Tratamientos de agua

El término agua residual define un tipo de agua que está contaminada con sustancias
fecales y orina, procedentes de desechos orgánicos humanos o animales. Su importancia
es tal que requiere sistemas de canalización, tratamiento y desalojo. Su tratamiento nulo
o indebido genera graves problemas de contaminación.

A las aguas residuales también se les llama aguas servidas, fecales o cloacales. Son
residuales, habiendo sido usada el agua, constituyen un residuo, algo que no sirve para
el usuario directo; y cloacales porque son transportadas mediante cloacas (del latín
cloaca, alcantarilla), nombre que se le da habitualmente al colector. Algunos autores
hacen una diferencia entre aguas servidas y aguas residuales en el sentido que las
primeras solo provendrían del uso doméstico y las segundas corresponderían a la
mezcla de aguas domésticas e industriales. En todo caso, están constituidas por todas
aquellas aguas que son conducidas por el alcantarillado e incluyen, a veces, las aguas de
lluvia y las infiltraciones de agua del terreno.

El término aguas negras también es equivalente debido a la coloración oscura que
presentan.

Todas las aguas naturales contienen cantidades variables de otras sustancias en
concentraciones que varían de unos pocos mg/litro en el agua de lluvia a cerca de 35
mg/litro en el agua de mar. A esto hay que añadir, en las aguas residuales, las impurezas
procedentes del proceso productor de desechos, que son los propiamente llamados
vertidos. Las aguas residuales pueden estar contaminadas por desechos urbanos o bien
proceder de los variados procesos industriales.

La composición y su tratamiento pueden diferir mucho de un caso a otro, por lo que en
los residuos industriales es preferible la depuración en el origen del vertido que su
depuración conjunta posterior.

Por su estado físico se puede distinguir:

P Fracción suspendida: desbaste, decantación, filtración.

Desbaste

Consiste habitualmente en la retención de los sólidos gruesos del agua residual
mediante una reja, manual o autolimpiante, o un tamiz, habitualmente de menor paso o
luz de malla. Esta operación no sólo reduce la carga contaminante del agua a la entrada,
sino que permite preservar los equipos como conducciones, bombas y válvulas, frente a
los depósitos y obstrucciones provocados por los sólidos, que habitualmente pueden ser
muy fibrosos: tejidos, papeles, etc.

Los filtros de desbaste son utilizados para tratar particularmente cargas orgánicas
fuertes o variables, típicamente industriales, para permitirles ser tratados por procesos
de tratamiento secundario. Son filtros típicamente altos, filtros circulares llenados con
un filtro abierto sintético en el cual las aguas residuales son aplicadas en una cantidad
relativamente alta. El diseño de los filtros permite una alta descarga hidráulica y un alto
flujo de aire. En instalaciones más grandes, el aire es forzado a través del medio usando

sopladores. El líquido resultante está usualmente con el rango normal para los procesos
convencionales de tratamiento.

Decantación
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Embudo de decantación o Decantador.

La decantación (del latín decantatĭo, -ōnis1 ) es el método mecánico de separación de
mezclas heterogéneas, estas pueden ser formadas por un líquido y un sólido, o por dos
líquidos. Es necesario dejarla reposar para que el sólido se sedimente, es decir,
descienda y sea posible su extracción por acción de la gravedad. A este proceso se le
llama desintegración básica de los compuestos o impurezas; las cuales son componentes
que se encuentran dentro de una mezcla, en una cantidad mayoritaria.

El agua clarificada, que queda en la superficie del decantador, es redirigida hacia un
filtro o un nuevo envase. La velocidad de caída de las partículas es proporcional a su
diámetro y masa volumétrica.

Durante la fase de tratamiento, y con objeto de acelerar y mejorar el proceso de
decantación, se añaden algunos productos que propician la aglomeración y dan mayor
peso a las partículas en suspensión. Entre éstos productos, podemos destacar el carbón
activado en polvo, el cloruro férrico o los policloruros de aluminio y un polímero
sintetizado que favorece la aglomeración de los folículos

La mezcla de agua con coagulantes-floculantes se introduce en la base del decantador.
En éste hay microarena, que «se pega» a los flóculos y aumenta así su tamaño y peso.

Así, los flóculos se van al fondo del decantador. El agua decantada se evacúa por la
parte superior del tanque pero, antes, debe atravesar unos módulos laminares inclinados
que fuerzan la decantación de las partículas más ligeras arrastradas por la corriente
ascendente del agua. En el fondo del decantador, se bombea el fango sin interrupción y
de allí se manda a un hidrociclón que, gracias a la fuerza centrífuga, separa el fango y la
microarena. Dicha arena se reinyecta en el decantador, mientras que los fangos se
redirigen hacia la unidad de tratamiento de fangos.

