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29/05/2020 1 CONTENIDO • Efluentes líquidos, sólidos y gaseosos. • Origen y clasificación. • Legislación. • Tratamientos. EFLUENTES Se considera como EFLUENTES a todas las descargas residuales derivadas de los procesos hacia un cuerpo receptor: agua, suelo, aire. ORIGEN: industria, minería, domiciliario EFLUENTES Todas las descargas residuales derivadas de los procesos industriales, como así también los vertidos originados por distintos usos del agua industrial, como ser los provenientes de las purgas de circuitos cerrados o semicerrados de la refrigeración, de producción de vapor, de recirculación de aguas de proceso, aguas de condensados, de limpieza de equipos y utensillos, etc.; evacuados a cualquier destino fuera de la industria. EFLUENTES INDUSTRIALES Asociados a la aguas servidas de descargas cloacales, caracterizadas por una alta carga orgánica. EFLUENTES DOMICILIARIOS ENZO CORTE Cuadro de texto El tratamiento de efluentes es por etapas, si quiero tratar todo el efluente con productos quimicos se invertira mucho dinero, asi que primero tengo que separar las partes ENZO CORTE Resaltar ENZO CORTE Resaltar ENZO CORTE Resaltar 29/05/2020 2 Asociados a las aguas servidas con desechos sólidos, líquidos o gaseosos que son emitidos por viviendas y/o industrias, generalmente a los cursos de agua; o que se incorporan a estas por el escurrimiento de terrenos causado por las lluvias EFLUENTES LIQUIDOS • características físicas: Aspecto, color, turbiedad, olor, sólidos totales, temperatura. • características Químicas; Materia orgánica; DBO5, demanda química de oxigeno (DQO) , carbono orgánico total , nitrógeno orgánico, compuestos tóxicos orgánicos, materia orgánica, pH, acidez, alcalinidad , dureza, salinidad, sulfuros, compuestos orgánicos, metales pesados, gases. • características biológicas: Tipos de microorganismos presentes. EFLUENTES LIQUIDOS - Caracterización Contienen sustancias disueltas y en suspensión. Dentro de las sustancias disueltas hay elementos orgánicos que pueden ser biodegradables o no biodegradables, y/o elementos inorgánicos (sales de amoniaco, fosfatos, etc.), como también elementos tóxicos. Es importante identificar sus características. ASPECTO: Se refiere a la descripción de su característica mas apreciable a simple vista, por ejemplo: agua residual turbia, presencia de solidos disueltos, presencia de sustancias flotantes, etc. COLOR: Indica la presencia ya sea de sustancias disueltas o coloidales o suspendidas. En algunos casos el color da un aspecto desagradable al agua residual. TURBIEDAD: La provoca la presencia de sustancias en suspensión o en materia coloidal. OLOR: Se debe generalmente a la presencia de sustancias inorgánicas y orgánicas disueltas, que poseen olor en si mismas. El olor característico de un agua séptica, se debe al desprendimiento de sulfuro de hidrogeno ( H2S) que se genera a partir de la reducción de sulfatos a sulfitos por acción de microorganismos anaeróbicos. SOLIDOS TOTALES: Son los materiales suspendidos y disueltos en el agua. Se obtienen evaporando el agua a 105 C y pesando el residuo. Además este residuo puede ser dividido en solidos volátiles en orgánicos y solidos fijos o inorgánicos. EFLUENTES LIQUIDOS - Caracterización TEMPERATURA: El aumento de temperatura de un liquido residual, disminuye la solubilidad de oxigeno del