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Instituto Nacional de Ecología
Libros INE
CLASIFICA CION
AE 009261
LIBRO
Manual de prácticas de muestreo deaguas de desecho
TOMO
I 1111111 11111 10I 11111 11111 I I
AE 009261
II 1111111II
n
08A08
0808CS
&EK&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&ac,
DI A E. U L D E
P R C T I C S D E 1-1 U E T R 0 DEAG IJ
D E D ESECHO
Preparado por
THE CANADIAN INSTITUTE ON POLLUTION CONTROL
Editado por
K . L . HURPHY
1972 .
Traducción por'Secretaria Bilingue
Emma Rosa Hauser Veytia
1973
[q-
8cecec&Earle-&&8cWce,c8cU848cetic8Z.&&8c/lEa&&.8Z.&&Bc2ac€c&&&84.&&&&&Sc&.8c&&.8cecZaecEc.iSc& Io.
PROLOGO
A fines de 1968, el Doctor A .E. Berry
de Toronto, fue eleL..ido presidente de un comité que es
conocido como The Publications Committee . Su cargo a-
caeció como resultado de una junta de decisión del cuer-
po de ejecutivos de la Canadian Section of the A .W .W.A .,
y del Canadian Institute on Pollution Control.
En febrero de 1968, L. Sharman of Hamilton
fue solicitado para actuar como presidente y formar un
sub-comité, su propósito sería preparar un manual de Mues-
treo de Aguas de Desecho.
Como resultado de lo anterior, el siguiente
sub-comité se formaba por:
L. Sharman, City of Hamilton, Chairman
G .B. Balacko, Province of Manitoba
E. Baldock, Metropolitan Toronto
D . G . Devlin, Greater Vancouver
J .K .D . Hayden, Province of New Brunswick
E .E. Kupchanko, Province of Alberta
D.H . Matheson, City of. Hamilton
D . McTavish,, Ontario Water Resources Commission
K .L. Murphy, McMaster University
M .H. Prescott, Province of Saskatchewan
D .H. Waller, nova Scotia Technical College
De los miembros del comité arriba mencionados,
se forra : ; un Comité de ' ::üición . En éste comité se estableció
una responsabilidad razonable, de ningún modo fue la recopi-
lación y edición del material sometido por todos los miem-
bros del sub-comité . El presidente está muy agradecido por
el trabajo de éste comit& particular y .tuvo conocimiento es-
pecial de la contribución de K .L . Murphy, que fue responsa-
ble de la edición final . El comité de . edición comprende a
los siguientes miembros:
E. Baldock
' D .H . Matheson
D. McTavish
K .L. Murphy
L :• Sharman
L. SHARMAN, Chairman,
Manual de Prácticas de
Muestreo y Aguas de
Desecho.
Hamilton, Ontario
Enero 12, 1972 .
INDICE
1 . INTRODUCCION
Página
1 .1 Importancia del Muestreo 1
1 .2 Composición de las Aguas de Desechó
1 .21 Fuentes de . Contaminación de las
Aguas de Desecho
1 .22 Clasificación. de Contaminantes
de Aguas de Desecho
1 .23 Características del Desecho . .
1 .3
Tratamiento Moderno de Aguas de
Desecho
1 .4
Clasificación de Plantas de Tratamiento
y Aguas Receptoras
1 .41 Plantas de Tratamiento .
. ..
1 .42 Aguas Receptoras .
2 .
1 .5
Referencias
Métodos y Técnicas de Muestreo .
2 .1 Propósito del Muestreo .
de Tratamiento
2.14 Rendimiento con Regulaciones y
Estimación del efecto de los
Efluentes en Aguas jeceptoras . . .
15
19
19
2 .11 Diseño de una Planta de Tratamiento 19
2.12 Control de una Planta de Tratamiento 20
2.13 Cálculo de Eficiencia de las Plantas
21
21
'14
14
Página2 .2 Selección de T.ietodos 22.
2 .21 Toma de Muestras 22
2 .22 Muestras Compuestas 23
2 .3 Muestreadores "utomáticos 23
2 .31 Muestreadores Múltiples y
Compuestos .
.25
2 .32 Selección y localización - . . . . 29
2 .4 Registradores Continuos 30
2 .1 Temperatura ' 31
2 .42 pH 32
2 .43 Electrodos de Ión Específico .
32
2 .44 Oxígeno Disuelto 32
2 .45 Parámetros `'tuímicos 33
2 .46 Turbidéz 33
2 .47 Lodo Sólido 31-
2 .48 Conductividad 34
2 .49 Analisisâe Gas 31L
2 .5 Preservación de Muestras 352 .51 Efecto de la Temperatura 352 .52 Efecto de la Luz 36
2 .53 Efecto del Tiempo al-Almacenarse 36
2.6 Referencias . . . .
. .
39
. 2 .7 Referencias Suplementarias 39
3 . Análisis y Cálculos 41
3 .1 Métodos Analíticos 41
3 .11 Métodos Estandarizados .
' 41• .
3 .12 Métodos 'implificados .
41
3 .2 Cálculos :• 41
3 .21 Números Absolutos .
43 .
I'€,giLa,3 .22 Promedios 44
3 .23 Desviación Estándard
. 44-o
3 .24 Coeficiente de Variación .
. .
. 45
3 .25 Gráficas de Probabilidades . . .
. 46
3 .26 Control de Gráficas . 11-9
3 .27 Balance de .Materia;
. . . . . 50
3 .3 Datos sobre Uso y Almacenaje . . 51
3 .3 1 Sistemas de registros . . . . . 52
•3 .32 Datos Procesados, Manipulados y
Computados
3 .33 Intercambio de Datos . .
53
3 .4 Referencias '54
4. Estudio del Muestreo 55
4.1 Estudio del Muestreo en una Planta de
Tratamiento 56 .
4.11 Programas de Muestreo .
56
4 .12 Localización de Estaciones de
Muestreo.
4.13 Frecuencia de Muestreo .
4.14 Equipo de Muestreo
4 .15 Pruebas y Procedimientos . . . .
52
L4.2 Estudios de esechos Industriales .
4.21 Programas de Muestreo . . . .
4.22 Ubicación de las 'staciones de
Muestreo
4 .23 Frecuencia de Muestreo .
4.24 Equipo de Muestreo
4 .25 Pruebas y Procedimientos . .
. . .
63
4.3 Estudio de las Aguas receptoras
4 .31 Programa de Muestreo.
4.32 Localización de 'staciones de
Muestreo 67
4.33 Frecuencia y Muestreo . .
69
4 .34 Equipo de Muestreo 69
4 .35 Pruebas y Procedimientos . . . .
72
4 .4 Referencias
. . .
•
73
SUPLEMENTO A - MEDIaDN DEL FLUJO 75
A.1 Clasificación de las t écnicas de
Medición . . .
A.11 Tanques Volumétricos o de Peso .
77
A.12 Medidores de Desplazamiento Posi-
tivo y Cubos volcados .
. .
77
A .13 Trazas 77
A.14 Dispositivos de Medida para la
Velocidad Mecánica 78
A.15 Rotámetros 78
A.16 Dispositivos de Larga Diferencial .
78
A.17 Dispositivos de Profundidad Crítica 79
A.18 Medidores Magnéticos-de flujo . . .
?9
A.19:"Medidores de Flujo Ultrasónicos . .
79
A.110 Métodos Misceláneos 80.
A.2 Selección de Técnicas de Medida 81
A .3 Referencias 81
SUPLEMENTO B - CÁLCULOS ENCONTRADOS COMUNMENTE EN
PLANTAS DE TRAT .MIENTO DE DESECHOS 85
SUPLEMENTO C - FORMAS DE REPORTE PARA DATOS TIPI
COS . .
. 89
n-7~
CAPITULO I
INTRODUCCION
1 .1 IMPORTANCIA DEL MUESTREO
El muestreo de un agua de desecho es necesa---
riamente el hecho de obtener datos concernienté's a sus ca-
racterísticas físicas, químicas y biológicas . Los datos 'de
esta manera obtenidos, controlarán la descarga de residuos
o la operación de una planta de tratamiento de desechos,
por medio de cálculos de balance de materia y determinaciones
de la eficiencia de . la planta .
muestreo para cuantificar
y calificar el agua residual, producirá datos que capacitan
la elaboración del diseño de los sistemas . Un registro. de
las características de afluentes y efluenteses necesaria
para un plan correcto para una futura expansión de la planta.
Los resultados cae programas de muestreo regulares, pueden de-
mostrar, de acuerdo con las regulaciones gubernamentales que
pueden usarse en cálculos, mostrando . los efectos . de efluen-
tes en aguas receptoras.
4
Para realizar éstos objetivos, es necesario
obtener cuantiosa información de la contaminación en las a-
guas de desecho durante varios estados del proceso de colec-
ción y proceso y subsecuente descarga a las aguas receptoras:
Muestrear es el proceso de sacar una porción pequeña de . un to-
do, de tal manera que el muestreo represente el carácter y ca-
lidad de la masa de la cual fue tomado . El muestreo cuidadosa-
mente planeado y ejecutado, y los programas analíticos lle-
vados a babo por personal competente, se pueden suministrar
con la información requerida .-
Para el logro de estos objetivos, no deben
considerarse como un fin de ellos mismos . Los resultados
del análisis deben disponerse de tal forma que se entiendan.
Las limitaciones del programa de muestreo y los procedimien-
tos analíticos, se necesitan comprender antes de que se uti-
licen los antecedentes.
Es importante que el personal de operaciones
y supervisión de una planta de tratamiento de desecho estén ,
familiarizados con las inexactitudes de un programa de .mues
treo diseñado y ejecutado, y al mismo tiempo estar conscien
te de las prácticas diseñadas para proveer confianza a un
cálculo aproximado de la calidad y cantidad del agua de de
secho . Sólo con esta confiabilidad, el personal podrá ope-
rar en forma natural sus diversos trabajos, trabajará en
desventaja cuando€stén en condiciones de emplear los com-
ponentes del sistema de tratamiento de desecho para obtener'
la remoción más efectiva de los contaminantes y asegurar la
mejor utilización de un gran capital otorgado para un siste-
ma de tratamiento .
'
1 .2 COMPOSICION DEL DESECHO
Las caracterízticas de las aguas de desecho
con excepción de su temperatura, dependen de la naturaleza
y de la cantidad•de la materia sólida y de impuresas conte-
nidas en el agua . Esto depende del curso del agua, y de su
subsecuente uso. Normalmente el desecho incluye el agua u-
sada en la comunidad, abarcando aguas industriales .-y domés-
ticas, los residuos subterráneos y superficiales, unidos a
la filtración de aguas subterráneas, se infiltran.
Aunque las impuresas imparten las caracterís-
ticas de dificultad que en el tratamiento de las aguas de
desecho, ellas representan una pequeña parte de desecho ;, -
los sólidos en aguas de desecho domésticas, representan ge -
neralmente, menos de un décimo de peso . El agua,que repre-
senta el volúmen del desecho, actúa simplemente como un ve-
hículo de transporte'de los contaminantes y sólidos.
1 .21 FUENTES DE CONTAMINANTES DE LAS
AGUAS DE DESECHO
Los desechos domésticos inclúyen aguas de
desecho provenientes de depósitos que contienen sólidos en
concentraciones considerables provenientes de cocinas,'laván-
derías y baños así como desechos de instituciones y otros. .e
dificios . La figura 1-1 indica la forma física y el promedio
de desechos domósticos . La presencia de corrientes de
aguó de tormenta, agua subterránea o desechos industriales
pueden cambiar esta relación marcadamente.
La composición de desechos industriales'va-
ría ampliamente y el contenido específico de un desecho -
industrial puede predecirse con la seguridad de un conoci-.•
miento de la planta productora de desecho . Un conocimiento
de las diferencias de calidad en la cantidad y composición
de varias industrias, puede utilizarse valuando el efecto
'potencial en el sistema de tratamiento . La tabla 1-1 in-
dica las •altas cargas de uno o .más componentes del alcan
tarillado de las industrias.
Los derrames de las calles, del subsuelo, y
de la superficie, llevan desechos de animales, hojas, tie-
rra, materiales químicos de jardines y césped .' La nturale
za de estos componentes es extremadamente variable . La can-
tidad total 4e contaminantes contenidos en los escurrimien-
•tos están reconocidos como una contribución a la,contamina
ción de aguas receptoras.
El agua subterránea que encuentra su camino
dentro de un sistema de desague, contendrá materiales di-
sueltos que son caracterízticos de fuentes de agua antes de
que en el subsuelo y en la composición mineral de las defor-
maciones a través de las cuales pasa ..el agua .
i
NO FILTRABLE
0
SUSPENDIDO
FILTRABLE
- 0
DISUELTO
SEDIMENTABLES120 mg/I.
NO SEDIMENTABLES
80 mg/l.
COLOIDAL, 40mg/I .
25mg/I.
30mg/I.
DISUELTO360 mg/I .
235 mg . I
125mg/I .
FIG. I - I TIPOS Y FORMA FISICA DE SOLIDOS EN UN ALCANTARILLADO DOMESTICO .
1 .22 CLASIFICACION DE CONTAMINANTES
EN LAS AGUAS DE DESECHO
Los sólidos en aguas de desecho pueden cla-
sificarse en dos formas de acuerdo con su tamaño fisido,
como sólidos suspendidos, o disueltos.
FIGURA
TABLA 1-1 . DESECHOS INDUSTRIALES CON
POSIBLES CARGAS PESADAS
. Los sólidos suspendidos están definidos como
aquellas partículas que pueden removerse de las aguas de de-
. ,secho por un procedimiento de filtración en un laboratorio
estandard, tal como se describe en el "Standard Methods"
(APHA, 1971) . En general, , éstos se subdividen en fracciones
sedimentables y no'sedimentables.
'Los sólidos sedimentables son aquellos sóli-
dos suspendidos que se sedimentarán en un laboratorio estan-
dard, a los sólidos
les permite sedimentarse en un cono
Imhoff (APHA, 1971) por un tiempo limite de (30 mins .).
Esta prueba da una indicación de los sólidos que son remo-
vidos por sedimentación en plantas de tratamiento . '
;..,~ . _,~ ~
Los sólidos no sedimentables, incluyen par
tículas flotantes, son partículas que se sedimentan lenta-
mente y no se remueven al un tiempo límite dado en las de-
terminaciones de sólidos sedimentables, pero por su rela-
tivo gran tamaño pueden separarse par filtración . Algunas
partículas no sedimentables son contadas como dedimentables
pero por que se les fuerza a sedimentarse por partículas
más pesadas .
Los sólidos filtrables son aquellos que per-
manecen. en el agua después de que los sólidos suspendidos
han sido eliminados por filtración (APHA, 1971) . General-
mente, €stos sólidos son disueltos por su naturaleza co
loidal . Sin embargo, algunos sólidos que son eliminados
por períodos largos de sedimentación, pueden ser muy pe-
queños para ser retenidos por el procedimiento de filtra-
ción usado para la medición de sólidos suspendidos y consecue-
ntemente se incluyen en éste grupo.
Los sólidos orgánicos incluyen materias de
plantas y animales y compuestos orgánicos sintéticos . Son
substancias que contienen carbón con hidrógeno y oxigeno,
en algunos compuestos con azufre, nitrógeno o fósforo . La
mayoría de los sólidos orgánicos se presentan en forma de
carbohidratos, proteinas o grasas, estando con los produc-
tos de descomposición de estos materiales . Las bacterias y
otros microorganismos comprenden parte,de la materia orgá-
nica suspendida en aguas de desecho, aunque pueden o no
eliminarse por técnicas de filtración estandard . Los sóli-
dos orgánicos son quemados en pruebas de laboratorio para
sólidos orgánicos (volátiles), que consiste en el calenta-
miento y secado de sólidos a 600 grados C para eliminar la.
fracción volátil (APHA, 1971) . Cuando un desecho esdos-
crito como pesado, .se intenta decir que éste contiene lar-.
gas concentraciones de sólidos orgánicos.
Los sólidos inorgánicos son substancias mi-
nerales que no son afectadas por combustión o descomposición.
La figura 1-1 indica, más o menos 25% de la materia suspen-
dida en materia de desecho que es inorgánica, la mayor parte
de este material es arena y partículas finas. El 44% de la
materia disuelta, es inorgánica ; la mayoría de esta materia
inorgánica consiste en sales minerales, originado- . por el
abastecimiento del agua del uso municipal que contribuye a
un aumento "en la concentración.
El agua de desecho contiene comúnmente pe-
queños pero importantes cantidades de gases disueltos . - Lo
más importante de esto s el oxígeno disuelto . ' El desecho
que no contiene oxigeno disuelto es séptico : descomposición
en ausencia de oxígeno (descomposición anaeróbica) puede
producir color negro y reduce los productos finales con
malos olores. El desecho reciente , que contiene oxígeno
disuelto, es de un color gris y tiene un olor a humedad.
Otros gases pueden absorberse de la''atmósfera e jm .nitró-
geno, o el resultado de descomposición de materia orgánica
.♦
por ejemplo, el dióxido de carbono o el sulfuro de hidró-
geno .
