SERIE AUTODIDÁCTICA DE MEDICIÓN DE LA
CALIDAD DEL AGUA
SUBDIRECCIÓN GENERAL DE ADMINISTRACIÓN DEL AGUA (CNA)
Autor: César G. Calderón Mólgora
Revisor IMTA: Fernando Pozo Román
Revisores CNA: Miriam Beth Arreortúa Cosmes.
Luis Miguel Rivera Chávez.
Editor: César G. Calderón Mólgora
IDENTIFICACIÓN Y DESCRIPCIÓN
DE LOS SISTEMAS SECUNDARIOS DE
Comisión Nacional del Agua, CNA
Instituto Mexicano de Tecnología del Agua, IMTA
Edita:
La Gerencia de Recaudación y Con-trol de la Subdirección General de Administración del Agua.
Comisión Nacional del Agua.
La Coordinación de Tecnología Hidráulica.
Instituto Mexicano de Tecnología del agua.
Imprime:
Instituto Mexicano de Tecnología del Agua
ISBN 968-7417-87-0
PARTICIPANTES
En la realización de este documento, colaboraron : Especialistas del Institu-to Mexicano de Tecnología del Agua, IMTA y de la Subdirección General de Administración del Agua, CNA
Autor: César G. Calderón Mólgora
Revisor IMTA:
Fernando Pozo Román
Revisores CNA:
Miriam Beth Arreortúa Cosmes. Luis Miguel Rivera Chávez.
Editor:
César G. Calderón Mólgora.
Corrector de estilo:
Antonio Requejo del Blanco.
Diseño:
Mayra Leticia Navarrete Morales. Ana Cecilia Tomasini Ortíz.
Ilustraciones:
Eduardo Rodríguez Martínez.
Para mayor información dirigirse a:
COMISIÓN NACIONAL DEL AGUA-SUBGERENCIA DE INSPECCIÓN Y MEDICIÓN.
Ing. Roberto Merino Carrión
roberto.merino @ cna.gob.mx
Insurgentes Sur Nº1969, 1er piso, Co-lonia Florida C.P. 01030, México D.F. Tel. 01(55) 53-22-24-00 ext. 6607 Fax ext. 6608
INSTITUTO MEXICANO DE TECNO-LOGÍA DEL AGUA.
SUBCOORDINACIÓN DE CALIDAD E HIDRÁULICA INDUSTRIAL.
M.I. Marco Antonio Toledo Gutiérrez
mtoledo@tlaloc.imta.mx
Paseo Cuauhnáhuac Nº 8532, Colo-nia Progreso, CP. 62550, Jiutepec, Morelos.
Teléfono y Fax 01(777)3-20-87-25.
Derechos reservados por Comisión Nacional del Agua, Insurgentes Sur Nº 2140, Ermita San Ángel; C.P. 01070, México D.F. e Instituto Mexi-cano de Tecnología del Agua, Paseo Cuauhnáhuac Nº 8532, Colonia Pro-greso, C.P. 62550, Jiutepec, Morelos.
CONTENIDO
PÁGINA
PREFACIO
I
¿PARA QUIÉN? ¿PARA QUÉ? Y EVALÚA SI SABES
II
1. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DEL TRATAMIENTO
SECUNDARIO (ACCIÓN BIOLÓGICA)
1
RESUMEN
6
AUTOEVALUACIÓN
6
2. TIPOS DE REACTORES BIOLÓGICOS
8
RESUMEN
21
AUTOEVALUACIÓN
23
BIBLIOGRAFÍA
24
GLOSARIO
25
PREFACIO
La Comisión Nacional del Agua (CNA), órgano desconcentrado de la Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales (SEMARNAT), tiene la atribución de administrar y custodiar las aguas nacionales y sus bienes públicos inherentes. Como parte de la estrategia de la CNA para preservar la calidad de las aguas nacionales, la Subdirección General de Administración del Agua, en colaboración con el Instituto Mexicano de Tecnología del Agua (IMTA) ha editado la primera parte del Paquete
Autodi-dáctico para Medición de la Calidad del Agua, que tiene como objetivo capacitar al personal que realiza visitas de inspección, a
fin de que la toma y conservación de muestras de agua residual se realice de manera confiable, de forma segura y sin vicios técnicos que pudieran invalidar la visita, así como proporcionarle los principios para identificar y describir los diversos sistemas empleados para el tratamiento del agua residual.
Esta primera parte, consta de ocho unidades que se elaboraron con la finalidad de presentar los procedimientos de manera sin-tética, amena y sencilla, de tal manera que además de ser manuales de capacitación, sirvan como guías de referencia rápida que unifiquen los criterios en la aplicación de los procedimientos descritos y en la identificación de los sistemas de tratamiento de aguas residuales.
La unidad inicial, denominada Fundamentos Técnicos para el Muestreo y Análisis de Aguas Residuales, contiene conceptos básicos sobre contaminación del agua y los requisitos necesarios para llevar a cabo un muestreo conforme a lo estipulado en la NOM-001-ECOL-1996; las siguientes unidades se derivan de ésta, y por ello es recomendable que el usuario de esta serie ini-cie la autocapacitación con dicha unidad.
La segunda, tercera y cuarta unidad se refieren al muestreo y preservación de contaminantes específicos, así como a las deter-minaciones en campo (pH, temperatura y materia flotante).
La quinta unidad, llamada Aforo de Descargas aborda las técnicas más adecuadas para cuantificar el caudal del agua residual descargada, de acuerdo a las diversas condiciones que puedan presentarse en campo.
La sexta unidad, plantea los procedimientos de seguridad e higiene que los inspectores deben observar durante el desarrollo del muestreo, a fin de asegurar su integridad física y la de la muestra.
Finalmente, las dos unidades restantes se enfocan a la descripción de los principios de funcionamiento de los sistemas prima-rios y secundaprima-rios de tratamiento de aguas residuales, de tal forma que el inspector pueda detallar en el acta los equipos que observa.
¿Para quién?
Este manual se dirige a los
espe-cialistas técnicos de las brigadas
de inspección y verificación,
quie-nes se encargan del muestreo de
las descargas de los usuarios en
aguas nacionales.
¿Para qué?
Este manual se elaboró con el fin
de proporcionar al usuario los
fundamentos para describir el
principio de funcionamiento de los
sistemas biológicos de
tratamien-to de aguas residuales, así como
para identificar los diferentes
pro-cesos mediante los cuales se
lle-va a cabo el tratamiento.
Evalúa si sabes
¿Qué es un sistema secundario
de tratamiento agua residual?
¿Qué microorganismos se
encar-gan de la transformación de la
materia orgánica en los sistemas
secundarios?
Por su relación con el oxígeno
¿qué tipo de microorganismos
existen?
Por la forma en que se encuentra
la biomasa en los reactores
bioló-gicos ¿cómo se clasifican?
¿Qué contaminantes remueven
los sistemas secundarios?
