Etapas de una Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (AR)

Pretatamiento: Eliminación de los constituyentes de las AR cuya presencia puede provocar problemas de mantenimiento y funcionamiento de los procesos, operaciones o equipos auxiliares de la planta depuradora.

Tratamiento primario: Elimina una fracción de los sólidos en suspensión y de materia orgánica del agua residual.

Tratamiento secundario: Eliminación de los sólidos en suspensión y los compuestos orgánicos biodegradables.

Tratamiento avanzado: Procesos de desinfección, control y eliminación de nutrientes, eliminación de compuestos tóxicos.

Parámetros más Significativos para Determinar un ARU

pH, SS, aceites, grasas y materia orgánica

Isocinetismo

Es la relación entre la velocidad del gas en el conducto y la velocidad de aspiración de la sonda isocinética. Durante el muestreo, ambas velocidades deben ser iguales, admitiéndose isocinetismo entre 95-115%.

Efecto Invernadero

Es uno de los principales factores que provocan el calentamiento global de la Tierra, debido a la acumulación de los gases invernadero: CO2, H2O, O3, CH4 y CF’s. Cuando la radiación infrarroja choca con las moléculas de estos gases, es absorbida por ellas. Estas moléculas que vibran, se mueven y emiten energía en forma de rayos invisibles e infrarrojos, provocan el efecto invernadero, que mantiene caliente la atmósfera terrestre. El aumento del efecto invernadero es provocado por la actividad humana, principalmente desde la revolución industrial, por la quema de combustibles fósiles y la producción de nuevos productos químicos.

Tipos de Sólidos en la Caracterización de un Agua

Tipos de partículas: sólidos totales (ST), sólidos en suspensión (SS), sólidos totales disueltos (STD = ST – SS), sólidos totales volátiles (STV), sólidos volátiles en suspensión (SVS)

Partes de un Equipo de Muestreo

Lanza (capta el gas), caja caliente (retiene partículas), caja fría (absorción del SO2 y la humedad), unidad de control (controlar las condiciones de muestreo), cordón umbilical (conectar todas las partes del equipo)

Inversión Térmica

Una inversión térmica es una derivación del cambio normal de las propiedades de la atmósfera con el aumento de la altitud. Usualmente corresponde a un incremento de la temperatura con la altura, o bien a una capa de inversión donde ocurre dicho incremento. En efecto, el aire no puede elevarse en una zona de inversión, puesto que es más frío y, por tanto, más denso en la zona inferior. Una inversión térmica puede llevar a que la contaminación aérea, como el smog, quede atrapada cerca del suelo, con efectos nocivos para la salud. Una inversión también puede detener el fenómeno de convección, pues actúa como una capa aislante.

Procesos Aeróbicos, Anaeróbicos y Anóxicos

Aeróbicos: Es un proceso de respiración en el que el oxígeno molecular libre actúa como aceptor final de electrones.

Anaeróbicos: Es un proceso de respiración que no requiere oxígeno molecular libre.

Anóxicos: Es aquel en el que los compuestos orgánicos actúan como aceptor final de electrones.

La Conductividad

Es una medida de la capacidad de una solución acuosa para conducir la corriente eléctrica. Cuantos más iones contenga la solución, mayor movilidad iónica, y mayor es la conductividad.

Agua pura: Conductividad muy baja, solo tiene iones H+ y OH-.

Agua de mar: Conductividad muy alta, por las sales que contiene.

Sistemas para Reducción de la Concentración de Partículas Gaseosas

Cámaras de sedimentación (tamaño > 100u), sedimentador centrífugo (tamaño > 50u), lavadores y absorbedores húmedos (tamaño > 10u), filtros (tamaño > 0.01u), precipitador electrostático (tamaño > 0.001u).

Tanque de Homogeneización

Consiste en un gran depósito de aguas residuales donde se busca homogeneizar el flujo entrante, tanto en caudal como en composición.

