UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA

Asignatura: Practica de Qumica Analtica CuantitativaAlumnos: Bautista Nez Roly Ivn Perez Durand Monica--------------------------------------------------------------------------------------------------Visita a la plan de tratamiento de tratamiento de aguas residuales de Totorilla

I.- OBJETIVOS:- Tener conocimiento del proceso de tratamiento de agua residual de TOTORILLA.- Determinacin la aplicacin de qumica analtica cuantitativa en el proceso del tratamiento- Determinar la tecnologa para el tratamiento de aguas residuales.- Observar cuales son los impactos ambientales generados por las aguas residuales.

II. DESCRIPCIN DE LA PLANTA DE TOTORILLAEl tratamiento de aguas residuales (o agua residual, domstica o industrial, etc.) incorpora procesos fsicos qumicos y biolgicos, los cuales tratan y remueven contaminantes fsicos, qumicos y biolgicos introducidos por el uso humano cotidiano del agua.Caractersticas de las aguas residualesSustancias qumicas (composicin)Las aguas servidas estn formadas por un 99% de agua y un 1% de slidos en suspensin y solucin. Estos slidos pueden clasificarse en orgnicos e inorgnicos. Los slidos inorgnicos estn formados principalmente por nitrgeno, fsforo, cloruros, sulfatos, carbonatos, bicarbonatos y algunas sustancias txicas como arsnico, cianuro, cadmio, cromo, cobre, mercurio, plomo y zinc. Los slidos orgnicos se pueden clasificar en nitrogenados y no nitrogenados. Los nitrogenados, es decir, los que contienen nitrgeno en su molcula, son protenas, ureas, aminas y aminocidos. Los no nitrogenados son principalmente celulosa, grasas y jabones. La concentracin de orgnicos en el agua se determina a travs de la DBO5, la cual mide material orgnico carbonceo principalmente, mientras que la DBO20 mide material orgnico carbonceo y nitrogenado DBO2.Caractersticas bacteriolgicas: Una de las razones ms importantes para tratar las aguas residuales o servidas es la eliminacin de todos los agentes patgenos de origen humano presentes en las excretas con el propsito de cortar el ciclo epidemiolgico de transmisin. Estos son, entre otros: Coliformes totales Coliformes fecales Salmonellas Virus, etc.Principales parmetros Los parmetros caractersticos, mencionados en la Directiva, son: Temperatura(un promedio de21C) no menor de 15 ni mayor de35C pH(debe ser de 6,5 a 8,5)un pH mucho mas mayor que estos dado no seria apto para la poblacin microbiana Slidos en suspensin totales (SST) o Materia orgnica valorada como DQO y DBO (a veces TOC) Nitrgeno total Kjeldahl (NTK) Nitrgeno amoniacal y nitratosTambin hay otros parmetros a tener en cuenta como fsforo total, nitritos, sulfuros, slidos disueltos.- Valor pHEl valor ph puede influir a todos los procesos de tratamiento. Valores bajos (pH< 5) as como altos (pH>8,2) tienen impactos negativos a los procesos biolgicos de la planta de tratamiento esencialmente en los Filtros Percoladores y las Lagunas.Altos o bajos valores pH en la entrada indican el ingreso de efluentes industriales al alcantarillado municipal.El instrumento de medicin pierde su graduacin rpidamente, por eso hay que calibrar frecuentemente. Para la calibracin vase el manual del Medidor de pH de banco o mesa.Los puntos de muestreo son: 1, 2, 3 y 4, las mediciones debern efectuarse tres veces al da 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 segn la necesidad - Contenido de oxgenoEl contenido de oxgeno es de gran importancia para la vida biolgica en el agua y respectivamente en los elementos de tratamiento biolgico. El contenido de oxgeno se determinar directamente en el flujo, preferiblemente en una zona turbulenta, p.e. detrs de las rejas o detrs del Aforador Parshall o en el canal despus de los filtros percoladores y lagunas. Alternativamente se puede tambin analizar el grado de saturacin con oxgeno en el agua.- Turbiedad del aguaLa turbiedad del agua se analizar en las diferentes unidades, ingreso a laPTAS, lagunas de sedimentacin as como en las lagunas de maduracin para determinar la calidad del tratamiento. Alta turbiedad es decir poca transferencia combinado con el descenso del color verde indica problemas en el sistema de tratamiento como por ejemplo sobrecarga.Para la medicin se emplear un turbidmetro porttil.- DQO Demanda Qumica de Oxgeno) (mg/l)Con el anlisis del DQO se determina todo el material oxidable de una muestra incluyendo tambin del DBO5 y tiene que estar por esta razn siempre ms bajo que el DQO. La relacin DQO: DBO5 vara, dependiendo de la calidad de las aguas servidas entre 2:1 hasta 5:4. Una relacin de 2:1 significa contaminaciones altas de materia no-biodegradable indicando afluentes industriales.- Nitrgeno Amoniacal (NH4) (mg/l)El parmetro Nitrgeno amoniacal es parte del ciclo metabolismo de nitrgeno. Nitrgeno amoniacal est presente en las aguas servidas crudas en altas concentraciones porque es un producto final del metabolismo humano. Durante el proceso de tratamiento el NH4 est nitrificado por bacterias nitrificantes va un compuesto intermedio NO2 que es txico) al producto NO3 (Nitrito).Nitrgeno amoniacal es un fertilizante para plantas acuticas igual como terrestres.La importancia de su reduccin en el proceso de tratamiento debe depender de la destilacin de las aguas servidas purificadas as como de los objetivos del tratamiento. Si las aguas son utilizadas sera preferible tener el Nitrgeno como Nitrgeno amoniacal.

