zanjas de oxidacion

ZANJAS DE OXIDACIÓN
DESINFECCION
La desinfección consiste en la destrucción selectiva de los organismos que causan enfermedades . No todos los organismos se destruyen durante el proceso , punto en el que radica la principal diferencia entre la desinfección y la esterilización , proceso que conduce a la destrucción de la totalidad de los organismos . En el campo de las aguas residuales , las tres categorías de organismos entéricos de origen humano de mayores consecuencias en la producción de enfermedades son las bacterias , los virus y los quistes amebianos .Las enfermedades bacterianas típicas transmitidas por el agua son : el tifus,el cólera , el paratifus y la disentería bacilar , mientras que las enfermedades causadas por los virus incluyen , entre otras , la poliomeletis y la hepatitis infecciosa.

Los métodos más empleados para llevar a cabo la desinfección son : (1)agentes químicos ; (2) agentes físicos ; (3) medios mecánicos y (4 ) radiación .

AGENTES FISICOS
Los desinfectantes físicos que pueden emplear son la luz y el calor. El agua caliente a la temperatura de ebullición, por ejemplo, destruye las principales bacterias causantes de enfermedades y no formadoras de esporas. El calor se suele emplear con frecuencia en las industrias lácticas y de bebidas pero su aplicación al agua residual no es factible debido al alto costo que supondría. Sin embargo, la pasteurización de fango es una práctica habitual en toda Europa. La luz solar también es un buen desinfectante especialmente la radiación ultravioleta. En la esterilización de pequeñas cantidades de agua, el empleo de lámparas especiales ha resultado exitoso. La eficacia de este proceso depende de la penetración de los rayos en el agua. La geometría de contacto entre la fuente emisora de luz ultravioleta y el agua es de gran importancia debido a que la materia en suspensión, las moléculas orgánicas disueltas y la propia agua, además de los microorganismos, absorberán la radiación. Por lo tanto, la aplicación de la radiación ultravioleta como mecanismo de desinfección no resulta sencilla en sistemas acuosos, especialmente por la presencia de materia particulada.


FILTROS PERCOLADORES
(1) "El concepto del filtro percolador nació del uso de los filtros de contacto, que eran estanques impermeables rellenos con piedra machacada. En su funcionamiento, el lecho de contacto se llenaba con el agua residual desde la parte superior y se dejaba que se pusiese en contacto con el medio durante un corto período de tiempo. El lecho se vaciaba a continuación y se le permitía que reposase antes de que se repitiese el ciclo. Un ciclo típico exigía 12 horas de las cuales había 6 horas de reposo. Las limitaciones del filtro de contacto incluyen una posibilidad relativamente alta de obturaciones, el prolongado período de tiempo de reposos necesario, y la carga relativamente baja que podía utilizarse"

En el filtro percolador el agua residual es roseada sobre la piedra y se deja que se filtre a través del lecho, este filtro consiste en un lecho formado por un medio sumamente permeable al que los microorganismos se adhieren y a través del cual se filtra el agua residual. El tamaño de las piedras de que consta el medio filtrante está entre 2.5 – 10cm de diámetro, la profundidad de estas varía de acuerdo al diseño particular, generalmente de 0.9 – 2.4m con un promedio de profundidad de 1.8m. Ciertos filtros percoladores usan medios filtrantes plásticos con profundidades de 9 – 12m. Actualmente el lecho del filtro es circular y el residuo líquido se distribuye por encima del lecho mediante un distribuidor giratorio, antes el lecho era rectangular y el agua residual se distribuía mediante boquillas rociadoras fijas cada uno de los filtros posee un sistema de desagüe inferior el cual recoge el agua tratada y los sólidos biológicos que se han separado del medio, este sistema de desagüe es importante tanto como instalación de recogida como por su estructura porosa a través de la que el aire puede circular.

La materia orgánica que se halla presente en le agua residual es degradada por la población de microorganismos adherida al medio, esta materia es absorbida sobre una capa viscosa (película biológica), en cuyas capas externas es degradada por los microorganismos aerobios, a medida que los microorganismos crecen el espesor de la película aumenta y el oxígeno es consumido antes de que pueda penetrar todo el espesor de la película, por lo que se establece un medio ambiente anaerobio, cerca de la superficie del medio, conforme esto ocurre las materia orgánica absorbida es metabolizada antes de que pueda alcanzar los microorganismos situados cerca de la superficie del medio filtrante. Como resultado de nos disponer de una fuente orgánica externa de carbón celular, los microorganismos situados cerca de la superficie del medio filtrante se hallan en la fase endógena de crecimiento, en la que pierden la capacidad de adherirse a la superficie del medio. En estas condiciones el líquido a su paso a través del medio filtrante arrastra la película y comienza el crecimiento de una nueva, esta pérdida de la película es función de la carga hidráulica y orgánica del filtro, donde la carga hidráulica origina las velocidades de arrastre y la orgánica influye en las velocidades del metabolismo de la película biológica, en base a estas cargas hidráulica y orgánica los filtros pueden dividirse en dos tipos: de baja y alta carga.

