TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

Presentación del tema: "TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES"— Transcripción de la presentación:

1 TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
Profesora: Judith Narváez Terán Máster en toxicología industrial y ambiental

2 CICLO DEL AGUA

3 CICLO DEL AGUA La cantidad total de agua que existe en la tierra se presenta en sus tres fases: sólida, líquida y gaseosa se ha mantenido constante desde la aparición de la humanidad. La agua en la tierra se distribuye en tres reservorios principales: océanos continentes y la atmósfera, entre las cuales existe una circulación continua que se conoce como ciclo del agua o ciclo hidrológico y que se mantiene gracias a la energía solar y la fuerza de la gravedad. CICLO HIDROLÓGICO se define como la secuencia de fenómenos por medio de los cuales el agua pasa de la superficie terrestre a la atmósfera en forma de vapor y regresa en sus fases líquida y sólida.   El ciclo hidrológico es un agente modelador de la corteza terrestre.   El ciclo natural del agua tiene una gran capacidad de purificación.

4 ESTADOS DEL AGUA Y FACTORES QUE LOS MODIFICAN
EVAPORACIÓN DIRECTA : es la transferencia del agua desde la superficie de la tierra hacia la atmósfera en forma de vapor de agua, a la que se suma la transpiración de plantas y animales. SUBLIMACIÓN : paso directo del agua en estado sólido a vapor de agua. ENERGÍA SOLAR: es la fuente de energía térmica que permite el paso del agua desde las fases líquida y sólida a la fase de vapor. FUERZA DE GRAVEDAD: da lugar al precipitación y al escurrimiento

5 Contaminación del agua

6 Alteraciones físicas y químicas del agua
Color: El agua no contaminada suele tener ligeros colores rojizos, pardos, amarillentos o verdosos debido, principalmente a los compuestos húmicos, férricos o pigmentos verdes debido a la presencia las algas. Las aguas contaminadas pueden tener muy diversos colores pero, en general, no se pueden establecer relaciones claras entre el color y el tipo de contaminación. Olor y sabor: Las sales o los minerales dan sabores salados o metálicos, en ocasiones ningún sabor. La presencia de compuestos químicos como fenoles, hidrocarburos, cloro, materia orgánica en descomposición y la aparición de algas u hongos pueden dar al agua olores y sabores muy fuertes aunque estos se encuentren en concentraciones muy pequeñas .

7 Temperatura: El aumento de la temperatura disminuye la solubilidad del oxígeno e incrementa la solubilidad de las sales. El aumento de temperatura activa las reacciones del metabólicas, acelerando la putrefacción. La temperatura óptima del agua para beber está entre 10 y 14ºC. Materiales en suspensión: Partículas como arcillas, limo y otras, son arrastradas por el agua de dos maneras: en suspensión estable (disoluciones coloidales); o en suspensión que sólo dura mientras el movimiento del agua las arrastra. Las suspendidas coloidalmente sólo precipitarán después de haber sufrido coagulación o floculación (reunión de varias partículas). Espumas: Los detergentes producen espumas y adicionan fosfatos al agua provocando la proliferación de algas y líquenes (eutrofización), eliminando así el proceso de autodepuración de los ríos. Al igual que interfieren en los procesos de floculación y sedimentación en las estaciones depuradoras.

8 Conductividad: El agua pura tiene una conductividad eléctrica muy baja
Conductividad: El agua pura tiene una conductividad eléctrica muy baja. Cuando el agua natural contiene iones en disolución, su conductividad es mayor siendo proporcional a la cantidad y características de esos electrolitos. La conductividad es el índice aproximado de concentración de solutos. La temperatura modifica la conductividad las medidas se deben hacer a 20ºC. MATERIA ORGÁNICA BIODEGRADABLE MATERIA BIODEGRADABLE: se entiende o se interpreta como la materia que sirve como alimento a los microorganismos y que proporciona energía como resultado de su oxidación. DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXÍGENO (DBO) es un parámetro importante porque determina el grado de contaminación por materia orgánica biodegradable, en aguas domésticas e industriales. Esta prueba mide la cantidad de oxígeno que requieren las bacterias aerobias cuando consumen la materia orgánica biodegradable presente en el agua residual que se analiza. Las agencias de regulación le dan suprema importancia y se utiliza para comprobar la eficacia del tratamiento depurador en una planta.

