Planta de tratamiento de liquidos cloacales

Planta de tratamiento de líquidos cloacales CARACTERÍSTICAS GENERALES DEL AGUA El agua, pese a ser una de las sustancia más comunes que se encuentran en la naturaleza, resulta ser, una sustancia muy particular, anómala en casi todas sus propiedades físico-químicas, y posiblemente una de la más compleja de todas las que están constituidas por un único compuesto químico. Su singularidad radica, en la facilidad con que sus moléculas forman grandes agregados tridimensionales cuando esta en estado liquido. Esto la diferencia de los fluidos normales y explica los altos valores de viscosidad, tensión superficial y temperaturas de fusión y ebullición. Su estructura molecular en forma de racimos, todavía no muy bien conocida, se debe a que los átomos de hidrógeno no están geométricamente alineados con el oxigeno central, sino que se encuentran plegados formando un ángulo de 105°, lo que da lugar a una bipolaridad y a enlaces de hidrógeno entre moléculas adyacentes. La verdadera molécula de agua seria, pues (H2O)n, variando el valor de n con las condiciones de presión y temperatura. Debido a la disposición especial plegada de la molécula de agua, esta tiene una gran capacidad de disolución, siendo esta propiedad, precisamente, la que hace más vulnerable su calidad. Otra característica del agua es su gran estabilidad, incluso en altas temperaturas. A 2.700°C, únicamente el 11% se disocia en moléculas de hidrógeno y de oxigeno. De esto se deriva que la cantidad total de agua en la tierra permanece constante durante largos periodos de tiempo, si bien su estado y situación varia, formando lo que se ha dado en llamar el ciclo hidrológico. En determinadas circunstancias el vapor de agua existente en la atmósfera se precipita en forma de lluvia o nieve. Parte del agua caída sobre la tierra se evapora directamente; otra parte, vuelve a la atmósfera a través de la evapotranspiración vegetal; el resto llega, por caminos mas o menos complejos superficiales o subterráneos, al mar, donde, por evaporación, es restituida a la atmósfera, completándose así el ciclo. La masa de agua terrestre se clasifica en dos grandes subsistemas: superficiales (marinas y continentales) y subterráneas. Las aguas subterráneas son las que se encuentran en las capas interiores de la tierra, en forma de corrientes o estancadas, constituyendo horizontes o capas acuíferas que afloran a la superficie de la tierra por fuentes o manantiales, o bien es extraída por medio de pozos. Las características físico-químicas del agua son constantes y dependen fundamentalmente de la naturaleza de las rocas que atraviesan. En general, no contienen materia viva. Las aguas superficiales (mares, ríos, lagos, etc.) poseen una composición físico-química variable, dependiendo de factores geológicos, geográficos, climáticos y biológicos. Las aguas marinas poseen una composición bastante homogénea de los elementos mayoritarios (cloruro, sodio, sulfato, magnesio, etc.). En el seno de las aguas superficiales de desarrollan y viven un gran numero de organismos que dependen del medio para su existencia. La gran accesibilidad de esta agua para el hombre ha puesto su mejor uso y, por consiguiente, es responsable de la calidad del agua. A lo largo del ciclo hidrológico, el agua, que al pasar a la atmósfera por evaporación es agua destilada de máxima pureza, se va cargando de otras sustancias que determinan, en el momento de su utilización, las características de calidad. Aunque ya en la atmósfera el agua de lluvia recibe impurezas por gases, aerosoles, polvo y sales, si nos limitamos al ciclo natural, en el sentido de no considerar causas de contaminación debidas de una u otra forma a la actividad humana, la mayor parte de las impurezas provienen de las formaciones geológicas por las que discurre o en las que se almacena y que, en mayor o menor grado, va disolviendo. Por ello, la geología es un factor determinante de la composición del agua y, en definitiva, de su calidad natural. Así, por una parte, el agua, de acuerdo con la litología de las formaciones geológicas con las que esta en contacto, resulta ácida o alcalina, con alto o bajo contenido de sales disueltas, con preponderancia de carbonatos, sulfatos, cloruros, etc. Por otra parte, el contacto con formaciones minerales puede ser ocasión para que en el agua se encuentren determinados elementos como el hierro, manganeso, cobre o mercurio cuya procedencia natural conviene conocer para diferenciarla de la contaminación posterior. La composición química y biológica que las aguas llegan a tener de forma natural se modifica por la recepción de efluentes, de muy diferentes características, originados por la actividad humana. Esta composición final es la que determina la calidad del agua en un determinado momento.

Aguas superficiales Se denomina de esta manera a las aguas que circulan sobre la superficie del suelo. Pueden presentarse en forma correntosa como en el caso de corrientes, ríos y arroyos, o quietas si se trata de lagos, reservorios, embalses y lagunas. El agua superficial se produce por la escorrentía generada a partir de las precipitaciones y por la infiltración de aguas subterráneas. Para propósitos regulatorios, suele definirse al agua superficial como toda agua abierta a la atmósfera y sujeta a escorrentía superficial. Una vez producida, el agua superficial sigue el camino que le ofrece menor resistencia. Una serie de arroyos, riachuelos, corrientes y ríos llevan el agua desde áreas con pendiente descendente hacia un curso de agua principal. Esta área de drenaje suele denominarse como divisoria de aguas o cuenca de drenaje. Una divisoria de aguas es una cuenca circundada por un surco de gran profundidad, que separa áreas de drenaje diferentes. La calidad del agua está fuertemente influenciada por el punto de la cuenca en que se desvía para su uso. La calidad de corrientes, ríos y arroyos, varía de acuerdo a los caudales estacionales y puede cambiar significativamente a causa de las precipitaciones y derrames accidentales. Los lagos, reservorios, embalses y lagunas presentan en general, menor cantidad de sedimentos que los ríos, sin embargo están sujetos a mayores impactos desde el punto de vista de actividad microbiológica. Los cuerpos de agua quietos tales como lagos y reservorios, envejecen en un período de tiempo relativamente grande como resultado de procesos naturales. Este proceso de envejecimiento está influenciado por la actividad microbiológica que se encuentra relacionada directamente con los niveles de nutrientes en el cuerpo de agua y puede verse acelerada por la actividad humana. Agua Subterráneas Se define como agua subterránea a la porción de agua subsuperficial que está sometida a una presión mayor que la atmosférica, de modo que fluye dentro de cavidades abiertas dentro de la tierra o que se mueve a través de su superficie bajo la forma de filtraciones o manantiales. El agua subterránea puede ingresar por varios caminos: proviene por ejemplo de la percolación de la precipitación directa, la infiltración de depósitos de agua superficiales y de la recarga artificial. Existen varias vías de salida tales como la evaporación de agua libre o bien de la humedad del terreno, la evapotranspiración, que se debe básicamente a la utilización y evaporación del agua por medio de la vegetación, escapes a ríos o arroyos o bien sistemas hechos por el hombre como los pozos de suministro. Las aguas subterráneas se pueden clasificar en general como de capa libre y confinada. En las aguas de capa libre el nivel freático puede subir o bajar dependiendo del nivel de las aguas superficiales, ya que actúan de modo similar a vasos comunicantes. El agua que penetra por infiltración puede llevar diferentes sustancias en disolución dependiendo del origen de la misma. El suelo funciona como filtro de muchas sustancias reteniéndolas, sobre todo materia orgánica. Sin embargo, algunas sustancias llegaran al nivel freático y serán arrastradas por las aguas subterráneas. Las aguas subterráneas actúan como diluyente y, al no tener organismos que transformen la materia orgánica, como en las aguas superficiales, esta se degrada muy lentamente bajo la acción del oxigeno disuelto. Por ello, cualquier tipo de contaminación orgánica que se origine en las aguas subterráneas tarda muchos años en eliminarse y la inorgánica únicamente se diluye y circula dentro de las venas subterráneas. Actualmente, uno de los mayores problemas de las aguas subterráneas es la contaminación por nitratos de origen agrícola, estando totalmente prohibida la adición de sustancias toxicas y peligrosas por cualquier procedimiento: infiltración, inyección, etc., ya que estas no tienen ningún mecanismo de eliminación y solo pueden diluir dichas sustancias. El suelo que se encuentra por debajo de la superficie terrestre se compone de dos zonas hidrogeológicas diferentes; la zona no saturada y la zona saturada. La zona no saturada constituye un sistema de tres fases: sólido, líquido y gas. Los sólidos generalmente están constituidos por materiales inorgánicos y orgánicos. La materia orgánica corresponde a los restos de plantas y animales sepultados y que se encuentran en diferentes etapas de degradación. La fase líquida está constituida por agua la cual contiene sólidos disueltos. Por su parte, la fase gaseosa incluye vapor de agua y otros gases presentes en la atmósfera aunque no necesariamente en la misma proporción. La zona saturada, en cambio, comprende a todos los materiales ubicados por debajo del nivel freático.

Concepto de contaminación aplicado al agua. Decir que un agua se encuentra contaminada o no es un concepto, de alguna manera relativa, ya que no se puede hacer una clasificación absoluta de la “calidad” del agua. El agua destilada que, desde el punto de vista de la pureza, tiene el más alto grado de calidad, no es adecuada para beber, esto es porque el grado de calidad del agua ha de referirse a los usos a que se destina. La determinación del estado de la calidad de un agua estará referida al uso previsto para la misma De igual manera el concepto de contaminación ha de estar referido, a los usos posteriores del agua. En este sentido, la Ley de Aguas establece que se entiende por contaminación: Contaminación: La acción y el efecto de introducir materias o formas de energía que impliquen una alteración perjudicial de la calidad del agua en relación con los usos posteriores o con su función ecológica.

Usos del agua  Agua destinada a la producción de agua potable  Agua destinada al consumo y usos domésticos  Agua destinada a fines industriales.  Agua destinada a fines agrícolas: o Riego. o Consumo de los animales.  Agua destinada a actividades recreativas: o Contacto primario con el agua. o Contacto secundario con agua.  Vida acuática: o Especies sensibles a la contaminación. o Especies tolerantes a la contaminación.

Las aguas destinadas al consumo público deberán de tener los tratamientos adecuados con el fin de obtener una calidad determinada. Como norma general hay que tener en cuenta que el fin último es la protección de la salud publica. El agua requerida para la industria suele ser de inferior calidad que la requerida para usos domésticos o para el consumo, si bien hay que tener en cuenta que ciertas industrias necesitan de aguas tratadas más cuidadosamente. La calidad mínima necesaria para poder utilizarla en cada uno de los procesos industriales es distinta según el agua sea utilizada o consumida; ya que la utilización implica la devolución integra del volumen de agua tomada para un determinado proceso, mientras que el consumo implica que el agua se incorpora de alguna manera, al producto fabricado, pasando a formar parte de él. No todas las aguas son aptas para riego, dependiendo su mayor o menor bondad, no sólo de su contenido iónico en calidad y cantidad, sino de otra serie de factores, como son entre otros la permeabilidad del suelo, su pH, tipo de cultivo a irrigar, sistema de riego, etc. Fuentes de contaminación del agua La contaminación de las aguas puede proceder de fuentes naturales o de actividades humanas. En la actualidad la más importante, sin duda, es la provocada por el hombre. El desarrollo y la industrialización suponen un mayor uso de agua, una gran generación de residuos muchos de los cuales van a parar al agua y el uso de medios de transporte fluviales y marítimos que, en muchas ocasiones, son causa de contaminación de las aguas. Las aguas superficiales son en general más vulnerables a la contaminación de origen antropogénico que las aguas subterráneas, por su exposición directa a la actividad humana. Por otra parte una fuente superficial puede restaurarse más rápidamente que una fuente subterránea a través de ciclos de escorrentía estacionales. Los efectos sobre la calidad serán distintos para lagos y embalses que para ríos, y diferentes para acuíferos de roca o de arena y grava.

