SERIE AUTODIDCTICA DE AGUAS RESIDUALES IDENTIFICACIN Y DESCRIPCIN

SERIE AUTODIDÁCTICA DE AGUAS RESIDUALES IDENTIFICACIÓN Y DESCRIPCIÓN DE LOS SISTEMAS SECUNDARIOS PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES Autor: Cesar Calderón Mólgora Revisor IMTA: Fernando Pozo Román Revisor CNA: Miriam Beth Arreotúa Cosmes. Luis Miguel Rivera Chávez. Editor: Cesar Calderón Mólgora. Presentación: Ana Cecilia Tomasini Ortíz. SUBDIRECCIÓN GENERAL DE ADMINISTRACIÓN DEL AGUA (CNA) COORDINACIÓN DE TECNOLOGÍA HIDRÁULICA (IMTA) ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

¿Para quién? Este manual se dirige a los especialistas técnicos de las brigadas de inspección y verificación quienes se encargan del muestreo de las descargas de los usuarios en aguas nacionales. ¿Para qué? Este manual se elaboró con el fin de proporcionar al usuario los fundamentos para describir el principio de funcionamiento de los sistemas biológicos de tratamiento de aguas residuales, así como para identificar los diferentes procesos mediante los cuales se lleva a cabo el tratamiento. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

CONTENIDO 1. PRINCIPIO DEL FUNCIONAMIENTO DEL TRATAMIENTO SECUNDARIO (ACCIÓN BIOLÓGICA) 2. TIPO DE REACTORES BIOLÓGICOS ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR REGRESAR

1. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DEL TRATAMIENTO SECUNDARIO (ACCIÓN BIOLÓGICA) ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Esta es una planta biológica o secundaria típica para el tratamiento de aguas residuales municipales. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Planta de tratamiento biológico to n e i am Trat ndario secu Tratamiento primario Desinfecció n Digestión de lodos ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

En ella se distinguen el tratamiento primario, el tratamiento secundario, la desinfección del agua y el tratamiento de lodos de desecho. También cuenta con un pretratamiento. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

En el pretratamiento se remueven grandes objetos, sólidos muy densos como la arena y, en el caso de efluentes industriales, estos se neutralizan. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

En el tratamiento primario se remueven sólidos en suspensión y también materia flotante, grasas y aceites. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

