) y el metano (CH4). Los tres primeros gases son de común
presencia en la atmósfera y se encuentran en todas las aguas en
contacto
con
la
misma.
Los
tres
últimos
proceden
de
la
descomposición de la materia orgánica.
3.1.3
CONTENIDO SÓLIDO DE LAS AGUAS RESIDUALES
Los componentes orgánicos e inorgánicos están presentes en el agua
residual en forma soluble e insoluble. En la bibliografía se definen
principalmente tres tipos de sólidos: la materia en suspensión, la materia
disuelta total y la materia en suspensión volátil. A la suma de materia en
suspensión y materia disuelta total se le conoce como sólidos totales (ST). El
límite entre los sólidos suspendidos y los sólidos disueltos se determina
basándose en el tamaño de las partículas que les constituyen.
De manera específica, la bibliografía menciona los siguientes cuatro tipos de
fracciones de sólidos basándose en el tamaño de sus partículas:
sedimentables (> de 100µm), supra coloidales (1-100µm), coloidales (1nm1µm) y solubles (< 1nm), (Horan, 1991).
Usando este sistema de clasificación, se observa que los sólidos solubles en
el agua residual comprenden gran parte del material inorgánico, mientras
que el material suspendido es predominantemente orgánico. Los sólidos
suspendidos llegan a representar más del 60% de la DBO de un agua
residual.
8
3.1.4
NUTRIENTES
Los nutrientes como el nitrógeno y el fósforo son, en la mayoría de los
casos, los principales elementos nutritivos. Son esenciales para el
crecimiento de microorganismos y plantas, razón por la cual también reciben
el nombre de bio estimuladores. Debido a lo anterior, cuando el contenido de
nutrientes es insuficiente para realizar las funciones metabólicas básicas de
los microorganismos, es necesario añadirlos. Por el contrario, cuando se
requiere el control de algas en la masa de agua receptora para preservar los
usos a los que se destina, puede ser necesaria la eliminación o reducción
del nitrógeno y del fósforo.
3.1.5
MICROORGANISMOS
Los organismos que integran el ecosistema del agua residual urbana son
principalmente: virus, bacterias, hongos, protozoarios y nematodos. El
principal objetivo que tiene el examen biológico de un agua residual es
determinar la presencia de microorganismos patógenos que representen un
peligro para la salud humana.
Los microorganismos patógenos encontrados rutinariamente en un agua
residual urbana pueden proceder de desechos humanos que estén
infectados y sean portadores de enfermedades intestinales como la fiebre
tifoidea, la disentería, la diarrea y el cólera.
Los organismos patógenos se presentan en las aguas residuales en
cantidades muy pequeñas y, además, resultan difíciles de aislar e identificar.
Por ello se emplean los Coliformes fecales como organismos indicadores,
puesto que su presencia es más numerosa y fácil de comprobar. Las
bacterias Coliformes incluyen los géneros Escherichia y Aerobacter
y,
aparte de otras clases de bacterias, cada ser humano evacua de 100,000 a
9
400,000 millones de organismos Coliformes al día. Podemos mencionar a
otros géneros de bacterias que se pueden encontrar en el agua residual
bruta como Salmonella, Shigella y Vibrio cholerae.
Entre los virus más comúnmente encontrados en el agua residual están los
siguientes géneros: Adenovirus, Enterovirus y el virus de la Hepatitis A. Por
otro lado, podemos mencionar a Crystosporidium, Entamoeba histolytica y
Giardia lamblia como los agentes infecciosos más comunes entre los
protozoarios.
Tabla Nº 1. Parámetros comunes empleados en la caracterización de aguas residuales
urbanas.
Característica
Parámetro
Sólidos totales (ST), mg/l


Físico
Suspendidos
volátiles
Temperatura, ºC
Turbiedad, NTU (a)
Materia orgánica, mg O2/l


Demanda Bioquímica de Oxigeno, DBO5
Demanda Química de Oxigeno, DQO
pH
Alcalinidad, mg CaCO3/l
Nitrógeno, mg N/l
Químico

Orgánico


Amoniacal, (NH3-N, NH4+-N)
Nitritos, (NO --N)

Nitratos, (NO3 -N)
2
Fósforo, mg P/l

Orgánico

Reactivo Soluble, (PO4-3 -P)
Organismos Patógenos
Biológico


Coliformes, numero/100 ml
Virus, ufc/100 ml (b)
(a)
, unidades nefelométricas de turbiedad
(b)
, unidades formadoras de colonias.
10
3.2 SISTEMAS DE DEPURACIÓN DE AGUAS RESIDUALES URBANAS.
El tratamiento de aguas residuales urbanas incorpora procesos físicos,
químicos y biológicos los cuales tratan y remueven contaminantes
producidos por la actividad diaria del hombre en el uso cotidiano del agua.
El objetivo del tratamiento es producir agua residual limpia con el propósito
de ser reutilizada o de ser descargada a cuerpos de aguas sin afectar el
medioambiente.
Como ya se dijo, las aguas residuales urbanas son generadas por
residencias, instituciones y locales comerciales e industriales. Las aguas
residuales pueden ser tratadas dentro del sitio en el cual se generan o
también, recogidas y llevadas mediante una red de alcantarillado hasta una
planta de tratamiento de agua. En la actualidad la clasificación que se puede
dar a los procesos de depuración de aguas residuales urbanas es:
Tabla Nº 2. Clasificación de los sistemas de depuración de aguas residuales urbanas.
Nivel de Tratamiento
Pre Tratamiento
Descripción del proceso
Remoción de materia flotante de gran tamaño.
Primario
Remoción de una porción de sólidos suspendidos y
materia orgánica.
Primario Avanzado
Remoción de sólidos suspendidos y materia
orgánica generalmente adicionando químicos o por
filtración.
Secundario
Remoción de materia orgánica biodegradable y de
sólidos suspendidos. Proceso de desinfección son
típicamente incluidos en esta definición.
Secundario con remoción de
Nutrientes
Remoción de materia orgánica biodegradable,
sólidos suspendidos y nutrientes (nitrógeno y
fósforo).
Terciario
Remoción de sólidos suspendidos residuales
(después del tratamiento secundario) usando
filtración granular media y de micro mallas. La
desinfección es un proceso típico que forma parte
del tratamiento terciario. Remoción de nutrientes se
llega a incluir en esta definición.
Avanzado
Remoción de material suspendido y disuelto que
permanece después de un tratamiento normal
biológico, cuando se requiere para diversas
aplicaciones de reutilización de agua.
11
Sin embargo los tratamientos típicamente conocidos son:

Tratamiento primario.

Tratamiento secundario.

Tratamiento terciario.
3.2.1
TRATAMIENTO PRIMARIO Y PRIMARIO AVANZADO
El tratamiento primario se ocupa principalmente en la reducción de aceites,
grasas, arenas y sólidos gruesos. Este tipo de tratamiento se maneja de
forma mecánica. Alguna de las principales partes del tratamiento primario
son las siguientes:

Remoción de Sólidos: En el tratamiento mecánico, el afluente es
filtrado en cámaras de rejas para remover todos los objetos grandes
que son depositados en el sistema de alcantarillado, tales como,
trapos, maderas, latas, frutas, papel higiénico, etc. En la remoción de
estos sólidos, se usa más comúnmente, una pantalla rastrillada
automatizada mecánicamente. Este tipo de basura es removida
debido a que puede dañar equipos más sensibles en la planta de
tratamiento de aguas residuales, además los tratamientos biológicos
no están diseñados para tratar sólidos.

Remoción de arena: Esta etapa incluye un canal de desarenado
donde la velocidad de las aguas residuales es cuidadosamente
controlada para permitir que las arenas sedimenten de forma natural.
La arena y las piedras necesitan ser quitadas a tiempo en el proceso
con el fin de prevenir daño en las bombas y otros equipos en las
etapas restantes del tratamiento.
12

Sedimentación: Muchas plantas tienen una etapa de sedimentación
donde el agua residual se pasa a través de grandes estanques
circulares o rectangulares. Estos estanques son comúnmente
llamados clarificadores primarios o tanques de sedimentación
primarios.

El
propósito
generalmente
principal
un
del
líquido
tratamiento
homogéneo
primario
capaz
de
es
ser
producir
tratado
biológicamente y de un lodo que puede ser tratado separadamente.
3.2.2
TRATAMIENTO SECUNDARIO.
El tratamiento secundario es designado para degradar el contenido orgánico
de las aguas residuales que se derivan de los desechos humanos, basura de
comida, jabones y detergentes. La mayoría de las plantas municipales e
industriales trata las aguas residuales usando procesos biológicos aeróbicos.
Para que sea efectivo el proceso biótico, requiere oxígeno y un substrato en
el cual vivir. En todos estos métodos, las bacterias y los protozoarios
consumen contaminantes orgánicos solubles biodegradables (por ejemplo:
azúcares, grasas, moléculas de carbón orgánico, etc.) y unen muchas de las
pocas fracciones solubles en partículas llamadas flóculos. Los sistemas de
tratamiento secundario son clasificados como de película fija o de
crecimiento suspendido.
En los sistemas fijos de película (como los filtros de roca) la biomasa crece
en un medio sólido y el agua residual pasa a través de él. En el sistema de
crecimiento suspendido (como lodos activados) la biomasa está bien
combinada con las aguas residuales. Típicamente, los sistemas fijos de
película requieren espacios más pequeños que para un sistema suspendido
equivalente del crecimiento, sin embargo, los sistemas de crecimiento
13
suspendido son más capaces de recibir gran carga orgánica y a su vez
generan cantidades más altas de retiro para de la DBO y los sólidos
suspendidos que sistemas fijados de película. Algunos de los principales
sistemas del tratamiento secundario son los siguientes:

Filtros de desbaste o biofiltros: Los filtros de desbaste son
utilizados para tratar particularmente cargas orgánicas fuertes o
variables, típicamente industriales, para permitirles ser tratados por
procesos de tratamiento secundario. Son filtros típicamente altos,
filtros circulares llenados con un filtro abierto sintético en el cual las
aguas residuales son aplicadas en una cantidad relativamente alta. El
diseño de los filtros permite una alta descarga hidráulica y un alto flujo
de aire. En instalaciones más grandes, el aire es forzado a través del
medio usando sopladores. El líquido resultante está usualmente con
el rango normal para los procesos convencionales de tratamiento.

Lodos activados: Las plantas de lodos activados usan una variedad
de mecanismos y procesos para proporcionar oxígeno disuelto y
promover el crecimiento de organismos biológicos que remueven
substancialmente
materia
orgánica.
También
pueden
atrapar
partículas de material y pueden, bajo condiciones ideales, convertir
amoniaco en nitrito y nitrato, y en última instancia a gas nitrógeno.

Sedimentación secundaria: El paso final de la etapa secundaria del
tratamiento es retirar los flóculos biológicos y producir agua tratada
con bajos niveles de materia orgánica y materia suspendida.
14
3.2.3
TRATAMIENTO TERCIARIO.
El tratamiento terciario proporciona una etapa final para aumentar la calidad
del efluente al estándar requerido antes de que éste sea descargado al
ambiente receptor (mar, río, lago, campo, etc.) Más de un proceso terciario
del tratamiento puede ser usado en una planta de tratamiento. Algunas de
las alternativas más importantes en el tratamiento terciario son:

Filtración: Los sistemas de filtración pueden ir desde la utilización de
carbón activado hasta la utilización de micro membranas o por medio
de osmosis inversa. Estos métodos de filtración retiran en gran parte y
de forma eficiente sólidos que pueden haber quedado después del
tratamiento secundario.

Remoción de nutrientes: Las aguas residuales también pueden
contener altos niveles de nutrientes (nitrógeno y fósforo) que en
ciertas formas pueden ser tóxicos para peces e invertebrados debido
a que altas cantidades de estos producen lo que se llama
Eutrofización.
El retiro del nitrógeno o del fósforo de las aguas residuales se puede
alcanzar mediante la precipitación química o por acción biológica. La
remoción del nitrógeno se efectúa con la oxidación biológica del nitrógeno
del amoníaco a nitrato (nitrificación que implica bacterias de los géneros,
Nitrobacter y Nitrosomonas), y posteriormente mediante la reducción el
nitrato es convertido al gas del nitrógeno (desnitrificación), que se lanza a la
atmósfera. Estas conversiones requieren condiciones cuidadosamente
controladas para permitir la formación adecuada de comunidades biológicas.
Los filtros de arena, las lagunas y las camas de lámina se pueden utilizar
para reducir el nitrógeno.
15
El retiro del fósforo se puede efectuar biológicamente en un proceso llamado
retiro biológico realzado del fósforo. En este proceso específicamente
bacteriano, cuando la biomasa enriquecida se separa del agua tratada, los
bio sólidos bacterianos tienen un alto valor fertilizante. El retiro del fósforo se
puede alcanzar también, por la precipitación química con las sales del hierro
(por ejemplo: cloruro férrico) o del aluminio (por ejemplo: alumbre). El lodo
químico que resulta, sin embargo, es difícil de operar, pero en comparación
del retiro biológico la precipitación química es más práctica.
Desinfección: El propósito de la desinfección en el tratamiento de las aguas
residuales es reducir sustancialmente el número de organismos vivos en el
agua que se descargará nuevamente dentro del ambiente. La efectividad de
la desinfección depende de la calidad del agua que es tratada (por ejemplo:
turbiedad, pH, etc.), del tipo de desinfección que es utilizada, además de la
dosis de desinfectante (concentración y tiempo), y de otras variables
ambientales. El agua turbia será tratada con menor éxito puesto que la
materia sólida puede blindar organismos, especialmente de la luz ultravioleta
y principalmente si los tiempos del contacto son bajos. Generalmente,
tiempos de contacto cortos, dosis bajas y altos flujos influyen en contra de
una desinfección eficaz. Los métodos comunes de desinfección incluyen el
ozono, el cloro y la luz ultravioleta (UV).
Dentro de la desinfección, el método más usado es el de la cloración del
efluente que sale de la planta de tratamiento, principalmente debido al bajo
costo que éste tiene y al nivel de eficacia que presenta, sin embargo el cloro
al
contacto
con
material
orgánico
puede
producir
compuestos
organoclorados que son muy peligrosos.
16
3.3 GENERALIDADES DE LA PRECIPITACIÓN QUÍMICA
La precipitación química en el tratamiento de las aguas residuales lleva
consigo la adición de productos químicos con la finalidad de alterar el estado
físico de los sólidos disueltos y en suspensión, y de facilitar su eliminación por
sedimentación. En algunos casos, la alteración es pequeña, y la eliminación
se logra al quedar atrapado dentro de un precipitado voluminoso constituido,
principalmente, por el propio coagulante. Otra consecuencia directa de la
adición de químicos es el incremento neto en los constituyentes disueltos del
agua residual. Los procesos químicos, junto con algunas de las operaciones
físicas unitarias, se han desarrollado para proporcionar un tratamiento
secundario completo a las aguas residuales no tratadas, incluyendo la
eliminación del nitrógeno, del fósforo, o de ambos a la vez. También se han
desarrollado otros procesos químicos para la eliminación del fósforo por
precipitación química, y están pensados para su utilización en combinación
con procesos de tratamiento biológico.
En el pasado, la precipitación química se empleaba para mejorar el grado de
eliminación de sólidos en suspensión y de la DBO en los siguientes casos: (1)
cuando se producían variaciones estacionales en la concentración de agua
residual; (2) cuando se requería un tratamiento intermedio y (3) como ayuda
en el proceso de sedimentación, (Metcalf y Eddy, 1995).
3.3.1
PARTÍCULAS EN SUSPENSIÓN
Las partículas en suspensión de una fuente de agua superficial provienen de
la erosión de suelos, de la disolución de sustancias minerales y de la
descomposición de sustancias orgánicas. A este aporte natural se debe
adicionar las descargas de desagües domésticos, industriales y agrícolas.
En general la turbiedad del agua es causada por las partículas de materias
17
inorgánicas (arcillas, partículas de lodo), en tanto que el color está formado
por las partículas de materias orgánicas e hidróxidos de metal como por
ejemplo de hierro.
3.3.2
TAMAÑO DE LAS PARTÍCULAS EN SUSPENSIÓN.
Las partículas se clasifican de acuerdo a su tamaño; así las partículas con
diámetro inferior a 1 micrómetro (µm) que corresponden a partículas de
materias orgánicas o inorgánicas, se depositan muy lentamente.
La tabla N° 3, indica los tiempos de decantación de las diferentes partículas
en función de: sus dimensiones; densidad y de la temperatura del agua.
Tabla Nº 3. Tiempos de decantación de partículas.
Tipo de
Partículas
Grava
Arena Gruesa
Arena Fina
Lodo Fino
Bacterias
Coloides
Diámetro (mm)
10
1.0
0.1
0.01
0.001
0.0001
Tiempo de Caída
Densidad 2.65
0.013 seg
1.266 seg
126.66 seg
3.52 hrs
14.65 d
4.12 a
Densidad 1.1
0.2 seg
20.9 seg
34.83 min
58 hrs
249.1 d
66.59 d
Se observa fácilmente que a la misma densidad, las partículas más
pequeñas tienen un tiempo de duración de caída más grande, esto
imposibilita la decantación sin la adición de un factor externo.