Archivo:ES-, como el aceite y el agua, dejará reposar la mezcla para que el líquido
denso se sitúe por debajo de los líquidos menos densos,surgen de una superficie de
separación horizontal entre dos líquidos.

En los laboratorios de química o biología, se utiliza comúnmente en el proceso de
extracción líquido-líquido en un fase acuosa y la fase orgánica.

Se utiliza un embudo de decantación para separar con mayor precisión las dos fases.

Para otros usos de este término, véase Filtración (desambiguación).

Esquema sencillo del mecanismo de separación por filtración angular, un método
especial de filtración en el que un medio filtrante, habitualmente una membrana
polimérica, permite dividir una corriente de fluido y sólidos (feed), en otra de fluido
limpio (permeate) y una mezcla concentrada (retentate). Este tipo de mecanismos es
utilizado, por ejemplo, en la purificación de agua para consumo humano o en la
fabricación de vinos y cervezas.

Se denomina filtración al proceso de separación de sólidos en suspensión en un líquido
mediante un medio poroso, que retiene los sólidos y permite el pasaje del líquido.1

Las aplicaciones de los procesos de filtración son muy extensas, encontrándose en
muchos ámbitos de la actividad humana, tanto en la vida doméstica como de la industria
general, donde son particularmente importantes aquellos procesos industriales que
requieren de las técnicas químicas.

La filtración se ha desarrollado tradicionalmente desde un estudio de arte práctico,
recibiendo una mayor atención teórica desde el siglo XX. La clasificación de los
procesos de filtración y los equipos es diverso y en general, las categorías de
clasificación no se excluyen unas de otras.

La variedad de dispositivos de filtración o filtros es tan extensa como las variedades de
materiales porosos disponibles como medios filtrantes y las condiciones particulares de
cada aplicación: desde sencillos dispositivos, como los filtros domésticos de café o los
embudos de filtración para separaciones de laboratorio, hasta grandes sistemas
complejos de elevada automatización como los empleados en las industrias
petroquímicas y de refino para la recuperación de catalizadores de alto valor, o los
sistemas de tratamiento de agua potable destinada al suministro urbano

Fracción coloidal: precipitación química.

La precipitación química es una operación realizada en tratamiento de aguas de
abastecimiento, industriales y de proceso.

Tiene por finalidad eliminar iones que tengan la propiedad de reaccionar con otros para
formar un compuesto poco soluble. La eliminación de la disolución será tanto más
completa (cuantitativa) cuanto más insoluble sea el compuesto formado.

Por ejemplo, se pueden eliminar los bicarbonatos del agua mediante la adición de
hidróxido cálcico, Ca(OH)2, el cual forma carbonato cálcico, compuesto poco soluble
que sedimenta en forma de fino polvo.

Igualmente, es posible eliminar un metal pesado disuelto (como plomo, mercurio, cobre
o cadmio, que esté como cloruro, nitrato o sulfato) adicionando hidróxido sódico o
cálcico, que produce la precipitación del correspondiente hidróxido de plomo, mercurio,
cobre o cadmio.

c Fracción soluble: oxidación química, tratamientos biológicos, etc

Reducción-oxidación
(Redirigido desde Oxidación química)

La pila Cu-Ag, un ejemplo de reacción redox.

Trozo de metal oxidado (corroído)

Se denomina reacción de reducción-oxidación, óxido-reducción, o simplemente
reacción redox, a toda reacción química en la cual existe una transferencia electrónica
entre los reactivos, dando lugar a un cambio en los estados de oxidación de los mismos
con respecto a los productos.

Para que exista una reacción redox, en el sistema debe haber un elemento que ceda
electrones y otro que los acepte:

• El agente reductor es aquel elemento químico que suministra electrones de su
estructura química al medio, aumentando su estado de oxidación, es decir,
siendo oxidado.
• El agente oxidante es el elemento químico que tiende a captar esos electrones,
quedando con un estado de oxidación inferior al que tenía, es decir, siendo
reducido.1

Cuando un elemento químico reductor cede electrones al medio se convierte en un
elemento oxidado, y la relación que guarda con su precursor queda establecida mediante
lo que se llama un par redox. Análogamente, se dice que cuando un elemento químico
capta electrones del medio se convierte en un elemento reducido, e igualmente forma un
par redox con su precursor oxidado.