(2) "La comunidad biológica presente en un filtro se compone principalmente de protistas, incluyendo bacterias facultativas, aerobias y anaerobias, hongos, algas y protozoos. Suelen también encontrarse algunos animales superiores como gusanos, larvas de insectos y caracoles."

Los microorganismos predominantes en el filtro percolador son las bacterias facultativas, las que con las bacterias anaerobias y aerobias, descomponen la materia orgánica del agua residual, los hongos son los causantes de la estabilización del agua residual, pero su contribución es importante solo a un pH bajo o con ciertas aguas residuales industriales, las algas crecen únicamente en las capas superiores del filtro a donde llega la luz solar, esta es la razón por la que las algas no toman parte directa en la degradación de residuos, pero durante el día añaden oxígeno al agua residual que se está filtrando, sin embargo, desde el punto de vista operacional las algas pueden causar el taponamiento de la superficie del filtro por lo que se consideran un estorbo. De los protozoos que se encuentran en el filtro los del grupo ciliata son los predominantes su función no es estabilizar el agua residual sino controlar la población bacteriana. Los animales superiores se alimentan de las capas biológicas del filtro, ayudando así a mantener la población bacteriana en estado de gran crecimiento o rápida utilización del alimento.

Las poblaciones individuales de la comunidad biológica sufrirán variaciones en toda la profundidad del filtro en función de los cambios en la carga orgánica hidráulica, composición del agua residual afluente, disponibilidad del aire, temperatura, pH y otros.

La instalación de sedimentación es muy importante en el proceso del filtro percolador, pues es necesaria para eliminar los sólidos suspendidos que se desprenden durante los períodos de descarga en los filtros, si se utiliza recirculación una parte de estos sólidos sedimentados podría ser reciclado y le resto debe desecharse, pero la recirculación de los sólidos sedimentados no es tan importante en este proceso, la mayoría de los microorganismos se adhieren al medio filtrante, la recirculación podría ayudar a la inoculación del filtro, sin embargo, los objetivos principales de ésta son disminuir las aguas residuales ya hacer que el efluente del filtro se ponga en contacto de nuevo con la población para el tratamiento adicional, la recirculación casi siempre forma parte de los sistemas de filtros percoladores de alta carga.



CLASIFICACION DE FILTROS PERCOLADORES
Los filtros percoladores se clasifican, según su carga hidráulica y su carga orgánica en dos tipos:

Filtro de alta carga.
Filtro de baja carga
(3) "Es un dispositivo relativamente sencillo y de funcionamiento sumamente seguro, que produce una cantidad estable de efluente, sin perjuicio de que el efluente sea de naturaleza cambiante. Predomina en él una gran población de bacterias nitrificantes, por lo que el efluente es pobre en amoníaco y rico en nitritos y nitratos, La pérdida de carga a través del filtro puede ser 1.5 – 3m, lo que puede ser un impedimento si el terreno es demasiado plano para permitir la circulación por gravedad. Con una pendiente favorable, la posibilidad de utilizar la circulación por gravedad es una ventaja. Sin embargo, los filtros de este tipo también tienen algunos inconvenientes. Los olores son un problema frecuente, especialmente si el agua residual es poco reciente o séptica o si el tiempo es cálido. Los filtros no deberán colocarse en donde los olores puedan causar problemas. Las moscas (psychoda) se desarrollarán en los filtros, a menos que se tomen medidas de precaución para su control."

FILTRO DE BAJA CARGA
FILTRO DE ALTA CARGA LODOS O FANGOS ACTIVADOS
2.1 PROCESO DE FANGOS ACTIVADOS

2.1.1 DESARROLLO Y DESCRIPCIÓN

Este proceso fue desarrollado en Inglaterra en 1914 por Ardra y Lockett y su nombre proviene de la producción de una masa activada de microorganismos capaz de estabilizar un residuo por vía aerobia. Existen diversas versiones del proceso original, en nuestro caso nos decantamos por el de "AEREACION PROLONGADA CON RECIRCULACION DE LODOS", proceso que tiene una gran aceptación en el tratamiento de aguas residuales en pequeñas comunidades principalmente por su gran efectividad entre el 75 y el 95%, poca producción de lodo y sencillez en su funcionamiento.