Los Coloides son suspensiones estables, por lo que es imposible su
sedimentación natural, son sustancias responsables de la turbiedad y
del color del agua. Los sistemas coloidales presentan una superficie
de contacto inmensa entre la fase sólida y la fase líquida, por ejemplo
1 cubo de 1 cm3, tiene una superficie total de 6 cm2; si está dividido
en pequeños cubos elementales, la superficie total de todos aquellos
es mucho más grande.
18
3.3.3
AFINIDAD DE LAS PARTÍCULAS COLOIDALES POR EL AGUA
Las partículas coloidales se caracterizan por ser hidrofílicos (tienen afinidad
por el agua) e hidrófobos (es decir que rechazan al agua), los primeros se
dispersan espontáneamente dentro del agua y son rodeados de moléculas
de agua que previenen todo contacto posterior entre estas partículas; las
partículas hidrofóbicas no son rodeados de moléculas de agua, su dispersión
dentro del agua no es espontáneo por lo que requiere de la ayuda de medios
químicos y físicos.
Las partículas hidrófobas son en general partículas de materias inorgánicas
mientras que las hidrofílicas son materias orgánicas; en realidad solo una
fracción de las partículas son exclusivamente hidrofílicas o hidrofóbicas; se
obtienen más bien partículas hidratadas a los diferentes grados.
La carga eléctrica y la capa de agua que rodean las partículas hidrófilas
tienden a desplazar las partículas unas de otras y, en consecuencia los
estabiliza entro de la solución.
3.3.4
CARGA ELÉCTRICA Y DOBLE CAPA
Dentro del Agua Superficial, las partículas coloidales, son las causantes de
la turbiedad y del color por lo que el tratamiento del agua está orientado a la
remoción de estas partículas; estas poseen normalmente una carga eléctrica
negativa situada sobre su superficie. Estas cargas llamadas cargas
primarias, atraen los iones positivos del agua, los cuales se adhieren
fuertemente a las partículas y atraen a su alrededor iones negativos
acompañados de una débil cantidad de iones positivos.
19
Fig. N° 1.- Doble capa de una partícula Coloidal.
Los iones que se adhieren fuertemente a la partícula y se desplazan con
ella, forman la capa adherida o comprimida, mientras que los iones que se
adhieren débilmente constituyen la capa difusa, por lo tanto hay un gradiente
o potencial electrostático entre la superficie de la partícula y la solución,
llamado Potencial Zeta.
3.3.5
FACTORES DE ESTABILIDAD E INESTABILIDAD
Las partículas coloidales están sometidas a dos grandes de fuerzas:

Fuerzas de atracción de Van der Waals: Ea (factores de
Inestabilidad); son fuerzas de atracción producidas por el movimiento
continuo de las partículas.

Fuerzas de repulsión electrostáticas: Eb (factor de estabilidad); son
fuerzas que impiden la aglomeración de las partículas cuando estas
se acercan unas a otras; por ejemplo 2 partículas de igual signo no se
pueden aproximar, estas se rechazan.
20
Fig. N° 2.- Estabilidad de Coloides.
El equilibrio de una suspensión coloidal dependen de la fuerza resultante
entre la fuerza de atracción y la fuerza de repulsión es igual a Er:
Er = Ea + Eb
3.3.6
COAGULACIÓN
El objetivo principal de la coagulación es desestabilizar las partículas
coloidales
que
se
encuentran
en
suspensión,
para
favorecer
su
aglomeración; en consecuencia se eliminan las materias en suspensión
estables; la coagulación no sólo elimina la turbiedad sino también la
concentración de las materias orgánicas y los microorganismos.
La coagulación es un proceso de desestabilización química de las partículas
coloidales que se producen al neutralizar las fuerzas que los mantienen
separados, por medio de la adición de los coagulantes químicos y la
aplicación de la energía de mezclado.
En la siguiente figura se muestra como las sustancias químicas anulan las
cargas eléctricas de la superficie del coloide permitiendo que las partículas
coloidales se aglomeren formando flóculos.
21
Fig. N° 3.- Anulación de Cargas Eléctricas.
La coagulación es el tratamiento más eficaz pero también es el que
representa un gasto elevado cuando no está bien realizado. Es igualmente
un método universal porque elimina una gran cantidad de sustancias de
diversa naturaleza y peso. El proceso de coagulación mal realizado también
puede conducir a una degradación rápida de la calidad del agua y
representa gastos de operación no justificados. Por lo tanto se considera que
la dosis del coagulante condiciona el funcionamiento de las unidades de
decantación y que es imposible de realizar una clarificación, si la cantidad de
coagulante está mal ajustada. La adición de un coagulante neutraliza las
cargas, produciendo el colapso de la "nube de iones" que rodean los
coloides de modo que puedan aglomerarse, esta forma de aglomeración es
llamada floculación.
3.3.6.1
Etapas o Fases de la Coagulación
El proceso de coagulación se desarrolla en un tiempo muy corto (casi
instantáneo), en el que se presenta las siguientes etapas.

Hidrólisis de los coagulantes y desestabilización de las partículas en
suspensión.

Formación de Compuestos químicos poliméricos.

Adsorción de cadenas poliméricas por los coloides.
22

Adsorción mutua de coloides.

Acción de barrido.
Fig. N° 4.- Primera y Segunda fase de la coagulación
Fig. N° 5.- Tercera y cuarta fase de la coagulación
23
3.3.6.2
Tipos de Coagulación
Se presentan dos tipos básicos de coagulación: Por Adsorción y Por Barrido.
1. Coagulación Por Adsorción: Se presenta cuando el agua presenta
una alta concentración de partículas al estado coloidal; cuando el
coagulante es adicionado al agua turbia los productos solubles de los
coagulantes son absorbidos por los coloides y forman los flóculos en
forma casi instantánea.
Fig. N°6.- Coagulación por adsorción
2. Coagulación por Barrido.- Este tipo de coagulación se presenta
cuando el agua es clara (presenta baja turbiedad) y la cantidad de
partículas coloides es pequeña; en este caso las partículas son
entrampadas al producirse una sobresaturación de precipitado de
sulfato de aluminio o cloruro férrico.
24
Fig. N° 7.- Coagulación por barrido
3.3.6.3
Principios básicos en el uso de coagulantes
La turbiedad y el color del agua son principalmente causados por partículas muy
pequeñas, llamadas partículas coloidales. Estas partículas permanecen en
suspensión en el agua por tiempo prolongado y pueden atravesar un medio
filtrante muy fino. Por otro lado aunque su concentración es muy estable, no
presentan la tendencia de aproximarse unas a otras.
Para eliminar estas partículas se recurre a los procesos de coagulación y
floculación, la coagulación tiene por objeto desestabilizar las partículas en
suspensión es decir facilitar su aglomeración. En la práctica este procedimiento
es caracterizado por la inyección y dispersión rápida de productos químicos. La
floculación tiene por objetivo favorecer con la ayuda de la mezcla lenta el
contacto entre las partículas desestabilizadas. Estas partículas se aglutinan para
formar un floc que pueda ser fácilmente eliminado por los procedimientos de
decantación y filtración.
Es muy importante que los procedimientos de coagulación y floculación sean
utilizados correctamente, ya que la producción de un floc muy pequeño o muy
ligero produce una decantación insuficiente; mientras que el agua que llega a los
25
filtros contienen una gran cantidad de partículas de floc que rápidamente
ensucian los filtros y necesitan lavados frecuentes. Por otro lado cuando el floc
es frágil, este se rompe en pequeñas partículas que pueden atravesar el filtro y
alterar la calidad del agua producida.
3.3.6.4
Mecanismo de la Coagulación
La desestabilización se puede obtener por los siguientes mecanismos
fisicoquímicos:

Compresión de la doble capa.

Adsorción y neutralización de cargas.

Agrupamiento de partículas en un precipitado.

Adsorción y puente.
3.3.6.5
Compresión de la Doble Capa
Cuando se aproximan dos partículas semejantes, sus capas difusas
interactúan y generan una fuerza de repulsión, cuyo potencial de repulsión
está en función de la distancia que los separa y cae rápidamente con el
incremento de iones de carga opuesta al de las partículas, esto se consigue
sólo con los iones del coagulante, como se muestra en la figura N° 8.
Existe por otro lado un potencial de atracción o fuerzas de atracción Ea,
entre las partículas llamadas fuerzas de Van der Walls, que dependen de los
átomos que constituyen las partículas y de la densidad de estos últimos.
26
Fig. N° 8.- Fuerza de Atracción y Repulsión.
Si la distancia que separa a las partículas es superior a “L”, entonces las
partículas, no se atraen. E es la energía que los mantiene separados.
Contrariamente a las fuerzas de repulsión, las fuerzas de Van der Walls no
son afectados por las características de la solución.
3.3.6.6
Absorción y Neutralización de Cargas
Las partículas coloidales poseen carga negativa en su superficie, estas
cargas llamadas primarias atraen los iones positivos que se encuentran en
solución dentro del agua y forman la primera capa adherida al coloide.
El potencial en la superficie del plano de cizallamiento es el potencial
electrocinético o potencial ZETA, este potencial rige el desplazamiento de
coloides y su interacción mutua.
Después de la teoría de la doble capa la coagulación es considerada como
la anulación del potencial obtenido por adición de productos de coagulación floculación, en la que la fuerza natural de mezcla debido al movimiento
browniano no es suficiente requiriéndose una energía complementaria
necesaria; por ejemplo realizar la agitación mecánica o hidráulica.
Cuando se adiciona un exceso de coagulante al agua a tratar, se produce a
la re estabilización de la carga de la partícula; esto se puede explicar debido
27
a que el exceso de coagulante son absorbidos en la superficie de la
partícula, produciendo una carga invertida a la carga original.
3.3.6.7
Agrupamiento de Partículas dentro de un Precipitado
Las partículas coloidales desestabilizadas, se pueden atrapar dentro de un
floc, cuando se adiciona una cantidad suficiente de coagulantes,
habitualmente sales de metales trivalente como el sulfato de aluminio
Al2(SO4)3, o Cloruro Férrico FeCl3, el floc está formado de moléculas de
Al(OH)3 o de Fe(OH)3. La presencia de ciertos aniones y de las partículas
coloidales acelera la formación del precipitado. Las partículas coloidales
juegan el rol de anillo durante la formación del floc; este fenómeno puede
tener una relación inversa entre la turbiedad y la cantidad de coagulante
requerida. En otras palabras, una concentración importante de partículas en
suspensión puede requerir menor cantidad de coagulante.
Fig. N° 9.- Agrupamiento de Partículas en un Floc.
3.3.6.8
Adsorción y Puente
En cualquier caso, se obtiene el tratamiento más económico utilizando un
polímero aniónico, cuando las partículas están cargadas negativamente.
Este fenómeno es explicado por la teoría del “puente”. Las moléculas del
28
polímero muy largas contienen grupos químicos que pueden absorber las
partículas coloidales. La molécula de polímero puede así absorber una
partícula coloidal en una de sus extremidades, mientras que los otros sitios
son libres para absorber otras partículas.
Por eso se dice que las moléculas de los polímeros forman el “puente” entre
las partículas coloidales. Esto puede tener una re estabilización de la
suspensión, por una excesiva carga de polímeros.
Tabla Nº 4.Clasificación del agua, según su comportamiento en la coagulación
Tipo de Agua
Tipo de Coagulación
Requerimiento
Baja concentración de coloides,
baja alcalinidad
Formación de precipitado
Alta dosis de coagulantes.
Adición de alcalinidad o
partículas, o ambas.
Baja concentración de coloides,
alta alcalinidad
Formación de precipitado
Floc de barrido
Floc de barrido
Alta concentración de coloides,
baja alcalinidad
Adsorción de polímeros
metálicos positivos, en la
superficie de los coloides.
(pH 4 a 7).
Alta concentración de coloides,
alta alcalinidad
Adsorción de polímeros
metálicos positivos, y
precipitaciones de
hidróxido (pH > 7)
3.3.6.9
Alta dosis de coagulantes.
Adición partículas.
Dosis de coagulantes
incrementa con
concentración de
partículas, adición de
alcalinidad
Dosis de coagulantes
incrementa con
concentración de
partículas.
Zonas de coagulación
La aplicación de una dosis creciente del coagulante al agua presenta
diferentes zonas de coagulación:
Zona 1: La dosis de coagulante no es suficiente para desestabilizar las
partículas y por lo tanto no se produce coagulación.
Zona 2: Al incrementar la dosis de coagulantes, se produce una rápida
aglutinación de los coloides.
29
Zona 3: Si se continua incrementando la dosis, llega un momento en que no
se produce una buena coagulación, ya que los coloides se re estabilizan.
Zona 4: Al aumentar aún más la dosis, hasta producir una súper saturación
se produce de nuevo una rápida precipitación de los coagulantes que hace
un efecto de barrido, arrastrando en su descenso las partículas que
conforman la turbiedad.
Fig. N° 10.- Etapas en la adición de coagulante.
3.3.7
3.3.7.1
FLOCULACIÓN
Objetivo de la Floculación
En la segunda etapa de la mezcla que corresponde a una mezcla lenta tiene
por objeto permitir los contactos entre los flóculos, la turbiedad y el color, la
mezcla debe ser lo suficiente para crear diferencias de velocidad del agua
dentro de la unidad pero no muy grande, ya que los flóculos corren el riesgo
de romperse; aún si el tiempo es no más del tiempo óptimo de floculación.
La floculación es el proceso que sigue a la coagulación, que consiste en la
agitación de la masa coagulada que sirve para permitir el crecimiento y
30
aglomeración de los flóculos recién formados con la finalidad de aumentar el
tamaño y peso necesarios para sedimentar con facilidad.
Estos flóculos inicialmente pequeños, crean al juntarse aglomerados
mayores que son capaces de sedimentar.
Si, sucede que los flóculos formados por la aglomeración de varios coloides
no son lo suficientemente grande como para sedimentar con la rapidez
deseada, el uso de un floculante es necesario para reunir los flóculos en
forma de red, formando puentes de una superficie a otra enlazando las
partículas individuales en aglomerados.
Fig. N° 11.- Esquema de un floculante.
La floculación es favorecida por el mezclado lento que permite juntar poco a
poco los flóculos; un mezclado demasiado intenso los rompe y raramente se
vuelven a formar en su tamaño y fuerza óptimos. La floculación no sólo
incrementa el tamaño de las partículas del flóculo, sino que también
aumenta su peso.
La floculación puede ser mejorada por la adición de un reactivo de
floculación o ayudante de floculación.
31
3.3.7.2
Tipos de Floculación.
Hay 2 tipos de floculación:

Floculación Pericinética
La floculación Pericinética producido por el movimiento natural de las
moléculas del agua y esta inducida por la energía térmica, este movimiento
es conocido como el movimiento browniano.

Floculación Ortocinética
Se basa en las colisiones de las partículas debido al movimiento del agua, el
que es inducido por una energía exterior a la masa de agua y que puede ser
de origen mecánico o hidráulico. Después que el agua es coagulada es
necesario que se produzca la aglomeración de los microflóculos; para que
esto suceda se produce primero la floculación Pericinética luego se produce
la floculación Ortocinética.
3.3.7.3
Parámetros de la Floculación
Los parámetros que caracterizan la floculación son los siguientes:

Floculación
Ortocinética
(Se
da
por
el
grado
de
agitación
proporcionada, Mecánica o Hidráulica).

Gradiente de Velocidad (energía necesaria para producir la mezcla).

Número de colisiones (choque entre microflóculos).

Tiempo de retención (tiempo que permanece el agua en la unidad de
floculación).

Densidad y tamaño de floc.

Volumen de lodos (los flóculos formados no deben sedimentar en las
unidades de floculación).
32
3.3.7.4
Floculantes
Los floculantes son polímeros o poli electrolitos con pesos moleculares muy
elevados, moléculas orgánicas solubles en agua formadas por bloques
denominados monómeros, repetidos en cadenas larga.
Estos floculantes pueden ser de naturaleza: mineral, orgánico natural y
orgánico de síntesis.
a) Floculantes Minerales: Se encuentra la sílice activada, que es el primer
floculante empleado, que debe ser preparado antes de emplear, su
preparación es tan delicada y presenta el riesgo de la gelatinización; produce
la neutralización parcial de la alcalinidad de silicato de sodio en solución.
b) Floculantes Orgánicos Naturales: Son polímeros naturales extraídos de
sustancias animales o vegetales.
Los alginatos, cuya estructura polimérica son:

Los ácidos manuránicos y,

Los ácidos glucónico.
c) Floculantes Orgánicos de Síntesis.- Son los más utilizados y son
macromoléculas de una gran cadena, obtenidos por asociación de
monómeros sintéticos con masa molecular elevada de 106 a 107 gr. /mol,
estos se clasifican de acuerdo a la ionicidad de los polímeros:

Aniónico (generalmente co-polímeros de la acrilamida y del ácido
acrílico).

Neutros o no iónicos (poli-acrilamidas).

Catiónico (co-polímero de acrilamidas + un monómero catiónico).
33
Por último, como requisito principal para la adición de coagulante y floculante
se deben tener en cuenta las siguientes consideraciones:

Verificación del caudal de tratamiento.

La dosificación de los productos químicos.

El manejo de los Equipos / Aparatos de medida y los medios de
medición.
A pesar de que la floculación normalmente, no suele incluirse en las
instalaciones de tratamiento de aguas residuales, vale la pena tener en
cuenta el uso de la floculación del agua residual por agitación mecánica o
con aire, principalmente cuando los objetivos del tratamiento sea aumentar
la eliminación de los sólidos en suspensión y de la DBO en las instalaciones
de decantación primaria, de acondicionar el agua que contenga vertidos
industriales, y por último la de mejorar la eficacia de
los decantadores
secundarios, especialmente cuando se trata de tratamientos con lodos
activados.
3.3.8
FACTORES QUE INFLUYEN EN LA COAGULACIÓN - FLOCULACIÓN.
Es necesario tener en cuenta los siguientes factores con la finalidad de
optimizar el proceso de precipitación:

pH.

Turbiedad.

Sales disueltas.

Temperatura del agua.

Tipo de coagulante utilizado.

Condiciones de Mezcla.

Sistemas de aplicación de los coagulantes.
34

Tipos de mezcla y el color.
La inter relación entre cada uno de ellos permiten predecir cuáles son las
cantidades de los precipitantes a adicionar al agua.
3.3.8.1
Influencia del pH.
El pH es una medida de la actividad del ion hidrógeno en una solución, y es
igual a:
pH = - log [H+]
El pH es la variable más importante a tener en cuenta al momento de la
coagulación, para cada agua existe un rango de pH óptimo para la cual la
coagulación tiene lugar rápidamente, ello depende de la naturaleza de los
iones y de la alcalinidad del agua.
El rango de pH es función del tipo de coagulante a ser utilizado y de la
naturaleza del agua a tratar; si la coagulación se realiza fuera del rango de
pH óptimo entonces se debe aumentar la cantidad del coagulante; por lo
tanto la dosis requerida es alta. Para sales de aluminio el rango de pH para
la coagulación es de 6.5 a 8.0 y para las sales de hierro, el rango de pH
óptimo es de 5.5 a 8.5 unidades.
Tabla Nº 5. Rangos de pH para el aluminio y el hierro.
Catión
Grado optimo de pH para la
coagulación - Floculación
Al +3
6,5 – 8,0
Fe +3
5,5 – 8,5
35
3.3.8.2
Influencia de las Sales Disueltas
Las sales contenidas dentro del agua ejercen las siguientes influencias sobre
la coagulación y floculación:

Modificación del rango de pH óptimo.