Tratamientos biológicos

Conjunto de tratamientos de las aguas residuales contaminadas basados en la
descomposición de la materia orgánica por organismos vivos, produciendo compuestos
de menor poder contaminante.Reciben también el nombre de tratamientos
secundarios.Aunque en teoría la degradación podría llegar a CO2 o metano y agua, en la
práctica producen una insolubilización de la materia orgánica, en forma de
microorganismos que sedimentan formando flóculos, pudiendo ser retirados como
fango biológico.Los tratamientos biológicos pueden ser aerobios o anaerobios, según
intervenga el oxígeno como oxidante o no. El grupo MAT química ofrece una mezcla
de diversos microorganismos (bacterias, actinomicetos, hongos y levaduras) para ayudar
a descontaminar el medio ambiente, por medio de su línea de productos BioMAT.
www.grupomat.com

Características de las aguas residuales
[editar] Sustancias químicas (composición)

Las aguas servidas están formadas por un 99% de agua y un 1% de sólidos en
suspensión y solución. Estos sólidos pueden clasificarse en orgánicos e inorgánicos.

Los sólidos inorgánicos están formados principalmente por nitrógeno, fósforo, cloruros,
sulfatos, carbonatos, bicarbonatos y algunas sustancias tóxicas como arsénico, cianuro,
cadmio, cromo, cobre, mercurio, plomo y zinc.

Los sólidos orgánicos se pueden clasificar en nitrogenados y no nitrogenados. Los
nitrogenados, es decir, los que contienen nitrógeno en su molécula, son proteínas, ureas,
aminas y aminoácidos. Los no nitrogenados son principalmente celulosa, grasas y
jabones. La concentración de orgánicos en el agua se determina a través de la DBO5, la
cual mide material orgánico carbonáceo principalmente, mientras que la DBO20 mide
material orgánico carbonáceo y nitrogenado DBO2.

Aniones y cationes inorgánicos y compuestos orgánicos

[editar] Características bacteriológicas

Una de las razones más importantes para tratar las aguas residuales o servidas es la
eliminación de todos los agentes patógenos de origen humano presentes en las excretas
con el propósito de cortar el ciclo epidemiológico de transmisión. Estos son, entre otros:

• Coliformes totales

La denominación genérica coliformes designa a un grupo de especies bacterianas que
tienen ciertas características bioquímicas en común e importancia relevante como
indicadores de contaminación del agua y los alimentos.

Coliforme significa con forma de coli, refiriéndose a la bacteria principal del grupo, la
Escherichia coli, descubierta por el bacteriólogo alemán Theodor von Escherich en
1860. Von Escherich la bautizó como bacterium coli ("bacteria del intestino", del griego
κολον, kolon, "intestino"). Con posterioridad, la microbiología sistemática nombraría el
género Escherichia en honor a su descubridor.

• Coliformes fecales

Escherichia coli
«E. coli» redirige aquí. Para el protozoario con la misma abreviatura, véase
Entamoeba coli.
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Escherichia coli

Escherichia coli
Clasificación científica
Reino: Bacteria
Filo: Proteobacteria
Clase: Gammaproteobacteria
Orden: Enterobacteriales
Familia: Enterobacteriaceae
Género: Escherichia
Especie: E. coli ((E. freundi))
Nombre binomial
Escherichia coli
Migula, 1895

La Escherichia coli (pronunciado /eske'rikia 'koli/), también conocida por la
abreviación de su nombre, E. coli, es quizás el organismo procariota más estudiado por
el ser humano. Se trata de una enterobacteria que se encuentra generalmente en los
intestinos animales, y por ende en las aguas negras, pero se lo puede encontrar en todos
lados, dado que es un organismo ubicuo. Fue descrita por primera vez en 1885 por
Theodore von Escherich, bacteriólogo alemán, quien la denominó Bacterium coli.
Posteriormente la taxonomía le adjudicó el nombre de Escherichia coli, en honor a su
descubridor.

Ésta y otras bacterias son necesarias para el funcionamiento correcto del proceso
digestivo, además de producir las vitaminas B y K. Es un bacilo que reacciona
negativamente a la tinción de Gram (gramnegativo), es anaerobio facultativo, móvil por
flagelos peritricos (que rodean su cuerpo), no forma esporas, es capaz de fermentar la
glucosa y la lactosa y su prueba de IMVIC es ++--.

Es una bacteria utilizada frecuentemente en experimentos de genética y biología
molecular.

