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Módulo 6:
TRATAMIENTO DE EFLUENTES Y MANEJO DE
RESIDUOS
Programa de Movilidad en Educación
Superior para América del Norte
Estructura del módulo
Este módulo está dividido en 3 “tiers”, cada uno con un
objetivo específico:
Tier 1.- Introducción básica
Tier 2.- Caso de estudio del sector de pulpa & papel
Tier 3.- Problema propuesto-resuelto (open-ended)
Tier 1. Contenido:
1.
Introducción
2.
Problemas de contaminación industrial.
Industria del petróleo.
Industria de la pulpa y el papel.
3.
Programas para reducir la contaminación.
4.
Procesos de tratamiento.
5.
Selección de procesos.
6.
Reducción de volumen y almacenamiento.
Tratamiento de Efluentes y
Manejo de Residuos
Tier I:
Conceptos introductorios
Tier 1
Objetivos:
 Proveer información acerca de la importancia del
tratamiento de efluentes de la industria u otras fuentes
 Extremar la necesidad de minimizar la concentración de
contaminantes en los efluentes y reducir la producción de
desechos, y,
 Sugerir estrategias para reducir la producción de desechos
contaminantes y su emisión al ambiente.
Tier 1
¿Qué es contaminación?
Contaminación significa:
…cambios en las características físicas, químicas y biológicas del
aire, tierra y agua
…daño al hombre y otras especies vivas, y,
…degradación de los ecosistemas
...el estado indeseable del medio ambiente natural siendo
contaminado con substancias dañinas como consecuencia de las
actividades humanas
Por ejemplo, Contaminación del Agua se refiere a contaminantes
en ecosistemas acuáticos (corrientes, lagos, etc.) que los hace
inservibles para un uso particular.
Tier 1
Lo contaminantes pueden alcanzar:
1.
Aire
2.
Agua
3.
Desecho sólido
Este módulo se enfoca en contaminación del agua de fuentes industriales
Tier 1
Estándares del Agua:
Potable
Recreación: nadar, pescar.
Irrigación
Las impurezas del agua pueden o no ser dañinas; depende de:
• Las cantidades y naturaleza de las impurezas,
• El uso siguiente en que va a ser empleada el agua, y
• La tolerancia de estas impurezas en el uso siguiente.
Tier 1
Tipos y características de aguas de desechos:
Contaminantes
Importancia
Sólidos suspendidos
Pueden propiciar el desarrollo de depósitos
de lodos.
Químicos orgánicos
biodegradables
Cuando son descargados sin tratamiento al
ambiente pueden terminar con las fuentes
naturales de oxígeno.
Nutrientes
Al ser descargados pueden provocar
contaminación del agua.
Peligrosos
Debido a sus características (e.g.,toxicidad,
flamabilidad) son peligrosos para la salud
humana y el medio ambiente.
Metales pesados
Pueden impactar negativamente sobre los
procesos biológicos.
Sólidos inorgánicos disueltos
Son el resultado del uso del agua, y deben
ser removidos si el agua de desecho es
reusada.
Patógenos biológicos
Enfermedades infecciosas pueden ser
transmitidas por organismos patógenos en
aguas de deshecho.
Tier 1
Estándares del Agua
Industrial effluent standards
Parámetro
México a
USA b
Canadá c
Sólidos suspendidos
totales, (mg/l)
150
27
15
20
56
15
5-10
6-9
6-10.5
BOD5, (mg/l)
pH
Tier 1
Tier 1
¿Qué es DBO?
Por definición, DBO es la cantidad de oxígeno requerida para la
estabilización de la materia orgánica oxidable presente durante 5
días de incubación a 20 oC; que puede ser explicada como la
medida del oxígeno requerido por los microbios para degradar un
efluente muestra.
El contenido orgánico puede ser estimado a través de la DBO.
Tier 1
¿Por qué debemos minimizar el uso del agua?
El agua es una parte importante en la mayoría de los procesos de
manufactura, por lo que debemos de considerar al Tratamiento
de Efluentes como parte del proceso principal debido a la gran
cantidad de agua involucrada.
El agua es sustraída de mantos acuíferos y ríos, tratada y
suministrada a industrias y casas para diferentes usos; se
