Procesos de Tratamiento de Aguas Residuales Curso de Certificación del Colegio de Ingenieros Civiles de Sonora. 19 de Septiembre de 2008.

Cronología del Tratamiento de Aguas Residuales

Introducción Un sistema de manejo de Aguas Residuales puede definirse como la recolección, tratamiento y vertimiento o reutilización de Aguas Residuales provenientes de hogares, conjuntos habitacionales, comunidades aisladas, establecimientos comerciales, industrias o instituciones existentes.

Introducción Ingeniería de Aguas Residuales es la rama de Ingeniería Ambiental en la que los principios básicos de Ciencia e Ingeniería son aplicados para resolver problemas de Tratamiento y Reuso de Aguas Residuales con el objetivo de proteger la Salud Pública de acuerdo con intereses Ambientales, Económicos, Sociales y Políticos.

Aspectos básicos de Biología Un organismo es una colección de estructuras que funcionan coordinadamente y presentan las siguientes 5 características 1.- Organización 2.- Uso de Energía y Metabolismo 3.- Mantenimiento de Constancia Interna 4.- Reproducción, Crecimiento y Desarrollo 5.- Irritabilidad y Adaptación

Organización

Uso de Energía y Metabolismo Se requiere de Energía para mantener la Organización y también para construir nuevas estructuras, repararlas ó descomponerlas y reproducirse. Metabolismo son las reacciones químicas dentro de las células que mantienen la vida, ya sea sintetizando o degradando Bioquímicos.

Uso de Energía y Metabolismo Los Organismos obtienen energía del medio Ambiente para sus procesos vitales. Producers (Autotrofos) obtienen Energía del Ambiente No Vivo, Ejemplo Plantas, Bacterias que obtienen Energía de las Rocas, etc. Consumers (Heterotrofos) obtienen Energía al comer nutrientes que forman otros organismos. Decomposers (Saprófitas) obtienen Nutrientes de organismos muertos, Ejemplo Hongos

Uso de Energía y Metabolismo

Mantenimiento de Constancia Interna Los niveles de químicos que mantienen el ambiente dentro de la célula deben permanecer en un rango constante, esta habilidad para mantener las condiciones constantes se llama Homeostasis, también es la habilidad de sentir y reaccionar ante el medio ambiente para mantener constante las condiciones de vida

Reproducción, Crecimiento y Desarrollo La reproducción transmite instrucciones genéticas de los organismos de una generación a la siguiente. La reproducción ocurre en 2 maneras básicas; Reproducción Asexual en organismos Unicelulares (Bacterias) y Organismos Multicelulares como la papa o los injertos, algunas esponjas y anémonas de mar

Reproducción, Crecimiento y Desarrollo En la Reproducción Sexual el material genético de 2 individuos se juntan para formar un tercer individuo que tiene una nueva combinación de características heredadas.

Reproducción, Crecimiento y Desarrollo

Irritabilidad y Adaptación Irritabilidad es la tendencia a responder inmediatamente al estímulo ambiental. Adaptación es una respuesta que se desarrolla con el tiempo

Taxonomía

Células Procariotes

Células Eucariotes Plantas Animales

Virus

RNA y DNA

Proteinas

Carbohidratos

Lípidos

Toxicología Toxicología es la ciencia que estudia la interacción entre las toxinas ambientales y los sistemas biológicos Las toxinas pueden ser naturales o artificiales (creadas por el hombre) La exposición a las toxinas puede ser en forma aguda en un solo episodio, en forma crónica con exposición continua en bajas dosis y en forma voluntaria

Toxicología La forma de ingreso al organismo puede ser por inhalación, por vía digestiva o por contacto a través de la piel. Dependiendo de la respuesta del organismo a las toxinas se obtiene la relación Dosis – Respuesta con la que se establecen valores guías para la salud.

Toxicología Cuando la toxina es inhalada pasa de los pulmones a la sangre eliminándose en los Riñones o se elimina con el aire expirado. Cuando es ingerida pasa del tracto digestivo al hígado y a la vesícula biliar y se elimina a través de las heces fecales

Toxicología Los compuestos Genotóxicos son aquellos capaces de interactuar con el material genético de los organismos. Mutación son los cambios en cantidad, cualidad y arreglo de los genes. Las toxinas que producen mutaciones se llaman mutagénicos. En 1904 De Vries sugirió que los Rayos X descubiertos en 1895 son Mutagénicos

Toxicología Las mutaciones se producen tanto en células somáticas como germinales. Si las mutaciones son en las células somáticas pueden desarrollar enfermedades o iniciar el proceso canceroso (Carcinogénesis). Cuando las mutaciones son en células germinales pueden producir esterilidad o cambios heredables (mutagénesis)

Toxicología Cuando los cambios genéticos son durante el período embrionario (de 30 a 35 días de gestación) puede provocar cambios en el embrión y se conoce como Teratogénesis. Cuando se produce un cambio en los genes el mismo cuerpo trata de reparar los daños y cuando no lo logra se produce la mutagénesis.

