CAE Comunidad de Aprendizaje

La Comunidad de Aprendizaje de Emprendedores es un grupo de especialistas dedicados a dar respuesta a las necesidades de las organizaciones mediante soluciones de formación aplicando las TIC.

Nuestra experiencia y especialización nos permiten ofrecer todo tipo de servicios y productos para el desarrollo de proyectos de e-learning, tanto a empresas como a otro tipo de instituciones .

En este blog queremos tratar la contaminación de las aguas, y su tratamiento.

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A continuación les presentamos un breve resumen de los cursos que ofrecemos:

La Contaminación de las Aguas

Con el aumento de la población mundial y el consiguiente aumento de las actividades económicas del hombre ha causado en muchas regiones del mundo una degradación del ambiente natural viéndose afectados el aire, el agua y en consecuencia los suelos fértiles.

El agua no sólo es usada en la producción de alimentos, sino también en la industria secundaria, la industria terciaria y en la industria de la información/comunicación, y su uso se debe a los atributos propios como lo son su poder disolvente, como medio de transporte y a sus propiedades calóricas.

Con relación a la disponibilidad de los recursos acuíferos, se encuentra comprometida por la contaminación de las cuencas costeras, la tala indiscriminada, la degradación de las cabeceras de los ríos, las malas prácticas de irrigación y la demanda de agua cada vez mayor en las ciudades densamente pobladas.

La descarga de contaminantes al medioambiente acuífero es causada fundamentalmente por actividades humanas, encontrándose diferentes tipos de fuentes contaminantes. Dentro de esta variedad de contaminantes se encuentra en primer término el agua residual proveniente de hogares y sistemas de alcantarillado, principalmente en las zonas densamente pobladas como son las áreas metropolitanas, así como también el agua proveniente de fábricas y oficinas.

Las aguas residuales provenientes de fábricas, varían en sus características dependiendo de las materias primas o los procesos productivos. Las industrias textiles, por ejemplo proporcionan contaminación por sustancias colorantes, existen empresas farmacéuticas que descartan principios activos de sus medicamentos en las aguas residuales, La agricultura, la ganadería comercial y las granjas avícolas, son la fuente de muchos contaminantes orgánicos e inorgánicos de las aguas superficiales y subterráneas. Estos contaminantes incluyen tanto sedimentos procedentes de la erosión de las tierras de cultivo como compuestos de fósforo y nitrógeno que, en parte, proceden de los residuos animales y los fertilizantes comerciales. Los residuos animales tienen un alto contenido en nitrógeno, fósforo y materia consumidora de oxígeno, y a menudo albergan organismos patógenos.

La presión que ejerce la demanda de agua para el consumo humano de pueblos y ciudades, principalmente en las zonas áridas y semiáridas, sobre las fuentes de aguas superficiales y subterráneas que tradicionalmente ha sido utilizadas para riego de cultivos con requerimientos de agua de calidad no potable, han hecho que las aguas residuales municipales pasen de ser un desecho a convertirse en un recurso valioso para su uso en la agricultura, así como también se utiliza en los procesos industriales y en servicios al publico tales como el riego de jardines, el llenado de lagos, canales recreativos y fuentes ornamentales.

En la purificación de las corrientes de los desechos industriales y domésticos, se aplican diversas tecnologías en las cuales se asocian a la aplicación de procesos físicos, químicos y biológicos.

Para establecer el tratamiento de estas aguas es conveniente conocer el grado de contaminación que ellas poseen, y así dimensionar la planta de tratamiento.

Composición de las Aguas Residuales

Para determinar la composición de las aguas residuales se realizan diversas medidas físicas, químicas y biológicas, entre las que se incluyen la determinación de la demanda bioquímica de oxígeno (DBO5), la demanda química de oxígeno (DQO), el pH, el nitrógeno total, los detergentes, los sólidos suspendidos totales, los organismos coliformes totales y los organismos coliformes fecales.

La DBO (Demanda Bioquímica de Oxígeno) (COVENIN 2634: 89), es la cantidad de oxígeno requerida para la degradación bioquímica del material orgánico presente (demanda carbonácea), así como también la cantidad de oxígeno necesario para oxidar el material inorgánico (sulfuros, iones ferrosos, etc.). El ensayo también puede medir el oxígeno empleado en oxidar formas reducidas de nitrógeno (demanda nitrogenosa) a menos que su oxidación sea inhibida.

La concentración de materia orgánica se mide con los análisis DBO5 y DQO.

La DBO5 es la cantidad de oxígeno empleado por los microorganismos a lo largo de un periodo de cinco días para descomponer la materia orgánica de las aguas residuales a una temperatura de 20 °C. De modo similar, la DQO (Demanda Química de Oxígeno) (COVENIN 2634: 89) es la cantidad de oxígeno requerido para oxidar la materia orgánica e inorgánica en la muestra con un oxidante químico fuerte (normalmente se emplea dicromato de potasio en medio ácido). El valor de la DQO es siempre superior al de la DBO5 porque muchas sustancias orgánicas pueden oxidarse químicamente, pero no biológicamente. La DBO5 suele emplearse para comprobar la carga orgánica de las aguas residuales municipales e industriales biodegradables, sin tratar y tratadas. La DQO se usa para comprobar la carga orgánica de aguas residuales que, o no son biodegradables o contienen compuestos que inhiben la actividad de los microorganismos.

El pH mide la acidez de una muestra de aguas residuales.

En las aguas residuales, se encuentra gran cantidad de materia orgánica y muchas de ellas contienen nitrógeno, por lo que el agua residual puede presentar nitrógeno amoniacal y nitrógeno orgánico, la suma de ambos es el nitrógeno total.