supone que el agua usada debe ser tratada y descargada
nuevamente en ríos. La mayoría de las veces, esta agua regresa
a su ambiente natural, pero desafortunadamente, con un mayor
contenido de calor o con algunas sustancias adicionadas.
Tier 1
¿Por qué debemos minimizar el uso
de agua?
También es importante minimizar el uso del agua debido a varios
razones:
 El agua fresca es escasa. Elevados costos de la operación de
plantas de tratamiento de efluentes.
 La dificultad de separar todos los elementos que contaminan el
agua.
Tier 1
Problemas de contaminación industrial
Tier 1
Problemas de contaminación industrial:
Los principales problemas de contaminación están relacionados a:
 Aumento en el uso de agua para la agricultura.
 Aumento de las corrientes de desechos acuosos.
 Aumento de la población.
 Productos industriales y servicios.
 Las barreras mentales, técnicas, financieras, regulatorias e
institucionales para implementar tecnologías preventivas
modernas.
RESULTADOS:
Ecosistemas en decadencia.
Costos sociales de la industrialización.
Aumento de enfermedades humanas.
Tier 1
Industria del Petróleo
Tier 1
Industria del Petróleo:
Las operaciones de refinado del petróleo crudo involucran la extracción de
productos útiles de petróleo a partir del aceite crudo. El aceite crudo
contiene fracciones de naftas, gasolina, aceites gaseosos, diesel, asfalto,
combustible jet y combustibles lubricantes.
Grandes cantidades de deshecho de producción durante la exploración y
producción:
 Agua de desecho
 Deshechos sólidos
 Contaminantes tóxicos.
Tier 1
Industria del Petróleo:
La generación de desechos en la industria del petróleo puede ser
agrupada en 2 grandes clases:
• Desechos relacionados a la perforación incluyendo aditivos
químicos: tratamiento y almacenamiento de los desechos de
perforación ocurren dentro o fuera del sitio de perforación.
• Desechos relacionados a la producción de aceite, produciendo
principalmente agua:
El volumen del agua producida excede el volumen de los deshechos
de perforación.
Si los estándares de la calidad ambiental no son excedidos, el
residuo puede ser descargado a las aguas superficiales. La
mayoría del agua producida es almacenada o “enterrada” a
través de pozos de inyección y esto es permitido por los
programas de la EPA.
Tier 1
¿Qué es efluente de refinería?
Las refinerías de petróleo emplean grandes volúmenes de agua en
sus procesos.
Las aguas de deshechos contienen químicos peligrosos:
Especificaciones
de los productos
deseados
Gas petróleo licuado
Nafta
Unidades
fraccionadoras
Aceite
crudo
keroseno
Combustible turbina
Aceite diesel
Aceite combustible
residual
Proceso
Secundario
Cracking
catalítico
y reformado
Cracking térmico
Otros
Alimentación
Aceites
de
lubricación
Betunes
Coke
Tier 1
Desechos de la Refinería:
Las emisiones de las refinerías incluyen:
 Óxidos de azufre
 Óxidos de nitrógeno
 Benceno, tolueno y xileno
 VOC
 Agua de desecho con presencia de niveles de DBO
 Metales pesados
Tier 1
Deshechos generados:
Cantidades Aproximadas
Contaminación
Sistemas de
enfriamiento
Agua de deshecho
contaminada
Deshechos sólidos y
lodo
Emisiones de VOC
Otras emisiones
3.5-5 m3 de agua de deshecho generada por ton de crudo.
DBO 150-250 mg/l
DCO 300-600 mg/l
fenol 20-200 mg/l
aceite 100-300 mg/l (agua no salobre)
aceite 5000 mg/l en el fondo del tanque
benceno 1-100 mg/l
metales pesados 0.1-100 mg/l
3 a 5 kg por ton de crudo (80 % debería ser considerado como deshecho
peligroso debido a la presencia de metales pesados y tóxicos orgánicos).
0.5 to 6 kg/ton de crudo.
BTX (Benceno, Tolueno y Xileno) 0.75 to 6 g/ton de crudo
Óxidos de azufre 0.2-0.6 kg/ton de crudo
Óxidos de nitrógeno 0.006-0.5 kg/ton de crudo
(Pollution Prevention and Abatement Handbook World Bank Group)
Tier 1
Industria de la Pulpa y el Papel