Naturales: Normalmente las fuentes de contaminación natural son muy dispersas y no provocan concentraciones altas de polución, excepto en algunos lugares muy concretos. La contaminación de origen humano, en cambio, se concentra en zonas concretas y, para la mayor parte de los contaminantes, es mucho más peligrosa que la natural. Los factores naturales no pueden controlarse fácilmente y pueden tener un impacto significativo sobre la calidad de una fuente de agua. Los factores que se deben considerar son: a) Clima El efecto principal causado por condiciones climáticas que afecta la calidad del agua es la precipitación. Los climas húmedos o con períodos de precipitación de régimen considerable pueden dar lugar a velocidades de escorrentía elevadas o favorecer condiciones de inundación que pueden causar la resuspensión de los sedimentos, incrementando los niveles de turbiedad, color, metales u otro tipo de contaminantes. En condiciones de sequía prolongada, los niveles bajos de drenaje pueden generar estancamiento, incrementando en consecuencia, la posibilidad de actividad microbiológica y crecimiento de algas. Del mismo modo, se incrementa el impacto de descargas de fuentes puntuales por la reducción en el efecto de dilución y en la capacidad asimilativa del cuerpo de agua. La temperatura también es un factor climático importante que afecta la velocidad de la actividad biológica, la concentración de oxígeno y los coeficientes de transferencia de masa.

b) Características de la Cuenca Las diferentes características naturales de una cuenca de drenaje pueden tener un efecto significativo en la calidad del agua. Así, por ejemplo, la topografía afecta la velocidad de flujo. Las pendientes pronunciadas pueden erosionar la capa superficial de suelo o las márgenes de ríos o arroyos, introduciendo residuos, sedimentos y nutrientes que pueden incrementar el contenido de algas, color y turbidez. El tiempo de residencia en lagos y reservorios también es función de la topografía y afecta la calidad del agua, afectando la sedimentación y la actividad biológica. Otro aspecto de importancia es la descomposición de la cubierta vegetal que produce color y es una fuente de compuestos húmicos y fúlvicos, frecuentemente asociados con la formación de subproductos de desinfección. La cubierta vegetal, sin embargo, actúa como filtro natural frente a la acción de la escorrentía de contaminantes provenientes de fuentes no puntuales, ejerciendo un mecanismo de protección a la actividad humana.

c) Geología La geología local impacta en forma directa sobre la calidad de fuentes superficiales y subterráneas. Un agua subterránea que presenta dureza elevada, por ejemplo, deriva de una formación geológica subterránea con un contenido de calcio y magnesio considerable. Los suelos juegan un rol importante por su capacidad amortiguadora en la escorrentía de la precipitación ácida. La presencia de radionúclidos en aguas subterráneas, tales como el radón, o la presencia de cenizas generadas en erupciones volcánicas, constituyen ejemplos del efecto significativo que ejerce la geología sobre la calidad del agua.

d) Crecimiento Microbiológico y de los Nutrientes El estado de un cuerpo de agua depende de los niveles de nutrientes y actividad microbiológica. El ciclo de vida natural de un cuerpo de agua involucra tres estados conocidos como niveles tróficos: oligotrófico (concentración de nutrientes y actividad microbiológica bajas), mesotrófico (concentración de nutrientes y actividad microbiológica moderadas) y eutrófico (concentración de nutrientes y actividad microbiológica altas). En la mayoría de lagos, ríos y corrientes de agua, la producción de plantas está principalmente regulada por la disponibilidad de fósforo. Se verifica que los lagos que presentan un contenido de fósforo elevado sufren un gran crecimiento de algas generando turbidez en el agua y produciéndose acumulaciones de algas sobre sus costas. De igual forma, en el largo plazo también se favorece el crecimiento de vegetación con raíces. Por estos motivos es que el estado trófico de los lagos y cursos de agua generalmente se expresa en función de su concentración de fósforo. Sin embargo, en algunos casos particulares, como por ejemplo cuerpos de agua que se encuentran muy eutroficados, los niveles de fósforo pueden ser tan altos que el suministro de nitrógeno puede llegar a ser el limitante de la producción vegetal. El indicador de eutroficación más común es la presencia de algas, en especial las del tipo azul-verdosas. Suelen producirse crecimientos desmedidos de la población de algas, causando problemas antiestéticos y sobre la calidad del cuerpo de agua. Es muy común que durante los meses de invierno en que la temperatura del agua es baja y se tienen períodos de luz más cortos, se produzca una disminución de la actividad fotosintética. Durante este tiempo los nutrientes permanecen disponibles y se van acumulando. Cuando los días se alargan y la temperatura aumenta, se produce un incremento de la actividad microbiológica con un crecimiento desmedido de la población de algas. Este incremento continúa hasta que se agotan los nutrientes del medio, produciéndose entonces la disminución de la población de microorganismos. La deficiencia de oxígeno causada por la actividad microbiológica, desarrolla un ambiente reductor que produce la solubilización de minerales y nutrientes que se encuentran presentes en los sedimentos.

e) Incendios Aunque los incendios forestales pueden ocurrir como resultado de la actividad humana, el fuego se considera como un factor natural, puesto que este tipo de desastres suele producirse por la combinación de sequía y luz. La destrucción de bosques puede producir efectos adversos sobre la calidad del agua, ya que al eliminarse su función de filtro natural, aumenta la velocidad de drenaje superficial, incrementándose la probabilidad de erosión. Por otra parte las cenizas pueden lixiviar nitratos, mientras que la madera carbonizada contribuye a incrementar el contenido de fenol que al combinarse con el cloro produce problemas de olor y sabor. Sin embargo, los incendios forestales tienen un efecto positivo, ya que son un medio natural de rejuvenecimiento de los bosques.

f) Intrusión Salina Es una fuente de contaminación debida al movimiento permanente o temporal del agua salada que desplaza al agua dulce. La intrusión salina puede ocurrir tanto en fuentes superficiales como subterráneas que se encuentren ubicadas en regiones costeras. En el caso de aguas subterráneas, la explotación del acuífero puede producir un abatimiento del nivel estático tal que genere un movimiento de la interfase salina, con lo cual ingresará el agua salada. En un acuífero costero sin explotación, el agua dulce se vierte al mar, ya sea a través de cursos de aguas superficiales o bien subterráneas. Esta fuga de agua subterránea mantiene una cierta posición de la interfaz agua dulce-salada. Si se ubican bombeos para recuperar esta agua, es en detrimento de este flujo y, por lo tanto, debe establecerse un nuevo equilibrio con el agua del mar. Si se quiere mantener limitada la intrusión marina debe dejarse un cierto flujo de agua de mar, que es el tributo que hay que pagar para mantener un cierto equilibrio. Si, como consecuencia de una reducción de flujo de agua al mar, existe una recirculación del agua dulce que deje las sales en el terreno, como en los regadíos con agua subterránea, se tiene un cierto incremento de la salinidad del agua dulce de origen diferente a la contaminación por el agua del mar. Los acuíferos cautivos y los acuíferos libres con un nivel impermeable superior están protegidos naturalmente contra la contaminación, la cual en principio solo puede producirse donde el acuífero cautivo pasa a ser libre o falta el nivel impermeable superior. En la realidad, un acuífero cautivo puede ser contaminado a través de pozos mal construidos o con corrosiones. g) Estratificación Térmica La mayoría de los lagos y reservorios con una profundidad de más de 5 metros se estratifican durante gran parte del año. Este fenómeno se desarrolla durante la primavera debido a que la superficie se calienta por la radiación atmosférica y solar. Como la densidad del agua disminuye con la temperatura se produce una situación de equilibrio hidrodinámico, en donde la capa más liviana sobrenada a la más pesada. Como consecuencia, se desarrolla una estructura térmica vertical con una capa superior bien mezclada llamada epilimnio, seguida por una región de rápido descenso de temperatura llamada termoclina, y una tercera capa de agua más densa y fría llamada hipolimnio.

Antropogénicas: Los factores antropogénicos que afectan la calidad de las fuentes de agua suelen categorizarse en dos tipos: puntuales y no puntuales. Las puntuales son aquellas fuentes de contaminación caracterizadas por descargas únicas o discretas, en las que los contaminantes se vuelcan desde una única área geográfica aislada o confinada. Por otra parte las no puntuales, involucran fuentes de contaminación difusas y comprenden actividades que abarcan una mayor área, pudiendo causar la contaminación general del agua subterránea por lo cual son más difíciles de controlar que las fuentes puntuales. Entre las fuentes puntuales podemos mencionar: Descargas de efluentes domésticos, descargas de efluentes industriales, operaciones con residuos peligrosos, drenaje en minas, derrames y descargas accidentales. Las fuentes no puntuales se pueden clasificar en las provenientes de: la agricultura y la ganadería, del drenaje urbano, de la explotación del suelo, de los rellenos sanitarios, de la deposición atmosférica y de distintas actividades recreativas.

A continuación se mencionan algunas características de aguas residuales de las distintas actividades humanas:

1. Origen doméstico. Las aguas domésticas son las que provienen de núcleos urbanos. Contienen sustancias procedentes de la actividad humana (alimentos, deyecciones, basuras, productos de limpieza, jabones, etc.). La contaminación de un agua usada urbana se estima en función de su caudal, de su concentración en materias en suspensión y de su demanda biológica. Se admite que un habitante de una comunidad concreta, en un país o región determinados, y según las condiciones de abastecimiento de agua, nivel de vida y sistemas de alcantarillado disponible, vierte una cantidad media de contaminación fija, bien determinada, base del equivalente-habitante. En general, se ha fijado un valor de 60 g /día de DBO y 70 g /día de sólidos en suspensión por habitante-equivalente. La dotación de agua se sitúa en torno a los 100-300 l/Hb/día. En las grandes ciudades se incrementa por su uso en jardines y limpieza pública viaria. El caudal de aguas residuales domésticas presenta una variación diaria de tipo sinusoidal. El máximo se presenta al mediodía, los valores medios a las 9 de la mañana y a la 7 de la tarde y el valor mínimo hacia las 6 de la mañana. Físicamente presentan color gris y diversas materias flotantes. Químicamente contienen gran cantidad de materia orgánica. Biológicamente contienen gran cantidad de microorganismos, algunos de los cuales pueden transmitir enfermedades. Una de las características principales de un agua residual urbana es su biodegradabilidad, es decir, la posibilidad de depuración mediante tratamientos biológicos, siempre que pueda darse una alimentación equilibrada de las bacterias en nitrógeno y fósforo. Es conveniente que las aguas residuales lleguen a la estación de tratamiento en un estado suficientemente fresco, ya que un agua nauseabunda es tóxica para el tratamiento, por lo que, si se quisiera conseguir una buena depuración, habría de someterse a una preaereación o a una precoloración antes de la decantación.

2. Origen agrícola –ganadero. Son el resultado del riego y de otras labores como las actividades de limpieza ganadera, que pueden aportar al agua grandes cantidades de estiércol y orines, es decir, mucha materia orgánica, nutrientes y microorganismos. Quizá uno de los mayores problemas que origina la agricultura sea la contaminación difusa, siendo la más importante la provocada por nitratos. Se tratan de actividades extendidas en grandes áreas, por lo que resulta prácticamente imposible su depuración. Se deben tomar las medidas precisas para atajar y reducir en la medida de lo posible la contaminación por nitratos, tanto en aguas subterráneas, porque su efecto es acumulativo, como en las superficies en las que favorecen el proceso de eutrofización.

3. Origen pluvial Al llover, el agua arrastra toda la suciedad que encuentra a su paso, presentándose más turbia que la que se deriva del consumo domestico. En las ciudades esta agua arrastra aceites, materia orgánica y diferentes contaminantes de la atmósfera, y en el campo arrastran pesticidas, abonos, etc. En la industria las aguas pluviales arrastran las sustancias que se han caído sobre el terreno, pudiendo presentar un gran problema si son sustancias toxicas. Además, si existe acumulación de residuos en zonas no preparadas para ello, los lixiviados de los residuos serán arrastrados. Es conveniente tener una red de pluviales, aunque según la composición que tenga, se decidirá su unión al colector que desemboca en la depuradora o se realizará una desviación vertiendo directamente a las aguas superficiales.

4. Origen Navegación Produce diferentes tipos de contaminación, especialmente con hidrocarburos. Los vertidos de petróleo, accidentales o no, provocan importantes daños ecológicos. Según el estudio realizado por el Consejo Nacional de Investigación de los EEUU, en 1985 se vertieron al mar unas 3.200.000 Toneladas de hidrocarburos. A lo largo de la década de los ochenta se tomaron diversas medidas para disminuir la contaminación de los mares y la Academia de las Ciencias de EEUU estimaba que se habían reducido en un 60% los vertidos durante estos años. Se puede calcular que en 1989 se vertieron al océano algo más de 2.000.000 de toneladas. De esta cifra el mayor porcentaje corresponde a las aguas residuales urbanas y a las descargas industriales (en total más del 35%). Otro tercio correspondería a vertidos procedentes de buques (más por operaciones de limpieza y similares, aunque su valor va disminuyendo en los últimos años, que por accidentes) y el resto a filtraciones naturales e hidrocarburos que llegan a través de la atmósfera. Convenios como el Marpol (Disminución de la polución marina procedente de tierra) de 1974 y actualizado en 1986 y otros, han impulsado una serie de medidas para frenar este tipo de contaminación.

5. Origen industrial Los procesos industriales generan una gran variedad de aguas residuales, que pueden tener orígenes muy distintos, en función de los usos mas frecuentes a los que se destine:  Producción de energía por vaporización, en centrales clásicas o nucleares.  Transporte de calorías para condensación de vapor, refrigeración de fluidos de aparatos.  Transporte de materias primas o de desechos como en la industria conservera, carbón en los lavaderos, fibras en papeleras, etc.  Fabricación de productos en papeleras, industrias textiles y alimentarías.  Transporte de iones en galvanoplastía.  Aclarado de piezas o lavado de productos en tratamientos de superficies, semiconductores, industrias agrícolas, etc.  Lavado de gases utilizado en la industria metalúrgica y e las industrias químicas.  Preparación de baños en electrofóresis, aceites solubles, etc. Por lo tanto, los tipos de aguas residuales obtenidas serán las utilizadas como medio de transporte de sustancias y calor en lavado y enjuague, en las transformaciones químicas, como disolvente y subproducto de procesos físicos de filtración o destilación, etc. Con independencia del posible contenido de sustancias similares a los vertidos de origen domestico, pueden aparecer elementos propios de cada actividad industrial, entre los que cabe citar: tóxicos, iones metálicos, productos químicos, hidrocarburos, detergentes, pesticidas, etc. Los residuos orgánicos de algunas industrias, por ejemplo las de pasta de papel, pueden ser iguales o más importantes que los de una comunidad media de habitantes.

Los contaminantes pueden encontrarse en forma disuelta o en suspensión, y ser orgánicos e inorgánicos por su naturaleza química.

