DEPURACIÓN Y FABRICACIÓN.
                                             
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TEMA I : PROCEDENCIA DE LAS AGUAS RESIDUALES Y SUS CARACTERÍSTICAS.

- AGUAS RESIDUALES URBANAS:

- CARACTERÍSTICAS BIOLÓGICAS:

- Estaciones depuradoras prefabricadas.

- Estaciones depuradoras de obra civil.

- AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALES.

TEMA II : SISTEMAS CONVENCIONALES DE DEPURACIÓN.

- OBJETO

- EQUIPOS DE TRATAMIENTO:

- DESBASTE:

A)   Rejas se limpieza  manual..

B)   Rejas se limpieza automática.

B1) Reja automática circular.

B2) Reja automática vertical.

- DESARENADO.

- TAMIZADO

- TANQUE DE PRETRATAMIENTO.

- DESENGRASADOR

1) Desengrasador manual.

2) Desengrasador mecanizado.

- DECANTADOR – PRIMARIO, TANQUE DE SEDIMENTACIÓN U

- HOMOGENIZACIÓN.

- MEDIDOR DE CAUDAL

- ARQUETAS PREFABRICADAS

- POZO Y EQUIPO DE BOMBEO.

- ARQUETA DE TOMA DE MUESTRAS

- DEPÓSITO ACUMULADOR DE FANGOS

1) Depósito de acumulación de fangos horizontal.

2) Depósito de acumulación de fangos vertical.

- CÁMARAS ANÓXICAS.

- DEPÓSITO – MEZCLA PARA PRECIPITACIÓN QUÍMICA.

TEMA III: DEPURACIÓN PRIMARIA.

- FUNDAMENTO Y ALCANCE.

- DECANTADOR – DIGESTOR.

- FILTRO BIOLÓGICO

- SISTEMA COMPACTO DE FOSA – FILTRO.

TEMA IV: SEPARADORES DE HIDROCARBUROS.

TEMA V: TRATAMIENTO DE PLUVIALES.

- TRATAMIENTO FÍSICO – MECÁNICO.

TEMA VI: TRATAMIENTOS TERCIARIOS PARA RIEGO.  

TEMA I.- PROCEDENCIA DE LAS AGUAS RESIDUALES Y SUS CARACTERÍSTICAS.

AGUAS RESIDUALES URBANAS

La contaminación que originan los núcleos urbanos procede de la utilización

del agua en los servicios domésticos, en la limpieza de locales comerciales y en el

lavado de las calles. Por otra parte, las aguas pluviales o de lavado, drenan de las zonas

urbanas, aportan también una carga importante de contaminación.

La contaminación principal de las aguas residuales domésticas está formada

por materias orgánicas, tanto en suspensión como en disolución, que en gran parte son

de tipo biodegradable. Por otra parte, las aguas residuales contienen nitrógeno, fósforo,

cloruro sódico y otras sales minerales disueltas. En algunos núcleos adquiere

importancia la carga contaminante derivada del lavado de coches.

Las aguas residuales del lavado de calles arrastran principalmente materias

sólidas inorgánicos en suspensión, acompañadas de materias orgánicas solubles e

insolubles y otras sustancias propias de la vida urbana, como compuestos fenólicos y de

plomo procedente de los escapes de vehículos a motor, insecticidas del drenaje de

jardines, etc...

Tabla de los parámetros característicos que se deben considerar como
mínimo en la estima del tratamiento de vertido.

Parámetro Valores mínimos

Unidad Tabla I Tabla II Tabla III ). 

Nota general: Cuando el caudal vertido es superior a la décima parte de caudal mínimo

circulante por el cauce receptor, las cifras de la tabla I podrán reducirse en lo necesario,

en cada caso concreto para adecuar la calidad de las aguas a los usos reales o previsibles

de la corriente de la zona afectada por el vertido.

Si un determinado parámetro tuviese definidos sus objetivos de calidad en el medio

receptor, se admitirá que en el condicionado de las autorizaciones de vertido pueda

superarse el límite fijado en la tabla I para tal parámetro, siempre que la dilución normal

del efluente permita el cumplimiento de dichos objetivos de calidad.