1 PRINCIPIO DE
FUNCIONAMIENTO DEL
TRATAMIENTO
SECUNDARIO
(ACCIÓN BIOLÓGICA)
La figura 1.1 es una vista aérea de una planta biológica o secundaria típica para el tratamiento de aguas residuales municipales.
En ella se distinguen el tratamiento primario, el secundario, la desinfec-ción del agua tratada y el tratamiento de lodos de desecho. Asimismo, cuenta con un pretratamiento que no aparece en la ilustración.
En el manual Identificación y descrip-ción de sistemas primarios para el
tratamiento de aguas residuales se
explicaron tanto el pretratamiento co-mo el tratamiento primario. En el pre-tratamiento se remueven grandes objetos, sólidos muy densos como la arena y, en el caso de efluentes
in-dustriales, estos se neutralizan. En el tratamiento primario se remueven sólidos en suspensión y natas forma-das por materia flotante, así como grasas y aceites.
El tratamiento biológico o secundario
se encarga de remover del agua la materia orgánica (DBO). ¿En qué benefician al tratamiento secundario, el pretratamiento y el tratamiento pri-mario? ¿Se podría prescindir de ellos?
Al término de este capítulo, el usua-rio será capaz de describir los tipos de microorganismos que normalmen-te innormalmen-tervienen en los tratamientos biológicos, así como su clasificación con base en su afinidad por el oxíge-no.
Figura 1.1 Planta de tratamiento de aguas residuales municipales.
Sedimentadores
primarios
Sedimentadores secundarios
Reactor biológico
Digestores aerobios
de lodos de desecho
Los beneficios derivados del pretrata-miento y el tratapretrata-miento primario para una planta del tipo biológico son: pro-tección del equipo e instalaciones; la remoción de contaminantes que el sistema biológico no es capaz de eli-minar, o en su defecto, no tiene nece-sidad de eliminar; obra civil de menor tamaño y mayor eficiencia de remo-ción de contaminantes.
En cuanto a la posibilidad de prescin-dir de alguna etapa, son las caracte-rísticas del agua residual las que de-terminan la necesidad de contar o no con pretratamiento y tratamiento pri-mario: para aguas residuales munici-pales sí se requieren, para aguas dustriales dependerá del tipo de in-dustria que se trate.
Tratamiento secundario
El tratamiento secundario tiene como objetivo eliminar la materia orgánica disuelta. Para ello se emplean millo-nes de organismos microscópicos cuyo trabajo es comerse (degradar) la materia orgánica para transformar-la en más microorganismos y en sus-tancias más sencillas, tales como bi-óxido de carbono (CO2), metano (CH4), nitrógeno amoniacal (NH3), nitratos (NO3=) y agua (H2O). A conti-nuación se da una breve descripción de los encargados de dicha
transfor-mación.
Bacterias
Son organismos unicelulares y repre-sentan las formas de vida más sim-ples. Por su forma se clasifican como cocos, bacilos, vibriones y espiroque-tas.
Los cocos (figura 1.2) son bacterias esféricas, el tamaño de las células individuales oscila entre 0.5 y 4 µm. Por la manera en que se agrupan se clasifican como estafilococos, diplo-cocos (cadenas de dos), sarcinas (paquetes de ocho) y estreptococos (cadenas). La agrupación es caracte-rística de la especie y sirve para su clasificación; por ejemplo, las meta-nosarcinas son bacterias generado-ras de metano, que se agrupan en
paquetes de ocho.
Los bacilos (figura 1.3) son bacterias de forma cilíndrica cuyo diámetro es de 0.3 a 1.0 µm, mientras que su lon-gitud oscila entre 1 y 10 µm. También puede formar cadenas de dos o más
bacilos .
Los vibriones son bacterias cilíndricas pero curvadas. El cólera, una de las bacterias que mayores efectos ha tenido sobre la salud pública en Méxi-c o ,
perte-n ec e a este
g r u - p o
(figura 1.4).
Las espiroquetas son bacterias
cilín-Figura 1.5 Espiroquetas.
Figura 1.3 Bacilos.
Figura 1.2 Cocos.
dricas que forman una espiral y se-mejan un resorte; llegan a medir has-ta 30 µm (figura 1.5).
Las bacterias son la principal fuerza laboral de los sistema biológicos, son las encargadas de degradar la mate-ria orgánica presente en el agua. Por eso es importante que la materia or-gánica llegue en un tamaño tal que permita la asimilación rápida por par-te de estos microorganismos.
Como se vio en otros manuales de
esta serie, las sustancias se conside-ran disueltas cuando el tamaño de partícula es menor a 0.001 µm. En la medida en que las partículas tienen un tamaño mayor, resulta más difícil su asimilación por parte de las bacte-rias; primero tendrán que segregar
exoenzimas para que se lleve a cabo la hidrólisis (ruptura) de las partícu-las y, una vez llevadas a un tamaño adecuado, entonces poderlas consu-mir. De ahí la importancia del trata-miento primario.
Con base en su afinidad con el oxíge-no las bacterias son aerobias o anae-robias. Las que requieren un ambien-te con oxígeno molecular (O2) para desarrollarse, se denominan aero-bias; las bacterias que proliferan en un ambiente carente de oxígeno son anaerobias. Existen bacterias que pueden desarrollarse en ambientes aerobios o anaerobios; éstas se co-nocen como facultativas.
Las bacterias al consumir la materia orgánica, independientemente de su afinidad por el oxígeno, la man. Como producto de la transfor-mación hay generación de nuevas células y otras sustancias. La figura 1.6 muestra los productos finales que se obtienen por las vías aerobia y anaerobia.
Este comportamiento es quizá el fac-tor más importante para definir las características de los sistemas de tratamiento. Se observa que las bac-terias aerobias van a obtener como producto principal nuevas células y el agua tratada contendrá muy poca materia disuelta. Por su parte, las bacterias anaerobias dirigen la mayor parte de su actividad a generar gases (metano y bióxido de carbono) y en menor grado células nuevas; el agua tratada por la vía anaerobia tiene una calidad inferior que la de los sistemas aerobios.
Figura 1.6 Productos finales de la digestión anaerobia y aerobia.
Materia orgánica 100% Bacterias anaerobias Bacterias
aerobias + O2
CH4+ CO2 (90%)
Nuevas células (10%)
Efluente rico en NH3
CO2+ H2O
Energía (35%)
Nuevas células (65%) Materia orgánica 100% Bacterias anaerobias Bacterias
aerobias + O2
CH4+ CO2 (90%)
Nuevas células (10%)
Efluente rico en NH3
CO2+ H2O
Energía (35%)
Protozoarios
Son microorganismos unicelulares, pero a diferencia de las bacterias, en su interior ya se pueden distinguir perfectamente los organelos celulares como el núcleo, las vacuolas alimenti-cias y otros. Su tamaño oscila entre 10 y 100 micras.
Existen cinco grupos: sarcodinas, fla-gelados, esporozoarios, ciliados y suctorias. En los sistemas biológicos de tratamiento de aguas residuales son importantes los ciliados. Las suc-torias, por su parte, se encuentran en abundancia, sin embargo, su papel en el tratamiento no ha sido clara-mente establecido. Los otros tipos de protozoarios son de interés clínico, pero no juegan un papel importante dentro de los sistemas de tratamiento de aguas residuales.