entorno del cuerpo receptor donde se vuelca el mismo. Incide también en los procesos biológicos. Demanda bioquímica de oxigeno( DBO5): Expresa la cantidad de oxigeno necesario para la oxidación bioquímica de los compuestos orgánicos degradables, en 5 días y a 20 C. Demanda Química de Oxigeno: Expresa la cantidad de oxigeno necesario para la oxidación química de la materia orgánica e inorgánica. Nitrógeno Total y orgánico: se determina para ver la evolución de los tratamientos biológicos. Compuestos tóxicos orgánicos: Disolventes ( Acetona, benceno, etc.) compuestos halogenados, pesticidas, herbicidas , insecticidas. EFLUENTES LIQUIDOS - Caracterización ENZO CORTE Resaltar ENZO CORTE Resaltar ENZO CORTE Llamada Muy importante ya que si es alta, provoca disolucion del oxigeno en agua, los procesos demoran mas por la falta de oxigeno ENZO CORTE Resaltar ENZO CORTE Resaltar ENZO CORTE Resaltar ENZO CORTE Resaltar ENZO CORTE Resaltar ENZO CORTE Resaltar ENZO CORTE Resaltar ENZO CORTE Resaltar ENZO CORTE Resaltar 29/05/2020 3 EFLUENTES LIQUIDOS - Caracterización pH: Es importante su determinación por la influencia que tiene en el desarrollo de la vida acuática. Acidez : Se debe a la presencia de ciertos ácidos minerales y/o orgánicos. Puede causar acción corrosiva en las instalaciones. Alcalinidad: Aguas que contienen disueltos carbonatos, bicarbonatos e hidróxidos. Dureza: Produce depósitos salinos Compuestos tóxicos inorgánicos: Entre ellos se encuentran algunos metales pesados (bario, cadmio, cobre, mercurio, plata) , arsénico, boro, potasio, cianuros, cromatos, etc). Gases. Los mas importantes son los de la descomposición de la materia organica. (sulfuro de hidrogeno, amoniaco, metano). EFLUENTES LIQUIDOS - Caracterización EFLUENTES LIQUIDOS - Caracterización EFLUENTES LIQUIDOS – Límites de vuelco PARAMETRO UNIDAD Temperatura ºC pH upH Sólidos Sed. 10’ ml/l Sólidos Sed.2hs ml/l Sulfuros mg/l S.S.E.E. (d) mg/l Nit.Amoniacal mg/l Cianuros mg/l Hidroc. Totales mg/l Cloro Libre mg/l Colif. Fecales (i) NMP/ 100 ml D.B.O.5 mg/l D.Q.O. (f ) mg/l S.A.A.M. mg/l S.Fenólicas mg/l Sulfatos mg/l Carbono Orgán. Total (g) mg/l Hierro (soluble) mg/l Manganeso (soluble) mg/l Cinc mg/l Niquel mg/l 2.0 1.0 2.0 0.1 0.5 0.1 2.0 1.0 0.5 0.1 N.E. 1000 N.E. N.E. 50 200 250 500 2.0 2.0 5.0 ausentes 0.5 0.5 2000 2000 50 50 25 75 0.1 ausentes ausente ausente 1.0 5.0 1.0 5.0 6.5-10 6.5-10 Conducto pluvial o cuerpo de agua superficial Absorción por suelo Resolución 011/01 SEMADES – SALTA – Anexo 1 S.A.A.M. Sustancias activas a azul de metileno) ENZO CORTE Resaltar ENZO CORTE Resaltar ENZO CORTE Resaltar ENZO CORTE Resaltar ENZO CORTE Resaltar 29/05/2020 4 EFLUENTES LIQUIDOS – Límites de vuelco Cromo Total mg/l Cadmio mg/l Mercurio mg/l Cobre mg/l Aluminio mg/l Arsénico mg/l Bario mg/l Boro mg/l Cobalto mg/l Selenio mg/l Plomo mg/l Plaguicidas Org. Clorados (k) mg/l Plaguicidas Org. Fosforados (k) mg/l Nitrógeno Total mg/l Fósforo Total mg/l ausente 10 (h) ausente 0.1 ausente 0.05 ausente 0.1 ausente 10 (h) 2.0 1.0 0.1 ausente 0.5 0.1 2.0 1.0 2.0 1.0 0.005 ausentes 1.0 ausentes 5.0 1.0 0.5 ausentes 0.1 ausente EFLUENTES LIQUIDOS Industrias con efluentes principalmente orgánicos: - Papeleras - Azucareras - Mataderos - Curtidos - Conservas (vegetales, carnes, pescado…..) - Lácteas (leche, mantequilla, queso…..) - Fermentación (fabricación de alcoholes, levaduras…) - Preparación