Tier 1
Cómo se hace el papel:
La mayoría de la materia prima empleada en la manufactura del papel es
suministrada por los árboles.
Los principales pasos en la manufactura del papel son la preparación de la
materia prima, como la “separación” de la madera, y generación de
astillas; manufactura de la pulpa; blanqueaqdo de la pulpa; manufactura
del papel y reciclado de fibras. Las plantas de pulpa y las de papel
pueden existir como procesos separados u operaciones integradas..
Las características del papel (suavidad, lustrocidad) son logradas en un
proceso llamado “calendering”.
El papel enviado a la zona de recubierto, se recubre con una fina capa de
pigmento o relleno en su superficie.
Tier 1
Industria de la Pulpa y el papel:
La industria de la pulpa y el papel ha dado paso significativos hacia
la conservación del agua y la energía.
Reducciones significativas del uso del agua han sido logradas
través de mejores métodos de reuso y separando el agua de
enfriamiento del agua de proceso.
Las corrientes de desecho generadas por esta industria son mejor
clasificadas por sus orígenes, como se muestra en la siguiente
diapositiva.
Tier 1
a
Tipos de productos de desechos en la
industria de la pulpa y papel:
 Material originado por materia prima (madera con polvo y
corteza).
 Compuestos no fibrosos en la madera.
 Contaminantes en los desechos de papel y químicos sintetizados.
 Productos de reacción (substancias para disolver la madera
empleados en acciones químicas o mecánicas).
 Fragmentos de fibras.
 Subproductos de la recuperación química y combustión.
 Pérdidas en procesos (fibrosos y no fibrosos) y descargas de
agua, aire y calor.
Tier 1
Industria de la pulpa y el papel
Uso del agua y efluentes de descarga:
Las descargas líquidas del proceso contienen sólidos, principalmente
fibras, rellenos y material coloidal y disuelto. Las fibras y rellenos
son minimizados y reusados. Los materiales coloidales y
disueltos son subproductos del refinado de las fibras o
arrastrados desde la planta de pulpa.
Las descargas de material disuelto son minimizadas lavando el stock
y colocando transportadores en las plantas de pulpa, y
empleando buenas estrategias de reuso de agua que reduzcan el
volumen y concentración de residuos en las aguas de desecho.
Tier 1
Programas para reducir la contaminación
Tier 1
Programas gubernamentales para la
reducción de la contaminación:
Para el desarrollo sostenible, los programas gubernamentales de
prevención de contaminación pueden contrarrestar la presión
de invertir en soluciones de “final de la tubería” demostrando
los beneficios económicos y ambientales del empleo de la
“reducción de la fuente”, generando información técnica
disponible y proveyendo de asistencia técnica.
La EPA ha estado trabajando con la industria y el gobierno,
representando los asuntos ambientales, comunitarios y de
trabajo para prevenir la contaminación desde la fuente, previo
al tratamiento de “final de la tubería”.
Tier 1
Programas gubernamentales para la
reducción de la contaminación:
Leyes como la NEPA, TCSA, CAAA y PPA permanecen fuera del ámbito de la
mayoría de los trabajos de control de la contaminación. Las siguientes
opciones fueron propuestas por la USEPA para crear interacciones
dentro de US:
1.
Agregar disposiciones multi-media a las regulaciones existentes.
2.
Corregir las leyes en otros sectores políticos con medidas ambientales.
3.
Hacer de la NEPA un estatuto más fuerte.
4.
Hacer de la TSCA una ley que pueda usar los programas de la EPA
para controlar y reducir las substancias tóxicas.
5.
Establecer enfoques de prevención de la contaminación.
Tier 1
Programas para reducir la contaminación:
Los productores pueden implementar una
gran variedad de procedimientos de manejo
mejorados que puede ayudar a la reducción
de la contaminación:

Auditorías ambientales. Identificar (inventario) y corregir los problemas
(estrategias para lograr reducciones) que generan desechos.

Mantenimiento preventivo regular. Inspección, mantenimiento y replazo de
equipo.

Manejo y almacenamiento de material. Emisiones de material peligroso deben
ser evitadas. Todos los contenedores deben tener etiquetas recomendaciones
de primeros auxilios.

Trabajadores entrenados. Trabajadores bien informados generan sugerencias
para la reducción de desechos.

Manual de operación y registros. Buena información de la planta: procesos
procedimientos, parámetros de control, peligros y responsabilidades de
operación.
Tier 1
Programas ambientales:
Algunas industrias no encuentran la diferencia entre control de contaminación al
final de la tubería y control de prevención de contaminación “front end”.
La importancia es que esas industrias no van más allá del primer paso de
reducción de desechos.
Conforme la preocupación ambiental crece, las industrias deben moverse más allá
de la cadena productiva:

Solución de final de la tubería a desechos y contaminantes; después

Modificaciones internas del proceso para reducir emisiones y desechos, y
eventualmente

Rediseño de productos para alcanzar un nivel máximo de reciclaje de
materias primas y minimizar los desechos después de que los productos
son usados.
Tier 1
Algunas medidas para salvar el agua:
 Mantener los efluentes de agua separados.
 Reusar el agua tan cerca de la fuente como sea posible.
 Reciclar cuando sea posible.
 Mejor control a través de sistemas automatizados.
 Revisar y controlar fugas.
 Al comprar un equipo nuevo, evaluar los modelos de
eficiencia de agua incluyendo los accesorios.
 Reducir las cantidades de químicos con el fin de reducir el
agua para dilución.
Tier 1
Agua de reuso:
No es sólo posible sino necesario reusar el agua de desecho de una
corriente de proceso antes de que abandone la planta
bombeando, diluyendo o tratando algunos de los efluentes antes
de volver a ser usados..
Algunas plantas están usando sistemas cerrados, de tal manera que
no hay descargas de agua.
Cero descargas ha sido implementado en lugares donde el agua es
poca, y puede involucrar tecnologías para remover sólidos
suspendidos y disueltos.
La desmineralización completa es relativamente cara, sin embargo,
en algunos casos las descargas del agua de desecho puede ser
reducido significativamente con otras tecnologías menos
costosas.
Tier 1
Procesos de tratamiento
Tier 1
Expectativas de los programas de
tratamiento de agua:
Las expectativas de los programas de tratamiento de agua deben
estar integrados para que se incluyan todos los aspectos del
programa, desde la propuesta hasta las etapas de
implementación.
Tier 1
Programa de Tratamiento
Como se verá a continuación en el siguiente diagrama, las
expectativas logradas por un buen programa de
tratamiento se listan a continuación:
 Visión general del problema.
 Estudio de laboratorio de todo el sistema y de la composición
del agua.
 Presentar una propuesta.
 Programa de implementación.
 Monitorear para optimizar.
 Uso de técnicas modernas de tratamiento.
Programa bajo control
Tier 1
Programa de Tratamiento
Sistema
Problema
Planta
en
Estudio
Propuesta
Esudio
de Lab.
Implement.
del
Programa
Sistema
Bajo
Control
Seguimiento
Tecnología
del
Nevo Producto
Tier 1
Procesos de tratamiento de agua de desecho:
Los desechos son generados por cada complejo industrial, y estos
desechos pueden ser sólidos o líquidos.
El tratamiento del agua de desecho puede ser dividido en tres
etapas:
1.
Tratamiento primario que usa operaciones físicas para remover
aceite libre y/o sólidos suspendidos.
2.
Tratamiento secundario para remover contaminantes disueltos
a través químicas o biológicas, y
3.
Tratamiento terciaro para remover contaminantes residuales.
Tier 1
Orden de separación
La siguiente lista muestra cómo se realiza la separación:
 Tratamiento primario
• Sedimentación
• Aereación
 Tratamiento secundario
 Tratamiento terciario
Tier 1
Tratamientos…
Tratamiento primario prepara al agua de desecho para un
tratamiento biológico. Sólidos grandes son removidos por tamizado.
La igualación en un tanque mezclador, nivela las variaciones de flujo
y concentración. La neutralización, cuando es requerida, sigue de la
igualación. Aceites, grasa y sólidos suspendidos son removidos por
flotación, sedimentación o filtración.
Tratamiento secundario es una degradación biológica de compuestos
orgánicos solubles de niveles de entrada de 50- 1000 mg/l DBO o
mayores a niveles de efluentes bajo 15 mg/l. Se realiza tratamiento
aeróbico en tanques abiertos. Después del biotratamiento, los
microorganismos y sólidos suspendidos se dejan asentar.
Tier 1
Tratamientos…
Tratamiento terciario remueve residuales específicos. Por
filtración, los sólidos coloidales suspendidos pueden ser
removidos; la adsorción remueve orgánicos por carbón activado