• Salmonellas

Salmonella

Salmonella

Microscopía electrónica de Salmonella typhimurium
Reino: Bacteria
Filo: Proteobacteria
Clase: Gammaproteobacteria
Orden: Enterobacteriales
Familia: Enterobacteriaceae
Género: Salmonella
Especies
(ver taxonomía)

• S. bongori
• S. enterica
o S. choleraesuis
o S. enteritidis
o S. nyanza
o S. paratyphi

o S. typhi
o S. typhimurium

o S. virginia

Salmonella es un género de bacterias que pertenece a la familia Enterobacteriaceae,
formado por bacilos gramnegativos, anaerobios facultativos, con flagelos perítricos y
que no desarrollan cápsula (excepto la especie S. typhi[cita requerida]) ni esporas. Son
bacterias móviles que producen ácido sulfhídrico (H2S). Fermentan glucosa por poseer
una enzima especializada, pero no lactosa, y no producen ureasa.

Es un agente productor de zoonosis de distribución universal. Se transmite por contacto
directo o contaminación cruzada durante la manipulación, en el procesado de alimentos
o en el hogar, también por vía sexual.

Algunas salmonellas son comunes en la piel de tortugas y de muchos reptiles, lo cual
puede ser importante cuando se manipulan a la vez este tipo de mascotas y alimentos.

• Virus

Virus
Para otros usos de este término, véase Virus (desambiguación).

Virus

Virus de la influenza
Grupos

• I: Virus ADN bicatenario
• II: Virus ADN monocatenario
• III: Virus ARN bicatenario
• IV: Virus ARN monocatenario positivo
• V: Virus ARN monocatenario negativo
• VI: Virus ARN monocatenario retrotranscrito

• VII: Virus ADN bicatenario retrotranscrito

En biología, un virusn. 1 (del latín virus, «toxina» o «veneno») es una entidad infecciosa
microscópica que sólo puede multiplicarse dentro de las células de otros organismos.
Los virus infectan todos los tipos de organismos, desde animales y plantas, hasta
bacterias y arqueas. Los virus son demasiado pequeños para poder ser observados con la
ayuda de un microscopio óptico, por lo que se dice que son submicroscópicos. El primer
virus conocido, el virus del mosaico del tabaco,n. 2 fue descubierto por Martinus
Beijerinck en 1899,1 2 y actualmente se han descrito más de 5.000, si bien algunos
autores opinan que podrían existir millones de tipos diferentes.3 4 Los virus se hallan en
casi todos los ecosistemas de la Tierra y son el tipo de entidad biológica más
abundante.4 5 El estudio de los virus recibe el nombre de virología,6 una rama de la
microbiología.7 8

A diferencia de los priones y viroides, los virus se componen de dos o tres partes: su
material genético, que porta la información hereditaria, que puede ser ADN o de ARN;
una cubierta proteica que protege a estos genes —llamada cápside— y en algunos
también se puede encontrar una bicapa lipídica que los rodea cuando se encuentran
fuera de la célula —denominada envoltura vírica—. Los virus varían en su forma, desde
simples helicoides o icosaedros hasta estructuras más complejas. El origen evolutivo de
los virus aún es incierto, algunos podrían haber evolucionado a partir de plásmidos
(fragmentos de ADN que se mueven entre las células), mientras que otros podrían
haberse originado desde bacterias. Además, desde el punto de vista de la evolución de
otras especies, los virus son un medio importante de transferencia horizontal de genes,
la cual incrementa la diversidad genética.9

Los virus se diseminan de muchas maneras diferentes y cada tipo de virus tiene un
método distinto de transmisión. Entre estos métodos se encuentran los vectores de
transmisión, que son otros organismos que los transmiten entre portadores. Los virus
vegetales se propagan frecuentemente por insectos que se alimentan de su savia, como
los áfidos, mientras que los virus animales se suelen propagar por medio de insectos
hematófagos. Por otro lado, otros virus no precisan de vectores: el virus de la gripe
(rinovirus) se propaga por el aire a través de los estornudos y la tos y los norovirus son
transmitidos por vía fecal-oral, o a través de las manos, alimentos y agua contaminados.
Los rotavirus se extienden a menudo por contacto directo con niños infectados. El VIH
es uno de los muchos virus que se transmiten por contacto sexual o por exposición con
sangre infectada.10

No todos los virus provocan enfermedades, ya que muchos virus se reproducen sin
causar ningún daño al organismo infectado. Algunos virus como el VIH pueden producir
infecciones permanentes o crónicas cuando el virus continúa replicándose en el cuerpo

evadiendo los mecanismos de defensa del huésped.11 12 13 En los animales, sin embargo,
es frecuente que las infecciones víricas produzcan una respuesta inmunitaria que
confiere una inmunidad permanente a la infección. Los microorganismos como las
bacterias también tienen defensas contra las infecciones víricas, conocidas como
sistemas de restricción-modificación. Los antibióticos no tienen efecto sobre los virus,
pero se han desarrollado medicamentos antivirales para tratar infecciones
potencialmente mortales.14

[editar] Materia en suspensión y materia disuelta

A efectos del tratamiento, la gran división es entre materia en suspensión y materia
disuelta.