de productos alimenticios (aceites…) - Bebidas - Lavanderías Industrias con efluentes orgánicos e inorgánicos: - Refinerías y petroquímicas - Coquerías - Fabricación de productos químicos varios - Textiles EFLUENTES LIQUIDOS Industrias con efluentes principalmente inorgánicos: - Limpieza y recubrimiento de metales - Explotaciones mineras y salinas - Fabricación de productos químicos inorgánicos Industrias con efluentes con materias en suspensión: - Lavaderos de mineral y carbón - Corte y pulido de mármol y otros minerales - Laminación en caliente y colada continua Industrias con efluentes de refrigeración: - Centrales térmicas - Centrales nucleares EFLUENTES LIQUIDOS Industrias con efluentes principalmente inorgánicos: - Limpieza y recubrimiento de metales - Explotaciones mineras y salinas - Fabricación de productos químicos inorgánicos Industrias con efluentes con materias en suspensión: - Lavaderos de mineral y carbón - Cortey pulido de mármol y otros minerales - Laminación en caliente y colada continua Industrias con efluentes de refrigeración: - Centrales térmicas - Centrales nucleares 29/05/2020 5 TIPOS DE TRATAMIENTOS TIPOS DE TRATAMIENTOS TIPOS DE TRATAMIENTOS TRP Chapter 6.2 20 •Son una serie de técnicas de procesamiento •Dirigidos a homogeneizar los efluentes y reducir el potencial peligroso •Pueden ofrecer opciones de reciclaje o reutilización •Generalmente se utiliza en combinación para optimizar el tratamiento de los residuos peligrosos Los procesos químicos usan reacciones químicas para transformar los residuos peligrosos en sustancias menos peligrosas Los procesos físicos separan o aislan los residuos con diversos componentes para su reutilización, tratamiento o eliminación adecuadamente. TRATAMIENTOS FISICOS Y QUIMICOS ENZO CORTE Resaltar ENZO CORTE Resaltar ENZO CORTE Resaltar 29/05/2020 6 EQUIPOS / INSTALACIONES •REJAS •TAMICES •DESARENADORES •SEDIMENTADORES / DECANTADORES •REACTORES TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES URBANAS PROCEDENCIA DE LAS AGUAS RESIDUALES: • Agua residual doméstica (viviendas, instalaciones comerciales, públicas): materias fecales, tierra, arena, productos de limpieza, grasas y restos de alimentos • Agua residual industrial (pequeña industrias ubicadas en el casco urbano) • Agua pluvial (escorrentía superficial e infiltraciones). Estas aguas residuales, antes de ser devueltas a la naturaleza, deben de ser tratadas con el fin de eliminar la contaminación adquirida hasta límites admisibles. Una PLANTA DEPURADORA consta de dos líneas de tratamiento: LÍNEA DE TRATAMIENTO DE AGUAS • En esta línea las aguas residuales urbanas van siendo depuradas mediante la eliminación progresiva de los contaminantes • El tratamiento comienza con la eliminación de los sólidos de más tamaño hasta la eliminación de materia orgánica disuelta y nutrientes • Se emplean principalmente procesos de tratamiento físicos (desbaste y sedimentación) y biológicos LÍNEA DE TRATAMIENTO DE LODOS • Los sólidos que van siendo retirados de las distintas etapas del proceso de tratamiento de ARU no son asimilables a RSU (a excepción de lo retirado en el pretratamiento) y en esta línea se tratan con el fin de acondicionarlos para su evacuación • Se emplean procesos de tratamiento físicos, químicos y/o biológicos LÍNEAS DE TRATAMIENTO ESQUEMA DELTRATAMIENTO ENZO CORTE Resaltar ENZO CORTE Resaltar ENZO