Parmetros microbiolgicos- Coliformes totalesEl organismo coliforme es empleado como organismo indicador, puesto que su presencia es ms numerosa y ms fcil de comprobar. Los coliformes indican la posible presencia de patgenos como bacterias, virus, protozoos y helmintos del origen del tracto intestinal humano. Para el uso de riego el anlisis de los coliformes totales es recomendado. - Coliformes fecalesSi la desinfeccin de las aguas residuales est previsto (por ejemplo en el caso que los efluentes sern descargados a un cuerpo receptor que servir para baarse) el anlisis de los coliformes fecales es requerido por su relacin con el patgeno Estreptococos fecal.Para el anlisis de los Coliformes fecales en NMP/100 ml estn recomendados los mtodos de la Estimacin de las densidades de coliformes con la utilizacin de medios lquidos o slidos

IV. DESCRIPCIN DEL PROCESO DE TRATAMIENTO

Principales Procesos De Tratamiento De Las Aguas Servidas.El tratamiento de las aguas servidas es una combinacin de operaciones fsicas de procesos qumicos y biolgicos que remueven el material suspendido o disuelto de dichas aguas. La tecnologa del tratamiento en mixto compuestos por filtros perculadores y lagunas de maduracin.

a.- Tratamiento Primario (seccin de rejas).El tratamiento primario de las aguas servidas es un proceso mecnico, en este proceso las aguas reciben un tratamiento preliminar o fsico; donde el tratamiento fsico es mayor (80%) que el tratamiento biolgico (20%), y la cantidad de caudal recibido esta comprendido entre 338L/s a 600L/s dependiendo al horario. Los materiales flotantes y pesados son removidos utilizando rejillas, desarenadores para la remocin de arena, sedimentacin para la remocin de materiales sedimentables. El 45 65 % de los slidos en suspensin se eliminan en este proceso, utilizando las operaciones de: filtracin, sedimentacin, flotacin. Tambin se puede dar la digestin parcial de la materia orgnica disuelta y lodos residuales si tiene un tiempo de retencin largo.