1 .23 CARACTERISTICAS DE DESECHO
La concentración, la forma física y el tipo
de-sólidos, no describen completamente el comportamiento del
agua de desecho cuando esta es descargada en el medio ambien-
te . Las carácterí sticas del desecho deben describirse en -
términos de la descomposición de los sólidos orgánicos, el
pH y la temperatura del agua, el contenido de bacterias pató -
genas y las concentraciones de substancias específicas que
produscan efectos indeseables en aguas receptoras.
Los sólidos suspendidos son una medida impor-
tante de la acumulación potencial de sólidos de desecho en a-
guas receptoras ; aún la materia coloidal puede establecerse
eventualmente en un arroyo o lago debido a los efectos de los
cambios químicos y<.bioquímicos . Los lodos que se acumulan
son deformes y pueden desembocar en canales de navegación o
pueden afectar el curso de un arroyo . El lodo descompuesto
producirá gases que pueden llevar a los sólidos en putrefac
ción a la superficie . 'Los periodos de inhundación de los de-
pósitos de lodo son sometidos a un arrastre,, aumentando las
cargas adicionales de sólidos orgánicos hacia las corrientes.
La materia suspendida forma una capa en el fondo de la corrien
te, haciendo esto inestable a la vida animal y vegetal . Las
altas concentraciones de sólidos suspendidos en aguas récepto-
ras, interfieren en el sistema respiratorio de los peces, ma-
tándolos por sofocación ; en lagos puede afectar a la vida
acuática impidiendo el paso de luz a las capas inferiores.
La mayoría de la materia de las aguas de de -
secho, está sujeta a la descomposición por las bacterias,'
siendo estas habitantes . normales del desecho de la tierra
y de las aguas naturales . Si el oxígeno disuelto se pre..
senta en aguas de desecho será consumido por los microor-
ganismos, descomponiendo a los sólidos orgánicos en el a
gua. El consumo de oxigeno continuará hasta que la mate-
ria orgánica descompuesta esté presente en el agua . ror
el momento, existen métodos instrumentales que están dis-
ponibles para medir el carbón orgánico, pero no existe nin-
guna técnica para medir directamente la materia orgánica
en descomposición . Ln su lugar, la prueba de L .B .U . , se
usa para medir la velocidad a la . cual un desecho utiliza
al oxígeno disuelto. en la oxidación biológica de la mate-
ria orgánica (APHA, 1971) . Los cinco días de la prueba de
la Demanda Bioquímica de Oxígeno, es considerada como la
medida de materia orgánica biodegradable en el desecho.
La relación de la DB05 al total ce la materia orgánica va-
ría para diferentes desecn.os y diferentes periodos de tra-
tamiento . Si la DB05 reduce en un desecho la concentración
del oxígeno disuelto en aguas receptoras a un nivel bajo,
muchas especies de organismos acuáticos no podrían exis-
tir. La vida de las plantas y los animales cambia de
acuerdo con los cambios del medio ambiente . Si todo el
oxigeno es utilizado, los peces serán eliminados y los as-
pectos molestos y los malos olores, asociados con la des-
composición anaeróbica, aparecerán.
La mayoría de las substancias cuando se pre-
sentan en concentraciones suficientemente grandes, se pue -
de probar que son tóxicas a la vida de las plantas y los a-
nimales . La concentración de los aentes tóxicos, varia
ampliamente. Algunas substancias ejercen un efecto tóxico en .
pequeñas concentraciones ejm . fenoles, cianuros, hidrocarbu-
ros, clorinatados, mercaptanos, metales pesados que pueden
causar daños a los sistemas de tratamiento biológico y alas
aguas receptoras . En suma a los desechos industriales que'
contienen materiales tóxicos (Tabla 1-1) se escurren de la'
tierra después de la aplicación de herbicidas y pesticida y
se ha demostrado que causan problemas.
La temperatura y el pH, son factores impor-
tantes en el medio ambiente de todos los organismos acuáti-
cos, y un cambio en ambos puede alterar la población de plan-
tas y animales en aguas receptoras . Los aumentos en la tem-
peratura pueden estimular la actividad biológica, reducir la
solubilidad del oxígeno disuelto y puede ser intolerable a
los peces. La temperatura y el pH pueden alterar los efec-
tos de las substancias tóxicas en el agua.
El desecho contiene un r'grán número .de bacte-
rias, sólo una pequeña fracción de éstas son patógenas . Zas
bacterias producen enfermedades y son difíciles de identifi-
car. La calidad sanitaria del desecho es evaluada normalmen-
te con fundamentos a la concentraciún de los organismos coli-
formes . Estos organismos se :presentan en gran número en to-
das las descargas fecales, son fácilmente identificadas y en-
numeradas y son representantes de las bacterias patógenas que
sobreviven en el medio ambiente.
Algunas caracterízticas del desecho están rela-
cionadas directamente con las concentraciones de las substan -
cias específicas en los desechos industriales y municipales.
Como ejemplo tenemos nitratos y fosfatos, que están asociados
con la eutropicación de lagos y desechos industriales, que son
tóxicos a peces y otros organismos, o producen calor, sabor y
olor en aguas receptoras .
T.abl a
1-2 .
CLASIFICACION DE LOS PROCESOS DE TRATkMIENTO
FISICO QUIMICO ' BIOQUINICO
Separación An€zlisis Carbón Activado Contacto Estabilizador
Sedimentación Intercambio Iónico
Separación Centrifuga
Flotación
Osmosis Reversible
Filtración por Arena
=Fase de
Conversián Separación Coagulación Lodos Activados
Precipitación Dentrificación
Aereación Estabilización de
Lagunas
Digestión
Concentración Espesamiento Intercambio Tónico` Digestión
Filtración al vacío Electrodialisis
Dispocisión -Incineración
Desinfección Calor Oxidación
Filtración Inactivación
1 .3 TRATAMIENTO MODERNO DE AGUAS DE
DESECHO
El objeto del tratamiento de aguas de desecho
.se describe como la aceleración de un proceso de estabiliza-
ción o, alternativamente de eliminación de los componentes del
agua de desecho . Esto no se puede lograr usualmente, como re-
sultado de un proceso simple, pero sí de un sistema que puede
incluir :
1) Conductos para la colección del desague
2) Estaciones de bombeo y fuerzas principales para la
transmisión del desague, y
3) Facilidades para tratamiento
Por necesidad, las cantidades vastas de las
a
aguas de desecho son descargadas en aguas de superficie y
constantemente deben tener caracterízticas compatibles con:
_ .1 . La preservación de la vida acuática
2. El uso del agua natural para recreación ; comercio
o industria.
La protección de la salud de las perdonas que
hacen uso del agua.
Como se ha planteado previamente, en el uso
del agua, lbs contaminantes al aumentar, emplearán el futu-
ro uso del agua. Por medio del tratamiento, este perjuicio
es minimizado por la eliminación de los contaminantes obje-
tables . El tratamiento debe basarse en el conocimiento de
los contaminantes no deseables en la habilidad de remoción
de un proceso especifico y la interacción de un proceso par-
ticular dentro del sistema de resistencia.
Actualmente, es evidente que eltratamiento no
cesa en esta etapa. Los contaminantes eliminados pueden dis-
ponerse de tal manera que no pueden afectar al medio ambiente.
Así, el proceso de tratamiento se clasifica de acuerdo con
su función:
1. La separación de contaminantes que lleva el agua
2. La conversión de contaminantes en una 'forma m&s
confortable para sueliminación
3. La concentración de contaminantes
=4 . La composición de contaminantes
5 . La desinfección de organismos patógenos
Dependiendo de las caracterízticas del desecho,
la planta de tratamiento empleará varios procesos unitarios
según las categorías arriba mencionadas, pudiendo ser de natu-
raleza física, química o bioquímica del desecho . El proceso
típico de tratamiento está clasificado-en la Tabla 1-2 . Esta
configuración de procesos, permite la eliminación de la mate-
ria suspendida (tratamiento primario), materia disuelta y co -
loidal y oxígeno que consume la materia orgánica (tratamiento
secundario) y nutrientes(tratamiento terciario) . Ninguna pro-
visión existe en este ejemplo para eliminar inorgánicos disuel~
tos, como se requiere para el reuso directo .
ales procesos
como el intercambio Iónico u osmosis reversible, se pueden em -
plear. Además en la práctica común, la secuencia de los trata
mientos primarios, secundarios yterciarios, sobresale la tecno-
logía moderna que tiende a intercambiár arreglos tradicionales
como en el caso de la precipitación química del fósforo en elclarificador primario .
En el tratamiento convencional de los desechos
municipales, el proceso de separación que se emplea, es el de
la sedimentación . La separación por gravedad, se usa para eli-
minar arena, los sólidos suspendidos y la separación de los
microorganismos que crecen durante el proceso de tratamiento
biológico . El tratamiento del desecho a través de la cámara
de sedimentación en el apósito de arena y el clarificador
primario, remueve la mayoría del material establecido en los
desechos domésticos . Lste material puede constituir del 40 al 60%
de los sólidos suspendidos y del 35 al 50% del material, bioló-
gicamente oxidable medido por la prueba de cinco días de la
DBO . 1;1 cribado es también, una forma de separar los sólidos.
Mientras que el porcentaje eliminado de materia suspendida,
obtenida por el proceso de cribado, es frecuentemente citado en.
,la literatura, una pequeña sugerencia puede ser unida a los va-
lores reportados, como el propósito primario, que es una protec-
ción para los procesos subsecuentes o de equipo:
Por la eliminación incompleta de los sólidos
suspendidos por sedimentación, que sigue al tratamiento bioló-
gico convencional,los procesos viejos de separación se han in- '
troducido y pueden ser como una forma de tratamiento terciario.
Esto incluye una velocidad alta de 'filtración de arena y filtra-
ción de la superficie por tamizados finos .o de tierra de diato-
mácia.
FIGURA Pag . 11
ABSO~iCION
DECARBONI ACTIVADO.
PR I NCIPALCS - ¡'F;/;lAMl;-- i - [-0
TRATAMIEN--O
TRATAMIENTO QU(MIEO IREMOCION DETIF0S DE I F¡~,i~/ARIO .
i SECUNDARIO
Y REMOCION DE
NITROGENO .
FILTRACION.
TRATANiIEN- (SEPARACION DE SOLID())TOS.
I
(TRATAMIEFFCU BIOLOG(JD) FOSFATOS.(
(
( 7
-
_ _I-_
ESTANQUESEC . DEBALASTO
CANAL DE PARSHAL
CAJA DE DIVISIONMEDICION Y DILUSION
DEL FLUJO.DE LA CORRIENTE.
A LA PLANTA ÍAFLUENTE.CONDUCTO DEIMPULS ION .
LODOSACTIVADOS
0agJoNwá
--r
R ECARBONIZACION
FLOCULÁCION
ESTA-- CION
DE LATORREDEBOMBEO
áUE o
U
rTORRE DED ESTI LA-CION DEAMON IA.
zo
TERCERAESTACIONDE BOMBEO
F T
I DESINFE,
GOhl.
r
~ If~
(COUJMNA APL ICAC".itDE
I D~ -.N/ CARBON
CLORO
~--
ESTANQUE-FINAL DE
1 BALASTO
BOMBAEFLUENTE
ESTACIONFINAL DEUNA
REFLUJO DELODOS.
?ISTEMA DE3EPARACION DE
,`J_ODOS.
LODOS ACTIVADOSDE DESECHO.
iBOMBASDE LODO,
SECUNDARIO
BOMBA _
T DE LODOS DE CAL- -
BOMBA LODOSDE CAL .-
-CENTRIFUGA-
HORNORECALC IFI C A-CI FICADOR .
ESTANQUEPARA DE-C ANTAR A-GUA DERECONTRA-LAVADO.
I –~BOMBAS DE LODOSII' DIGESTORES
.IDE ENVEJECÍ- MAP 10S.MIENTO DEEMERGENCIAYALMACENAJE -
t DE LODOSI PRIMARIOS .
DEPOSII"OS DERECA 3ONIZACIONi
BOMBAS DE CAR-, BON SIN CRIBAR. 1
TANQUESDESAGUADORESDE CARBON.
HORNOS DE
CARBOhdi
BOMBAS DEICARBON SIN CRIBAR
TANQUES DEFINOS DECARBON.
ARENA
DELGADA
DE CAL
Estos procesos son diseñados para eliminar la
mayoría de la materia suspendida que permanece después de una
clarificación final . Esto s extremadamente importante si ' un
tratamiénto tal como el intercambio. iónico o por la absorción
del carbón se hubiese empleado.
En el tratamiento convencional de la planta. de
tratamiento, la eliminación de los organismos disueltos se 10
gra a través de la habilidad de asimilación de los microorga-,
nismos . Aquí, la materia orgánica disuelta, se utiliza para
energía o para incorporarse en los microorganismos que normal-
nlente se sedimentan con rapidéz . '%uando los microorganismos
crecen en un liquido de desecho que contiene oxigeno y nutrien-
tes, estos normalmente están altamente floculados y forman
"bancos de lodo activados" . Numerosas modificaciones del pro-
ceso están en uso y se relacionan con los métodos para conservar'
un balance propio entre el oxígeno, el abastecimiento de comida ,
y la cantidad de microorganismos presentes . Para el sistema
en función a la velocidad del crecimiehto microbial, debe ser ..
las pérdidas de microorganismos iguales o en exceso en el e-
fluente del proceso-de recirculación de una corriente concenu
trada de lodos activados para reducir el volúmen requerido del
tanque, aumentando la concentración de organismos . Los proyec-
tos convencionales logran de un 8u a un 95í6 de elimiaación de
materia biológicamente oxidable (DB05) con un tiempo nominal . ,
de seis horas . Si no se emplea una recirculación de lodos ac
tivados, el periodo de detención podrá ser aumentado de 3 a 5
días . .La sedimentación subsecuente podrá remover casi .todos
los sólidos suspendidos aproximadamente de 20 a 50 mg/1.
Como los microorganismos tienden a adherirse
a las superficies, si un desecho se plica en una superficie,
se producirá una capa microbial . El filtro percolado hace
uso de éste principio. Aquí se eplica una película del líqui-
do de desecho qué está diseñado para permitir. una circulación
constante de aire que se requiere para mantener las condicio-
nes aeróbicas. El proceso de lodos activados produce un ere
cimiento de microorganismos . La velocidad de aplicación de lo-
dos está gobernada por la velocidad de crecimiento, si es dema-
siado alto el crecimiento, la superficie del filtro se obstru -
irá causando' estancamientos . Para mantener las condiciones
balanceadas, debe existir un equilibrio entre el crecimiento
(lodos aplicados) y el desprendimiento de los microorganismos.
Los filtros percoladores pueden diseñarse para proporcionar
eflutntes de 20 a 50 mg/I de DBO5 . Se han empleado nu.erosas
modificaciones del DB05 filtrante y técnicas de recirculación.
El proceso biológico descrito está clasificado
como aeróbico desde el momento en que los microorganismos ha-
cen uso del oxigeno en 'su metabolismo . Muchos microorganismos
no requieren ' de oxigeno molecular y son calificados como anae-
róbicos . Las aguas de desecho pueden tratarse anaeróbicamente
para remover la materia orgánica, pero usualmente las limita-
ciones prácticas por altas concentraciones de los productos
finales de los organismos disueltos y'la baja producción de
organismos que impiden una aplicación expensa
El resultado final del tratamiento del desecho
es para separar el desecho dentro del agua relativamente pu-
ra y los lodos concentrados. Los lodos desde la separación
sólida inicial y el procesó de lodos activados, son. altamente
orgánicos por naturaleza. Además del tratamiento de lodos,
pueden obtenerse, permitiéndoles fermentarse anaeróbicamente
en digestores grandes . El tiempo de detención en el digestor,
varia de 15 a 45 días, no obstante un periodo de 20 a 30 días
que también sé emplea frecuentemente . El objetivo de este pro.- '
ceso es el que sigue:
1. Reducir el contenido orgánico
2. Aumentar la concentración de Sólidos
3. Producir metano
4. Reducir la concentración de bacterias patógenas
Aumentar la filtrabilidad
Con el incremento del reuso del agua, existe
una demanda de efluentes con una calidad de mayor aceptación . '
La eutroficación de las aguas receptoras está llegando a ser
un gran progiema y el tratamiento de las plantas convenciona-
les se ha modificado para los principales nutrientes ; fósforo
nitrógeno y carbón . Ln la figura 1-2, los procesos unitarios
de precipitación por medio de cal y la separación del amoniaco,
. han sido agregados para tratarlos con los nutrientes respecti-
vos, fósforo, nitrógeno y carbón.
Mientras la mayoría de los procesos tienden a
remover a los organismos patógenos de los desechos, y concen-
trarlos en los lodos producidos, las cantidades importantes
permanecen . Los efluentes desde el tratamiento biológico con-
vencional puedalcontener un millón o más de bacterias colifor-
mes por 100mi, un 90/ de la reducción se logra en el residuo
crudo, en lugares donde los contactos acuáticos son Llevados
por las aguas receptoras ; la clorinación del afluente es re-
querido algunas veces . El contenido orgánico residual del tra-
tamiento de las aguas de desecho produce una demanda relativa
mente alta de cloro para lograr la efectividad bactericidá de,
los residuos difíciles, excepot con las dosis en gran cantidad.