La temperatura de las aguas residuales varía entre 10 y 20º C siendo 15º un valor representativo.

Además de las cargas contaminantes en materias en suspensión y materia

orgánica, las aguas residuales contienen otros muchos compuestos, como nutrientes

(nitrógeno y fósforo), cloruros, detergentes, etc... Como valores orientativos de la carga

por habitantes que se vierte por día se dan los siguientes valores:

·  Nitrógeno amoniacal (N2).......................................3 a 10 gr/hab/día.

·  Nitrógeno total (N2)...............................................6,5 a 13 gr/hab/día.

·  Fósforo (PO4).......................................................4 a 8 gr/hab/día.

·  Detergentes..........................................................7 a 12 gr/hab/día.

·  Cloruros................................................................5 a 10 gr/hab/día.

CARACTERÍSTICAS BIOLÓGICAS.

En las aguas van numerosos microorganismos, unos patógenos y otros no.

Entre los primeros cabe destacar los virus de la hepatitis. El tracto intestinal del hombre

contiene numerosas bacterias conocidas con el nombre de organismos coliformes. Cada

individuo evacua de 100.000 a 400.000 millones de organismos califormes por día.

Estos organismos no son dañinos, si bien, se utilizan como indicadores de si el agua de

abastecimiento está contaminada, debido a que su presencia significa la posibilidad de

que existan gérmenes patógenos de más difícil detección.

DEPURACIÓN BIOLÓGICA

El proceso biológico consiste, en la utilización de unas sustancias orgánicas,

elementos nutritivos y oxígeno, para originar energía vital y materia viva, es decir,

nuevos microorganismos que crecen y se multiplican.

Es necesario introducir O2, indispensable fuente energética para el

metabolismo de los microorganismos aerobios, para lograr una depuración rápida y

evitar reacciones anaerobias.

Para las reacciones químicas de la materia orgánica y la respiración de los

microorganismos en el proceso biológico se precisa la introducción de oxígeno

dependiendo de:

a) La DBO5 del agua que se introduce.

b) La cantidad de sólidos que hay en el tanque, es decir, el aire necesario para

mantener activos los lodos, la respiración endógena de los microorganismos.

El crecimiento bacteriano depende de la concentración del substrato, de los

nutrientes y de la temperatura.

El tiempo de aireación, es el tiempo real, durante el cual se incorpora oxígeno y

se produce la depuración.

La temperatura del agua determinada el porcentaje de saturación en O2 del agua,

incluyendo sobre la posibilidad de disolución del oxígeno en el agua y velocidad el

desarrollo de bacterias.

Así, a mayor temperatura, mayor multiplicación, pero el oxígeno disuelto es

menor, luego exige mayor aireación.

La disminución de la eficiencia de una depuradora puede deberse a causas como:

·  - Reducción de la temperatura de las aguas residuales por debajo de

10º C, tendrá como consecuencia la reducción de la actividad

biológica y el descenso, por tanto de sus poder de biodegradación.

·  Variación notable del caudal.

·  Variación notable de la carga orgánica.

·  Alteraciones del Ph. El agua residual tiene un Ph normal entre 6,5

y 8,5. Cuando se quiere lograr una buena nitrificación, el Ph y la

alcalinidad son parámetros muy cítricos.

A continuación, pasamos a describir los distintos sistemas de depuración

biológica por fangos activos Oxidación Total..

1) Estaciones depuradoras prefabricadas. OXIPAC – BIOSISTEMAS

Las estaciones depuradoras prefabricadas tienen por

objeto la depuración de las aguas residuales de naturaleza urbana que representa la

solución ideal para resolver el vertido de esta agua a cauce público o a su

aprovechamiento posterior.

Está compuesto por un tanque tipo Campsa, fabricado bajo las normas para

depósitos enterrados, cuyas principales características y ventajas son:

Puede ser fabricada en chapa de acero ensamblado o en poliéster

recubiertas con fibra vidrio.

  No ocupan espacio, por estar completamente enterradas.

Instalación simple, rápida y económica frente a las soluciones

convencionales.