El tratamiento biológico o secundario se encarga de remover del agua la materia orgánica (DBO) ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Los beneficios del pretratamiento y el tratamiento primario para una planta de tipo biológico son: 1 Protección del equipo (abrasión, azolve). 2 Remoción de materia orgánica particulada. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Los beneficios del pretratamiento y el tratamiento primario para una planta de tipo biológico son: 3 Obra civil de menor tamaño 4 Mayor eficiencia en la remoción de contaminantes ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Tratamiento secundario El objetivo es eliminar la materia orgánica disuelta. Para lograrlo se emplean millones de microorganismos cuyo trabajo es comerse (degradar) la materia orgánica. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Estos microorganismos transforman la materia orgánica en más microorganismos y en sustancias más sencillas, tales como: bióxido de carbono (CO 2), metano (CH 4), nitrógeno amoniacal (NH 3), nitratos (NO 3=) y agua H 2 O. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Los encargados de dicha transformación son: Bacterias Protozoarios Rotíferos ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Bacterias Son organismos unicelulares y representan las formas de vida más simples. Por su forma se clasifican en cocos, bacilos, vibriones y espiroquetas. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL COCO BASTONCILLO ESPIRAL BELICOIDES (ESPIROQUETAS) VIBRIO ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Bacterias Los cocos son bacterias esféricas, el tamaño de las células individuales oscilan entre 0. 5 y 4 µm. Por la manera en que se agrupan se clasifican como estafilococos, diplococos, sarcinas y estreptococos ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Bacterias Los bacilos son bacterias de forma cilíndrica cuyo diámetro es de 0. 3 a 1 µm, mientras que su longitud oscila entre 1 y 10 µm. Pueden formar colonias de dos o más bacilos. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Bacterias Los vibriones son bacterias cilíndricas pero curvadas. Vibrio cholerae es una de las bacterias que mayores efectos ha tenido sobre la salud pública en México y pertenece a este grupo. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Bacterias Las espiroquetas son bacterias cilíndricas que forman una espiral y semejan un resorte, llegan a medir 30 µm. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Bacterias Las bacterias son la principal fuerza laboral de los sistemas biológicos, ellas son las encargadas de degradas a la materia orgánica presente en el agua. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Bacterias Por eso es importante que la materia orgánica llegue en un tamaño tal que permita la asimilación rápida por parte de estos microorganismos ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Bacterias Las bacterias prefieren las partículas menores que 0. 001 µm (disueltas), en la medida que las partículas sobrepasen ese tamaño, las bacterias tendrán mayor dificultad para asimilarlas. Primero, tendrán que segregar exoenzimas para hidrolizar las partículas, y una vez llevadas a un tamaño adecuado, poderlas consumir. De ahí la importancia del tratamiento primario. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Bacterias Con base a su afinidad con el oxígeno las bacterias son aerobias o anaerobias ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Bacterias Existen bacterias que pueden desarrollarse en ambientes aerobios o anaerobios, éstas se conocen como facultativas. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Bacterias Las bacterias al consumir la materia orgánica la transforman, y como producto de la transformación hay generación de nuevas células y otras sustancias definidas por la vía metabólica seguida. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Bacterias CH 4 + CO 2 (90%) Bacterias anaerobias Nuevas células (10%) Efluente rico en NH 3 Materia orgánica 100% CO 2 + H 2 O Bacterias aerobias + O 2 Energía (35%) Nuevas células (65%) ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Bacterias Este comportamiento es quizá el factor más importante para definir las características de los sistemas de tratamiento. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Protozoarios ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Protozoarios Son microorganismos unicelulares, pero a diferencia de las bacterias, en su interior ya se puede distiguir perfectamente los organelos celulares como el núcleo, las vacuolas alimenticias y otros. Su tamaño oscila entre 10 y 100 µm. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Protozoarios Existen cinco grupos: • Sarcodinas • Flagelados • Esporozoarios • Ciliados • Suctorias ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Protozoarios En los sistemas biológicos de tratamiento de aguas residuales son importantes los ciliados ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Protozoarios Las suctorias, por su parte, se encuentran en abundancia, sin embargo, su papel en el tratamiento no ha sido claramente establecido ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Protozoarios Los otros tipos de protozoarios son de interés clínico, pero no juegan un papel importante dentro de los sistemas de tratamiento de aguas residuales. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Protozoarios Los protozoarios se alimentan de bacterias. Son la segunda etapa de la cadena alimenticia, su función es ayudar al control de las poblaciones bacterianas, dar peso y consistencia a la biomasa. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

ROTÍFEROS Son microorganismos multicelulares, heterótrofos, aerobios. Su nombre proviene de dos juegos de cilios rotativos en su cabeza. Usan dichos cilios tanto para moverse como para procurarse alimento. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

ROTÍFEROS Los rotíferos consumen protozoarios, bacterias y algunas partículas orgánicas, su función es de pulimento del efluente. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

ROTÍFEROS No soportan niveles bajos de oxígeno disuelto y tampoco pueden estar presentes en aguas con niveles medios ni altos de DBO, ni en los sistemas anaerobios. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

ROTÍFEROS Su presencia en los sistemas de tratamiento es un indicador de un buen nivel de tratamiento y de un contenido alto de oxígeno disuelto. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Las algas son fundamentales para las lagunas de estabilización, que se revisarán en otro manual de la misma serie. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Los hongos por su parte no juegan un papel importante en los sistemas de tratamiento de aguas residuales ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

En esencia el tratamiento biológico es una cadena alimenticia que se lleva a cabo dentro de un reactor: las bacterias consumen la materia orgánica presente en el agua residual y la transforman en más bacterias, los protozoarios se alimentan de bacterias y los rotíferos consumen protozoarios. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Una vez transformada la materia orgánica en biomasa (sólidos suspendidos), es necesario separarla del agua para completar el tratamiento. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