Los ciliados son protozoarios que es-tán rodeados de pequeños cilios que utilizan para desplazarse y se cono-cen como ciliados móviles o de vida libre; un ejemplo es el paramecium
(figura 1.7). También se encuentran los ciliados fijos o céciles como las
vorticellas (figura 1.8). Estos últimos,
tie-nen un “tallo” que les permite fijarse y los cilios los utilizan principalmente para atrapar su alimento.
Las suctorias (figura 1.8) tienen una fase de juventud en que presentan cilios y son móviles, en la edad adulta son fijos y presentan “tentáculos”. Son más o menos abundantes en los sistemas de tratamiento, pero no se sabe con certeza que papel juegan
en el sistema.
Los protozoarios se alimentan de bacterias y otras partículas orgánicas, son la segunda etapa de la cadena alimenticia y su función es el control de las poblaciones bacterianas y ayu-dan a dar consistencia y peso a la biomasa. La mayoría de los protozoa-rios son aerobios, sin embargo, se encuentran algunos anaerobios.
Los rotíferos son microorganismos multicelulares, heterótrofos, aero-bios. Su nombre proviene de dos jue-gos de cilios rotativos en su cabeza (figura 1.8). Usan dichos cilios tanto para moverse como para procurarse alimento. Los rotíferos consumen pro-tozoarios, bacterias y algunas partícu-las orgánicas; su función es de puli-mento del efluente. No soportan nive-les bajos de oxígeno disuelto ni aguas con niveles medios o altos de DBO. Su presencia en los sistemas de tratamiento es un indicador de un buen nivel de tratamiento y de un contenido alto de oxígeno disuelto.
Figura 1.8 Microorganismos encontrados en los sistemas biológicos de tratamiento de
aguas residuales.
Amibas
Ciliados
Suctorias
Rotíferos
gos, por su parte, no juegan un papel importante en los sistemas de trata-miento de aguas residuales.
En esencia, el tratamiento biológico es una cadena alimenticia que se lle-va a cabo dentro de un reactor: las bacterias consumen la materia orgá-nica presente en el agua residual, la mayor parte la aprovechan para su crecimiento y reproducción y el resto lo transforman en sustancias inorgá-nicas tal como bióxido de carbono (CO2) y nitrógeno amoniacal (NH3). Las bacterias son consumidas por los protozoarios y éstos, a su vez, son consumidos por los rotíferos.
Una vez transformada la materia or-gánica en biomasa, es necesario se-pararla del agua, de lo contrario, para efectos prácticos, no ha habido trata-miento. La separación de la biomasa se hace por efecto de la gravedad: en los sistemas aerobios es en los sedi-mentadores secundarios; en los pro-cesos anaerobios, generalmente, la separación ocurre dentro del mismo reactor, ya que la producción de bio-masa es mucho más limitada y gene-ralmente está adherida a un soporte, por lo mismo, el arrastre de biomasa activa no es significativo. Además, es frecuente que a un reactor anaerobio le siga un reactor aerobio que retiene
la biomasa arrastrada fuera del pri-mero.
RESUMEN
El tratamiento biológico o secun-dario se lleva a cabo por la acción de microorganismos que consu-men la materia orgánica y la trans-forman en nuevas células y otras sustancias. Las células deben se-pararse del agua con el fin de com-pletar el tratamiento. Los microor-ganismos principales que intervie-nen en los sistemas de tratamiento que se revisan en este manual son las bacterias, los protozoarios y los rotíferos. Las bacteria se encar-gan de la transformación de la ma-teria orgánica, mientras que los protozoarios ayudan a mantener la población bacteriana y a darle den-sidad a la biomasa; los rotíferos son indicadores de un buen nivel de tratamiento del agua.
Por su afinidad con el oxígeno, los microorganismos, principalmente las bacterias, pueden ser aerobios si son afines al oxígeno, anaero-bios cuando no requieren el oxíge-no para desarrollarse, o facultati-vos cuando pueden crecer en am-bas condiciones. Los
microorga-nismos aerobios son altamente productivos, cerca del 65% de la materia orgánica la transforman en biomasa, mientras que los microor-ganismos anaerobios producen metano y sólo 10% de la materia orgánica se transforma en bioma-sa.
El tratamiento biológico o secun-dario es una cadena alimenticia integrada por materia orgánica, bacterias, protozoarios y rotíferos.
AUTOEVALUACIÓN
1 ¿Qué tipo de contaminantes re-mueven los reactores secunda-rios o biológicos?
a) Grava y arena.
b) Compuestos orgánicos. c) Metales pesados. d) Todos los anteriores.
a) Los rotíferos. b) Las algas. c) Los protozoarios. d) Las bacterias. e) Todos los anteriores.
3 ¿En los sistemas biológicos, dis-tintos de las lagunas, cuales mi-croorganismos son importan-tes?
a) Bacterias. b) Protozoarios. c) Rotíferos.
d) Todos los anteriores. e) Ninguno de los anteriores.
4 Los microorganismos que re-quieren oxígeno para desarro-llarse se denominan:
a) Anaerobios. b) Aerobios. c) Facultativos.
5 ¿Cuáles son los productos de la transformación de la materia or-gánica por los microorganismos anaerobios?
a) Efluente nitrificados, bióxido de carbono (CO2) y nuevas
cé-lulas.
b) Efluente nitrificado, metano (CH4), bióxido de carbono
(CO2) y nuevas células.
c) Efluente rico en nitrógeno amoniacal (NH3), metano (CH4),
bióxido de carbono (CO2) y
nuevas células.
d) Ninguno de los anteriores.
6 Los rotíferos:
a) Son indicadores de efluentes con alto nivel de oxígeno di-suelto y alto contenido de ma-teria orgánica.
b) Son indicadores de efluentes anaerobios.
2 TIPOS DE REACTORES
BIOLÓGICOS
Además de la vía metabólica de los microorganismos (aerobia o anaero-bia), los reactores biológicos se clasi-fican con base en la forma en que la población microbiana se encuentra dentro del reactor. Se conoce como biomasa suspendida a aquellos reac-tores que no utilizan un medio de so-porte y los microorganismos forman agregados conocidos como flóculos. Cuando el reactor cuenta con un
me-dio, ya sea natural o sintético, que sirve de soporte para que se desarro-lle la comunidad microbiana en forma de “lama” o película, se dice que es un reactor de biomasa fija.
Tomando en cuenta estos dos facto-res se pfacto-resenta la siguiente clasifica-ción de los reactores biológicos (figura 2.1), cabe aclarar que no inclu-ye a los sistemas naturales . Esta cla-sificación servirá como guía para ex-plicar las características principales de cada uno de ellos.