  No necesitan obra civil, ya que pueden llevar integrado dentro del

mismo módulo, la arqueta de desbaste, caseta de maquinaria y

arqueta de cloración, quedando visible únicamente las tapas de

registro.

Su funcionamiento es completamente automático.

La línea de tratamiento propuesto consiste en:

En primer lugar el agua atravesará un reja de desbaste (manual o automática)

donde quedarán retenidos todos los sólidos que dificultarán el correcto funcionamiento

de las etapas posteriores.

A continuación, pasará al módulo OXIPAC – BIOSISTEMAS donde el agua

procedente del desbaste penetra a la cámara de aireación, en su interior mediante el

suministro de oxígeno y la recirculación de fangos activo, se consigue la creación de un

ambiente idóneo para el desarrollo de las colinas bacterianas aerobias responsables de la

depuración.

El suministro de oxígeno se produce automáticamente mediante un grupo

electrosoplante de funcionamiento programable, pudiéndose prolongar la aireación, bien

durante toda la jornada o parte de ella, según el número de horas requerido para oxidar

la carga contaminante entrante.

El tanque OXIPAC – BIOSISTEMAS lleva dos diferentes dispositivos de

aireación incorporados en el tanque.

El agua ya tratada biológicamente y mezclada con el fango activo, pasa a la zona

de decantación donde se consigue la completa separación del agua depurada y del

fango. De esta forma, el agua clarificada asciende lentamente hacia la superficie del

decantador para posteriormente introducirse en la arqueta de cloración a través de un

vertedero dentado tipo Thompson. Mientras tanto los lodos se van depositando en el

fondo del decantador.

Al final de mantener la relación óptima entre la cantidad de materia orgánica

entrante y la masa de microorganismos es necesario recircular cierta cantidad de fangos

del decantador a la cámara de aireación.

Esta recirculación se realiza a través de una válvula “air-lift” aprovechando parte

del aire, procedente del grupo electrosoplante.

Por último, el agua tratada atraviesa un laberinto o arqueta quebrada donde se

pone en contacto con una solución de hipoclorito sódico, a través de una bomba

dosificadora, eliminando los microorganismos patógenos causantes de enfermedades.

2) Estaciones depuradoras de obra civil.

Desde el punto de vista de funcionamiento, en el tratamiento biológico de aguas

residuales el proceso de fangos activados, el residuo orgánico se introduce en un reactor

donde se mantiene un cultivo bacteriano aerobio en suspensión.

El ambiente aerobio en el reactor se consigue mediante el uso de difusores o

aireadores mecánicos, que a su vez sirven para mantener el líquido mezcla en un

régimen de mezcla completo. Tras una periodo determinado de tiempo, tienen lugar la

absorción de la mayor parte de la materia orgánica por la biomasa y una segunda fase de

mayor duración en la que tiene lugar la oxidación y asimilación de la materia orgánica

absorbida en la fase anterior.

Basándose en lo anteriormente citado, el efluente se mezcla con el lodo activo

recirculado y aireado en el tanque durante un tiempo, pasando a continuación a

decantación secundaria, donde se separa el agua tratada.

Posteriormente, esta agua pasará a una balsa de cloración para desinfección de

las aguas residuales.

·  AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALES.

Se denominan líquidos residuales aquellos que derivan de la fabricación

propiamente dicha de productos, siendo principalmente disoluciones de productos químicos.

Por su carácter, los vertidos industriales se pueden dividir en continuos y

discontinuos. Los continuos provienen de procesos en los que existen una entrada y una

salida continua de aguas, como son los procesos de transporte, lavado, refrigeración,

etc... Los discontinuos, son normalmente los más polucionados y proceden de

operaciones intermitentes como baños de curtidos, leías negras, emulsiones, etc...

Según su naturaleza, estos compuestos se pueden clasificar en conservativos y

no conservativos. Los primeros son aquellos cuya concentración en las aguas de río

dependen exactamente de 1 ley de la dilución del caudal del vertido al del río; estos

compuestos son estables, en general de carácter orgánico, tales como los cloruros,

sulfatos y otros. Los segundos son todos los demás compuestos física, química o

biológica, de forma que el contenido en el río no está directamente ligado al del vertido.