CORTE Resaltar ENZO CORTE Resaltar ENZO CORTE Resaltar ENZO CORTE Resaltar ENZO CORTE Resaltar 29/05/2020 7 Tabla 10.2. Esquema de diagrama de flujo de procesos unitarios en el tratamiento de aguas residuales e industriales típicas (Kiely, 1999) Por definición, pretratamiento es el proceso o procesos que preparan las condiciones del agua residual para posteriores tratamientos • En aguas residuales urbanas (ARU) el objetivo es eliminar todas las materias gruesas y/o visibles, flotantes, arenas, grasas y aceites • El vertido de estas materias al medio receptor debe de ser evitado • Si estos materiales pasaran a etapas posteriores de la línea de depuración dañarían el resto de los equipos mecánicamente e inhibirían el proceso biológico • En ARU el pretratamiento consiste en procesos exclusivamente físicos, incluyendo las operaciones de desbaste (rejas, tamices), desarenado y desengrasado PRETRATAMIENTO Barras paralelas de diferentes secciones separadas una cierta distancia que se sitúan en posición transversal al caudal de tal forma que el agua ha de pasar a través de ellas quedando los sólidos retenidos Generalmente se colocan formando un ángulo con la vertical (45-60º) PARÁMETROS DE DISEÑO: Velocidad de aproximación en el canal: 0,3-0,9 m/s Velocidad de paso a través de las rejas: 0,6-1,2 m/s Ancho del canal Pérdida de carga En tratamiento de ARU es frecuente emplear rejas de gruesos que pueden ir seguidas de unas rejas medias y/o de finos que sustituyan el tamizado Pueden ser de limpieza manual (pequeñas instalaciones) o automáticas Los sólidos depositados en el canal se pueden extraer con una cuchara bivalva REJAS SEGÚN EL SISTEMA DE LIMPIEZA: • Limpieza manual: pequeñas instalaciones • Limpieza automática: peine móvil • Velocidad de aproximación en el canal: 0,3-0,6 m/s (limpieza manual) y 0,6-0,9 m/s (limpieza mecánica) • Velocidad de paso a través de las rejas: 0,6-1,2 m/s • Ancho del canal C 1 S Sa hv Q A max max A = anchura del canal de rejas (m) Q max =caudal máximo (m3/s) V max = velocidad maxima en la reja (m/s) H = altura lámina de agua a = anchura de las barras expuestas al agua (m) C = porcentaje de reja que queda libre (es habitual usar 0,7) ENZO CORTE Resaltar ENZO CORTE Resaltar ENZO CORTE Resaltar ENZO CORTE Resaltar ENZO CORTE Resaltar ENZO CORTE Resaltar ENZO CORTE Resaltar 29/05/2020 8 PÉRDIDA DE CARGA: • Existen distintas ecuaciones propuestas • A medida que se va atascando aumenta la pérdida de carga. Se puede estimar multiplicando por (100/C)2, siendo C el porcentaje de reja que queda libre ECUACIÓN DE KIRSCHMER (para rejas limpias) sen g2 v s a h 2 3 4 ∆H = pérdida de carga = factor de forma de las barras a = anchura de las barras (m) s = separación entre barras (m) v = velocidad de aproximación en el canal de la reja (m/s) g = gravedad (m/s2) α =ángulo de reja con la horizontal Fig. 10.2. Rejas autolimpiantes típicas empleadas en el tratamiento del agua residual (Metcalf &Eddy., 2000) REJAS Fig. 10.3. Rejas de barras de limpieza mecánica a) reja de cadena b) reja oscilante c) reja de catenaria d) reja accionada con cable (Kiely, 1999) REJAS Fig. 10.4. Volumen medio y máximo de residuos recogidos por unidad de volumen de agua residual en función del tamaño de las aberturas libres entre barras (Kiely, 1999) 29/05/2020 9 • Filtración sobre soporte con perforaciones con tamaño de paso más pequeño que las rejas • Se puede colocar a continuación de las rejas para completar el desbaste • En ARU lo habitual es emplear macrotamizado (0,3-10 mm de tamaño de paso) • Se pueden emplear distintos tipos de tamices TAMICES Fig. 10.5. Esquema de un tamiz rotatorio y un tamiz deslizante (Hernández, 2001) TAMIZ INCLINADO ESTÁTICO • Se utiliza para tamaños gruesos o medios (desbaste o tratamiento primario) • Hay que limpiarlo cada cierto tiempo con agua a presión y un agente desengrasador TAMIZ ROTATORIO • La malla se monta sobre un cilindro giratorio que se coloca en un canal • El agua puede circular de dentro a fuera o de fuera a dentro • Los sólidos son recogidos en una pileta y pueden emplearse chorros de agua pulverizada que favorezca la eliminación de los sólidos del tamiz • Se usa para el macrotamizado o microtamizado TAMIZ DESLIZANTE • Se utiliza para tamizado grueso y medio Elementos de desbaste y tamizado típicos empleados en el tratamiento de las aguas residuales: a) tamiz inclinado estático autolimpiante, b) tamiz de tambor rotatorio, c) tamiz de disco giratorio, d) tamiz centrífugo (Metcalf and Eddy, 2000) Ejemplos de tamices gruesos a) tamiz estático b) tamiz de tambor giratorio (Kiely, 1999) ENZO CORTE Resaltar ENZO CORTE Resaltar 29/05/2020 10 Tamiz de disco giratorio utilizado para el tratamiento primario y microtamiz utilizado para el tratamiento de efluentes secundarios (Kiely, 1999) Los desarenadores son canales de sección mayor que la de entrada de manera que la velocidad de circulación sea tal que permita la sedimentación de las partículas de “arena” (peso específico 1,3-2,7) pero evite la sedimentación de las partículas orgánicas • En ARU suelen ir combinado con desengrasado y se colocan después del desbaste y antes del tratamiento primario • Los más tradicionales son de flujo horizontal (v~0,3 m/s; tiempo de residencia hidráulico~1 min) • Sedimentación de partículas discretas: carga de superficie = velocidad de sedimentaciónEs frecuente el empleo de modificaciones con sistemas de inyección de aire que evitan la sedimentación de la materia orgánica, favoreciendo la flotación de las grasas (tiempos de residencia más altos 2-5 min) DESARENADOR-DESENGRASADOR DESARENADOR-DESENGRASADOR • El objetivo es conseguir la separación de los sólidos en suspensión (SS) produciendo un efluente líquido adecuado para la siguiente etapa de tratamiento • Además de reducir el contenido de SS, también se reduce la turbidez y DBO5, debido a que parte de los SS están formados por materia orgánica, y algo de contaminación bacteriológica • También se eliminan los flotantes que no han sido eliminados en el desengrasado • En tratamiento de ARU el tratamiento primario se realiza habitualmente por sedimentación en los decantadores primarios • Los SS eliminados son separados como un fango primario que se trata en la línea de lodos TRATAMIENTO PRIMARIO ENZO CORTE Resaltar ENZO CORTE Resaltar ENZO CORTE Resaltar ENZO CORTE Resaltar ENZO CORTE Resaltar ENZO CORTE Resaltar 29/05/2020 11 En ARU van después del desarenado-desengrasado se eliminan principalmente sólidos de naturaleza orgánica (eliminaciones del 50-70% de SS y del 25-40% de DBO5) Sedimentación floculenta: diseño basado en la experiencia Pueden ser rectangulares o más frecuentemente circulares (TRH ~2 h; velocidades de carga superficial: 32-48 m3/m2 día) El agua residual se introduce por el centro y pasa