b.- Tratamiento Secundario: se produce la biodegradacin de la materia orgnica por medio de la combinacin de procesos anaerobios y aerobios para que se generen las bacterias responsables de realizar la descomposicin y asimilacin de los nutrientes provenientes del agua residual y la reduccin de la contaminacin (medida como DBO y DQO).c.- Tratamiento Terciario:Diseada esencialmente para eliminar toda la DBO, el nitrgeno y el fsforo. El tratamiento terciario proporciona agua potable pero es un proceso caro, en este tratamiento se aade cloro al agua para matar o inhibir cualquier microorganismo, y oxidar sustancias productoras de olor. Entre las operaciones que se utilizan en el tratamiento terciario de aguas contaminadas estn:- Microfiltracin- Adsorcin por carbn activado- Intercambio inico- Osmosis inversa- Electrodilisis- Remocin de nutrientes- Cloracin- Ozonizacin.

ROCIADORES ROTATIVOS

d.- Lagunas de Oxidacin:Son construcciones poco profundas que normalmente recibe agua residual cruda y que la tratan con procesos de estabilizacin natural en condiciones climticas adecuadas.Una laguna de estabilizacin contiene algas y bacterias en suspensin. El oxigeno liberado por las algas a travs del metabolismo fotosinttico, es usado por las bacterias en la descomposicin aerbica de la materia orgnica. A la vez, los nutrientes y el dixido de carbono producido por la actividad bacteriana son usados por las algas. La Construccin de estas lagunas es barata y su operacin es simple y se puede lograr buena remocin de materia orgnica y microorganismos patgenos. La mayora de estas lagunas se disean como un sistema continuo. TEBBUTT (1997). La combinacin de la actividad bacterial aerbica y anaerbica, da origen al tipo de lagunas ms comunes en el tratamiento de aguas residuales conocidas como laguna de estabilizacin facultativa. Es comn que la laguna facultativa tenga una profundidad de 1 a 2 metros y tiempo de retencin de 5 a 30 das. Cuanto mayor es el tiempo de retencin hay una remocin considerable de bacterias por respiracin endgena y por sedimentacin. Las bacterias y el fitoplancton son presa de los ciliados, los rotferos y los crustceos, es posible remover del 70 al 85 % de DBO, aunque las algas en el efluente pueden afectar estos valores en forma significativa. Entre el tratamiento primario y secundario de las aguas eliminan cerca del 90 % de los slidos en suspensin y cerca del 90 % de la materia orgnica (90 % de la demanda bioqumica de oxgeno).

