Transcript 1a Aspectos Grales De las Aguas Residuales - 1793-HO

Taller SANAA-FHIS
Taller “Operación y Mantenimiento de Sistemas de
Alcantarillado Sanitario y Plantas de Tratamiento de
Aguas Residuales”, dirigido a Ingenieros.
Tema No. 1: Aspectos Generales
de Aguas Residuales.
Expositor: Oscar Eduardo García
Puesto: Jefe Sub Sistema Alcantarillado Sanitario
La Ceiba, Atlántida, Honduras, del 03 al 08 de Marzo de 2014
Aguas Residuales
“Pueden definirse como las
aguas que provienen del
sistema de abastecimiento
de agua de una población,
después de haber sido
modificadas por diversos
usos
en
actividades
domesticas, industriales y
comunitarias….”
(Mara, 1976)
Saneamiento
Colección, tratamiento y disposición de aguas servidas y sus
residuos, incluyendo el manejo de letrinas y el vertido de
substancias que pudieran contaminar los acuíferos o las
corrientes de agua.
Breve Historia del Saneamiento
La importancia del saneamiento ya había sido reconocida por
las antiguas culturas...
 Mohenjo‐Daro, Indus (Pakistán) alrededor de 1500 AC
 La cultura griega con la construcción de letrinas públicas (1000
BC‐430 AC), reconociendo el valor de las heces humanas
 Los romanos perfeccionaron el concepto griego, la Cloaca
Máxima (500 AC‐100 DC)
 Los Mayas en Copan y resto 500-1200 DC
Breve Historia del Saneamiento
Sin embargo, el colapso del Imperio Romano llevó al ocaso
el desarrollo de la ingeniería sanitaria de su época:
“La Era Obscura del Saneamiento” (450‐1750 DC)
 Muy limitada o inexistente cobertura de saneamiento
 Común mezclar agua ‘potable’ con agua residual
 Inadecuada higiene – La Peste Negra (1347‐1351)
 Un tercio de recién nacidos perecian antes de 1 año
Breve Historia del Saneamiento
“… pero, una (Re‐) Evolución Sanitaria inició a mediados
del Siglo XVIII…”…………
Clasificación de las Aguas
Residuales
El Agua Residual Urbana esta formada por
una mezcla de varios tipos de aguas
residuales que encontramos en una
población:
•Aguas residuales domesticas
•Aguas Residuales Industriales
•Aguas Pluviales y de Escorrentía
•Aguas de Infiltración
Contaminación del agua
Como consecuencia de: Vivir en
comunidad,
el
desarrollo
tecnológico y el crecimiento
industrial, se origina el problema
de la contaminación del agua.
La contaminación generada por la
actividad humana incorpora entre
otros:
 Gérmenes patógenos,
 Materia orgánica
 Materias en suspensión
 Grasas y petróleos
 Ácidos y bases
 Elementos tóxicos
 Eleva la temperatura.
Los efectos inciden en la salud, en
la economía y en el ambiente.
Efectos de los contaminantes en las aguas receptoras
Los contaminantes que contienen los desechos líquidos, afectan la calidad del
agua en los aspectos siguientes:
 Aportación de gérmenes patógenos
 Incremento de temperatura (disminución de O2 y eutrofización).
 Incremento de turbidez, color, olor y espumas (aspecto).
 Incremento de sales inertes (Cl, SO4, CO3H-, SiO3)
 Disminución de O2.
 Eutrofización (incremento de nutrientes, N, P y metales)
 Toxicidad (compuestos orgánicos e inorgánicos)
 Biodegradación y bioacumulación.
 Efectos cancerígenos y mutagénicos.
 Efectos varios (nitratos actúan en la hemoglobina, dureza afecta los
Cobertura de saneamiento el área urbana y
rural (EPHPM 2011) en Honduras
Tipo de Saneamiento
Población
6.0%
621,397
2787,474
36.4%
3567,482
79.0%
876,136
4391,178
51.4%
137,432
708,293
66.3%
207,350
1022,143
12.2%
866,726
4466,919
1704,883
8200,795
100%
Población
94.0%
37,088
191,144
823,696
21.0%
692,206
69,918
313,850
33.7%
838,157
3733,876
Población
Alcantarillado
584,309
2596,330
Letrina/Tanque Séptico
183,930
No tiene acceso a
saneamiento adecuado
Total
Total
viviendas
Total
viviendas
Total
viviendas
Total Nacional
Rural
Urbano
%
Fuente: elaborado con base a EPHPM 2011
%
%
Algunos tipos de plantas de
tratamiento identificadas en
Honduras
Clasificación de los contaminantes según sus componentes
Características físicas
Sustancias Químicas
Inorgánicas
Orgánicas
Aspecto/Olor
Color
Turbiedad
Sólidos en suspensión
conductividad
Todas las sales minerales
Cl-, SO4=, PO4=, NO3-, CO3HTodos los cationes metálicos y no m
Metálicos incluso H+ y OHNo biodegradables: compuestos orgánicos
persistentes fundamentalmente cíclicos.