La separación de la biomasa se hace por efecto de la gravedad: en los sistemas aerobios es en los sedimentadores secundarios: en los procesos anaerobios la separación ocurre dentro del mismo reactor. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Es frecuente que a un reactor anaerobio le siga un reactor aerobio que puede retener la biomasa arrastrada fuera del primero. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

2 TIPO DE REACTORES BIOLÓGICOS ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Además de la vía metabólica de los microorganismos, los reactores biológicos se clasifican con base en la forma en que la población microbiana se encuentra dentro del reactor. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Se conoce como biomasas suspendida a aquellos reactores que no utilizan un medio de soporte y los microorganismos forman agregados conocidos como flóculos. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Cuando el reactor cuenta con un medio, ya sea natural o sintético, que sirve de soporte para que se desarrolle la comunidad microbiana en forma de “lama” o película, se dice que es un reactor de biomasa fija. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Tomando en cuenta estos dos factores se presenta la siguiente clasificación de los reactores biológicos. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Sistemas aerobios Sistemas secundarios Reactores de biomasa en suspensión ·Lodos activados en todas sus variantes Reactores de biomasa fija ·Filtros percoladores o rociadores ·Discos biológicos rotativos Reactores de biomasa no adherida ·Fosas sépticas ·Tanques Imhoff ·RAFA (UASB+) Reactores de biomasa fija ·Filtro anaerobio ·Reactor tubular de película fija ·Lecho fluidizado ·Lecho expandido Sistemas anaerobios ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Reactores aerobios de biomasa en suspensión Este grupo está representado por el sistema conocido como lodos activados. Los lodos activados están constituidos por cinco elementos: el tanque de aereación, el sistema de aeración, el sedimentador, la línea de recirculación y la línea de purga. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Reactores aerobios de biomasa en suspensión Tanque de aeración Sedimentador secundario Agua residual Agua tratada Línea de recirculación de lodos Purga de lodos ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Reactores aerobios de biomasa en suspensión En el tanque de aereación se mezclan la materia orgánica, los microorganismos y el oxígeno disuelto, esta mezcla se conoce como licor mezclado. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Reactores aerobios de biomasa en suspensión Entrada de agua residual cruda Licor mezclado Difusores Entrada de aire ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Reactores aerobios de biomasa en suspensión Una vez que la mezcla abandona el reactor, entra en un sedimentador secundario en el cual se separa la biomasa del agua, la biomasa o lodo precipita hacia el fondo del sedimentador ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Reactores aerobios de biomasa en suspensión Estos lodos se regresan al tanque de aereación para mantener una concentración determinada de microorganismos. Como la reproducción de microorganismos es muy alta, parte de ese lodo se tiene que desechar del sistema y tratarse para convertirlo en un residuo inocuo antes de su disposición final. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Reactores aerobios de biomasa en suspensión Existen muchas variantes en este proceso, pero en esencia todos contienen estos cinco elementos: Tanque de aeración Sistema de aeración Sedimentador secundario Línea de recirculación Línea de purga ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Sedimentador secundario Tanque de aeración Agua residual Agua tratada Línea de recirculación de lodos Purga de lodos ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Reactores aerobios de biomasa en suspensión Las diferencias están dadas por la forma en la que se alimenta el agua residual, la manera en que se suministra el aire, por los tiempos de retención hidráulico y celular. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Las variantes más conocidas son las siguientes: • Completamente mezclado o convencional • Estabilización contacto • Aereación extendida, zanja de oxidación, proceso carrusel • Aereación por pasos • Alimentación escalonada • Proceso por lotes o “batch” • Aereación a contracorriente • Oxígeno puro ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Sistemas aerobios de biomasa fija Este tipo de reactores se caracteriza por contar con un medio de soporte o empaque sobre el que se desarrolla la biomasa. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