Los lodos activados y los filtros perco-ladores son de uso frecuente en México, otros reactores como los anaerobios de lechos expandidos o los lodos activado con aeración a contracorriente son incipientes en el país. Asimismo, hay otros sistemas que no se utilizan en México o, en su defecto, su uso principal no es el tamiento del agua residual sino el tra-tamiento de los lodos de desecho, y por ello, no aparecen en el cuadro sinóptico (figura 2.1).
2.1 Reactores aerobios de biomasa en suspensión
Este grupo está representando por el sistema conocido como lodos activa-dos. Los lodos activados están consti-tuidos por cinco elementos (figuras Al término de este capítulo el
usua-rio será capaz de enlistar los reacto-res biológicos para el tratamiento de aguas residuales, distintos de las lagunas de estabilización, que se utilizan en México y de describir sus características principales.
Figura 2.1 Clasificación de los reactores.
Reactores
de biomasa
en
Reactores
de biomasa
Reactores
de biomasa
no adherida
Reactores
de biomasa
Sistemas
aerobios
Sistemas
anaerobio
Sistemas secundarios Reactores de biomasa en suspensión Reactores de biomasa fija Reactores de biomasa no adherida Reactores de biomasa fija Sistemas aerobios Sistemas anaerobios•
Lodos activados en todas sus variantes•
Filtros percoladores o rociadores•
Discos biológicos rotativos•
Fosas sépticas•
Tanques Imhoff•
RAFA•
Filtro anaerobio•
Reactor tubular de películafija
•
Lecho fluidizado2.2 y 2.3): el tanque aeración, el sis-tema de aeración, el sedimentador, la línea de recirculación y la línea de purga.
En el tanque de aeración se mezclan la materia orgánica, los microorganis-mos y el oxígeno disuelto; esta mez-cla se conoce como licor mezmez-clado. En la figura 2.2 se representa un tan-que de lodos activados con aeración por difusión.
Una vez que la mezcla abandona el reactor entra en un sedimentador se-cundario, en el cual se separa la bio-masa del agua; la biobio-masa o lodo precipita hacia el fondo del sedimen-tador. Estos lodos se regresan al tan-que de aeración para mantener una concentración determinada de mi-croorganismos. Como la reproducción de microorganismos es muy alta, par-te de ese lodo se tiene que desechar del sistema y tratarse para convertirlo en un residuo inocuo antes de su dis-posición final. La figura 2.3 es un dia-grama de un sistema típico de lodos activados.
Existen muchas variantes de este proceso, pero en esencia todas con-tienen estos cinco elementos. Las diferencias están dadas por la forma en la que se alimenta el agua resi-dual, la manera en que se suministra
Figura 2.3. El diagrama típico de una planta de lodos activados.
Tanque de aeración
Línea de recirculación de lodos
purga
Aguaresidual
Agua tratada
Entrada de aire
Difusores Entrada de agua
residual cruda
Licor mezclado
el aire y por los tiempos de retención hidráulico y celular. La variantes más conocidas son las siguientes:
Completamente mezclado o con-vencional
Es un reactor completamente mezcla-do y por ello se puede esperar, en cualquier punto del tanque de aera-ción, la misma concentración de ma-teria orgánica, de microorganismos y de oxígeno disuelto (figura 2.4). El tiempo de retención hidráulico es de cuatro a ocho horas.
Contacto-estabilización
En esta variante el reactor está dividi-do en dividi-dos tanques (figura 2.5). El agua cruda entra en contacto con los microorganismos y se aérea por un
periodo corto (1 hora aproximada-mente). Las bacterias adsorben la materia orgánica. El licor mezclado pasa al sedimentador y los lodos de-cantados se envían al tanque de es-tabilización, en este tanque se sumi-nistra aire y las bacterias digieren la materia orgánica.
Aeración extendida, zanja de oxi-dación y proceso carrusel
El tiempo de retención hidráulico es de 18 a 36 horas (de cuatro y media a nueve veces mayor que el proceso convencional). En este caso se tiene un flujo pistón y el tanque puede
te-ner forma rectangular u oval (zanja de oxidación o proceso carrusel, ver figu-ra 2.6). El suministro de aire puede ser por difusores, por el cepillo Pas-veer o aeradores flotantes de flecha hueca tipo cañón.
Figura 2.4 Diagrama de flujo de
pro-ceso completamente mezclado.
Figura 2.6 Diagrama de flujo de
una zanja de oxidación.
Figura 2.5 Diagrama de flujo de contacto-estabilización.
Tanque de contactoTanque de estabilización Influente
R ec i rc ul ac i ón de lodos
Purga Efluente
Por los tiempos de retención tan grandes suele generar efluentes nitri-ficados, pocos lodos de desecho y éstos se hallan parcialmente digeri-dos.
Aeración por etapas
Lo que hace esta variante es dismi-nuir progresivamente la inyección del aire a lo largo del tanque. Opera bajo el principio del flujo pistón y en la medida en que el agua avanza, con-tiene menos materia orgánica, por lo mismo, requiere menos oxígeno y se inyecta menos aire (figura 2.7).
Alimentación escalonada
En esta variante se introduce el agua residual en varios puntos a lo largo del tanque de aeración y se mantiene un nivel uniforme de materia orgáni-ca, aire y microorganismos. De esta forma se evitan demandas excesivas
de aire en algún punto del reactor (figura 2.8).
Proceso por lotes o batch
El proceso por lotes tiene la peculiari-dad de que todo el tratamiento se
realiza en un solo tanque. Para ope-rar en forma continua se requiere de por lo menos dos tanques que traba-jan desfasados, mientras uno trata el agua residual, el otro recibe el in-fluente.
El reactor (figura 2.9) se llena con agua residual, se aerea, se deja sedi-mentar, se extrae el agua y nueva-mente se llena. Esta variante, fue la primer forma en que funcionaron los lodos activados, pero cayó en des-uso. Hacia 1990 se retomó el proceso ya que ofrece muchas ventajas, entre otras, el ser especialmente apto para tratar aguas difíciles, incluso, facilita el manejo de ciclos combinados
Figura 2.7 Diagrama de flujo para
aeración por etapas.
Figura 2.8 Alimentación escalonada.
Figura 2.9 Proceso por lotes.
Aerador flotante Efluente
Decantador (nivel máximo del agua)
Decantador (nivel mínimo del agua)
(anaerobio-aerobio-anóxico) para la-remoción de nutrientes.
En México, muchas empresas de ser-vicio tales como clubes deportivos han optado por esta variante.
Aeración a contracorriente
Utiliza tanques circulares con profun-didades de 2.5 a 5.2 m. Dependiendo del caudal y para dar tiempos de re-tención suficientes, se pueden
conec-tar tanques circulares en serie (figura 2.10).
El sistema de inyección de aire con-siste en tubos difusores, de burbuja fina, montados en un puente rotatorio de tracción lateral. El puente, además de llevar el difusor de aire, se encar-ga de mezclar el agua con los mi-croorganismos. El tiempo de reten-ción hidráulica es de 18 a 24 horas
En este caso, el aire no se utiliza pa-ra agitar el licor mezclado, sólo se usa para mantener los niveles nece-sarios de oxígeno disuelto. De esta forma el consumo de energía es más bajo que el de otras variantes y la tasa de transferencia de oxígeno es más alta.