2.1.2 DESCRIPCIÓN DEL PROCESO

Desde el punto de vista de funcionamiento, el tratamiento biológico de aguas residuales mediante el proceso de fangos activados, se realiza a través de un tanque o reactor biológico, donde se mantiene un cultivo bacteriano aerobio en suspensión y se realiza la oxidación de la materia orgánica. El contenido del reactor se conoce con el nombre de "liquido mezcla".

El ambiente aerobio en el reactor se consigue mediante el uso de difusores, que también sirve para mantener el líquido mezcla en estado de mezcla completa.

Al cabo de un periodo determinado de tiempo, la mezcla de las nuevas células con las viejas se conduce hasta un tanque de sedimentación para su separación del agua residual tratada.



Una parte de las células sedimentadas se recircula para mantener en el reactor la concentración de células deseada, mientras que la otra parte se purga del sistema (fango en exceso).

En el proceso de fangos activados, las bacterias son los microorganismos más importantes, ya que son los causantes de la descomposición de la materia orgánica del afluente. En el reactor, o tanque biológico, las bacterias aerobias o facultativas utilizan parte de la materia orgánica del agua residual con el fin de obtener energía para la síntesis del resto de la materia orgánica en forma de células nuevas.

El de aireación prolongada es una variante del proceso de flujo en pistón con recirculación, donde todas las partículas que entran en el reactor biológico permanecen en el interior del mismo durante idéntico periodo de tiempo.

El agua procedente del tratamiento primario: Arqueta de debaste, cámara de grasas, pasa al tanque de aireación donde es mezclada con aire disuelto que fluye por los difusores siendo uniforme este suministro de aire disuelto que fluye por los difusores siendo uniforme este suministro de aire a lo largo de toda la longitud del tanque. Durante el periodo de aireación se produce la absorción, floculación y oxidación de la materia orgánica. Los sólidos del fango activado se separan en un decantador secundario. Este proceso necesita de una carga orgánica reducida y un largo periodo de aireación



2.1.3 CARACTERÍSTICAS DEL FUNCIONAMIENTO DEL PROCESO DE FANGOS ACTIVADOS

Modelo de flujo:

Flujo de pistón:

Sistema de aireación :

Soplante y distribución por difusores

Eficacia eliminación DBO5

75 al95%



Proceso utilizado en pequeñas comunidades, son plantas prefabricadas de fácil instalación y mantenimiento.

2.1.4 PARÁMETROS DE DISEÑO

En este proceso además de los parámetros necesitados para el dimensionamiento de la fosa séptica es necesario conocer:

Carga diaria de DBO5 ó materia orgánica que entra en el tanque biológico.
Carga diaria de SST.
Tiempo de retención celular q c, d = 20-30
Carga másica aplicada relación Kg DBO5/Kg SSVLM. d = 0.05 - 1.5
Carga volumétrica Kg DBO5/m3 d = 0.16-0.40
SSLM mg/l = 3000-6000
Tiempo de retención hidráulica horas = 18-36
Coeficiente de recirculación del decantador el tanque biológico = 1-1.5
Carga de superficie = 1.0-1.33 m3/m2.h
Oxígeno necesario KgO2/KgDBO5 = 2 a 2.5Kg
Transferencia de oxígeno de los difusores (según modelo y fabricante)
El agua del efluente procedente de un tratamiento biológico por fangos activados puede ser vertido a cauces, canales o embalses al estar dentro de los parámetros exigidos por la Ley.
Atendiendo a los distintos factores que caracterizan los lodos, se pueden clasificar de la siguiente forma:

POR SU CONTENIDO EN AGUA
CLASES DE LODOS
Lodos líquidos.- cuyo contenido en agua es superior al 80%.
Lodos plásticos o paleables.- su contenido en agua es inferior al 80%, por lo que pueden ser manejados mediante pala y transportados en camiones de caja abierta.
Lodos sólidos.- cuyo contenido en agua es inferior al 60%.
POR SU COMPOSICIÓN QUÍMICA
Lodos orgánicos
Lodos inorgánicos
Lodos tóxicos y peligrosos
POR SU ORIGEN
Arenas y detritos.
Lodos primarios.
Lodos secundarios.
POR SU CONTENIDO EN SÓLIDOS
En sedimentación libre
1. Frescos.