• La materia en suspensión se separa por tratamientos físicoquímicos, variantes de
la sedimentación y filtración. En el caso de la materia suspendida sólida se trata
de separaciones sólido - líquido por gravedad o medios filtrantes y, en el caso de
la materia aceitosa, se emplea la separación L-L, habitualmente por flotación.

• La materia disuelta puede ser orgánica, en cuyo caso el método más extendido
es su insolubilización como material celular (y se convierte en un caso de
separación S-L) o inorgánica, en cuyo caso se deben emplear caros tratamientos
físicoquímicos como la ósmosis inversa.

Los diferentes métodos de tratamiento atienden al tipo de contaminación: para la
materia en suspensión, tanto orgánica como inorgánica, se emplea la sedimentación y la
filtración en todas sus variantes. Para la materia disuelta se emplean los tratamientos
biológicos (a veces la oxidación química) si es orgánica, o los métodos de membranas,
como la ósmosis, si es inorgánica.

[editar] Principales parámetros

Los parámetros característicos, mencionados en la Directiva Europea, son:

• Temperatura
• pH
• Sólidos en suspensión totales (SST) o
• Materia orgánica valorada como DQO y DBO (a veces TOC)
• Nitrógeno total Kjeldahl (NTK)
• Nitrógeno amoniacal y nitratos

También hay otros parámetros a tener en cuenta como fósforo total, nitritos, sulfuros,
sólidos disueltos.

[editar] Influencias en el medio receptor

Definición de contaminación según el Reglamento del Dominio Público Hidráulico: "Se
entiende por contaminación, a los efectos de la Ley de Aguas, la acción y el efecto de
introducir materias o formas de energía, o inducir condiciones en el agua que, de modo

directo o indirecto, impliquen una alteración perjudicial de su calidad en relación con
los usos posteriores o con su función ecológica."1

1. Vertido de sustancias orgánicas degradables: producen una disminución del
oxígeno disuelto, ya que los microorganismos que degradan la materia orgánica
consumen oxígeno para su oxidación. Si la demanda de oxígeno es superior a la
aireación por disolución de oxígeno atmosférico, se puede llegar a un ciclo
anaerobio: se consume oxígeno combinado en lugar de molecular, creándose un
ambiente reductor, con la aparición de amoníaco, nitrógeno y ácido sulfhídrico,
y la reducción de sulfatos a sulfuros; el agua se torna oscura, de olor
desagradable y con gérmenes patógenos.
2. Incorporación de compuestos tóxicos, tanto orgánicos como inorgánicos.
Eliminan los organismos depuradores, o bien inhiben su desarrollo impidiendo
reacciones enzimáticas. Intoxican también a varios niveles de la cadena trófica,
desde microorganismos hasta animales superiores.
3. Incorporación de materia en suspensión, que reduce la entrada de luz y atasca los
órganos respiratorios y filtradores de muchos animales.
4. Alteración del equilibrio salino (balance en sodio, calcio, etc…) y del pH.

[editar] Análisis más frecuentes para aguas residuales
[editar] Determinación de sólidos totales

Método

1. Evaporar al baño María 100 ml de agua bruta tamizada.
2. Introducir el residuo en la estufa y mantenerlo a 105 °C durante 2 horas.
3. Pasarlo al desecador y dejar que se enfríe.
4. Pesar. Sea Y el peso del extracto seco a 105 °C
5. Calcinar en un horno a 525± 25 °C durante 2 horas.
6. Dejar que se enfríe en el desecador.
7. Pesar. Sea Y´ el peso del residuo calcinado.
8. Cálculos

Peso de la fracción orgánica de los sólidos totales de la muestra=Y-Y´, siendo Y el peso
de las materias totales de la muestra e Y’ el peso de la fracción mineral de las materias
totales de la muestra.

[editar] Determinación de la DBO
Artículo principal: Demanda biológica de oxígeno

La demanda biológica de oxígeno (DBO), es un parámetro que mide la cantidad de
materia susceptible de ser consumida u oxidada por medios biológicos que contiene una
muestra líquida, disuelta o en suspensión. Se utiliza para medir el grado de
contaminación, normalmente se mide transcurridos cinco días de reacción (DBO5), y se
expresa en miligramos de oxígeno diatómico por litro (mgO2/l). El método de ensayo se
basa en medir el oxígeno consumido por una población microbiana en condiciones en
las que se ha inhibido los procesos fotosintéticos de producción de oxígeno en
condiciones que favorecen el desarrollo de los microorganismos. Es un método que
constituye un medio válido para el estudio de los fenómenos naturales de destrucción de

la materia orgánica, representando la cantidad de oxígeno consumido por los gérmenes
aerobios para asegurar la descomposición dentro de condiciones bien especificadas de
las materias orgánicas contenidas en el agua a analizar.