Oxígeno puro
Este sistema inyecta una corriente de oxígeno en tanques cubiertos (figura 2.11), para evitar que el oxígeno es-cape hacia la atmósfera. Logra nive-les de actividad mayor y por lo mismo su tiempo de retención es de una a tres horas. Una de las plantas de tra-tamiento de las aguas residuales de la ciudad de Monterrey (Dulces nom-bres) es un ejemplo de esta variante.
Figura 2.11 Oxígeno puro.
Figura 2.10 Aeración a contracorriente.
Tanques de aeración2.2 Sistemas aerobios de biomasa fija
Este tipo de reactores se caracteriza por contar con un medio de soporte o empaque sobre el que se desarrolla una película biológica. Como empa-que se utilizan piedras, madera y ob-jetos plásticos de muchas formas. La película biológica está compuesta, principalmente, por bacterias y proto-zoarios. El agua escurre sobre la pelí-cula y de esta forma es que entra en contacto con los microorganismos y con el aire. Los sistemas aerobios de biomasa fija más comunes son los filtros percoladores y los discos bioló-gicos rotativos.
Estos procesos, si bien suelen ser más estables y requieren menos ope-ración que los sistemas de biomasa en suspensión, son más sensibles a la temperatura del ambiente y tam-bién a los fenómenos atmosféricos. Así, en zonas de intensas precipita-ciones pluviales y en zonas de invier-nos muy fríos, es necesario que cuenten con cubiertas.
Filtros percoladores o rociadores
Los filtros percoladores, generalmen-te, son de forma circular aunque en el práctica se encuentran rectangulares, hexagonales y octogonales; contie-nen un lecho empacado, el empaque descansa sobre un bajodren que
per-mite el paso del agua hacia los cana-les colectores. El agua residual se distribuye mediante brazos giratorios, escurre por la película biológica y ocurre una adsorción y asimilación biológica de la materia contaminante. La figura 2.12 es un filtro percolador o rociador.
La película biológica va engrosando y llega un momento en que se despren-de despren-del soporte; dicha película se se-para del efluente en el sedimentador secundario. En el filtro rociador no es necesario recircular los lodos capta-dos en el sedimentador, y cuando el agua se recircula, es más bien para mantener húmedo el medio.
El medio de soporte puede ser natu-ral, tal como piedras de río o plástico. La cantidad de materia orgánica que pueden remover los filtros percolado-res está dada por la superficie de contacto. Los medios naturales son los que menor superficie de contacto por unidad de volumen ofrecen (de 40 a 70 m2/m3 de empaque), mientras que los medios plásticos pueden al-canzar hasta 280 m2/m3. Al haber mayor superficie de contacto, hay mayor biomasa activa y pueden de-gradar más materia orgánica.
Es frecuente que los filtros percolado-res se instalen en serie para lograr
Figura 2. 12 Filtro percolador.
Brazos distribuidores
Ventilas
una buena remoción de materia car-bonácea y también la nitrificación del efluente.
El peso del medio de empaque es un factor que determina la forma en la que se construyen los filtros rociado-res. Las piedras son un empaque muy pesado y, por ello, los filtros se entierran parcialmente; el lecho suele tener una profundidad entre 1.5 y 2.5 metros.
Por su parte, los medios plásticos son empaques mucho más ligeros y re-quieren de estructuras menos resis-tentes, por ello, los filtros empacados con medios plásticos se construyen hacia arriba y la altura del lecho es de 3 hasta 12 metros.
Discos biológicos rotativos
Este proceso consta de una serie de discos montados sobre una flecha horizontal que gira. Los discos se su-mergen parcialmente (figura 2.13).
En cada giro la superficie de los dis-cos, sobre la que se desarrolla la bio-película, entra en contacto con el agua residual y con el aire. La pelícu-la cuando se expone al aire, se oxige-na, y al entrar en contacto con el agua residual pueden adsorber la ma-teria orgánica; de esta forma se logra
el tratamiento del agua. Los esfuer-zos cortantes generados por la rota-ción del disco mantienen la película con un espesor casi constante, así, los excesos de biomasa se despren-den del disco, salen del reactor y se separan del agua residual en el sedi-mentador secundario.
Los discos se hacen de diferentes materiales tales como madera, plásti-co sólido y mallas plásticas. En este sistema es importante optimizar la relación superficie-volumen; los dis-cos sólidos de plástico, con diseños especiales, son los que mayores su-perficies de contacto presentan.
Los discos se sumergen de tal forma que sólo 40% del área esté bajo el agua (figura 2.14).
Figura 2.13 Discos biológicos rotativos.
Hay otros diseños en los cuales el disco cuenta con cucharones que le permiten atrapar aire, en este caso, los discos se sumergen hasta en 80% y hay una línea de inyección de aire en el fondo del tanque, el aire se atrapa en los cucharones y sirve co-mo auxiliar para el co-movimiento de los discos y para aerar a los microorgani-mos (figura 2.15).
Se recomienda que los discos se co-loquen en serie, dependiendo del caudal, puede ser un sólo módulo con flujo paralelo a la flecha (para
caudales pequeños) o en varios mó-dulos secuenciales con el flujo per-pendicular a la flecha para caudales grandes (figura 2.16). Al colocar mó-dulos en serie se logra una mayor remoción de contaminantes y la es-pecialización de la biomasa, de tal forma que los microorganismos de la última etapa suelen nitrificar el agua.
2.3 Sistemas anaerobios de bioma-sa no adherida
Los reactores anaerobios de biomasa no adherida son, en esencia, separa-dores de sólidos suspendidos. Una
vez separados los sólidos, se deposi-tan en el fondo del deposi-tanque, y ahí son degradados en un ambiente anaero-bio. No hay una interacción real entre la biomasa activa (lodo) y el agua residual, por lo mismo, la remoción de la materia disuelta es muy baja o nula. A este grupo pertenecen la fosa séptica y el tanque Imhoff.
La fosa séptica: es un tanque que generalmente va enterrado y su fun-ción principal es la separafun-ción de só-lidos suspendidos y la hidrolización de estos (figuras 2.17 y 2.18).
Figura 2.16 Arreglo de los discos.
Figura 2.15 Discos con inyección
de aire.
Su aplicación se da básicamente en casas habitación, escuelas y hospita-les en zonas donde no existe el servi-cio de drenaje. Hay una variante de fosa séptica divida en tres cámaras y el flujo del agua se fuerza a ir de aba-jo hacia arriba (figura 2.19). De esta forma se logra que el agua residual entre en contacto con la biomasa y hay remoción no sólo de materia sus-pendida sino disuelta.
El tanque Imhoff es un sistema que cuenta con dos compartimentos: el de decantación o separación de sólidos y el de digestión de lodos. La figura 2. 20 Muestra un corte y una vista en planta de un tanque Imhoff. Sus apli-caciones normales han sido a nivel de pequeñas comunidades.