Así son el amonio, los sulfuros genoles, la materia orgánica, etc..., pudiendo incluirse

también en este grupo el hierro y otros metales que puedan precipitarse fácilmente en

las aguas del río por una ligera variación de PH.

A continuación, señalamos como orientación los valores más frecuentes para

algunas industrias:

Temperatura 40 grados centígrados.

Ph 6 – 9 unidades.

Sólidos en suspensión 1000 mg/l.

Aceites y grasas. 100 mg/l.

DBO5 1000 mg/l.

DQO 1750 mg/l.

Aluminio. 20 mg/l.

Arsénico. 1 mg/l.

Boro. 3 mg/l.

Cadmio. 0,5 mg/l.

Cobre. 3 mg/l.

Cromo total. 5 mg/l.

Cromo hexavalente. 5 mg/l.

Cianuros. 5 mg/l.

Estaño. 2 mg/l.

Fenoles totales. 2 mg/l.

Fluoruros. 15 mg/l.

Hierro. 10 mg/l.

Manganeso. 2 mg/l.

Mercurio. 0,1 mg/l.

Níquel. 5 mg/l.

Plata. 0,1 mg/l.

Plomo. 1 mg/l.

Selenio. 1 mg/l.

Sulfuros. 5 mg/l.

Zinc 5 mg/l.

Por tanto, cualquier vertido industrial que tuviera una cantidad superior a los

reseñados anteriormente, NECESITARÁ INEXCUSABLEMENTE UNA

DEPURACIÓN PREVIA DE SUS AGUAS RESIDUALES ANTES DE ACCEDER A

LAS PLANTAS DEPURADORAS QUE SE PROYECTAN.

Las aguas residuales industriales contienen una gran variedad de contaminantes

que exigen pretratamientos específicos para su corrección:

- Neutralización.

- Floculación química.

- Precipitación de sales insolubles.

- Sedimentación – Flotación.

- Oxidación de sales y reducción de sales.

- Desgasificación.

- Desmineralización.

- Osmosis inversa y ultrafiltración.

- Stripping.  

TEMA II.- SISTEMAS CONVENCIONALES DE DEPURACIÓN.

P R E T R A T A M I E N T O

1º) OBJETO

Las aguas brutas antes de su tratamiento, propiamente dicho, se someten

generalmente a un pretratamiento, que comprende una serie de operaciones físicas y

mecánicas, que tienen por objeto separar del agua residual la mayor cantidad posible de

materias que por su naturaleza o tamaño, crearían problemas en los tratamientos

posteriores.

Es indispensable dar a los pretratamientos la importancia que tienen cuidando su

diseño y su explotación, ya que cualquier defecto, puede repercutir negativamente en el

resto de las instalaciones, produciéndose obstrucciones de tuberías y bombas, desgastes

de equipos, formación de costas y depósitos de arenas en digestores anaerobios, etc...

Mediante las operaciones de pretratamiento, se elimina la parte de

contaminación más visible y molesta, desde el punto de vista de explotación (sólidos de

grandes y medianas dimensiones, arenas, grasas, etc...) en forma de volumen

generalmente moderado que puedan almacenarse y manipularse sin problemas.

2º) EQUIPOS DE TRATAMIENTO

Las operaciones de pretratamiento que se incluyen en una E.D.A.R. depende de

la calidad del agua bruta a tratar (presencia en mayor o menor cantidad de sólidos,

arenas, grasas, aceitas, etc...) del tipo de tratamiento posterior a la E.D.A.R., del sistema

de tratamiento de fangos empleado, de la importancia de la instalación, etc...

Las operaciones pueden encuadrarse en las siguientes:

·  Desbaste

- Rejas de limpieza manual.

- Rejas de limpieza automática.

·  Desarenado

·  Tamizado

·  Tanque de pretratamiento.

·  Desengrasador.

- Desengrasador manual.

- Desengrasador mecanizado.

·  Decantador – primario, tanque de sedimentación o tanque de homogenización.

·  Medidor de caudal.

·  Arquetas prefabricadas.

·  Pozo y equipo de bombeo.

·  Arqueta de toma de muestras.

·  Depósito acumulador de fangos.