El medio de soporte puede ser de: • Piedras. • Ladrillos rotos. • Madera. • Objetos plásticos de muchas formas. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Piedras Plástico de flujo transversal Madera de secuoya Plásticos irregulares ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Sistemas aerobios de biomasa fija La película biológica está compuesta principalmente por bacteria y protozoarios. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Sistemas aerobios de biomasa fija El agua escurre sobre la película y de esta forma es que entra en contacto con los microorganismos y con el aire. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Sistemas aerobios de biomasa fija Los sistemas aerobios de biomasa fija más comunes son los filtros percoladores y los discos biológicos rotativos. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Sistemas aerobios de biomasa fija Estos procesos suelen ser más estables y requieren menos operación que los sistemas de biomasa en suspensión. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Sistemas aerobios de biomasa fija Son más sensibles a la temperatura ambiental y también a los fenómenos atmosféricos, así en zonas de intensas precipitaciones pluviales y en zonas de inviernos muy fríos es necesario que cuenten con cubiertas. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Filtros percoladores Generalmente, son de forma circular aunque en la práctica se encuentran rectangulares, hexagonales y octagonales; contienen un lecho empacado, el empaque descansa sobre un bajodren que permite el paso del agua hacia los canales colectores. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

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Filtros percoladores El agua residual se distribuye mediante brazos giratorios, escurre sobre la película biológica la cual adsorbe y asimila la materia orgánica. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Filtros percoladores Brazos distribuidores ventilas ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Filtros percoladores La cantidad de materia orgánica que puede remover está dada por la superficie de contacto. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Filtros percoladores Es frecuente que los filtros percoladores se instalen en serie para lograr una buena remoción de materia carbonácea y la nitrificación del efluente. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Discos biológicos rotativos o biodiscos Los discos biológicos rotativos son una serie de discos montados sobre una flecha horizontal que gira. Los discos están sumergidos parcialmente. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Discos biológicos rotativos o biodiscos Disco La superficie de los discos al estar en contacto con el agua residual y el aire permite que se desarrolle una capa biológica aerobia. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR Orificios SIGUIENTE SALIR

Discos biológicos rotativos o biodiscos Al estar la película expuesta al aire, le permite oxigenarse y al entrar en contacto con el agua residual pueden absorber la materia orgánica, de esta forma se logra el tratamiento del agua. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Discos biológicos rotativos o biodiscos Los discos se sumergen parcialmente, sólo del 35% al 40% cuando no tienen inyección de aire y hasta el 80% cuando cuentan con líneas de inyección de aire ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Disco Orificios 80% Sin inyección de aire Con inyección de aire ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Discos biológicos rotativos o biodiscos Los esfuerzos cortantes generados por la rotación del disco mantienen la película con cierto espesor, así los excesos se desprenden del disco, salen del reactor y se separan del agua tratada en el sedimentador secundario. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Discos biológicos rotativos o biodiscos Se recomienda que los discos se coloquen en serie, dependiendo del caudal, puede ser un solo módulo con flujo paralelo a la flecha o en varios módulos secuenciales con el flujo perpendicular a la flecha. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Discos biológicos rotativos o biodiscos Al colocar módulos en serie se logra una mayor remoción de contaminantes y la especialización de la biomasa, de tal forma que los microorganismos de la última etapa suelen nitrificar el agua. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Discos biológicos rotativos o biodiscos ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Sistemas anaerobios de biomasa no adherida Los reactores anaerobios de biomasa no adherida son, en esencia, separadores de sólidos suspendidos. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Sistemas anaerobios de biomasa no adherida Una vez separados los sólidos, se depositan en el fondo del tanque, y ahí son degradados en un ambiente anaerobio. No hay una interacción real entre la biomasa activa (lodo) y el agua residual, por lo mismo, la remoción de la materia disuelta es muy baja o nula. A este grupo pertenecen la fosa séptica y el tanque Imhoff. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Sistemas anaerobios de biomasa no adherida La fosa séptica: es un tanque generalmente va enterrado y su función principal es la separación de sólidos suspendidos y la hidrolización de estos. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Fosa séptica de un compartimento RESPIRADERO INFLUENTE ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA EFLUENTE MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Fosa séptica de dos compartimentos RESPIRADERO INFLUENTE ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA EFLUENTE MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Sistemas anaerobios de biomasa no adherida Hay una variante de fosa séptica divida en tres cámaras, el flujo del agua se fuerza a ir de abajo hacia arriba, de esta forma se logra que el agua residual entre en contacto con la biomasa y hay remoción de materia suspendida y disuelta. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Fosa séptica de dos compartimentos y con filtro anaerobio EFLUENTE INFLUENTE EMPAQUE ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Sistemas anaerobios de biomasa no adherida El Tanque Imhoff es un sistema que cuenta con dos compartimentos: el de decantación o separación de sólidos y el de digestión de lodos. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Tanque Imhoff EFLUENTE ZONA DE SEDIMENTACIÓN CÁMARA DE DIGESTIÓN DE LODOS ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Sistemas anaerobios de biomasa no adherida Existe otro reactor de biomasa no adherida que, a diferencia de la fosa séptica y el tanque imhoff, sirve para la remoción de materia disuelta. Es el reactor anaerobio de flujo ascendente (RAFA) ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Sistemas anaerobios de biomasa no adherida Reactor (con manto de lodos) anaerobio de flujo ascendente, si bien, no cuenta con un medio de soporte para el desarrollo de la biomasa, se considera de biomasa fija por los flóculos o “pellets” tan densos que forma. Son gránulos de hasta 5 mm de diámetro que cuentan con alta actividad metanogénica. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

