Clase de Aguas y Tratamiento_INGENIERIA Y GESTION AMBIENTAL_CLASES

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Cátedra de Ingeniería y Gestión Ambiental
El Agua: características generales
 Es el componente más abundante en la biosfera.
 Posee propiedades físicas peculiares que son la 
causa directa de la evolución del ambiente y de la 
vida que funciona dentro de él.
 Es el disolvente universal.
 Gran capacidad calorífica.
 Elevado calor de evaporación.
 Gran diferencia de temperatura entre sus puntos de 
ebullición y de congelación.
 Densidad máxima de 4ºC.
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Ciclo hidrológico
 La energía solar mueve cantidades de agua a través de 
la ecosfera en un sistema cerrado que se conoce como 
ciclo hidrológico.
Cantidad de agua disponible
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Distribución 
de agua 
dulce
Usos del agua
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Opciones de suministro de agua
 Presas y embalses.
 Desviaciones de corrientes de agua 
superficiales.
 Aguas subterráneas.
 Desalinización del agua de mar.
 Uso de aguas de icebergs.
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Sistema genérico de abastecimiento de agua
Procesos de 
tratamiento de 
aguas
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Sedimentación
 Es el proceso en el que la mayoría de las partículas se 
asentarán por gravedad dentro de un tiempo 
razonable y se removerán.
 Existen dos tipos de tratamiento la sedimentación 
discreta y la sedimentación floculante.
Sedimentación: : 
sedimentación discreta (1)
 La sedimentación discreta de partículas sucede 
cuando:
 Las partículas son discretas y no interfieren unas 
con otras cuando se asientan.
 El movimiento de una partícula en el agua se determina 
por un balance de una fuerza gravitacional hacia 
abajo, una fuerza de flotabilidad hacia arriba y una 
fuerza de arrastre hacia arriba.
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Sedimentación: 
sedimentación discreta (2)
Ley de Stokes:
Donde g es la aceleración de la gravedad;
p es la densidad de la partícula;
 es la densidad del líquido;
dp es el diámetro de la partícula;
 es la viscosidad del líquido;
(Unidades en el SI)
Sedimentación: 
sedimentación discreta (3)
Velocidad crítica: es la velocidad de asentamiento de una partícula que
entra a la parte superior del sedimentador y se asienta justo antes de que
sea arrastrada por el flujo de líquido.
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Sedimentación: 
sedimentación discreta (4)
El porcentaje de partículas eliminadas se
determina según la ecuación:
Eliminación de material particulado: 
coagulación floculación (1)
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Eliminación de material particulado: 
coagulación floculación (2)
Eliminación de material particulado: 
coagulación floculación (3)
 Reactivos de coagulación:
 Sulfato de Aluminio
 Cloruro Férrico
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Ablandamiento de aguas
 La dureza del agua se debe a la presencia de sales de 
iones Ca+2 y Mg +2. 
 La dureza se clasifica en temporaria o carbonatada y 
permanente o no carbonatada.
 La dureza temporaria se debe a la presencia de 
bicarbonatos de Ca+2 y Mg +2.
 La dureza permanente se debe a la presencia de 
cloruros y sulfatos de Ca+2 y Mg +2.
Eliminación de la dureza
 Eliminación de la dureza carbonatada:
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2  2 CaCO3 + H2O
 Eliminación de la dureza no carbonatada:
CaSO4 + Na2CO3  CaCO3 + Na2SO4
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Filtros de arena
Desinfección (1)
 La desinfección en el tratamiento de aguas se refiere a:
 La inactivación de microorganismos en el agua
 El mantenimiento de un residuo de desinfectante en el 
sistema de distribución del agua tratada.
 Los desinfectantes pueden clasificarse como:
 Agentes oxidantes
 Cationes de metales pesados
 Agentes físicos
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Desinfección (2) 
Tópico Cloro Dióxido de 
cloro
Ozono Luz 
ultravioleta
Efectividad 
Bacterias
Virus
Protozoo
Endosperas
Excelente
Excelente
De aceptable a malo
De aceptable a bueno
Excelente
Excelente
Bueno
Aceptable
Excelente
Excelente
Bueno
Excelente
Bueno
Aceptable
Excelente 
Aceptable
Frecuencia de uso 
como 
desinfectante 
primario
Más Común Ocasional Muy común Cada vez más 
común
Límite regulatorio 
de residuos
4 mg/L 0.8 mg/L ----- -----
Desinfección (3) 
 El proceso de desinfección se describe de una forma 
sencilla mediante la Ley de Chick, la que indica que la se 
trata de una reacción de seudoprimer orden con respecto a 
la concentración de patógenos que se está inactivando:
donde dN/dt es la velocidad de cambio en el número de 
organismos con el tiempo (organismo/(volumen x tiempo)
N es la concentración de organismo (organismo/volumen)
K es la constante de la Ley de Chick (tiempo -1)
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Desinfección (4) 
 La ecuación resulta:
donde No es la concentración inicial de organismos 
(organismo/volumen)
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¿Cuándo surge el concepto de 
contaminación?
CUANDO ALGÚN USO DEL AGUA RESULTA
INTERFERIDO.
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Definición de contaminación del agua
 La acción y el efecto de introducir materias o formas 
de energía que impliquen una alteración 
perjudicial de la calidad del agua en relación con 
los usos posteriores o con su función ecológica.
Usos habituales del agua
FUENTE DE ABASTECIMIENTO
RECREATIVO
INDUSTRIAL
AGRICOLA
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1°) Evaluación rápida del proceso 
productivo
 ¿Cuáles son los residuos obvios asociados a ese proceso 
productivo?
 ¿Dónde se usa el mayor volumen de agua?
 ¿Se utilizan productos químicos que requieren cuidados 
especiales?
 ¿Se conocen los costos de tratamientos y disposición de 
residuos?
 ¿Cuáles son los puntos de descarga de todas las emisiones?
 ¿Existen fuentes de información disponible en forma 
rápida?
Reducción de la carga 
contaminante
 Recirculación del agua
 Segregación de efluentes
 Remoción de residuos en seco o en estado semisólido
 Reducción de volumen y concentración del efluente
 Sustitución de materias primas
 Cambio de proceso 
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¿De que depende la 
alternativa 
seleccionada?
¿De qué depende la alternativa 
seleccionada?
 Normativa, lugar de vuelco y calidad de vertido 
requerida.
 Característica del efluente.
 Costo y disponibilidad del terreno.
 Nivel de tecnología accesible.
 Capacidad operativa disponible.
 Niveles de emisión futuros.
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Una clasificación de sistemas de 
tratamientos
 Procesos Físicos: rejas, sedimentación, flotación, 
adsorción, separación por membranas.
 Procesos Químicos: floculación y coagulación, 
neutralización, oxidación y reducción, intercambio de 
iones.
 Procesos Biológicos: lodos activados, lechos 
percoladores, digestores aeróbicos y anaeróbicos, 
lagunas de estabilización.
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Otros procesos menos comunes:
Osmosis Inversa
Otros procesos menos comunes:
Carbón Activado
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Ejemplos de efluentes y tratamientos 
 Aceites y Jabones
Ejemplos de efluentes y tratamientos 
 Alimenticias
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Ejemplos de efluentes y tratamientos 
 Alimenticias
Ejemplos de efluentes y tratamientos 
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Ejemplos de efluentes y tratamientos 
 Cemento
Ejemplos 
de 
efluentes 
y 
tratamien
tos 
 Textil 
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