9 MATERIA ORGÁNICA BIODEGRADABLE : El lanzamiento de una carga contaminadora orgánica implicará un aumento repentino de la DBO y la disminución repentina del Oxígeno disuelto (OD). La proliferación de microorganismos promoverán la degradación del contaminante. Durante las lluvias los cursos de agua reciben una carga adicional de contaminantes provenientes del lavado del suelo y de la atmósfera. Los contaminantes orgánicos provocan estrés en las comunidades acuáticas, que podrán verse afectadas en grados diversos, dependiendo de la concentración del contaminante.

10 COMPUESTOS ORGÁNICOS REFRACTARIOS: son compuestos persistentes a su descomposición por tener una estructura compleja, diferenciándose de aquellos que tienen una estructura sencilla, a estos compuestos se les conocen como los COPS (COMPUEST ORGÁNICOS PERSISTENTES). Los compuestos ORGÁNICOS REFRACTARIOS más comunes son los sintéticos: medicamentos, gasolinas y derivados del petróleo, insecticidas, herbicidas, solventes orgánicos, etc. Para detectarlos se deben emplear individualmente técnicas avanzadas de cromatografía de gases y de líquidos acoplado con espectrofotometría de masa, y espectroscopia de infrarrojo.

11 Potencial de Hidrógeno, pH: es un parámetro de suma importancia tanto para aguas naturales como para aguas residuales. El rango de pH en el cual pueden interactuar los ecosistemas y sobrevivir las especies que lo conforman, es sumamente restringido. El rango natural de pH para los ecosistemas está entre 6 y 8 unidades de pH en el que se desarrollan la mayoría de organismos biológicos. AZUFRE Y SULFATOS: El azufre se encuentra en aguas naturales en forma de ión sulfato (SO42´). El sulfato es el resultado de la oxidación del ácido sulfhídrico (H2S) originalmente presente en el agua o en los acuífero. Altos niveles de este compuesto no presentan toxicidad, pero si provocan problemas en la calidad y usos del agua.

12 SALINIDAD Y CALIDAD DEL AGUA: Todas las aguas naturales contienen sales disueltas (sólidos en suspensión), y la salinidad del agua es en cierta forma una de las características de calidad del agua, en lo referente a su sabor y aceptabilidad del usuario. SALINIDAD Y CALIDAD DEL AGUA: la cantidad de sólidos disueltos se determina en forma semicuantitativa con la conductividad del agua. La alta salinidad es desagradable para la mayoría de consumidores, no es motivo de daño del consumidor, la alta salinidad puede dañar tuberías en la conducción del agua. Las normas de calidad de agua potable de la EPA y de la Unión Europea, la conductividad o grado de salinidad del agua, no es un estándar primario( obligatorio), sino que es un estándar secundario (recomendado). La única forma de disminuir el nivel de sales es la nano filtración u ósmosis inversa.

13 METALES TÓXICOS: CROMO, NIQUEL CADMIO, MERCURIO, PLOMO ARSÉNICO, SELENIO, etc, presentan toxicidad. La ingestión de ellos aún en cantidades mínimas durante un largo período representa un riesgo para la salud. La ingestión de metales tóxicos incrementa el riesgo de aparición de tumores, enfermedades en órganos vitales como aparato digestivo, respiratorio y reproductivo con consecuencias no solo al consumidor sino a su descendencia. METALES PESADOS: El daño y grado de toxicidad depende del elemento, algunos son más tóxicos que otros, el grado de toxicidad depende de la dosis ingerida, del tiempo de exposición al contaminante, de la salud o condición física del receptor. Por lo tanto se ha establecido un límite máximo para los diferentes metales y metaloides en agua potable, estos niveles son mínimos, en el orden de partes por billón, para minimiza el riesgo en los consumidores de agua potable.