e.- Proceso de cloracin:El mtodo de cloracin es el ms utilizado, pero como el cloro reacciona con la materia orgnica en las aguas de desecho y en el agua superficial produce pequeas cantidades de hidrocarburos cancergenos. Otros desinfectantes como el ozono, el perxido de hidrgeno (agua oxigenada) y luz ultravioleta empiezan a ser empleados en algunos lugares, pero son ms costosos que el de cloracin.El proceso ms utilizado para la desinfeccin del agua es la cloracin porque se puede aplicar a grandes cantidades de agua y es relativamente barato. El cloro proporciona al agua sabor desagradable en concentraciones mayores de 0.2 ppm aunque elimina otros sabores y olores desagradables que le proporcionan diferentes materiales que se encuentran en el agua.Aunque el cloro elemental o en forma atmica se puede usar para la desinfeccin del agua, son ms utilizados algunos de los compuestos de cloro como el cido hipocloroso, el hipoclorito de sodio, el hipoclorito de calcio y el perxido de cloro.3.3.5 Filtros PercoladoresEl concepto del filtro percolador naci del uso de los filtros de contacto, que eran estanques impermeables rellenos con piedra machacada. En su funcionamiento, el lecho de contacto se llenaba con el agua residual desde la parte superior y se dejaba que se pusiese en contacto con el medio durante un corto perodo de tiempo. El lecho se vaciaba a continuacin y se le permita que reposase antes de que se repitiese el ciclo. Un ciclo tpico exiga 12 horas de las cuales haba 6 horas de reposo. Las limitaciones del filtro de contacto incluyen una posibilidad relativamente alta de obturaciones, el prolongado perodo de tiempo de reposos necesario, y la carga relativamente baja que poda utilizarse.En el filtro percolador el agua residual es roseada sobre la piedra y se deja que se filtre a travs del lecho, este filtro consiste en un lecho formado por un medio sumamente permeable al que los microorganismos se adhieren y a travs del cual se filtra el agua residual. El tamao de las piedras de que consta el medio filtrante est entre 2.5 10cm de dimetro, la profundidad de estas vara de acuerdo al diseo particular, generalmente de 0.9 2.4m con un promedio de profundidad de 1.8m.Ciertos filtros percoladores usan medios filtrantes plsticos con profundidades de 9 12m. Actualmente el lecho del filtro es circular y el residuo lquido se distribuye por encima del lecho mediante un distribuidor giratorio, antes el lecho era rectangular y el agua residual se distribua mediante boquillas rociadoras fijas cada uno de los filtros posee un sistema de desage inferior el cual recoge el agua tratada y los slidos biolgicos que se han separado del medio, este sistema de desage es importante tanto como instalacin de recogida como por su estructura porosa a travs de la que el aire puede circular.La materia orgnica que se halla presente en le agua residual es degradada por la poblacin de microorganismos adherida al medio, esta materia es absorbida sobre una capa viscosa (pelcula biolgica), en cuyas capas externas es degradada por los microorganismos aerobios, a medida que los microorganismos crecen el espesor de la pelcula aumenta y el oxgeno es consumido antes de que pueda penetrar todo el espesor de la pelcula, por lo que se establece un medio ambiente anaerobio, cerca de la superficie del medio, conforme esto ocurre las materia orgnica absorbida es metabolizada antes de que pueda alcanzar los microorganismos situados cerca de la superficie del medio filtrante. Como resultado de no disponer de una fuente orgnica externa de carbn celular, los microorganismos situados cerca de la superficie del medio filtrante se hallan en la fase endgena de crecimiento, en la que pierden la capacidad de adherirse a la superficie del medio. En estas condiciones el lquido a su paso a travs del medio filtrante arrastra la pelcula y comienza el crecimiento de una nueva, esta prdida de la pelcula es funcin de la carga hidrulica y orgnica del filtro, donde la carga hidrulica origina las velocidades de arrastre y la orgnica influye en las velocidades del metabolismo de la pelcula biolgica, en base a estas cargas hidrulica y orgnica los filtros pueden dividirse en dos tipos: de baja y alta carga.La comunidad biolgica presente en un filtro se compone principalmente de protistas, incluyendo bacterias facultativas, aerobias y anaerobias, hongos, algas y protozoos.Suelen tambin encontrarse algunos animales superiores como gusanos, larvas de insectos y caracoles.Los microorganismos predominantes en el filtro percolador son las bacterias facultativas, las que con las bacterias anaerobias y aerobias, descomponen la materia orgnica del agua residual, los hongos son los causantes de la estabilizacin del agua residual, pero su contribucin es importante solo a un pH bajo o con ciertas aguas residuales industriales, las algas crecen nicamente en las capas superiores del filtro a donde llega la luz solar, esta es la razn por la que las algas no toman parte directa en la degradacin de residuos, pero durante el da aaden oxgeno al agua residual que se est filtrando, sin embargo, desde el punto de vista operacional las algas pueden causar el taponamiento de la superficie del filtro por lo que se consideran un estorbo. De los protozoos que se encuentran en el filtro los del grupo ciliata son los predominantes su funcin no es estabilizar el agua residual sino controlar la poblacin bacteriana. Los animales superiores se alimentan de las capas biolgicas del filtro, ayudando as a mantener la poblacin bacteriana en estado de gran crecimiento o rpida utilizacin del alimento.Las poblaciones individuales de la comunidad biolgica sufrirn variaciones en toda la profundidad del filtro en funcin de los cambios en la carga orgnica hidrulica, composicin del agua residual afluente, disponibilidad del aire, temperatura, pH y otros.La instalacin de sedimentacin es muy importante en el proceso del filtro percolador, pues es necesaria para eliminar los slidos suspendidos que se desprenden durante los perodos de descarga en los filtros, si se utiliza recirculacin una parte de estos slidos sedimentados podra ser reciclado y el resto debe desecharse, pero la recirculacin de los slidos sedimentados no es tan importante en este proceso, la mayora de los microorganismos se adhieren al medio filtrante, la recirculacin podra ayudar a la inoculacin del filtro, sin embargo, los objetivos principales de sta son disminuir las aguas residuales ya hacer que el efluente del filtro se ponga en contacto de nuevo con la poblacin para el tratamiento adicional, la recirculacin casi siempre forma parte de los sistemas de filtros percoladores de alta carga.Otras veces es necesario eliminar selectivamente ciertos componentes, como el fsforo, para evitar la eutrofizacin del cauce donde irn las aguas; esto se consigue mediante la combinacin de reactivos qumicos y el paso de las aguas a travs de filtros de arena, o incluso de carbn activo. El lagunaje. Este sistema consiste en la depuracin biolgica en estanques de estabilizacin. Una laguna de estabilizacin es un estanque excavado en la tierra que depura el agua residual que recoge; en l tienen lugar una serie de procesos: El efecto estanque permite absorber las variaciones de caudal del agua residual que llega a la laguna. Las partculas en suspensin sufren una sedimentacin primaria. Los residuos orgnicos son eliminados por oxidacin bacteriana aerobia (en la superficie del estanque) y digestin anaerobia (en las capas de agua ms profundas). El proceso biolgico, las lagunas que se clasifican en:

Lagunas facultativasDos unidades alargadas que remueven parte de la carga orgnica y coliformes.

Lagunas de maduracin Dos unidades alargadas que complementan la depuracin de las aguas servidas.

Lagunas de maduracin final Complementa el tratamiento de las aguas provenientes de las lagunas facultativas y de maduracin, las mismas que se vertirn al ro Alameda.Lechos de secadoDoce (12) unidades con material filtrante, para la deshidratacin de lodos provenientes de los tanques Imhoff.Lagunas aerobias Los procesos que tienen lugar son la fotosntesis y la respiracin, llevados a cabo por algas verdes y bacterias aerobias. Para facilitar el proceso, los estanques son amplios y poco profundos. Al mismo tiempo, en estas lagunas tienen lugar procesos de desinfeccin por la accin de los rayos ultravioletas procedentes de la luz solar.

Lagunas anaerobias La fermentacin de la materia orgnica tiene lugar mediante la accin de las bacterias anaerobias, y produce gases como el metano y el cido sulfhdrico. El estanque debe ser profundo y de pequea superficie, carente de oxgeno, salvo en una delgada capa superficial, que evita la propagacin de los malos olores.

Lagunas facultativas En ellas se combinan las condiciones de digestin de las bacterias aerobias y anaerobias; suelen emplearse para depurar las aguas residuales que se han sometido a un pretratamiento. Filtros verdes Consisten en plantaciones de especies de crecimiento rpido (como el chopo) que se alimentan con los nutrientes procedentes de las aguas residuales. Eliminan gran parte de la carga contaminante, pero los rboles no tienen actividad vegetativa durante todo el ao. Adems, necesitan una gran extensin de terreno.

Lechos de turba EI agua residual se conduce a unas balsas, en donde se filtra a travs de turba, que retiene buena parte de la carga contaminante.