Tipos de Contaminantes del agua Los contaminantes del agua se pueden clasificar de muy diferentes maneras. Una posibilidad bastante usada es agruparlos en los siguientes ocho grupos:

1. Microorganismos patógenos: Son los diferentes tipos de bacterias, virus, protozoos y otros organismos que transmiten enfermedades como el cólera, tifus, gastroenteritis diversas, hepatitis, etc. En los países en vías de desarrollo las enfermedades producidas por estos patógenos son uno de los motivos más importantes de muerte prematura, sobre todo de niños. Normalmente estos microbios llegan al agua en las heces y otros restos orgánicos que producen las personas infectadas. Por esto, un buen índice para medir la salubridad de las aguas, en lo que se refiere a estos microorganismos, es el número de bacterias coliformes presentes en el agua. La OMS (Organización Mundial de la Salud) recomienda que en el agua para beber haya 0 colonias de coliformes por 100 ml de agua.

2. Desechos orgánicos: Son el conjunto de residuos orgánicos producidos por los seres humanos, ganado, etc. Incluyen heces y otros materiales que pueden ser descompuestos por bacterias aeróbicas, es decir en procesos con consumo de oxígeno. Cuando este tipo de desechos se encuentran en exceso, la proliferación de bacterias agota el oxígeno, y ya no pueden vivir en esta agua peces y otros seres vivos que necesitan oxígeno. Buenos índices para medir la contaminación por desechos orgánicos son la cantidad de oxígeno disuelto, OD, en agua, o la DBO (Demanda Biológica de Oxígeno).

3. Sustancias químicas inorgánicas: En este grupo están incluidos ácidos, sales y metales tóxicos como el mercurio y el plomo. Si están en cantidades altas pueden causar graves daños a los seres vivos, disminuir los rendimientos agrícolas y corroer los equipos que se usan para trabajar con el agua.

4. Nutrientes vegetales inorgánicos: Nitratos y fosfatos son sustancias solubles en agua que las plantas necesitan para su desarrollo, pero si se encuentran en cantidad excesiva inducen el crecimiento desmesurado de algas y otros organismos provocando la eutrofización de las aguas. Cuando estas algas y otros vegetales mueren, al ser descompuestos por los microorganismos, se agota el oxígeno y se hace imposible la vida de otros seres vivos. El resultado es un agua maloliente e inutilizable.

Concepto de eutrofización Un río, un lago o un embalse sufren eutrofización cuando sus aguas se enriquecen en nutrientes. Podría parecer a primera vista que es bueno que las aguas estén bien repletas de nutrientes, porque así podrían vivir más fácil los seres vivos. Pero la situación no es tan sencilla. El problema está en que si hay exceso de nutrientes crecen en abundancia las plantas y otros organismos. Más tarde, cuando mueren, se pudren y llenan el agua de malos olores y le dan un aspecto nauseabundo, disminuyendo drásticamente su calidad. El proceso de putrefacción consume una gran cantidad del oxígeno disuelto y las aguas dejan de ser aptas para la mayor parte de los seres vivos. El resultado final es un ecosistema casi destruido.

Agua eutrófica y oligotrófica Cuando un lago o embalse es pobre en nutrientes (oligotrófico) tiene las aguas claras, la luz penetra bien, el crecimiento de las algas es pequeño y mantiene a pocos animales. Las plantas y animales que se encuentran son los característicos de aguas bien oxigenadas como las truchas. Al ir cargándose de nutrientes el lago se convierte en eutrófico. Crecen las algas en gran cantidad con lo que el agua se enturbia. Las algas y otros organismos, cuando mueren, son descompuestos por la actividad de las bacterias con lo que se gasta el oxígeno. No pueden vivir peces que necesitan aguas ricas en oxígeno, por eso en un lago de estas características encontraremos barbos, percas y otros organismos de aguas poco ventiladas. En algunos casos se producirán putrefacciones anaeróbicas acompañadas de malos olores Las aguas son turbias y de poca calidad desde el punto de vista del consumo humano o de su uso para actividades deportivas. El fondo del lago se va rellenando de sedimentos y su profundidad va disminuyendo.

Nutrientes que eutrofizan las aguas Los nutrientes que más influyen en este proceso son los fosfatos y los nitratos. En algunos ecosistemas el factor limitante es el fosfato, como sucede en la mayoría de los lagos de agua dulce, pero en muchos mares el factor limitante es el nitrógeno para la mayoría de las especies de plantas. En los últimos 20 o 30 años las concentraciones de nitrógeno y fósforo en muchos mares y lagos casi se han duplicado. La mayor parte les llega por los ríos. En el caso del nitrógeno, una elevada proporción (alrededor del 30%) llega a través de la contaminación atmosférica. El nitrógeno es más móvil que el fósforo y puede ser lavado a través del suelo o saltar al aire por evaporación del amoniaco o por desnitrificación. El fósforo es absorbido con más facilidad por las partículas del suelo y es arrastrado por la erosión erosionadas o disuelto por las aguas de escorrentía superficiales. En condiciones naturales entra a un sistema acuático menos de 1Kg de fosfato por hectárea y año. Con los vertidos humanos esta cantidad sube mucho. Durante muchos años los jabones y detergentes fueron los principales causantes de este problema. En las décadas de los 60 y 70 el 65% del peso de los detergentes era un compuesto de fósforo, el tripolifosfato sódico, que se usaba para "sujetar" (quelar) a los iones Ca, Mg, Fe y Mn. De esta forma se conseguía que estos iones no impidieran el trabajo de las moléculas surfactantes que son las que hacen el lavado. Estos detergentes tenían alrededor de un 16% en peso de fósforo. El resultado era que los vertidos domésticos y de lavanderías contenían una gran proporción de ion fosfato. A partir de 1973 Canadá primero y luego otros países, prohibieron el uso de detergentes que tuvieran más de un 2,2% de fósforo, obligando así a usar otros quelantes con menor contenido de este elemento. Algunas legislaciones han llegado a prohibir los detergentes con más de 0,5% de fósforo.

Fuentes de eutrofización a) Eutrofización natural.: La eutrofización es un proceso que se va produciendo lentamente de forma natural en todos los lagos del mundo, porque todos van recibiendo nutrientes.

b) Eutrofización de origen humano.: Los vertidos humanos aceleran el proceso hasta convertirlo, muchas veces, en un grave problema de contaminación. Las principales fuentes de eutrofización son:  Los vertidos urbanos, que llevan detergentes y desechos orgánicos  Los vertidos ganaderos y agrícolas, que aportan fertilizantes, desechos orgánicos y otros residuos ricos en fosfatos y nitratos.

Medida del grado de eutrofización Para conocer el nivel de eutrofización de un agua determinada se suele medir el contenido de clorofila de algas en la columna de agua y este valor se combina con otros parámetros como el contenido de fósforo y de nitrógeno y el valor de penetración de la luz. Medidas para evitar la eutrofización Lo más eficaz para luchar contra este tipo de contaminación es disminuir la cantidad de fosfatos y nitratos en los vertidos, usando detergentes con baja proporción de fosfatos, empleando menor cantidad de detergentes, no abonando en exceso los campos, usando los desechos agrícolas y ganaderos como fertilizantes, en vez de verterlos, etc.

En concreto:

• Tratar las aguas residuales en estaciones depuradoras de aguas residuales que incluyan tratamientos biológicos y químicos que eliminan el fósforo y el nitrógeno.
• Almacenar adecuadamente el estiércol que se usa en agricultura.
• Usar los fertilizantes más eficientemente.
• Cambiar las prácticas de cultivo a otras menos contaminantes. Así, por ejemplo, retrasar el arado y la preparación de los campos para el cultivo hasta la primavera y plantar los cultivos de cereal en otoño asegura tener cubiertas las tierras con vegetación durante el invierno con lo que se reduce la erosión.
• Reducir las emisiones de NOx y amoníaco.

5. Compuestos orgánicos. Muchas moléculas orgánicas como petróleo, gasolina, plásticos, plaguicidas, disolventes, detergentes, etc. acaban en el agua y permanecen, en algunos casos, largos períodos de tiempo, porque, al ser productos fabricados por el hombre, tienen estructuras moleculares complejas difíciles de degradar por los microorganismos.

6. Sedimentos y materiales suspendidos. Muchas partículas arrancadas del suelo y arrastradas a las aguas, junto con otros materiales que hay en suspensión en las aguas, son, en términos de masa total, la mayor fuente de contaminación del agua. La turbidez que provocan en el agua dificulta la vida de algunos organismos, y los sedimentos que se van acumulando destruyen sitios de alimentación o desove de los peces, rellenan lagos o pantanos y obstruyen canales, rías y puertos.

7. Sustancias radiactivas: Isótopos radiactivos solubles pueden estar presentes en el agua y, a veces, se pueden ir acumulando a los largo de las cadenas tróficas, alcanzando concentraciones considerablemente más altas en algunos tejidos vivos que las que tenían en el agua.

8. Contaminación térmica: El agua caliente liberada por centrales de energía o procesos industriales eleva, en ocasiones, la temperatura de ríos o embalses con lo que disminuye su capacidad de contener oxígeno y afecta a la vida de los organismos

Efectos de la contaminación de las aguas. Los contaminantes del agua, ya sean introducidos por vía doméstica, industrial o agrícola, pueden producir, en general, numerosos tipos de efectos que habrán de estudiarse en función del uso que se quiera dar al agua, o bien, dentro de la perspectiva de tener unas aguas de mejor calidad, con fin de preservar la vida acuática y poderla dedicar a fines recreativos o puramente estéticos. A continuación se mencionarán los principales efectos que producen cada uno de los elementos contaminantes, ya sean sobre el hombre, los ecosistemas o los materiales. Hay que destacar, además de los efectos que el agua contaminada puede producir por su consumo directo, aquellos que se originan indirectamente, como es el caso de la producción de alimentos con agua contaminada o la transmisión de enfermedades (huéspedes intermedios).

Efectos provocados por sólidos en suspensión Los sólidos en suspensión absorben la radiación solar, de modo que disminuyen la actividad fotosintética de la vegetación acuática. Al mismo tiempo obstruyen los cauces, embalses y lagos. También intervienen en los procesos de producción industrial y pueden corroer los materiales y encarecer el costo de depuración del agua.

Efectos provocados por los fenoles Los peces, especialmente las especies grasas como la trucha, el salmón y las anguilas, los acumulan. Pero el mayor problema reside en que cuando llegan a las plantas de cloración convencionales dan lugar a los clorofenoles, confiriendo al agua un sabor muy desagradable incluso en unidades de ppb.

Efectos provocados por las grasas y aceites El hecho de que sean menos densos que el agua e inmiscibles con ella, hace que se difundan por la superficie, de modo que pequeñas cantidades de grasas y aceites pueden cubrir grandes superficies de agua. Además de producir un impacto estético, reducen la reoxigenación a través de la interfase aire-agua, disminuyendo el oxígeno disuelto y absorbiendo la radiación solar, afectando a la actividad fotosintética y, en consecuencia, la producción interna de oxígeno disuelto. Encarecen los tratamientos de depuración, y algunos aceites, especialmente los minerales, suelen ser tóxicos.

Efectos provocados por el calor El principal efecto es la disminución del oxígeno disuelto. Del mismo modo, puede actuar directamente sobre el metabolismo de los animales acuáticos. El aumento de temperatura incrementa las velocidades de reacción biológicas y la solubilidad de algunos compuestos.

Efectos provocados por los detergentes No es solo la bioconcentración el problema medioambiental, también lo es el acceso del oxígeno a la masa de agua, a causa de la espuma en su superficie y el hecho de aumentar la toxicidad del 3,4-benzopireno, otro microcontaminante de enorme accion cancerígena. El verdadero problema medioambiental causado por los detergentes reside en los polifosfatos, incluidos en su formulación para ablandar el agua.

Efectos provocados por los hidrocarburos Los más destacables por su peligrosidad son los hidrocarburos aromáticos policiclicos (PAH’s), (núcleos aromáticos condensados), no sólo presentes en pequeñísima cantidad en el petróleo sino también en los bosques de abetos y hayas. Son cancerígenos y, en particular el benzopireno –que es el mejor estudiado-, en el que ha observado un corto periodo de latencia. A pesar de su enorme liposolubilidad, apenas se acumulan en el tejido graso ya que se metabolizan pronto, siendo uno de sus metabolitos el agente cancerigeno. Constituyen un gran número, y por ello se suele limitar su análisis a los seis más frecuentes: fluoranteno; 3,4-benzofluorantenos; 11,12-benzofluoranteno; 3,4-benzopireno; 1,12-benzopireno; indeno-1,2,3-pireno. En el proceso de potabilización una parte suele ser eliminada en la floculación-filtración y la otra en la oxidación, quedando muy poca cantidad en el agua tratada. Parece ser que los detergentes potencian su toxicidad, como antes se ha dicho. A pesar de su inercia química se ha comprobado su biodegradación, aunque lenta. Los efectos de la contaminación del petróleo pueden considerarse a corto y a largo plazo. Los efectos a corto plazo se engloban en dos categorías:

+ Los causados por revestimiento y asfixia. Entre los efectos se encuentran: la reducción de la transmisión de luz, disminución del oxigeno disuelto, daños en las aves acuáticas, ya que las buceadoras y nadadoras sufren la impregnación de las plumas, lo que las incapacita para el vuelo y la flotación.

+ Los procedentes de la toxicidad del petróleo. Entre los efectos debidos al carácter toxico del petróleo pueden subrayarse los siguientes: Narcosis: los hidrocarburos saturados con bajos puntos de ebullición producen, en baja concentración, narcosis en los invertebrados marinos, y en mayores concentraciones su muerte. Letalidad: los hidrocarburos aromáticos de bajo punto de ebullición (xileno, tolueno, benceno) son venenosos para los seres vivos, pudiendo provocar la muerte por contacto directo con la mancha de petróleo.