El método pretende medir, en principio, exclusivamente la concentración de
contaminantes orgánicos. Sin embargo, la oxidación de la materia orgánica no es la
única causa del fenómeno, sino que también intervienen la oxidación de nitritos y de las
sales amoniacales, susceptibles de ser también oxidadas por las bacterias en disolución.
Para evitar este hecho se añade N-aliltiourea como inhibidor. Además, influyen las
necesidades de oxígeno originadas por los fenómenos de asimilación y de formación de
nuevas células.

[editar] Determinación de la DQO
Artículo principal: Demanda química de oxígeno

La demanda química de oxígeno (DQO) es un parámetro que mide la cantidad de
materia orgánica susceptible de ser oxidada por medios químicos que hay en una
muestra líquida. Se utiliza para medir el grado de contaminación y se expresa en
miligramos de oxígeno diatómico por litro (mg O2/l). Aunque este método pretende
medir exclusivamente la concentración de materia orgánica, puede sufrir interferencias
por la presencia de sustancias inorgánicas susceptibles de ser oxidadas (sulfuros,
sulfitos, yoduros...).

La DQO está en función de las características de las materias presentes, de sus
proporciones respectivas, de las posibilidades de oxidación, etc. Es por esto que la
reproductividad de los resultados y su interpretación no podrán ser satisfechos más que
en condiciones de metodología bien definidas y estrictamente respetadas.

[editar] Tratamiento del agua residual

Diagrama de una planta convencional de tratamiento de aguas residuales.
Artículos principales: Tratamiento de aguas residuales y Saneamiento ecológico

Toda agua servida o residual debe ser tratada tanto para proteger la salud pública como
para preservar el medio ambiente. Antes de tratar cualquier agua servida debemos

conocer su composición. Esto es lo que se llama caracterización del agua. Permite
conocer qué elementos químicos y biológicos están presentes y da la información
necesaria para que los ingenieros expertos en tratamiento de aguas puedan diseñar una
planta apropiada al agua servida que se está produciendo.

Una Planta de tratamiento de Aguas Servidas debe tener como propósito eliminar toda
contaminación química y bacteriológica del agua que pueda ser nociva para los seres
humanos, la flora y la fauna de manera que el agua sea dispuesta en el ambiente en
forma segura. El proceso, además, debe ser optimizado de manera que la planta no
produzca olores ofensivos hacia la comunidad en la cual está inserta. Una planta de
aguas servidas bien operada debe eliminar al menos un 90% de la materia orgánica y de
los microorganismos patógenos presentes en ella.

Como se ve en este gráfico, la etapa primaria elimina el 60% de los sólidos suspendidos
y un 35% de la DBO. La etapa secundaria, en cambio, elimina el 30% de los sólidos
suspendidos y un 55% de la DBO.

[editar] Etapas del tratamiento del agua residual

El proceso de tratamiento del agua residual se puede dividir en cuatro etapas:
pretratamiento, primaria, secundaria y terciaria. Algunos autores llaman a las etapas
preliminar y primaria unidas como etapa primaria.

[editar] Etapa preliminar

La etapa preliminar debe cumplir dos funciones:

1. Medir y regular el caudal de agua que ingresa a la planta
2. Extraer los sólidos flotantes grandes y la arena (a veces, también la grasa).

Normalmente las plantas están diseñadas para tratar un volumen de agua constante, lo
cual debe adaptarse a que el agua servida producida por una comunidad no es constante.
Hay horas, generalmente durante el día, en las que el volumen de agua producida es
mayor, por lo que deben instalarse sistemas de regulación de forma que el caudal que
ingrese al sistema de tratamiento sea uniforme.

Asimismo, para que el proceso pueda efectuarse normalmente, es necesario filtrar el
agua para retirar de ella sólidos y grasas. Las estructuras encargadas de esta función son
las rejillas, tamices, trituradores (a veces), desgrasadores y desarenadores. En esta
etapa también se puede realizar la preaireación, cuyas funciones son: a) Eliminar los
compuestos volátiles presentes en el agua servida, que se caracterizan por ser
malolientes, y b) Aumentar el contenido de oxígeno del agua, lo que ayuda a la
disminución de la producción de malos olores en las etapas siguientes del proceso de
tratamiento.