a una campana circular que distribuye el flujo uniformemente en todas direcciones (diámetro de la campana 15-20% del diámetro del tanque; profundidad 1 -2,5 m) Dispone de un puente rascador equipado con rascadores de fondo y también superficiales para la eliminación de espumas DECANTADOR PRIMARIO DECANTADOR PRIMARIO Fig. 10.11. Decantador primario (Kiely, 1999) DECANTADOR PRIMARIO • El objetivo es reducir la materia orgánica biodegradable tanto en forma coloidal como disuelta • El tratamiento secundario es un tratamiento biológico mediante microorganismos que consumen dicha materia orgánica • Se consiguen rendimientos de eliminación de materia orgánica en torno al 80-90% • En el tratamiento de ARU lo más habitual es empleo de sistemas de fangos activos, aunque también se pueden emplear otros tratamiento aerobios como los filtros percoladores • Es habitual que estos tratamientos biológicos incluyan eliminación de nitrógeno y cada vez es más frecuente la eliminación de fósforo Materia orgánica + O2 + células Nuevas células + CO2 + H2O TRATAMIENTO SECUNDARIO ENZO CORTE Resaltar ENZO CORTE Resaltar ENZO CORTE Resaltar 29/05/2020 12 Los tratamientos biológicos son aquellos en los que la degradación de los contaminantes se efectúa por la acción de microorganismos POR VÍA BIOLÓGICA SE PUEDE ELIMINAR CONTAMINANTES BIODEGRADABLES: Materia orgánica fácilmente biodegradable Algunos contaminantes orgánicos tóxicos (p ej. Compuestos fenólicos) Nutrientes (N y P) Algunos otros contaminantes inorgánicos (CN-, SCN-) Se utilizan para tratar ARU y muchas ARI Pueden ser AEROBIOS y ANAEROBIOS VENTAJAS Bajo coste Destrucción del contaminante Buena aceptación social No requiere equipos complejos INCONVENIENTES Difícil de predecir No siempre es posible Lento Pueden generarse intermedios más tóxicos TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS Los contaminantes pueden ser fácilmente biodegradables, persistentes (biodegradación muy lenta), recalcitrantes (no biodegradables) o tóxicos UN EFLUENTE SE DICE QUE ES: Biodegradable cuando DBO/DQO>0,6 Medianamente biodegradable cuando 0.2<DBO/DQO<0,6 Muy poco biodegradable (o no biodegradable) cuando DBO/DQO<0,2 DEMANDA QUÍMICA DE OXÍGENO (DQO) Es la cantidad de oxígeno necesaria para oxidar la materia orgánica presente en el agua por vía química (toda la materia orgánica) DEMANDA BIOLÓGICA DE OXÍGENO (DBO) Es la cantidad de oxígeno necesaria para descomponer la materia orgánica presente en el agua por vía bioquímica (solo la materia orgánica biodegradable) EN GENERAL LA BIODEGRADABILIDAD DE UN CONTAMINANTE ORGÁNICO ES MENOR CUANTO: Mayor sea el número de halógenos Mayor sea la cantidad de ramificaciones Menor sea la solubilidad en agua Una sustancia puede ser biodegradable a una determinada concentración y no serlo a concentraciones más elevadas o en presencia de otros contaminantes LOS MICROORGANISMOS PARA MANTENER SUS FUNCIONES VITALES REQUIEREN: • Una fuente de energía (materia orgánica o luz solar) • Una fuente de carbono para la síntesis de materia celular nueva (materia orgánica o CO2) • Nutrientes inorgánicos: N, P, S, K, Ca, Mg LOS MICROORGANISMOS SE PUEDEN CLASIFICAR: SEGÚN SUS NECESIDADES DE OXÍGENO: • Aerobios: necesitan oxígeno • Anaerobios: mueren en presencia de oxígeno • Facultativos: pueden vivir en presencia o ausencia de oxígeno SEGÚN SU FUENTE DE CARBONO: • Heterótrofos: requieren