Entre los efectos a largo plazo podemos destacar: + Acumulación y amplificación en la cadena trófica: una vez que un hidrocarburo penetra en la cadena trófica permanecerá totalmente inalterable independientemente de su estructura, lo que conduce a su acumulación y ulterior concentración hasta alcanzar cantidades toxicas. + Vehículación de ciertos compuestos: ciertos compuestos, como los plaguicidas, disueltos en la película de petróleo pueden alcanzar concentraciones mas elevadas de las que normalmente alcanzarían en agua contaminada, llegando así mas fácilmente hasta los organismos susceptibles de contaminarse.

Efectos provocados por las sustancias Húmicas. No presentan un problema medioambiental por sí solas, sino porque al ser degradadas lentamente, llegan, entre tanto, a las plantas urbanas de cloración, donde producen compuestos halorgánicos (generalmente clorados) de uno o dos átomos de carbono, sustancias, como sabemos, cancerígenas (el mas abundante es el cloroformo). Esto no seria problema si se añadiera mayor cantidad de cloro de forma que se completara su oxidación, pero al no ser posible, solo se oxidan parcialmente y los restos orgánicos que quedan producen los llamados trihalometanos o compuestos haloformes. Como en tantos tóxicos cancerígenos, resulta muy difícil establecer la relación causaefecto entre cloración y carcinogenicidad, debido al largo periodo de latencia (de 20 a 30 años) entre exposición y supuesta aparición del cáncer. Efectos provocados por la materia orgánica. Sus efectos son diferentes según se trate de materia orgánica biodegradable o no biodegradable. La primera provoca una disminución del oxígeno disuelto por consumo de éste en los procesos de degradación, reduciendo la capacidad de autodepuración de un río. Cuando se ha consumido todo el oxígeno disuelto, la degradación se torna anaeróbica, desapareciendo la vida animal y apareciendo compuestos típicos de la putrefacción, generalmente mal olor, como el sulfhídrico, la putrescina, etc. La segunda puede presentar efectos diferentes como son la acumulación en los tejidos animales y la toxicidad.

Efectos provocados por la materia inorgánica. Los efectos debidos a la presencia de materia inorgánica pueden ser de características muy diversas. Pueden ser tóxicos, como los efectos producidos por las sales de los metales pesados, inductivos, como los producidos por la acidez y la alcalinidad, que varían la toxicidad de algunas sustancias, disuelven precipitados, etc. La salinidad, en general, disminuye la concentración de oxigeno disuelto, favorece la formación de espumas y aumenta la presión osmótica. Por otra parte, la presencia de sales inorgánicas en grandes cantidades puede inutilizar procesos industriales y producir incrustaciones. Un problema peligroso es el que presentan los nitratos que entran a formar parte del medio hídrico por vía agrícola. Todavía no esta totalmente aclarado el efecto que puede tener sobre la salud humana el consumo de agua con alto contenido de nitratos. El principal efecto patógeno que podría atribuirse a los nitratos es la metahemoglobinemia, originada por la reacción de los nitritos con la hemoglobina de la sangre, con formación de hierro ferroso y generación de meta hemoglobina. Esta enfermedad se caracteriza por una dificultad respiratoria que en ocasiones acaba en asfixia. Los más propensos a sufrir esta intoxicación son los niños y los animales de granja. Cuando la concentración normal de meta hemoglobina, que esta comprendida entre el 1 y 2% se eleva al 10%, se presenta como primera manifestación clínica un proceso de cianosis. Concentraciones entre el 30 y el 40% producen signos de anoxia, pudiendo presentarse estados de coma con concentraciones superiores. Por lo que se refiere a una posible relación de los nitratos con el cáncer, debida a la formación de nitrosaminas, no existe hasta el momento evidencia directa. Los metales pesados son tóxicos por ser biorrefractarios y bioacumulativos. Cuando se arranca desde los niveles tróficos más bajos y alcanza a los superiores o el hombre, el metal ha podido concentrarse incluso varios miles de veces. El ejemplo más espectacular, en relación con la actividad biológica, es el trágico episodio ocurrido en la ciudad de Minimata (Japón) en 1960. En efecto, en la bahía del mismo nombre eran vertidas aguas residuales que contenían compuestos orgánicos e inorgánicos de mercurio. Los microorganismos presentes en el agua transformaban estos compuestos de mercurio en metilmercurio, compuesto extraordinariamente tóxico que es fácilmente asimilado y concentrado por la cadena alimentaria hasta llegar a la población humana a través de los peces.

Efectos provocados por los Compuestos Orgánicos Sintéticos En las últimas décadas se ha producido una intensa proliferación de compuestos orgánicos de síntesis. Entre ellos, los PCB’s y los pesticidas son los que mayor preocupación ambiental han suscitado. Esto de debe a que son compuestos relativamente estables, difíciles o lentamente degradables, capaces de bioacumularse y de amplificarse a lo largo de las cadenas troficas de los ecosistemas, y con efectos tóxicos para distintos niveles de organismos, manifestando su toxicidad de forma aguda y, sobre todo, crónica: alteraciones en la conducta, en el desarrollo embrionario, en la viabilidad de los individuos.

Efectos provocados por los organismos patógenos. Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), los efectos que los diferentes tipos de organismos pueden producir sobre el hombre son los siguientes:  Virus: infecciones víricas, inflamaciones cutáneas y oculares.  Bacterias: infecciones gastrointestinales, endémicas o epidémicas, como el cólera, fiebre tifoidea, salmonelosis, etc.  Protozoos y metazoos: enfermedades parasitarias como la hidatidosis, esquistosomiasis, etc.

ORIGEN DEL LÍQUIDO CLOACAL

Las aguas cloacales (residuales) están compuestas principalmente por el desecho de tres grupos principales:

Aguas de uso doméstico: son, simplemente, las que se utilizan para el aseo personal, en la cocina y para limpieza Residuos humanos: son las que se usan para el transporte de materia fecal y orina hacia las cloacas. Residuos no domiciliarios: provenientes de actividades industriales, comerciales y de servicios. Este grupo suele contener la mayor carga de contaminación por lo que suele exigirse un pretratamiento de las aguas que se vuelcan a la red cloacal (principalmente a las industrias), que en muchos casos no se cumple o es ineficiente.

IMPACTO AMBIENTAL

CARACTERÍSTICAS DEL LÍQUIDO CLOACAL El conocimiento de la naturaleza del agua residual es fundamental tanto para su tratamiento y evacuación, como para la gestión de la calidad medioambiental. Las aguas residuales se caracterizan por su composición física, química y microbiológica. Estas propiedades se relacionan entre si; por ejemplo, una propiedad física como la temperatura afecta tanto a la actividad microbiológica como a la cantidad de gases disueltos en el agua.

CARACTERÍSTICAS FÍSICAS Las características físicas más importantes de un agua residual son el contenido total de sólidos, el olor, la temperatura, la densidad, el color, la turbiedad y el pH.

Sólidos Analíticamente, se define el contenido de sólidos como el residuo después de someter al agua a un proceso de evaporación a aproximadamente 105 ºC. Los sólidos sedimentables se definen como aquellos que sedimentan en el fondo de un recipiente con forma de cono (llamado cono Imhoff) en el transcurso de un tiempo determinado. Los sólidos sedimentables se expresan en ml/l y constituyen una medida aproximada de la cantidad de barros que se obtendrán en la decantación. Los sólidos totales pueden clasificarse también en filtrables o no filtrables (sólidos en suspensión). Para el proceso de separación se utiliza un filtro de fibra de vidrio. La fracción filtrable de los sólidos corresponde a sólidos coloidales y disueltos. Los sólidos disueltos están compuestos de moléculas orgánicas e inorgánicas e iones en solución. Normalmente no es posible eliminar este tipo de sólidos por decantación, por lo que se debe recurrir a la oxidación biológica o a la coagulación con agentes químicos y posterior decantación. Cada categoría de sólidos puede ser, a su vez, dividida en función de su volatilidad a 550ºC aprox. Temperatura a la que los compuestos orgánicos se oxidan y pasan a ser gases, quedando la fracción inorgánica en forma de cenizas. Estos son los sólidos volátiles y sólidos fijos.

Contaminación debida a los sólidos El vuelco de sólidos a cursos de agua puede causar interferencia en el curso natural de las aguas. Por la sedimentación excesiva de sólidos pueden crearse ambientes propicios para degradación anaerobia. Por otro lado, la presencia de sólidos suspendidos en el agua interfiere en el normal desarrollo de la vida acuática, disminuyendo la profundidad a la que penetra la luz solar.

Olores Normalmente, los olores son debidos a los gases liberados durante el proceso de descomposición de la materia orgánica. El agua residual resiente puede tener un olor desagradable, pero que resulta más tolerable que el agua residual séptica. El olor más característico del agua residual séptica es el debido a la presencia de sulfuro de hidrógeno que se produce de la reducción de sulfatos por acción de microorganismos anaerobios. Las aguas residuales de las industrias pueden contener compuestos olorosos en si mismos.

Efectos de los olores A bajas concentraciones, la influencia de los olores sobre el normal desarrollo de la vida humana tiene más importancia por la tensión psicológica que generan, que por el daño que pueden producir al organismo. Los olores molestos pueden reducir el apetito, inducir a menores consumos de agua, producir desequilibrios respiratorios, náuseas y vómitos, y crear perturbaciones mentales.

Compuestos olorosos asociados al agua residual Compuestos olorosos Calidad del olor Aminas A pescado Amoníaco Amoniacal Diaminas Carne descompuesta Sulfuro de Hidrógeno Huevos podridos Mercaptanos Coles descompuestas/Mofeta Sulfuros orgánicos Coles podridas Eskatol (C9H9N) Materia fecal

Temperatura La temperatura del agua es un parámetro muy importante dada su influencia tanto sobre el desarrollo de la vida acuática como sobre las reacciones químicas y velocidades de reacción, así como la aptitud del agua para determinados usos útiles. Por otro lado, el oxígeno se hace menos soluble con el aumento de la temperatura del agua. El aumento de las velocidades de las reacciones químicas que produce un aumento de la temperatura, combinado con el vertido de cantidades considerables de agua caliente puede provocar la disminución drástica de la concentración de O2 en las aguas dependiendo, también, del curso receptor. Hay que tener en cuenta, además, que un cambio brusco en la temperatura puede conducir a un fuerte aumento de la mortalidad de la vida acuática y puede dar lugar a la proliferación de plantas acuáticas y hongos.

Densidad Es importante durante el tratamiento ya que de ella depende la potencial formación de corrientes de densidad en lodos de sedimentación y otras instalaciones de tratamiento.

Color Sirve, junto con el olor, para determinar cualitativamente la edad de un agua residual. El agua residual reciente suele tener un color grisáceo. Al aumentar el tiempo de transporte en las redes de alcantarillado y desarrollarse condiciones más próximas a las anaerobias, el color del agua cambia de gris a gris oscuro, para adquirir finalmente un color negro. Llegado este punto, suele clasificarse el agua como séptica. Algunas aguas residuales industriales pueden añadir color a las residuales domésticas. En la mayoría de los casos, el color gris oscuro o negro del agua es debido a la formación de sulfuros metálicos por reacción del sulfuro generado por la descomposición anaerobia con los metales presentes en el agua.

Turbiedad La turbiedad, como medida de la capacidad de transmisión de la luz de un agua, es otro parámetro que se utiliza para indicar la calidad de las aguas vertidas en relación con la materia coloidal y residual en suspensión.

pH El pH es un parámetro crítico para el desarrollo adecuado y la proliferación de los microorganismos y la mayor parte de las formas de vida, por lo que un agua residual con un pH inadecuado resulta muy difícil de tratar. También hay que tener en cuenta que este parámetro gobierna innumerables procesos químicos que pueden no ser favorables para las personas o el medio ambiente y que pueden estar favorecidos por un cambio en este. Un ejemplo muy claro es la posibilidad de que un efluente que contenga cianuro de sodio se encuentre con un efluente ácido generando ácido cianhídrico, que es un gas letal.

CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS

Para el estudio de las características químicas de las aguas cloacales se deben tener en cuenta la materia orgánica presente, la materia inorgánica y los gases disueltos.

Materia orgánica Cerca del 75% de los sólidos en suspensión y del 40% de los sólidos filtrables de un agua residual son de naturaleza orgánica. Son sólidos que provienen de los reinos animal y vegetal, y de las actividades humanas relacionadas con la síntesis de compuestos orgánicos. Los principales grupos de sustancias orgánicas presentes en un agua residual son las proteínas (entre un 40% y un 60%), los hidratos de carbono (25%-50%), y las grasas y los aceites (aprox. 10%). Otro compuesto con importante presencia es la urea, principal constituyente de la orina, que por su rápido proceso de descomposición raramente esta presente en aguas residuales que no sean muy recientes. Junto a los ya mencionados, el agua residual contiene pequeñas cantidades de un gran número compuestos orgánicos cuyas estructuras pueden ser simples como extremadamente complejas. En este grupo se encuentran los detergentes, los contaminantes orgánicos prioritarios, los compuestos orgánicos volátiles y los pesticidas de uso agrícola. Debido al incremento de la síntesis de moléculas orgánicas, el número de ellas presentes en el agua residual aumenta cada año.

Proteínas La composición química de las proteínas es muy compleja e inestable, pudiendo adoptar muchos mecanismos de descomposición diferentes. Además, como característica distintiva, contienen una elevada cantidad de nitrógeno y en muchos casos, también contienen azufre, fósforo y hierro. La urea y las proteínas son la principal fuente de nitrógeno de las aguas residuales.

