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• Ivan Vazquez

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TRATAMIENTOS PRELIMINARES se hacen como antecedentes a los tratamientos primarios, secundarios, o terciarios, pues las aguas residuales pueden venir con desechos muy grandes y voluminosos que no pueden llegar a las plantas de tratamiento y sirven de igual manera para aumentar la efectividad de estos procesos. Para estos procesos son utilizadas las rejillas, los tamices y los microfiltros. Las Rejillas: Con éstas se retiene todo el material grueso, su principal objetivo es retener basuras, material sólido grueso que pueda afectar el funcionamiento de las bombas, válvulas, aireadores, etc. Se utilizan solamente en los desbastes previos, y sirven para que los desechos no dañen las maquinas. Se construyen con barras de 6 mm de grosor y son acomodadas aproximadamente a 100 mm de distancia.

tomada de http://vulcano.lasalle.edu.co/~docencia/IngAmbiental/AR_Trat_preliminar.htm

Los tamices: Luego de las rejillas se colocan Tamices, con aberturas menores para remover un porcentaje más alto de sólidos, con el fin de evitar atascamiento de tuberías, filtros biológicos, con una abertura máxima de 2.5 mm. Tienen una inclinación particular que deja correr el agua y hace deslizar los desechos por fuera de la malla. Necesita un desnivel importante entre el punto de alimentación del agua y el de salida. Los microfiltros: son planillas giratorias plásticas o de acero por las cuales circula el agua y recogen los desechos y las basuras en su interior, los microfiltros tiene sistemas de lavado para que así puedan mantener las mallas limpias. Dependiendo de la aplicación que tengan se selecciona el tamaño de las mallas. Desaneradores: son unidades encargadas de retener arenas, guijarros, tierra y otros elementos vegetales o minerales que traigan las aguas.

tomada de http://vulcano.lasalle.edu.co/~docencia/IngAmbiental/AR_Trat_preliminar.htm

TRATAMIENTOS PRIMARIOS En este tipo de tratamiento lo que se busca es remover los materiales que son posibles de sedimentar, usando tratamiento físicos o físico-químicos. En algunos casos dejando, simplemente, las aguas residuales un tiempo en grandes tanques o, en el caso de los tratamientos primarios mejorados, añadiendo al agua contenida en estos grandes tanques, sustancias químicas quelantes (La precipitación química o coagulación es un proceso por el cual se agregan sustancias químicas para que así se de una coagulación de los desechos y poder retirar así los sólidos) que hacen más rápida y eficaz la sedimentación. También se incluyen en estos tratamientos la neutralización del pH y la eliminación de contaminantes volátiles como el amoniaco (desorción). Las operaciones que incluye son el desaceitado y desengrase, la sedimentación primaria, la filtración, neutralización y la desorción. La sedimentación física es el proceso mediante el cual se dejan asentar por gravedad los sólidos en suspensión en las aguas residuales. Las bacterias que crecen en este medio, junto con otros sólidos, se retiran en un tanque de sedimentación secundario y se hacen entrar de nuevo al tanque de ventilación. En este tipo de tratamiento se pueden retirar de un 60 a un 65% de los sólidos sedimentables y de 30 a 35% de los sólidos suspendidos en las aguas residuales.