[editar] Etapa primaria

Tiene como objetivo eliminar los sólidos en suspensión por medio de un proceso de
sedimentación simple por gravedad o asistida por coagulantes y floculantes. Así, para
completar este proceso se pueden agregar compuestos químicos (sales de hierro,

aluminio y polielectrolitos floculantes) con el objeto de precipitar el fósforo, los sólidos
en suspensión muy finos o aquellos en estado de coloide.

Las estructuras encargadas de esta función son los estanques de sedimentación
primarios o clarificadores primarios. Habitualmente están diseñados para suprimir
aquellas partículas que tienen tasas de sedimentación de 0,3 a 0,7 mm/s. Asimismo, el
período de retención es normalmente corto, 1 a 2 h. Con estos parámetros, la
profundidad del estanque fluctúa entre 2 a 5 m.

En esta etapa se elimina por precipitación alrededor del 60 al 70% de los sólidos en
suspensión. En la mayoría de las plantas existen varios sedimentadores primarios y su
forma puede ser circular, cuadrada a rectangular.

[editar] Etapa secundaria

Tiene como objetivo eliminar la materia orgánica en disolución y en estado coloidal
mediante un proceso de oxidación de naturaleza biológica seguido de sedimentación.
Este proceso biológico es un proceso natural controlado en el cual participan los
microorganismos presentes en el agua residual, y que se desarrollan en un reactor o
cuba de aireación, más los que se desarrollan, en menor medida en el decantador
secundario. Estos microorganismos, principalmente bacterias, se alimentan de los
sólidos en suspensión y estado coloidal produciendo en su degradación anhídrido
carbónico y agua, originándose una biomasa bacteriana que precipita en el decantador
secundario. Así, el agua queda limpia a cambio de producirse unos fangos para los que
hay que buscar un medio de eliminarlos.

En el decantador secundario, hay un flujo tranquilo de agua, de forma que la biomasa,
es decir, los flóculos bacterianos producidos en el reactor, sedimentan. El sedimento que
se produce y que, como se dijo, está formado fundamentalmente por bacterias, se
denomina fango activo.

Los microorganismos del reactor aireado pueden estar en suspensión en el agua
(procesos de crecimiento suspendido o fangos activados), adheridos a un medio de
suspensión (procesos de crecimiento adherido) o distribuidos en un sistema mixto
(procesos de crecimiento mixto).

Las estructuras usadas para el tratamiento secundario incluyen filtros de arena
intermitentes, filtros percoladores, contactores biológicos rotatorios, lechos fluidizados,
estanques de fangos activos, lagunas de estabilización u oxidación y sistemas de
digestión de fangos.

[editar] Etapa terciaria

Tiene como objetivo suprimir algunos contaminantes específicos presentes en el agua
residual tales como los fosfatos que provienen del uso de detergentes domésticos e
industriales y cuya descarga en cursos de agua favorece la eutrofización, es decir, un
desarrollo incontrolado y acelerado de la vegetación acuática que agota el oxígeno, y
mata la fauna existente en la zona. No todas las plantas tienen esta etapa ya que
dependerá de la composición del agua residual y el destino que se le dará.

[editar] Principales pasos del tratamiento de aguas residuales

[editar] Desinfección

Las aguas servidas tratadas normalmente contienen microorganismos patógenos que
sobreviven a las etapas anteriores de tratamiento. Las cantidades de microorganismos
van de 10.000 a 100.000 coliformes totales y 1.000 a 10.000 coliformes fecales por 100
ml de agua, como también se aíslan algunos virus y huevos de parásitos. Por tal razón es
necesario proceder a la desinfección del agua. Esta desinfección es especialmente
importante si estas aguas van a ser descargadas a aguas de uso recreacional, aguas
donde se cultivan mariscos o aguas que pudieran usarse como fuente de agua para
consumo humano.

Los métodos de desinfección de las aguas servidas son principalmente la cloración y la
iozonización, pero también se ha usado la bromación y la radiación ultravioleta. El más
usado es la cloración por ser barata, fácilmente disponible y muy efectiva. Sin embargo,
como el cloro es tóxico para la vida acuática el agua tratada con este elemento debe ser
sometida a decloración antes de disponerla a cursos de agua natural.

Desde el punto de vista de la salud pública se encuentra aceptable un agua servida que
contiene menos de 1.000 coliformes totales por 100 ml y con una DBO inferior a 50
mg/L.

La estructura que se usa para efectuar la cloración es la cámara de contacto. Consiste en
una serie de canales interconectados por los cuales fluye el agua servida tratada de
manera que ésta esté al menos 20 minutos en contacto con el cloro, tiempo necesario
para dar muerte a los microorganismos patógenos.