Figura 2.17 Fosa séptica de una cámara.
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Ef
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Registro
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Registro
Figura 2.18 Fosa séptica de dos cámarass.
Figura 2.19 Fosa séptica de dos compartimentos y con
filtro anaerobio.
Ef
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Filtro Registro
I
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lu
e
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El reactor con manto de lodos anae-robios de flujo ascendente (RAFA) representa la transición entre los sis-temas anaerobios de biomasa no ad-herida y los de biomasa fija, si bien, no cuenta con un medio de soporte para el desarrollo de la biomasa, se considera de biomasa fija por los fló-culos o pellets tan densos que forma. Son gránulos de hasta 5 mm de diá-metro que cuentan con alta actividad metanogénica.
A diferencia de la fosa séptica y el tanque Imhoff, el RAFA se utiliza para remoción de materia disuelta.
El reactor es de flujo ascendente y en la parte superior está equipado con un sistema de separación
gas-líquido-sólido que evita la salida de gas-líquido-sólidos suspendidos en el efluente y favorece la evacuación del gas. En este reac-tor es muy importante la distribución del agua residual influente ya que una mala repartición puede provocar zo-nas muertas en el lecho de lodos. La cantidad de agua que se aplique de-be ser tal que favorezca la formación de los gránulos pero que evite el arrastre de la biomasa. Pueden so-portar cargas orgánicas hasta de 30 kg/m3·d (figura 2.21).
2.4 Sistemas anaerobios de bioma-sa fija
Los reactores de biomasa fija están destinados a la remoción de la mate-ria disuelta, aunque pueden también
retener y tratar materia suspendida. Dado que la biomasa anaerobia pue-de flotar muy fácilmente por la gene-ración de gases que se pueden ad-herir como microburbujas a los flócu-los, el desarrollo de sistemas de bio-masa adherida a un soporte minimiza la pérdida de materia activa y con ello se logran mayores eficiencias de re-moción de materia orgánica y la dis-minución del tamaño de los reactores. Dentro de los sistemas anaerobios de
Figura 2.21 Reactor RAFA.
Influe
nte
Lecho
de lodo
Biogás
Efluente
colect
or
de ga
s
biomasa fija se encuentran los si-guientes:
Filtro anaerobio: Es un reactor de flujo ascendente empacado con porte plástico o natural, sobre el so-porte se desarrolla una película bioló-gica anaerobia. El mayor problema que tiene este sistema es la distribu-ción de flujo y el eventual tapona-miento por desarrollo de biomasa. En la parte superior cuenta con un siste-ma de separación de gases. Pueden soportar cargas orgánicas de hasta 20 kg/m3·d (figura 2.22).
Reactor tubular de película fija: Es un reactor empacado con tubos o placas paralelas dispuestas de tal forma que se crean canales verticales. Puede ser de flujo ascendente o descenden-te, sin embargo, para la separación del gas es recomendable el flujo as-cendente. De esta forma se logran superficies de contacto de hasta 150 m2/m3 y puede alcanzar cargas orgá-nicas de 20 a 30 kg DQO/m3·d, ade-más, se minimiza el problema del taponamiento por biomasa. En la par-te superior cuenta con un sispar-tema de separación de gases (figura 2.23).
Reactores anaerobios de lechos fluidizados y expandidos
Son reactores anaerobios de flujo ascendente empacados con algún material suficientemente pequeño y ligero que permita la expansión o la fluidización del lecho al recircular el efluente. Han alcanzado a tratar car-gas orgánicas de hasta 40 kg DQO/ m3·d. El mayor inconveniente que tienen es que su consumo de energía es mayor que el de un reactor RAFA y su operación es más delicada. Su uso en México es todavía incipiente, hay algunas aplicaciones para efluen-tes de industrias textiles en el estado de Puebla y para efluentes del proce-samiento de pescado en Mérida, Yu-catán[*]. Las figuras 2.24 y 2.25 muestran un diagrama de un lecho expandido y un lecho fluidificado.
Figura 2.22 Filtro anaerobio.
Influente
Efluente
Biogás
Figura 2.23 Reactor tubular de
película fija.
Influente
Efluente
Biogás
Los sistemas anaerobios generan efluentes con DBO altas porque con-tienen mucho nitrógeno amoniacal y materia orgánica carbonácea que deben oxidarse, por ello, para descar-gar en un cuerpo receptor se debe pulir el efluente con un reactor aero-bio. Por ello, el tratamiento anaerobio es atractivo, desde un punto de vista económico, para tratar aguas con concentraciones superiores a 1,000 mg/L de DBO; mientras mayor sea la concentración de DBO en el agua residual, son más costeables los sis-temas anaerobio-aerobio.
2.5 Sistemas combinados
Los sistemas combinados se integran por dos procesos o dos reactores bio-lógicos en serie, las combinaciones posibles son anaerobio-aerobio o ae-robio-aerobio. Los diseñadores de sistemas biológicos han optado por estos sistemas combinados ya que de esta forma se minimizan las debili-dades de los procesos individuales, se potencian los beneficios y resultan más económicos.
Los sistemas combinados anaerobio-aerobio soportan cargas orgánicas muy altas (reactor anaerobio) y obtie-nen un efluente de muy buena cali-dad (pulimento por parte del reactor aerobio) a un costo menor que si se tratara de un sistema puramente ae-robio; se obtiene gas metano que puede utilizarse en la propia planta de tratamiento o en las calderas de la industria que utiliza el proceso. Las aplicaciones de estos sistemas son principalmente para efluentes indus-triales. Los arreglos posibles son mu-chos, pero los que se encuentran son los siguientes:
Reactor RAFA-lodos activados. Reactor RAFA-discos biológicos. Reactor RAFA-laguna facultativa o aerobia.
Lechos fluidizados-lodos activados.
Filtro anaerobio– lodos activados.
En algunas aplicaciones rurales se encuentran sistemas de fosas sépti-cas seguidas por un campo de oxida-ción (humedal), o filtros anaerobios seguidos de un campo de oxidación o filtros anaerobios seguidos de cam-pos de escurrimiento superficial. Tan-to los campos de oxidación como los sistemas de escurrimiento superficial son aplicaciones o sistemas naturales que no se describen en este manual.
Los procesos combinados aerobio-aerobio se integran por un proceso de biomasa fija seguido por un reac-tor de biomasa en suspensión. Los sistemas de biomasa fija tienen ma-yor capacidad para resistir choques orgánicos, además de consumir me-nos energía eléctrica y requerir poco mantenimiento. Por su parte los pro-cesos de biomasa en suspensión tie-nen mayor flexibilidad de operación y producen efluentes de mayor calidad que los de biomasa fija. Con este arreglo, la mayor parte del consumo de la DBO soluble se lleva a cabo por el filtro percolador. El tanque de lodos activados es significativamente más pequeño que si se tratará de un pro-ceso sencillo. La figura 2.26 muestra algunos sistemas combinados.