Las reacciones incompletas entre el doro y algunos residuos
orgánicos pueden surgir por los compuestos clorinatados que
varían de Ecuerdo a los grados tóxixos, siendo capaces de'pro .-
ducir sabores y olores en las aguas receptoras.
1 .4 CLASIFICGCION DE PLANTAZ DE TRATA- . .
MI Tr:NTO Y AGUAS . RECEPTORAS
1 .41 Plantas de 'i'ratamiento
; Los procedimientos usados para el tratamiento
- .de los desechos, se han descrito en la sección 1 .3 . Dependi -
endo del tipo de desecho y .ado del tratamiento requerido.
Además el volumen del desecho fluye para ser manejado con in-
fluencia del aspecto de la planta con mayores volúmenes de de-
secho, y las impuresas removidas llegan a ser altamente compli-
cadas. Al aumentar la comlejidad por el aumento de volúmen o
de corriente, o por la demanda para la remoción, deben exten-
derse las facilidades y procedimientos para el control de las
plantas . .
Los requerimientos para el muestreo y análisis
del muestreo son influenciados por el proceso empleado en la
planta de tratamiento, en las plantas de tratamiento municipa-
les convencionales y para clasificarlos de acuérdo con el tipo
de tratamiento Estipulado como:
I. Primario - eliminación de sólidos suspendidos
2. Secundario o Biológico - eliminación adicional
de organismos que demandan oxigeno
Otras formas de tratamiento se hallan frecuente-
mente en pequeñas comunidades . Estas incluyen lagunas, estan-
ques de oxidación y tanques sépticos comunes . Estas formas de
procesos de tratamientos, requieren un pequeño control , , la ca.
lidad del efluente es influenciado por factores del exterior,
ejemplo : clima, diseño inicial, etc . Por esta razón, los pro-
gramas del muestreo se harán principalmente para proveer anti-
guos datos para la . eficiencia de la planta.
No es posible caracterizar completamenta varios
tratamientos par la amplia variación de los desechos tratados
y la variación en objetivos del efluente . Los tratamientos
químicos-físicos de los desechos municipales, dandoles igual o
mejor tratamiento que el de las plantas de ratamiento bioló-
gicas convencionales, está siendo introducido adicionalmente
un aumento en la dificultad de hacer una clasificación gene-
ralizada de plantas de tratamiento .
1 .42 AGUAS RECEPTORAS
Los problemas asociados don el intento para
clasificar las corrientes con fundamento en la calidad del
agua requerida, han sido ampliamente reconocidas . Original-
mente, los croterios para los efluentes descargados, estaban
basados en la dilución disponible, ejm . 'Loyal Commission on
Sewage Lisposal, 8th Report (1972) . Subsecuentemente, los cur-
sos del agua estaban divididos en varias categorías y e? grado
de tratamiento dé desecho estaba especificado para cada uno.
Así mismo, ese acercamiento al manejo de cgua, se probó sin
éxito y los croterios de la calidad del agua para varias cla-
ses de ríos, se introdujo . Una clasificación de adaptación
se presentó por Mc Gauhey (1967) y se ba basaba en la Comisión
del Rio 'Potomac, que se establece en la abla 1-3.4-
El uso de corrientes estandarizadas y clasifica-
das, no se ha probado que sean del todo exitosas . 'l agua no
está universalmente en la misma calidad de contaminación . Un
inconveniente en la clasificación es la calidad minima permi-
sible del agua, tiende a convertirse en la máxima calidad co-
mo en las descargas de desecho que intentan proveer un trata-
miento mínimo de su efluente como resultado para encontrar los
estándares del río . Más tarde, el concepto de proporcionar el
requisito de un agua de calidad para usos benéficos . "The - -
Guidelines and Criteria for dater cuality Management in Ontario
( 1 970) " , refleja esta tendencia, estableciendo croterios para
el abastecimiento de agua para el municipio, agricultura, in-
dustria, pesca, vida silvestre, etc . Otros croteriossimila-
res se han establecido por el Federal Water rollution Control
Administration(1968) 1 y el State Water uality Control Board
of California (1963) . El gobierno federal de Canadá, bajo el
Fisheries Act rectificado en el "Bill C-204 (1970)", está es-
tableciendo los efluentes estandar para la industria nacional.
Al mismo tiempo, el Canada eater Act Bill C-144'(1970) asegura
el ambiente eñ un periodo largo, por medio del manejo de la
calidad del agua.
TABLA 1-3 CLASIFICACION DE CORRIENTES.
Clase
Uso
Bacteria Coliforme mpn ..
50/100m1 . m€.ximo
•Color < lOmg/1
pH-6.0 a 8 .0
O .D . promedio mensual>7 .5
mg/1 ; muestreo simple) 6 .0
mg/1
Substancias no tóxicas, áci-
do libre, despojos ; produc-
tos de olor y sabortexepto.
recursos naturales ni depé
sitos en bancos de ninguna
clase.
A
Abastecimiento de agua con
cloro (vida de peces, para
el baño, para recreación,
industria, etc . .
Clase
Uso
B
Baños, vida acuática recrea- Bacteria coliforme-Trir J
ción, abastecimiento Ce agua
(promedio mensual) entre
después de un tratamiento
50 y 500/100 ml.
completo, etc .
Color-20 mg/l xa ximá.
Turbidez ' - 40 jtu máximo
pH - 6.0,a 8 .5 Promedio
mensual del DBO5 1 .5m /1
muestra 5 .0 m ;/1
Otras condiciones - lasmismas .de la clase A
C
Abastecimiento de Agua des-
Bacteria coliforme - prome-
pués de un tratamiento com-
dio mensual de 500 a -
pleto ; industria, navegación, 5000/100 ml . Color y Tur-
etc .
bidéz eliminados por la
filtración
pH - 6.0 a 8 .5
El promedio mensual de la
DBO5 2 .Om{ /l muestreo
5 .0/1 . Otras condiciones -
las mismas de la clase A'
Navegación ; agua de enfria-
Izo constituye molestias
miento, etc .
pH - 6 .0 a 8 .5
1 promedio mensual de
la DBO 3 .0 mg/l ; mues-
treo 5 .0 m;;/l Otras con-
diciones - no substancias
tóxicas, ácido libre, des-
pojos flotantes.
Adaptado de McGauhey, 1967, con permiso de McGraw-Hill.
' 1 .5 Referencias
1 . American Public Health'Association, Standard Methods for
the Examination of Wastewater, New York, (1971).
2 . Federal Water Pollution Control ' Administration, Water -
duality Criteria, Washington, D .C ., (1968)
McGauhey, B .H ., Engineering Management of Water quality .
McGraw Hill, New York, (1968)
4. McKee, E., and Wolf, H .W., Water quality Criteria, State
Water Quality Control Board of California, Sacramento, 1963
Ontario Water Resources Commision, Guidelines and Crite-
\ria for Water Quality rianagement in Ontario, Toronto, 1970
6 . Royal Commission on Sewage Disposal, 8th Report, Vol . I.
Standards and rests for Sewage and Sewage :Effluents Dis. -
charging into Rivers, , HMSO, London (1912) .
C A P I T U L O 2
'METOliOS Y TECNICAS DE MUESTREO
2 .1 Propósito del Muestreo
El muestreo de aguas de desecho se necesitó
para obtener los datos de las características tísicas, quí-
micas y biológicas . El dato obtenido puede usarse para di-
señar la , magnitud de la planta de tratamiento,, para el con-
trol*del proceso 'de la planta de tratamiento, para demostrar
su rendimiento con las regulaciones o estándares, y en el -
cálculo de las descargas de los efluentes en aguas recepto-
ras .
2 .11 Diseño de las Plantas de Tratamiento
Para diseñar las Plantas de Tratamiento que
puedan reducir la contaminación potencial de un desecho, es
esencial saber las características de tal desecho . Aunque
una investigación literaria puede revelar las característi-
cas esperadas, un cuidadoso trabajo de programa del muestreo
puede producir información más exacta . Dicho programa deter-
mina los extremos de las características del desecho, así co-
mo sus valores promedio.
Las características significantes de un de-
secho que se determinan para proceder con las plantas de -
tratamiento incluye:
1) El flujo, que permite el cálculo de los compo-
nentes específicos. en libras (kg) por día.
2) La fuerza medida por la DBO y el COD (carbón orgá-
nico total) .son indicadores de los requerimientos
para lost.ratamientos biológicos.
3) Contenido de sólidos incluyendo el total, los sus-
pendidos y los estables, la fracción volátil, las
características de sedimentación y/o la floculación
para determinar los requisitos y .los . datos de dise-
ño'para sedimentación primaria' y para facilitar el
manejo de los lodos .
4) pH, acidéz y alcalinidad para indicar las necesida-
des para cualquier ajuste químico del desecho.
5) Grasas y aceites, que afectan el manejoce las grasas
y la facilidad de la disposición de los lodos.
6) Lemanda de cloro que gobernará el diseño de las -
facilidades de la clorinación.
7) Nutrientes, particularmente fósforo y nitrógeno, que
en baja concentración interfieren con el tratamiento
biológico de desechos, o en alta concentración, apa-
rece en las plantas de tratamiento d e desechos cau-
sandoeutropicación en las aguas receptoras.
8) Substancias tóxicas, incluyen cianuros, aldehido for-
mico, cobre y otros metales que interfieren en el
tratamiento biológico o son perjudiciales a las
aguas receptoras
9) Los factores de tratabilidad de los desechos que
están relacionados con la velocidad de transferen-
cia del oxígeno en los desechos y la velocidad de
degradación de los desechos.
2.12 Control para Plantas de Tratamiento
Las plantas de tratamiento de aguas de dese-
cho de fabricación, están diseñadas para un cierto logro de
producción de la calidad . El muestreo de varias corrientes
dentro, a. travzs y fuera de una planta, no es el fin, pero
informa con que eficiencia es operada la planta, y que cam-
. bios efectivos se obtienen en las numerosas variables . Los
balances están en base a:
Entrada - Salida = Acumulación
aplicándolos, se obtiene la materia total de componentes es-
pecificos (por ejm., sólidos, fósforo, calor), tales datos -
ayudan en el análisis . Una vez que el balance de material se
ha obtenido, tales cálculos pueden ejecutarse con precisión . ,
Las divergencias en el desarrollo del diseño, se explican por
un estudio de datos que produce el muestreo . Estos datos, re
gistrados y graficados en papel cuadriculado, muestra patrones
y tendencias en la operación de la planta, la cual ayudó al o-
perador para anticipar cambios operatorios necesitados .para
mantener una eficiencia elevada.
En suma, las anormalidades detectadas del a . -
fluente, pueden cambiarse operacionalmente. Las variaciones '
en los niveles normales en las cantida des y calidades . de f l.u
jo son usualmente indicadores de dificultades inminentes en la
operación de la planta . Aumentando uniformemente las cartas de
desecho, indican la velocidad a donde la planta está acercando
su capacidad . Las variaciones repentinas indican tales cosas
como la descarta accidental o daño al sistema de desecho . Una
disminución en el contenido de los desechos crudos así como.
la medida para la prueba de los sólidos suspendidos puede . cau-.
sarse por la sedimentación en el sist;ema de des ._cho .o en un in.-
cremento marcâo en la infiltración.
Las .salidas importantes de extensiones : norma
les para cualquier desecho o tratamiento, deben invesLitarse ..
para determinar la causa y para permitir ya sea la correccion .
de factores responsables o los ajustes de las facilidades del
tratamiento . Es importante determinar si estas salidas son
irretuiares o cíclicas, permanentes o temporales.
La información sobre la cantidad del atiuéntede la planta es requerido para el control de og•era.ciones uni-
tarias tales como el bombeo, velocidades de dosificación para :;
filtros de escurrimiento, aereación y retroceso de lodos en
Iodos activados, la cársa de lodos en los digestores, calen-
tamiento del digestor, operaciones de disposición de lodos y
alimentación de reactivos químicos . Londe las cartas para tra-
tamiento son hechas para otras comunidades o plantas industria-
les, el conocimiento de la cantidad del desecho recibido es -esencial .
2.13 Cálculo de la Eficiencia de las Plantas de
Tratamiento.
El análisis completo de desechos y efluentes -
de las Plantas de tratamiento es difícil, consume tiemro y por
lo tanto, es caro. Por esta razón, los análisis de laboratorio
están usualmente delimitados a aquellos considerados adecuados
para juzgar la eficiencia de la operación para otros propósitos.
Generalmente,, el DB05 y la prueba de sólidos suspendidos se uti-
lizan para este propósito . En algunas plantas industriales y -
plantas de tratamiento de desecho las pruebas para otros compo-
nentes específicos se llevan a cabo para determinar la eficien-
cia con respecto . a estos componentes . Loa procedimientos para el
cálculo se dan en la sección 3 .2 y en el apéndice B . En todos
los casos, las desviaciones de las eficiencias esperadas, deben
investigarse.
2.14 Rendimiento con Regulaciones y Estimación de
loe Efectos de los Efluentes en Aguas Receptoras.
Ciertos requerimentos de calidad del agua deben
encontrarse para cada uso benéfico del agua. Todas las descar-
gas para las aguas receptoras deben recibir el mejor tratamien-
to práctico. Esto debe ser adecuado para proteger o aumentar la
calidad de las aguas receptoras, las cuales de cualquier modo se -
rán sometidas a degradaciones progresivas de aumento de cargas =
causadas por el incremento de . la población, crecimiento industri-
al, urbanización y cambios. tecnológicos .
.. .
El muestreo'de los efluentes de las plantas de
tratamiento puede conducirse como sigue
1. Tener un dato que proporcione el rendimiento con las
regulaciones, y
2. Capacitar el cálculo para el efecto de un efluente en
la corriente receptora, particularmente en donde la
calidad del efluente es diferente a aquella requerida
por la regulación.
2 .2 Selección de Métodos
El objeto principal de la mayoría de los muestre-
os es obtener muestras que representen verdaderamente el arroyo
del cual éstos han sido tomados. Los objetos del programa de -
muestreo y la variabilidad de corrientes de flujos (en cantidad y
composición) gobiernan la duración del periodo de muestreo y los
métodos por los cuales se obtienen las muestras. Cualquiera de -
los métodos que se usen deben representar las muestras de la co-
rriente lo más exacto posible . La sección 2 .3 discute los pro-
blemas que se pueden encontrar en la realización de este objeti-
vo. Ocurren variaciones semanales y diurnas en los desechos do-
mésticos ; las operaciones de la planta industrial pueden seguir. ,
programas peculiares y los progre:.mas de muestreo deben estar -
planeados para permitir dichas variaciones . El muestreo debe
extenderse sobre uno o más períodos.
La colección manual de muestras se practica para
. inspecciones exploratorias y de corto tiempo y en muchos casos la
práctica manual de muestreo puede desarrollarse aproximadamente
con el mismo gasto de la unidad de trabajo hecho por un hombre,
en una hora, esto puede mesclarse en la instalación y chequeo
de muestreos automáticos. La participación directa del indi-
viduo, agrega flexibilidad adicional al programa en ésta infor-
mación y las muestras son tomadas durante periodos no usuales.
El personal de muestreo debe instruirse específicamente para
tomar nota de cualquier suceso que esté fuera de lo ordinario
y tomar muestras adicionales en donde se asignó . Esta infor-
mación es de importancia para el entendimiento de los resulta-
dos y provee las bases de un entendimiento de datos que podrían
ser obscuros .de lo contrario.
2.21 Toma de Muestras
La toma de muestras, como el nombre implica, es ,
un muestreo simple tomado ni a un determinado tiempo ni en un
determinado flujo (Ingram, 1969) . Sirve como una pequeLa corn-
probación hecha al azar en la composición de la corriente mues-, i
treada en el momento de muestreo, pero a menos que las caracte-
rísticas del arroyo sean bastante uniformes en tiempo, : los re-
sultados analíticos de una toma de muestra simple serán de un
valor limitado en la estimación promedio . Para corrientes que .
varían lentamente en composición, ejm ., lodos digeridos . Una
toma de muestras simple, proporciona tanta información como.
muestras elaboradas, compuestas sobre un período de tiempo .,
Las tomas de muestras son de valor para determinar los 'caudales
altos, bajos y normales, y son de especial valor para detectar
anormallas tales como las descargas de baños de desechos espe-
cíficos que causan que las cargas se detengan en plantas de
tratamiento .
)
Las tomas de muestras sólo. son apropiadas
cuando una prueba inmediata, de características fugitivas es
requerida.
2.22 Muestras Compuestas
de un volúmen de frecuencia del muestreo, son variados y produ-
cen un muestreo que es proporcional al gasto.
Los muestreos compuestos tienden a nivelar los
valores máximos con los mínimos, para mostrar las condiciones
promedio y obtener resultados que son útiles en las cantidades
computadas de materiales de desecho descargados por turno de 8
horas o por L4 horas al día, o en los cálculos de balance de la
materia. Los muestreos individuales se facilitan por el uso de
una carta hidrográfica previamente preparada, la cual da el vo-
lúmen de la porcidn de la muestra correspondiente a varios gas-
tos . Una vez que todos los muestreos individuales se han com-
binado, la muestra combinada es analizada . Los muestreos de las
aguas de desecho de operaciones continuas de elaboración, son
compuestas normalmente ya sea en base por turno de8horas o de
24 horas. Ocasionalmente las muestras compuestas sobre perió-
dos de 4 horas pueden ser representativos . Muchos proceson son
suficientemente uniformes para dar un gasto constante de descar-
ga del desecho . Sin embargo el saneamiento de la planta y el
equipo, son comúnmente concentrados en la jornada . Es tam-
bien posible que un equipo opere a un mínimo en el turno de la 1
Una muestra compuesta está formada por una com-
binación de muestras individuales tomadas a intervalos selectos :', .