Toxicología Algunos agentes mutagénicos son las radiaciones como Rayos X, Rayos Alfa, Rayos Beta, Rayos Gamma, Rayos UV Radón, algunos virus como el de la rubeola y varios compuestos Químicos como los Pesticidas, Varios metales, solventes orgánicos, aditivos de alimentos y productos naturales.

Caracterización de Aguas Residuales

Características Físicas: Turbiedad en UNT (Unidades Nefelométricas de Turbiedad) Color estima la condición general del agua varia de café claro a gris oscuro Olor depende de los compuestos en el Agua Residual Temperatura generalmente mayor que la del Agua Potable

Características Físicas

Características Físicas

Características Químicas Inorgánicas PH Potencial de Hidrógeno es el logaritmo negativo de la concentración de iones de Hidrógeno con rango de (0 a 14). Si PH < 7 la solución es Ácida Si PH = 7 la solución es Neutra Si PH > 7 la solución es Alcalina Se mide a 20°C

Características Químicas Inorgánicas La mayoría de los seres vivos Se desarrollan entre un PH de 5 a 9

Características Químicas Inorgánicas Nitrógeno estos se pueden presentar como Amonio (NH4), Nitrógeno Orgánico, Nitratos (NO3) y Nitritos (NO2), pueden provocar la enfermedad Hemoglobinemia Fósforo inorgánico, Fósforo Orgánico y Fósforo Total Estos dos compuestos son nutrientes para las plantas y pueden producir Eutrofización en las descargas

Características Químicas Inorgánicas Alcalinidad Cloruros Sulfatos Metales As, Cd, Ca, Cr, Co, Cu, Pb, Mg, Hg, Mo, Ni, Se, Na, Zn Gases O2, CO2, NH3, H2S, CH4

Características Químicas Orgánicas DBO5 Demanda Bioquímica de Oxígenico a los 5 días DQO Demanda Química de Oxígeno Carbono Orgánico Total Compuestos y clases de compuestos orgánicos específicos

Características Biológicas Organismos Coliformes medidos en NMP Número Mas Probable Microorganismos Específicos como Bacterias, Protozoos, Helmintos y Virus

Características Típicas de A R

Contaminantes en A R

Efectos de Contaminantes

Autopurificación

Autopurificación

Tratamiento de Aguas Residuales

Tratamiento de Aguas Residuales

Tratamiento de Aguas Residuales El tratamiento de Aguas Residuales es para que al salir del tratamiento el agua cumpla con cierta normatividad

Normatividad NOM-001-ECOL-1996 que establece los máximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales a a guas y bienes nacionales publicadas en DOF 6 de enero de 1997. NOM-002-ECOL-1996 que establece los máximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales a los sistemas de alcantarillado publicadas en DOF 3 de junio 1998 NOM-003-ECOL-1996 que establece los límites máximos permisibles de contaminantes para las aguas residuales tratadas que se reusen en servicios al público publicadas en DOF 21 septiembre de 1998

Normatividad NOM-004-SEMARNAT-2002 Lodos y Biosólidos Especificaciones y límites máximos permisible de contaminantes para su aprovechamiento y disposición final publicado en DOF 15 agosto de 2003

Bibliografía “Wastewater Engineering Treatment and Reuse” Metcalf & Eddy McGraw Hill, 2003, 4th Ed “Tratamiento de Aguas Residuales en Pequeñas Poblaciones” Ron Crites & George Tchobanoglous McGraw Hill, 2000 “Life” Lewis, Gaffin,Hoefnagels y Parker McGraw Hill, 2002, 4th Ed

Bibliografía “Las Toxinas Ambientales y sus Efectos Genéticos” Rosario Rodríguez Arnaiz Fondo de Cultura Económica, 2003, 4ta Ed “Apuntes de Tratamiento de Aguas Residuales” Ing. MSP Rafael López Ruiz Instituto de Ingeniería de la UNAM