DBO, DQO y COT

DBO: Demanda bioquímica de oxígeno. Es la cantidad de oxígeno que necesitan los organismos vivos en una muestra de agua cuando se descompone la materia orgánica a 20º y durante 5 días. Se aplica a las AR y es el potencial que posee el AR para reducir los niveles de oxígeno en el medio acuático receptor. Se calcula como: DBO = factor de dilución x (concentración inicial de oxígeno disuelto – concentración final de oxígeno disuelto)

DQO: Demanda química de oxígeno. Mide el carbono orgánico total, a excepción de algunos aromáticos. Es la cantidad de oxígeno que se necesita para oxidar químicamente las sustancias orgánicas en el agua. Se emplea un agente oxidante (K2Cr2O7) en medio ácido, con un tiempo de ensayo de 2 horas.

COT: Carbono orgánico total. Se trata de un ensayo instrumental.

La principal diferencia entre DBO y DQO es que la primera mide la cantidad de materia orgánica biodegradable, mientras que la segunda indica el carbono orgánico total.

La diferencia entre DQO y COT se expresa en términos del O2, mientras que el COT se refiere a la cantidad del carbono presente en la materia, por lo que se mide en mg C/l.

DBON

Se diferencia de la DBO en que mientras esta mide los compuestos carbonosos, la DBON da una indicación acerca de los compuestos nitrogenados presentes en el agua residual, pues estos también ejercen una demanda de oxígeno.

Clasificación de los Contaminantes Atmosféricos

1) De acuerdo a su composición química: compuestos de azufre, de nitrógeno, de carbono, halogenados, sustancias tóxicas y compuestos radiactivos.

2) De acuerdo a su estado físico: sólido, líquido y gaseoso, siendo el aerosol el conjunto de sólido y líquido.

3) Según su origen: contaminantes primarios, aquellos que se emiten directamente de las fuentes contaminantes, y contaminantes secundarios, aquellos que se forman por reacción química de los primarios.

Ozono Troposférico y Estratosférico

El ozono troposférico se considera un contaminante secundario, creado por las reacciones de la luz solar con los óxidos de nitrógeno fundamentalmente, teniendo efectos perjudiciales para los receptores: plantas, animales y humanos. Mientras que el ozono estratosférico, cuya capa se encuentra en la estratosfera, tiene carácter beneficioso para la salud, ya que absorbe las radiaciones ultravioletas y contribuye a mantener el equilibrio térmico de la atmósfera. La emisión de CFC’s afecta negativamente al ozono estratosférico, ya que liberan cloro atómico que destruye las moléculas de ozono.

Propiedades Organolépticas

Olor: Debido a sustancias orgánicas, inorgánicas y otros microorganismos. Umbral de olor: se determina con una muestra de agua.

Sabor: Debido a microorganismos, algas o concentraciones de sales. Umbral de sabor: se expresa como la relación de disolución.

Medio de Retención

Es la cantidad de masa de microorganismos que se encuentran en el reactor, dividido entre la masa de microorganismos purgados del sistema.

Relación F/M

Es un proceso continuo de crecimiento y muerte de microorganismos. El sistema alcanza el equilibrio cuando la cantidad de microorganismos producidos es igual a la cantidad de nutrientes consumidos.

Una relación F/M baja implica: mayor eficiencia, mayor demanda de oxígeno, más energía, menor producción de lodos, tanques de acción más grandes y costosos.

Una relación F/M alta implica: un tratamiento de baja eficiencia.

Métodos para el Control de Contaminación de Óxidos de Nitrógeno

Modificación del proceso de combustión: combustión por etapas, recirculación de los gases de combustión, sistema de reactores catalíticos.

Tratamiento de los NOx:

Vía seca: (reducción catalítica no selectiva, selectiva, no catalítica, incineración con haces de electrones)

Vía húmeda: (absorción directa, absorción con agentes complejantes, absorción con soluciones alcalinas)