Los incrementos individuales pueden ser de volúmenes iguales o
de la noche y puede experimentar más irregularidades que
influenciarán el carácter y el volúmen del desecho descar-
gado . En caso de duda, cada estación turno debe muestrearse
separadamente y .la mescla compuesta se realiza sobre 24 horas .' ..
Excepto en donde la distancia entre los puntos o la frecuencia
de colección del muestreo es demasiado grande, un hombre) por
turno tomará todas las muestras y registrará los datos esen-
ciales. El intervalo de tiempo entre la recole6ción de por-
ciones de las muestras compuestas puede ser,ban corto como 3
minutos para un estudio intensivo . En general en intervalos
más cortos de tiempo, la muestra representariva será más ver-
dadera.
2.:3 Muestreadores Automáticos
El uso del equipo automático para el muestreo
de aguas de desecho, hace posible el obtener económicamente
las muestras en una base regular en intervalos ylugares en
donde la práctica del muestreo no puede practicarse . Sin em-
bargo, si el'uso de los muestreadores automáticos se observa,
es necesario garantizar al principio y posteriormente que du-
rante el programa de muestreo la muestra obtenida sea realmen-
te representativa del flujo del cual ha sido tomada . Es dema-
siado fácil aceptar el contenido de una botella de muestreo co-
' mo una muestra verdadera, haciendo caso omiso de las posibili-
dades de las malas funciones intermitentes del equipo y de la
predisposición integrante para su diseño.
Problemas particularmente difíciles se encuen-
tran en el desecho crudo de la corriente, ya que los tamaños
de las partículas y sus propiedades pueden variar ampliamen-
te ; una indagación en el muestreo de dicha corriente puede
cubrirse intermitentemente por capas flotantes u otros des-
pojos. Esto puede resultar de las porciones "filtradas" al
enviarlas al muestreador, sin evidencia de que la muestra no
es realmente representativa. Algunos componente"s en la co--
rriente de las aguas de desecho son estratificados (materia
aceitosa y sólidos densos cerca de la superficie) y también
escapa una indagación a niveles estables . Los tubos de mues-
:treo se usan intermitentemente por un muestreador (ej . una
vez por una hora) debe permitírseles que se drenen . Si éstos
son admitidos a permanecer llenos entre las pulsaciones del
muestreo , los contenidos de los tubos no representan el flu-
jo del agua de desecho en éste tiempo y también el prejuicio
del muestreo . Los desechos aceitosos en la muestra pueden
entorpecer gradualmehte las pruebas del muestreo resultando y ..
una muestra "filtrada", y en un tiempo posterior libera un
lodo viscoso de materia aceitosa en una alícuota.
Los muestreadores automáticos comerciales va-
rían considerablemente ' en su principio de operacion y en sus
'características particulares y capacidades . Pueden clasifi-
carse en 2 clases que producen tomas múltiples de muestras en
recipientes separados y aquellos que obtienen una muestra com-.
puesta simple formada por pequeñas porciones tomadas sobre un
ciclo de operación.
~n muestreador que prepara porciones de .vo-
lúmenes en intervalos regulares, ofrece la mayor simplicidad
en diseño y operación, y si la corriente del desecho y la corn-
posición son constantes, la muestra compuesta representa ade-
cuadamente el promedio cualitativo del flujo. Si el flujo va-'.
ría,. el tamaño individual de la muestra o la frecuencia del
muestreo también varia, en proporción al flujo de tal manera
que se obtenga una muestra compuesta representdtiva.
Si el volúmen de las porciones iguales fueron
compuestas y tomadas de algún flujo variable, la muestra , que
resulte puede representar el promedio de las concentraciones
de porciones individuales, pero no tendrá necesariamente que
relacionarse con el promedio de la concentración de la corrien-
te .
2 .31 Iiuestreadores Múltiples'.y Compuestos
Los muestreadores múltiples proporcionan un nú-
mero de tomas separadas de muestras en recipientes separados.
Estas muestras se toman a intervalos regulares o en tiempos de-
terminados según el flujo, siendo examinados por separado o corn-
binados para formar uná muestra compuesta. Si. la variación de
la corriente se conoce, la composición es hecha proporcional-
mente, permitiendo que un compuesto verdadero sea obtenido de
una muestra de volúmen igual . Los muestreos múltiples tienen
la ventaja de que las muestras individuales hagan evidente 1a
variedad en composición sobre el periodo de muestreo .
Los muestreadores compuestos proporcionan una
muestra simple, formada por un gran número de incrementos, to-
mados a-intervalos de pre-cronometraje o en determinados inter-
valos del flujo. La muestra representa idealmente el promedio
de composición sobre el periodo de muestreo pero no dá .infor-
mación sobre la extensión de la variación que puede ocurrir.
Por ejm. las descargas sucesivas de ácidos y materiales alca-
linos pueden neutralizarse y escapar a la detección.
La muestra puede extraerse de una corriente -
principal por medio de una bomba . Las bombas de desplazamien-
to constantes simples de tipo peristático (Fig . 2-1), son am- '
pliamente usadas pero se usan también pequeñas bombas centri-
fugas y bombas de combustible automotriz (operadas por batería)
El flujo total, puede constituir la muestra o una porción puede
apartarse por una valvula solenoide (Fig . 2-2) o una solenoide
operada a tráves del recipiente de lamuestra (fig . 2-3) . Por
medio de un control adecuado, la frecuencia a la longitud del ,
periodo del muestreo$ una muestra proporcional al flujo puede
ser obtenida. Las muntras pueden acumularse como uha muestra
compuesta o pueden desviarse para separar a los recipientes .
-por válvulas solenoides, operadas continuamente (fig. 2-4) por ,
un distribuidor de movimiento rotatorio o longitudinal (fig.2-5) .'o moviendo las botellas de muestras en una tabla rotatoria ..
(Fig. 2-6) .'
Las muestras pueden extraerse de la corriente.
principal o a un lado de la misma por un número de otros ins-
trumentos incluyendo cucharas y aparatos de profundidad de .•-
FIG. 2-1 MUESTREO CON BOMBA
FERISTALTICA .
FIG . 2-2 MUESTREO CON VAL.VULA
SOLENOIDE.
FIG.2-3 MUESTREO CON VALVULA SOLENOIDE .
DESECHO
FIG. 2-4 SECUENCIA DE MUESTREO.
FIG. 2-5 MUESTREO DE DISTRIBUCION LONGITUDINAL.
FIG . .2-6 MUESTREADOR DE DISTRIBUCION ROTATORIA.
- 4- -- fi
- --- I
FIG. 2-7 MUESTREADOR MULTIPLEDE CUCHARA .
FIG. 2-8 MUESTREADOR SIMPLEDE CUCHARA .
varias formas. Un diseño común (Fig . 2-7) usa tasas anexas a
un cinturón o'cadena sumergida dentro de la corriente a mues-
trear. Las tasas se llenan en la corriente elevandolas y des-
cargándolas pasan por la polea superior. Otra forma usa una
tasa simple la cual mueve un tubo hacia arriba y hacia abajo
(Fig . 2-8)
Las cucharillas sobre un eje de rotación lenta
sumergiéndolo dentro de lá corriente de desechos (Fig . 2-9),
recoge muestras de incrementos y los descarga a través de un
tubo axial, al receptor . El diseño matemático de las cuchari-
llas para producir muestras proporcionales al flujo cuando se
usa arriba un vertedor o canal de descarga (Fig . 2-10) dado
s por Gard & Snavely (1952) . Un instrumento similar (Fig 2-11)
usa cucharillas de volúmen constante anexo a una polea de agua
simple que es girada por la corriente a muestrear a una razón
proporcional a su velocidad.
El vacío se usa para la extracción de muestras ..
Un diseño emplea un número de botellas pre-evacuadas con lineas
de muestras cerradas en el recipiente por válvulas disparadoras
(Fig . 2-12) . Los disparadores son puestos en circula ción por
un crónómetro a intervalos selectos . El vacío de una bomba o
expulsador puede usarse similarmente para llenar un número de '
recipientes conectando el vacío subsecuentemente,•usando, vál-
vulas solenoide .
El aire comprimido puede usarse para la extrac-
ción de muestras (Fig 2-13) . Una cámara, sumergida en la co-
AL RECIPIENTE DE MUESTREO
FIG. 2-9 MUESTREADOR ROTATORIO DE CUCHARA .
A LOS RECIPIENTESDE MUESTREO.
\\\\\\\ \\ \
:
\1\ \ \ 'I1 \ ,\\
, I»ll l 1 11
FIG. 2-10 MUESTREADOR PROPORCIONAL DE CUCHARA.
CUCHARA AL RECIPIENTE DE MUESTRAS
VALVULAS DEAGUJA CONDISPOSITIVOSDEPRETIEMPO.
1,
,1,4•
FIG. 2- 12 MUESTREADOR AL. VACO.
AL RECIPIENTEDE MUESTREO.
MUESTRA DE ADMISION.
BOTELLASVACIAS 'PARAMUESTREO.
FiG . 2-13 . MUESTREADOR DE AIRE COMPRIMDO .
rriente para muestrearse, se llena a través de una válvula
checadora. Cuando la cámara está llena, la válvula checadora
se cierra y la muestra es expulsada por aire comprimido.
2.32 6elecci6n y localización
En la selección de un muestreador automático, se,
debe considerar la protección y preservación de , la muestra du -
rante el tiempo que es contenido dentro del muestreador . Este
tópico está cubierto en la sección 2 .5.
La localización del muestreador estandó próximo
al pujto en donde la muestra representativa se obtiene, debe
estar accesible al personal, y en un lugar bien iluminado don-
, de sea seguro un buen trabajo . En construcciónes nuevas, la
ubicación del muestreador debe planearse con facilidades con-.
fortables . Cuando la corriente a ser muestreada, no es física-
mente accesible, es conveniente bombear de un lado de la corrien
te de tamaño considerable a la localización del muestreador me-
jor que intentar instalar el muestreador en una posición deaven
tajosa en la corriente principal . La velocidad de flujo de este
lado de la corriente es inmaterial tan larga como está en exceso
de los requisitos de muestreo . La ubicación del orificio de en-
trada en la corriente principal, es muy importante asegurar que .
la muestra sea realmente representativa . Los muestreadores son ,.
diseñados para ser portátiles o estar permanentemente instala- .
dos . Los muestreadores portátiles son útiles cuando un gran
número de corrientes son muestreadas para .una duración relati-
vamente corta. Es difícil incorporar proporcionalmente al flu-
jo sin una cantidad considerable de trabajo de instalación . .
Klein & Montague (1970) discuten el uso de los vertedores y
de los orificios para este propósito . Algunos muestreadores
portátiles son diseñados para sumergirlos en la corriente de
desecho y separarlos al final del período de muestreo . La
instalación permanente del equipo de muestreo, si éste se jus-
tifica por el tamaño o . importancia del proyecto, es altamente
deseable como usualmente brinda gran seguridad, y proporciona
gran facilidad de servir al equipo y detectar alguna .operación
imperfecta. Proporcionalmente al flujo puede suministrarse por'
conexiones para medidores de flujo o por la construcción de ver-
tedores especiales, . drenajes u orificios. Los muestreadores re-
quieren de fuerza para su operación, aunque en algunos diseños
la fuerza es mínima o intermitente . La fuente de fuerza puede
ser eléctrica, de bagerias, aire comprimido o vacío . Si el -
avance del muestreador se hace por conección a medidores de -
flujo, se necesitan circuitos eléctricos para esta función.
2.4 Registradores Continuos
Como resultado de los avances recientes en ins-
trumentación tecnológica, muchos parámetros de importancia en
el tratamiento de aguas de desecho, se miden y se reiistran -
continuamente . Tales Observaciones continuas demuestran a me-
Ludo ventajas suficientes sobre muestras recolectadas para ga-
rantizar el costo de la instalación.
Continuamente el mecanismo para medir una acti-
vidad es el equivalente de examinar series infinitas de tomas
de muestras, e impide la posibilidad de anormalias en periodos
cortos de tiempo .
Los registros continuos pueden equiparse con alarmas altas y
bajas que pueden activar al ersonal cuando ocurran anormalias ,
en la entrada del desecho crudo o durante el proceso de . la
planta. Además, existe la posibilidad de que máás parámetros
. sean medidos en esta forma, usando el dato de salida para pro-
pósitos de control . Los monitores continuos están disponibles
hoy en día con seis o más parámetros.
2.41 Temperatura
Uno de los parámetros más fáciles de controlar
sobre la base continua, es la temperatura. Los registradora
pueden ser completamente mecánicos o electrónicos utilizando -
pares termoeléctricos, o'resistenáias especiales comolos sen-
sores.
Los registradores mecánicos de temperatura en
donde actúa la pluma, por la expansión de un fluido adaptado en
un sistema cerrado, libre de estorbos y equipado con un relój
con un resorte-guía, por lo tanto el vegistrador no requiere
de una fuente de energía externa . El registrador debe estar
localizado relativamente cerca al punto de medición . La com-
pensación para el efectó de la temperatura del ambiente varia
en el fluido, en el tubo sonsor, por tanto el registrador ne-
cesita un ajuste sencillo.
Los registros electrónicos de termómetros están
basados en la medida del cambio de voltaje producido por los
pares termoeléctricos, o en la salida de voltaje de un puente
de Wheatstone en el cual un brazo en el sonsor de temperatura
es hecho de un alambre que tiene un alto coeficiente de tempe-
ratura . En lugar de usar alambres de metal, como el artifi-
cio hará la sensibilidad de la temperatura ; los transmisores
modernos tienen 1000 veces más grande el coeficiente de tempe-
ratura que el alambre de metal que usualmente se emplea . Estos
son particularmente útiles cuando hay pequeñas diferencias de
temperatura que tienen que medirse . El sensor de temperatura
está encerrado en una cubierta adecuada para una aplicación es-
pecífica, para resistir el daño mecánico o por fluidos corrosi-
vos .
Cuando no es posible o práctico insertar un sen-
sor en la corriente del proceso, los termómetros que utilizan la
energía radiada de objetos calientes enfocados por lentes sobre
el sensor de temperatura, deben ser considerados . Las medicio-
nes de temperatura son de importancia en las plantas de trata-
miento de desecho, en los mecanismos para medir la actividad
de desecho, digestores, fluidos calientes, sistemas de lubrica-
ción, incineradores, y el embobinado de grandes motores.
2 .42 pH
Las mediciones de pH son útiles en cualquier .
proceso, ya sea en las reacciones ácidas básicas . Las medicio-
nes en el desecho proporcionan usualmente las indicaciones in-
mediatas de la presencia de los desechos industriales anormalea.
La'meâición de pH está basada en la determinación
de un pequeño voltaje desarrollado por un par--de eléctrodos en
una solución acuosa de concentración variable de iones de hi-
drógeno. La amplificación de una pequeña sefíal de voltaje que
es produciod por el eléctrodo de gas, tiene una resistencia in-
terna alta, es una cuestión difícil y requiere de un amplifica-
dor de diseño especial . La gran demanda para las mediciones del
pH en la industria, significa que tales amplificaciones y los sis-
temas completos de registro de pH, ya están disponibles . Cuando
el instrumento se usa con aguas de desecho o líquidos sucios, -
el mayor problema es conservar los eléctrodos limpios . Limpiesas
manuales o automáticas están disponibles si se requieren.
2.43 . Electrodos de Ion Específico
El eléctrodo de vidrio usado en mediciones de pH
es un ejemplo bien conocido de un electrodo de Ion especifico -
.que responde sólo a la concentración de iones de hidrógeno.
Muchos otros electrodos son generalmente desarrollados y corres-
ponden a concentraciones fónicas especificas que pueden intere-
sar a los operadores de plantas de tratamiento de aguas de dese
cho . Los electrodos están disponibles para aprovechar el cloro,
sodio, calcio y un Gran número de otros iones.
2.44 Oxígeno Disuelto
Cuando los procesos biológicos aeróbicos se usan,
es importante saber el nivel del oxígeno disuelto en el liquido.
Las mediciones continuas de oxigeno disuelto son posibles ahora,
usando pruebas de oxígeno . Esta medición está basada en la acción
despolarizadora del oxígeno en el cátodo de una célula polarográ-
fica . Dos electrodos cubiertos por una película de electrolio,
están separados por la muestra de una membrana plástica del-
gada, que es permeable al oxigeno . La acción despolarizadora'.
del oxígeno, que se esparce a través de lamembrana, permite i
que fluja la corriente, la cual es proporcional a la velocidad
de difusión, que en cambio es proporcional a la concentración
de oxígeno en la muestra líquida, sobre una amplificación, esta
corriente minima actúa en un registrador. La compensación de
la temperatura, es esencial ; una resistencia que compensa l .a
temperatura está considerada usualmente dentro de la prueba.
