El documento muestra los fundamentos del tratamiento de aguas residuales. Contiene citas y referencias de artículos y libros científicos relevantes en la materia.
1.- Explique los conceptos de “tratamiento de agua”, “tratamiento primario”, “tratamiento
secundario” y “tratamiento terciario”, e indique los contaminantes más importantes que se
eliminan en cada etapa.
El tratamiento de agua puede ser definido como el procesamiento del agua para lograr una calidad
de agua que cumpla con objetivos específicos o estándares establecidos por el usuario final o una
comunidad a través de sus agencias reguladoras. Los objetivos y los estándares pueden incluir los
requerimientos de agencias regulatorias, requerimientos adicionales establecidos por una
comunidad local y requerimientos asociados con procesos industriales específicos. La evolución de
la práctica del tratamiento de agua tiene una rica historia de desarrollos empíricos y científicos, y
de desafíos cumplidos y superados (Crittenden et al., 2023).
El tratamiento primario implica la aplicación de procesos de unidades físicas, este tratamiento
remueve una porción de los sólidos suspendidos y de la materia orgánica del agua residual. Se
utiliza típicamente la sedimentación. Ha sido demostrado que la filtración primaria puede ser un
reemplazo de la sedimentación primaria. En muchas referencias, el tratamiento preliminar es
incluido como parte del tratamiento primario (Crittenden et al., 2023).
El tratamiento secundario implica procesos de unidades químicas y biológicas para remover
materia orgánica biodegradable disuelta y suspendida, es implementado para cumplir estándares
mínimos de remoción de DBO, sólidos suspendidos totales y límites de pH en efluentes
descargados desde instalaciones de tratamiento de aguas residuales municipales. Existen
tratamientos secundarios con remoción de nutrientes los cuales remueven orgánicos
biodegradables, sólidos suspendidos y nitrógeno o fósforo, o ambos (Crittenden et al., 2023).
El tratamiento terciario implica procesos de unidades físicas para remover sólidos suspendidos
finos, usualmente se utiliza filtración granular o por medios de tela. La desinfección es a menudo
una parte del tratamiento terciario, aunque la desinfección puede ser aplicada después, en
cualquier nivel del tratamiento, antes de la descarga. En algunos lugares la remoción de nutrientes
y/o la desinfección más avanzada son incluidos bajo esta definición (Crittenden et al., 2023).
2.- Investigue acerca de los contaminantes emergentes, presente una definición diferente a la
planteada en clases, indicando la bibliografía. Y entregue algunos ejemplos.
Los contaminantes emergentes son definidos como sustancias químicas de naturaleza
principalmente orgánica que son resistentes a degradación fotolítica, biológica y química, debido a
su alta complejidad. Son sustancias altamente contaminantes para el medio ambiente acuoso
debido a su alta toxicidad, incluso a bajas concentraciones, y pueden ser fácilmente transmitidos a
través del aire y el agua. Estos contaminantes no pueden ser removidos eficientemente por
tratamientos de agua convencionales y se necesitan tratamientos especializados para su remoción,
tales como los procesos de oxidación avanzada (de Vidales et al., 2022).
Los principales contaminantes emergentes reportados son: farmacéuticos, productos de cuidado
personal, disruptores endocrinos, hormonas, herbicidas, productos de desinfección, plásticos,
conservantes de madera, detergentes, edulcorantes artificiales, aditivos industriales,
contaminantes orgánicos persistentes (por ejemplo, retardantes de llama y compuestos
perfluorados), y nanopartículas (Tang et al., 2020; Sousa et al., 2022).
, 3.- Se desea descontaminar un agua residual industrial que presenta las siguientes
características: pH 5,0; solidos suspendidos (sobre la norma establecida en el decreto supremo
90); concentración de materia orgánica 1000 mg DQO/L (demanda química de oxígeno); y
presenta además material coloidal que otorga cierto color al agua. Proponga una secuencia de
tratamiento, esquematice en un diagrama de bloque las unidades de tratamiento, todas las
corrientes o flujos de agua.
La imagen se puede descargar en el siguiente enlace para mejor visualización:
https://drive.google.com/file/d/1y0FoIT0y_oBxdliT8Dze0pL41-LtGKLS/
Observaciones:
La propuesta de tratamiento está basada en información de Tchobanoglous et al., 2003. En
su libro, información sobre la unidad de screening en página 315; información sobre el
removedor de arena en página 384; información sobre el estabilizador de flujo en página
333; información sobre el neutralizador en página 527; información sobre el
coagulador/floculador en página 748; información sobre el sedimentador en página 396;
información sobre la ozonación en página 1196; información sobre el lodo activado en
página 661; información sobre remoción de patógenos con cloro en página 1231; e
información sobre remoción de patógenos con luz UV en página 1298.
El DS 90 establece un rango de pH de entre 6 a 8,5 para descargas en aguas fluviales y
lacustres, por lo mismo, es necesaria una unidad de estabilización para aumentar el pH.
Debido a que el RIL supera en su contenido de solidos suspendidos al DS 90, es necesaria
una unidad de sedimentación.
Debido a que la concentración de materia orgánica es de 1000 mg DQO/L es necesario
añadir una unidad de remoción de materia orgánica no biodegradable (como un proceso
de oxidación avanzada, por ejemplo, ozonación) y luego una unidad de lodos activados
para remover la materia orgánica biodegradable. La alta DQO del RIL indica alta
concentración de materia orgánica no biodegrable y de materia orgánica biodegradable.
Para la remoción del material coloidal es necesaria una unidad de coagulación/floculación.
4.- Explique el motivo por el cual, en un proceso de remoción de nitrógeno, la etapa de
desnitrificación precede a la tapa de nitrificación en una planta de tratamiento de aguas
servidas.
Las principales fuentes de nitrógeno son compuestos nitrogenados producidos por plantas y
animales, la extracción de nitrato de sodio para uso en fertilizantes y la atmósfera. La forma más
oxidada de nitrógeno es el nitrato (NO 3—). Debido a que el nitrato es un ion estable y altamente
soluble, es difícil removerlo por procesos de coagulación y adsorción convencionales. La
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