Hidratos de Carbono Desde el punto de vista del volumen y la resistencia a la descomposición, la celulosa es el hidrato de carbono más importante en el agua residual. La destrucción de la celulosa es un proceso que se da sin dificultad, principalmente, gracias a la actividad de algunos hongos, cuya acción es notable en condiciones ácidas.

Grasas y Aceites Las grasas y aceites son compuestos de alcohol (ésteres) o glicerol (glicerina) y ácidos grasos. Químicamente son parecidos y los que son sólidos a temperatura ambiente se denominan grasas y aceites aquellos que están en estado líquido. Las grasas se encuentran entre los compuestos orgánicos de mayor estabilidad y no son fáciles de degradar biológicamente. Contaminan los cursos de agua formando una película sobre la superficie que impide el pasaje del oxígeno al agua.

Detergentes Se clasifican como biodegradables y no biodegradables. Para la eliminación de estos últimos debe recurrirse a métodos fisicoquímicos. Generan espumas que interfieren con el proceso de depuración en las plantas de tratamiento y le dan un mal aspecto al las mismas.

Pesticidas y Productos Químicos de Uso Agrícola Estos compuestos no son de las aguas residuales, sino que suelen incorporarse alas mismas, como consecuencia de la escorrentía de parques, campos agrícolas y otras causas. La mayoría de estos productos son tóxicos para la mayor parte de las formas de vida, por lo que se consideran peligrosos contaminantes de las aguas superficiales. Las concentraciones de estos productos químicos pueden provocar la muerte de peces, contaminación de la carne del pescado (con lo que se reduce su valor nutritivo), y el empeoramiento de la calidad del agua.

Materia inorgánica Son varios los componentes inorgánicos de las aguas residuales que tienen importancia para la determinación y control de calidad del agua. Las aguas residuales, salvo el caso de determinados residuos industriales, no se suelen tratar con el objetivo de eliminar los constituyentes inorgánicos.

Alcalinidad En las aguas residuales, está provocada por la presencia de hidróxidos, carbonatos y bicarbonatos de calcio, magnesio, sodio, potasio y amonio. De todos ellos, los más comunes son el bicarbonato de calcio y el de magnesio. La presencia de estos compuestos ayuda a regular los cambios de pH producidos por la adición de ácidos. Normalmente, el agua residual es alcalina.

Nitrógeno y Fósforo Estos elementos son esenciales para el desarrollo de algunos microorganismos por lo que se conocen como nutrientes. Trazas de otros elementos, tales como el hierro, también son necesarias para el crecimiento biológico. Puesto que el nitrógeno es básico para la síntesis de proteínas, es necesario conocer la cantidad del mismo en las aguas para valorar la posibilidad del tratamiento biológico de las aguas residuales. Cuando la cantidad de nitrógeno es insuficiente, es necesario añadirlo para hacer tratable el agua. Cuando este se encuentra en exceso, puede ser necesaria la reducción de las cantidades de nitrógeno para evitar el crecimiento desmedido de algas. El fósforo también esencial para el crecimiento de las algas por lo que también debe ser controlado a la hora de verter el agua a los cuerpos receptores. Las formas más comunes en los que pueden encontrarse estos componentes son: para el caso del nitrógeno, el nitrógeno orgánico, el amoniaco, nitritos y nitratos. El fósforo se encuentra normalmente como fosfatos, polifosfatos y fosfatos orgánicos.

Azufre El ion sulfato se encuentra tanto en las aguas de abastecimiento como en la residual. Para la síntesis de las proteínas es necesario disponer de azufre, que posteriormente se libera en el proceso de degradación. Los sulfatos se reducen químicamente a sulfuros y a sulfuros de hidrógeno bajo la acción bacteriana en condiciones anaerobias.

Metales Pesados Entre ellos se destacan el Ni, Mn, Pb, Cr, Cd, Zn, Cu, Fe, Hg, As. Algunos son imprescindibles para el normal desarrollo de la vida y la ausencia de cantidades suficientes podría limitar el crecimiento de las algas, por ejemplo. Debido a su toxicidad, la presencia en cantidades excesivas de cualquiera de ellos interferirá con el uso que se le pueda dar al agua. Es por ello que es conveniente medir y controlar las concentraciones de dichas sustancias. Algunos de ellos son de uso común en la actividad agrícola y la industrial, por lo que sus límites están legislados.

            Metales pesados legislados y sus efectos

Metal Efectos Cromo -Carcinógeno y corrosivo. A largo plazo provoca daño en los riñones y sensibilidad de la piel.

Cadmio -Carcinógeno y altamente tóxico. A largo plazo se concentra en el hígado, riñones, páncreas y tiroides. Puede provocar hipertensión.

Plomo -Tóxico por ingestión o inhalación. A largo plazo produce daños cerebrales y en los riñones. Produce defectos de nacimiento.

Mercurio -Altamente tóxico por adsorción cutánea y por inhalación. A largo plazo produce daños al sistema nervioso. Puede causar defectos de nacimiento.

Arsénic -Carcinógeno y mutagénico. A largo plazo puede provocar fatiga y falta de energía. También produce enfermedades en la piel.

Gases Los gases que con mayor frecuencia se encuentran en las aguas residuales son el nitrógeno, el oxígeno, el dióxido decarbono, el sulfuro de hidrógeno, el amoníaco y el metano. Los tres primeros son gases presentes en la atmósfera, y se encuentran en todas las aguas en contacto con la misma. Los tres últimos son producto de la descomposición (aerobia y anaerobia) de la materia orgánica.

Oxígeno Disuelto Es necesario para la respiración de los microorganismos aerobios y otras formas de vida. Es ligeramente soluble en agua y su presencia, al igual que la del resto de los gases, está condicionada por la presión parcial del gas en la atmosfera, la temperatura, la pureza del agua (salinidad, sólidos suspendidos, etc.). Dado que evita la formación de olores desagradables en las aguas residuales, es deseable y conveniente disponer de oxigeno disuelto.

Sulfuro de Hidrógeno Como ya fue mencionado, proviene de la descomposición anaerobia de la materia orgánica que contiene azufre o la reducción de sulfitos y sulfatos minerales. Su formación queda inhibida en presencia de grandes cantidades de oxígeno. Es un gas incoloro, inflamable y con un olor típico. El ennegrecimiento de las aguas residuales se debe principalmente a la formación de sulfuro ferroso y otros sulfuros metálicos.

Metano Es el principal subproducto de la descomposición anaerobia de la materia orgánica. Normalmente no se encuentra en las aguas residuales porque pequeñas cantidades de oxígeno son tóxicas para los microorganismos responsables de su producción.

CARACTERÍSTICAS MICROBIOLÓGICAS Organismos Patógenos Tal vez la característica más importante de las aguas residuales en este aspecto es la presencia de organismos patógenos procedentes de desechos humanos que estén infectados o sean portadores de una cierta enfermedad. Los principales grupos de organismos patógenos son las bacterias, los virus, los protozoos y los helmintos. Los organismos bacterianos patógenos que pueden ser excretados por el hombre causan enfermedades del aparato intestinal como la fiebre tifoidea y paratifoidea, la disentería, diarreas y cólera. Debido a la alta infecciosidad de estos organismos, cada año son responsables de gran número de muertes en países con escasos recursos sanitarios.

TRATAMIENTO DE EFLUENTES INTRODUCCION Las aguas residuales recorren la planta depuradora y pasan por una serie de etapas o procesos. La combinación de estas etapas dependerá del líquido a depurar y la exigencia para su vuelco. Mediante estas etapas de tratamiento el líquido cloacal se separa en efluente tratado y en lodo o barro. El efluente tratado se descarga en un cuerpo receptor o se reusa, mientras que el lodo se trata y dispone (en rellenos sanitarios) o se reusa (elaboración de biosólidos).

ETAPAS DEL TRATAMIENTO DE EFLUENTES Genéricamente, todas las plantas de tratamiento obedecen el siguiente esquema básico:

En la actualidad existen muchas formas de realizar cada una de las etapas, que van desde los métodos más simples y generalmente manuales, a los más complejos y automatizados.

PRETRATAMIENTO El objetivo del pretratamiento es la remoción de los sólidos gruesos y sólidos inertes. Los sólidos gruesos son basura, en general, plásticos, ramas, trapos, etc. arrastrados por la corriente de líquidos residuales y que ingresan el sistema de drenaje, generalmente, por descuido o mal uso. Los sólidos inertes son principalmente arena y partículas de tierra. La importancia del pretratamiento es que si no se separan estos materiales en esta etapa, más adelante pueden obstruir cañerías, dañar equipos electromecánicos, ocupar espacio útil u ocasionar distorsiones en la unidad de tratamiento siguiente. Esta etapa del proceso puede ser realizada con los siguientes dispositivos:

Rejas: Utilizadas para la remoción de residuos de tamaño relativamente grande que pueden producir daños en las estaciones de bombeo o depósitos en los canales, provocando obstrucciones. Se colocan antes de los pozos de bombeo. Para rejas gruesas se podrá retener partículas con diámetro entre 4 y 10 centímetros, para rejas medias entre 2 y 4 centímetros y para rejas finas entre 1 y 2 centímetros.

Tamizado: Los tamices son utilizados para la remoción de residuos de tamaño comprendido entre 0,25 y 2,5 cm de diámetro, que pueden producir daños en las estaciones de bombeo o depósitos en los canales, provocando obstrucciones y acumulaciones en la planta de tratamiento. Suelen colocarse a continuación de los sistemas de rejas.

Desarenado: Remoción de arena y sólidos discretos con el objeto de proteger los equipamientos subsecuentes contra la abrasión, evitar obstrucciones, canalizaciones y depósitos de materiales inertes en los decantadores y digestores.

Compensación: se utiliza para atenuar variaciones y obtener un efluente líquido de caudal y calidad uniformes, cuando se tienen oscilaciones significativas en cuanto a la cantidad y calidad de la corriente de desecho. Esta operación reduce la variabilidad del tratamiento, permitiendo la utilización de plantas más compactas con un mejor aprovechamiento de todas las unidades.

Separación de aceites y grasas: Se utilizan desengrasadores gravitatorios de diseño simple que permiten la separación de grasas no emulsionadas por el efecto de flotación natural, y sin el agregado de aire en el efluente.

Neutralización: Consiste en el agregado de soluciones ácidas o alcalinas para llevar el pH extremadamente alto o bajo de un efluente líquido, a valores cercanos a la neutralidad (rango de pH: 6 a 9).

TRATAMIENTO PRIMARIO El objetivo en esta etapa es la remoción física de los sólidos en suspensión y materia orgánica. Los métodos para llevar a cabo esta etapa son:

Sedimentación: Remoción de las partículas sedimentables, granulares y floculentas por la acción de la gravedad.

Flotación: Separación de la materia suspendida. Se utiliza principalmente para lograr el espesamiento de suspensiones de barros químicos o biológicos. Consiste en la inyección de aire a presión en la masa líquida, la cual se conduce a un tanque a presión atmosférica, provocando la liberación del aire disuelto en pequeñas burbujas que permiten el ascenso de las partículas suspendidas, para ser recogidas en la superficie.

Coagulación: Es el proceso de adición de reactivos químicos para producir la desestabilización de las partículas coloidales y permitir en la etapa de floculación su aglomeración con otras partículas suspendidas, de modo tal que se puedan formar agregados capaces de sedimentar en forma más rápida.

Floculación: Consiste en la aplicación de agitación suave a la corriente que ha sido sometida a una etapa de coagulación, para promover el contacto entre las partículas y posterior formación de partículas mayores.

TRATAMIENTO SECUNDARIO El objetivo en esta etapa es la degradación de la materia orgánica en un reactor biológico, a través de la actividad microbiológica (generalmente bacteriana) que la utilizan como substrato y alimento. Estos reactores son el lugar donde tiene lugar la formación de la masa de microorganismos. Parte de esta biomasa se desprende y es arrastrada por el efluente, por lo que, generalmente, los reactores son seguidos por sedimentadotes. Los sólidos sedimentados se recirculan al reactor biológico pero parte se descarta, a fin de mantener bajo control la población de microorganismos. Los sistemas biológicos utilizados a nivel industrial que se aplican por lo general como tratamiento secundario pueden ser de tipo aerobio y anaerobio. Entre los procedimientos aeróbicos existe una diversidad de tecnologías disponibles como barros activados, lagunas de aireación, lechos percoladores, etc. Los procesos anaeróbicos son fundamentalmente procesos de digestión que pueden aplicarse a residuos líquidos o sólidos e incluyen generalmente separación y aprovechamiento del gas producido. La transformación de la materia orgánica en metano y CO2 se lleva a cabo en tres etapas consecutivas en las cuales intervienen diferentes grupos de bacterias con formación de ácido acético, propiónico, butírico, láctico, fórmico, CO2 e H2 para llegar finalmente a metano y C02. Cuando se comparan procesos aerobios con anaerobios se suele enfatizar que existe una marcada preferencia por el uso de procedimientos anaerobios debido fundamentalmente a la economía de energía lograda, dado que los costos de operación de los sistemas aerobios son cada vez más elevados. Sin embargo, la comparación debe hacerse en forma más completa. Por ejemplo, debe tenerse en cuenta la presencia de compuestos tóxicos (como el fenol) o de los llamados recalcitrantes o xenobióticos, que son aquellos cuya biodegradabilidad es muy dificultosa. Existen tres factores fundamentales para determinar la capacidad de un tratamiento biológico de efluentes que contengan compuestos tóxicos o recalcitrantes. Esos factores son: La naturaleza de la conversión química necesaria. Por ejemplo los derivados halogenados aromáticos son más fácilmente atacados por comunidades anaeróbicas, mientras que en el caso de comunidades aeróbicas los compuestos tienden a polimerizarse primero, haciéndose más difícilmente atacables después. La fisiología de los microorganismos comprendidos. La digestión anaeróbica puede considerarse como un proceso en serie y es por lo tanto más vulnerable que la aeróbica que comprende microorganismos y caminos metabólicos que actúan en paralelo. Una variedad de compuestos como amoníaco, agua oxigenada, sulfitos, sulfatos e hidrógeno sulfurado, que no interfieren en tratamientos aerobios pueden ser inhibidores de las bacterias metanogénicas. Diseño del proceso y operación de la planta. A pesar de que existen procesos aerobios muy difundidos y eficientes para tratamiento de aguas residuales que contienen fenoles, amoníaco y cianuros, se ha demostrado recientemente que también pueden tratarse anaeróbicamente con reactores de filtro, empleando carbón activado, lo cual demuestra la importancia del adecuado diseño del proceso. La tendencia moderna considera que los sistemas son, más que excluyentes, complementarios, ya que las comunidades microbianas anaeróbicas son específicamente ventajosas a altas temperaturas y altas concentraciones de sustratos, especialmente insolubles, mientras que las comunidades microbiológicas aeróbicas son indispensables para bajos niveles de sustratos, condiciones ambientales variables y distintos productos químicos.