Modificación del tiempo requerido para la floculación.

Modificación de la cantidad de coagulantes requeridos.

Modificación de la cantidad residual del coagulante dentro del
efluente.
3.3.8.3
Influencia de la Temperatura del Agua
La variación de 1°C en la temperatura del agua conduce a la formación de
corrientes de densidad (variación de la densidad del agua) de diferentes
grados que afectan a la energía cinética de las partículas en suspensión, por
lo que la coagulación se hace más lenta; temperaturas muy elevadas
desfavorecen igualmente a la coagulación.
Una disminución de la temperatura del agua en una unidad de decantación
conlleva a un aumento de su viscosidad; esto explica las dificultades de la
sedimentación de un floc.
3.3.8.4
Influencia de la Dosis del Coagulante
La cantidad del coagulante a utilizar tiene influencia directa en la eficiencia
de la coagulación, así:

Poca cantidad del coagulante, no neutraliza totalmente la carga de la
partícula, la formación de los microflóculos es muy escaso, por lo
tanto la turbiedad residual es elevada.
36

Alta cantidad de coagulante produce la inversión de la carga de la
partícula, conduce a la formación de gran cantidad de microflóculos
con tamaños muy pequeños cuyas velocidades de sedimentación
muy bajas, por lo tanto la turbiedad residual es igualmente elevada.

La selección del coagulante y la cantidad óptima de aplicación; se
determina mediante los ensayos de pruebas de jarra.
La selección del coagulante y la dosis juegan un rol muy importante sobre:

La buena o mala calidad del agua clarificada.

El buen o mal funcionamiento de los decantadores.
Los valores teóricos de dosis de coagulantes son diferentes para los
diferentes valores de pH y alcalinidad.
Tabla Nº 6. Dosis optimas para el aluminio y el hierro.
pH
(unidades)
3.3.8.5
Alcalinidad
Dosis óptima de
FeCl3 (soluc.)
Dosis óptima de
Al(SO4)3 (soluc.)
7.46
91 ppm CaCO3
14 ppm
26 ppm
7.29
85 ppm CaCO3
16 ppm
30 ppm
Influencia de Mezcla
El grado de agitación que se da a la masa de agua durante la adición del
coagulante, determina si la coagulación es completa; turbulencias desiguales
hacen que cierta porción de agua tenga mayor concentración de coagulantes
y la otra parte tenga poco o casi nada; la agitación debe ser uniforme e
intensa en toda la masa de agua, para asegurar que la mezcla entre el agua
y el coagulante haya sido bien hecho y que se haya producido la reacción
química de neutralización de cargas correspondiente.
37
En el transcurso de la coagulación y floculación, se procede a la mezcla de
productos químicos en dos etapas. En la primera etapa, la mezcla es
enérgica y de corta duración (60 seg., máx.) llamado mezcla rápida; esta
mezcla tiene por objeto dispersar la totalidad del coagulante dentro del
volumen del agua a tratar, y en la segunda etapa la mezcla es lenta y tiene
por objeto desarrollar los microflóculos.
La mezcla rápida se efectúa para la inyección de productos químicos dentro
de la zona de fuerte turbulencia, una inadecuada mezcla rápida conlleva a
un incremento de productos químicos.
3.3.8.6
Influencia de la Turbiedad
La turbiedad del agua superficial es gran parte debido a partículas de lodos
de sílice de diámetros que varían entre 0.2 a 5 µm. La coagulación de estas
partículas es muy fácil de realizar cuando el pH se mantiene dentro del
rango óptimo. La variación de la concentración de las partículas permite
hacer las siguientes predicciones:

Para cada turbiedad existe una cantidad de coagulante, con el que se
obtiene la turbiedad residual más baja, que corresponde a la dosis
óptima.

Cuando la turbiedad aumenta se debe adicionar una dosis menor de
coagulante debido a que la probabilidad de colisión entre las
partículas es muy elevada; por lo que la coagulación se realiza con
facilidad; por el contrario cuando la turbiedad es baja la coagulación
se realiza muy difícilmente, y la cantidad del coagulante es igual o
mayor que si la turbiedad fuese alta.
38

Cuando la turbiedad es muy alta, conviene realizar una pre
sedimentación natural o forzada, en este caso con el empleo de un
polímero aniónico.

Es siempre más fácil coagular las aguas de baja turbiedad y aquellas
contaminadas por desagües domésticos industriales, por que
requieren mayor cantidad de coagulante que los no contaminados.
3.4 ANTECEDENTES BÁSICOS DEL FÓSFORO.
El fósforo forma la base de gran número de compuestos, de los cuales los
más importantes son los fosfatos. En todas las formas de vida, los fosfatos
desempeñan un papel esencial en los procesos de transferencia de energía,
como el metabolismo, la fotosíntesis, la función nerviosa y la acción
muscular. Los ácidos nucléicos, que entre otras cosas forman el material
hereditario (los cromosomas), contienen fosfatos, así como también cierto
número de coenzimas. Los esqueletos de los animales están formados por
fosfato de calcio.
Cerca de tres cuartas partes del fósforo total (en todas sus formas químicas)
se emplean como fertilizantes. Otras aplicaciones importantes son en
detergentes, nutrientes suplementarios en alimentos para animales,
ablandadores de agua, aditivos para alimentos y fármacos, agentes de
revestimiento en el tratamiento de superficies metálicas, aditivos en
metalurgia, plastificantes, insecticidas y aditivos de productos petroleros.
Los fosfatos se basan en átomos de fósforo rodeados en una disposición
tetraédrica por átomos de oxígeno, el miembro más pequeño de la familia es
el anión simple
(el ion ortofosfato). La familia de las cadenas de fosfato
se basa en hileras alternadas de átomos de fósforo y oxígeno en que cada
39
átomo de fósforo permanece en el centro de un tetraedro de cuatro átomos
de oxígeno.
Fig. Nº 12. Estructura típica del grupo Fosfato.
Casi todo el fósforo utilizado en el comercio está en forma de fosfatos. La
mayor parte de los fertilizantes fosfatados constan de ortofosfato di ácido de
calcio u ortofosfato ácido de calcio muy impuros, Ca(H2PO4)2 y CaHPO4,
estos fosfatos son sales del ácido ortofosfórico.
El
compuesto
de
fósforo
de
mayor
importancia
biológica
es
el
adenosintrifosfato (ATP), que es un éster de la sal, el tripolifosfato de sodio,
muy utilizado en detergentes y ablandadores de agua. Casi todas las
reacciones en el metabolismo y la fotosíntesis requieren la hidrólisis de este
tripolifosfato hasta su derivado pirofosfato, llamado adenosindifosfato (ADP).
3.4.1
EFECTOS DEL FÓSFORO SOBRE LA SALUD
Los fosfatos son substancias importantes en el cuerpo de los humanos
porque ellas son parte del material de ADN y forman parte en la distribución
de la energía. Los fosfatos también pueden ser encontrados en plantas. Los
humanos han cambiado el suministro natural de fósforo radicalmente en sus
cultivos, esto debido a la adición en agricultura de abonos ricos en fosfatos.
El fosfato era también añadido a un número de alimentos, como quesos,
salsas, jamón, etc. Demasiado fosfato puede causar problemas de salud,
como es el daño a los riñones y osteoporosis. La disminución de fosfato
40
también puede ocurrir. Estas son causadas por uso extensivo de medicinas.
Demasiado poco fosfato puede causar también problemas de salud.
El Fósforo en su forma pura tiene un color blanco. El fósforo blanco es la
forma más peligrosa de fósforo que es conocida. Cuando el fósforo blanco
se encuentra en la naturaleza este puede ser un peligro serio para nuestra
salud. El fósforo blanco es extremadamente venenoso y en muchos casos la
exposición a él sería fatal. En la mayoría de los casos la gente que muere
por fósforo blanco ha sido por tragar accidentalmente veneno de rata. Antes
de que la gente muera por exposición al fósforo blanco experimentan
náuseas, convulsiones en el estómago y desfallecimiento. El fósforo blanco
puede causar quemaduras en la piel, dañar el hígado, corazón y riñones.
3.4.2
EFECTOS AMBIENTALES DEL FÓSFORO.
La incorporación de fosforo en las masas de agua ha aumentado de forma
notable en los últimos tiempos como consecuencia de su uso en abonos
agrícolas, en actividades industriales, en detergentes y en productos de usos
domésticos. Una baja concentración de fósforo en el medio limitará el
crecimiento el crecimiento biológico e impedirá la eliminación del sustrato
orgánico (Grady y Lim, 1980).
El fósforo presente en las aguas residuales urbanas proviene principalmente
de la materia fecal humana (50 – 65%), de los vertidos de residuos
alimenticios y de los compuestos de fosfato inorgánico contenido en los
detergentes y los productos de limpieza (30 – 50%). Su concentración típica
es del orden de 10 – 30 mg P/L. El fósforo se puede encontrar en tres
formas distintas: fósforo orgánico (especies particulada), ortofosfatos y
polifosfatos (especies disueltas).
41
La eliminación de este nutriente también se relaciona con el control de la
eutrofización, ya que el fósforo es el nutriente limitante en la mayoría de los
sistemas de agua fresca.
Tradicionalmente esta reducción de fósforo se realizaba mediante un
proceso químico de adicción de sales de aluminio o hierro, pero en la
década de los 80´s el éxito de plantas biológicas de remoción de fósforo
alentó el uso de esta tecnología, la cual tiene ventajas en la reducción de
costos asociados a los químicos y en la reducción de la producción de lodos
en comparación con la precipitación química. La finalidad del proceso es
remover el fósforo proveniente del agua residual incorporándolo a la
biomasa, la cual es removida del proceso como resultado del desecho de
lodos. Los organismos acumuladores de fósforo se manipulan para crecer y
consumir fósforo en sistemas donde la configuración permite a éstos una
ventaja competitiva frente a otras bacterias.
Dentro de los compuestos del fósforo, sin duda los que más afectan al
medioambiente son los siguientes:
Fósforo blanco: El fósforo blanco esta en el ambiente debido a la utilización
en industrias para hacer otros productos químicos y en algunos casos
cuando el ejército lo usa como munición. A través de la descarga de aguas
residuales el fósforo blanco termina en las aguas superficiales cerca de las
fábricas donde este es usado.
El fósforo blanco reacciona con el oxígeno bastante rápido, lo cual hace que
su permanencia en el medio sea corta.
Cuando el fósforo termina en el aire a través de los tubos de escape de los
automóviles, éste, terminará usualmente reaccionando con el oxígeno al
42
instante para convertirse en partículas menos peligrosas. Pero en suelos
profundos y en el fondo de los ríos y lagos el fósforo puede permanecer
miles de años y más.
Fosfatos: Los fosfatos tienen muchos efectos sobre los organismos. Los
efectos son mayoritariamente consecuencia de las emisiones de grandes
cantidades de fosfatos en el ambiente debido a la minería y los cultivos.
Durante la purificación del agua los fosfatos no son a menudo eliminados
correctamente, así que pueden expandirse a través de largas distancias
cuando se encuentran en la superficie de las aguas.
Debido a la constante adición de fosfatos por los humanos y que exceden
las concentraciones naturales, el ciclo del fósforo es interrumpido
fuertemente.
El incremento de la concentración de fósforo en las aguas superficiales
aumenta el crecimiento de organismos dependientes del fósforo, como son
las algas. El fenómeno es comúnmente conocido como eutrofización.
3.4.3
EUTROFIZACIÓN.
La eutrofización es la respuesta del ecosistema al aumento de la
disponibilidad de nutrientes, especialmente de nitrógeno y de fósforo, y
puede ocurrir bajo condiciones naturales o provocada por el hombre
(antropogénico). La eutrofización antropogénica avanza más rápidamente
que el fenómeno natural y es una de las principales formas de
contaminación del agua, causando un crecimiento exponencial de algas y el
desarrollo incontrolado de una especie, en relación a las demás. Todo ello
ocasiona una mala apariencia de las aguas, problemas de olores por
descomposición de plantas y un escaso nivel de oxígeno disuelto que afecta
43
negativamente a la respiración de los peces, los animales acuáticos y las
plantas adheridas en el lecho de los cursos de agua (EPA, 1993; Winkler,
1998; Salgot y Tapias, 1999).
Para alcanzar el crecimiento de plantas y algas es necesario que existan
cantidades adecuadas de macro nutrientes en forma de nitrógeno y de
fósforo, una concentración suficiente de dióxido de carbono y un cierto nivel
de energía solar, pues la ausencia de uno de ellos limita el crecimiento. El
dióxido de carbono no suele ser un factor limitante. La luz solar se convierte
en limitante en aguas profundas porque es absorbida en las capas
superiores. Así mismo, en aguas tranquilas o estratificadas, el excesivo
crecimiento de algas en la superficie forma una capa protectora evitando el
paso de la luz a zonas inferiores. Puesto que el contenido de dióxido de
carbono y la luz solar son difícilmente controlables, su manipulación no se
considera una forma práctica para limitar la fotosíntesis.
Durante el día, cuando ocurre la fotosíntesis, las algas producen grandes
cantidades de oxígeno que ayudan a airear la masa de agua; para ello
utilizan carbonatos y bicarbonatos como fuentes de carbono celular, lo que
puede producir un aumento del pH del agua hasta 10,5 en aguas eutróficas.
Por otra parte, durante la noche ocurre la reacción inversa, las algas al
respirar consumen oxígeno y liberan CO2. Debido a esta dinámica, el agua
experimenta grandes fluctuaciones de pH y, además, si la concentración de
algas es elevada, el agua puede alcanzar un completo estado anaeróbico
durante la noche.
Otra característica de un agua eutrófica es la escasa diversidad de especies.
Mientras que en un agua oligotrófica (baja concentración de nutrientes) las
algas son escasas en número de individuos, pero muy diversas en especie,
44
en las aguas eutróficas las algas alcanzan grandes concentraciones, pero
tan sólo dominan ciertas especies.
Esta observación permite evaluar rápidamente al microscopio la presencia
de nutrientes en una masa de agua mediante la valoración de su diversidad
en algas.
La eutrofización causa una mayor inquietud en los lagos, ya que los
nutrientes que entran a la masa de agua tienden a ser reciclados en el lago y
a acumularse con el tiempo. Por el contrario, un río es un sistema que fluye y
en el cual los nutrientes siempre entran y salen de cualquier sección; las
acumulaciones tienden a ocurrir solamente en los sedimentos o en aguas de
flujo muy lento.
En estuarios y océanos, las concentraciones de los compuestos del
nitrógeno suelen ser muy bajas y pueden limitar la biomasa total y los tipos
de especies presentes.
Los vertidos de las plantas de tratamientos de aguas residuales, en algunos
estuarios pueden aumentar la concentración de nitrógeno hasta niveles
capaces de favorecer las floraciones de algas. Sin embargo, la alta dilución
provocada en un vertido directo de agua residual al mar probablemente
elimina el daño causado por las floraciones de algas.
La causa de la eutrofización es siempre el aporte de elementos nutritivos de
muy diversa procedencia (residuos urbanos, industriales, agrícolas,…). De
estos nutrientes, los más efectivos son aquellos para los que existe una
limitación natural, principalmente, el nitrógeno y el fósforo.
45
Las aguas superficiales reciben cantidades excesivas de nutrientes
(nitrógeno y fósforo en forma de NO2 y P2O5), por los vertidos urbanos e
industriales y el arrastre de abonos agrícolas.
Algunas de las algas que se desarrollan anormalmente, emiten sustancias
tóxicas que pueden matar a los mariscos y peces, hacer que estos no sean
aptos para el consumo humano o, directamente, dar al agua sabores
desagradables o hacerla inadecuada para el consumo. El crecimiento de
algas puede afectar también al uso recreativo de embalses y lagos, a la
circulación del agua en ríos y canales y obturar los filtros de estaciones de
tratamiento del agua.
3.4.3.1
Principales Efectos de la Eutrofización.
Los principales efectos que pueden evidenciarse en las masas de agua que
se ven afectadas por el fenómeno de la eutrofización son:

Aumento de la producción y biomasa de los productores primarios
(fitoplancton y macrófitas).

Modificación de las características de la masa de agua la cual
conlleva una pérdida de calidad de la misma, al no poderse destinar
para el uso normal al que estaba destinada.

Sustitución de especies piscícolas deseables por otras menos
cotizadas.

Producción de toxinas por determinadas algas (dinoflageladosmareas rojas).

Desoxigenación del agua, ocasionando normalmente mortandad de
peces.

Aumento de los gastos de operación de los sistemas públicos de
abastecimiento de agua por problemas de sabor y olor.
46

Colmatación y obstrucción de los canales de riego por las malas
hierbas acuáticas.

Reducción de la posibilidad de utilización del agua para fines
recreativos debido a los olores producidos por la descomposición de
las algas.

Impedimentos a la navegación debido al crecimiento de densas
masas de algas.

Pérdidas económicas debido a la modificación de las especies
piscícolas.
3.4.3.2
Factores que afectan el grado de Eutrofización.
Relacionados con la masa de agua.

Clima (temperaturas, viento, precipitaciones, disponibilidad de
energía solar,…): Afecta la temperatura anual del agua, la dirección y
velocidad del viento, cantidad de precipitaciones y estructura térmica
de la masa de agua. La disponibilidad de energía solar es muy
importante para controlar la producción del fitoplancton durante la
estación de crecimiento.

Hidrología (transporte de nutrientes por erosión del suelo):
Generalmente, a una mayor cantidad de precipitaciones, se transporta
mayores cantidades de agua y nutrientes a la masa de agua durante
el ciclo anual. La duración de estas precipitaciones es un factor
importante por su relación con las entradas de nutrientes por erosión
del suelo.

Morfología de la cuenca (profundidad): La profundidad media tanto
del total de la masa de agua como del fondo pueden afectar
47
sustancialmente los impactos de un aumento en la carga de
nutrientes al lago o pantano.