Figura 2.25 Reactor anaerobio de lecho
Otras combinaciones posibles son filtro percolador-laguna, discos bioló-gicos-lodos activados, discos biológi-cos-lagunas. Asimismo, se han explo-rado otras combinaciones como filtros percoladores-discos biológicos, pero en este caso se trata de dos sistemas de biomasa fija y la “potenciación” de
las ventajas es menor que en los otros casos.
Un ejemplo de procesos combinados aerobio-aerobio en México es la una de las plantas municipales de Toluca, Méx., que consta de tres filtros perco-ladores en paralelo y descargan en
un tanque de lodos activados.
2.6 Tipos de contaminantes que remueven los sistemas secunda-rios y las eficiencias de remoción
Los contaminantes que se remueven en los sistemas biológicos son orgáni-cos, biodegradables y no tóxicos. Ba-jo condiciones especiales de aclima-tación, los microorganismos remue-ven sustancias como colorantes (Buitrón et al., 2000), sustancias tóxi-cas, tales como metanol, fenoles, cia-nuros y algunos hidrocarburos.
Eficiencias de remoción
RESUMEN
Los sistemas biológicos se pueden clasificar con base en la vía
meta-bólica de los microorganismos que lo integran y en la forma en que los microorganismos se ubican dentro del reactor, así se distinguen cua-tro grupos: aerobios de biomasa
en suspensión, aerobios de bioma-sa fija, anaerobios de biomabioma-sa no adherida y anaerobios de biomasa fija.
Los sistemas aerobios de biomasa en suspensión están representa-dos por los lorepresenta-dos activarepresenta-dos en to-das sus variantes. El proceso consta de cinco componentes bá-sicos: el tanque de aeración, el sis-tema de aeración, el sedimentador secundario, la línea de recircula-ción y la línea de purga de lodos. Todas las variantes cuentan con estos elementos excepto el proce-so por lotes que no tiene un tanque especial para la sedimentación, sino que ésta ocurre en el reactor.
Entre las variantes que se pueden encontrar en México están el pro-ceso convencional, aeración exten-dida, zanja de oxidación, aeración modificada, alimentación escalona-da, contacto-estabilización, oxíge-no puro, aeración a contracorriente y proceso por lotes.
Los sistemas aerobios de biomasa fija son los filtros percoladores y los discos biológicos rotativos. En estos procesos se desarrolla una película biológica sobre el medio de soporte (el empaque de los fil-tros y en los discos).
Proceso
Eficiencias típicas de
remo-ción de DBO
5%
Lodo activado convencional
85-95
Lodo activado aeración extendida
75-95
Lodo activado aeración reducida
60-75
Lodo activado alimentación por etapas
85-95
Lodo activado proceso por lotes (
batch
)
85-95
Lodo activado “oxígeno puro”
85-95
Lodo activado aeración a contracorriente
85-95
Filtro percolador de tasa baja (piedra)
80-90
Filtro percolador de tasa alta (piedra)
65-85
Filtro percolador de tasa superalta (plástico)
65-80
Filtro de desbaste (plástico o madera)
40-65
Discos biológicos rotativos
80-90
Fosa séptica
30-60
Tanque Imhoff
40-60
Filtro anaerobio
75-80
Reactor tubular
75-85
RAFA (UASB)
75-85
Tabla 2.1 Diferentes procesos y sus niveles de desempeño.
Los filtros percoladores se empa-can con piedra, ladrillos, madera o medios plásticos, siendo estos úl-timos los que mayor relación su-perficie volumen ofrecen (hasta 280 m2/m3) y, en consecuencia, los que mayor cantidad de materia or-gánica pueden remover por unidad de volumen. El proceso no requie-re la requie-recirculación del lodo, sin em-bargo, se recircula el efluente para mantener todo el medio humedeci-do.
Los discos biológicos pueden ser de madera o plásticos. Los discos plásticos son los que mayor super-ficie de contacto ofrecen. Los dis-cos se sumergen sólo 40%, sin em-bargo, hay diseños que cuentan con una línea de inyección de aire, en esos casos la sumersión es hasta de 80%. Se recomienda que se instalen varias etapas; si el cau-dal es pequeño un solo módulo de discos colocado con el eje paralelo al flujo es suficiente, para caudales grandes se sugieren varios módu-los consecutivos con el eje per-pendicular al flujo.
Los sistemas anaerobios de bio-masa no adherida son las fosas sépticas y los tanques Imhoff; son principalmente separadores de ma-teria en suspensión, la cual se de-grada en el fondo de los tanques.
Prácticamente no hay remoción de materia disuelta, ya que no hay una interacción entre la biomasa y el agua.
Los Reactores Anaerobios de Flujo Ascendente (RAFA) son sistemas de biomasa no adherida, pero a diferencia de la fosa séptica y del tanque Imhoff, su función principal es la remoción de materia disuelta. Los RAFA Pueden soportar cargas orgánicas hasta 30 kg DQO/m3d
Los sistemas anaerobios de bio-masa fija son los que mejores re-sultados han ofrecido. Están repre-sentados por el filtro anaerobio, el reactor tubular de película fija y los reactores anaerobios de lechos fluidizados o expandidos. En ellos hay interacción entre la biomasa y el agua. Al degradar la materia or-gánica se genera metano, el cual tiene que separarse del efluente, y nitrógeno amoniacal; además del remanente de materia orgánica. En estos reactores la separación de biomasa del agua ocurre dentro del mismo reactor, ya que la pro-ducción es pequeña. El efluente de los reactores anaerobios tiene que ser pulido con un proceso aerobio. Los reactores anaerobios son atractivos, desde un punto de vista económico, para concentraciones mayores a 1,000 mg/L de demanda
bioquímica de oxígeno.
Los reactores combinados pueden ser anaerobio o aerobio-aerobio. Con ellos se busca mini-mizar las limitaciones de los proce-sos individuales, potenciar los be-neficios y obtener un tratamiento más económico y eficiente. Las combinaciones más frecuentes son:
Anaerobio aerobio. RAFA - lodo activado. RAFA - discos biológicos. RAFA - lagunas de estabilización. Lechos fluidizados - lodos activa-dos.
Filtro anaerobio - lodos activados.
Aerobio aerobio. Filtro percolador – lodo activado Filtro percolador – laguna de esta-bilización
AUTOEVALUACIÓN
1 Con base en la vía metabólica de los microorganismos y en la for-ma en que estos se encuentran dentro del reactor ¿cuántos gru-pos de reactores existen?
a) Dos. b) Cuatro.
2 Los sistemas aerobios de bioma-sa en suspensión están represen-tados por:
a) Los lodos activados y sus va-riantes.
b) Los filtros percoladores. c) Los RAFA.
3 ¿Cuáles son los componentes de un sistema de lodos activados?
a) Rejas, rejillas, sedimentador pri-mario y desinfección.
b) Trampa de grasas, reactor anae-robio de flujo ascendente y cam-panas de separación de gases. c) Tanque de aeración, sistema de
aeración, sedimentador secun-dario, línea de recirculación y línea de purga.