TRATAMIENTOS SECUNDARIOS Se da para eliminar desechos y sustancias que con la sedimentación no se eliminaron y para remover las demandas biológicas de oxigeno. Con estos tratamientos secundarios se pueden Expeler las partículas coloidales y similares. Puede incluir procesos biológicos y químicos. Este proceso acelera la descomposición de los contaminantes orgánicos. El procedimiento secundario más habitual es un proceso biológico en el que se facilita que bacterias aerobias digieran la materia orgánica que llevan las aguas. Este proceso se suele hacer llevando el efluente que sale del tratamiento primario a tanques en los que se mezcla con agua cargada de lodos activos (microorganismos). Estos tanques tienen sistemas de burbujeo o agitación que garantizan condiciones aerobias para el crecimiento de los microorganismos. Posteriormente se conduce este líquido a tanques cilíndricos, con sección en forma de tronco de cono, en los que se realiza la decantación de los lodos. Separados los lodos, el agua que sale contiene muchas menos impurezas. Una parte de estos lodos son devueltos al tanque para que así haya una mayor oxidación de la materia orgánica. Se utilizan también los biodiscos que están construidos con un material plástico por el que se esparce una película de microorganismos que se regulan su espesor con el paso y el rozamiento del agua. Puede estar sumergido de un 40 a un 90 % y las parte que queda en la superficie es la encargada de aportar el oxigeno a la actividad celular. El lagunaje es utilizado en terrenos muy extensos y su duración es de 1/3 días en el proceso de retención. La agitación debe ser suficiente para mantener los lodos en suspensión excepto en la zona más inmediata a la salida del efluente.

ZANJON DE OXIDACIÒN, MUNICIPIO DE FUNZA, CUNDINAMARCA sacado de http://vulcano.lasalle.edu.co/~docencia/IngAmbiental/AR_Trat_secundarios.htm

TRATAMIENTOS TERCIARIOS Consisten en procesos físicos y químicos especiales con los que se consigue limpiar las aguas de contaminantes concretos: fósforo, nitrógeno, minerales, metales pesados, virus, compuestos orgánicos, etc. Es un tipo de tratamiento más caro que los anteriores y se usa en casos más especiales como por ejemplo para purificar desechos de algunas industrias. Algunas veces el tratamiento terciario se emplea para mejorar los efluentes del tratamiento biológico secundario. Se ha empleado la filtración rápida en arena para poder eliminar mejor los sólidos y nutrientes en suspensión y reducir la demanda bioquímica de oxígeno. Una mejor posibilidad para el tratamiento terciario consiste en agregar uno o más estanques en serie a una planta de tratamiento convencional. El agregar esos estanques de "depuración" es una forma apropiada de mejorar una planta establecida de tratamiento de aguas residuales, de modo que se puedan emplear los efluentes para el riego de cultivos o zonas verdes y en acuicultura.

Tratamientos Biológicos Estos tratamientos se basan en el uso de microbios que descomponen y asimilan las sustancias presentes en el efluente. Los dos tratamientos más importantes son lodos activados y sistemas de película fija. Lodos activados: Estos tratamientos se efectúan en grandes estanques con una suspensión de microbios que forman un barro o lodo activado. Se agrega el agua contaminada y los microorganismos van descomponiendo los contaminantes en sustancias simples, o asimilando otras sustancias en su interior. Luego se efectúa una decantación para separar los lodos, se obtiene agua tratada y parte de los lodos se envía de nuevo al estanque. Los lodos a reusar son estabilizados previo contacto con el agua residual. Para que el sistema funcione, debe contar con agitación y aireación adecuada. También se suelen agregar nutrientes para promover la actividad de los lodos. El sistema tiene muchas variantes, que tienen distintos sistemas de aireación, concentración de lodos, y caudal de ingreso de aguas residuales. Los más avanzados utilizan oxigeno puro en un sistema hermético y con una campana se extraen los gases producidos.

Sistemas de película fija: En este sistema, las partículas activas forman una película que está adherida en paredes o en rellenos de distinto tipo. Al pasar el agua residual por estas paredes o rellenos, entra en contacto con las películas microbianas y se va depurando. Los tratamientos de tipo biológico son adecuados para aguas residuales con alto contenido de materias orgánicas, pero no están limitados a ellas. Se conocen bacterias capaces de asimilar metales pesados y fosfatos. De hecho, casi cualquier residuo puede ser descompuesto mediante algas o bacterias adecuadas, ya sean naturales u obtenidas artificialmente por ingeniería genética.

Fig. 1. Degradación de la materia orgánica y nitrificación/desnitrificación biológica.