RAFA EFLUENTE CAMPANAS PARA SEPARACIÓN DE GASES MANTOS DE LODOS INFLUENTE ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

RAFA ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Sistemas anaerobios de biomasa no adherida El reactor es de flujo ascendente y en la parte superior está equipado con un sistema de separación gaslíquido-sólido que evita la salida de sólidos suspendidos en el efluente y favorece la evacuación del gas. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Sistemas anaerobios de biomasa fija Los reactores de biomasa fija están destinados a la remoción de la materia disuelta, aunque pueden también retener y tratar materia suspendida. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Sistemas anaerobios de biomasa fija La biomasa anaerobia puede flotar muy fácilmente por las microburbujas de biogás que se adhieren a los flóculos. El desarrollo de sistemas de biomasa adherida a un soporte minimiza la pérdida de materia activa y con ello se logran mayores eficiencias de remoción de materia orgánica y la disminución del tamaño de los reactores. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Sistemas anaerobios de biomasa fija Dentro de los sistemas anaerobios de biomasa fija se encuentran los siguientes: ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Sistemas anaerobios de biomasa fija GAS Filtro anaerobio Es un reactor de flujo ascendente empacado con soporte plástico o natural, sobre el soporte se desarrolla una películabiológica anaerobia. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR EFLUENTE INFLUENTE SIGUIENTE SALIR

Sistemas anaerobios de biomasa fija Filtro anaerobio ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Sistemas anaerobios de biomasa fija GAS Reactor tubular de película fija Es un reactor empacado con tubos o placas paralelas dispuestas de tal forma que se crean canales verticales. Puede ser de flujo ascendente o descendente, sin embargo, para la separación del gas es recomendable el flujo ascendente. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR EFLUENTE INFLUENTE SIGUIENTE SALIR