una fuente de carbono orgánico • Autótrofos: utilizan el CO2 como fuente de carbono El tratamiento biológico consiste en promover y mantener una población microbiana que metaboliza un determinado residuo Es habitual el empleo de cultivos mixtos (suelen presentar velocidades de degradación superiores a los cultivos puros) PARÁMETROS TÉCNICOS Presencia/ausencia de O2 (tratamiento aerobio/anaerobio) Temperatura (aumenta la actividad) pH (normalmente entre 6 y 8) Nutrientes: macronutrientes (C, N y P) y micronutrientes (S, K, Ca, Fe, Mg) Lodos activos (purines) Lodos activos (EDARU Villapérez) ENZO CORTE Resaltar ENZO CORTE Resaltar ENZO CORTE Resaltar ENZO CORTE Resaltar ENZO CORTE Resaltar ENZO CORTE Resaltar ENZO CORTE Resaltar ENZO CORTE Resaltar ENZO CORTE Resaltar ENZO CORTE Resaltar 29/05/2020 13 OXIDANTE : O2 molecular PRODUCTOS FINALES: AGUA CO2 BIOMASA CELULAR TRATAMIENTO AEROBIO : BACTERIAS PROTOZOOS ROTÍFEROS, CRUSTÁCEOS y GUSANOS ELIMINA : MATERIA ORGÁNICA BIODEGRADABLE TRATAMIENTO BIOLÓGICO AEROBIO MATERIA ORGÁNICA + O2 + BACTERIAS NUEVAS CÉLULAS + CO2 + H2O Se puede resumir: • Los microorganismos se encuentran suspendidos en el medio acuoso formando flóculos • Son los que mejor se adaptan al tratamiento de efluentes que contienen de moderadas a altas concentraciones de compuestos orgánicos (~1000 mg/L TOC) • Existen distintos sistemas: FANGOS ACTIVOS REACTORES DISCONTINUOS SECUENCIALES LAGUNAS AIREADAS El tratamiento por fangos activos consiste en pasar el agua residual a través de un reactor que contiene biomasa en suspensión de microorganismos muy activos y aclimatados (las responsables de la transformación son principalmente bacterias heterótrofas) • El ambiente aerobio se consigue mediante difusores o aireadores mecánicos, que además mantienen los microorganismos suspendidos (OD>2 mg/L) • Concentración de biomasa en el reactor: 2000-4000 mg SSV/L • La purga del fango en exceso se puede realizar desde la recirculación o desde el reactor de aireación • Con ARU no se requiere un aporte externo de nutrientes • Los reactores pueden aproximar su comportamiento a un CSTR o a un PFR (relación longitud:ancho de 10:1 y altura 2-4 m) • Balances a sistemas con mezcla completa • Si el tratamiento biológico también tiene como objetivo lograr la eliminación de nutrientes, es necesario alternar ambientes aerobios, anóxicos y anaerobios PARÁMETROS DE DISEÑO: tiempo residencia hidráulico, tiempo de residencia celular, relación alimento/microorganismo, carga volumétrica, relación de recirculación REACTOR BIOLÓGICO Reactor biológico ENZO CORTE Resaltar ENZO CORTE Resaltar ENZO CORTE Resaltar ENZO CORTE Resaltar ENZO CORTE Resaltar ENZO CORTE Resaltar ENZO CORTE Resaltar 29/05/2020 14 • Son los que van después de un tratamiento biológico para separar los lodos activos (sedimentación retardada) • En cuanto a su diseño son similares a los primarios • Pueden disponer de sistemas de recogida de fango con aspiración DECANTADORSECUNDARIO Fig. 10.16. Esquema de un decantador secundario (Kiely, 1999) Los sólidos que van siendo retirados de las distintas etapas del proceso de tratamiento de ARU no son asimilables a RSU (a excepción de lo retirado en el pretratamiento) y necesitan ser tratados y gestionados adecuadamente FANGOS PRIMARIOS Son los retirados en el decantador primario Consisten en sólidos orgánicos y finos inorgánicos Sólidos secos 