Los procesos biológicos que tienen lugar en cada una de las etapas son los siguientes:  Zona anóxica I. El carbono presente en el la corriente de entrada se emplea para reducir los nitratos recirculados a N2. La elevada carga orgánica permite que la desnitrificación sea muy rápida.  Zona aerobia I. Se produce la oxidación de la materia orgánica de origen carbonoso y del amonio existente en el agua residual generándose agua, CO2 y nitratos.  Zona anóxica II. Los nitratos no recirculados se desnitrifican en esta etapa. Generalmente la fuente de carbono es carbono endógeno.  Zona aerobia II. La aireación de la mezcla ayuda a eliminar el N 2 formado en las dos etapas anóxicas. Se produce la nitrificación del amonio que no se haya oxidado en la anterior etapa aerobia.

Los humedales son áreas donde el agua es el factor primordial de control del medio ambiente y la vida vegetal y animal conexa. Constituyen un eslabón básico e insustituible del ciclo del agua y figuran entre los ambientes más productivos del planeta. Su conservación y manejo sustentable pueden asegurar la riqueza biológica y los “servicios de ecosistema” que éstos prestan, tales como el control de inundaciones,

reposición de aguas subterráneas, estabilización de costas y protección contra tormentas, retención y exportación de sedimentos, depuración de aguas, reservorios de biodiversidad, productos de los humedales, valores culturales, recreación y turismo y mitigación al cambio climático y adaptación a él. Estos ecosistemas han sufrido procesos de transformación con diversos fines, y su desconocimiento y manejo inadecuado constituyen algunos de los principales problemas que atentan contra su conservación en México. En el ámbito nacional, en el marco de la Ley de Aguas Nacionales, a la Conagua le compete llevar y mantener el Inventario Nacional de Humedales (INH), así como delimitarlos, clasificarlos y proponer las normas para su protección, restauración y aprovechamiento. En este contexto actualmente se lleva a cabo la elaboración del INH en el que se elabora un Sistema de Información Geográfico con un enfoque multiescalar (1:250,000 nivel nacional, 1:50,000 nivel cuencas y 1:20,000 nivel complejo de humedal).En la primera etapa se tendrán 13 sitios piloto a una escala a nivel de complejo de humedales y se concluirá en el año 2012. En el ámbito internacional, se firmó un tratado de carácter intergubernamental en la ciudad de Ramsar (Irán, 1971), conocida como la Convención Ramsar. La convención tiene tres pilares: el uso racional de los humedales, la lista de humedales de importancia internacional y la cooperación internacional. Para el año

2010 había 130 humedales mexicanos como sitios Ramsar, en el año 2011 salieron tres (Presa La Vega, Jalisco; Ecosistema Ajos- Bavispe, Sonora; y, Anillo de Cenotes de Yucatán, Yucatán), y se incluyeron cuatro nuevos (El Jagüey, Buenavista de Peñuelas, Aguascalientes; Estero El Soldado, Sonora; Laguna de Cuyutlán vasos III y IV, Colima; y, área Natural Protegida Estatal Presa de Silva y Zonas Aledañas, Guanajuato) para un total de 131 humedales en la lista de la convención que representan 9 millones de hectáreas aproximadamente. El mapa muestra los humedales inscritos en el Convención Ramsar del 2011. .

Tratamiento del agua residual[editar] Artículos principales: Tratamiento de aguas residuales, Estación depuradora de aguas residuales y Saneamiento ecológico.

Diagrama de una planta convencional de tratamiento de aguas residuales.

Toda agua servida o residual debe ser tratada, tanto para proteger la salud pública como para preservar el medio ambiente. Antes de tratar cualquier agua servida se debe conocer su composición. Esto es lo que se llama caracterización del agua. Permite conocer qué elementos químicos y biológicos están presentes y da la información necesaria para que los ingenieros expertos en tratamiento de aguas puedan diseñar una planta apropiada al agua servida que se está produciendo. Una Estación depuradora de aguas residuales tiene la función de eliminar toda contaminación química y bacteriológica del agua que pueda ser nociva para los seres humanos, la flora y la fauna, de manera que se pueda devolver el agua al medio ambiente en condiciones adecuadas. El proceso, además, debe ser optimizado de manera que la planta no produzca olores ofensivos hacia la comunidad en la cual está inserta. Una planta de aguas servidas bien operada debe eliminar al menos un 90 % de la materia orgánica y de los microorganismos patógenos presentes en ella. Como se ve en este gráfico, la etapa primaria elimina el 60 % de los sólidos suspendidos y un 35 % de la DBO. La etapa secundaria, en cambio, elimina el 30 % de los sólidos suspendidos y un 55 % de la DBO.