Esta etapa puede realizarse dependiendo la clasificación, mediante los siguientes procesos:

TRATAMIENTO BIOLÓGICO AERÓBICO Cultivo Suspendido Barro Activado Convencional: En general el barro activado convencional se diseña con un tiempo de retención celular promedio de entre 3 y 15 días de permanencia. Este valor de tiempo de retención celular promedio se corresponde con un tiempo de residencia hidráulica de entre 4 y 8 horas para líquido cloacal doméstico si la concentración de sólidos suspendidos del líquido mezcla es de alrededor de 2000 mg/L. La recirculación generalmente oscila entre el 10 y el 30% del caudal de la alimentación y el barro de purga puede provenir tanto de la línea de recirculación como de la cámara de aeración.

Barro Activado Aeración Extendida: La versión de la aeración extendida en el proceso de barro activado fue concebida para superar dos inconvenientes del sistema convencional: la gran cantidad de barro residual que debe ser dispuesto y la necesidad de controlar de cerca la operación del proceso. Se caracteriza por favorecer un contacto prolongado entre el líquido y la masa de microorganismos, de modo tal que se obtenga una elevada eficiencia del proceso y una oxidación en la fase endógena, hasta que el lodo residual presente características de buena sedimentabilidad y filtrabilidad, sin presencia de olor.

Reactor Discontinuo Secuencial (SBR): Este sistema es un tipo de barro activado, en el cual se combinan en un único reactor las funciones de aeración, sedimentación y decantación. El proceso emplea un ciclo de cinco etapas: llenado, reacción, sedimentación, vaciado y eliminación del barro. Durante la etapa de llenado, el efluente ingresa al tanque y se mezcla con la biomasa sedimentada remanente del ciclo anterior. A continuación comienza la etapa de reacción, que implica la aeración del efluente y del licor mezcla para oxidar la materia orgánica presente. La aeración y agitación se detienen durante la etapa de sedimentación, permitiendo que los sólidos sedimenten. El líquido sobrenadante se clarifica durante la etapa de decantación y finalmente los sólidos se remueven del fondo del tanque durante la etapa de vaciado. La mayoría de las instalaciones cuenta con dos o más tanques en paralelo, de modo tal que cuando el primer tanque finaliza su ciclo, el segundo reactor se encuentra en la etapa de llenado.

Zanjas de Oxidación: Este tipo de sistema de tratamiento conserva los mismos principios básicos de los sistemas de barros activados, con períodos de aeración mayores de los que se adoptan en general, en los procesos convencionales, y características que lo incluyen entre la modalidad de aeración prolongada u oxidación total.

Película Fija Lecho Percolador: Es un tipo de reactor biológico de película fija con configuración de columna rellena. Si bien en un principio el relleno de los lechos percoladores estaba constituido exclusivamente por piedra, lo que limitaba su altura a aproximadamente 2 metros, en la actualidad se utilizan diferentes tipos de rellenos plásticos de menor peso y mayor superficie específica, donde se ha podido alcanzar alturas de reactores mayores.

En este tipo de reactores, los microorganismos crecen formando una película biológica delgada sobre el material de relleno. Simultáneamente la película biológica remueve la materia orgánica contenida en el agua residual que percola a través del relleno o lecho sin inundarlo.

Lecho Percolador de baja carga: Son sistemas de tratamiento relativamente simples que pueden producir un efluente de buena calidad. En la mayoría de estas unidades solamente la parte superior del lecho (0,6 a 1,2 m) tendrá un crecimiento biológico considerable. Por lo tanto, si las condiciones climáticas y las características del líquido a tratar son favorables, en la parte inferior del lecho suele establecerse una población de microorganismos autotróficos capaces de transformar en nitrato el amoníaco del líquido residual.

Lecho Percolador de alta carga: En este tipo de lechos percoladores es posible tratar cargas orgánicas mayores mediante el uso de recirculación. La recirculación generalmente permite incrementar el arrastre del mayor volumen de biomasa generada evitando problemas de colmatación y reduciendo los problemas de olores y moscas.

Discos Biológicos Rotativos: Consisten en una serie de discos montados sobre un eje en forma paralela. El conjunto se coloca en el interior de un tanque ubicando el eje ligeramente sobre la superficie del líquido, de modo que los discos se encuentran semisumergidos. Los microorganismos se adhieren y crecen sobre la superficie que ofrecen los discos mientras el eje gira lentamente, permitiendo que todos los microorganismos entren en contacto con el líquido a tratar. La aeración del sistema se logra mediante dos mecanismos: cuando una parte del disco biológico emerge de la fase líquida, queda sobre su superficie una película líquida muy delgada que está expuesta a la atmósfera. De este modo, durante el período de emergencia del disco se produce una transferencia de oxígeno desde el aire hacia la película líquida. Al volver a sumergir el disco y su película líquida con alto contenido de oxígeno en la fase líquida se produce la aeración de la misma.

TRATAMIENTO BIOLÓGICO ANAERÓBICO Reactor de manto de barros (UASB): En este tipo de tratamiento, la corriente a tratar es introducida por el fondo del reactor y fluye en forma ascendente a través del manto de barros compuesto de gránulos o partículas conformadas por microorganismos. El tratamiento se produce cuando el efluente se pone en contacto con los gránulos, generándose metano y dióxido de carbono como resultado de la reacción de degradación. La corriente gaseosa se recoge en la parte superior del reactor en un colector de gases, contándose además con un sistema de retención de los gránulos que ascienden por acción de las burbujas de gas generadas y un colector de nieblas que permite separar la fase líquida.

Filtro Anaeróbico: Es un sistema en el cual se realiza la inmovilización de la biomasa sobre un material que actúa de medio soporte fijo. El flujo hidráulico circula por los intersticios del lecho formado por el material de soporte y la biomasa, ocurriendo allí las reacciones de degradación de la materia orgánica. En condiciones favorables, cuanto mayor es el área superficial del material de soporte por unidad de volumen, mayor será la biomasa adherida y, en consecuencia, mayor la capacidad de tratamiento.

LAGUNAS DE ESTABILIZACIÓN Son grandes tanques excavados en la tierra, aisladas, de profundidad reducida, generalmente menores a los 5 metros, diseñados para el tratamiento de aguas residuales, por medio de la interacción de la biomasa (algas, bacterias, protozoarios, etc.), la materia orgánica del desecho y otros procesos naturales tales como factores físicos, químicos y meteorológicos.

Laguna Anaeróbica: Son estanques de profundidad entre 2,5 y 5 metros, dimensionadas para recibir cargas orgánicas superiores a 0,1 Kg DBO/m3 dia, con tiempos de retención de 3 a 6 días. La elevada carga orgánica suprime la actividad fotosintética de las algas, con lo cual se tiene ausencia de oxígeno en todos sus niveles. En estas condiciones las lagunas actúan como un digestor anaeróbico abierto sin mezcla, obteniéndose un efluente con alta proporción de materia orgánica, el cual requiere un proceso de tratamiento complementario.

Laguna Facultativa: Son cuerpos de agua superficiales, de 1 a 2 metros de profundidad que se extienden sobre un área relativamente grande, en la cual los efluentes permanecen por un período aproximado de 15 a 50 días. La remoción de materia orgánica se logra a través de procesos físicos, químicos y biológicos, que involucran la acción de algas y bacterias bajo la influencia de la luz solar (fotosíntesis), produciéndose la estabilización de la materia orgánica bajo la forma de células de algas nuevas y compuestos finales inorgánicos, como el CO2. Las características principales de las lagunas facultativas son el comensalismo entre algas y bacterias en el estrato superior y la descomposición anaeróbica de los sólidos sedimentados en el fondo.

Laguna Aeróbica: Son sistemas de gran extensión y muy poca profundidad, alrededor de 0,5 m, que presentan una alta concentración de algas y de oxígeno disuelto en su totalidad. En general se utilizan al final de un tren de tratamiento que incluye lagunas anaeróbicas y facultativas y el objetivo principal es lograr la remoción de organismos patógenos, sólidos en suspensión y nutrientes, brindando además la posibilidad de mejorar la calidad del efluente, por lo cual pueden llegar a considerarse como un tratamiento terciario.

Laguna Aireada: Las lagunas aireadas son tanques excavados en el terreno de profundidad comprendida entre los 2,5 y 4 metros, provistas de aireadores superficiales mecánicos que se encuentran instalados sobre boyas, tarimas o fijados a columnas o unidades de aire difuso, los cuales permiten transferir el oxígeno al seno del líquido. En este tipo de lagunas la aireación suministrada artificialmente reemplaza a la oxigenación realizada por las algas en las lagunas de estabilización.

Laguna de decantación: Son lagunas que se colocan a continuación de la laguna aireada a fin de obtener un efluente que pueda ser vertido a un curso receptor con una concentración reducida de sólidos en suspensión, y en consecuencia con menor concentración de materia orgánica.

TRATAMIENTO TERCIARIO Este tipo de tratamiento, también conocido como tratamiento avanzado, tiene por objetivo el mejoramiento de la calidad del efluente que abandona la etapa de tratamiento secundario.

Intercambio Iónico: Consiste en el intercambio de iones que se encuentran en solución por otros iones presentes en un medio. Esta operación se utiliza para la eliminación de dureza en el tratamiento de aguas y para la remoción de metales tóxicos o recuperación de metales preciosos en el tratamiento de efluentes líquidos. Existe una gran cantidad de sustancias naturales aptas para el intercambio de iones, aunque en la actualidad se ha desarrollado una amplia variedad de medios sintéticos, tales como las resinas, que son altamente específicos para algunos iones y que presentan elevada eficiencia de remoción.

Adsorción: Es la concentración de un soluto en la superficie de un sólido, dándose este fenómeno cuando la superficie se encuentra en contacto con la solución. La fase sólida se denomina adsorbente, siendo el carbón activado el más ampliamente utilizado, mientras que el soluto adsorbido recibe el nombre de adsorbato.

DESINFECCION Es la etapa final del tratamiento. La finalidad de la desinfección es la destrucción de los organismos que causan enfermedades. En el campo de las aguas residuales, las tres categorías de organismos entéricos que causan enfermedades son las bacterias, los virus y los quistes amebianos. Para determinar la eficiencia de la desinfección se utilizan organismos indicadores (coliformes) cuya eliminación se considera indicativa de que todos los organismos han muerto. La desinfección puede realizarse por métodos físicos (rayos ultravioletas, calor) o químicos (Hipoclorito de sodio, ácido hipocloroso, dióxido de cloro, cloro gaseoso, ozono).

CONTROL DE CALIDAD El efluente tratado debe cumplir con las Normas de Calidad de Volcamiento de Líquidos, Ley Nº 11220, Anexo B.

MUESTREO La integridad de cualquier resultado del laboratorio depende de un correcto muestreo y traslado de las muestras desde la planta hacia el laboratorio. El muestreo se debe realizar en puntos predeterminados en los que se requiera conocer determinadas características del líquido cloacal (por ejemplo, sólidos sedimentables a la entrada y salida de los sedimentadotes) al fin de mantener el proceso bajo control. Para obtener muestras representativas debe dejarse de lado los posibles materiales flotantes acumulados en los rincones donde el agua está parcialmente estancada. Divido a la alta complejidad de las matrices y la rápida alteración de las mismas en este tipo de muestras, es necesario un traslado rápido al laboratorio, como así también rapidez en el análisis. Pueden tomarse dos tipos de muestras diferentes, dependiendo del tiempo disponible de los análisis. Una es una muestra instantánea. La otra es una muestra media, que consiste de porciones de aguas residuales que se toman a intervalos regulares de tiempo, siendo proporcional el volumen de cada porción al flujo del agua en el momento de la recolección. Todas las porciones se mezclan para formar una muestra final representativa. El rotulado de la muestra debe contener el tipo de muestra, lugar de extracción, nombre del extractor, tipo de análisis, destino (si no se analiza en el lugar), fecha, hora y observaciones (de ser necesario).