14 ACEITES Y GRASAS: son dañinos para la biota por formar una película al rededor de los organismos, interfiriendo en la respiración de los peces. SEDIMENTOS: Las partículas sólidas en suspensión disminuyen la cantidad de luz que atraviesa el cuerpo de agua interfiriendo en el proceso de fotosíntesis. Los sedimentos originan una serie de modificaciones en el hábitat con consecuencias dañinas para la biota acuática, afectando a los organismos bentónicos que viven en el fondo de los cuerpos de agua. Los sedimentos arrastran consigo el fito y el zooplancton para el fondo del cuerpo de agua. COMPUESTOS DE FOSFORO Y NITRÓGENO: son nutrientes, presentes en todos los cuerpos de agua. El exceso de fósforo es el principal responsable de eutrofización ( proliferación de algas y plantas acuáticas).

15 LA ALCALINIDAD: Es un parámetro que determina la capacidad de un agua para neutralizar los efectos ácidos que sobre ella. Los constituyentes primordiales de la alcalinidad son los bicarbonatos, carbonatos e hidróxidos. La alcalinidad es de primordial importancia en algunos procesos que se llevan a cabo en sistemas de tratamiento de aguas residuales, como en el campo de la minería en el que se utiliza para la precipitación de metales pesados. Para el tratamiento de aguas duras y procesos de coagulación y flotación. DUREZA: se debe a la presencia de cationes: calcio, magnesio, estroncio, bario hierro y aluminio, y otros metales que se encuentran en forma de sólidos disueltos. De estos el calcio y el magnesio son los más abundantes, por lo que la dureza se relaciona directamente con la concentración de estos dos elementos.

16 Alteraciones químicas del agua
pH: Las aguas contaminadas con vertidos mineros o industriales pueden tener pH muy ácido. El pH tiene una gran influencia en los procesos químicos que tienen lugar en el agua, actuación de los floculantes, tratamientos de depuración, etc. Oxígeno disuelto OD: Las aguas superficiales limpias suelen estar saturadas de oxígeno, lo que es fundamental para la vida. Si el nivel de oxígeno disuelto es bajo indica contaminación con materia orgánica. Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO): es la cantidad de oxígeno disuelto requerido por los microorganismos para la oxidación aerobia de la materia orgánica biodegradable presente en el agua. Se mide a los cinco días.

17 Alteraciones químicas del agua

18 Demanda Química de Oxígeno (DQO)Es la cantidad de oxígeno que se necesita para oxidar los materiales contenidos en el agua con un oxidante químico. Nitrógeno total: Varios compuestos de nitrógeno son nutrientes esenciales. Su presencia en las aguas en exceso es causa de eutrofización. Se mide el nitrógeno orgánico y el amoniacal; el contenido en nitratos y nitritos se da por separado. El fósforo: es nutriente esencial para la vida. Su exceso en el agua provoca eutrofización. El fósforo total incluye distintos compuestos como diversos ortofosfatos, polifosfatos y fósforo orgánico. Aniones: cloruros, nitratos, nitritos, fosfatos, sulfuros, cianuros, fluoruros.

19 Aniones: indican salinidad
Nitritos y Nitratos: Indican contaminación agrícola, actividad bacteriológica. Fosfatos: indican detergentes y fertilizantes indican acción bacteriológica anaerobia (aguas negras, etc.) Sulfuros y cianuros: indican contaminación de origen industrial Flúor: en algunos casos se añaden al agua para la prevención de las caries, aunque es una práctica muy discutida.