Etapas del tratamiento del agua residual[editar] El proceso de tratamiento del agua residual se puede dividir en cuatro etapas: pretratamiento, primaria, secundaria y terciaria. Algunos autores llaman a las etapas preliminar y primaria unidas como etapa primaria.

Etapa preliminar[editar]

La etapa preliminar debe cumplir dos funciones: 1. Medir y regular el caudal de agua que llega a la planta 2. Extraer los sólidos flotantes grandes y la arena (a veces, también la grasa).

Normalmente las plantas están diseñadas para tratar un volumen de agua constante, lo cual debe adaptarse a que el agua servida producida por una comunidad no es constante. Hay horas, generalmente durante el día, en las que el volumen de agua producida es mayor, por lo que deben instalarse sistemas de regulación de forma que el caudal que ingrese al sistema de tratamiento sea uniforme. Asimismo, para que el proceso pueda efectuarse normalmente, es necesario filtrar el agua para retirar de ella sólidos y grasas. Las estructuras encargadas de esta función son las rejillas, tamices, trituradores (a veces), desgrasadores y desarenadores. En esta etapa también se puede realizar la preaireación, cuyas funciones son: a) Eliminar los compuestos volátiles presentes en el agua servida, que se caracterizan por ser malolientes, y b) Aumentar el contenido de oxígeno del agua, lo que ayuda a la disminución de la producción de malos olores en las etapas siguientes del proceso de tratamiento. Etapa primaria[editar]

Tiene como objetivo eliminar los sólidos en suspensión por medio de un proceso de sedimentación simple por gravedad o asistida por coagulantes y floculantes. Así, para completar este proceso se pueden agregar compuestos químicos (sales de hierro, aluminio y polielectrolitos floculantes) con el objeto de precipitar el fósforo, los sólidos en suspensión muy finos o aquellos en estado de coloide. Las estructuras encargadas de esta función son los estanques de sedimentación primarios o clarificadores primarios. Habitualmente están diseñados para suprimir aquellas partículas que tienen tasas de sedimentación de 0,3 a 0,7 mm/s. Asimismo, el período de retención es normalmente corto, 1 a 2 h. Con estos parámetros, la profundidad del estanque fluctúa entre 2 a 5 m. En esta etapa se elimina por precipitación alrededor del 60 al 70 % de los sólidos en suspensión. En la mayoría de las plantas existen varios sedimentadores primarios y su forma puede ser circular, cuadrada a rectangular. Etapa secundaria[editar]

Tiene como objetivo eliminar la materia orgánica en disolución y en estado coloidal mediante un proceso de oxidación de naturaleza biológica seguido de sedimentación. Este

proceso biológico es un proceso natural controlado en el cual participan los microorganismos presentes en el agua residual, y que se desarrollan en un reactor o cuba de aireación, más los que se desarrollan, en menor medida en el decantador secundario. Estos microorganismos, principalmente bacterias, se alimentan de los sólidos en suspensión y estado coloidal produciendo en su degradación anhídrido carbónico y agua, originándose una biomasa bacteriana que precipita en el decantador secundario. Así, el agua queda limpia a cambio de producirse unos fangos para los que hay que buscar un medio de eliminarlos. En el decantador secundario, hay un flujo tranquilo de agua, de forma que la biomasa, es decir, los flóculos bacterianos producidos en el reactor, sedimentan. El sedimento que se produce y que, como se dijo, está formado fundamentalmente por bacterias, se denomina fango activo. Los microorganismos del reactor aireado pueden estar en suspensión en el agua (procesos de crecimiento suspendido o fangos activados), adheridos a un medio de suspensión (procesos de crecimiento adherido) o distribuidos en un sistema mixto (procesos de crecimiento mixto). Las estructuras usadas para el tratamiento secundario incluyen filtros de arena intermitentes, filtros percoladores, contactores biológicos rotatorios, lechos fluidizados, estanques de fangos activos, lagunas de estabilización u oxidación y sistemas de digestión de fangos. Etapa terciaria[editar]