ANÁLISIS A REALIZAR PARA EL CONTROL DE CALIDAD

DEMANDA BIOLÓGICA DE OXÍGENO (DBO) Es el parámetro de contaminación orgánica más ampliamente empleado. La determinación del mismo está relacionada con la medición del oxigeno disuelto que consumen los microorganismos en el proceso de oxidación bioquímica de la materia orgánica biodegradable. Este ensayo consiste en la siembra de una porción de la muestra de agua (diluida generalmente), donde se mide la concentración inicial de oxigeno y se incuba a una cierta temperatura durante un lapso de tiempo determinado. Con el fin de asegurar la fiabilidad de los resultados obtenidos es preciso diluir la muestra con una solución especialmente preparada de modo que se asegure la disponibilidad de nutrientes y oxigeno. El agua de dilución consiste en agua bidestilada o de mayor calidad con una cantidad de oxígeno preferentemente mayor a 8mg/l y entre los nutrientes más comunes, fosfatos de sodio y potasio y cloruro de amonio y férrico. De ser necesario, el agua de dilución también debe contener un inóculo de microorganismos (en efluentes desinfectados, por ejemplo). En el caso de tener que realizarse diluciones, debe también incubarse paralelamente un blanco del agua de dilución, en el cual no debe disminuir el oxígeno disuelto más de 0.2mg/l para ser considerado de buena calidad. El periodo de incubación estándar es de 5 días a 20ºC y sin nitrificación.

DBO5 Sin Nitrificación Es la que se toma como referencia para el control de efluentes. En los líquidos residuales, a demás de la materia orgánica carbonosa, hay otros compuestos que consumen oxígeno. Estos compuestos son principalmente el nitrógeno oxidable y compuestos químicos reductores (ión ferroso, sulfitos, sulfuros). Entre ellos, el principal causante de interferencias es el nitrogeno, por lo que se adiciona un inhibidor (el mas ampliamente usado es la 2-cloro-6-(tricloro meti) piridina). La DBO (5 días, 20°C) simula la primera etapa del proceso natural de biodegradación. En este tiempo, sólo se descompone alrededor del 60-70% de las sustancias más fácilmente biodegradables (carbohidratos).

Toma de muestras y almacenamiento Las muestras para el análisis de DBO pueden degradarse significativamente mientras están almacenadas entre su recogida y el análisis, y como resultado producir valores bajos de DBO. Si el análisis no se efectuará dentro de las primeras dos horas, se debe almacenar las muestras por debajo de los 4ºC. El análisis deja de ser representativo una vez pasadas 24h de tomada la muestra.

Medida de la Concentración de Oxigeno Inicial y Final La determinación del oxígeno puede hacerse mediante iodometría, métodos manométricos, o con el uso de electrodos de membrana permeable al oxígeno.

Cálculos Cuando el agua de dilución no está inoculada

DBO5, mg/l = (OD1 – OD2) / P

Cuando el agua de dilución está inoculada

DBO5, mg/l = (OD1 – OD2) - (B1 – B2)f / P

Cuando la muestra no está diluida

DBO5, mg/l = OD1 – OD2 Donde: OD1= oxígeno disuelto inicial. OD2= oxígeno disuelto final. P= fracción decimal de la muestra. B1= oxígeno disuelto inicial del control del agua inoculada. B1= oxígeno disuelto final del control del agua inoculada. f=proporción de la simiente (fuente del inóculo de MO)= (% simiente en la muestra diluida) / (% simiente en el control).

DEMANDA QUÍMICA DE OXIGENO (DQO) La DQO, al igual que la DBO, es una medida del contenido orgánico de un agua residual. La diferencia radica en que en la DQO no solo se oxida la materia orgánica biodegradable, sino también, toda la materia orgánica susceptible de ser oxidada químicamente. Es por esto que el valor de la DQO es siempre superior al de la DBO. Para lograr la oxidación de la materia orgánica se utiliza un oxidante potente (generalmente dicromato de potasio, ocasionalmente permanganato de potasio), en un medio fuertemente ácido (ácido sulfúrico). Para facilitar la oxidación se utiliza un catalizador (sulfato de plata) y se realiza el ensayo a altas temperaturas por un tiempo determinado. Debido a que los cloruros interfieren en el ensayo (se oxidan, reduciendo parte del Cr) es necesario inhibirlos, esto se hace adicionando sulfato mercúrico que capta el cloro formándose el HgCl2. La DQO se detiene aproximadamente a las siete horas del análisis, a partir de ahí se mantiene prácticamente constante. Se toman como condiciones estándares de análisis 2h, 150ºC.

DQO método normalizado, oxidación al dicromato de potasio Se calienta en condiciones de reflujo total una muestra de un volumen determinado con un exceso conocido de dicromato de potasio en presencia de ácido sulfúrico, con el catalizador y el inhibidor para los cloruros, durante un período de dos horas. La medición puede realizarse con un espectrofotómetro a 600nm y se utiliza como blanco de reactivos agua destilada en igual cantidad que la muestra y con el mismo agregado de reactivos.

Materia orgánica (CaHbOc) + Cr2O7-2 +H+ Cr+3 + CO2 + H2O

Muestreo Al igual que la DBO, el ensayo de DQO se ve afectado si no se hace inmediatamente. Se recomienda extraer la muestra en envases de vidrio. Si el ensayo no puede realizarse de inmediato, se debe acidificar la muestra a pH = 2 con ácido sulfúrico.

TOTAL DE SÓLIDOS SUSPENDIDOS (TSS) El ensayo de sólidos suspendidos se lleva a cabo filtrando un volumen determinado de la muestra con una membrana de porosidad estándar previamente tarada. La membrana se lleva a estufa y se seca a una temperatura predeterminada hasta peso constante. La diferencia de peso, junto con el volumen de muestra que se tomó nos dan la cantidad de TSS. Cálculos TSS (mg/l) = (P2 – P1) x 1000 / Vol. Muestra (ml) Donde: P1 = peso filtro tarado (mg). P2 = peso filtro + muestra seca (mg).

Error y variabilidad La temperatura a la que se seca el residuo incide en gran medida en los resultados, debido a las perdidas de peso producto de la volatilización de materia orgánica, el agua ocluida, el agua de cristalización y los gases que se producen por la descomposición producto del calor, así como las ganancias producidas por la oxidación.

Sólidos suspendidos totales secados a 103-105ºC Los residuos secados a esta temperatura pueden retener no solo agua de cristalización, sino también algo de agua ocluida, además, puede perderse algo de CO2 producto de la conversión del bicarbonato a carbonato. Para el análisis se procede como ya fue mencionado anteriormente.

Muestreo y preservación de la muestra La muestra se debe recolectar en botellas de vidrio o plástico de 1l de capacidad. Refrigerar las muestras a 4ºC. Analizar antes de 24 horas de preferencia, como máximo 7 días de realizado el muestreo.

SÒLIDOS SEDIMENTABLES (SS) Si bien no es un análisis legislado, sirve para llevar un control del funcionamiento de la planta en varios puntos. El análisis consiste en tomar un litro de muestra en un cono graduado, llamado cono Imhoff y dejar sedimentar los sólidos más densos durante un periodo de tiempo convenido (los más comunes son 10, 60 y 120 minutos) luego del cual se lee el volumen de SS en ml/l y se aclara el tiempo de sedimentación.

ACEITES Y GRASAS Aceites y grasas se considera cualquier material recuperado de la muestra acidificada, como una sustancia soluble en éter de petróleo y no volátil durante el ensayo. Incluye además de aceites y grasas, otros materiales extractables por el solvente. Los aceites y grasas quedan definidos por el método de análisis utilizado.

Método de Extracción Soxhlet Esta técnica se utiliza para la determinación de aceites y grasas en efluentes cloacales, industriales y domésticos. Los aceites y las grasas viscosas presentes, así como los sólidos, son separados por filtración de la muestra líquida acidificada, mientras que los jabones metálicos son hidrolizados por la acidificación. Una vez separados de la solución, en el material retenido en el filtro se realiza una extracción en un equipo Soxhlet, usando como solvente éter de petróleo. La ganancia de peso en el frasco de extracción luego de evaporado el solvente es el contenido de aceites y grasas presentes en la muestra. El tiempo (4h) y la velocidad de extracción (2º ciclos/h) deben ser respetados con exactitud, así como el tiempo y la temperatura de secado del material extraído.

Cálculos Aceites y grasas (mg/l) = (P2 – P1) x 1000 / volumen muestra (ml) Donde: P1 = peso matraz tarado P2 = peso del matraz tarado + peso de las grasas.

Muestreo y preservación Se debe recolectar un volumen de muestra de acuerdo a la cantidad de aceites y grasas se estime que presente la muestra (en general de 100 a 1000 ml de muestra) en un frasco de vidrio de boca ancha, con cámara de aire. El frasco debe ser enjuagado previamente con el solvente, debe tomarse la muestra de un lugar que presente turbulencia debido a que, los aceites y las grasas suelen acumularse en la superficie por su menor densidad. La turbulencia nos asegura una muestra más homogénea.

HIDROCARBUROS Se trabaja con los aceites y grasas extraídos. Para la separación de los hidrocarburos del resto de las grasas y aceites se debe redisolver el residuo y se utiliza gel de sílice que absorbe los materiales polares para la separación. Los materiales no eliminados por el gel se consideran hidrocarburos en esta prueba.

TEMPERATURA Normalmente, el control de la temperatura puede hacerse con cualquier termómetro con una escala de apreciación de 0.1ºC. Basta con controlar la calibración del mismo periódicamente.

DETERMINACION DE pH El pH o la actividad del ión hidrógeno indican a una temperatura dada, la intensi¬dad de las características ácidas o básicas del agua. El pH se define como el logaritmo de la inversa de la actividad de los iones hidrógeno.

pH = - log [H+]

[H+] = actividad de los iones hidrógeno en mol/l.

Método electrométrico El método consiste en la determinación de la actividad de los iones hidrógeno por medidas potenciométricas usando un electrodo de pH. La medición se realiza con una agitación moderada para minimizar la entrada de dióxido de carbono y suficiente como para homogeneizar la muestra. El electrodo generalmente no está sujeto a interferencias como color, turbidez, materia coloidal, oxidantes, reductores o alta salinidad. Recubrimientos de material graso o partículas pueden dificultar la respuesta del electrodo. Estos recubrimientos pueden ser removidos con una frotación muy suave o utilizando detergentes, seguido de un enjuague con agua destilada. Un tratamiento adicional es utilizar ácido clorhídrico (1+9) para remover cual¬quier película restante.

DETERMINACIÓN DE FENOLES Método de Extracción con Cloroformo Primero debe destilarse los fenoles de impurezas no volátiles. Dado que la destilación de los fenoles es gradual, el volumen destilado debe ser igual al volumen inicial. Los fenoles reaccionan con la 4-aminoantipirina a pH próximimo a 8. en presencia de ferricianuro de potasio para formar un complejo coloreado. El complejo se extrae de la solución acuosa con CHCl3 y se compara con una curva de calibración a 460nm.

DETERMINACIÓN DE CIANURO Método Titulométrico Esta técnica es aplicable para la determinación de cianuro en aguas y efluentes industriales para concentraciones mayores a 1 mg/L. para la determinación de cianuro libre como total, para cianuro total se debe destilar de la muestra previa a la determinación. El ión cianuro es titulado con una solución estándar de nitrato de plata para formar el complejo soluble Ag(CN)2. Luego que todo el ión cianuro ha sido complejizado, el exceso de ión plata es detectado por un indicador sensible a la plata, p-dimetilamino-benzalrhodanina.

Método Colorimétrico Para determinar cianuro colorimétricamente se hace con espectrofotómetro a 580nm. Comienza con un tratamiento alcalino de la muestra, que posteriormente se destila para transformar todo el cianuro de la muestra en cianuro de sodio. Se hace reaccionar con cloramina – T a pH menor que 8 y se convierte en clorocianuro, que posteriormente forma una solución rojo azulado con la adición de reactivo ácido barbitúrico – piridina.

DETERMINACIÓN DE ARSÉNICO Puede realizarse por Espectrofotometría de Absorción Atómica por Generación Continua de Hidruros, o en forma directa. La muestra debe ser digerida para reducir la interferencia por materia orgánica y convertir todo el metal a una forma libre determinable por Espectrofotometría de Absorción Atómica (EAA) a 193,7nm.

DETERMINACION DE CADMIO TOTAL Método de Espectrofotometría de Absorción Atómica por Llama La muestra se debe digerir para reducir la interferencia por materia orgánica y convertir todo el metal a una forma libre determinable por espectrofotometría de Absorción Atómica (EAA) con llama a 228,8nm. El contenido de cadmio se determina mediante una curva de calibración.

DETERMINACION DE CROMO TOTAL Método de Espectrofotometría de Absorción Atómica por Llama El cromo total es el contenido total de cromo en sus estados de oxidación III y VI. La muestra se debe digerir para reducir la interferencia por materia orgánica y convertir todo el metal a una forma libre determinable por Espectrofotometría de Absorción Atómica (EAA) con llama a 357,9nm. El contenido de cromo se determina mediante una curva de calibración.

Muestreo y preservación La muestra debe recolectarse en un frasco de polietileno de alta densidad de 1l de capacidad de cierre hermético. El pH debe ajustarse a <2 con ácido nítrico. Analizar antes de 6 meses.

DETERMINACION DE MERCURIO TOTAL Método de Espectrofotometría de Absorción Atómica por Vapor Frío La muestra se debe digerir para reducir la interferencia por materia orgánica y convertir todo el metal a una forma libre determinable por Espectrofotometría de Absorción Atómica (EAA) a 253,7nm. El mercurio es medido previa conversión del mismo a su forma de metal libre (Hg0) por reducción con cloruro estannoso en solución ácida. Este vapor (vapor frío) es transportado hacia una celda de cuarzo donde es medido. El contenido de mercurio se determina mediante una curva de calibración.