2-6% FANGOS SECUNDARIOS Son los lodos biológicos en exceso purgados de la línea de recirculación o del reactor biológico Son menos densos, con tamaños de partícula menores que los 1º Sólidos secos 0,5-2% Se denominan fangos mixtos a la mezcla de fangos 1º y 2º LÍNEA DE LODOS LOS POSIBLES TRATAMIENTOS PARA LOS FANGOS SON: Espesamiento Deshidratación Tratamientos químicos Tratamientos biológicos (digestión aerobia, digestión anaerobia y compostaje) Secado e incineración EL LODO TRATADO SE PUEDE: Reutilizar (es necesario haberlo estabilizado previamente por vía biológica, química o térmica) Incinerar (las cenizas se llevan a vertedero) Depósito en un vertedero autorizado Debido a la gran cantidad de tecnologías disponibles en su tratamiento, no hay un esquema general único PROCESOS BIOLÓGICOS ANAEROBIOS Los procesos biológicos anaerobios emplean bacteria facultativas o estrictamente anaerobias para descomponer la materia orgánica biodegradable en ausencia de oxígeno • Es preciso que no existan como aceptores de electrones ni el oxígeno molecular ni los nitratos • Los productos finales son principalmente metano y dióxido de carbono (también pequeñas cantidades de sulfuro de hidrógeno y amoniaco entre otros) • Se genera poca biomasa con lo que la producción de lodos es pequeña • Se precisa operar a temperaturas por encima de la ambiente • En general es adecuado para mayores cargas orgánicas que el tratamiento aerobio ENZO CORTE Resaltar ENZO CORTE Resaltar ENZO CORTE Resaltar ENZO CORTE Resaltar ENZO CORTE Resaltar ENZO CORTE Resaltar ENZO CORTE Resaltar ENZO CORTE Resaltar 29/05/2020 15 VENTAJAS Permite tratar aguas con alta carga orgánica Se generan pocos lodos Se produce ch4 aprovechable (0,35 nm3/kg DQO eliminada) Se ahorra la energía de aireación DESVENTAJAS Requiere TRC altos (gran V de reactor) Suele requerir calefacción adicional Muy sensible a los cambios Reacciones poco conocidas APLICACIONES ARU: Estabilización de lodos biológicos ARI: Residuos industriales con gran contenido en materia orgánica biodegradable (industria alimentaria, papel) y algunos residuos peligrosos (cresoles, fenoles, organoclorados) REACTOR ANAEROBIO ETAPAS DE LA DIGESTIÓN ANAEROBIA DE MATERIA ORGÁNICA La digestión anaerobia de materia orgánica incluye el trabajo conjunto de distintas especies de microorganismos y se puede considerar dividido en tres etapas: HIDRÓLISIS: En esta etapa tiene lugar la rotura de moléculas grandes y complejas en moléculas más pequeñas que puedan ser metabolizadas por los microorganismos. Los enzimas extracelulares son los responsables de esta etapa ACIDOGÉNESIS: Los productos de la hidrólisis son transformados en ácidos orgánicos, H2 y CO2. Las bacterias responsables son bacterias acidogénicas (facultativas y anaerobias) y pueden ser las mismas responsables de la primera etapa. Operan para valores de pH entre 5 y 7 METANOGÉNESIS: A partir de los productos de la etapa anterior se forma metano. Las bacterias responsables son las metanogénicas. Son bacterias anaerobias estrictas cuya actividad se inhibe para fuera del intervalo de pH 6-8. Este proceso es más lento que las etapas anteriores, siendo ésta la etapa limitante TRATAMIENTO DE EFLUENTES - PARÁMETROS Y ALTERNATIVAS ENZO CORTE Llamada Agua residual urbana Agua residual industrial ENZO CORTE Resaltar ENZO CORTE Resaltar
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