Un flujo mínimo de líquido a través de la mem-
brana, se , requiere para mantener una concentración de oxígeno
representativo en la superficie de la membrana. Esta circula
ción puede proveerse por agitadores auxiliares si el propio mo- ,
vimiento no es adecuado . ." 'Si se ensucia la superficie de la mem-
brana, es un problema en algunas circunstancias . Los proyectos
para limpiar, e:,tán disponibles . En cualquier caso, se nece-
sita la_substitucuón periódica de la membrana.
2 .45 Parámetros Químicos.
Los clorímetros de flujo continuo están disponi-
bles para el registro continuo de ciertos parámetros químicos que
incluyen : pH, cloro, hierro, amoniaco, .nitritos, nitratos, ciani -
do, fosfato, cloridros y dureza . Una reacción química simple,
está empleada, produciendo una solución coloreada en la substan-
cia medida. Un colorímetro foto eléctrico, mide la intensidad
del color y produce una capacidad de voltaje adecuada para el
registro . Este . tipo de instrumento analítico está aparentemen-.
te siendo desalojado por. electrodos' de Ion especifico en donde
están disponibles .
2.46 Turbidéz
Las medidas de turbidóz pueden registrarse con-
tinuamente por un instrumento foto eléctrico, principalmente -
por dos técnicas diferentes : Un rayo de luz que pasa a través
de una muestra, sufrirá un flujo continuo de las células y su-
frirá una atenuación por la presencia de partículas sólidad (o-
pacas) ejm . ,la turbidéz en la corriente . La longitud de la tra-
yectoria de la luz en la célula, es diseñada para que el instru-
mento cubra un ámbito adecuado . La segunda técnica emplea un
fuerte rayo de luz dirigido a un liquido turbio . La luz se dis-
persa a través de las partículas y puede observarse por una di- :'
visa foto eléctrica . La intenisdad de la luz dispersada, es
'proporcional (sin limites), al número de partículas dentro del
rayo incidente . Gon ambos instrumentos, lo observado puede ca-
librarse en unidades de concentración (ej . : jtu o mg/1) para ti-
' pos específicos de la materia suspendida. Tal instrumento tiene
aplicación, midiendo la calidad de corrientes, . tales cano los
efluentes secundarios.
2.47 Sedimento Sólido
El porcentaje de sólidos en líquidos densos co -
mo el fango, puede ser monitorado continuamente por los medido-
res de densidad de los lodos, estando basados en la absorción .
de la "masa"de sólidos en el fango, por la radiación gama'que.
pasa a'trav6s del lodo en una célula del flujo a través de una'
fuente cellada. La radiación gama transmitida, es medida por
el instrumento estándar de radiación y detección . La absor-
ción de la radiación es proporcional a la "masa" de materia
dentro del ámbito e indica la concentración o el porciento de
los sólidos .
Las calibraciones mensuales se requieren para
compensar la calda de la radioactividad natural del material.
2.48 Conductividad
La conductividad eléctrica de líquidos, es proporcio-
nal al número de iones en el líquido producido por la ionisa-
ción de sales solubles, puede usarse como la medida de sólidos
disueltos en calderas o en desechos industriales . La medición
se hace empleando un puente de Wheatstone, para medir la re-
sistencia de la célula contenida en la muestra del liquido en-
tre dos electrodos estables. Alternativamente, la corriente di-
recta es usada para medir la resistencia de la célula evitando
los efectos de .la electrólisis y polarización. La lectura de
la conductividad, indica o registra como se desee ..
2.49 Análisis de `gas
La composición de las corrientes de gas se con-
trola continuamente por analizadores, los cuales están basados ,
en la diferencia de las conductividades térmicas de los .dife-
rentes gases. La resistencia de un alambre eléctrico (medido
por el puente de Wheatstone), es una función de su temperatura,
dependiendo de la velocidad de difusión del calor perdido . . Tala
instrumento debe calibrarse en términos del gas (ejm. 02 , CO2
etc .), en los que su composición varía en el muestreo de la
corriente .
Los gases o vapores inflamables (ej . Metano),
son detectados en los niveles en que están más lejos del gra-,
do de peligro por una variación de este tipo de instrumento;
se usa un alambre caliente de platino . Si hay vapores infla-
mables presentes abajo del valor del nivel de la combustión
explosiva, cerca del alambre, sube su temperatura, que se re-
fleja en la resistencia combinada y en el voltaje de salida del
puente .
El gas de cloro que puede presentarse en el -
aire, en habitaciones en donde el cloro es manejado debido a
una función errónea de equipo, debe detectarse por un instru-
mento que pasa por una pequeña corriente de aire sobre un pa-
pel químico tratado . La decloración del papel por la acción
del cloro, se detecta por un simple aparato foto eléctrico -
que activa en parte sobre cualquier sistema adecuado de alarma
2.5 Preservación de Muestras
La mayoría de las aguas de desecho, por su'na-.
turaleza son inestables . Sus características químicas, algu-
•nas veces, cambian dramáticamente y por consecuencia es nece-
sario un exámen inmediato para obtener resultados reales y con-
fiables. Ciertos elementos son verdaderamente más afectados que
otros, así que es imposible generalizar la longitud de tiempo
que es permitido en el lapso de colección y análisis . En al-
gunos casos el análisis inmediato es esencial .
Generalmente, ningún método de preservación de muestras es en-
teramente satisfactorio . La elección del método es complicado
como la adición de un preservativo, para estabilizar un consti-.
tuyente que puede afectar la constitución del otro en su deter-
minación . Los preservativos se deben seleccionar con considera-
ción a todas las determinaciones que van a hacerse y también una
muestra duplicada sin añadir preservativos, es necesaria para al-
gunos. análisis . En suma, una corrección debe hacerse en los .cál-
culos para permitir el aumento del volúmen si la cantidad del pre-
servativo que se añade, es de importancia.
Las orientaciones típicas usadas para preservar
las muestras son ; refrigeración, congelación, adaptación de pH,
estabilización química de substancias especificas y el uso de
bactericides (Agardy & Kiado, 1966, Schaumburg, 1971).
2.51 Efecto de la' Temperatura
La preservación es comúnmente usada para preser-
var las muestras retardando la acción bactericida . Pueden ocu-
rrir cambios considerables en la DBO durando 24 horas almacena-
das a una temperatura ordinaria, la cual debe reducirse al mini-
mo por medio de depósitos apropiados para las bajas temperaturas .;
Para los periodos largos de depósito contando , dias o semanas, es(
posible congelar muestras . Se ha demostrado que las muestras con-
geladas a 17grados C, muestran pequeña diferencia en la DBO, en
comparación con las muestras examinadas inmediatamente (Agardy & tf
Liado, 1966) . Es necesario enfatiaar ..que el derretimiento de la
muestra congelada no debe realizarse a temperaturas más altas -
que el ambiente . Si la muestra congelada y rederretida se
usa para otras determinaciones que para la DBO, deberá de-
mostrar que el congelamiento y derretimiento no afectarán ;a
los análisis . Por ejm. el congelado puede afectar el tamaño
de las partículas de los sólidos suspendidos, ésto• afecta la
solubilidad de gases, y puede causar la precipitación de .sa-,
las que no se redisuelven ..f
La solubilidad de los gases en el agua,' depen-
de de la temperaturay, en general éstas determinaciones deben ,
efectuarse en el momento de muestreo . Si esto es imposible, la
botella de muestra deberá llenarse por completo, taponarse y . –
colarse para prevenir el escape de ; gases disueltos.
2 .52 Efecto de Luz
La exposición a la luz, puede ejercer un efecto
considerable en las muestras almacenadas a través de varios –
mecanismos . La reducción del cloro libre por la luz en el agua
es bien conocida y es de talmagnitud que las determinaciones de
cloro se realizan inmediatamente . En los desechos orgánicos la
luz puede catalizar dichas relaciones, como la polimerización.
La luz fomenta, además,'a la actividad fotosintética de algas
y bacterias si las muestras están ecpuestas a largos periodos ..
2.53 Efecto del Tiempo en el blmacenamiento
La maycria de las reacciones químicas y bioquí-
micas son reacciones de velocidad, el intervalo entre el mues-
treo y análisis debe ser tan corto como sea posible .
Las pruebas para. pH, alcalinidad, olor, DBO, DCO y fenoles,
deben ejecutarse tan pronto como sea posible, después de las
muestras recibidas. El dióxido de carbono, sulfuro de hidró-
geno, cloro y oxígeno disuelto, deben analizarse inmediatamen-
te y preservar las muestras químicamente.
Durante el almacenamiento, algunos cationes ta-
les como el aluminio, cadimio, hierro, manganesq, mercurio, -
plata, zinc, cobre y aniónes tales como el fosfato, son absor -
vidos en las paredes del recipiente de la muestra . Los errores
de éstas fuentes son de particular importancia si los iones - -
absorvidos se presentan inicialmente en cantidades demostradas.
Cuando la velocidad de absorción es conocida, estos análisis -
deben hacerse tan pronto como sea posible.
La validéz de los análisis de las aguas de dese
cho dependen del buen juicio del analista . Mucho tiempo y tra-
bajo se elimina si el analista y la persona que hace el muestreo
discuten juntos las mejores técnicas para la recolección, pre-
servación y análisis de las muestras . Una cooperación efectiva
entre el laboratorio y el equipo de muestreo es esencial y el
acuerdo sobre los procedimiehtos deben seguirse al pie de . la le-
tra.
Una lista de determinaciones, que se requieren con-
sideración especial, se da en la Tabla 2-1 . Esta sirve como
guía, si ésto es realizado, ' es con el objeto de demostrar que es
imposible prescribir reglas absolutas para la prevención de to-
dos los cambios posibles .
Tabla 2-1 Efecto de Almacenamiento en las . Muestras
Elemento
Efecto
Recurso
Alcalinidad
CO2 en el aire afecta a la Impedir la exposición pro-
alcalinidad .
Tongada al aire
Amoniaco Las muestras altas en pH
pueden perder amoniaco -
por,volatización. En las
muestras biológicamente
activas, las concentracio-
nes bajas de amoniaco pue-
den reducirse o aumentar .
Estabilizar por acidi-
ficación a 'p$ 2-3.
Elementos
Bactereológi-
cos.
Cambio en masas bactereo- La muestra debe refrige-
lógicas
rarse y examinarse tan -
pronto como sea posible.
Demanda ' Bio-
Dógica de
Oxígeno
Degradación Bioquímica La prueba debe disponerse'
inmediatamente. En donde
es impr&ctico, la muestra.
debe colarse,el análisis'
debe hacerse dentro de ' las
24 horas.
Dióxido de
Emisión del Dióxido de ' Las medidas de alcalinidad
y pH, deben hacerse inedia
tamente en el momento del mue,s-
'treo en donde una déterminación
en el campo es impr&ctiCa 'la '
muestra debe enfriarse.
Carbono que resulta en
la solución
Carbono
Elemento Efecto Recurso
Demanda Bioquími- Degradación Bioquímica La muestra puede preser-
ca de Oxígeno varse acidificando el pH
' de 2-3 con H2SO4
Oloro . La exposición a la luz Las determinaciones deben
del so) o calor, redu- empezarse inmediatamente
ce la presencia del - después del muestreo
•. . .cloro.
Oxigeno
Refrigeración de la mues-Impedir una exposición al
Disuelto
' tra
aire, las muestras deben al-
macenarse por varias semanas
añadiéndoles sulfato de manga-
neso y agentes alcalinosos pa-
ra detener el oxígeno en la,
muestra.
Dureza
Posible precipitación de Evitar una prolongada expo
carbonatos
sición al aire
Hierro
Hierro ferroso oxidizado Normalmente una muestra se-'
(Férrico y
a un estado férrico
parada para el hierro se tomó
Ferroso)
y acidifica para prevenir la
precipitación del hidróxido
férrico.
Nitratos
Oxidación a Nitratos
La determinación debe hacerse
rápidamentd-
Elemento
Erecto
Recurso
Balance del
La actividad microbiológi- El balance del nitrógeno puede
Nitrógeno
ca cambia el balance de
preservarse por 24 horas, acidi-
nitrito-nitrato amoniaco ficando a un pH de 2-3 con
H2SO4
Las muestras con un pH
Analisa simultáneamente o si.
mayor que 4 absorberá
la muestra debe sex. . almacenada
dióxido de carbono
entaponada.estrechamente.
Degradación Bioquímica
La suma de CuSO4 inhibirá la
degradación bioquímica, H3PO4
pevendrá la precipitación del
cobre en soluciones alcalinas,
el análisis se realiza dentro de
las primeras 24 horas
Sulfuros, Hi-
Pérdidas por volitización Las muestras deben estabilizarse
drógeno, Sulfa- oxidación de compuestos de dentro de los primeros minutos
to, sulfitos, bi-sulfuro .
: de colección y se adiciona -
ulfitos y dióxido
acetato de zinc o solución de
de sulfuro .
carbonato de zinc, las muestras
deben tomarse dentro de un-mini-
mo de aereación
Grado de inten- La volitización de subs- La prueba de olor puede se logra
sidad de olor
tancias produce olor
el mismo día en que se recibe la
muestra. Si se guarda fria la
muestra,. se dilata la volitiza-
ción.
Trazas de los
Absorción en las paredes
Seiequieren técnicas, especiales.
Elementos
del recipiente
pH
r enoles
C A P I TULO III
CÁLCULOS Y ANÁLISIS
3 .1 Métodos Analíticos
La elección de los métodos analíticos es igual
en importancia que la elección de métodos de :muestreo, y re-
quiere la misma consideración . Como todos los métodos de mues-
treo están sujetos a errores de muestreo en varios grados, es
de dudoso valor usar métodos analíticos de precisión altamente ,
significativos . El uso de los procedimientos analíticos de al-
ta precisión, puede dar un sentimiento de confianza en .los .resul-
tados queestán sin garantía por la técnica de muestreo.
3.11 Métodos Estandarizados
El uso de los "métodos estandarizados" (APHA,1971)
ofrece muchas ventajas . Estos métodos han alcanzado un gran de-
sarrollo, y por su patrocinio autorizado, tienen un estado . legal
aceptado . Sin embargo, algunos investigadores presentan un "sfn-
. drome de métodos estándar" en el que ellos justifican el uso de -
•estos procedimieñtos en la creencia de que automáticamente, sus
resultados serán comparables con todos los demás, empleando el
mismo método. Esta comparación, mientras no sea lograda auto-
máticamente, se logra cuando los métodos estandarizados sean se-guidos . cuidadosamente . Esta es básicamente, la msponsabilidad
de cada investigador ; seleccionar pruebas que puedan ser reele-
vantes y asegurar la realidad y el significado de , su dato .
'n
Aunque los "Métodos Estándar" (APHA, 1971) son
una guía importante para la selección de métodos analiticos,-
hay otros igualmente buenos o mejores métodos de análisis es-
pecíficos, los cuales no estén incluidos . Los métodos anali-
se están mejorando en detalles, pero algunas veces por el uso
de técnicas radicalmente d if erentes, tal como la absorción y
los electrodos de ion específicos. El uso de los métodos "no
estándares", en manos de un analista competente, puede acep-
tarse y aún preferirse para el uso de los métodos "estandar".
Si los métodos "no=estándares" se emplean, este hecho podrá-
ser claramente establecido en el reporte final.
3.12 Métodos Simplificados
Los "Métodos Estándar" (APHA,1971) especifican
muchos detalles y precauciones que no son necesarios ni justi-
ficados en algunos casos como:
12 Las muestras pueden no ser adecuadamente representa_
tivas.
2Q El precio del análisis en tiempo y dinero puede ser
exesivo.
Puede ser más ventajoso tener resultados aproximados,
que tener pocos resultados precisos
Por estas razones, los métodos simples son bajos.
en presición o pasan por alto algunas interferencias empleadas
con provecho . Además estos métodos son normalmente estilizados
por técnicos no calificados y usan un equipo más simple . Partí:
cularmente, en los programas preliminares, los métodos simplifi-
cados son útiles para indicar la presencia o ausencia de uza -
substancia y par» mostrar la concentración aproximada . Con
fundamento al dato obtenido, puede justificarse la decisión:
para emplear los métodos analíticos de un muestreo más pre-
ciso .
Además de los métodos simplificados, usando
técnicas fáciles en un .laboratorio ordinario, la disponibi-
lidad de métodos analíticos substanciales deben considerarse.
Un gran número de compañías abastecen productos químicos y -.
equipo simple para una extensa variedad de análisis . Esta -
ofrece muchas ventajas, disponibilidad inmediata y verbatili-
lidad. Los productos químicos, se abastecen en forma de so-
lución, tabletas, o cápsulas, sonEatables y se usan sin la
preparación de soluciones . Los resultados, aún considerados .
de semi-calidad, pueden utilizarse para indicar la necesidad
de algún trabajo más preciso.
3 .2 Cálculos
Los valores reportados para los niveles de con-
taminantes en aguas de desecho, son tan precisos como las prue-
bas y procedimientos empleados para obtenerlos . Ellos pueden
representar la exactitud combinada del muestreo y el análisis
de laboratorio empleado .. Es importante que esta dependencia
sed reconocida cuando los resultados sean reportados y convide-
rados al trazar las conclusiones.