Fuentes propias de nutrientes (sedimentos como sumidero de
nutrientes): El papel de los sedimentos del fondo puede ser de gran
interés para el estado trófico de una masa de agua. En los lagos
pobres en nutrientes parte de estos nutrientes importados son
retenidos en los sedimentos que actúan de sumidero de éstos.
Aquellos lagos con sobrecarga en los que los sedimentos se han
enriquecido con fósforo a lo largo del tiempo, la liberación de este
elemento en dichos sedimentos puede superar el flujo hacia los
mismos durante el período estival especialmente si el fondo se vuelve
anóxico, provocándose una proliferación masiva de algas, sin
necesidad de un aporte externo de nutrientes.
Factores Antropogénicos.

Vertidos urbanos e industriales: Los vertidos de aguas residuales
suelen caracterizarse por su contenido en formas de nitrógeno
(nitratos, nitritos y amonio) y fosfatos (principalmente, procedentes de
restos de detergentes). Estos, pueden constituir la mayor fuente de
carga de nutrientes en la masa de agua, favoreciendo el afloramiento
masivo de fitoplancton.

Vertidos de origen agrícola y ganadero: Las diferencias en los
patrones de utilización de la tierra y del uso de fertilizantes de una
cuenca de drenaje puede ocasionar diferencias importantes en la
composición química de las aguas de la escorrentía de cada área. La
contribución exacta de la agricultura y la ganadería a la eutrofización
del agua superficial y a la contaminación de las aguas subterráneas
48
es difícil de cuantificar (contaminación difusa). El agua subterránea se
contamina fundamentalmente como consecuencia de la lixiviación,
sobre todo por nitrato.
3.4.3.3
Medidas para evitar la Eutrofización.
Algunas de las medidas más simples para evitar la Eutrofización son las
siguientes:

Incluir tratamientos de eliminación de Fósforo y Nitrógeno en las
plantas de aguas residuales situadas en zonas sensibles, de acuerdo
a lo expuesto por Legislación.

Limitación en el uso de fertilizantes y optimización de los sistemas de
aplicación de los mismos.

Adopción de buenas prácticas de agricultura.

Control de los focos de contaminación difusa por parte de las
Autoridades pertinentes (fiscalización).

Reducir las emisiones de NOx y amoniaco a la atmosfera.
3.5 MÉTODOS DE ELIMINACIÓN DEL FÓSFORO EN AGUAS RESIDUALES.
3.5.1
EL FÓSFORO EN AGUAS RESIDUALES.
La eliminación de nutrientes (compuestos de fósforo y nitrógeno) de las
aguas residuales es una operación importante, debido a que estos productos
juegan un papel crítico en la eutrofización. Se ha acentuado el interés en la
eliminación del fósforo últimamente por dos razones: (1) el fósforo es el
nutriente más crítico, y (2) los procesos de eliminación de nitrógeno son
menos eficaces y más caros. La mayoría de los procesos de tratamiento
para la eliminación de nutrientes que se encuentran en funcionamiento hoy
49
día fueron diseñados para la eliminación del fósforo exclusivamente,
(Mujeriego, 1990).
El fósforo está presente en el agua residual en forma de ortofosfato PO4-3,
polifosfatos P2O7 y formas orgánicas del fósforo. Estos dos últimos términos
engloban hasta el 70% del fósforo contenido en el agua residual. Entre el 10
y el 30% del fósforo presente se elimina durante el tratamiento biológico
secundario (Metcalf Eddy, 1995). Para conseguir niveles más bajos de
fósforo en el efluente, es necesario eliminar más cantidad de la
estrictamente necesaria para el mantenimiento y síntesis celular. Bajo ciertas
condiciones aerobias, los microorganismos pueden consumir más fósforo del
necesario. Las células pueden liberar fósforo en condiciones anóxicas la
eliminación biológica del fósforo se consigue generando en los reactores las
condiciones ambientales adecuadas de manera secuencial.
3.5.2
ELIMINACIÓN BIOLÓGICA DEL FÓSFORO.
Los principales procesos biológicos utilizados en el tratamiento de un agua
residual se resumen en la Tabla Nº 7.
50
Tabla Nº 7. Principales procesos biológicos empleados en el tratamiento de aguas
residuales.
El fósforo en forma de ortofosfatos es un factor limitante del crecimiento de
muchos microorganismos presentes en los fangos activados, que lo
incorporan en su tejido celular en forma de compuestos orgánicos
fosfatados. La biomasa de los fangos activados contiene entre 1,5 – 2,0% de
fósforo
(referido
a
materia
seca).
Sin
embargo
existen
ciertos
microorganismos capaces de asimilar el fósforo en proporciones superiores
a las correspondientes a los requisitos nutritivos normales bajo condiciones
aerobias, almacenándolo en forma de gránulos de polifosfatos denominados
volutina (Neethling, 1995; Teira, 1996). Las primeras observaciones del
fenómeno se registraron en el año 1955, pero no fue hasta finales de 1965
cuando se confirmo que el fenómeno es de tipo biológico, puesto que
alrededor del 80% de la eliminación de fósforo se produjo sin adición de
sustancias químicas. Este fenómeno fue denominado inicialmente como
Luxury Uptake por Levin y Shapiro en 1965 (Neethling, 1995).
51
A principios de los años setenta, este fenómeno se relacionó con una
liberación de fósforo en condiciones anaerobias y en presencia de sustrato
fácilmente biodegradable. El proceso de fango activado fue diseñado
originalmente para la eliminación de carbono y nitrógeno, pero en 1976
Bernard propuso un sistema de eliminación biológica simultánea de
nitrógeno y fósforo, conocido como proceso Phoredox en Sudáfrica y
Bardenpho en los Estados Unidos. La eliminación biológica de fósforo en
exceso se basa en el enriquecimiento de los fangos activados con bacterias
capaces de acumular ortofosfatos en cantidades superiores a los requisitos
metabólicos normales (Muyima etal., 1997).
Los sistemas convencionales de fangos activados utilizan el fosforo del agua
residual únicamente para la síntesis de nuevas células. Sin embargo,
cuando los fangos activados se exponen alternativamente a condiciones
anaerobias y aerobias, las células asimilan más fósforo del requerido para la
síntesis celular. Este fenómeno es conocido como Enhanced Biological
Phosphorus Removal (EBPR), que traducido sería Eliminación Biológica
Incrementada de Fósforo (EBIF), (Barajas, 2002).
En los últimos años, se han desarrollado diversos procesos de eliminación
biológica del fósforo como alternativa a los tratamientos químicos. El fósforo
se elimina en los tratamientos biológicos mediante la incorporación de
ortofosfatos, polifosfatos y fósforo orgánico al tejido celular. La cantidad total
de fósforo eliminado depende de la producción neta de sólidos, que se
determina mediante la ecuación:
=
∙ (
− )∙
unidades SI
52
Donde:
: Producción diaria neta de fango activado, medida en términos de
á
, (Kg/d).
: Producción observada, (Kg/Kg).
3
: Caudal de entrada, (m /d).
3
: Concentración de DBO o DQO en el afluente, (Kg/m ).
: Concentración de DBO o DQO en el efluente, (Kg/m3).
El contenido teórico del fósforo del tejido celular es del orden de una quinta
parte del contenido en nitrógeno; el contenido real de fósforo puede variar
entre una séptima y una tercera parte del contenido en nitrógeno, en función
de las condiciones ambientales específicas.
El porcentaje de fósforo eliminado durante el tratamiento secundario por la
purga de fangos oscila, en promedio, entre 10 y el 30% de la cantidad total
inicial.
Si se emplea uno de los procesos desarrollados específicamente para la
eliminación biológica del fósforo, se pueden conseguir rendimientos muy por
encima de estos valores.
El factor crítico en la eliminación biológica del fósforo es la exposición de los
organismos a secuencias alternadas de condiciones aerobias y anaerobias.
El fango que contiene el exceso de fósforo se purga o se conduce a un
proceso lateral complementario donde se procede a la eliminación del
exceso de fósforo. La exposición a condiciones aerobias y anaerobias
alternadas se puede conseguir en el proceso de tratamiento biológico
principal, o “corriente principal”, o en la línea de recirculación de fango, o
“corriente auxiliar”.
Cabe rescatar que el nivel de tratamiento biológico de aguas residuales la
eliminación del fosforo se hace en conjunto con la eliminación de nitrógeno,
esto es llamado remoción de nutrientes, a continuación en la Tabla Nº 4 se
53
muestran algunos de los procesos más conocidos para la remoción de
nutrientes:
Tabla Nº 8. Sistemas biológicos utilizados en la eliminación de nutrientes (nitrógeno y
fosforo).
El proceso AO: es un proceso de alta carga diseñado inicialmente para la
eliminación exclusiva de fósforo. La zona aerobia está diseñada para la
oxidación de la materia orgánica y la zona anaerobia para la eliminación de
fósforo. La modificación de este proceso para la eliminación de nitrógeno
consiste en el cambio de la zona anaerobia por una zona anóxica y la
inclusión de un flujo de recirculación interna. El proceso AON no permite
alcanzar la desnitrificación completa y requiere altas tasas de recirculación
para alcanzar un grado significativo de eliminación de nitrato.
Fig. Nº 13.- Sistema biológico AO
54
El proceso A2/O: está diseñado para la eliminación de nitrógeno y de
fósforo, aunque la desnitrificación completa no es posible. Básicamente, el
proceso A2/O es una modificación del proceso AO, ya que añade una zona
anóxica entre las zonas anaerobia y aerobia. La zona anóxica se incluye
solamente para reducir las cargas de nitrato sobre la zona anaerobia
mediante el caudal de recirculación de fangos, lo que afectaría a la
eliminación de fósforo.
Fig. Nº 14.- Sistema biológico A2/O
El proceso Bardenpho: alcanza una eliminación completa de nitrógeno
mediante el uso de dos zonas de desnitrificación, lo que resulta en tiempos
de residencia hidráulicos muy elevados. Se emplea una zona aerobia final a
fin de limitar la desnitrificación y la flotación de fango en el decantador
secundario. El proceso Bardenpho de 5-etapas es una extensión del proceso
anterior para incluir la eliminación de fósforo. Se consiguen altas tasas de
desnitrificación, a la vez que se recirculan muy pocos nitratos a la zona
anaerobia mediante la recirculación de fangos del decantador secundario.
Fig. Nº 15.- Sistema biológico Bardenpho.
55
El proceso UCT: fue desarrollado por la Universidad de Ciudad del Cabo
para la eliminación de fósforo. Este proceso incluye tres zonas básicas
(anaerobia, anóxica y aerobia) y dos flujos de recirculación interna, por lo
que es muy parecido al proceso A2/O salvo que los fangos activados de
retorno no se recirculan a la zona anaerobia sino a la anóxica. De esta
manera se elimina todo el oxígeno disuelto y el nitrato contenidos en el flujo
de recirculación a la zona anaerobia. La recirculación interna mejora la
utilización de la materia orgánica en la etapa anaerobia, proporcionando
condiciones óptimas para la fermentación en la fase anaerobia.
Fig. Nº 16.- Sistema biológico UCT.
El proceso UCT modificado: incluye una fase anóxica dividida en dos
zonas. La primera recibe la recirculación de los fangos del decantador y
proporciona la recirculación a la zona anaerobia. La segunda zona anóxica
recibe la recirculación de la zona aerobia, y es donde ocurre la
desnitrificación.
2*Q
Anaerobio
Anóxico
Aerobio
0.5*Q
Fig. Nº 17.- Sistema biológico UCT modificado.
56
El proceso VIP (Virginia Initiative Plant): es en esencia idéntico al proceso
UCT. Fue desarrollado y patentado como una patente de dominio público por
la Hampton Roads Sanitation District (HRSD) en Norfolk, Virginia, Estados
Unidos (HRSD, 1988).
Al igual que otros procesos de eliminación biológica de nitrógeno, el proceso
VIP incluye una secuencia de zonas anaerobia, anóxica y aerobia seguidas
de un decantador secundario. Sin embargo, el fango recirculado desde el
decantador, se vierte al reactor anóxico y no directamente a la zona
anaerobia, a fin de evitar la entrada de oxígeno a éste último, como ocurre
en los procesos A2/O o Bardenpho. Por otro lado, el líquido de mezcla
nitrificado se recircula al rector anóxico, mientras que el líquido de mezcla
desnitrificado se recircula a razón de 1Q-2Q desde la zona anóxica hasta el
inicio del reactor anaerobio
Fig. Nº 18.- Sistema biológico UCT VIP.
3.5.3
ELIMINACIÓN POR PRECIPITACIÓN QUÍMICA DEL FÓSFORO
Los productos químicos que se han utilizado para eliminar el fósforo incluyen
las sales metálicas y la cal. Las sales metálicas más comunes son el cloruro
de hierro y el sulfato de aluminio. También se utilizan entre otros el sulfato de
hierro y el cloruro de hierro II, que se puede obtener como subproducto en la
elaboración de aceros (aguas de decapado). El uso de polímeros combinados
con sales de hierro y aluminio también ha proporcionado resultados
satisfactorios. La cal no se emplea con mucha frecuencia, puesto que genera
57
una gran producción de fangos.
La precipitación química del fosforo en aguas residuales, puede producirse en
distintos puntos dentro del proceso de tratamiento de aguas residuales, los
principales puntos en los que se puede eliminar el fósforo se pueden clasificar
en:
1. Pre precipitación.
2. Co precipitación.
3. Post precipitación.
Pre precipitación: Se aplica a la adición de productos químicos para la
precipitación del fósforo al agua residual bruta previo a las instalaciones de
sedimentación primaria. En este caso el fósforo precipitado se elimina con el
fango primario.
Polímero
Agua a
tratar
Mezcla
Rápida
Sedimentación
Primaria
Sal
metálica
Fangos
Tanque de
aireación
Sedimentación
Secundaria
Efluente
Fangos
Fig. Nº 19.- Diagrama de flujo pre precipitación para la eliminación del fósforo.
Co precipitación: es el proceso de adición de químicos para la formación de
precipitados que se eliminaran con los lodos biológicos. Los productos se
pueden añadir en distintos lugares, como por ejemplo, al efluente de las
instalaciones de sedimentación primaria, al licor mezcla del proceso de lodos
activados o al efluente de un proceso de tratamiento biológico antes de la
sedimentación secundaria.
58
Polímero
Agua a
tratar
Sedimentación
Primaria
Tanque de
aireación
Sedimentación
Secundaria
Fangos
Sal
metálica
Fangos
Efluente
Fig. Nº20.- Diagrama de flujo co precipitación para la eliminación del fósforo.
Post precipitación: corresponde a la adición de productos químicos al
efluente de la sedimentación secundaria y la posterior eliminación de los
precipitados químicos, estos suelen ser eliminados por filtración del efluente o
en instalaciones de sedimentación complementarios.
Sal
metálica
Agua a
tratar
Sedimentación
Primaria
Tanque de
aireación
Fangos
Sedimentación
Secundaria
Filtro
Terciario
Efluente
Fangos
Fig. Nº 21.- Diagrama de flujo post precipitación para la eliminación del fósforo.
Los principales precipitantes químicos utilizados para desestabilizar las
partículas y producir el floc son:
59
Tabla Nº 9. Tipos de reactivos químicos empleados en el tratamiento del agua residual.
Tipo de Reactivo
Ejemplo
Uso en el tratamiento de aguas
Clarificación del agua superficial
Tratamiento de aguas residuales
Clarificación del agua superficial
Coagulantes
Inorgánicos




Sales de aluminio
Polímeros de aluminio
Sales de hierro
Otros coagulantes inorgánicos
Retiro de fosfatos
Algicida
Agua con materia orgánica
Para iniciar la coagulación del
agua del mar
Agua fría
Floculantes Naturales


floculantes inorgánicos
floculantes orgánicos (polímeros
naturales)
Con las sales férricas
Con las sales de aluminio
Clarificación
Coagulantes
Orgánicos Sintéticos
Coagulación en línea: En la filtración del agua del mar.
Aguas residuales industriales: este es el campo del uso principal que implica
coagulantes orgánicos.
Agua superficial: se utiliza un floculante sintético combinado con el
coagulante en el proceso de la clarificación. El mejor polímero es
generalmente uno que es aniónico o levemente catiónico.
Floculantes Orgánicos
Sintéticos
Aguas residuales industriales: En este caso del tratamiento se utiliza un
coagulante inorgánico, un polímero aniónico. De algunos casos especiales
(tales como tratamiento de superficies, limpieza de gases), un floculante de
polímero catiónico solo es a menudo el más eficaz.
Aguas residuales municipales: En combinación con un coagulante inorgánico,
el mejor floculante es generalmente uno del tipo aniónico. Cuando solamente
se desea el retiro de los SS, un floculante sintético se puede utilizar
solamente.
Lodo que deseca: Los floculantes catiónicos se adaptan generalmente al
tratamiento del lodo orgánico. El lodo inorgánico requiere el uso de
floculantes aniónicos.
A continuación se muestran algunas de las sales más utilizadas en el
proceso de precipitación química.
60
Tabla Nº 10. Productos químicos empleados en el tratamiento del agua residual
Fórmula
Precipitantes químicos
Sulfato de Aluminio
Al2(SO4)3 · 18H2O
Al2(SO4)3 · 14H2O
Cloruro Férrico
Sulfato Férrico
Sulfato Ferroso
FeCl3
Fe2(SO4)3
Fe2(SO4)3 · 3H2O
FeSO4 · 7H2O
De estos, los más utilizados son las sales de Aluminio y de Hierro; cuando
se adiciona estas sales al agua se producen una serie de reacciones muy
complejas donde los productos de hidrólisis son más eficaces que los iones
mismos; estas sales reaccionan con la alcalinidad del agua y producen los
hidróxidos de aluminio o hierro que son insolubles y forman los precipitados.
La principal reacción con la alcalinidad del agua es:

Precipitación de fosfatos con aluminio:
Al+3 + HnPO4-3 ↔ AlPO4 + nH+
61
METODOLOGÍA
CAPÍTULO 4.
METODOLOGÍA
La metodología de este trabajo de tesis, se basó en la determinación de
cuatro parámetros físico - químicos, como lo son el Fósforo Total, el Fósforo
Libre, los Sólidos Suspendidos Totales, y por último la Demanda Química de
Oxígeno, estos cuatro parámetros fueron medidos en cuatro puntos distintos
dentro de una Planta de Tratamiento de Aguas Residuales Urbanas, en este
caso se realizaron los muestreos en la Planta de Tratamientos de Aguas
Residuales de la ciudad de Puerto Natales,
Parte importante de este trabajo de tesis es la realización del ensayo de
laboratorio “Test de Jarras”, este ensayo de laboratorio se realiza para ver la
capacidad Coagulante y Floculante de distintos tipos de soluciones, en este
caso especifico se trabajo con Sulfato de Aluminio (Al2(SO4)3 · 18H2O).
El procedimiento ocupado para la determinación y comparación de datos
consistió en realizar los análisis de laboratorio para los cuatro parámetros ya
mencionados, antes y después del proceso de coagulación – floculación,
adicionando en cada partida de muestras una cantidad conocida de la
solución coagulante, así, de esta manera obtener datos para poder generar
curvas de precipitación para el Fósforo Total y el Fósforo Libre, los cuales
son el motivo principal de este trabajo de titulación.
Tanto los análisis de laboratorio como el procedimiento del ensayo de Test
de Jarras fueron realizados bajo normativa vigente.
62
METODOLOGÍA
4.1 MUESTREO
4.1.1
LUGAR FÍSICO DE MUESTREO
El muestreo se realizó en las instalaciones de la Planta de Tratamiento de
Aguas Residuales perteneciente a la empresa Aguas Magallanes S.A.,
ubicada en Prolongación Piloto Pardo S/N, Puerto Natales, Provincia de
Última Esperanza, Región de Magallanes y Antártica Chilena.
4.1.2
ESQUEMA PLANTA TRATAMIENTOS
Esta planta cuenta con un sistema de tratamiento de Lodos Activados, el
proceso de tratamiento de dicha planta se explica en el siguiente esquema
simplificado, señalando los lugares donde fueron tomadas las muestras:
Agua Residual
Bruta
Desarenador
Rejas
A.B.
S.P T.
L.M.
Reactor Biológico
S.D.S.
Desinfección UV
Clarificador
Secundario
Agua Residual
Tratada
Fig. Nº 22.- Diagrama de flujo simplificado Planta tratamiento de Aguas Residuales
Puerto Natales.
63
METODOLOGÍA
4.1.3
PUNTOS DE MUESTREO
Para la toma de muestras se ubicaron cuatro puntos distintos dentro de la
Planta de Tratamiento, estos puntos no fueron elegidos al azar, sino que se
determinaron con el fin de conocer las cargas contaminantes existentes en
los lugares más importantes del proceso. En la siguiente tabla se señalan los
puntos de muestreo con sus respectivas abreviaturas, desde la entrada del
agua residual, hasta la salida de esta ya tratada.
Tabla Nº 11. Lugares de muestreo Planta de Tratamiento de Aguas
4.1.4
Lugar de Muestreo
Abreviatura
Agua Bruta
A.B.
Salida Pre Tratamiento
S.PT.
Licor Mezcla
L.M.
Salida Decantador Secundario
S.D.S.
FECHAS DE MUESTREO
Los muestreos se realizaron entre los meses de Junio – Julio del año 2006,
de forma semanal, para poder aplicar por semana una dosis especifica de
coagulante.
A continuación se señalan las fechas en las cuales se
realizaron los muestreos:
Tabla Nº 12. Fechas de realización de Muestreo
Muestra
Fecha de Muestreo
Nº 1
09 Junio 2006
Nº 2
16 Junio 2006
Nº 3
23 Junio 2006
Nº 4
13 Julio 2006
Nº 5
21 Julio 2006
Nº 6
28 Julio 2006
64
METODOLOGÍA
4.1.5
NORMATIVA DE MUESTREO
Los muestreos fueron realizados bajo la normativa Chilena existente, los
procedimientos para el monitoreo de Residuos Líquidos están contenidos en
la Norma Chilena Oficial NCh 411/2 Of 96, Calidad del agua – Muestreo –
Parte 2: Guía sobre técnicas de muestreo; NCh 411/3 Of 96, Calidad del
agua – Muestreo – Parte 3: Guía sobre la preservación y manejo de las
muestras, y NCh 411/10 Of 97, Calidad del agua – Muestreo – Parte 10:
Guía para el muestreo en aguas residuales.
La toma de muestra estuvo a cargo del personal de la Planta de Tratamiento
de Aguas Residuales
Las muestras tomadas corresponden a muestras puntuales, por lo que
debido a la distancia entre Punta Arenas y Puerto Natales, fueron tomadas a
primera hora de los días antes señalados, estas muestras fueron enviadas
vía terrestre y recepcionadas aproximadamente 4 horas después de haber
sido tomadas, durante el envío y a la recepción de estas, las muestras se
mantuvieron a una temperatura de 4°C
4.2 ENSAYOS DE LABORATORIO.
4.2.1
TEST DE JARRAS
El ensayo de test de jarras se utiliza para determinar las dosis más efectivas
de coagulante para un agua específica durante el control de la coagulación y
floculación en una planta de tratamiento tanto de agua residual, como de
agua
potable,
especialmente
cuando
la
calidad
del
agua
fluctúa
rápidamente. Se puede utilizar también con objeto de determinar las
velocidades de sedimentación para el diseño de tanques de sedimentación y
conocer el potencial del agua cruda para la filtración directa.
65
METODOLOGÍA
4.2.1.1
Características del Equipo
El equipo utilizado para el Test de Jarras, se encuentra en el Laboratorio de
Físico - Química y Medio Ambiente perteneciente al Departamento de
Ingeniería Química de la Universidad de Magallanes, y cuenta con las
siguientes características:
Fig. Nº 23.- Equipo para el ensayo del Test de Jarras
Tabla Nº 13. Características Equipo Test de Jarras
Características Técnicas
Estructura
Metálica recubierta con pintura epoxi.
Números de posiciones de agitación
Varillas de acero inoxidable
6
Regulables en altura con dispositivo
auto bloqueo
Panel posterior
Retro iluminado
Motor de corriente continua con reducción independiente para cada puesto de agitación
Pluri comando
Comando único para selección de giro
de cada paleta
Potencia
80 W.
Peso
18 Kg.
Dimensiones
935 x 347 x 260 (mm)
Prestaciones
Regulación electrónica de giro
Selector de velocidad prefijado en 10 15 - 30 - 45 - 60 - 90 - 120 - 150 - 200
rpm (hasta 300 rpm opcional)
66
METODOLOGÍA
4.2.1.2
Metodología ocupada en el ensayo
La metodología utilizada se basa en la norma ASTM D2035-80 (2003)
“Standard Practice for Coagulation-Flocculation Jar Test of Water”, en la que
señala la forma de preparación de las soluciones que se van a ocupar en el
ensayo de Test de Jarras.
Se deben preparar soluciones madres de los coagulantes, coadyuvantes
coagulantes y otros reactivos químicos a concentraciones tales que las
cantidades adecuadas para utilizarse en las pruebas de coagulación se
puedan medir exacta y convenientemente.
A continuación se muestran algunas de las soluciones típicas que se
preparan para un ensayo de Test de Jarras.
Tabla Nº 14. Concentraciones típicas para soluciones coagulantes
Reactivo
Químico
Concentración
de solución
madre
Duración de
la solución
1 ml en un
litro de
solución
equivale a
Sulfato de
Aluminio
1%
1 mes
10 mg Al+3/L
Cloruro Férrico
1%
2 meses
10 mg Fe+3/L
Cal
1%
1 mes
10 mg/L
Poli electrolito
0,05 %
1 semana
0,5 mg/L
Acido Sulfúrico
0,1 N
3 meses
4,9 mg/L
Para el caso específico de este trabajo de tesis se ocupó el Sulfato de
Aluminio (Al2(SO4)3 · 18H2O) como solución coagulante, por lo tanto se tomó
la relación indicada en la tabla anterior (1 ml de Sulfato de Aluminio al 1 %,
equivale a 10 mg/L de Al+3).
67
METODOLOGÍA
4.2.1.3
Procedimiento para el ensayo de jarras
El procedimiento utilizado para llevar a cabo el Test de Jarras se realizó con
dosis fijas de solución de Aluminio durante cada semana de muestreo, esto
con el fin de analizar por cada partida todos los puntos donde se tomaron las
muestras.
Las fechas y dosis de solución añadidas se señalan en la siguiente tabla:
Tabla Nº 15. Dosis de coagulante adicionadas para ensayo de jarras
Fecha de
Muestreo
Dosis de
aluminio
utilizada (Al+3)
09 – 06 – 2006
5 mg/L
16 – 06 – 2006
10 mg/L
23 – 06 – 2006
15 mg/L
13 – 07 – 2006
20 mg/L
21 – 07 – 2006
25 mg/L
28 – 07 – 2006
30 mg/L
El procedimiento ocupado en laboratorio fue el siguiente:
1. Colocar un vaso de 1 litro debajo de cada una de las paletas de
agitación, para este caso solo se ocuparon 4 vasos.
2. En cada vaso añadir exactamente 1 litro de una muestra proveniente
de cada punto de muestreo.
3. Anotar en una hoja de datos la cantidad de coagulante que se añade
a cada vaso. Esta cantidad variará de semana en semana.
4. Añadir la misma cantidad de coagulante en cada vaso.
68
METODOLOGÍA
5. Colocar las paletas de agitación dentro de los vasos, arrancar el
agitador y operarlo durante 1 min a una velocidad de 120 - 150 rpm.
6. Al cabo de un minuto, reducir la velocidad al grado en que se
empiecen a formar los flóculos, (normalmente 15 rpm) y permitir que
la agitación continúe durante unos 15 min.
7. Una vez que transcurre el periodo de agitación, detener el agitador y
se deja sedimentar los flóculos formados, esto se hace por un periodo
de 20 min.
8. Después de los 20 min, se extrae el líquido sobrenadante para la
realización de los análisis antes mencionados.
Es importante señalar que los análisis de Fósforo total, Fósforo libre, DQO y
Sólidos suspendidos totales, se realizan antes y después del ensayo. El pH
también se mide en ambos casos.
4.2.2
ANÁLISIS QUÍMICOS
Los análisis realizados para el siguiente trabajo de tesis, se basan tanto en
la normativa chilena 2313 (NCh 2313), como en el Standard Methods for the
Examination of Water and Wastewater. Los análisis de Fósforo Total,
Demanda Química de Oxigeno, Sólidos Suspendidos Totales y pH
corresponden a la NCh 2313, en cambio el análisis de Fósforo libre
corresponde al Standard Methods. Cabe señalar que tanto para la
determinación de fósforo total, fósforo libre y Demanda Química de Oxígeno,
se trabajo con curvas de calibración.
69
METODOLOGÍA
4.2.2.1
Normativa
A continuación se detallan las normas utilizadas para los análisis realizados,
señalando el principio de dicha norma:
Norma Chilena 2313 (NCh 2313)
1. NCh 2313/1, Of 95, Decreto Supremo N°545 de 1995 del Ministerio de
Obras Públicas: Aguas Residuales – Métodos de análisis Parte 1:
Determinación pH.
Principio: El método se basa en la determinación de la actividad de los
iones de hidronio por medición potenciométrica, empleando un electrodo de
vidrio y un electrodo de referencia, previa calibración del instrumento con
soluciones de pH estándar.
2. NCh 2313/3, Of 95, decreto Supremo N°545 de 1995 del Ministerio de
Obras Públicas: Aguas residuales – Métodos de análisis Parte 3:
Determinación de Sólidos Suspendidos Totales secados a 103° C –
105° C.
Principio: El principio se basa en filtrar una muestra bien homogenizada a
través de un filtro tarado, de fibra de vidrio estándar y secar el residuo
retenido hasta masa constante, a 103°C – 105°C. El aumento de masa del
filtro representa el contenido de sólidos suspendidos totales.
3. NCh 2313/15, Of 97, Decreto Supremo N°949 de 1997 del Ministerio
de Obras Públicas: Aguas residuales – Métodos de análisis Parte 15:
Determinación de Fósforo Total.
Principio: La determinación de fósforo incluye dos pasos principales,
conversión de las diferentes formas de fósforo a ortofosfato disuelto y
detección colorimétrica. El presente método incluye tres métodos de
70
METODOLOGÍA
digestión alternativos y la determinación colorimétrica en la cual el
ortofosfato reacciona con molibdato de amonio bajo condiciones ácidas para
formar el ácido molibdofosfórico que en presencia de vanadio genera el
ácido vanadomolibatofosfórico. La intensidad del color desarrollado es
proporcional a la concentración de fósforo.
Para la realización de este ensayo se realizó la digestión con ácido sulfúricoácido nítrico.
Tabla Nº 16. Datos para la confección de curva de calibración del Fósforo
Volúmen Fósforo
(ml)
(mg P)
0,0
0,00
0,2
0,02
0,3
0,03
0,4
0,04
0,5
0,05
1,0
0,10
2,0
0,20
3,0
0,30
4,0
0,40
5,0
0,50
Absorbancia
400 (nm)
0,000
0,038
0,055
0,074
0,089
0,179
0,351
0,528
0,706
0,825
Absorbancia
420 (nm)
0,000
0,023
0,033
0,044
0,054
0,109
0,211
0,318
0,426
0,501
Absorbancia
470 (nm)
0,000
0,007
0,011
0,014
0,017
0,037
0,071
0,108
0,149
0,174
Estos datos nos entregan las siguientes curvas de calibración:
Absorbancia 400 (nm)
Curva Calibración Fósforo 400 (nm)
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
y = 1.712x
r² = 0.997
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
Fósforo (mg P)
Fig. Nº 24.- Curva calibración Fósforo a 400 (nm)
71
METODOLOGÍA
Curva Calibración Fósforo 420 (nm)
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
y = 1.035x
r² = 0.998
0,1
0
0
0,1
0,2
0,3
0,4
Fósforo (mg P)
0,5
0,6
Curva Calibracion Fósforo 470 (nm)
0,2
0,18
0,16
0,14
0,12
0,1
0,08
0,06
0,04
0,02
0
y = 0.357x
r² = 0.998
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
Fósforo (mg P)
4. NCh 2313/24, Of 97, Decreto Supremo N°1144 de 1997 del Ministerio
Determinación de la Demanda Química de Oxigeno (DQO).
Principio: El método se basa principalmente en la oxidación de la materia
orgánica por el dicromato en medio de ácido sulfúrico, con lo cual el carbono
es convertido en CO2 y el hidrógeno en agua. La cuantificación se realiza por
colorimetría.
72
METODOLOGÍA
Tabla Nº 17. Datos para la confección de curva de calibración del DQO
Volúmen
(ml)
0,00
0,25
0,50
0,75
1,00
DQO
(mg/L DQO)
0,00
250
500
750
1000
Absorbancia
600 (nm)
0,000
0,053
0,148
0,224
0,284
Absorbancia (600 nm)
Curva de Calibración DQO
0,35
0,3
0,25
0,2
0,15
0,1
0,05
0
y = 0,0003x
r2 = 0,992
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
mg/L de DQO
Fig. Nº 27.- Curva calibración DQO a 600 (nm)
Standard Methods
El análisis para el Fósforo libre, se basó en el Standard Methods for the
Examination of Water and Wastewater, Part 4500 – P, A, B y C, y al igual
que el Fósforo libre, las curvas de calibración son las mismas ocupadas para
el Fósforo Total.
73
DATOS OBTENIDOS
CAPÍTULO 5.
DATOS OBTENIDOS
En el siguiente capítulo de esta tesis, se presentan los datos y resultados
obtenidos en los análisis realizados a cada una de las muestras antes y
después del proceso de coagulación – floculación.
Los datos están ordenados por orden de análisis, y en estos se presentan el
promedio, la desviación estándar, el intervalo de error, el valor máximo y por
último el valor mínimo.
5.1 DATOS INICIALES, SIN APLICACIÓN DE SULFATO DE ALUMINIO
5.1.1
PH.
Tabla Nº 18. Datos para los valores de pH
5.1.2
pH
A.B.
S.PT.
L.M.
S.D.S.
Promedio
8,38
8,41
6,84
7,16
Desviación Estándar
0,31
0,32
0,04
0,05
Intervalo de Confianza (1)
0,09
0,09
0,01
0,01
Máximo
8,77
8,61
6,88
7,21
Mínimo
7,92
7,77
6,78
7,09
SÓLIDOS SUSPENDIDOS TOTALES (SST).
Tabla Nº 19. Datos para los valores de SST.
S.S.T.
A.B.
S.PT.
L.M.
S.D.S.
Promedio
125
114
7541
5,0
6
7
437
0,3
1,7
2,1
120,3
0,1
Máximo
132
125
7868
5,2
Mínimo
115
102
6735
4,3
Intervalo de Confianza
5.1.3
(1)
DEMANDA QUÍMICA DE OXIGENO (DQO).
74
DATOS OBTENIDOS
Tabla Nº 20. Datos para los valores de DQO.
D.Q.O.
A.B.
S.PT.
L.M.
S.D.S.
Promedio
341,8
307,6
4430
49,4
12,3
25,1
411,6
2,9
3,4
6,9
113,3
0,8
Máximo
353,8
327,2
4747
55,2
Mínimo
320,1
258,2
3670
47,3
5.1.4
FÓSFORO TOTAL (P TOTAL).
Tabla Nº 21. Datos para los valores de P total.
Fósforo Total
A.B.
S.PT.
L.M.
S.D.S.
Promedio
7,67
7,27
47,0
6,72
0,3
0,1
3,9
0,5
0,1
0,1
1,1
0,1
Máximo
7,87
7,34
50,1
7,43
Mínimo
7,20
7,18
39,40
6,12
5.1.5
FÓSFORO LIBRE (P LIBRE)
Tabla Nº 22. Datos iniciales para los valores de P libre.
Fósforo Libre
A.B.
S.PT.
L.M.
S.D.S.
Promedio
5,79
5,58
33,8
5,09
0,3
0,2
2,8
0,2
0,1
0,1
0,8
0,1
Máximo
6,02
5,73
37,1
5,31
Mínimo
5,24
5,25
29,8
4,82
(1)
todos los intervalos de confianza se calcularon con un α de 0.95.
75
DATOS OBTENIDOS
5.2 ENSAYOS POSTERIORES A LA ADICÓN DE SULFATO DE ALUMINIO
Los resultados que se muestran a continuación corresponden a los valores
obtenidos tras la realización de los análisis de Sólidos Suspendidos Totales,
Demanda Química de Oxigeno, Fósforo total y Fósforo libre.
Los resultados presentados están ordenados por análisis, y por dosis de Al+3
adicionado en cada punto de muestreo.
Los resultados de pH no se señalan, debido a que para la realización de la
coagulación – floculación con Sulfato de Aluminio, se tuvieron que ajustar los
pH al rango de mayor eficiencia, el cual es 6.5 a 8.0, lo cual se logro
adicionando pequeñas dosis de H2SO4.
En las siguientes tablas y gráficos se muestran las curvas de precipitación
obtenidas en cada uno de los análisis realizados, para los valores del punto
de muestreo N° 3, correspondiente al Licor Mezcla (L.M.), los gráficos se
presentan a parte ya que los rangos de medida son más amplios.
5.2.1
CONCENTRACIONES DE SÓLIDOS SUSPENDIDOS TOTALES EN LOS CUATRO
PUNTOS DE MUESTREO DESPUÉS DEL TEST DE JARRAS.
Tabla Nº 23. Concentraciones de Sólidos Suspendidos Totales después del test de jarras.
Dosis de
A.B.
S.PT.
L.M.
S.D.S.
5
47
41
61
3,0
10
43
36
55
3,0
15
42
32
47
3,0
20
36
24
33
1,0
25
28
17
28
2,0
30
23
16
19
1,0
Al+3(mg/L)
76
DATOS OBTENIDOS
Gráficos de datos obtenidos para las concentraciones de Sólidos
Suspendidos Totales en los puntos de muestreo: Agua Bruta, Salida Pre
Tratamiento y Salida de Decantador Secundario.
S.S.T. (mg/L)
Concentración de Sólidos Suspendidos Totales después
de la adición de Al2(SO4)3
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
A.B.
S.P T.
S.D.S.
0
5
10
15
20
25
30
35
Dosis de Al2(SO4)3 (mg Al+3/L)
Fig. Nº 28.- Concentración de Sólidos Suspendidos Totales después de la adición
de Sulfato de Aluminio.
Gráfico de datos obtenido para la concentración de Sólidos Suspendidos
Totales en el punto de muestreo: Licor Mezcla.
Concentración Sólidos Suspendidos Totales despues de
la adición de Al2(SO4)3
70
S.S.T. (mg/L)
60
50
40
30
L.M.
20
10
0
0
5
10
15
20
25
30
35
de Sulfato de Aluminio en el Licor Mezcla.
77
DATOS OBTENIDOS
5.2.2
CONCENTRACIÓN DE LA DEMANDA QUÍMICA DE OXIGENO EN LOS CUATRO
PUNTOS DE MUESTREO DESPUÉS DEL TEST DE JARRAS.
Tabla Nº 24. Concentraciones de Demanda Química de Oxigeno después del test de jarras.
Dosis de
A.B.
S.PT.
L.M.
S.D.S.
5
135
121
187
115
10
130
117
180
100
15
110
98
153
93
20
80
73
110
73
25
73
67
93
63
30
67
60
55
42
Al+3(mg/L)
Gráficos de datos obtenidos para las concentraciones de la Demanda
Química de Oxígeno en los puntos de muestreo: Agua Bruta, Salida Pre
Tratamiento y Salida de Decantador Secundario.
D.Q.O. (mg/L)
Concentración de la Demanda Química de Oxigeno
despues de la adición de Al2(SO4)3
160
140
120
100
80
60
40
20
0
A.B.
S.P T.
S.D.S.
0
5
10
15
20
25
30
35
Fig. Nº 30.- Concentración de la Demanda Química de Oxígeno después de la
adición de Sulfato de Aluminio.
78
DATOS OBTENIDOS
Gráfico de datos obtenido para la concentración de la Demanda Química de
Oxígeno en el punto de muestreo: Licor Mezcla.
D.Q.O. (mg/L)
Concentración de la Demanda Química de Oxigeno
despues de la adición de Al2(SO4)3
200
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
L.M.
0
5
10
15
20
25
30
35
de Sulfato de Aluminio en Licor Mezcla.
5.2.3
CONCENTRACIONES DE FÓSFORO TOTAL EN LOS CUATRO PUNTOS DE
MUESTREO DESPUÉS DEL TEST DE JARRAS.
Tabla Nº 25. Concentraciones de Fósforo Total después del test de jarras.
Dosis de
A.B.
S.PT.
L.M.
S.D.S.
5
7.6
7.0
45.2
6.2
10
7.3
6.8
43.8
5.9
15
6.5
5.9
23.2
5.6
20
5.7
5.5
17.1
4.8
25
4.9
4.7
14.8
4.1
30
4.5
4.4
14.3
3.8
Al+3(mg/L)
79
DATOS OBTENIDOS
Concentración de Fósforo Total:
Fósforo Total (mg P/L)
Concentración de Fósfro Total despues de la adición
de Al2(SO4)3
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
A.B.
S.P T.
S.D.S.
0
5
10
15
20
25
30
35
de Sulfato de Aluminio.
Fosforo Total en Licor Mezcla:
Fósforo Total (mg P/L)
Concentración de Fósfro Total despues de la adición
de Al2(SO4)3 en Licor Mezcla
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
L.M.
0
5
10
15
20
25
30
35
Fig. Nº 33.- Concentración de Fósforo Total después de la adición de Sulfato de
Aluminio en Licor Mezcla.
80
DATOS OBTENIDOS
5.2.4
CONCENTRACIÓN DE FÓSFORO LIBRE EN LOS CUATRO PUNTOS DE
MUESTREO DESPUÉS DEL TEST DE JARRAS.
Tabla Nº 26. Concentraciones de Fósforo Libre después del test de jarras.
Dosis de
A.B.
S.PT.
L.M.
S.D.S.
5
5.02
4.71
28.20
3.27
10
4.62
4.32
25.61
2.93
15
3.59
3.24
20.54
2.12
20
2.98
2.51
20.11
1.71
25
2.55
1.85
18.71
1.12
30
2.24
1.66
16.15
0.79
+3
Al (mg/L)
Gráficos de datos obtenidos para las concentraciones de Fósforo Libre en
los puntos de muestreo: Agua Bruta, Salida Pre Tratamiento y Salida de
Decantador Secundario.
Fósforo Libre (mg PO4-3/L)
Concentración de Fósfro libre despues de la adición
de Al2(SO4)3
6
5
4
3
A.B.
2
S.P T.
1
S.D.S.
0
0
5
10
15
20
25
30
35
Fig. Nº 34.- Concentración de Fósforo Libre después de la adición de Sulfato de
Aluminio.
81
DATOS OBTENIDOS
Gráfico de datos obtenido para la concentración de Sólidos Suspendidos
Totales en el punto de muestreo: Licor Mezcla.
de Al2(SO4)3 en Licor Mezcla
30
25
20
15
10
L.M.
5
0
0
5
10
15
20
25
30
35
Fig. Nº 35.- Concentración de Fósforo Libre después de la adición de Sulfato de
Aluminio en Licor Mezcla.
82
DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS
CAPÍTULO 6.
En el siguiente capítulo se presentan las discusiones de los resultados,
comparando los datos bibliográficos con los obtenidos a través de los
análisis realizados en Laboratorio.
En la siguiente tabla se presentan los datos iniciales obtenidos en los
análisis realizados al Agua Bruta durante el período de muestreo.
Tabla Nº 27.Datos iniciales para el Agua Bruta en cada una de las muestras realizadas.
FECHA
09-06-2006
16-06-2006
23-06-2006
13-07-2006
21-07-2006
28-07-2006
N° Muestras
Promedio
Desv. Stand.
Inter. Conf.
Máximo
Mínimo
pH
DQO
(mg/L)
SST
(mg/L)
P. total
(mg/L)
P. libre
(mg/L)
8,42
8,77
7,92
8,65
8,15
8,34
6
8,38
0,31
0,07
8,77
7,92
347,2
351,5
320,1
353,8
337,0
341,4
6
341,8
12,34
3,40
353,8
320,1
128
120
115
129
127
132
6
125
6,37
1,75
132
115
7,85
7,58
7,20
7,73
7,79
7,87
6
7,67
0,25
0,07
7,87
7,20
6,02
5,90
5,24
5,86
5,78
5,93
6
5,79
0,28
0,08
6,02
5,24
En esta tabla se señala el promedio obtenido para cada análisis. Con estos
datos podemos comparar con los datos bibliográficos e indicar el tipo de
Agua Bruta a la que corresponde en relación a su carga contaminante.
83
Tabla Nº 28. Composición típica del agua residual domestica bruta. (Metcalf y Eddy, 1995)
Concentración
Contaminantes
Sólidos totales
Disueltos, totales (SDT)
Fijos
Volátiles
Sólidos en suspensión (SS)
Fijos
Volátiles
Sólidos sedimentables
Unidades
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
Débil
350
250
145
105
100
20
80
5
Media
720
500
300
200
220
55
165
10
Fuerte
1200
850
525
325
350
75
275
20
Demanda bioquímica de oxígeno, mg/L:
5 días, 20°C (DBO5, 20°C)
mg/L
110
220
400
Carbono orgánico total (COT)
Demanda química de oxigeno (DQO)
Nitrógeno (total en la forma N)
Orgánico
Amoniaco libre
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
80
250
20
8
12
160
500
40
15
25
290
1000
85
35
50
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
n°/100 ml
µg/L
0
0
4
1
3
30
20
50
50
6
10 - 107
< 100
0
0
8
3
5
50
30
100
100
107 - 108
100 - 400
0
0
15
5
10
100
50
200
150
107 - 109
> 400
Nitrito
Nitrato
Fósforo (total en la forma P)
Orgánico
Inorgánico
Cloruros a
Sulfatos a
Alcalinidad (como CaCO3)
Grasa
Coliformes totales
Compuestos orgánicos volátiles (COVs)
a
Los valores se deben aumentar en la cantidad en que estos compuestos se halles presentes en las
aguas de suministro