granular (GAC); y la oxidación química remueve también
compuestos orgánicos.
Los sistemas terciarios tratan cantidades más grandes de agua
de desecho, por lo cual son más caros.
Cuando las corrientes ricas en metales pesados, pesticidas u otras
substancias que pueden pasar a través del primer tratamiento e
inhiben el tratamiento biológico están presentes, tratamientos
en-planta son necesarios.
Precipitación, adsorción de carbón activado, oxidación química,
stripping aéreo o de corriente, oxidación de aire húmedo,
intercambio iónico y la ósmosis inversa son algunos métodos
útiles cuando se emplea el tratamiento en-planta.
Tier 1
El tratamiento terciaro…
El tratamiento terciario es un paso de refinado. Su importancia
radica en lugar de encontrar soluciones al final de la tubería,
donde el tratamiento primario y secundario son usados, es
posible minimizar algunos componentes tóxicos o peligrosos en
el proceso antes de que éstos sean combinados con otros menos
peligrosos.
El tratamiento biológico un efluente ’30/20’ con no más de 30 mg/l
sólidos suspendidos y 20 mg/l DBO.
Tier 1
Tratamiento terciario
Sin embargo, las corrientes de los ríos han decrecido debido
condiciones de sequía. Bajo estas circunstancias, nuevos límites
son impuestos sobre la calidad del efluente final. Los procesos de
tratamiento para alcanzar los límites requeridos en el proceso
son bien conocidos como tratamientos terciarios.
Tier 1
Tratamiento en-planta
Un programa de minimización de residuos debe ser implementado
antes del tratamiento de final de la línea.
1.
Recirculación. En la industria del papel, el agua blanca proveniente
de las máquinas de papel puede ser enviada a los ahorradores
para remover la pulpa y la fibra y reciclarlos a varios puntos del
proceso.
2.
Segregación. Las corrientes limpias son separadas para descargas
directas
3.
Disposición. En muchos casos, la descarga total de DBO y sólidos
suspendidos puede ser reducida removiendo el residuo en un
estado semiseco.
4.
Reducción. El uso de “cutoffs” automáticos pueden reducir el
volumen de agua de desecho.
5.
Substitución. La substitución de aditivos químicos con un menor
efecto contaminante en las operaciones de proceso.
Tier 1
Procesos de tratamiento de agua de desecho:
Proceso de selección
.
Tier 1
Figura 1. Programa teórico de tratamiento
de agua de desecho industrial con
compuestos orgánica y tóxicos
Para aguas de desecho que contienen compuestos orgánicos no tóxicos, los criterios del diseño
del proceso pueden obtenerse a través de estudios de laboratorio.
Para definir los problemas del tratamiento del agua de desecho, se plantea un análisis preliminar:
Corrientes
Orgánicas
Biodegradable
Corrientes con
metales pesados
volátil
Corrientes
minerales
Tóxicos y/o
no-biodegradables
Fuente de control
Figura 3.
Igualación
Neutralización
Remoción aceit/grasa
Sólidos suspendidos
Biological treatment
Disposición final
(Eckenfelder, 2000)
Tier 1
Tratamiento de la fuente:
 Reducción de la fuente es cualquier actividad que reduce o
elimina la generación de desechos peligrosos en la fuente
 Su principal objetivo es el de lograr cambios en la
composición, uso y patrones de generación de desecho
asociados con los productos
Tier 1
Tratamiento de la fuente:
El tratamiento de la fuente involucra diferentes de definiciones de
reducción de la fuente, pero el consenso general para ser la
inclusión de acciones en-planta para reducir la cantidad o
toxicidad de las fuentes de desechos.
Los ejemplos incluyen modificaciones de equipamiento, diseño y
cambios de operaciones del proceso y productos y substitución
de materias primas.
Tier 1
Figura 2. Estudios de laboratorio para
metales pesados/orgánicos volátiles
Inicio
Principales
contam.
scan y
bioassay
Muestra
Igualada
VOC/NH3
Stripping con
aire o vapor
Metales pesados
Aliment. No-degradables/ tóxicos
reactor
batch
Chemical
oxidation
reduction
Precipitación
Cuando se tienen compuestos orgánicos
Tratamiento
de la
fuente
Degradable
e inorgánicos, es necesario evaluar la
presencia de metales pesados o
compuestos orgánicos volátiles.
Biodegradación
a largo plazo
Carbón
activado
granular
Principales
contam.
scan y Principales contam/tóxico
bioassay
Carbón
activado
en polvo
Ósmosis
inversa
Intercambio
iónico
SDT/inorgánicos
(Eckenfelder, 2000)
Tier 1
Figura 3. Tratamiento de agua de desecho
tóxica: Tratamiento en-planta
Descarga a
reciclaje o
tratamiento
Ósmosis
inversa
Si el agua de desecho es
no-biodegradable o
tóxica, se debe de
Intercambio
iónico
Resinas
poliméricas
Filtración
Adsorción
con carbón
granular
Precipitación
Tratamiento
anaeróbico
Oxidación
reducción
Oxidación
con
aire húmedo
considerar el tratamiento
de la fuente o
modificaciones en-planta.
Agua de deseco
del proceso
(Eckenfelder, 2000)
Metales
pesados
Químicos
orgánicos
Oxidación
química
Stripping
con aire
o vapor
Compuestos
orgánicos
volátiles
amoniacales
Tier 1
Métodos de remoción de sólidos suspendidos