Están disponibles muchas herramientas estadís-
ticas para probar la realidad del dato . La mayoría de éstas
están más allá de la extensión de este manual, pero pueden ob-
tenerse en libros de texto en este campo de matemáticas ' y me-
diciones (ejm. Moroney, 1951, Young 1962, Barry, 1964).
Cuando más de una medición es tomada en valo-
res numéricos, se obtiene normalmente una variación . Para
describ r este grupo de medidas, es necesario suministrar una
indicación del valor central o promedio, unidos con la .exten-
sión o disperción del aforo. Algunos de los cálculos comúnmen-
te encontrados en la operación de las plantas de tratamiento de
las aguas de desecho, se han incluido en el indice B.
3.21 Figuras Significativas
Los cálculos de las cargas de la DBO,1as cargas
en el digestor y muchas otras determinaciones involucradas en
la operación de las plantas de tratamiento, están basadas en los
resultados de análisis de muestras de laboratorio . Estas deter-
minaciozies dependen de la exactitud de la información usada en
los cálculos . L1 uso de los números absolutos'y el "redondea-
do" de las respuestas numéricas podr{ ser práctico a los cálcu-
los basados sobre los resultados del muestreo (APHA, 1971).
Los números usados ya sea en cálculos absolutos
o aforos ; un absoluto expresa el valor de algo exactamente mien-
tras que los aforos son lecturas de medidores, balances, escalas
y gpaduadores .
Cada aforo es inexacto o incompleto, o sea que
es un valor "redondeado" . El redondeado resulta de la limita-
ción de un instrumento de medición o el hecho por el operador .
Una regla razonable, es poner por caso que el aforo es preciso
dentro de 1/2 de unidad en el último lugar de registro . Asf,
una lectura de 25 .7, significa 25 .7 ± 0 .o:5 o cualquier' número
entre 25 .65 y 25 .75• El•redondeado se logra contando con los
dígitos que no son de importancia . Si el dígito a ser contado
es menor de cinco, es anotado sin cambiar el siguiente a él.
Si la parte a ser contada es cinco o más, el dígito siguiente
deberá contarse en aumento . Ejemplo : Los siguiéntes números
están redondeados a un decimal.
24.74 Llega a ser 24.7
24.75 Llega a ser 24 .8
Los números que resultan de la división y mul-
tiplicación, no deben tener más figuras significantes que el
número que representa la medición con la lista de figuras ab-
solutas. Ejemplo : 2 .841 x 0 .24 a 0 .68
Mientras la respuesta actual es 0 .68184 en nú-
meros redondos, la respuesta da 0 .68, que tiene el mismo núme-
ro de figuras absolutas como el "weakest kink" cuadrante más
débil en la ecuación . ej . 0 .24.
3 .22 Promedios
Los promedios se usan comúnmente para dar una
representación .típica de un grupo de medidas . El promedio más
común, el significado aritmético, consiste en la suma de las
medidas divididas por el número de medidas.
Promedio o significado (X) = sumadeX
(3-1)
Donde : X es una medida individual, y
N es el número de medidas individuales
Otros promedios incluyen el valor medio, la
medida que divide a las series en dos mitades iguales y el
modo en que la medida es'mayor frecuentemente repetida.
3.23 Desviación Estándar
Una de las medidas de mayor valor en la varia-
bilidad, es la "desviación estándar" . La desviación estándar .
de un grupo de medidas es la raíz cuadrada del . j:romedio de las
raices de las diferencias de las medidas de su promedio verdade-
En donde : x es la medida individual
x es el promedio de medidas
N es el número de medicas
Para la mayoría de las mediciones empleadas en
el campo del tratamiento de desechos, un número limitado de -
muestras con errores, son empleadas . El promedio de este nú-
mero limitado .de muestras, puede no ser un promedio real . Para :
compensar el cálculo de la desviaciónestándar, el número de nues-
tras es substituido por N-1, el número de grados de libertad pa-
ra el grupo de mediciones es:
Desviación estándar (s)= / suma de (x-x
N-1
Sólo cuando el número de mediciones es grande
(N 100), debe usarse la ecuación 3-2.
Ejemplo : Seis muestras de una planta se han colectado
y analizado . Las 6 muestras tienen DBO5
de
7,14,8,5,15,y II miligramos por litro . El va-
Desviación estándar (S)= f suma de (x-x)2 (3-2)
N
ro .
(3-3) .
for de la calidad del efluente basado en
estos ejemplos, será como sigue:
Sa 80a 16
6-1
9 .164
2525
15-
1
80
En donde el dato está normalmente distribuido,
una suposición es válida para la mayoría de datos encontrados
en el muestreo, la proporción de las observaciones totales que
se encuentran dentro de una distancia dada, es determinada por
una desviaci6h.estándar . . Por ejm . 68 .3% de las observaciones,
pueden caer dentro de la distancia de = por una desviación es-
tándar del valor promedio ; aproximadamente 95% están dentro
38 . En el ejemplo, aproximadamente 68% de los valores .obser-,
vados de DBO caen entre 6 y 14 (ejm . 10± 4) ; 95i6 puede caer
entre 2 y 18 ppm (ejm. 10¢8) . Con el pequeño número de obser-
vaciones mostradasnen el ejemplo, 100% de las observaciones -
actualmente caen entre 2 y 18 ppn y no en el teórico de 95%.
3 .24 Coeficiente de Variación
La desviación estándar se expresa en términos
absolutos (ej . en las unidades en las que la medición es re-
portada) . Esto es, algunas veces es irás conveniente expresar-
lo como el coeficiente de variación que es la desviación están-
dar expresada como un porcentaje, el cual significa la varia-
ción relativa.
Coeficiente de Variación (V)a x 100
Ejemplo : De la ilustración en la sección 3 .22
S. 4
I= 10
. V= 4/10=40
3.25 Cartas Hidrográficas de
Probabilidades
Las caracterf zticas de las aguas de desecho y
los efluentes de una planta, varían con el tiempo . En el , mues
treo, se hace una prueba para determinar estas variaciones . La
presentación del resultado de los antecedentes de los análisis '
de las muestras, deben reconocer a las variaciones presentadas
por las aguas de desecho y desplazarlas . Usualmente, sólo los
valores promedios son reportados, pero seria bueno que'iia indi-
cación de la extensión de los resultados experimentales, 'fueran
presentados . Los valores máximos y mínimos, son importantes.
Ellos pueden explicar variaciones en las eficiencias de los —
tratamientos, en suma, se obtiene una valiosa información para
el proyectista.
Afortunadamente, muchas de las caracterf zticas
de las aguas de desecho, se aproximan o transforman para aproxi -
marse a una distribución "normal" . Esto puede ser, trazando.
una línea recta en una carta de probabilidades (Velz, 1950).Si se representa el dato de esta manera, el análisis proporcio-
nará una mayor información que concierne a una característica
particular del desecho .
El promedio de la desviación estándar, la extensión y la varia-
bilidad del desecho, deben deducirse de una gráfica (Abbott', -,
1966) . Esta técnica es adecuada por la presentación del dato.
Es importante notar que no todas las características delas aguas
de desecho están normalmente distribuidas y por lo tanto, la 11—
nea que une los trazos de estos valores en una carta de probabi-
lidades no resulta dentro de la linea recta . Por eso es impor-
tante exponer los puntos trazados en la gráfica . Muchos analis-
tas prefieren unir todos los puntos con lineas. rectas y usar una
línea punteada de la mejor medida para diseñar la distribución
"normal" expuesta. . Las cartas hidrográficas de probabilidades,
han encontrado su mayor aceptación en el colado dé gran cantidad
de datos . Sin embargo, la técnica puede usarse para trazar un
húmero pequeño de los resultados del muestreo pero se sugiere
que al menos halle 10 resultados individuales cuando se usan
dichos trazos .
El dato es primeramente preparado en orden ascen-
dente a su magnitud . Para un grán número de figuras ee aconse-
jable agrupar los números en "celdas" en vez de ponerlos indi-
vidualmente en una lista. Esta técnica se explica en la mayoría
de los textos estadísticos (Abbott, 1960) . Después de los,nú-
meros individuales o celdas, se dan distinciones, empezando con
el pequeño . Finalmente, la posición trazada de cada uno de los.
números es determinada para dividir estas distinciones por el
número o números totales más uno . (N+1) y multiplicando por 100
para convertir a por ciento . Cada número puede trazarse en la
gráfica de probabilidades, como se indica en la Fig . 3—1 .
350
300
LINEA DE MEDICION
SIGNIFICADO GRAFICO =240 ,3~•
150
100 .' 1 I I l I I
, 2
5
10
20
30 40 50 . 60 70
80
90
95
98
PROBILIDAD . DE OCURRENCIA - % ~ ESCALA DE VALOR .
250
200
FIG . 3-I .CARTA PE PROBALIDAD . DEMANDA BIOQUIMICA DE OXIGENO.
Si el antecedente se aproxima a una distribución normal,los
puntos trazados en la gráfica de probabilidades se aproxima-
rá a una línea recta.
D B 0
Figura. Hoja 47
Graduación de
% Igual o menor que
X x 100
Válido . Muestras (N+1)
•
207 1 9 .1
210 2 18 .1224 3 27 .3225 4
, 36.4234 . ' 45 .5241 6 54.5247 7 63 .6257 8 72 .7
274
. 9 81 .6283 10 90 .0
Promedio X
SumadeX= 2402 3 240.2\ N
10
Las figuras 3-2 y 3-3 son argumentos típicos que
ocurren frecuentemente en la práctica, particularmente con datos
de gasto, exponiendo la importancia de mostrar los puntos ' traza-
dos. Una linea recta que representa la. distribución puede serde falsas apariencias.
Ver Hoja 48 Fig. 3-2 Gráfica de Probabilidad ...
La planta de tratamiento en la cual están desári-;
. tos los flujos en la Fig . 3-2, recibe desechos sanitarios y agua•
de tormenta. Hay un rompimiento en la probabilidad estadística
'
Lo .II IIIfII' I I 1I I I Li L I 1 I i hIIII
2 .5 10 .20 30 40 50 60 70 80 90 95 98
...PROBABILIDAD DE OCURRENCIA-%- ESCLDE VALOR'.
FIG. 3-2 CARTA DE PROBABILIDAD - FLUJO ..
o!I!llilil 1 J i I I I 1 I 1 I I I . ► IIIIII ► 2" 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 95 98PROBABILIDAD DE OCURRENCIA-%- ESC . DE VALOR .
FIG . 3-3 CARTA DE PROBABILIDAD - FLUJO
,'~.
porque hay dos distribuciones, una para el desecho sanitario
y la otra para los caudales de tormente . Los rompimientos -
puntiagudos., en la curva,'pueden ser usualmente explicados si
se tiene conocimiento del sistema.
En la figura 3-3 está representada una situa-
ción parecida en la curva en 3 .5 mgd. Esta es la capacidad de
la estación de bómbeo que precede a la planta de tratamiento y
las corrientes por encima de esta cantidad pueden desvordarse
en laEsstación de bombeo o en el sistema de conductos de desa-
gue . . Si hubiera suficiente almacenaje en el sistema de,conduc-
tos de desague, no ocurriría un derrame . Esta representación
ayuda para planear el equipo debombeo adicional y además para -
determinar el efecto de corrientes de tormenta . "
3 .26 Hidrográficas de Control
Cuando se ha obtenido un gran número de obser-
vaciones, es posible construir las cartas hidrográficas de con-
trol . Las gráficas de control pueden mostrar el promedio, ,que
ha sido determinado en un período de tiempo, y límites altos y ,
bajos, basados en el 95i° de la nivelación de seguridad . Los._.
límites de seguridad deducen que hay sólo un 5% de oportunidad
de que la siguiente observación sea por salirse de la extensión .
del promedio ; más o menos dos veces la desviación estándar (X125),
Por ejemplo, si las dos observaciones siguientes yacen fuera de
la extensión, esto es,. que la calidad ha cambiado y es substan
cialmente diferente de la historia pasada del proceso . Esto,—.
significa un derramamiento de desecho . o un rastorno en el pro
ceso•
I
del cambio químico o biológico es medido, éste es incluido en
las técnicas del balance de materia, o si disminuye relativa-
mente, puede descuidarse para una solución .. aproximada.
En el tratamiento ce desecho, esta técnica se ha
usado ampliamente . para los balances en los tanques de sólidos
secos, entrando y dejando una porción particular en el proceso.
En suma, la aproximación es aplicable si se considera la longi-
tud total del balance de las corrientes orgánicas, fosfatos y
otros componentes de las aguas de desecho . Esto proporciona -
una intervención en la operación de la planta y ayuda a detec-
tar errores que resultan del muestreo o del análisis del labo-
ratorio .
Como ejemplo, los estanques de sólidos secos -
que entran a un tanque de sedimentación primaria serian los só-
lidos en el desecho crudo, más aquellos de desecho de los lodos
activados, u otras entradas ; y las salidas son los sólidos en
el efluente primario, más los sólidos -en el lodo, separados del
clarificador. Esta aproximación es aplicable para confirmar -
los resultados del muestreo, asociados con la operación de los
digestores, filtros, centrifugas, tanques de sedimentación y .
muchas otras unidades de tratamiento. Cuando esta aproximación
se aplica a un digestor, es necesario reconocer que una reac-
ción bioquímica destruye una porción de sólidos volátiles . La
adición de productos químicos, tales como la cal en filtros de
vacío, pueden además afectar el balance de material dentro y -
fuera del proceso . No obstante, la técnica da un balance aproxi-
mado cuando el resultado del muestreo representativo a través del
proceso, es aplicado .
Los balances de entradas y salidas dentro del
10% de cada uno, se considera como óptimo y refleja un progra-
ma de muestreo comprensivo junto con las determinaciones exac-
tas de los flujos .
3 .3 Uso de Datos y Almacenaje
El guardar los registros adecuados y precisos,
es un aspecto importante en el manejo de las plantas de trata-
miento de aguas de desecho . Estos registros son preservados -
por un número es razones que incluyen las siguientes:
1Q Operación y control de la planta
22 Records históricos, que dan las cantidades y calidades
de los efluentes y la condición del agua receptora en
el pasado y las bases sobre las que los cambios en el
futuro pueden evaluarse, y
3Q Los registros regulatorios de la agencia que se usan ..
para determinar si los objetivos del tratamiento de
desecho se pueden encontrar
3.31 Sistemas de Registros
Los sistezias para registrar los antecedentes,
son simples o complejos dependiendo de los propósitos que van
a servir a lo complejo de la misma operación . En cualquier ca-
so, el sistema adoptado, puede ser real y aplicable a problemas
particulares .
Para propósitos operatorios, los registros pueden
ser . tan simples y directos como sea posible .
No son necesarias las pruebas para que la operación sea lleva-
da a cabo, y los registros, no son necesariamente complicados
por los antecedentes superfluos.
El modo más efectivo para manejar el dato, •e
registrar directamente las formas pre-planeadas . Estos pueden
diarios si los artículos son registrados varias veces al ala.
Algunas plantas equipadas con facilidades de control en equipos
modernos, que, registran automáticamente muchos de los procesos -
variables . Los cortes diarios deben revisarse periódicamente y
resumirse en una base anual o mensual . Está condensación debe
proyectarse cuidadosamente para preservar lo esencial - que in-
cluye el número de observaciones, los principales y medianos, los
máximos y los . mínimos y algunas medidas de variabilidad . En las
situaciones más simples en donde los registros que se hacen una
vez a 1 día, los registros se guardan en una hoja de registros
mensuales . Los ejemplos de estas formas están en el Indice C.
Otro componente importante en un reporte, es la
interpretacióia del dato y el trazo de las conclusiones . El más
reciente incluye algunas cosas como la . eficiencia del tratamien-
to, las entradas y salidas en términos de cargas de masa y la -
carga en las aguas receptoras, las contribuciones per capita de
algunos componentes, y corelaciones de la capacidad de la planta
o los parámetros de las aguas de desecho con variaciones como:
los cambios de de población, las prácticas de tratamiento y -
los factores meteorológicos.
Cuando los antecedentes ya han sido reunidos pa-
ra otro uso que el uso simple, las pruebas y las observaciones
qub no son de valor inmediato, son necesarias . La forma en que
éstos son registrados y resumidos, puede ser bien planeada para
que se obtenga la información rápidamente y garantize una forma
útil .
3 .32' Manejó de los Datos computados y Procesados .
En algunos casos, están involucrados una gran -
cantidad de datos, los cuales se prestan auxilio a simismos con
el procesamiento de datos electrónicos . Cuando los días de tra-
bajo de oficina son requeridos pare completar los reportes men-
suales en la computadora, se obtiene en cuestión de horas o aún
de minutos el equivalente del reporte con exactitud y confiabili-
dad. Dichos sistemas de datos electrónicos, se están obteniendo
en precios más comodos.
Normalmente, los datos operados son sometidos a
procesamientos en la computadora en hojas de entrada . Estas -
formas deben diseñarse para su aplicación específica.