En base a los resultados iniciales obtenidos y como se puede apreciar
en los datos de la Tabla N° 28 correspondiente a la composición típica
del agua residual domestica bruta, se puede señalar que el agua
analizada cae en la categoría de agua residual doméstica bruta de
carga contaminante media.

Los datos iniciales aportados por los análisis realizados para el Agua
Bruta de las muestras de Aguas residuales de la Planta de
Tratamiento, nos muestran valores similares para cada una de las
seis muestras analizadas, con una pequeña variación en una de las
84
muestras, esta corresponde a la Muestra N° 3, tomada el 23 de Junio
del 2006, que en comparación con las otras muestra presenta una
leve baja en la concentración de la carga contaminante, esto se debe
a que durante el mes de Junio del 2006, el total de precipitaciones fue
de 12,1 mm, siendo el día 23 el más lluvioso, alcanzando 6,0 mm,
haciendo que la carga contaminante se encuentre mas diluida
(Dirección General de Aeronáutica Civil) de la Región de Magallanes
y Antártica Chilena.

Con los datos obtenidos inicialmente, se puede decir que el Fósforo
total medido en el agua bruta, está fuera de los límites máximos
permisibles dados por el Decreto Supremo 90 (Norma de Emisión
para la Regulación de Contaminantes Asociados a las Descargas de
Residuos Líquidos a Aguas Marinas y Continentales Superficiales),
con estos datos, se puede señalar que para los valores de fósforo, el
agua bruta analizada se encuentra fuera de norma en la tabla N° 3,
descarga a cuerpos de agua Lacustre y la N° 4, descarga al mar
dentro de la Zona de Protección Litoral, para la tabla N° 5, descarga al
mar Fuera de la Zona de Protección Litoral no se señala, y en las
tablas N° 1 y N° 2, Descarga a cuerpos fluviales sin y con poder de
dilución respectivamente, los parámetros están dentro de la norma.
Tabla Nº 29.Comparacion de resultados de análisis con tablas del DS90.
FECHA
pH
DQO*
(mg/L)
SST
(mg/L)
P. total
(mg/L)
P. libre*
(mg/L)
Promedio
8,38
341,8
125
7,67
5,79
10
15
2
5
-
-
Tabla N°1
Tabla N°2
Tabla N°3
Tabla N°4
Tabla N°5
6,0 – 8,5
6,0 – 8,5
6,0 – 8,5
6,0 – 9,0
6,0 – 8,5
Tablas del DS90
80
300
80
100
300
* Tanto la DQO como el Fósforo libre no son incluidos en DS90
85

Con el sistema de tratamiento biológico que se realiza actualmente,
mucho de los parámetros analizados, están dentro de la normativa
exigida (DS90), cumpliendo para los valores de DQO , SST, pH,
Fósforo total y Fósforo libre, para las tablas N°1 y 2, descarga a
cuerpos fluviales sin y con poder de dilución respectivamente y la
tabla N°5, descarga al mar Fuera de la Zona de Protección Litoral, sin
embargo los valores del fósforo total y del fósforo libre se encuentran
fuera de norma (ver tabla N° 21 y 22) para la tabla N°3, descargas a
cuerpos de aguas lacustres, y para la N°4, descarga de aguas al mar
dentro de la zona de protección litoral, siendo los valores máximos
permisibles para este parámetro 2 mg/L, y 5 mg/L respectivamente.

Con los datos antes señalados, se hace necesario contar con algún
proceso de eliminación de dichos contaminantes, en el que se pueda
alcanzar los valores señalados por la normativa vigente, cuando el
vertido así lo requiera.

La tendencia de las curvas en la zona de adición cercanas a los 20
mg/L de aluminio, muestran una leve variación, formándose un “efecto
silla” (véanse figuras N° 28, 30, 32 y 34), ya que en las cercanías de
esta concentración, todas las curvas tienden a estabilizarse. La causa
podría ser la formación de un compuesto intermedio que no precipite
sino hasta una adición mayor de reactivo.

En relación a la eliminación del Fósforo, se tiene lo siguiente: los
gráficos presentados a continuación muestran la comparación de la
concentración de fósforo libre con respecto a la bibliografía. Cabe
rescatar que el primer gráfico está diseñado con agua residual
sintética, pero comparándolo con el agua residual urbana real, se
observa que la tendencia de las curvas es similar.
86
Fig. Nº 36.- Concentración de Fósforo Libre en relación a la adición de Al2(SO)4.
de Al2(SO4)3
6
5
4
3
A.B.
2
S.P T.
1
S.D.S.
0
0
5
10
15
20
25
30
35
Fig. Nº 37.- Concentración de Fósforo Libre después de la adición de Al2(SO)4.

Las curvas de remoción de fósforo libre en agua residual real, en
comparación con la de bibliografía tienen la misma tendencia y
magnitud, pero a diferencia de las teóricas, las obtenidas con agua
residual no convergen. Esto lleva a pensar en la existencia de fósforo
ligado a un compuesto del agua residual el cual nunca es precipitado
totalmente, ya sea por su forma en equilibrio o porque se requerirían
dosis de coagulante mucho mayores. También se debe destacar que
para alcanzar similares niveles de fósforo libre se utiliza mas Al+3 en
aguas residuales, esto era de esperar por la presencia de otros
87
compuestos que consumen reactivos sin aportar significativamente a
la eliminación del fósforo.
Esta observación lleva a la conclusión de que resulta inseguro desde
el punto de vista económico y del dimensionado de instalaciones de
almacenamiento, la utilización directa de datos de bibliografía, menos
aún, obtenidos con aguas residuales sintéticas.
Con respecto a las eficiencias de remoción de contaminantes se
tienen los siguientes gráficos:
Tanto como para el Agua Bruta como para la Salida del Pre
Tratamiento, los valores de eficiencia en la remoción son similares,
esto es porque en estas etapas solo se retiran sólidos y arenas, sin
embargo se ve una leve mejora en la remoción del fósforo, esto se
puede deber a que el fosforo este asociado a algún sólido que se
haya retirado en las etapas previas y no existe una influencia mayor
en los otros contaminantes.
% de Remoción en Agua Bruta
1,00
Eficiencia (ɳ)

0,80
0,60
D.Q.O.
0,40
S.S.T.
0,20
P total
0,00
P libre
0
10
20
30
40
Fig. Nº 38.- Porcentaje de Remoción de contaminantes en Agua Bruta.
88
% de Remoción en Salida Pre Tratamiento
Eficiencia (ɳ)
1,00
0,80
0,60
D.Q.O.
0,40
S.S.T.
0,20
P total
0,00
P libre
0
10
20
30
40
Fig. Nº 38.- Porcentaje de Remoción de contaminantes en Salida Pre Tratamiento.

Para la DBO5, la relación DBO/DQO, en el Agua Bruta nos da un valor
de 1.5 (DBO5 promedio de Afluente es de 235 mg/L, y del efluente es
de 10,9 mg/L, datos aportados por Aguas Magallanes S.A.) en cambio
la relación que nos entrega el efluente es de 0.22, valor que se acerca
a la bibliografía.

Resulta interesante que con solo adicionar Al+3, se alcancen altos
rendimientos en la eliminación de DQO y SST (Fig. N° 38), es más, si
se usa la relación anterior para el efluente (DBO/DQO = 0,22), se
puede verificar que este cumple con la normativa en cuanto a materia
orgánica, encontrándose bajo los límites de DBO5, para todas las
tablas del DS90, para dosis iguales o superiores a 20 mg/L.
En cuanto a la eliminación de sólidos suspendidos, se verifica que
para todas las dosis ensayadas, agregadas en cualquier parte del
tratamiento, el sobrenadante cumple con los límites de calidad de
efluente del DS90.
Esto nos puede llevar a concluir que podría evaluarse, sobre todo en
explotaciones temporales o de muy pequeño tamaño, la inclusión de
un sistema de precipitación química como único tratamiento.
Evidentemente esto debería ponderarse en función de costos de
89
operación, simpleza y facilidad de puesta en marcha, la cual es
siempre una limitante en plantas que operan en forma discontinuas,
sobre todo aquellas que lo hacen por temporada.