[editar] Tratamiento de los fangos

Los sedimentos que se generan en las etapas primaria y secundaria se denominan
fangos. Estos fangos contienen gran cantidad de agua (99%), microorganismos
patógenos y contaminantes orgánicos e inorgánicos. Se han desarrollado varios métodos
para el tratamiento de los fangos e incluyen: digestión anaerobia, digestión aerobia,
compostaje, acondicionamiento químico y tratamiento físico. El propósito del
tratamiento de los fangos es destruir los microbios patógenos y reducir el porcentaje de
humedad.

La digestión anaerobia se realiza en un estanque cerrado llamado digestor y no requiere
la presencia de oxígeno pues es realizada por bacterias que se desarrollan en su
ausencia. Para el óptimo crecimiento de estos microorganismos se requiere una
temperatura de 35 ° C. Las bacterias anaerobias degradan la materia orgánica presente
en el agua servida, en una primera fase, a ácido propiónico, ácido acético y otros
compuestos intermedios, para posteriormente dar como producto final metano (60 -
70 %), anhídrido carbónico (30%) y trazas de amoníaco, nitrógeno, anhídrido sulfuroso
e hidrógeno. El metano y el anhídrido carbónico son inodoros; en cambio, el ácido
propiónico tiene olor a queso rancio y el ácido acético tiene un olor a vinagre.

La digestión aerobia se realiza en un estanque abierto y requiere la presencia de
oxígeno y, por tanto, la inyección de aire u oxígeno. En este caso la digestión de la

materia orgánica es efectuada por bacterias aerobias, las que realizan su actividad a
temperatura ambiente. El producto final de esta digestión es anhídrido carbónico y agua.
No se produce metano. Este proceso bien efectuado no produce olores.

El compostaje es la mezcla del fango digerido aeróbicamente con madera o llantas
trituradas, con el objetivo de disminuir su humedad para posteriormente ser dispuesto en
un relleno sanitario.

El acondicionamiento químico se puede aplicar tanto a los fangos crudos como
digeridos e incluye la aplicación de coagulantes tales como el sulfato de aluminio, el
cloruro férrico y los polímeros, los que tienen como función ayudar a la sedimentación
de las materias en suspensión y solución en el fango; la elutriación o lavado del fango,
la cloración y la aplicación de floculante.

El tratamiento físico incluye el tratamiento por calor y el congelamiento de los fangos.

Una vez concluida la etapa de digestión microbiana, ya sea aerobia o anaerobia, los
fangos aún contienen mucha agua (alrededor de un 90%) por lo que se requiere
deshidratarlos para su disposición final. Para ello se han diseñado dos métodos
principales: secado por aire y secado mecánico.

[editar] Deshidratación de los fangos

Se han hecho diversas estructuras para el secado por aire de los fangos. Entre ellas
están: lechos de arena, lechos asistidos de arena, lagunas de fangos, lechos
adoquinados y eras de secado.

Para el secado mecánico existen filtros banda, filtros prensa, filtros de vacío y
centrífugas.

Los fangos deshidratados deben disponerse en una forma ambientalmente segura. Para
ello, según el caso, pueden llevarse a rellenos sanitarios, ser depositados en terrenos
agrícolas y no agrícolas o incinerados. La aplicación en terrenos agrícolas requiere que
el fango no presente sustancias tóxicas para las plantas, animales y seres humanos. Lo
habitual es que sí las contengan por lo que lo normal es que sean dispuestos en rellenos
sanitarios o incinerados.

[editar] Tratamiento de Aguas Residuales por procesos
Biotecnológicos

El proceso natural de la limpieza del agua se consigue gracias a una bacteria que se
alimenta de los desechos que contienen las aguas servidas. Gracias a esta bacteria
aparecen los sistemas de tratamiento de aguas por medio biológicos de biodigestion,
donde por medio de diversos métodos se pone en contacto esta bacteria con el agua para
acelerar el procesos natural. Utilizando una película fija de bacteria en diversas piezas
de ingenierías distintas (estudiadas para tener mejor contacto con el agua a la hora de
limpiarla) el agua se pone en contacto con la bacteria para provocar una biodigestion
mucho más rápida que el proceso natural.

En presentación de rodillos, empaques, módulos o molinos la película fija tiene el
mismo propósito, la diferencia entre las tecnologías radica en la forma en la que se
acelera le propio proceso natural y desde luego en el espacio necesario para construir
una planta de tratamiento de aguas con estas características.

En comparación con otras tecnologías y métodos para la limpieza de las aguas
residuales, la película fija es sin duda una de las opciones mas fuertes gracias a su
tamaño, fácil utilización, coste y espacio necesario para su construcción.

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