La computadora puede programarse para producir
estos datos de entrada, los sumarios y reportes diarios, sema-
nales, mensuales o de base anual . Los reportes que difieren en
su formato y contenido son producidos para satisfacer las nece-
sidades especificas de diferentes recipientes.
Con la creciente disponibilidad de las computa-
doras, se debe considerar la posibilidad de establecer un "ban-
co de datos" regionales que contengan toda la información dis-
ponible en aguas de desecho . El dato , común debe recuperarse -
mientras el dato histórico, almacenado por una línea pueda ob-
tenerse con mayores noticias . Tal plan podría ser efectivo -
'si todas las agencias, incluyendo industrias, desearan cooperar
y contribuir con su dato, al banco .de datos.
3 .33 Intercambio de Latos
Con muchas agencias diferentes en une región -
comprometida a obtener los datos relacionados o parecidos,•se . . :,
requiere que toda la información esté disponible a cada agencia..
La agencia conrol, debe obviamente tener acceso a las filas qué
contienen el análisis de cualquier planta de aguas de .desecho.
-1'a comparación y uso de ambos ; los registros de las agencias' de
control y las plantas de tratamiento, ayudan a dar
un
áfora más
completo de la condición del agua receptor . Las plantas de trá-
tamiento individual, benefician por comparación de sus ejecucio-
nes con los reportes de otras plantas similares.
En una forma simple esta comunicación puede afec -
tarse por el cambio de reportes en una base anual o mensúal .''La
agencia de control local puede proporcionar el expediente más
efectivamente . Para hacer esta información más accesible y útil,
se necesita ,un formato de reporte estandarizado.
El uso adecuado d&1 dato relacionado con otros,
,requiere que todos los aspectos de colección y procesado sean
entendidos . Esto incluye una información adecuada respecto a
las fuentes de desechos, los tipos de tratamiento usado y las
circunstancias de . la colección de muestras y análisis . Los
registros incompletos, la inexactitud y la mala interpreta-
ción son más peligrosos que no dar registros . La interpre-
tación de los registros, casi siempre se hace con un conoci-
miento adecuado de lo'que es normal o anormal en la circuns-
tancia particular, así que el dato anormal puede preguntarse ..
3 .4 Referencias
1 .' Abbott, Wendell, H ., Probability Charts, Wendell H.
Abbott, P .O . Box 8455, St . Petersburg 8, Florida, (1960.).
2 . °merican Public'Health Association, Standard Methods for'
Examitation of Water and Wastewater, 13th Edition, N.Y.
(1971).
Barry, B.A ., Engineering Measurements, Wiley, New York,
(1964)
.
4. Moroney, N .J ., Facts from Figures, Penguin, Baltimore,
Md ., (1956).
5. Neville, A .M., and &enedy, J .B ., Basic Statistical. Me
thods for . Fngineers and Scientists, International, Scram-
ton, Pa., (1964).
6. Velz, C.J., "Graphical Approach to Statistics", Water and
Sewage Works, (1950).
7. Young, H .D ., Statistical Treatment of Ecperimental 1ata,
McGraw Hill, New York, (1962) .
CAPITULO IV
ESTUDIO DEL'MUESTREO
El éxito o fracaso en el estudio del muestreo
se apoya principalmente en el personal de muestreo . Es impe
rativo que se les den instrucciones explícitas . Las instruc-
ciones deben ser sistemáticas, concisas y completas . El mal ..'
entendimiento se reduce al mínimo y se logra un alto nivel de:
ejecución, demostrando el equipo al muestreador, la colección,
las técnicas y procedimientos a ser empleados. Si el progre.-
ma de muestreo es complicado, los detalles esenciales se hacen
en forma escrita para ayudar a los muestreadores. En cualquier
evento es conveniente familiarizar al equipo de muestreo con el
objeto de abarcar el proyecto.
Las técnicas de laboratorio pueden proyectarse
en el campo de colección de las muestras . El equipo de mues-
treo debe ser conciso en medidas seguras, especialmente con .
peligros asociados con los desechos de caños y respiraderas.
Un equipo de dos hombres es indispensable cuando los caños u
otras posibles áreas son introducidas.
Después de garantizar que la muestra coleccio-
nada es realmente la representativa, el muestreador debe ase -
gurarse de que se pueda identificar . Muchos laboratorios su-
ministran las formas para'cotizar la ubicación de donde fue -
obtenida la muestra y el tipo de análisis deseado . Estas formas
deben estar cifradas para identificar la botella de la muestra . .
Cada botella de muestreo tiene procusión para anotaciones y se.:
identifica sin referencia de la forma . La información propor-
cionada incluye el dato, la ubicación en la cual fue obtenida
la muestra, el tipo de desecho, el análisis, el nombre del mues-
treador y el nombre de la persona a la que va a ser mandado el
reporte . Esta información con el número del remitente, identi-
fica la muestra. La información adicional se anota en una ho-b
ja de papel separada, incluyendo las observaciones que describen
cualquier problema particular tal co pio la presencia de un dese-
cho industrial o las interferencias encontradas en el momento -
del muestreo . . Un excedente de información, se prefiere a un -
déficit para establecer las determinaciones e interpretaciones
precisas .
La presencia de anotaciones precisas es de impor-
tancia especial si las muestras son usadas para el propósito de
prosecución del desecho industrial o a través de los reglamentos
ambientales de una agencia regulatoria.
4.1 Estudio del Muestreo en las -Clantas de
Tratamiento
La rutina de muestreo es de acuerdo al tamafio y
tipo de la planta de tratamiento . Si la salida de dinero es es-
timada necesaria para abolirala contaminación del agua $ es evi-
dente que :: el conocimiento de facilidades es necesario, para jus-
tificar el costo y para determinar el grado de tratamiento obte-
nido . La importancia de un programa•de muestreo tiene prioridad
a la construcción de una planta de tratamiento de aguas de deseacho .
Se encuentra frecuentemente que las plantas de tratamiento de
varios tamaños y medidas son hechas con un pequeño conocimien-
to de las características del esecho a tratar . Los datos que
informan de la corriente y las características de desec :io en -
períodos diarios, semanáles, mensuales y en cambios de estación
son de un beneficio inmenso para diseñar un sistema de tratamien-
to .
4.11, 1'rogramas de Muestreo
El estudio del muestreo en una planta de trata-
miento se desvía en 'dos categorías básicas, una que es del ti-
po de rutina continua y la otra de corta duración e investiga-
ción especial .
El programa de muestreo de corta duración es -
usualmente una extensión o una aceleración de un programa con-
tinuo . Este es usualmente intenso y es relatado a un problema
de desecho industrial en la planta de tratamiento o en la eva -
luacón de una,planta de tratamiento . Los usos para la informa-
ción de inspecciones de muestreo continuo se han esbozado en el
capítulo dos .
4.12 Localización de las Estaciones de
Muestreo
La localización de los puntos gpropiados del mues-
treo deben establecerse independientemente para cada planta de .
tratamiento como las condiciones que varían de una planta a otra.
Ciertos principios generales son comúnes en todas las inpec
ciones del muestreo de la planta y algunas de éstas las ennu-
meramos en seguida como guía para establecer un programa (New
York State Department of Health).
12 Las muestras deben tomarse en donde el desecho está
bien mescla.do . .Esto puede lograrse muestreando en un,
punto de donde la corriente sea turbulenta.
22 Las partículas grandes, aquellas en exceso de un cuar-
to de pulgada en el diámetro, se deben excluir . Es
aconsejable muestrear 'el desague después de que se ha-
ya proyectado o después de que haya pasado a través de
ún conminutor.
32 Los depósitos, las crecientes o el material flotante
que se ha acumulado en el punto de muestreo, no debe
incluirse en la muestra.
42 Las muestras mantenidas más de una hora después del
análisis, se deben enfriar.
52 La colección de las muestras debe hacerse lo más fácil
que sea posible.
62 La ubicación de las estaciones de muestreo deben ser
accesibles y contar con el equipo apropiado para esti-
.mular .al personal para que continúe con el programa de
muestreo.
4.13 Frecuencia del Muestreo
La frecuencia del muestreo depende de las varia-
ciones asociadas con el' desecho individual de la corriente, así
como las limitaciones prácticas asociadas con la medida de la -
planta de tratamiento, la carga el personal y horas de super-
visión.
Es obvio que las grandes plantas de tratamiento
son capaces de hacer varias pruebas diarias, con espacio sufi-
ciente para el laboratorio y el equipo son usualmente disponi-
bles cuando la planta de tratamiento está en estado de diseño.
Las plantas de tratamiento pequeñas, están sin embargo progra-
madas según la cantidad de dinero que se gaste para estas faci-
lidades y la necesidad de un laboratorio de cál .idad, ayuda a -
obtener un presupuesto limitado.
Haciendo caso omiso del tamaño de la planta de
tratamiento o de las facilidades disponibles del laboratorio,
cualquier esfuerzo debe hacerse para mantener una prueba de ru -
tina en una base para que la agencia que tiene el control de la
descarga de la planta de tratamiento, o algún laboratorio pri-vado, si éste prueba ser improcticable . Es demasiado fácil co.-
meter errores en el desarrollo de las pruebas en el laboratorio
y. sólo por una comparación de los resultados analíticos, dichos
errores son descubiertos. Es importante hacer notar que el ta
mano de la planta de tratamiento no indica necesariamente el nú-
mero y la frecuencia de las pruebas y los análisis desarrollados.
En general, se recomienda que los análisis para las muestras de
DB05 y los sólidos suspendidos sean colectados
un
día por sema-
na como mínimo . Estas muestras deben ser muestras compuestas,
las cuales son proporcionales a la corriente . En la práctica,
es dificil tener un periodo de muestreo más largo que las ho-
ras de supervisión suministradas en la planta de tratamiento,
pero se recomienda que las mezclas compuestas de 24 horas, -
sean recolectadas tan pronto como sea posible . Estas plantas
de tratamiento, equipadas con un personal y un equipo de labo-
ratorio adecuado, se debe intentar en un muestreo diario para
obtener una información•más exacta en las cargas . También se
recomienda que una ins pección periódica e intensiva del mues-
treo, se efectúe pasa verificar los resultados' en las plantas
de tratamiento en donde el programa normal de muestreo para de-
terminar la DBO5 , y los sólidos suspendidos, una vez por' semana.
4.14 Equipo de Muestreo
Para que la rutina del programa de muestreo en
una planta de tratamiento implique muestreo en la misma ubica-
- ción a través del año, es factible instalar equipo automático de
muestreo sobre una base permanente . El equipo disponible está
descrito en la sección 2 .3 . , E1 equipo requerirá de un mentani-
miento e inspección continua para asegurar su funcionamiento --
propio. Esto puede auxiliar al personal de las interrupciones
impuestas por un programa rígido, requerido por la práctica de'
los programas de muestreo.
4.15 Pruebas y Procedimientos
Las plantas dé tratamiento se incorporan contrata-
mientos primarios, primarios y secundarios o primarios, secunda-
rios y terciarios . Ellos son relativamente simples o compuestos
y tienen grandes variaciones en el volumen del desecho tratado .
Pueden ser, sin embargos pruebas básicas específicas que son
aplicables a cualquier planta . Será establecido, de nupvo,-
que el número y la frecuencia del muestreo, están muy relacio-
nadas directamente al desague receptor para. el efluente de la
planta de tratamiento y no necesariamente al tamaZo de la plan
ta de tratamiento o a su complejidad. La siguiente lista in-
tenta establecer, el orden de importancia, las muestras y aná-
lisis que se requieren en las plantas.
PLA1\TA6 DE TFtATAMIt,NTO PRIMARIAS
Afluente
o
Alcantarillado
a) pH
b) Sólidos sedimentables
c) Sólidos totales
d) Sólidos suspendidos
e) Sólidos volátiles suspendidos
f) DBO
g) DCO ,
h) Fosfatos
i) Nitratos
Arena
a) Contenido de Humedad
b) Pruebas de Cribado
c) Sólidos secos
d) Sólidos volátiles
Efluente Primario
a) ph
b) Sólidos totales ,
c) Sólidos suspendidos
d) Sólidos volátiles suspendidos
e) DBO
f) DCO
g) Cloro residual
h) Cantidad de bacterias coliformes
i) Fosfato total
j) Ortofosfato
Desague de Bancos de Lodo
a) pl`
b) Sólidos secos
e) Sólidos volátiles
Lodos Digeridos y Digestor Sobrenadante
a) pH
b) Sólidos totales
e) Sólidos volátiles
d) Ácidos volátiles
e) Alcalinidad
Digestor de Gas
a) Porciento de Metano
Cieno Elutriado
a) ph
b) Sólidos totales
c) Sólidos volátiles
d) Alcalinidad
Elutriar
.Y
a) pH
b) Sólidos suspendidos
c) sólidos volátiles suspendidos
Aglutinación del filtro al vacío o Centrifugo
a) Sólidos totales
. b) Sólidos Volátiles
c) Fosfatos
d) Nitratos
Filtrado
a) pH
b) Sólidos totales
c) Sólidos suspendidos
d) Sólidos volátiles suspendidos
Incinerador
a) Sólidos secos
b) Sólidos volátiles
En suma a la lista anteriormente mencionada, hay
otras pruebas que se efectúan en determinados períodos de tiem-
po, se,vn sea la necesidad. Estas incluyen ; cromo, cianuro;
hierro, niquel y otros que se juzgan importantes, debido a al
¡Luna circunstancia inútil.
Plantas de Tratamiento Secundario
Combinando el tratamiento primario con el secun-
dario, se implican las pruebas precedentes para las plantas pri-
marias y en suma, esas pruebas se necesitarán para regular y con-
trolar la sección de aereación de la planta . Es posible que el -
análisis para materiales tóxicos prueben que son necesarios . Estos
pueden ser análisis para compuestos específicos, o para bioexami-
nados, con el objeto de determinar la toxicidad del desecho . Un
exámen adicional, produce información de gran valor para controlar
el proceso micro biológico de licor mezclado.
Es muy posible que al concentrar el desecho de lo-
dos activados,, sea una parte del proceso de tratamiento y por lo
tante se necesitarán pruebas para ésta operación.
Sección de Aereaci6n
a) Media hora para la prueba de sedimentación de licor
mezclado
b) Sólidos suspendidos en licor mezclado
c) Sólidos volátiles suspendidos en licor mezclado
d) Indice del volumen de lodos
e) Oxigeno . Disuelto
f) pH
g) Sólidos en retroceso y desecho de lodos activados
Concentración del Desecho de Lodos Activados
a) Sólidos en la alimentación de lodos
b) Sólidos en la descarga de lodos.o
e) Sólidos suspendidos en el filtrado o en el centradoz
d) Porciento volátil en sólidos suspendidos del filtra-
do o centrado
En suma a lo arriba mencionado, relativo al es-
pesamiento del desecho de lodos, si los coagulantes se emplean,
será necesario ejecutar análisis para evaluar las dosis requeridas
Lagunas, Estanques de Oxidación y Plantas Comúnes Sépticas.
Los medios de esta naturaleza, sirven usualmente a
pequeüas comunidades, no están sujetas,a control de operación.
Como resultado de los medios de un laboratorio relativamente pe
queflo que se ha suministrado, el muestreo no' puede ser extenso.
Afluente o Residuo bucio
a) pH
b) Sólidos suspendidos
c) Sólidos volátiles suspendidos
d0 DBO
Efluente
a) phi
b) sólidos suspendidos
c) Sólidos volátiles suspendidos
d) DBO .
e) Cantidad de bacterias coliformes
f) Cloro residual
Para lagunas y estanques de oxidación, es muy
importante una observación cuidadosa de la condición de la la-
cuna, debe notarse y registrarse, particularmente la presencia
de color, algas u olores.
4.2 1studios de los Desechos Industriales
muestreo de las descartas de los desechos in-
dustriales a los . sistemas municipales de alcantarillado, son lle-
vados a cabo por uno o más propósitos:
1. Investigar el potencial o estudio actual del desecho,
causando trastornos en el proceso u otros efectos ad-
versos en el sistema municipal de alcantarillado.
2. Para un exámen general de descargas de desecho indus-
trial para asegurar el rendimiento con el uso de alcan-
tarillado por las leyes.
Determinar las cargas de los desechos en términos de li-
bras (Kg.) DBO, sólidos suspendidos, etc . .en la descarga
de desecho industrial se usa como base para calcular las
sobrecargas, y
Para anticipar las cargas de choque-o las descargas de
desechos de gran fuerza.
3 .
4.21 Programas de Muestreo
La naturaleza del programa de muestreo puede ser
influenciada por el propósito con el cual las muestras son tomadas.
Se necesita de un muestreo cuidadoso todo el tiempo, es obvio que
se tome cuidado especial en casos en donde el análisis de la .mues_ .
tra se use con objetos de litigación o como base de carga en una
fuerza en los alcantarillados municipales.
4.22 Localización de las Estaciones de Muestreo
Si las muestras se emplean para proporcionar fuer-
za al uso .del alcantarillado por luz, lo mejor es seleccionar la
ubicación de muestreo que represente las descargas del desecho in-
dustrial, antes de :iue entre en el alcantarillado municipal . Si
las respiraderas no están disponibles en las alcantarillas para ,
el muestreo, debe hacerse una decisión para colectar las mues-
tras de la alcantarilla municipal arriba y abajo del punto de des-
carga industrial . El factor determinante en este ejemplo, se pa-
rece a los puntos de muestreo que son accesibles dentro de la plan-
ta industrial o en el alcantarillado municipal . En suma, es im-
portante notar que para propósitos de litigación, debe ser posi-.
ble probar que el desecho industrial muestreado dentro de la plan-
ta industrial entra actualmente en la alcantarilla municipal.