Sedimentación es la técnica más común en el tratamiento de
desechos acuáticos ya que involucra poco equipo mecánico y es
de operación estable. Sin embrago, hay algunas situaciones en
donde la flotación resulta ser una mejor opción.

Flotación es una buena técnica para la remoción de sólidos
cuando la diferencia de densidades entre el agua y los sólidos es
marginal, o cuando los sólidos tienen mayor contenido de grasa o
aceites.
Tier 1
Métodos para la remoción de
sólidos suspendidos

Coagulación es empleada para remover materiales de desecho
en forma suspendida o coloidal. Los coloides son partículas
dentro de un rango de tamaño de 1 nm to 0.1 nm, no
sedimentan en reposo y no pueden ser removidas por
tratamientos físicos convencionales.

Precipitación. en el tratamiento de agua, el proceso de
precipitación es usado para ablandar (remoción de la dureza
causada por el calcio y magnesio) y remoción de fierro y
manganeso.
Tier 1
Sedimentación:
 Reduce los sólidos por al menos 50%, con reducción proporcional
de DBO.
 Adición de químicos para ayudar a la sedimentación por
coagulación de partículas o precipitación química.
 Puede presentar descargas aceptables por los estándares con
remoción regular de lodo sin tratamiento secundario.
 El lodo de los tanques primarios es removido en intervalo de
entre 8 y 24 horas.
 El asentamiento secundario sigue cualquier forma de aeriación
biológica o filtración para producir un efluente bajo en sólidos.
 Particularmente, regulaciones estrictas de descargas sugieren un
tratamiento terciario para remover más del 50% de sólidos y
DBO.
Tier 1
Flotación:
La filtración con aire disuelto es una técnica común. Esta técnica
consiste básicamente en inyectar una corriente acuosa que
contiene aire disuelto en el agua de desecho. El aire disuelto
forma burbujas cuando abandona la solución y transporta las
partículas suspendidas, las cuales tienden a concentrarse en la
interfase burbuja-agua de desecho, a la superficie, donde
forma una emulsión.
Tier 1
Flotación:
Diagrama general del método de flotación:
Floculador
Scraper (raspador)
Agua tratada
Agua a ser tratada
Aire
Tier 1
Coagulación:
Los residuos del papel pueden ser efectivamente coagulados con
pequeñas dosis de alúmina. La sílica o el polielectrolito ayudan a
la rápida formación de aglomerados asentados.
Desechos que contienen aceite emulsificado puede ser clarificado
por coagulación.
Para una coagulación efectiva, se deber agregar un álcali. Después
de la adición del álcali y el coagulante, es recomendable realizar
un mezclado rápido.
Tier 1
Precipitación:
La presipitación química en el tratamiento de agua de desecho involucra
la adición de químicos para alterar el estado físico y químico del material
disuelto y suspendido, y facilitar así su remoción. Usualmente se combina
con coagulación, floculación y separación.
Principio: Los compuestos disueltos, por ejemplo iones de metales pesados,
son transformados en sus hidróxidos insolubles por aumento del pH por
dosificación de limadura de NaOH. Usando técnicas de coagulación y
floculación estos pequeños núcleos de hidróxidos se convierten en
coágulos para la separación. Con los precipitantes adecuados estos
coágulos sirven como trampas para otros compuestos (orgánicos)
disueltos; una forma de co-precipitación.