Biodegradables: fundamentalmente
compuestos de C y N lineales.
Características bacteriológicas
Coli total, coli fecal
Patogenos
Virus
etc.
Características radiactivas
Contenido en partículas, ß
Parámetros específicos con los que se define la
eficiencia de los procesos
Temperatura
pH
Sólidos en suspensión (orgánicos e inorgánicos)
Turbiedad
Materia orgánica (MO) valorada con los ensayos de:
DBO
DQO y COT
Nitrógeno amoniacal
Nitrógeno Total Kjeldahl
Nitratos
Otros parámetros que caracterizan en menor medida:
Sólidos sedimentables
Nitritos, detergentes, sulfuros, metales, sólidos disueltos, etc.
COMPOSICIÓN DE LAS AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS
Fuente: Tebbutt (1977)
Agua Residual
Doméstica
Agua (99,9%)
Orgánicos
(70%)
Proteinas (65%)
Sólidos (0,1%)
Inorgánicos
(30%)
Detritos
Minerales
Pesados
Carbohidratos
(25%)
Sales
Lípidos (10%)
Metales
Composición de Sólidos
Sólidos
Sedimentable
s
Cono Imhoff
Muestr
a
Evaporación
Sólidos
Totales
Filtro
Evaporación
Evaporación
SS
SF
Horno de
mufla
SSV
Horno de
mufla
SFV
SSF
SVT
ST
SFF
SFT
Clasificación de los sólidos presentes
en las aguas residuales
Sedimentabl
es 73%
Orgánicos
75%
Inorgánico
s 25%
Suspendid
os 31%
No
Sedimentables
27%
Totales
100%
Disueltos
90%
Filtrables
69%
Coloidales
10%
Orgánicos
75%
Inorgánico
s 25%
Orgánicos
36%
Inorgánico
s 64%
Orgánicos
80%
Inorgánico
s 20%
Materia Orgánica carbonase
Esta compuesta de:
Fuente: Pessoa & Jordao, 1982
Proteínas (aprox. 40%)
Carbohidratos (aprox. 25 a 50%)
Aceites y grasas (aprox. 10%)
Urea , fenoles pesticidas, etc.
Estimación del contenido de materia orgánica en el agua
residual
Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO)
Mide la demanda de Oxígeno
Método Indirecto
Método directo
Demanda Química de Oxígeno (DQO)
Correlaciona la demanda de Oxígeno
Carbono Orgánico Total (COT)
Mide todo el carbono orgánico disponible
Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO)
Es la cantidad de Oxígeno Disuelto que
consumen los microorganismos en el
Proceso de oxidación bioquímica de la
Materia orgánica.
Se denomina Demanda Bioquímica de Oxígeno
Nitrogenada, la asociada al proceso de oxidación
De amoníaco a nitrato
NH3 + 3/2O2 → HNO2 + H2O
HNO2 + 1/2O2 → HNO3
NH3 + 2O2 → HNO3 + H2O
Oxidación
COHNS + O2 + Bacteria → CO2 + H2O +NH3 + Productos finales + Energía
Síntesis
COHNS + O2 + Bacteria + energía → C5H7NO2
Respiración Endógena
C5H7NO2 + 5O2 → 5CO2 + NH3 + 2H2O
Demanda Química de Oxígeno (DQO)
Cantidad de Oxigeno requerida para oxidar en un medio acido, la materia
orgánica contaminante utilizando un oxidante químico.
(CaHbOc) + CrO7-2 + H+ → Cr +3 + CO2 + H2O
La DQO es siempre mayor que la
DBO debido a que oxida tanto
bioquímicamente, como
químicamente la materia orgánica.
Para las aguas residuales urbanas,
existe un cierta relación entre la
DBO y la DQO, aguas residuales
Brutas
DQO/DBO =2.2 a 2.8
Esta relación da un índice de
biodegradabilidad de la materia
orgánica contenida en el agua.
Sólidos
Sólidos
Sólidos disueltos y coloidales
Oxigeno Disuelto
Este elemento es de importancia vital para los seres acuáticos aerobios, su contenido varia
con la temperatura y la altitud.
Temperatura
Es una característica física del agua que mide la intensidad de calor, condiciona los procesos
de depuración biológica aeróbios y anaerobios, influye en la solubilidad de los gases que es
inversamente proporcional a la temperatura
Nutrientes
Nitrógeno
Nitrógeno Total
Nitrógeno Orgánico
Nitrógeno amoniacal
Nitritos
Nitratos
NOx
Distribución de las formas de nitrógeno en el agua
residual
RELACIÓN ENTRE COLIFORMES TOTALES,
TERMOTOLERANTES Y E. coli
Escherichia
coli
Coliformes
termotolerantes
Coliformes totales
Coliformes fecales, Escherichia coli
• Bacteria
• Coliformes termotolerantes o fecales;
Fig. 1: E. coli predominante na microbiota
intestinal. Fuente: http:// wellcometrust.
wordpress.com/2012/01/31/a-delicatebalance-intestinal-inflammation/b000820 1e-coli-on-the-surface-of-intestinal-cells/.
Acesso em: Fev./2013.