Muestreo y preservación La muestra debe recolectarse en un frasco de polietileno de alta densidad de 1l de capacidad de cierre hermético. El pH se debe ajustar a <2 con ácido nítrico. Es recomendable analizar antes de 28 días.

DETERMINACION DE PLOMO TOTAL Método de Espectrofotometría de Absorción Atómica por Llama

La muestra se debe digerir para reducir la interferencia por materia orgánica y convertir todo el metal a una forma libre determinable por Espectrofotometría de Absorción Atómica (EAA) con llama a 217,0nm. El contenido de plomo se determina mediante una curva de calibración.

Muestreo y preservación Se debe recolectar la muestra en un frasco de polietileno de alta densidad de 1l de capacidad y cierre hermético. El pH debe ser <2 y se ajusta con ácido nítrico. Debe ser analizado antes de 6 meses.

DETERMINACIÓN DE SULFUROS Método del azul de metileno Este método se basa en la reacción de los sulfuros con cloruro férrico y la dimetil-p-fenilendiamina, para producir el azul de metileno. Luego se utiliza fosfato de amonio para eliminar la interferencia que genera el color del cloruro férrico. El procedimiento es aplicable para concentraciones entre 0.1mg/l y 20mg/l. se lee con un espectrofotómetro a 664nm.

DETERGENTES ANIÓNICOS Separación por cancelación El proceso de cancelación aísla el detergente de la solución acuosa y produce un residuo seco relativamente puro. Se consigue haciendo burbujear una corriente de nitrógeno en una columna que contiene la muestra diluida y una capa de cegato de etilo. El detergente se absorbe en la internase agua-nitrógeno y es transportado al acetato de etilo. El disolvente se separa y evapora, dejando el detergente como residuo listo para el análisis.

Detección como Sustancias Activas al Azul de Metileno (SAAM) Las sustancias activas al azul de metileno transfieren el indicador de una solución acuosa a un líquido orgánico inmiscible (cloroformo) hasta el equilibrio. Esto es por la formación de un par iónico entre el anión SAAM y el catión azul de metileno. Luego se compara con una curva de calibración con espectrofotómetro a 652nm.

Interferencias Todos los demás SAAM, como carboxilatos, fenoles orgánicos, cianatos, nitratos, etc.

DETERMINACIÓN DE AMONÍACO Método titulométrico Para este análisis debe primero llevarse a un pH próximo a 9,5 con un búfer adecuado para evitar la hidrólisis de cianatos y compuestos orgánicos nitrogenados. Se destila y se recoge el amoníaco en una solución de ácido bórico. El titulante es ácido sulfúrico estandarizado y se utiliza un indicador mixto de rojo de metilo y azul de metileno.

DETERMINACIÓN DE FOSFORO

Para el análisis de fósforo se deben convertir todas las formas presentes a fosfato disuelto. Para esto puede oxidarse con una mezcla de ácido nítrico y ácido sulfúrico.

Método del Ácido Ascórbico Se basa en la reacción del molibdato de amonio y el tartrato antimonílico de potasio con el fosfato en medio ácido dando una coloración azul.

Interferencias Los arseniatos producen una coloración similar.

DETERMINACION DE COLIFORMES FECALES Técnica de Filtración por Membrana El grupo de bacterias coliformes fecales para la técnica de filtración por membrana se define como todos los bacilos gram negativos, aeróbicos y algunos anaeróbicos facultativos, no formadores de endosporas, que cuando se incuban con lactosa por 24h a 44.5 ± 0.2 ºC desarrollan colonias color azul. El principio de esta técnica consiste en la filtración de un volumen medido de muestra a través de una membrana de nitrato de celulosa y su incubación en un medio de cultivo selectivo a 44.5ºC. Este medio selectivo y la temperatura de incubación disminuyen el desarrollo de bacterias no coliformes que afectarían negativamente el crecimiento de los coliformes fecales.

Interferencias Las aguas con gran turbidez y baja densidad de coliformes totales; con tóxicos orgánicos como los fenoles, o cuando existe una carga bacteriana de no coliformes muy grande.

Muestreo y preservación La muestra debe ser colectada en frascos de vidrio o de polipropileno autoclavable, de boca ancha estériles. No debe llenarse el frasco por completo, debe quedar una cámara de aire para poder homogeneizar la muestra antes de procesarla. La misma debe conservarse a 4ºC hasta ser analizada. El período máximo de conservación de la muestra en frío es de 6 - 8 horas.

DETERMINACION DE COLIFORMES TOTALES Técnica de Filtración por Membrana El grupo de bacterias coliformes para la técnica de filtración por membrana se definen como todos los bacilos gram negativos, aeróbicos y algunos anaeróbicos facultativos, no formadores de endosporas, que cuando se incuban con lactosa por 24 hs. a 35ºC ± 0.5ºC, desarrollan colonias color rojo con brillo verde metálico. El principio de esta técnica consiste en la filtración de un volumen medido de la muestra a través de una membrana de nitrato de celulosa y su incubación en medio de cultivo selectivo a 35ºC. La incorporación en los medios de cultivo de determinados colorantes, permiten que la producción de ácido y aldehído debida a la fermentación de la lactosa sea visualizada por la formación de colonias rojas con brillo verde metálico, típicas de coliformes totales.

Interferencias Aguas con gran turbidez y baja densidad de coliformes totales; con tóxicos orgánicos como los fenoles; o cuando existe una carga bacteriana de no coliformes muy grande.

Muestreo y preservación Se procede de igual forma que para coliformes fecales.

Determinación de coliformes por la técnica de fermentación en tubos múltiples La técnica estándar para el grupo coliforme es la fermentación en tubos múltiples. Consiste en colocar una batería de tubos de cuatro filas con cinco tubos cada una. Cada tubo contiene en su interior una campana de vidrio que se coloca boca abajo. Luego se rellenan los tubos con el medio de cultivo y se esteriliza en un autoclave. Una vez estéril, se procede al sembrado de las muestras. En la primer fila se coloca en cada tubo, la muestra sin diluir. En la fila siguiente, se hace una dilución 1:10 de la primer fila. En la tercer fila se hace una dilución 1:10 de la segunda fila y en la última fila, otra dilución 1:10, de la tercera fila. Posteriormente, se lleva a una estufa incubadora, donde se mantiene a la temperatura de 37°C durante 24 horas. Luego del cultivo, se observa cuantos de los tubos por fila dan positivo el ensayo, desde la menor a la mayor dilución. Un ensayo es positivo cuando en la campana de vidrio se observa una burbuja de aire, correspondiente al consumo de las bacterias del medio de cultivo y producción de dióxido de carbono y cuando se observa una turbidez en la solución. Los resultados se informan como número más probable de bacterias (nmp), un número basado en formulas de probabilidad, donde se estima el cálculo de la densidad media de coliformes en la muestra.

Muestreo y preservación La muestra debe ser colectada en frascos de vidrio, o de polipropileno autoclavable, de boca ancha, estériles. No debe llenarse el frasco por completo, dejando una cámara de aire para poder homogeneizar la muestra antes de procesarla. La muestra debe conservarse a 4ºC hasta ser analizada. El período máximo de conservación de la muestra en frío es de 6 - 8 horas.

PLANTA MODELO: CAÑADA DE GÓMEZ Ubicada en las afueras de la ciudad de Cañada de Gómez, la planta de tratamiento de líquidos cloacales fue construida en el año 1997 y puesta en marcha en 1998. La planta está equipada para realizar un tratamiento secundario de las aguas residuales de la ciudad y esta diseñada para depurar un caudal de 8000m3/día. El cuerpo receptor es el Arroyo Cañada de Gómez, afluente del Río Carcarañá.

LA PLANTA La planta consta de dos líneas de tratamiento: • Proceso de tratamiento línea agua: pretratamiento (rejas/desarenadores), dos módulos de sedimentación primaria, lechos precoladores, módulos de sedimentación secundaria y un módulo de cloración. • Proceso de tratamiento línea barro: digestión anaerobica sin calefacción y lechos de secado.

El tipo de red cloacal es separativa, es decir, que se detecta el ingreso de agua de lluvia. La planta esta diseñada para recibir un caudal de 8000m3/día, que equivalen a una carga orgánica de 1920kg DBO5/día, estimados estos parámetros para cubrir a una población de 33000 habitantes.

DESCRIPCIÓN DE OBRAS Y EQUIPOS • Recepción de camiones atmosféricos La recepción de camiones atmosféricos se realiza a través de una boca de descarga en la vía pública que descarga en una cámara by-pass parcial o total al cuerpo receptor. Esta cámara deriva parte del líquido directamente al arroyo debido a que una descarga completa de esta carga produciría un mal funcionamiento o un funcionamiento irregular de la planta. • Pretratamiento Esta compuesto en primera instancia por dos rejas cuervas de limpieza manual de 25mm de abertura, seguidas por dos rejas tipo step screen automáticas de 6mm de abertura y dos canales desarenadotes que contienen bombas para la extracción de arenas y ciclón para separación. Posteriormente, se encuentra una estación elevadora que consta de tres bombas de 360m3/h para transportar el líquido a una cámara partidora “A”.

• Tratamiento primario Esta etapa se realiza en dos sedimentadotes primarios de 15m de diámetro y 2.94m de profundidad periférica. Cada uno realiza la operación de barrido mecánico de fondo y superficie, radial y tracción perimetral. Los efluentes de cada sedimentador se reúnen en la cámara partidora “B”. Los lodos son bombeados al digestor. La digestión de los lodos se lleva a cabo en ausencia de oxígeno libre, por organismos anaerobios, por lo tanto es una descomposición anaeróbica. La materia sólida de los lodos crudos es aproximadamente un 70% orgánica y un 30% inorgánica o mineral. Los organismos vivos (bacterias, protozoarios y otras formas) rompen la compleja estructura molecular de estos sólidos, liberando el agua y obteniendo oxígeno y alimento para su desarrollo. Se forman ácidos orgánicos y gases como anhídrido carbónico y ácido sulfhídrico en una primera etapa que se llama fermentación ácida, la que se produce con rapidez. Inmediatamente viene una segunda etapa que se lleva a cabo por organismos a los que favorece un medio ambiente ácido (digestión ácida), más lentamente que la anterior, donde los compuestos nitrogenados y los ácidos orgánicos son atacados. En estas dos etapas el valor del PH varía desde 5 a 6, 8. En una tercera etapa, la digestión, conocida como digestión intensa o alcalina, el valor del pH aumenta desde 6,8 hasta 7,4, produciéndose grandes volúmenes de gases donde predomina el metano (gas inodoro, muy inflamable). Los lodos bien digeridos tienen un color negro, olor alquitranado, no desagradable; para ello debe proporcionarse a los organismos vivos un medio ambiente en el que sean más activos y lleven a cabo su trabajo en el menor tiempo posible. Los factores ambientales que interfieren son: la humedad, la temperatura, la disponibilidad de alimentación adecuada y la alcalinidad. A estos factores podría añadirse la ausencia de productos químicos tóxicos para dichos organismos. Los lodos ya digeridos se colocan en las playas de secado y luego son trasladados a rellenos sanitarios (disposición final).

• Tratamiento secundario Esta etapa se realiza en dos lechos percoladores de 24m de diámetro, rellenos de piedras, con una altura útil de 1.3m. Están equipados con distribuidores de cuatro brazos de accionamiento mecánico. Posteriormente, el líquido es elevado a la cámara partidora “C”.La biomasa que se desprende se recoge posterior mente en los sedimentadotes secundarios, de iguales características que los sedimentadotes primarios. Se debe disponer de superficie suficiente para el desarrollo de la vida biológica. Debe suministrarse a los organismos una adecuada provisión de oxígeno, el líquido cloacal debe ser apto para el tratamiento biológico. El lecho percolador consta de una estructura de retención, un medio oxidante, un sistema de distribución y un sistema de drenaje. La retención está dada por paredes de hormigón. El medio oxidante está constituido por piedras duras, limpias y resistentes de un diámetro de entre 50 y 100mm.

• Desinfección Esta etapa consta de una cámara de contacto cuyo volumen es de 339m3 y un dosificador de cloro gaseoso a un régimen de 10kg/h. Para determinar la eficiencia de la desinfección se utilizan organismos indicadores (coliformes) cuya eliminación se considera indicativa de que todos los organismos han muerto.

.

BIBLIOGRAFÍA • FUNDACION MAPFRE, Manual de la Contaminación Ambiental, 1994 • OMS, Serie HSP-UNI/ Manuales Operativos PALTEX, Capítulos XI Vigilancia Sanitaria y XII, Vigilancia Ambiental. • Ciencias de la Tierra y del Medio Ambiente, Libro electrónico, Tema 11. • DROSTE R. (1997) Theory and Practice of Water and Wastewater Treatment. John Wiley & Sons, Inc. • ECKENFELDER W. (1997) Developing Industrial Water Pollution Control Programs. A Primer. • ENVIRONMENTAL PROTECCION AGENCY (EPA) (1987) Design Manual: Dewatering Municipal Wastewater Sludges. EPA/625/1-87/014 • METCALF & EDDY (1991) Wastewater Engineering. Treatment, Disposal, Reuse Mc Graw-Hill, Inc. • WINKLER M. (1995) Tratamiento Biológico de aguas de desecho Limusa, Noriega Editores. • Weber W. J., 2. Coagulation and Flocculation, Physicochemical Processes for Water Quality Control, Wiley-Interscience, 1972. • Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater 19th Edition