- Depósito de acumulación de fangos horizontal.

- Depósito de acumulación de fangos vertical.

·  Cámaras anóxicas.

·  Depósito – mezcla para precipitación química.

A) DESBASTE

Su objetivo es eliminar del agua residual los sólidos de mayor tamaño, para

proteger a la depuradora de los grandes objetos capaces de provocar obstrucciones en la

instalación, así como separar y evacuar fácilmente las materias voluminosas arrastradas

por el agua bruta, que podrían disminuir la eficacia de los tratamientos siguientes, o

complicar la realización de los mismos.

Por el método de limpieza de las rejas, tanto de gruesos como de fijos, pueden clasificarse en:

a) Rejas de limpieza manual.

El objetivo del tratamiento de desbaste consiste en separar del efluente bruto

todos los sólidos gruesos cuyos diámetro sean superiores a 15 – 30 mm. (trapos,

maderas, plásticos, etc...) y que hayan podido introducirse en la red de saneamiento.

Periódicamente y de una forma manual se realiza la limpieza de dicha cesta a fin de evitar obturaciones.

b) Rejas de limpieza automática.

Reja de accionamiento mecánico accionada por un motorreductor de 0,5 Kw y

una relación de engranajes que la hace girar a unas 4 ó 5 r.p.m.

Consta de motorreductor, piñones, limitador de par y final de carrera para

posicionamiento del peine limitador de par, cuya misión es evitar posibles atascos y sus

consecuentes averías.

Los sólidos al ser rascados con el cepillo caen a una cesta de acero galvanizado,

con sus extremos perforados, para que el agua que llevan los sólidos escurra al canal de

desbaste.

Dicho equipo puede ser construido mediante dos procedimientos:

b.1.) Reja de desbaste automática circular.

b.2.) Reja de desbaste automática vertical.

B) DESARENADO

El desarenado tiene por objeto el eliminar las materias pesadas en granulometría

superior a 200 micras, con el fin de evitar que se produzcan sedimentos en los canales y

conducciones, para proteger las bombas y otros aparatos contra la abrasión, y para evitar

sobrecargas en las fases de tratamiento siguientes.

Si bien, esta operación está pasada para eliminar “arenas” (incluyendo dentro de

esta denominación las gravas y partículas minerales), también se eliminen otros

elementos de origen orgánica, no putrescible, tales como granos de café, semillas,

huesos, cáscaras de fruta y de huevos, etc...

La retirada de estos sólidos se realiza en depósitos, donde se remansa el agua y

se reduce su velocidad, aumentando la sección de paso. Las partículas en suspensión,

debido al mayor peso, se depositan en el fondo del depósito denominado desarenador.

La entrada de arena en los elementos de los tratamientos primarios y

secundarios, perturbaría su funcionamiento, entre otras, por las siguientes razones:

·  Por un aumento de densidad del fango lo que dificulta su

separación de las paredes y el fondo de los depósitos, así como de

las conducciones.

·  Por aumento del riesgo de atascamientos por acumulaciones en

canales y tuberías, sobre todo en los cambios de dirección.

El tipo más corriente es el desarenador de flujo horizontal construido por un

ensanchamiento en la sección del canal de pretratamiento, de forma que se reduzca la

velocidad de la corriente a valores inferiores a los 20 – 30 cm/s.

C) TAMIZADO

El tamizado consiste en una filtración sobre soporte delgado, que se utiliza en

numerosos campos del tratamiento de agua residual. Según las dimensiones de los

orificios de paso del soporte, se distinguen dos variantes.

·  Macrotamizado (sobre chapa perforada o enrejado metálico con

paso superior a 0,3 mm). Se utilizan para retener materias en

suspensión, flotantes o semiflotantes, residuos vegetales o

animales, ramas, etc..., de tamaño comprendido entre 0,2 mm., y varios mm.

·  Microtamizado (sobre tela metálica o plástica de malla inferior a

100 micras). Se utiliza para eliminar materias en suspensión muy

pequeñas contenidas en agua de abastecimiento (placton) o en

aguas residuales petratadas.

Los tamices están construidos en acero inoxidable.