• Vive en la microbiota intestinal humana, de
forma harmoniosa con el hospedero, cuando es
saludable.
• En individuos debilitados, inmunosuprimidos o
cuando la barrera gastrointestinal es violada,
hasta que las mismas bacterias comienzan,
como é o caso da E. coli, pueden causar una
serie de síntomas o enfermedades.
Fig. 2: Escherichia coli. Fuente:
pelotas.rs.gov.br.
Acesso em:
Fev./2013.
Fuente: PINTO et al. (2011) ; BAZZARELLA, 2005;
Sintomas del E.coli
 Diarrea
 Dores abdominales
 Deshidratación
 Infecciones urinarias
Fig. 3: Dolor abdominal. Fuente:
 Mastitis
aloelive.com.br. Acesso em: Fev./2013.
 Septicemias (bacteria en

la sangre)
 meningitis
 Muerte en niños de países en
Fig. 4: Meningite – inflamación da
meninge
(cérebro).
Fuente:
http://pt.wikipedia.org/wiki/Meningit
e. Acesso em: Fev./2013.
desarrollo.
Fuente: VON SYDOW et al. (2006).
Fig. 5: Infección urinária por E. coli alcanza hasta 85-90% las
mujeres, ocurre por la contaminación y colonización
perivaginal por la flora bacteriana fecal (E. coli). Fuente:
http://poderdasmaos.com.br/ noticias/detalles/430. Acesso
em: Fev./2013.
Huevos de Helmintos
Ejemplo de enfermedades
Lesmaniasis
ASCARIS
LUMBRICOIDES
TRICHU
RIS
Filariasis
CISTICERCUS
Quiste Hidatídico
Parámetros típicos en aguas
residuales Domesticas
Parâmetro
DBO5,20 (mg/l)
DQO (mg/l)
Carbono Orgânico Total (mg/l)
NTK (mg/l)
Nitrogênio Orgânico (mg/l)
Nitrogênio Amoniacal (mg/l)
Fósforo Total (mg/l)
Fósforo Orgânico (mg/l)
Fósforo Inorgânico (mg/l)
Cloreto (mg/l)
Sulfato (mg/l)
Óleos e Graxas (mg/l)
Forte
Médio
Fraco
400
1.000
290
85
35
50
15
05
10
100
50
150
220
500
160
40
15
25
08
03
05
50
30
100
110
250
80
20
08
12
04
01
03
30
20
50
Parâmetro
Bactérias Totais (/100 ml)
Coliformes Totais (NMP/100 ml)
Coliformes Fecais (NMP/100 ml)
Estreptococus Fecais (/100 ml)
Salmonella Typhosa (/100 ml)
Cistos de Protozoários (/100 ml)
Vírus (/100 ml)
Ovos de helmintos (/100 ml)
Médio
9
10
10 - 10
7
8
10 - 10
6
7
10 – 10
5
6
10 - 10
1
4
10 - 10
2
5
10 - 10
3
4
10 - 10
1
3
10 - 10
Norma Nacional para cuerpos receptores
Decreto No 058 del 9 de Abril de 1996.
vigente desde el 13 de Diciembre de 1997.
Parámetro
Sólidos sedimentables
Concentración máxima
1.0 mg/l/h
Sólidos suspendidos
100.00 mg/l
DBO
50.00 mg/l
DQO
200.00 mg/l
Grasas y aceites
10.00 mg/l
Nitrógeno total Kjedahl
30.00 mg/l
Nitrógeno Amoniacal
20.00 mg/l
Fósforo total
5.00 mg/l
Coliforme Fecal
Color
Material flotante y espumas
5,000/100ml
< 200 UC
Ausente
Código de Salud
(Decreto Número 65-91de fecha 28 de mayo de 1991, publicado en el Diario Oficial La Gaceta el 6 de
Agosto de 1991, vigente a partir del 26 de agosto del mismo año.)
Artículo 36. El establecimiento Industrial que pretenda utilizar los ríos, quebradas,
riachuelos y vertientes, para derramar residuos líquidos, deberá prever sistemas
de tratamiento diseñados y construidos de acuerdo a las normas de los
reglamentos que se establezcan y ser previamente autorizados por autoridad
competente.
Artículo 41. Las excretas, las aguas negras, las servidas y las pluviales deberán ser
dispuestas adecuada y sanitariamente, con el fin de evitar la contaminación del
suelo, del aire y de las fuentes de agua para consumo humano, así como la
formación de criaderos de vectores de enfermedades.
Artículo 42. El propietario de bienes inmuebles está obligado a conectar su sistema
de eliminación de excretas, aguas negras y servidas a la red pública de
alcantarillado sanitario, y en ausencia de ésta, construirá por su cuenta aquellas
facilidades que permitan disponer sanitariamente las excretas sin causar perjuicio
a los vecinos o al medio ambiente.
Articulo 43. Toda edificación, concentración de edificaciones o cualquier otra obra
de desarrollo urbano deberá de contar con un sistema de alcantarillado……
Caudales medio de Aguas Residual de zona residencial
Gracias…..