Esto se realiza por pruebas de un trazador colorante que involu-
cran la suma de algún colorante al desecho industrial y a las
alcantarillas municipales a muestrear para verificar la presencia
del colorante .
i las muestras se usan para propio sitos t&c-
nicos tales como determinar las cargas de choque o determi-
nar las cargas de desecho para propósitos de sobrecarga, el
programa de muestreo puede ser menos restingido y puede no
ser necesario para verificar precisamente que las descargas
de desechos industriales entren a las alcantarillas munici-
pales . Además dichos programas de muestreo pueden enfatizara
la cooperación entre la industria y el municipio: Es más fo-
cil convencer , a la'industria para hacer also acerca del pro-
blema y tomar una acción correctiva o pagar una sobrecarga,
cuando la industria ha sido activamente involucrada al pro-
blema . Un paseo por la planta confirmará los puntos del mues-
treo, la localización del aforo y las fuentes de los residuos.
4 .23 Frecuencia del Muestreo
En casos en donde se muestrea una corriente de
desecho que varia ampliamente, se debe poner atención para ob-
tener volúmenes de muestra, que sean proporcionales a la co-
rriente de desecho en una muestra compuesta representativa de
las caracterf zticas promedio de desecho que se obtuvo . ;sto
Esto se logra por medio de un muestreador automático como se.
ha dicho en la sección 2.3. Las muestras obtenidas, se to-
man con suficiente frecuencia para acomodar todas las varia-
ciones de la corriente, las características promedio del de-
secho que son proporcionales a la corriente de desecho, son
calculadas del análisis subsecuente de la toma de muestras
individuales y el flujo de desecho apropiado al tiempo de que.
la muestra sea tomada. Para evitar el análisis de toma de -
de muestras individual, se puede preparar un compuesto pesado.
El método y las limitaciones asociadas se discuten en la sec-
ción 2 .22 .
4 .24 Equipo de Muestreo
Como se ha mencionado previamente, las técnicas
de muestreo y el equipo requerido, serán dictados por la natu-
raleza, el tamaao y complejidad de la industrió que ser4 mues-
treada. Los detalles del equipo representativo se dan en el
Capítulo 2 .
4.25 Pruebas y Procedimientos
Las inspedciónes del desecho industrial pueden
aprovecharse en tres estados ; trabajo de pre-inspección, tra-
bajo de inspección y trabajo de pos-inspección . 1;1 trabajo de
pre-inspección comprende la colección de información de la in-
dustria, incluyendo información del agua consumida, distribu-
ción, procesos industriales, fuentes del líquido de desecho y
las características generales del desecho para determinar qué
análisis de llevarán a cabo.
La información del proceso industrial es inicial-
mente obtenida de libros de texto, y puede suministrar una base.
para discusiones inteligentes con el personal industrial en las
fuentes de desecho y los detalles de los procesos industriales
si afectan a las características de desecho . Con esta infor-
mación recolectada durante el trsbajo , . de la pre-inspección, el
contacto se puede hacer con la dirección de la industria .
Este contacto inicial podrá explicar a la dirección, el propó-
sito y justificación de la inspección y solicita su entera coo-
peración . La información se obtendrá en materiales, procesos de.
manufactura, número de empleados, tarifas de producción y progra
mas de manufact ra así como ,las descargas de los líquidos de''de-,
secho, conductos . de desecho y puntos rnuestreadores apropiados.
Las condiciones generales en la planta se notan tomandb .eh cuen-
ta las seguridades fisiológicas como refiere la' `producción de -
los líquidos de desecho . Los detalles del procedimiento :del.
muestreo, la preservación de las muestras y los análisis ., se
presentan detalladamente en el Capítulo 2.
Repasando la información debe hacerse un exámen.
cuidadoso de los resultados analíticos para garantizar que son'
consistentes con las observaciones visuales con conocimiento de,
las condiciones de la planta. Estos resultados deben checarse
de nuevo esperando las cargas de desecho, las relaciones de
producción de la carga de desecho, . balances de material y volú
men del agua usada.
Cuando sea razonable, y suponiendo que los datos
sean seguros, se debe recopilar una discusión e interpretación
de los resultados . Hay numerosos formatos para la preparación
de los reportes. En muchos casos una forma simple de reporte,
con espacio para comentarios generales, es todo lo que se ne-
cesita, en situaciones más complicadas se requiere de unzepor-
te detallado . El formato de dicuio reporte es como sigue :
Detalles de la Investigación"
1 . Introducción
. Personal que participa
3. Personal entrevistado
4. Descripción de la rl,_nta Industrial y del Proceso
5. Producción .y Operación 'de Datos
6. Distribución y Consumo del gua
7. Fuentes de Deseci:os líquidos y Desposición
8. Muestreo y Análisis
9. Cargas de Desecho y Relaciones de Producción
10. Discusión delEstudio
11. Conclusiones, Observaciones y itecomendacioxies
4.3 Estudio de las Aguas j'eceptoras
El muestreo de las aguas de desecho o el muestreo
para los efectos de las aguas de desecho no termina necesaria
mente en el perímetro de la planta de tratamiento, sino que .pue-
de extenderse muchas millas dentro del agua que recibe, la des-
carga de la planta. Dicho -muestreo puede recorrer, de un pro-
grama rudimentario a un programa complicado usando una variedad
de equipo y aparatos, y la asociación cooperativa de vocaciones y
disciplinas muy diferentes . Las razones para el muestreo son
múltiples, sin embargo, las razones siguientes son probablemente
las mayores.
14 Las facilidades de disposición de las aguas de desecho
pueden operarse sobre unApermiso de un cuerpo guberna-
'mental, solicitando que el agua receptora sea registra-
da .
?4 La demostración en conformidad con la calidad están-
dar del agua para efecto del ;ua receptora evitará
multas o infracciones.
32 La determinación de la calidad del agua receptora se
considera necesaria para la auto protección en el acon-
tecimiento de peticiones, quejas, etc .
.r
4Q Los departamentos gubernamentales requieren el mues-
treo' del agua receptora para proteger a los pájaros,
pezcados, etc.
b) Razones de Información Técnica
6
iQ El dató que se requiere para la localización de las
plantas de tratamiento de desecho o salidas.
22 Plantas de tratamientode desecho pueden encontrar aguas
receptoras o aguas muestreadoras, útiles para efectuar
medidas.
32 La industria puede muestrear aguas receptoras para de-
terminar el efecto, sin plantas de tratamiento de sus
desechos.
42 El muestreo del agua receptora puede formarse esencial-
mente por medio de un programa de preservación de un
recurso natural .
4.31 Programa de Muestreo
Es evidente que en zonas donde hay más contami-
nación concentrada, exista un cuerpo de agua receptora en una
cerrada proximidad a una salida.
4.32 Localización dulas ystaciones de
Muestreo
No es posible establecer reglas rígidas para la
localización de las estaciones de muestreo, hasta que los parti-
culares de la situación varíen ampliamente . El muestreo en las
aguas receptoras puede distribuirse como sigue:
Arroyos pequeños, estanques, ríos, lagos, bahías, playas con
marea, estuarios con marea y finalmente oceanos.
Cuando la corriente es baja y el mezclado es el
desecho ligero, puede correr adyacente a los bancos y puede equi-
vocar el curso de una corriente de muestreo . Los estanques se -
muestrean en la superfice, en el centro y con varias estaciones
alrededor del perímetro de él . Los ríos, dependiendo de su -
ancho requieren el trazado de una poligonal de tres cabidas,
una en medio de la corriente y una a cada lado de la orilla de
ella . Puede requerirse un número de dichas poligonales a través
del río, dependiendo de la extensión de la inspección . Los la-
gos pequeños pueden muestrearse alrededor del perímetro, y con
cada muestra que ha sido dada para representar cierta área . Las
bahías pueden ser parté de un lago, pero pueden diferir .
W
FIG . 4-1 LOCALIZACION CE LAS . ESTACIONES DE MUESTREO.
TANQUE DE
AGUA.
Es útil un acercamiento estadístico pare. evaluar el número de
muestras, sin embargo, la limitación real para el número de -
muestras, son los fondos disponibles.
Las localizaciones de muestreo se identifican,
estableciendo marcadores . Los marcadores temporales tal como
la botella de galón. de plástico amarrada a une. parte fija de la
orilla, pueden emplearse. Si los marcadores noj5ueden usarse
como por ejemplo, en el maestreo de lagos, los puntos de mues-
treo pueden mezclarse definitivamente por el uso de un sextan-
te . La posición del :.nuestreo debe conjurarse en el mapa
(Figura 4.1) .
yl control del muestreo en una corriente hacia
arriba de una fuente de desecho en un río, siempre estáinclu-
ido para indicar el efecto .del desecho de descarga.
4 .33 Frecuencia del Muestreo
Obviamente, el período de muestreo puede variar
con la inspección y la autoridad o agencia que hace el muestreo.
Los arroyos pueden muestrearse en la estación más baja de la co-.
rriente, así como en una corriente abundante algunas aguas . rece.
Loras pueden ser muestreadas extensivamente durante loe mesas . de.
verano y muestrear en una reducida escala en los meses de invier
no . El oleaje del agua puede muestrearse en un cierto estado de,
oleaje converso al tiempo de que el muestreo sea registrádo y eá, .
corelación a las condiciones de oleaje en que se trabaje, cuandó .
los registros de muestreo estén disponibles . El tiempo de
wuestreo tiene que ser muy a menudo balanceado de nuevo, a la
preservación de las muestras y a la distancia del laboratorio.
El muestreo debe tener mecanismos de transmisión
a un proceso industrial que incluye descargas intermitentes . yl
muestreo puede complicarse con lluvia, tormentas o con. largos r
periodos de sequía .
..
4.34 Equipo de riuestreo
El muestreo en grandes cuerpos de agua, requiere
usualmente de un equipo especializado de muestreo y de , operacio-
nes para manipularlo desde un bote . En laos peque ñ os ; puede
hacerse un muestreo adecuada desde un bote . En latos grandes,
donde existen enormes profundidades a muestrear, se requiere' ..
de montacargas para manejar los muestreadores y también de un'
equipo asociado . ,
Las muestras superficiales pueden seleccionarse,
usando una botella de muestreo, sostenida por una prensa de -
sujeción en una varilla o caña de pescar . El muestreo debe
tomarse a pocos pies lejos del bote para evitar una contamina-
ción local . Cuando se requiere de los muestreos profundos, se
necesita de un equipo más sofisticado para asegurar que el mues
treo represente realmente la profundidad de donde es tomada .'
Una botella abierta y pesada que se sumerja rá-pidamente, puede usarse para un muestreo no critico, con él co-
nocimiento de que este muestreo está contaminado en algún grado .
MENSAJERO
RESORTE
/ALDABA
MENSAJERO
TUBO DE VIDRIOSELLADO.
.ii►.isii►.i.riiFIG. 4-:. 2 MUESTREO PROFUNDO .
FIG. 4-3 MUESTREO PROFUNDO.
FIG. 4-4 MUESTREO PROFUNDO .
in el campo de las mediciones del oxígeno disuel-
to, pruebas de oxígeno han substituido en gran parte el muestreo
manual y la determinación química de oxígeno por sus muchas ven-
tajas . Si este método se usa para grandes profundidades ., las
pruebas de presión compensadoras deben usarse después de que las
presiones externas no balanceadas, produzcan erróneamente . lec
turas bajas .
Un aparato que evita dificultades asociadas con
los recipientes sellados en profundidades, está basado en un
cilindro abierto de los extremos, bajándolo en una posición
vertical permitiendo que el anua corra libremente a través del
cilindro durante el descenso (Figura 4 .4.).
En la profundidad deseada, los extremos del ci-
lindro se cierran por medio de las pelotas de caucho, chapale-
tas o tapones quo son puestos por resortes fuertes o bandas de
caucho . Durante el descenso, los extremos se mantienen abiertos
por cadenas conectadas a una aldaba, que es disparada por un
mensajero descendente .
Dibujo (Hoja 71)
Un muestreador de este tipo debe moverse arriba ' y
abajo pocas veces, a lâ profundidad de muestreo para producir una
inundación adicional del cilindro . El cilindro descendente tie-
ne una tendencia para arrastrar agua con él.
Un'aparat'o simple y conveniente para un muestreo
de 'profundidad, consiste en una pequeña bomba a bordo del bar-
-MANGUERA
PESO
DISCO
FIG.4 -5 ENTRADA DE BAJA VELOCIDAD.
por agua que entra durante su descenso.
Los recipientes cerrados, que se abren a una
profundidad deseada por un mensajero que es arrojado en una
linea de muestreo, ofrece auchas ventajas . Si se abre el re-
cipiente retirando el tapón a cualquier profundidad grande,
no es digno de confianza debido a la presión hidrostática.
En vez de un tapón, puede taparse con un disco ,plang, el -
cual es sacudido oblicuamente por un resorte fuerte(Fig . 4-2)
o una válvula mecánica en forma de llave o grifo de desabue, o
en su defecto un tubo de vidrio sellado que se rompe contra un
yunque (Fig . 4-3) . El último aparato es solicitado particular .
°menta para un muestreo bactereológico, después de que la bote-
lla y el tubo sellado sean reunidos, esterilizados y guardados
en condiciones de esterilización, mientras que el montaje se
abre en la profundidad de muestreo . Un aparato similar usa
un bulbo de caucho en vez de una botella de vidrio.
La muestra recuperada es transferida a Una bp .
tella de muestreo estéril comprimiendo el bulbo.
Dibujo (Hoja 70)
Estos aparatos tienen una desventaja, qué él
gua de la muestra está en contacto intimo con el aire conteni-
do en la botella de muestreo . El uso de botellas evacuadas
elimina parte de la dificultad asociada con los constituyentes
de oxígeno sensitivo, pego para el muestreo de oxigeno,.disuel-
to en.profundidades, es eséncial una forma de corriente , a .tra-
ves de un aparato nivelado .
co y una carga que es bajada a la profundidad deseada . La
bomba es lo suficientemente grade para operar y mandar el
chorro de agua en una línea de muestreo antes de que la mues-
tra' sea tomada.
Las profundidades en las que estas nuestras son
tomadas, son más definidas que en el caso de iuestras de cilin-
dros abiertos . La profundidad recorrida en donde la muestra es.•
tomada, puede refinarse usando un. aparato de entrada como se mues-
tra en la Figura 4-5 . La muestra, entra a baja velocidad a través
de una ranura alrededor de la circunferencia de un disco horizon-
tal . :Con cuidado, dicha muestra es operada a pocos centímetros
de la superficie sin alterar el sedimento.
Dibujo (Hoja 72)
Es importante medir las temperaturas en estudios
de lagos, después de que la estratificación pueda determinar el
movimiento y la distribución de los contaminantes . Los perfiles
de temperatura se toman durante los proyectos de muestreo . La
lectura directa de los indicadores de temperatura usando un
tipo de resistencia, prueban la recolección de un dato de per-
fil rápido y fácil . Si el oxígeno disuelto es medido por la
prueba de oxígeno, el térmómetro termisor, que está usualmente
asociado con la prueba de oxigeno, permite un .dato de tempera-
tura al mismo tiempo en que es obtenido el dato de oxígeno.
4.35 Pruebas y Procedimientos
Los parámetros empleados dependerán de que la
inspección sea de una rutina de naturaleza relativamentesim-
Tr-
FIG. A- I MEDICION DEL FLUJO DE UN TUBO ABIERTO.
Alk
ple, o de que se ejecute una investiUación exhaustiva de un.
estudio natural.
Los parámetros que se emplean comúnmente incluyen : temperatura, bacterias coliformes, cloro, oxígeno disuel-
to, DBOy nutrientes . Los que menos se emplean son ; fenol, trans-
parencia, materia orgánica en núcleos asentados, radio actividad,
organismos asentados, p)ancton, etc.
(Ver floja 73 .- Referencias
CLASIFICACION DE CONTAMINANTES DE
AGUAS DE DESECHO.
TDUSTRIAINDUSTRIA
Z
0 0
pv) E~Oa
O Q~
~
~O
ca QOZ
E)-
cn
OG Z
á ~
O
w~
5(I)~
OH~
O
AUTOMOTRIZ X l Í X
X
CERVECERA X X i : Í
ENLATADORA X X X X X X
; QUIMICA X . X1
i X X
LECHERA X X E yDESTILADORA X X
-~
FERTILIZADORA X X X
EMPACADORA X X X X X~ X !
X
MINERA X .
X X X
PETROLERA X X X
X
PETRO QUIMICA X X X X
POLIMERIZADORA X X X X
FARMACEUTICAÍ
X X X
REVESTIDORA X X X
DE PULPA DE PAPEL X X ~
X X X X X
¡
DE ACERO X X X X X X X
X
CURTIDORA X X X X ! X
!
~ TEXTIL X X X X_
X X