Tiene como objetivo suprimir algunos contaminantes específicos presentes en el agua residual tales como los fosfatos que provienen del uso de detergentes domésticos e industriales y cuya descarga en cursos de agua favorece la eutrofización, es decir, un desarrollo incontrolado y acelerado de la vegetación acuática que agota el oxígeno, y mata la fauna existente en la zona. No todas las plantas tienen esta etapa ya que dependerá de la composición del agua residual y el destino que se le dará.

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El PRETRATAMIENTO consiste en la separación de sólidos -"flotantes" o en "suspensión"de gran tamaño y densidad... ... (hojas, palos, plásticos, trapos, arenas, cubiertas de grasas, etc.)... ... pues su "volumen" podría dañar "determinados aparatos" de las depuradoras. En el pretratamiento se siguen varios procesos: desbaste o retención, desarenado y desengrasado.

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-Desbaste o retención de los materiales más voluminosos... a través de rejas +/gruesas o +/- finas. Posteriormente, y mediante una cinta transportadora, las sustancias retenidas se depositan en contenedores para "su traslado" a vertederos municipales o incineradores.

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-Desarenado, o sistema de circulación del agua en cámaras a determinadas velocidades... ... para controlar el depósito de arenas en el fondo y su posterior extracción y eliminación.

Si se "quieren evitar" los malos olores... se procede a inyectar aire durante este proceso.

-Desengrasado o eliminación de grasas, aceites y otros materiales flotantes como pelos o fibras. Se lleva a cabo mediante procesos idénticos al caso anterior; por lo que, al controlar la velocidad del agua, las grasas, menos densas, se quedan en la superficie.

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Además la aireación (inyección de aire) facilita aún más la permanencia en superficie de los materiales grasos y de poca densidad, que van a ser retirados mediante "dispositivos de recogida superficial". Por eso... este proceso, y "el anterior", suelen realizarse juntos.

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El TRATAMIENTO PRIMARIO consiste en la separación de sólidos en suspensión y material flotante que no han sido retenidos en el pretratamiento.

"Primeramente" se produce una decantación en los denominados "decantadores primarios" (tanques con forma circular o rectangular), que presentan mecanismos de arrastre y extracción de grasas y de fangos.

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Posteriormente tienen lugar procesos de floculación, que consisten en el empleo de productos químicos (iones, sales metálicas,...) que se combinan con los sólidos en suspensión para formar agregados de gran tamaño, lo que favorece su flotación.

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Por último se produce la neutralización (o ajuste del pH)... "esto permite" tratamientos posteriores.

http://html.rincondelvago.com/0001680023.png Tratamiento primario.

En el TRATAMIENTO SECUNDARIO se producen una serie de procesos biológicos, complementados con nuevos procesos de decantación, que eliminan la materia orgánica presente en el agua residual. Una de las "modalidades" más empleados es la denominada de "fangos activos", que consiste en colocar el agua "a depurar" en depósitos de grandes dimensiones bajo condiciones aerobias (para ello hay que aportar oxígeno mediante turbinas o difusores), de modo que las bacterias presentes en el medio (o las "añadidas" para acelerar el proceso) degraden la materia orgánica mediante procesos de oxidación.

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Los microorganismos son eliminados después por un sistema de decantación secundaria... mediante """decantadores secundarios"""...

http://iesmunoztorrero.juntaextremadura.net/web/aguaserena/activid/edar/6.decantacion-sec.gif

En el TRATAMIENTO TERCIARIO se aplican métodos complementarios o alternativos que extraen del agua la materia orgánica (e inorgánica) que todavía permanece en la misma después de los procesos anteriores.