2. Espesados

3. Diferidos-humedos

Por precipitación química
4. Frescos.

5. Digeridos húmedos.

Por filtración
6. Frescos.

7. Espesados sedimentados

8. Digeridos húmedos

Lodos activados
9. Frescos

10. Espesados

Digeridos húmedos
POR SU DESTINO FINAL
Lodos incinerables.
Lodos agrícolas.
Lodos para vertido controlado.
Lodos para depósito de seguridad.
LODOS Y LODOS ACTIVOS
Lodo es el residuo del tratamiento de las aguas, que se deposita en el fondo de un decantador, caracterizándose por su alto contenido en agua, siendo variable su contenido en microorganismos según sea su procedencia urbana o industrial.

Son lodos activos aquello en periodo de floculación o floculados, con una gran flora bacteriana y otros microorganismos capaces de mineralizar la materia orgánica. Se producen por aireación prolongada de las aguas negras o de gran contenido en microorganismos.

¿DE QUE FACTORES DEPENDE LA CANTIDAD Y CALIDAD DE LOS LODOS PRODUCIDOS EN UNA PLANTA DE TRATAMIENTO?

La cantidad y calidad de los lodos generados por una Planta de Tratamiento dependen, fundamentalmente, de:

De las características del agua residual tratada.
Del proceso de tratamiento empleado.


LOS SIETE COMPONENTES DE UN LODO MIXTO
Los componentes más importantes de los lodos mixtos, atendiendo a su composición son los siguientes:

Materia organica total: 38,7 %
Compuestos nitrogenados totales: 24,2%
P2O5: 2,6%
K2O: 0,4%
Pb: 814 ppm
Mn:393 ppm
Cu: 348 ppm
Zn Cr: 1925 ppm
LOS METODOS MAS FRECUENTES EN EL TRATAMIENTO DE LODOS
Ciñéndonos a lo que se refiere exclusivamente al tratamiento de los lodos, es decir los residuos del tratamiento de las aguas residuales, los procesos más usuales aplicados para su disminución y eliminación, son los siguientes:

ESPESADO DE FANGOS
Antes de proceder a la eliminación o estabilización de los lodos es conveniente, cuando no necesario, proceder a su espesado, del que resultan las siguientes ventajas:

Reducción del volumen, con el consiguiente ahorro en medios técnicos.
Homogeneización de los lodos procedentes de varios decantadores.
DIGESTION DE LOS FANGOS
Digestión aerobia.- Por digestión o estabilización de los fangos de entiende la eliminación en presencia del aire de la parte fermentable de los lodos.
Digestión anaerobia.- Es un proceso que tiene lugar en ausencia de aire, el oxigeno necesario se obtiene de la sustancia tratada, por el cual se los carbohidratos, proteínas y los aminoácidos y grasas se descomponen en metano y CO2.
DESHIDRATACION DE FANGOS
Consiste en la eliminación del mayor porcentaje de agua de los lodos tratados, mediante alguno de los siguientes medios:

Eras de secado
Lagunas de fangos
Filtración al vacío
Centrifugación
Filtro banda
Filtro prensa
Secado, a su vez directo o indirecto



BIODISCOS
EN LOS BIODISCOS O DISCOS BIOLÓGICOS ROTATIVOS (DBR), UNA PELÍCULA DE MASA MICROBIANA SE ACUMULA SOBRE UN MEDIO DE SOPORTE PARCIALMENTE SUMERGIDO QUE GIRA LENTAMENTE SOBRE UN EJE HORIZONTAL, DENTRO DE UN TANQUE, A TRAVÉS DEL CUAL FLUYEN LAS AGUAS RESIDUALES. LA BIOPELICULA SE VE ASÍ EXPUESTA SUCESIVAMENTE A LOS NUTRIENTES EN LAS AGUAS RESIDUALES Y AL AIRE DEL MEDIO AMBIENTE, SEGÚN GIRA.


·DIGESTORES
Son aparatos similares a los autoclaves, pero la construcción del recipiente es diferente. Se carga a través de un tubo en el extremo superior del digestor vertical, y se descarga por otro tubo en el fondo. El interior tiene un forro protector resistente a la corrosión, que debe ser revisado periódicamente.
Son mucho menos peligrosos (por no tener un extremo abierto), y se emplean en la industria del papel (producción de la pulpa).

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