4 Los filtros percoladores requie-ren de recirculación para:
a) Mantener una concentración de microorganismos dentro del re-actor.
b) Mantener humedecido el medio c) Disminuir la producción de lodo
5 El empaque de los filtros percola-dores sirve:
a) Para la retención de sólidos sus-pendidos y coloidales.
c) Para que se desarrolle la pelícu-la biológica.
c) Para sostener el brazo distribui-dor.
6 Los discos biológicos rotativos, cuando no cuentan con una lí-nea de inyección de aire se su-mergen:
a) 100%. b) 80%. c) 40%.
7 Las fosas sépticas y los tanque Imhoff se utilizan principalmente para:
a) Remover materia disuelta. b) Remover materia en suspensión. c) Pulir efluentes.
8 Los reactores anaerobios de bio-masa fija son especialmente atractivos para aguas residuales:
a) Con bajas concentraciones de materia orgánica (hasta 200 mg/ L de DBO).
b) Con concentraciones medias de materia orgánica (de 500 a 1,000 mg/L de DBO).
c) Con concentraciones altas de materia orgánica (mayores que 1,000 mg/L de DBO).
9 El efluente de un reactor anaero-bio:
a) Sólo requiere una desinfección para descargarse en un cuerpo receptor.
b) Requiere de un postratamiento anaerobio para bajar carga or-gánica.
c) Requiere de un postratamiento aerobio para pulirlo.
10 ¿Cuáles de los siguientes reac-tores combinados no sigue una secuencia adecuada?
a) Filtro percolador – filtro anaero-bio.
b) RAFA – lodo activado.
c) Filtro percolador – lodo activa-do.
BIBLIOGRAFÍA
Escalante-Estrada, V. E., Sánchez-Guerrero, M., Pozo-Román, F. Y Rivera-Hernández, A. Identificación y Evaluación de
Proce-sos Biológicos de Tratamiento. Instituto Mexicano de Tecnología del Agua. México. 2000.
Heredia-Durán, M. Aireación a Contracorriente. Modernas Tecnologías en el Lago de Texcoco, Para el Tratamiento de Agua
Residual. Ingeniería Civil. México. 2000.
Metcalf & Eddy, Inc.. Wastewater Engineering Treatment, Disposal and Reuse. Revisado por Tchobanoglous, G. y Burton F McGraw Hill, 3ª Ed. Nueva York. 1991.
Noyola-Robles, A., Vega-González, E., Ramos-Hernández, J. Q. y Calderón-Mólgora, C. G, Alternativas de Tratamiento de
Aguas Residuales. Instituto Mexicano de Tecnología del Agua, 3° Ed. México. 2000.
GLOSARIO
Adsorción: Retención, adhesión o concentración en la superficie de un sólido de sustancias disueltas o dispersas en un fluido.
Aerobio: Organismo que crece en presencia de oxígeno, Puede ser facultativo u obligado
Aguas residuales: Las aguas de composición variada provenientes de las descargas de usos municipales, industriales, co-merciales, agrícolas, pecuarias, domésticas y similares, así como la mezcla de ellas.
Alga: Familia de plantas talofitas, generalmente acuáticas y de las cuales la mayor parte vive en las aguas marinas, hasta pro-fundidades a donde llega la luz solar (unos 200 m).
Anabólicas: Procesos bioquímicos que participan en la síntesis de los constituyentes celulares a partir de moléculas más sen-cillas que suelen requerir energía.
Anaerobio: Organismo que se desarrolla en ausencia de oxígeno.
Asimilación: Acción y efecto de asimilar. Incorporación de sustancias extrañas y conversión en la materia viva de los seres por medio del metabolismo.
Autótrofos: Organismo con capacidad para utilizar el bióxido de carbono, como única fuente de carbón.
Biomasa: Masa total de los componentes biológicos de un ecosistema.
Cadena alimenticia: Conjunto de relaciones de nutrición entre los individuos que pertenecen a distintos niveles tróficos, son eslabones de una serie de actos de depredación, siendo unos alimentos de otros.
Catabólico: Procesos bioquímicos que participan en la degradación de los compuestos orgánicos, normalmente conducen a la producción de energía.
Ciliados: Clase de protozoos caracterizados por la presencia de cilios. Son de forma variable, gralte, depredadores, casi siem-pre de agua dulce. De tamaño mayor que del resto de los protozoos por la siem-presencia de dos o más núcleos.
Esporozoarios: Clase de protozoos, cuyos miembros comparten características secundarias, como el ser parásitos, reprodu-cirse por esporas y carecer de apéndices locomotores.
Exoenzimas: Enzimas metabólicas que algunos organismos segregan al medio.
Flagelados: Clase de protozoos de forma alargada, con uno o varios flagelos como órganos locomotores. Son animales muy primitivos algunos de los cuales comparten características vegetales y animales. Viven en medios diversos, casi siempre en el agua.
Flagelo: Cada una de las prolongaciones finas y móviles que tienen algunos microorganismos y les sirve para cambiar de posi-ción y de lugar.
Floculos: Partículas macroscópicas formadas en un líquido por floculación generalmente separables por gravedad o por flota-ción.
Floculación: Formación de partículas gruesas por aglomeración de partículas pequeñas; el proceso es generalmente acelera-do por medios mecánicos, físicos, químicos o biológicos.
Heterótrofo: Organismo que obtiene energía y carbón a partir de compuestos orgánicos.
Hidrólisis: Ruptura de un polímero en unidades más pequeñas, casi siempre monómeros, por adición de agua; digestión.
Hongos: Cualquiera de las plantas cotiledóneas y sin clorofilas que viven sobre materia orgánica en descomposición o parási-tos de animales o vegetales, algunos de los cuales son consumibles.
Inocuo: Que no hace daño.
Lama: Cieno propio del fondo de los mares y lagunas con aguas estancadas.
Lodo: Son sólidos con un contenido variable de humedad, proveniente del desazolve de los sistemas de alcantarillado urbano o municipal, de las plantas potabilizadoras o de las plantas de tratamiento de aguas residuales.
Lodo activado: Masa biológica formada, durante el tratamiento de agua residual, por el crecimiento de bacterias y de otros microorganismos en presencia de oxígeno disuelto.
Materia orgánica: Compuesto orgánico compuesto a base de carbón o hidrógeno, a veces combinado con oxígeno, nitrógeno y azufre.
Metabolismo: Todas las reacciones bioquímicas en una célula, tanto catabólicas como anabólicas,
Metano: Es un gas incoloro y tiene por fórmula CH4 . Es el más simple de todos los compuestos orgánicos , lo cual explica su abundancia en la naturaleza, pues se desprende de la materia orgánica en descomposición.
Monómero: Bloque de construcción de un polímero.
Núcleo: Estructura encerrada en una membrana que contiene el material genético DNA organizado en cromosomas.
Organelos: Cuerpos encerrados en una membrana, especializada para llevar a cabo ciertas funciones.
Polímero: Una molécula grande, formada por polimerización de unidades monoméricas.