Con el sistema de tratamiento biológico que se realiza, mucho de los
parámetros analizados, están dentro de la normativa exigida (DS90),
cumpliendo para los valores de DQO , SST, pH, Fósforo total y
Fósforo libre, para las tablas N°1 y 2, descarga a cuerpos fluviales sin
y con poder de dilución respectivamente y la tabla N°5, descarga al
mar Fuera de la Zona de Protección Litoral, sin embargo los valores
del fósforo total y del fósforo libre se encuentran fuera de norma (ver
tabla N° 21 y 22) para la tabla N°3, descargas a cuerpos de aguas
lacustres, y para la N°4, descarga de aguas al mar dentro de la zona
de protección litoral, siendo los valores máximos permisibles para
este parámetro 2 mg/L, y 5 mg/L respectivamente.

Para cualquiera de las dosis aplicadas de aluminio, la calidad del
sobrenadante en cuanto a su contenido de fósforo cumple con las
tablas 1 y 2 de DS90 independientemente del grado de tratamiento,
debido a que el contenido natural del agua residual, es inferior a las
exigencias de la legislación.

En el caso de mayores requerimientos de eliminación del fósforo
(tablas N°3 y N°4 del DS90), se alcanzan valores favorables de
calidad con dosis superiores a 20 mg/L agregadas al efluente del
decantador secundario, cumpliendo en este caso con la tabla N°4. En
el rango de las dosis estudiadas no se logró para ningún grado de
tratamiento cumplir con los límites de la tabla N°3.
90
CONCLUSIONES
CAPÍTULO 7.
CONCLUSIONES
1. Debido a los valores que presenta el Agua Residual analizada, se
puede determinar que esta corresponde por bibliografía a un Agua
Residual de Concentración Media.
2. Las
variaciones
en
las
condiciones
pluviométricas
inciden
directamente en los valores de la carga contaminante de entrada a la
Planta de Tratamiento de Aguas
3. Tanto los valores de Fósforo total, DBO5, Sólidos Suspendidos
Totales y pH en el afluente del sistema de tratamiento analizado
(agua bruta), están todos por sobre la normativa vigente (DS 90), por
lo que se hace necesario un sistema de tratamiento.
4. Los valores de fósforo que se obtienen después de la adición de
sulfato de aluminio en aguas reales, se asemejan a los aportados por
la bibliografía para aguas sintéticas, sin embargo, y a pesar de esta
similitud, comparando las curvas de remoción de fósforo libre teórica y
real señalan que las dosis a agregar de coagulante son mucho
mayores en un agua real que en un agua sintética.
5. La no convergencia de las curvas de precipitación de fósforo en el
agua analizada a valores cercanos a cero se puede deber a que en el
agua residual real el comportamiento del fosforo es desconocido, y
siempre queda parte de éste dentro del tratamiento, posiblemente
asociado a algún compuesto que no precipita. La situación anterior no
se presenta en aguas residuales sintéticas.
6. La adición de Al+3 entrega altas eficiencias en la remoción de la
materia orgánica y de sólidos suspendidos, lográndose calidades de
91
CONCLUSIONES
efluentes que cumple con todas las tablas del DS90, desde la menor
dosis utilizada en este estudio (5 mg Al+3/L).
7. Para aguas residuales de carga contamínate media como la
analizada, no se hace necesario un tratamiento específico para el
fósforo, ya que su contenido es inferior al exigido por las tablas N°1 y
N°2 del DS90.
8. Dosis de 20 mg/L de aluminio aplicadas al efluente de un proceso
biológico, cumplen con la tabla N°4 del DS90, sin embargo no se
encontraron en este estudio dosis para cumplir con la tabla N°3 del
citado decreto. Para el cumplimiento de esta tabla debería estudiarse
la incorporación de otros agentes precipitantes u otras tecnologías de
mayor eficiencia en la eliminación de fósforo.
9. Se concluye que el punto en el tratamiento para la adición del
coagulante depende esencialmente de la calidad del efluente
deseado, la cual está relacionada con el cuerpo receptor de dicho
efluente.
10. Los altos niveles de eliminación de contaminante obtenidos mediante
la adición de Al+3, hacen interesante la evaluación de este proceso
como tratamiento único, especialmente en aquellos casos en que el
tratamiento biológico presente inconvenientes en su aplicación.
92
BIBLIOGRAFIA
CAPÍTULO 8.
BIBLIOGRAFIA
 American Public Health Association (APHA), Estándar Methods for the
Examination of Water and Wastewater, 20th ed., Washington DC,
USA, 1998.
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from
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54100 Sakarya, Turkey. Journal of Hazardous Materials B100 (2003)
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 Ramalho, R.S. Tratamiento de aguas residuales. Editorial Reverté
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procesos de eliminación biológica de materia orgánica y nutrientes de
las aguas residuales. Francisca García Usach. Tesis doctoral UPV.
(2002)
93
BIBLIOGRAFIA
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Inc. (1995), New York, NY.
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República de Chile.
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 Nutrient removal and sludge production in the coagulation –
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Murcia, Campus Espinardo, 30071, Murcia, Spain. Water research 36
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of polyphosphate granules. Christiane Schönborn, Hans-Dietrich
Bauer. Institute for Solid State and Materials Research, Helmholtzstr.
20, D 01069 Dresden, Germany.
 Norma Chilena Oficial NCh 411/2 Of 96, Calidad del agua – Muestreo
– Parte 2: Guía sobre técnicas de muestreo.
 NCh 411/3 Of 96, Calidad del agua – Muestreo – Parte 3: Guía sobre
la preservación y manejo de las muestras.
 NCh 411/10 Of 97, Calidad del agua – Muestreo – Parte 10: Guía
para el muestreo en aguas residuales.
 NCh 2313/1, Of 95, Decreto Supremo N°545 de 1995 del Ministerio de
Obras Públicas: Aguas Residuales – Métodos de análisis Parte 1:
Determinación pH.
 NCh 2313/3, Of 95, decreto Supremo N°545 de 1995 del Ministerio de
Obras Públicas: Aguas residuales – Métodos de análisis Parte 3:
94
BIBLIOGRAFIA
Determinación de Sólidos Suspendidos Totales secados a 103° C –
105° C.
 NCh 2313/15, Of 97, Decreto Supremo N°949 de 1997 del Ministerio
Determinación de Fósforo Total.
 NCh 2313/24, Of 97, Decreto Supremo N°1144 de 1997 del Ministerio
Determinación de la Demanda Química de Oxigeno (DQO).
 Decreto Supremo 90 (DS90), Establece Norma de Emisión para la
Regulación de Contaminantes Asociados a las descargas de
Residuos Líquidos a Aguas Marinas y Continentales Superficiales,
Ministerio Secretaría General de la Presidencia de la República,
República de Chile.
Otras fuentes de búsqueda
 www.elsevier.com/locate/watres
 www.lenntech.com/espanol/coagulacion.htm
 www.lenntech.com/espanol/floculacion.htm
 www.uc.cl/quimica/agua/potabiliz.htm
 www.virtual.unal.edu.co/cursos/sedes/manizales/4080004.htm
 www.conama.cl
 www.elsevier.com/locate/chemosphere
 www.elsevier.com/locate/jhazmat
95
GLOSARIO
A continuación se presentan una serie de términos ocupados en este trabajo
de tesis.
Acidez: La capacidad cuantitativa del agua de neutralizar una base,
expresada en equivalente de carbonato de calcio en ppm o del mg/l. El
número de los átomos de hidrógeno que están presente determina esto. Es
medido generalmente por medio de una valoración con una solución de
hidróxido sódico estándar.
Aerobio: Un proceso que ocurre en presencia del oxígeno, tal como la
digestión de la materia orgánica por las bacterias en una cámara de
oxidación.
Afinidad: La agudeza con la que un cambiador de un ion toma y se aferra a
un contador-ion. Las afinidades se ven muy afectadas por la concentración
del electrolito que rodea al cambiador del ion.
Agentes contaminantes biodegradables: Agentes contaminantes que son
capaces de ser descompuestos bajo condiciones naturales.
Aglomeración: Proceso de unir partículas más pequeñas para formar una
masa más grande.
Agua contaminada: La presencia en el agua de suficiente material
perjudicial o desagradable para causar un daño en la calidad del agua.
Agua potable: Agua que es segura para beber y para cocinar.
Aguas brutas: Entrada antes de cualquier tratamiento o uso.
Aguas grises: Aguas domésticas residuales compuestas por agua de lavar
procedente de la cocina, cuarto de baño, aguas de los fregaderos, y
lavaderos.
Aguas hipo anóxicas: Aguas con una concentración de oxígeno disuelto
menor que 2 mg/L, el nivel generalmente aceptado como mínimo requerido
para la vida y la reproducción de organismos acuáticos.
Aguas negras: Aguas que contiene los residuos de seres humanos, de
animales o desechos de alimentos.
Aguas receptoras: Un río, un lago, un océano, una corriente de agua u otro
curso de agua, dentro del cual se descargan aguas residuales o efluentes
tratados.
Aguas residuales: Fluidos residuales en un sistema de alcantarillado. El
gasto o agua usada por una casa, una comunidad, una granja, o industria
que contiene materia orgánica disuelta o suspendida.
Aguas residuales brutas: Aguas residuales sin tratar y sus contenidos.
Aguas residuales municipales: Residuos líquidos, originados por una
comunidad. Posiblemente han sido formados por aguas residuales
domésticas o descargas industriales.
Aireación: Técnica que se utiliza en el tratamiento de aguas que exige una
fuente de oxígeno, conocida comúnmente como purificación biológica
aeróbica del agua. El agua es traída para ponerla en contacto con las
burbujas de aire o rociando el aire se trae en contacto con agua por medio
de instalaciones de la aireación. El aire es presionado a través de la
superficie del agua, este burbujea y el agua se provee de oxígeno.
Aireación mecánica: Uso de la energía mecánica para inyectar aire al agua
para causar una corriente residual que absorba oxígeno.
Alcalinidad: La alcalinidad significa la capacidad tapón del agua; la
capacidad del agua de neutralizar. Evitar que los niveles de pH del agua
lleguen a ser demasiado básico o ácido. Es También añadir carbón al agua.
La alcalinidad estabiliza el agua en los niveles del pH alrededor de 7. Sin
embargo, cuando la acidez es alta en el agua la alcalinidad disminuye,
puede causar condiciones dañinas para la vida acuática. En química del
agua la alcalinidad se expresa en PPM o el mg/l de carbonato equivalente
del calcio. La alcalinidad total del agua es la suma de las tres clases de
alcalinidad; alcalinidad del carbonato, del bicarbonato y del hidróxido.
Alcantarilla combinada: Un sistema de alcantarilla que transporta tanto
aguas residuales como agua de lluvia de escorrentía.
Algas: Organismos uni o multicelular que se encuentran comúnmente en el
agua superficial, tal como lenteja de agua. Producen su propio alimento por
medio de la fotosíntesis. La población de las algas se divide en algas verdes
y en algas azules, de las cuales las algas azules son muy dañinas para la
salud humana. El crecimiento excesivo las algas puede hacer que el agua
tenga olores o gusto indeseables. La descomposición de las algas disminuye
las fuentes de oxígeno en el agua.
Anaerobio: Un proceso que ocurre en ausencia de oxígeno, tal como la
digestión de la materia orgánica por las bacterias en un UASB-reactor.
Bacterias: Pequeños microorganismos unicelulares, que se reproducen por
la fisión de esporas.
Bacteria coliforme: Bacteria que sirve como indicador de contaminantes y
patógenos cuando son encontradas en las aguas. Estas son usualmente
encontradas en el tracto intestinal de los seres humanos y otros animales de
sangre caliente.
Bioacumulación: El aumento en la concentración de una sustancia en
organismos vivos, debido al contacto de éste con aire, agua, o alimento
contaminado, debido a la lenta metabolización y excreción.
Biopelícula: Población de varios microorganismos, contenidos en una capa
de productos de excreción, unida a una superficie.
Bioremediación: El tratamiento biológico de las aguas residuales y del lodo,
induciendo la interrupción de productos orgánicos y de hidrocarburos para
dar dióxido de carbono y agua.
Cámara de contacto con cloro: Parte de la planta de tratamiento de agua
donde el efluente es desinfectado por cloro.
Capacidad de asimilación: La capacidad del agua natural de recibir aguas
residuales o materiales tóxicos sin que tengan efectos negativos y sin daño
para la vida acuática o para los seres humanos que consumen ese agua.
Capacidad de reserva: Extra capacidad de tratamiento construida dentro
de las plantas de tratamiento de aguas residuales y alcantarillado con la
capacidad de alcanzar incrementos de flujos futuros debido al crecimiento de
la población.
Caudal: Flujo de agua superficial en un río o en un canal.
Caudal de agua cero: Cuando solo el caudal de agua que entra a un
sistema de alcantarillado es agua normal doméstica y sanitaria, porque toda
la industrial y la de la agricultura es reciclada dentro de la planta.
Caudal de agua subterránea: Aguas subterráneas que entran en zonas
costeras, las cuales han sido contaminadas por la infiltración en la tierra de
lixiviados, inyección en pozos profundo de aguas peligrosas y tanques
asépticos.
Cámara de almacenamiento de agua: Una charca para líquidos residuales,
diseñada para lograr algún grado de tratamiento bioquímico.
Cámara de oxidación: Cuerpo de agua construido por el hombre en el cual
los residuos son consumidos por las bacterias.
Cloración: Proceso de purificación del agua en el cual el cloro es añadido al
agua para desinfectarla, para el control de organismos presente. También
usado en procesos de oxidación de productos impuros en el agua.
Coágulos: Residuo sólido precipitado en el filtro después de que la filtración
tenga lugar.
Coagulación: Desestabilización de partículas coloidales por la adición de un
reactivo químico, llamado coagulante. Esto ocurre a través de la
neutralización de las cargas.
Coagulantes: Partículas líquidas en suspensión que se unen para crear
partículas con un volumen mayor.
Coeficiente de ratio cinemático: El número que describe la proporción en
la que los componentes del agua como la demanda biológica de oxígeno
disuelto suben o bajan.
Coloides: Material de muy pequeño tamaño, en el rango de 10-5 a 10-7 mm
de diámetro.
Concentración: La cantidad de material disuelto en una unidad de solución,
expresado en mg/L.
Contaminación por nutrientes: Contaminación de las fuentes de aguas por
una excesiva entrada de nutrientes. En aguas superficiales, la excesiva
producción de algas es la mayor preocupación.
Contaminación térmica: Descarga de agua caliente desde un proceso
industrial que es recibida por un agua superficial, causando la muerte o
lesiones a los organismos acuáticos.
Contaminante: Un compuesto que a concentración suficientemente alta
causa daños en la vida de los organismos.
Contaminantes biológicos: Organismos vivos tales como virus, bacterias,
hongos, y antígenos de mamíferos y de pájaros que pueden causar efectos
dañinos sobre la salud de los seres humanos.
Contaminantes tóxicos del agua: Compuestos que no son encontrados de
forma natural en el agua y vienen dados en concentraciones que causan la
muerte, enfermedad, o defectos de nacimiento en organismos que los
ingieren o absorben.
DBO (Demanda Biológica de Oxígeno): La cantidad de oxígeno (medido
en el mg/l) que es requerido para la descomposición de la materia orgánica
por los organismos unicelulares, bajo condiciones de prueba. Se utiliza para
medir la cantidad de contaminación orgánica en aguas residuales.
DBO 5: La cantidad de oxígeno disuelto consumido en cinco días por las
bacterias que realizan la degradación biológica de la materia orgánica.
Decantar: Retirar la capa superior de un líquido después de que materiales
pesados (un sólido o cualquier otro líquido) se haya depositado.
DQO (Demanda Química de Oxígeno): Cantidad de oxígeno (medido en
mg/L) que es consumido en la oxidación de materia orgánica y materia
inorgánica oxidable, bajo condiciones de prueba. Es usado para medir la
cantidad total de contaminantes orgánicos presentes en aguas residuales.
En contraposición al DBO, con el DQO prácticamente todos los compuestos
son oxidados.
Descarga: La liberación de contaminantes que fueron capturados por un
medio de filtración.
Descarga indirecta: Introducción de contaminantes desde una fuente no
doméstica en un sistema de tratamiento de aguas residuales público.
Descargadores indirectos que pueden ser comercializados o facilitados por
industrias cuyas aguas residuales entran en el alcantarillado local.
Descarga municipal: Descarga de efluentes procedentes de las plantas de
tratamiento de aguas residuales, el cual recibe agua residuales de las casas,
de establecimientos comerciales, e industrias en cuencas de drenaje
costeras.
Descomposición: La ruptura de la materia orgánica por bacteria y fungi,