Tier 1
Remoción de Metales Pesados:
TÉCNICAS DE REMOCIÓN DE METALES PESADOS
Precipitación convencional
Hidróxido
Sulfuro
Carbonato
Coprecipitación
Precipitación inducida
Dimetil tio carbamato
Dietil tio carbamato
Trimercapto-s-triacina, sal de trisodio
Otros métodos
Intercambio iónico
Adsorción
Oportunidades de recuperación
Intercambio iónico
Membranas
Técnicas electrolíticas
Tier 1
Tratamiento Biológico
Cuando el
Influente
Acuoso de desecho
tratamiento
biológico es
requerido, se
No
Tratamiento
físico y químico
Biodegradable
Si
Si
High
Alta
resistencia
strength
Tratamiento
anaeróbico
cuenta con
Si
varias opciones:
Descarga
Si
PACT
Efluente
pulido
No
Fracción
Inhibidora no
degradable
No
Descarga
Sistema de
Mezclado total
No
Listo para
degradación
Si
Sistema “plug
flow”
Sistema
selector
No
Remoción
de nitrógeno
requerida
No
Sistema de
Crecimiento
disperso
Sistema de
crecimiento fijo
Si
Proceso
intermitente
Sistema de
Nitrificación/
Desnitrificación
Si
Efluente
pulido
No
Descarga
(Eckenfelder, 2000)
Descarga
Tier 1
Tratamiento biológico: parámetros y
dimensiones típicos de operación
(Eckenfelder, 2000)
Método de
tratamiento
Modo de operación
Grado de
tratamiento
Requerimientos de
superficie
Laguna
Descarga intermitente o
continua; facultativa o
anaeróbica
Intermedio
Excavado terrestre;
10-60 días de
retención
Equipo
Control frecuente de
olores requerido
Embarcadero montado
Lagunas
Activadas
Tanques completamente
mezclados o facultativos
continuos
o aereadores de
de profundidad, 8-16
superficie flotante o
acres/(millón gal/d)
difusores de subsuperficie
> 90% remoción de
orgánicos
Exceso de lodos
deshidratados y
disposición final
emplear efluentes de reciclo
Intermedio o alto,
depende de la carga
225-1400 ft /(millón
gal/d)
Empacador plástico
20-40 ft de
profundidad
Pretratamiento antes
del POTW o de la
planta de lodos
activados
Multietapas continuas
Intermedio o alto
Discos plásticos
Separación de sólidos
requerida
Intermedio
Recolección de gas
requerida;
pretratamiento antes
del POTW o de la planta
de lodos activados
Completo;
percolación de agua
en agua subterránea
y residuos a
corriente
Tubería de irrigación
de aluminio y
boquillas de rocío;
movible para
relocación
Activado
pistón; reciclaje de lodo
Filtro por
Aplicación continua; pueden
Mezclado completo con
Anaeróbico
Separación de sólidos
en laguna; remoción
periódica de agua y
lodos
Aereadores difusos o
mecánicos;
clarificador para
separación de lodo y
reciclo
Completamente mezclado o flujo
CBR
Pila de tierra, 8-16 ft
Pila de tierra o
concreto; 12p20 ft de
profundidad; 75000350000ft3/(millón
gal/d)
Lodo
goteo
Alto en verano; bajo
en invierno
Comentarios
reciclado; filtro upflow y
downflow, lecho fluidazo; cama
de lodo upflow
Irrigación
Aplicación intermitente de
spray
desecho
40-300 gal/(min.acre)
Separación requerida
de sólidos; contenido
limitado de sal en
Tier 1
desechos
Tratamientos avanzados de desechos acuosos
El tratamiento avanzado de desechos acuosos es definido como el proceso que remeve
mayor cantidad de contaminantes que los tratamientos convencionales. Este
término puede ser empleado como el tratamiento terciario, pero la mayoría de sus
objetivos es la separación de nitrógeno, fosfuros y sólidos suspendidos.
Los tratamientos avanzados incluyen:

Coagulación química de los desechos acuosos

Medios filtrantes granulares

Ultrafiltración

Nanofiltración

Pantallas cuña-cable

Micromonitoreo

Filtros de tierras de diatomeas
Tier 1
Reducción de volumen y disposición
Tier 1
Reducción de volumen
La reducción del volumen puede ser usada para reducir los costos de
tratamiento y de manejo y disposición de residuos remanentes después
del tratamiento. La reducción del volumen puede ser lograda usando
diferentes métodos:
 Reuso de desechos acuosos y residuos
 Modificaciones al tratamiento para reducir los residuos sólidos
 Tratamientos segregados para reducir mezclas de residuos peligrosas
 Incineración para reducir el volumen de desechos y convertir desechos
peligrosos en no-peligrosos.
Tier 1
Reducción en la producción de desechos y
volúmenes de disposición
 Deshidratación simple: el lodo es desecado en una serie de
tanques y se deja sedimentar. El agua obtenida es decantada.
Este método reduce el volumen de lodo depositado.
 Composición: el material es revuelto mecánicamente en
intervalos, se somete a aereación forzada y se envía a
recipientes donde se controla el contenido de olor, pérdida de
calor y agua.
Tier 1
Reducción en la producción de
desechos y volúmenes de disposición
 Digestión: es la degeneración lenta del contenido orgánico del
lodo por bacterias anaeróbicas en compuestos más simplesdióxido de carbono, agua y aniones (nitratos, sulfuros, fosfatos).
La digestión es uno de los pocos tratamientos de lodos en el que
se logra una reducción significativa de agentes patógenos.
La producción del digestor de gas es 65-70% metano, 30-34%
dióxido de carbono y trazas de compuestos sulfurados. El gas
colectado es quemado en un boiler para mantener el digestor
caliente y el exceso es usado para calentamientos posteriores o
generación de energía.
Tier 1
Reduction of waste production and disposal
volumes
 Incineration: its main advantages lie in the complete destruction
of organic compounds, the ash being inert and usually less than
25% of the original sludge volume.
Most incinerators are of the fluidized bed variety.
Tier 1
Diagrama de manejo de desechos…
Operaciones
mejoradas
Reciclaje de
desechos
Rediseño del
proceso
Tratamiento
de desechos
Aumento de la Efectividad
del manejo de desechos
Materia prima
substituta
Disposición de
desechos
Tier 1
Preguntas de opción múltiple
Tier 1
Tier 1: Quiz
1. ¿Qué es contaminación?
a)
Contaminación se refiere a contaminantes dañinos al medio ambiente
y al acto o proceso de contaminar el ambiente.
b)
Cualquier cambio indeseable en las características del aire, agua, suelo
o comida que afectan la salud llamada; llamado contaminación.
c)
Químicos indeseables u otros materiales encontrados en el ambiente.
Los contaminantes pueden dañar la salud humana y el ambiente.
d)
Todas las anteriores.
Tier 1
Tier 1: Quiz
2. ¿Qué es DBO?
a)
La cantidad de oxígeno requerida para la estabilización de materia
orgánica oxidable presente por 7 días de incubación a 20 oF.
b)
Una prueba empírica usada para la medición de los desechos,
evaluando la cantidad de oxígeno requerido por microbios para
degradar una muestra de efluente.
c)
Una prueba usada para evaluar la cantidad de oxígeno presente en la
corriente.
d)
La cantidad de oxígeno requerida para desarrollar una prueba
bioquímica.
Tier 1
Tier 1: Quiz
3. ¿Por qué es importante reducir los contaminantes dañinos?
a)
Debido a que al ser descargados pueden causar contaminación del
agua.
b)
Debido a sus características radioactivas que pueden dañar la salud
humana y provocar cáncer.
c)
Debido a que enfermedades infecciosas pueden ser transmitidas
cuando existe contacto con sustancias contaminantes.
d)
Debido a sus características dañinas para la salud humana y el
medio ambiente.
Tier 1
Tier 1: Quiz
Tier 1