Sistemas anaerobios de biomasa fija Reactores anaerobios de lechos fluidizados y expandidos Son reactores anaerobios de flujo ascendente empacados de algún material suficientemente pequeño y ligero que permita la expansión o la fluidización del lecho al recircular el efluente. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Sistemas anaerobios de biomasa fija Reactor de lecho fluidizado en dos etapas ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Sistemas anaerobios de biomasa fija Los sistemas anaerobios generan efluentes con DBO alta porque contienen mucho nitrógeno amoniacal y algo de materia orgánica carbonácea que deben oxidarse, por ello, para descargar en un cuerpo receptor se debe pulir el efluente con un reactor aerobio. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Sistemas combinados Los sistemas combinados se integran por dos procesos o dos reactores biológicos en serie, las combinaciones posibles son anaerobio o aerobio-aerobio. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Sistemas combinados Los sistemas combinados anaerobio soportan cargas orgánicas muy altas (reactor anaerobio) y obtienen un efluente de muy buena calidad (pulimento por parte del reactor aerobio) a un costo menor que si se tratara de un sistema puramente aerobio; se obtiene gas metano que puede utilizarse en la propia planta de tratamiento o, en las calderas de la industria que utiliza el proceso. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Sistemas combinados Las aplicaciones de estos sistemas son principalmente para efluentes industriales. Los arreglos posibles son muchos, pero los que se encuentran son los siguientes: Reactor RAFA-lodos activados Reactor RAFA-discos biológicos Reactor RAFA-laguna aerobia Filtro anaerobio – laguna aerada ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Sistemas combinados En algunas aplicaciones rurales se encuentran sistemas de fosas sépticas seguidas por un campo de oxidación (humedal), o filtros anaerobios de flujo ascendente seguidos de un campo de oxidación o filtros anaerobios seguidos de campos de escurrimiento superficial. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Sistemas combinados Los procesos combinados aerobio se integran por un proceso de biomasa fija seguido por un reactor de biomasa en suspensión. Los sistemas de biomasa fija tienen mayor capacidad para resistir choques orgánicos, además de consumir menos energía eléctrica y requerir poco mantenimiento. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Sistemas combinados ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Sistemas combinados Por su parte, los procesos de biomasa en suspensión tienen mayor flexibilidad de operación y producen efluentes de mayor calidad que los de biomasa fija. Con este arreglo, la mayor parte del consumo de la DBO soluble se lleva a cabo por el filtro percolador y el tanque de lodos activados es significativamente más pequeño que si se tratará de un proceso sencillo. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Sistemas combinados ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Sistemas combinados Otras combinaciones posibles son: • Filtro percolador-laguna • Discos biológicos-lodos activados • Discos biológicos-lagunas ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Sistemas combinados Asimismo, se han explorado otras combinaciones como filtros percoladores-discos biológicos, pero en este caso se trata de dos sistemas de biomasa fija y la “potenciación” de las ventajas es menor que en los otros casos. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Tipo de contaminantes removidos y eficiencias de remoción de los sistemas Los contaminantes remueven en los biológicos son: • orgánicos • biodegradables • no tóxicos. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE que se sistemas SALIR

Tipo de contaminantes removidos y eficiencias de remoción de los sistemas Bajo condiciones especiales de aclimatación, los microorganismos remueven sustancias como colorantes; sustancias tóxicas, tales como metanol, fenoles, cianuros y algunos hidrocarburos. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Tipo de contaminantes removidos y eficiencias de remoción de los sistemas Los niveles de remoción de materia orgánica que se logran en los sistemas biológicos son variables, en general, la mayor eficiencia de remoción la presentan los sistemas de lodos activados, que salvo algunas variantes, es de 85 a 95%. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Tipo de contaminantes removidos y eficiencias de remoción de los sistemas Mientras que los filtros percoladores de una sola etapa es de 65 a 85% y en dos etapas alcanzan hasta el 95%, los discos biológicos alcanzan niveles de eficiencia de 80 a 90 % y los procesos anaerobios oscilan entre el 75 y el 85%. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Diferentes procesos y sus niveles típicos de desempeño Eficiencias típicas de remoción de DBO 5 Proceso Lodo activado convencional Lodo activado aeración extendida Lodo activado aeración reducida Lodo activado alimentación por etapas Lodo activado proceso por lotes (batch) Lodo activado “oxígeno puro” Lodo activado aeración a contracorriente Filtro percolador de tasa baja (piedra) Filtro percolador de tasa alta (piedra) Filtro percolador de tasa superalta (plástico) Filtro de desbaste (plástico o madera) Discos biológicos rotativos Fosa séptica Tanque Imhoff Filtro anaerobio Reactor tubular RAFA (UASB) ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE % 85 -95 75 -95 60 -75 85 -95 80 -90 65 -85 65 -80 40 -65 80 -90 30 -60 40 -60 75 -85 SALIR