para cambiar la apariencia de la estructura química y física de la materia
orgánica.
Desinfección: La descontaminación de fluidos y superficies. Para
desinfectar un fluido o una superficie una variedad de técnica están
disponibles, como desinfección por ozono. A menudo desinfección significa
eliminación de la presencia de microorganismo con un biocida.
Desinfectantes: Fluidos o gases para desinfectar filtros, tuberías, sistemas,
etc.
Desnitrificación: Eliminación de productos nitritos y nitratos del agua para
producir una calidad que responda a los estándares comunes.
Digestor: Tanque cerrado para el tratamiento de aguas residuales, en el
cual las bacterias actúan induciendo la ruptura de la materia orgánica.
Efluente: La salida o flujos salientes de cualquier sistema que despacha
flujos de agua, a un tanque de oxidación, a un tanque para un proceso de
depuración biológica del agua, etc. Este es el agua producto dada por el
sistema.
Escherichia coli (E. coli): Bacteria coliforme que está a menudo asociada
con el hombre y desechos a animales y es encontrada en el intestino. Es
usada por departamentos de salud y laboratorios privados para medir la
calidad de las aguas.
Eutrófico: Referente al agua que está enriquecida en nutrientes como el
nitrógeno y el fósforo.
Eutrofización: Enriquecimiento del agua, la cual causa un crecimiento
excesivo
de
plantas
acuáticas
e
incrementan
la
actividad
de
microorganismos anaeróbicos. Como resultado los niveles de oxígenos
disminuyen rápidamente y el agua se asfixia, haciendo la vida imposible para
los organismos acuáticos aeróbicos.
Filtración: Separación de sólidos y líquidos usando una sustancia porosa
que solo permite pasar al líquido a través de él.
Filtración de arena: La filtración de arena es frecuentemente usada y es un
método muy robusto para eliminar los sólidos suspendidos en el agua. El
medio de filtración consiste en múltiples capas para arenas con variedad en
el tamaño y gravedad específica. Filtros de arena pueden ser suministrados
para diferentes tamaños y materiales ambas manos operan de totalmente de
forma automática.
Filtrado: Un líquido que ha sido pasado a través de un medio de filtro.
Floculación: Acumulación de partículas desestabilizadas y micro partículas,
y posteriormente la formación de copos de tamaño deseado. Uno debe
añadir otra sustancia química llamada floculante en orden de facilitar la
formación de copos llamados flóculos.
Flóculo: Masa floculada que es formada por la acumulación de partículas
suspendidas. Puede ocurrir de forma natural, pero es usualmente inducido e
orden de ser capaz de eliminar ciertas partículas del agua residual.
Flotación: Proceso de separación sólido-líquido o líquido-líquido, el cual es
aplicado para partículas cuya densidad es más pequeña que la densidad del
líquido que las contiene. Hay tres tipos: flotación natural, ayudada e
inducida.
Flotación de aire disuelto (FAD): Un proceso donde se induce la flotación
con muchas burbujas de aire o 'micro burbujas', de 40 a 70 micras.
Flotación mecánica: Un término utilizado en la industria mineral para
describir el uso de dispersar aire para producir burbuja que miden entre 0.2 a
2 mm de diámetro.
Flujo: El ratio del caudal de un recurso, expresado en volumen por unidad
de tiempo.
Flujo entrante: Una corriente de agua que entra en cualquier sistema o
unidad de tratamiento.
Hipoclorito: Un anión que forma compuestos como hipoclorito de calcio y
de sodio. Esos productos son a menudo utilizados para desinfectar y
blanquear.
Índice de Coliformes: Una posición de la pureza del agua basada en un
conteo de bacterias Coliformes.
Infiltración: Penetración del agua en un medio, por ejemplo el suelo.
Infraestructura para las aguas residuales: El plan o la red para la
colección tratamiento y traspaso del agua de cloaca de una comunidad.
Inhibidor: Sustancia química que interfiere en una reacción química, como
la precipitación.
Ión: Un átomo en solución que está cargado, o sea positivamente (cationes)
o negativamente (aniones).
Ión cambiador: El reemplazo de iones indeseados con una cierta carga por
iones deseados de la misma carga en una solución, por un ión permeable
absorbente.
Iones dipolares: Iones que actúan tanto como cationes o como aniones de
acuerdo con el ambiente en el cual se encuentren. En tecnología del agua
son usualmente macromoléculas orgánicas.
Laguna aireada: Un depósito para el tratamiento de aguas que acelera la
descomposición biológica de la materia orgánica estimulando el crecimiento
y la actividad de las bacterias, que son responsables de la degradación.
Lodo activado: Proceso biológico dependiente del oxígeno que sirve para
convertir la materia orgánica soluble en biomasa sólida, que es eliminada por
gravedad o filtración.
Lodos: Residuo semisólido, que contiene microorganismos y sus productos,
de cualquier sistema de tratamiento de aguas.
Lodos residuales: Lodos producidos por un sistema de alcantarillado
público.
Materia orgánica: Sustancias de material de plantas y animales muertos,
con estructura de carbono e hidrógeno.
Microorganismos: Organismos que son tan pequeño que sólo pueden ser
observados a través del microscopio, por ejemplo bacterias, fungi, levaduras,
etc.
Muestra compuesta: Una serie de muestras de agua adquirida en un
periodo de tiempo dado y ponderada por un ratio de flujo.
Muestra puntual: Muestra tomada a una hora fecha y lugar especifico.
Moléculas: Combinación de dos o más átomos del mismo o de diferente
elemento que permanecen junto por enlaces químicos.
Monitorización del agua: Proceso constante de control de un cuerpo de
agua por muestreo y análisis.
Neutralización: La adición de sustancias para neutralizar el agua, tal que no
sea ácida ni tampoco básica. Neutralización no significa especialmente pH
de 7.0, solamente significa el punto de equivalencia de una reacción ácidobase.
Nitrificación: Proceso biológico, durante el cual bacterias nitrificantes
convierten el amoniaco tóxico en nitrato para disminuir su efecto dañino.
Esto es comúnmente utilizado para eliminar sustancias de nitrógeno de las
aguas residuales, pero en lagos y en pantanos esto ocurre de forma natural.
Nutriente: Cualquier sustancia que promueve el crecimiento de organismos
vivos. El término es generalmente aplicado para el nitrógeno y el fósforo en
aguas residuales, pero es también aplicado a otros elementos esenciales y
elementos traza.
No potable: Agua que es insegura o desagradable para beber debido a su
contenido en contaminantes, minerales o agentes infecciosos.
Oxidación: Reacción química en la cual los iones son transfieren los
electrones, para incrementar la valencia positiva.
Oxidación biológica: Descomposición de materiales orgánicos complejos
por microorganismos a través de la oxidación.
Oxígeno disuelto: La cantidad de oxígeno disuelto en agua para un cierto
tiempo, expresado en ppm o mg/L.
Ozono: Un inestable agente oxidante, que consiste en tres átomos de
oxígeno y puede ser formado en la capa de ozono de la atmósfera. Es
producido por descarga eléctrica a través de oxígeno o por lámparas UV
especialmente diseñadas.
Parámetro: Una variable, propiedad medible cuyo valor está determinado
por las características del sistema en el caso del agua por ejemplo, estas
pueden ser la temperatura, la presión, la densidad, etc.
Parte alícuota: Una porción de una muestra tomada para el análisis. Unas o
más partes alícuotas forman una muestra.
Partes por millón: Expresado como ppm; medida de la concentración. Un
ppm es una unidad de peso de soluto por peso de solución. En análisis de
agua un ppm es equivalente a mg/l.
Patógeno: Enfermedad producida por microorganismos.
pH: El valor que determina si una sustancia es ácida, neutra o básica,
calculado por el número de iones de hidrógeno presente. Es medido en una
escala desde 0 a 14, en la cual 7 significa que la sustancia es neutra.
Valores de pH por debajo de 7 indica que la sustancia es ácida y valores por
encima de 7 indican que la sustancia es básica.
Planta de tratamiento: Una estructura construida para tratar el agua
residual antes de ser descargada al medio ambiente.
Precipitado: Producto insoluble de una reacción química en un medio
acuoso.
Pre-tratamiento: Proceso utilizado para reducir o eliminar los contaminantes
de las aguas residuales antes de que sean descargadas.
Proceso de precipitación: La alteración de compuestos disueltos a
insolubles o compuestos malamente soluble, en orden de ser capaz de
eliminar los compuestos por filtración.
Recirculación: Reciclar el agua después de ser usada. A menudo esta tiene
que pasar por un sistema de purificación de aguas residuales antes de poder
ser re usada.
Residuo: Los residuos secos restantes después de la evaporación de una
muestra de agua o de lodo.
SDT: Sólidos disueltos totales. El peso por unidad de volumen de agua de
sólidos suspendidos en un medio de filtro después de la filtración o
evaporación.
Sedimentación: Asentamiento de partículas sólidas en un sistema líquido
debido a la gravedad.
Sedimentos: Suelo, arena, y minerales lavados desde el suelo hacia la
tierra generalmente después de la lluvia.
Sistema de aguas residuales: Todo el sistema de recolección de aguas
residuales, tratamiento, y traspaso.
Sistema de alcantarillado: Tuberías que colectan y transportan aguas
residuales desde fuentes individuales hasta una alcantarilla mayor que la
transportará a continuación hacia una planta de tratamiento.
Sólidos disueltos: Materiales sólidos que se disuelven totalmente en agua
y pueden ser eliminados por filtración.
Sólidos sedimentables: Producto sedimentables y son eliminados en ese
camino. Aquellos sólidos suspendidos en las aguas residuales que se
depositan después de un cierto periodo de tiempo.
Sólidos suspendidos: Partículas sólidas orgánicas o inorgánicas que se
mantienen en suspensión en una solución.
Sólidos totales: Todos los sólidos en el agua residual o aguas de desecho,
incluyendo sólidos suspendidos y sólidos filtrables.
ST: Sólidos totales. El peso de todos los sólidos presentes en el agua por
unidad de volumen. Esto es usualmente determinado por evaporación. El
peso total concierne tanto a materia suspendida y disuelta orgánica e
inorgánica.
Tamaño de partícula: Los tamaños de partícula vienen determinado, por la
más pequeña dimensión, por ejemplo el diámetro. Esta es usualmente
expresada en tamaño de micras.
Tanque de aireación: Un tanque que se utiliza para inyectar el aire en el
agua.
Test de la jarra: Prueba de laboratorio con diferentes dosis químicas,
mezcla a velocidad, tiempo de asentamiento, para estimar el mínimo o la
dosis ideal de coagulante requerida para alcanzar los objetivos de calidad en
un agua.
Tratamiento de agua avanzado: Es el nivel de tratamiento de aguas que
requiere una reducción del 85 por ciento en la concentración del agente
contaminador, también conocido como tratamiento terciario.
Tratamiento de aguas residuales avanzado: Cualquier tratamiento de
aguas residuales que incluye el retiro de nutrientes tales como fósforo y
nitrógeno y un alto porcentaje de sólidos suspendidos.
Tratamiento físico y químico: Proceso generalmente usado para facilitar el
tratamiento de aguas residuales. Proceso físico es por ejemplo la filtración.
Tratamiento químico puede ser por ejemplo la coagulación, la cloración, o el
tratamiento con ozono.
Tratamiento primario de aguas residuales: La eliminación de sólidos
suspendidos, flotando o precipitados de un agua residual sin tratar.
Tratamiento secundario: La eliminación o reducción de contaminantes y
DBO del efluente procedente del tratamiento primario de las aguas
residuales.
Tratamiento terciario: Limpieza avanzada de aguas residuales que va más
allá del secundario o el estado biológico, eliminando nutrientes como el
fósforo, nitrógeno y la mayoría de la DBO y sólidos suspendidos.
Turbidez: Medida de la no transparencia del agua debida a la presencia de
materia orgánica suspendida.
UV: Ultra Violeta. Radiación que contiene una longitud de onda menor que la
luz visible. Es a menudo usada para matar
Zona costera: Tierra y aguas cerca de la costa, cuyos usos y ecología están
afectadas por el mar.
Zona no saturada: La zona por encima del nivel piezométrico donde los
poros del suelo no están totalmente llenos de agua.
Zona saturada: El área por debajo del nivel piezométrico donde todos los
espacios abiertos están llenos de agua.
ANEXO: RESULTADOS DE LABORATORIO
Valores de entrada obtenidos para el Agua Residual Bruta en los distintos
puntos de muestreo:
1. Agua Bruta.
FECHA
09-06-2006
16-06-2006
23-06-2006
13-07-2006
21-07-2006
28-07-2006
pH
8,42
8,77
7,92
8,65
8,15
8,34
DQO
347,2
351,5
320,1
353,8
337,0
341,4
SST
128
120
115
129
127
132
P. total
7,85
7,58
7,20
7,73
7,79
7,87
P. libre
6,02
5,90
5,24
5,86
5,78
5,93
N° Muestras
Promedio
Desv. Stand.
Inter. Conf.
Máximo
Mínimo
6
8,38
0,314
0,086
8,77
7,92
6
341,8
12,340
3,398
353,8
320,1
6
125
6,369
1,754
132
115
6
7,67
0,253
0,070
7,87
7,20
6
5,79
0,280
0,077
6,02
5,24
2. Salida Pre Tratamiento.
FECHA
09-06-2006
16-06-2006
23-06-2006
13-07-2006
21-07-2006
pH
8,48
8,55
7,77
8,61
8,51
DQO
321,2
310,0
258,3
319,4
327,2
SST
111
115
102
125
113
P. total
7,28
7,32
7,18
7,34
7,21
P. libre
5,64
5,51
5,25
5,68
5,73
28-07-2006
8,56
309,4
116
7,27
5,69
N° Muestras
Promedio
Desv. Stand.
Inter. Conf.
Máximo
6
8,41
0,318
0,088
8,61
6
307,6
25,091
6,909
327,2
6
114
7,474
2,058
125
6
7,27
0,062
0,017
7,34
6
5,58
0,180
0,050
5,73
Mínimo
7,77
258,3
102
7,18
5,25
3. Licor Mezcla.
FECHA
09-06-2006
16-06-2006
23-06-2006
13-07-2006
21-07-2006
28-07-2006
N° Muestras
Promedio
Desv. Stand.
Inter. Conf.
Máximo
Mínimo
pH
6,87
6,88
6,86
6,78
6,80
6,85
6
6,84
0,040
0,011
6,88
6,78
DQO
4620
4736
3670
4747
4265
4540
6
4430
411,619
113,343
4747
3670
SST
7436
7855
6735
7837
7515
7868
6
7541
436,916
120,309
7868
6735
P. total
50,1
48,7
39,4
49,3
46,8
47,7
6
47,0
3,901
1,074
50,1
39,40
P. libre
37,1
35,3
29,8
32,5
32,1
36,2
6
33,8
2,810
0,774
37,1
29,8
SST
5,2
4,7
4,8
4,3
4,6
4,7
6
5
0,293
0,081
5,2
4,3
P. total
7,43
6,87
6,94
6,26
6,72
6,12
6
6,72
0,479
0,132
7,43
6,12
P. libre
5,27
5,31
4,82
5,03
5,11
4,97
6
5,09
0,185
0,051
5,31
4,82
4. Salida Decantador Secundario.
FECHA
09-06-2006
16-06-2006
23-06-2006
13-07-2006
21-07-2006
28-07-2006
N° Muestras
Promedio
Desv. Stand.
Inter. Conf.
Máximo
Mínimo
pH
7,14
7,21
7,20
7,18
7,12
7,09
6
7,16
0,048
0,013
7,21
7,09
DQO
55,2
48,7
47,9
49,1
48,3
47,3
6
49,4
2,901
0,799
55,2
47,3
Valores obtenidos en Laboratorio para el Agua Residual Bruta en los
distintos puntos de muestreo:
1. Sólidos Suspendidos Totales.
Dosis Al+3
5
10
15
20
25
30
A.B.
47,8
43,1
42,7
36,5
28,7
23,7
S.P T.
41,2
36,0
32,7
24,3
17,2
16,1
S.D.S.
3,0
3,0
3,0
1,0
2,0
1,0
L.M.
61,4
55,3
47,5
33,5
28,2
19,0
2. Demanda Química de Oxigeno.
Dosis Al+3
5
10
15
20
25
30
A.B.
135
130,0
110,0
80,0
73,0
67,0
S.P T.
121
117,0
98,0
73,0
67,0
60,0
S.D.S.
51,0
48,0
47,0
38,0
34,0
32,0
L.M.
187,0
180,0
153,0
110,0
93,0
43,0
A.B.
5,02
4,62
3,59
2,98
2,55
2,24
S.P T.
4,71
4,32
3,24
2,51
1,85
1,66
S.D.S.
3,27
2,93
2,12
1,71
1,12
0,79
L.M.
28,20
25,61
20,54
20,11
18,71
16,15
3. Fósforo Libre.
Dosis Al+3
5
10
15
20
25
30
4. Fósforo Total.
Dosis Al+3
5
10
15
20
25
30
A.B.
7,62
7,33
6,48
5,74
4,97
4,54
S.P T.
7,01
6,78
5,89
5,46
4,72
4,39
S.D.S.
6,23
5,93
5,61
4,76
4,06
3,83
L.M.
45,20
38,12
35,60
30,57
24,78
21,20
Datos de porcentaje de remoción de contaminantes en los cuatro puntos de
muestreo.
1. Agua Bruta.
Dosis Al+3
5
10
15
20
25
30
DQO
0,61
0,63
0,66
0,77
0,78
0,80
SST
0,63
0,64
0,63
0,72
0,77
0,82
P total
0,03
0,03
0,10
0,26
0,36
0,42
P libre
0,17
0,22
0,31
0,49
0,56
0,62
% de Eficiencia
Eficiencia (ɳ)
1,00
0,80
0,60
D.Q.O.
0,40
S.S.T.
0,20
P total
P libre
0,00
0
10
20
30
40
2. Salida Pre Tratamiento.
Dosis Al+3
5
10
15
20
25
30
DQO
0,62
0,62
0,62
0,77
0,80
0,81
SST
0,63
0,69
0,68
0,81
0,85
0,86
P total
0,04
0,07
0,18
0,26
0,35
0,40
P libre
0,16
0,22
0,38
0,56
0,68
0,71
% de Eficiencia
Eficiencia (ɳ)
1,00
0,80
0,60
D.Q.O.
0,40
S.S.T.
0,20
P total
0,00
P libre
0
10
20
30
40
3. Licor Mezcla.
Dosis Al+3
5
10
15
20
25
30
DQO
0,96
0,96
0,96
0,98
0,98
0,99
SST
0,99
0,99
0,99
1,00
1,00
1,00
P total
0,10
0,22
0,10
0,38
0,47
0,56
P libre
0,24
0,27
0,31
0,38
0,42
0,55
% de Eficiencia
Eficiencia (ɳ)
1,20
1,00
0,80
D.Q.O.
0,60
S.S.T.
0,40
P total
0,20
P libre
0,00
0
10
20
30
40
4. Salida Decantador Secundario.
Dosis Al+3
5
10
15
20
25
30
DQO
0,08
0,01
0,02
0,23
0,30
0,32
SST
0,42
0,36
0,38
0,77
0,57
0,79
P total
0,16
0,14
0,19
0,24
0,40
0,37
P libre
0,38
0,45
0,56
0,66
0,78
0,84
% de Eficiencia
Eficiencia (ɳ)
1,00
0,80
0,60
D.Q.O.
0,40
S.S.T.
0,20
P total
P libre
0,00
0
5
10
15
20
25
30
35

precipitación química del fósforo mediante la adición de sulfato de

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