20 Cationes: sodio, calcio, magnesio, amonio y metales pesados
Sodio: Indica salinidad. Calcio y Magnesio: dureza del agua Amonio: Contaminación con fertilizantes y heces fecales Metales Pesados: Cd, Pb, Zn origen industrial y minero, son muy tóxicos, no biodegradables, se acumulan en los organismos vivos. Compuestos orgánicos: Los aceites y grasas procedentes de restos de alimentos. Combustibles como gasolina, diesel y lubricantes que proviene del uso de transporte y maquinaria pesada, en los procesos industriales Todos estos compuesto son difíciles de metabolizar por las bacterias y flotan formando películas en el agua que dañan a los seres vivos y se acumulan en ellos.

21 Alteraciones biológicas del agua:
Bacterias coliformes: desechos fecales Virus: desechos fecales y restos orgánicos Parásitos: desechos fecales y restos orgánicos Animales, plantas, microorganismos diversos: Eutrofización Eutrofización: Proceso natural y/o antropogénico que consiste en el enriquecimiento de las aguas con nutrientes, de manera que la descomposición del exceso de materia orgánica produce una disminución del oxigeno en las aguas profundas.

22 Substancias contaminantes del agua

23 Microorganismos patógenos: Son los diferentes tipos de bacterias, virus, protozoos y otros organismos que transmiten enfermedades como el cólera, tifus, gastroenteritis diversas, hepatitis, etc. Desechos orgánicos: residuos orgánicos producidos por los seres humanos, ganado, etc. Incluyen heces y otros materiales que pueden ser descompuestos por bacterias aeróbicas, es decir en procesos con consumo de oxígeno. Cuando este tipo de desechos se encuentran en exceso, la proliferación de bacterias agota el oxígeno. índices para medir la contaminación por desechos orgánicos son la cantidad de oxígeno disuelto, OD, en agua, o la DBO (Demanda Biológica de Oxígeno). 3. Sustancias químicas inorgánicas: son ácidos, sales y metales tóxicos como el mercurio y el plomo.

24 4. Nutrientes vegetales inorgánicos: Nitratos y fosfatos son sustancias solubles en agua que las plantas necesitan para su desarrollo, pero si se encuentran en cantidad excesiva inducen el crecimiento desmesurado de algas. (eutrofización) 5. Compuestos orgánicos: petróleo, gasolina, plásticos, plaguicidas, disolventes, detergentes, etc. acaban en el agua y permanecen, en algunos casos, largos períodos de tiempo, porque, al ser productos fabricados por el hombre, tienen estructuras moleculares complejas difíciles de degradar por los microorganismos. 6. Sedimentos y materiales suspendidos: muchas partículas arrancadas del suelo y arrastradas a las aguas, junto con otros materiales que hay en suspensión en las aguas son, en términos de masa total, la mayor fuente de contaminación del agua. La turbidez que provocan en el agua dificulta la vida de algunos organismos, y los sedimentos que se van acumulando destruyen sitios de alimentación o desove de los peces, rellenan lagos o pantanos y obstruyen canales, rías y puertos.

25 7. Contaminación térmica: El agua caliente liberada por centrales de energía o procesos industriales eleva, en ocasiones, la temperatura de ríos o embalses con lo que disminuye su capacidad de contener oxígeno y afecta a la vida de los organismos. 8. Sustancias radiactivas: Isótopos radiactivos solubles pueden estar presentes en el agua y, a veces, se pueden ir acumulando a los largo de las cadenas tróficas, alcanzando concentraciones considerablemente más altas en algunos tejidos vivos que las que tenían en el agua.

26 INDICADORES DE CONTAMINACIÓN DE LAS AGUAS
Índice de Calidad de las Aguas IQA. pH, DBO 5 días, Nitrógeno total, fósforo total, temperatura, turbidez, oxígeno total PARÁMETROS AGREGADOS Demanda química de oxígeno. DEMANDA QUÍMICA DE OXÍGENO: es el consumo de oxígeno en la oxidación química de la materia orgánica. CONDUCTIVIDAD: indica la presencia de sales en el agua.