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Flóculos vistos al microscopio ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Completamente mezclado o convencional Es un reactor completamente mezclado y por ello se puede esperar, en cualquier punto del tanque de aeración, la misma concentración de materia orgánica, de microorganismos y de oxígeno disuelto. El tiempo de retención hidráulico es de 4 a 8 horas. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Completamente mezclado o convencional ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR REGRESAR

Estabilización por contacto En esta variante el reactor está dividido en dos tanques. El agua cruda entra en contacto con los microorganismos y se aerea por un periodo corto (1 hora aproximadamente). Las bacterias absorben la materia orgánica. El licor mezclado pasa al sedimentador y los lodos decantados se envían al tanque de estabilización, en este tanque se suministra aire y las bacterias digieren la materia orgánica. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Estabilización por contacto ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR REGRESAR

Aereación extendida, zanja de oxidación y proceso carrusel El tiempo de retención hidráulico es de 18 a 36 horas. En este caso se tiene un flujo pistón y el tanque puede tener forma rectangular u oval (zanja de oxidación). El suministro de aire puede ser por difusores, por el cepillo Pasveer o aereadores flotantes de flecha hueca tipo cañón. Por los tiempos de retención tan grandes suele generar efluentes nitrificados, pocos lodos de desecho y estos están parcialmente digeridos. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Aereación extendida ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Zanja de oxidación ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Zanja de oxidación ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Aereadores superficiales en una zanja de oxidación ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR REGRESAR

Aeración por pasos Esta variante lo que hace es disminuir progresivamente la inyección del aire a lo largo del tanque. Opera bajo el principio del flujo pistón y en la medida que el agua avanza, contiene menos materia orgánica y por lo mismo, requiere menos oxígeno y se inyecta menos aire. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Aeración por pasos ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR REGRESAR

Alimentación escalonada En esta variante se mantiene un nivel uniforme de materia orgánica, aire y microorganismos al introducir en diferentes puntos a lo largo del tanque el agua residual cruda. De está forma se evitan demandas excesivas de aire en algún punto del reactor. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Alimentación escalonada ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR REGRESAR

Procesos por lote o “batch” Todo el tratamiento se realiza en un solo tanque. El reactor se llena con agua residual, se aerea, se deja sedimentar, se extrae el agua y nuevamente se llena. Ofrece muchas ventajas, entre otras, el ser especialmente apto para tratar aguas difíciles, incluso facilita el manejo de ciclos combinados anaerobio-anóxico para la remoción de nutrientes. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Procesos por lote o “batch” ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Procesos por lote o “batch” ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Proceso por lotes Influente Reacción Llenado Sedimentación Efluente Purga Tiempo muerto ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR Vaciado SIGUIENTE SALIR REGRESAR

Aeración a contracorriente Utiliza tanques circulares con profundidades de 2. 5 a 5. 2 m. Dependiendo del caudal, y para dar tiempos de retención suficientes, se pueden conectar tanques circulares en serie. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Aeración a contracorriente El sistema de inyección del aire, son tubos difusores de burbuja fina montados en puentes rotatorios de tracción lateral. Además el puente se encarga de mezclar el agua con los microorganismos. El tiempo de retención es de 18 a 24 horas. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Aeración a contracorriente ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Aereación a contracorriente difusor efluente influente recirculación ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR REGRESAR

Oxígeno puro Este sistema inyecta una corriente de oxígeno en tanques abiertos para evitar el oxígeno escape hacia la atmósfera. Logra nivel de actividad mayor y por lo mismo su tiempo de retención hidráulico es de 1 a 3 horas. ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Oxígeno puro ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

Oxígeno puro ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR REGRESAR

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Cilios Vacuola contractil Micronúcleos Tricoquistes Macronúcleo Esófago Boca Vacuola contractil Microtubos ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

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Protozoarios ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA MENÚ PRINCIPAL ANTERIOR SIGUIENTE SALIR

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