D) TANQUE DE PRETRATAMIENTO

Cuando es necesario debido a la gran cantidad de sólidos que se encuentran en el

efluente, se deberá instalar un tanque de pretratamiento, que consta de tres

compartimentos.

La depuración primaria forma parte de un proceso con otras operaciones y

procesos unitarios, para alcanzar los resultados previstos con el mejor rendimiento

económico de todo el sistema. Se instala antes del proceso biológico.

Los compartimentos son los siguientes:

- Desbastado.

- Desarenado.

- Desengrasador.

DESBASTADO

El efluente procedente de la red separativa de saneamiento atraviesa una cesta de

desbaste, situada en el interior del módulo.

El objetivo del tratamiento de desbaste consiste en separar del efluente bruto

todos los sólidos gruesos cuyos diámetros sean superiores a 25-30 mm. (trapos,

maderas, plásticos, etc...) y que hayan podido introducirse en la red de saneamiento.

Periódicamente y de forma manual, se realizar la limpieza de dicha cesta para

evitar obturaciones.

El tratamiento de desbaste tiene gran importancia pues los sólidos voluminosos

arrastrados por el agua residual podrían causar considerables problemas en las

siguientes fases.

DESARENADO Y DESENGRASADO

La reducción de la velocidad de corriente por debajo de un determinado valor

(función de la eficacia deseada en la decantación), es el funcionamiento de la

eliminación de un 50 a 60% de las materias en suspensión en el efluente. Al depositarse

estas partículas de fango, arrastran en su caída una cierta cantidad de bacterias, con lo

que se alcanza también, en este tipo de tratamiento una reducción de la DBO5 entre un

40 a 50%, las grasas entrantes quedarán en la superficie, quedando retenidas en alguno

de los compartimentos, reduciéndose entre un 20 y 25%, provocándose además una

cierta depuración biológica.

Sirven como tanques de pretratamiento todos los depósitos que sean atravesados

con velocidad, suficientemente lenta y de forma adecuada por el agua a depurar. La

exigencia, sin embargo, de separar fácil y rápidamente las partículas sedimentadas de

las aguas clarificadas han conducido a ciertas formas especiales.

Se puede comprender que es muy difícil determinar, teórica o empíricamente,

una fórmula, que sea aplicable al proceso real de decantación en las aguas residuales,

debido a la gran variedad de condiciones que se registren durante el proceso de

sedimentación. Entre estas condiciones figuran como determinantes:

- Tamaño de partículas, peso específico de las partículas,

concentración de sólidos en suspensión, temperatura, tiempo de

retención, velocidad ascensional, velocidad de flujo, acción del

viento sobre la superficie del líquido, fuerzas biológicas y

eléctricas y corto-circuitos hidráulicos.

Su función básica es reducir la carga contaminante, mejorando el rendimiento y

las condiciones de funcionamiento de los procesos posteriores.

Por lo tanto, con todo lo anteriormente comentado se ha decidido el instalar un

tanque de pretatamiento construido en chapa de acero, el cual interiormente ha sido

dividido en tres zonas a partes iguales, para que el agua, la grasa y el fango vaya

pasando de una zona a otra a través de un deflector, cuya finalidad será la de reducir la

velocidad del agua y ampliar el tiempo de retención para decantar los sólidos; se espera

un resultado de un 40% en la DBO5, un 60% de los sólidos en suspensión y un 20% de grasas.

E) DESENGRASADOR

A continuación y para la separación de las grasas y aceites domésticos que se

verterán, se instalará una cámara separadora de grasas.

Las grasas han creado muchos problemas en la técnica de la depuración de las

aguas residuales, especialmente en los elementos y procesos siguientes:

- En rejillas finas causan obstrucciones que aumentan los gastos de conservación.

- En la depuración por el sistema de fangos activados dificultan

la correcta aireación disminuyendo el coeficiente de

transferencia al 55’70% al subir las grasas de 0 a 70 mg/l y

participan en la producción del fenómeno de “bulking”

- Perturban el proceso de digestión de lodos.

- La D.Q.O. se incrementa en un 20 a 30% por las grasas contenidas en los vertidos.

Las cantidades de grasas incorporadas en las aguas residuales son muy variables,