¡¡¡ Resulta muy... muy... caro!!! El agua es sometida a una "filtración rápida" para extraer pequeñas porciones de fango difícilmente "decantables". Además, se utilizan determinados reactivos químicos para eliminar metales pesado y compuestos ricos en fósforo y nitrógeno.

Mediante la DESINFECCIÓN se eliminan los microorganismos patógenos del agua. Su utilización está en función de la eficacia de los tratamientos anteriores. Básicamente... se pueden utilizar dos métodos... ¡¡¡uno barato y otro caro!!! Lo "más empleado" es la cloración, pues el cloro es un poderoso oxidante y desinfectante (bloquea las funciones metabolismo de los microorganismos), barato y fácil de controlar... ... el inconveniente es el sabor +/- desagradable "que aporta" al agua.

http://www.iesmajadamarcial.com/noticias/potabilizadora1_archivos/image010.gif

El ozono (tiene una acción inmediata sobre los virus) y las radiaciones ultravioleta, constituyen procedimientos muy eficaces... ... pero muy caros.

http://www.xylemwatersolutions.com/scs/spain/es-es/aplicaciones/tratamientoagua/Ozono/PublishingImages/oz2.gif

Como resultado de los procesos de purificación del agua, se han ido/van originando una serie de residuos...

http://www.monografias.com/trabajos55/contaminacion-de-agua/co2.jpg

... cuyo tratamiento -denominado línea de fangos o lodos - comprende los siguientes procesos: espesamiento de fangos, estabilización de fangos, acondicionamiento químico y deshidratación.

http://www.juntadeandalucia.es/medioambiente/web/Bloques_Tematicos/ agencia_andaluza_agua/ciclo_integral_del_agua_urbana/depuracion/linea_de_lodos.jpg

http://www.andreuboet.com/images/diagramaesp.jpg

http://cidta.usal.es/cursos/agua/modulos/Conceptos/uni_04/images/U3C1S415.gif

El ESPESAMIENTO DE FANGOS... "se ocupa" de reducir el volumen de los mismos eliminado la mayor parte del agua que contienen, lo que facilita su manejo para tratamientos posteriores. Para ello se emplean los "espesadores" que se basan en un mecanismo de gravedad o flotación.

http://www.espinaydelfin.com/files/ESPINAYDELFIN/2012-6/18-10-21-44.ESDE.espesador.jpg

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-ESTABILIZACIÓN DE FANGOS, para eliminar la materia orgánica presente en ellos. Este proceso puede realizarse por vía aerobia (es más cara pues requiere un aporte constante de oxígeno) o anaerobia.

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En la mayoría de las estaciones depuradoras se realiza la estabilización anaerobia en los "biodigestores" (depósitos cerrados donde la materia orgánica es transformada en sustancias como el metano y el dióxido de carbono, gases que van a formar el "biogas").

-ACONDICIONAMIENTO QUÍMICO... se "añaden" compuestos de "dicha naturaleza" o calor a presión, para provocar la coagulación de sólidos y facilitar el siguiente proceso.

-DESHIDRATACIÓN, mediante secado, filtrado, prensado, decantación... para eliminar el agua que todavía contienen los fangos. Éstos pueden ser recogidos para su traslado a vertederos, sufrir procesos de incineración, etc.

"Ventajas de la LÍNEA DE FANGOS": http://www.flottweg.de/spain/aplicaciones/aguasresiduales-urbanas/deshidratacin-y-espesamiento-de-aguas-residuales/aguasresiduales.html

El gas resultante de los procesos a los que se ven sometidos los fangos constituye la llamada "línea de gas"... ... gas que "puede seguir varios caminos"... ...como ser utilizado para aportar parte de la energía que la planta depuradora necesita para su funcionamiento. También se emplea como combustible para otras industrias. El gas "no empleado" se suele quemar en una antorcha que tienen las estaciones depuradoras.

http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/2bachillerato/biotec/imagenes/animadepura.gif