Los microorganismos que están presentes en las aguas residuales son muy diversos, sin embargo, la determinación del número más probable de microorganismos (NMP) Coliformes Fecales y Coliformes Totales en 100 ml de muestra da un indicio del grado de contaminación del agua residual.

Los residuos sólidos comprenden los sólidos disueltos y en suspensión. Los sólidos disueltos son productos capaces de atravesar un papel de filtro, y los suspendidos los que no pueden hacerlo. Los sólidos en suspensión se dividen a su vez en depositables y no depositables, dependiendo del número de miligramos de sólido que se depositan a partir de 1 litro de agua residual en una hora. Todos estos sólidos pueden dividirse en volátiles y fijos, siendo los volátiles, por lo general, productos orgánicos y los fijos materia inorgánica o mineral.

Tratamiento de las aguas residuales

El tratamiento de las aguas residuales comprende distintos procesos fundamentados en la extracción, tratamiento y control sanitario de los productos de desecho arrastrados por el agua y procedentes de viviendas e industrias.

Este tratamiento cobró importancia progresivamente, desde principios de la década de 1970, como resultado de la preocupación general expresada en todo el mundo sobre el problema, cada vez mayor, de la contaminación humana del medio ambiente.

Tratamiento Preliminar

Entre los procesos empleados en el tratamiento de las aguas residuales en las plantas depuradoras municipales se pueden señalar al de los enrejados

Dado que las aguas residuales que entran en una depuradora contienen materiales que podrían atascar o dañar las bombas y la maquinaria, estos materiales se eliminan por medio de enrejados o barras verticales.

En un tratamiento preliminar, el agua residual pasa a continuación a través de una trituradora, donde las hojas y otros materiales orgánicos son triturados para facilitar su posterior procesamiento y eliminación.

El Tratamiento Secundario

Una vez eliminados de un 40 a un 60% de los sólidos en suspensión y reducida de un 20 a un 40% la DBO₅ por medios físicos en el tratamiento primario, el tratamiento secundario reduce la cantidad de materia orgánica en el agua. Por lo general, los procesos microbianos empleados son aeróbicos, es decir, los microorganismos actúan en presencia de oxígeno disuelto. El tratamiento secundario supone, de hecho, emplear y acelerar los procesos naturales de eliminación de los residuos. En presencia de oxígeno, las bacterias aeróbicas convierten la materia orgánica en formas estables, como dióxido de carbono, agua, nitratos y fosfatos, así como otros materiales orgánicos. La producción de materia orgánica nueva es un resultado indirecto de los procesos de tratamiento biológico, y esta materia debe eliminarse antes de descargar el agua en el cauce receptor.

Hay diversos procesos alternativos para el tratamiento secundario, como los que se describen a continuación.

Filtro de goteo: En este proceso, una corriente de aguas residuales se distribuye goteando intermitentemente sobre un lecho o columna de algún medio poroso revestido con una película gelatinosa de microorganismos que actúan como agentes destructores. La materia orgánica de la corriente de agua residual es absorbida por la película microbiana y transformada en dióxido de carbono y agua. El proceso de goteo, cuando va precedido de sedimentación, puede reducir cerca de un 85% la DBO₅.

Fango activado: Se trata de un proceso aeróbico en el que partículas gelatinosas de lodo quedan suspendidas en un tanque de aireación y reciben oxígeno. Las partículas de lodo activado, están compuestas por millones de bacterias en crecimiento activo aglutinadas por una sustancia gelatinosa, estas absorben la materia orgánica y la convierten en productos aeróbicos. La reducción de la DBO₅ fluctúa entre el 60 y el 85 por ciento.

Un importante acompañante en toda planta que use lodo activado o un filtro de goteo es el clarificador secundario, que elimina las bacterias del agua antes de su descarga.

Estanque de estabilización o laguna: Otra forma de tratamiento biológico es el estanque de estabilización o laguna, que requiere una extensión de terreno considerable y, por tanto, suelen construirse en zonas rurales. Las lagunas opcionales, que funcionan en condiciones mixtas, son las más comunes, con una profundidad de 0,6 a 1,5 m y una extensión superior a una hectárea. En la zona del fondo, donde se descomponen los sólidos, las condiciones son anaerobias; la zona próxima a la superficie es aeróbica, permitiendo la oxidación de la materia orgánica disuelta y coloidal. Con este tratamiento puede lograrse una reducción de la DBO₅ de un 75 a un 85 por ciento.

El Tratamiento Avanzado

Si el agua que ha de recibir el vertido requiere un grado de tratamiento mayor que el que puede aportar el proceso secundario, o si el efluente va a reutilizarse, es necesario un tratamiento avanzado de las aguas residuales. A menudo se usa el término de tratamiento terciario como sinónimo de tratamiento avanzado, pero no son exactamente lo mismo.

El tratamiento terciario, o de tercera fase, suele emplearse para eliminar el fósforo, mientras que el tratamiento avanzado podría incluir pasos adicionales para mejorar la calidad del efluente eliminando los contaminantes recalcitrantes. Hay procesos que permiten eliminar más de un 99% de los sólidos en suspensión y reducir la DBO₅ en similar proporción. Los sólidos disueltos se reducen por medio de procesos como la ósmosis inversa y la electrodiálisis. La eliminación del amoníaco, la desnitrificación y la precipitación de los fosfatos pueden reducir el contenido en nutrientes.

Si se pretende la reutilización del agua residual, la desinfección por tratamiento con ozono es considerado el método más fiable, excepción hecha de la cloración extrema. Es probable que en el futuro se generalice el uso de estos y otros métodos de tratamiento de los residuos a la vista de los esfuerzos que se están haciendo para conservar el agua mediante su reutilización.