Productos finales de la depuracin de aguas residuales: los bioslidos El proceso de depuracin de aguas residuales tiene como producto principal el agua depurada que se incorpora a los cauces, pero tambin conlleva la produccin de gran cantidad de subproductos, especialmente los fangos ricos en materia orgnica que se producen en el tratamiento biolgico y en las sucesivas decantaciones. Los fangos o lodos de depuracin contienen gran cantidad de humedad (superior a un 95%) y un alto contenido en materia orgnica biodegradable: el proceso ms habitual consiste en su espesamiento y deshidratacin, reduciendo su contenido en agua para hacerlos ms manejables. Tambin se tratan para reducir su contenido en materia orgnica fermentable, mediante procedimientos de digestin (tanto aerobia como anaerobia) o estabilizacin. En la prctica este proceso se realiza en los digestores de fango.

VI. CONCLUSIONES El proceso de tratamiento de agua residual de TOTORILLA es factible tanto tcnico como econmico. Las aguas residuales son residuos lquidos provenientes de tocadores, baos, regaderas o duchas, cocinas, etc; que son desechados a las alcantarillas, atarjeas o cloacas. En muchas reas, las aguas residuales tambin incluyen algunas aguas sucias provenientes de industrias y comercios. La divisin del agua casera drenada en aguas grises y aguas negras es ms comn en el mundo desarrollado, el agua negra es la que procede de inodoros y orinales y el agua gris, procedente de piletas y baeras. Con relacin a la cantidad de coliformes fecales que la direccin de salud de Ayacucho determino por encima de lo permisible cabe indicar que existe dentro del horizonte 2014, la implementacin de una caseta de cloracin permanente, lo que hace difcil que esto sea una realidad es el excesivo costo de operacin y mantenimiento (Por el Insumo CLORO). Cabe Indicar que tcnicamente, la construccin de un filtro percolador es mucho mas sencilla y econmica en comparacin al Tanque Imhoff, lo que encarece la estructura es el tipo de equipo mecnico que requiere esta estructura (Rociador Rotativo), en cuanto al relleno cabe indicar que dicho material es propia de la zona (piedra pmez).VII.- RECOMENDACIONES: Las aguas servidas, es el producto del uso del agua potable en los domicilios, comercios, mercados, ya sea en el aseo personal, preparacin de alimentos, lavado de ropa, limpieza, evacuacin de desechos y otros. la empresa se debe dedicar a concientizar en el uso del agua manejo para evitar mucha contaminacin que se produce ya sean metales u otros inorgnicos. Se recomienda que para el suministro de los equipos importados se requiere la asesoria de personal especializado en cuando a su instalacin y puesta en marcha. Se recomienda a la EPSASA en base a la visita realizada realizar un anlisis ms somero de los problemas que se advierten para proponer la mejor alternativa de solucin. Se recomienda a la EPSASA, implementar de manera permanente el plan de monitoreo y capacitar permanentemente a los trabajadores. Recomendamos: Realizar el pre tratamiento necesario a sus desages no domsticos, instalar las rejillas, sedimentadores, atrapadores de grasa y trampas en sus lavaderos y servicio de desage.

VII.- BIBLIOGRAFIA

Libro de Consulta para Evaluacin Ambiental (Volumen I; II y III). Trabajos Tcnicos del Departamento de Medio Ambiente del Banco Mundial. Walter Edwin Silva Rodrguez GONZALES J. Seminario taller de aguas servidas. Ayacucho. EPSASA. Fair, G.M., J.C. Geyer, y D.A. Okun. 1966. Water and Wastewater Engineering. 2 Volmenes. Nueva York: John Wiley and Sons. Feachem, R.G., D.D. Mara, y M.G. McGarry. 1977. Water. Wastes and Health in Feachem, R.G. y otros. 1983. Sanitation and Disease: Health Effects of Excreta and Wastewater Management. Chishester, Reino Unido: John Wiley and Sons.