FILTROS biolgicoS

AGUAS SERVIDASSon las aguas residuales domsticas y que son el resultado de las actividades cotidianas de las personas. Por ejemplo, la que eliminamos a travs de los lavaplatos, artefactos sanitarios, etc.Esta agua contiene cantidad de agentes contaminantes y grmenes lo que obliga a evacuarlas de forma segura, tanto para las personas, como para el medio ambiente.Evacuar las aguas servidas, a simple vista, parece sencillo, pero no es as.PROCESO DE RECOLECCINCmo es el proceso de Recoleccin?La recoleccin se inicia a travs del Sistema de Alcantarillado Pblico, que se compone de uniones domiciliarias y caeras de desage las que desembocan en los colectores, los que estn instalados a mayor profundidad en el suelo. Los residuos que son recolectados y que se descargan en los colectores de grandes dimetros, son los que conducen sus aguas hacia las estaciones elevadoras y a las Plantas de Tratamiento.

Qu son las Estaciones Elevadoras?Las estaciones elevadoras sirven para facilitar la conduccin de las Aguas Servidas de manera gravitacional hasta los lugares donde sern tratadas para luego ser dispuestas en el medio ambiente.

Los Sistemas de Alcantarillado estn diseados para recolectar slo Aguas Servidas DomsticasPROCESO DE TRATAMIENTOEl Tratamiento de las aguas Servidas recolectadas debe limpiarse antes de ser devueltas al medio ambiente, para no daar la flora y fauna. Existen diferentes tipos de tratamiento de acuerdo al lugar donde se devolvern las aguas:Plantas de Tratamiento Preliminar con Emisario, que se disponen al mar. Plantas de Tratamiento Biolgico que se disponen las aguas en cauces naturales como ros y esteros: Lagunas de Estabilizacin (para localidades pequeas) Sistema de Lodos Activados. Del Proceso de Tratamiento se extraen slidos en la forma de basura, los cuales son sacados mediante camiones y transportados a lugares especialmente habilitados, que han sido aprobados por las autoridades municipales, de salud y medio ambiente.PROCESO DE DISPOSICIN FINALLa Disposicin final es el proceso en el cual las aguas ya tratadas en las plantas de tratamiento, son devueltas limpias a los cauces naturales como esteros, ro y mar.En las zonas del interior, los lquidos previamente tratados y desinfectados, son descargados a los ros y esteros, y pueden ser utilizados de manera segura para las labores de riego.En las zonas costeras, estos lquidos tratados, se internan mar adentro a grandes profundidades, en la cual se diluyen naturalmente y con la salinidad del mar se completa el proceso de reciclaje de las aguas residuales.

NOTA:En el Per las plantas de tratamiento son escasas y, por lo general, las aguas servidas son vertidas al mar, los ros o los lagos, dando origen a una seria contaminacin de las aguas por saturacin de materia orgnica y por los patgenos contenidos (bacterias, virus, huevos de parsitos, etc).

Las aguas servidas deben tratarse antes de ser vertidas en el ambiente, y para esto existen sistemas adecuadosELFILTRO BIOLGICOElfiltro biolgicoes unsistema mixto anaerobio y aerobio no forzado para la depuracin de las aguas residualesde viviendas.Losbiofiltros, tambin denominados filtros biolgicos, son dispositivos que eliminan una amplia gama de compuestos contaminantes desde una corriente defluido(aireoagua) mediante un proceso biolgico.Elfiltro biolgico para aguas residualesse compone de una sedimentacin primaria con digestin anaerobia de fangos, seguido de un tratamiento mediante un filtro biolgico.El rendimiento dedepuracinest entorno al80% - 90%. Ideal para tratar las aguas en instalaciones en las que no precise gran calidad de vertido. El resultado del proceso es un agua no apta para riego ni vertido a cauce pblico.Lasaguas residuales, al llegar a ladepuradora, primero pasan por el decantador digestor que realiza la sedimentacin primaria y la digestin de fangos, donde las bacterias anaerobias degradan la materia orgnica, descomponiendo los slidos. Las aguas claras pasan por el filtro biolgico a travs de una tubera que distribuye las aguas claras sobre el material filtrante, donde las bacterias aerobias siguen depurando el agua de los restos orgnicos y la dejan en ptimas condiciones.Soluciones robustas, prcticas, de fcil colocacin y mantenimiento simple.Mayor capacidad dedepuracin y retencin de slidosdebido al relleno biolgico instalado.

SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

PRETRATAMIENTOSe retiran slidos y gruesos de gran tamao, as como las arenas y grasas

TRATAMIENTO PRIMARIOSe eliminan slidos en suspensin fcilmente sedimentables y algo de materia orgnica.

TRATAMIENTO SECUENDARIOLa M.O. que queda disuelta y en suspensin as como el resto de las partculas slidas que no se han eliminado en los tratamientos anteriores, son eliminadas mediante los denominados Procesos Biolgicos de Depuracin Aerobia

Fig. 1. Sistema de tratamientos de aguas residuales

PROCESOS BIOLGICOS DE DEPURACIN AEROBIARealizados por determinado grupo de microorganismos (principalmente bacterias y protozoos) que en presencia de Oxgeno, actan sobre la M.O. e inorgnica disuelta, suspendida y coloidal existente en el agua residual, transformndola en gases y materia celular, que puede separarse fcilmente mediante sedimentacin. La unin de materia orgnica, bacterias y sustancias minerales forma los flculos y el conjunto de flculos es lo que todos conocemos como fango biolgico.

Fig. 1. procesos biolgicos de depuracin aerobiaOBJETIVOS Transformacin de la M.O. Coagulacin y eliminacin de los slidos coloidales no sedimentables. En el caso de algunas aguas residuales urbanas: La eliminacin de N2 y de P. Disminucin de los microorganismos patgenos y fecales que habitan el agua residual.

PROCESOS DE OXIDACIN BIOLGICAEl mecanismo mediante el cual los microorganismos degradan la materia orgnica contaminante del agua residual: Oxidacin biolgica De esta forma, estos microorganismos se alimentan de dicha M.O. en presencia de oxgeno y nutrientes, de acuerdo con la siguiente reaccin:M.O. + Microorganismos + Nutrientes + O2 Prod Finales + Nuevos microorg. + Energa

Fig. 3. procesos de oxidacin biolgicaREACCIONES DE OXIDACIN Y RESPIRACIN ENDGENALos microorganismos al igual que nosotros, necesitan de Energa para poder realizar sus funciones vitales (moverse, comer etc.), dicha energa la obtienen transformando la materia orgnica asimilada y aquella acumulada en forma de sustancias de reserva en gases, agua y nuevos productos de acuerdo con la siguiente reaccin:

C5H7NO2 (material celular) + 5O2 5CO2 + 2H2O + NH3 + EnergaDespus de un tiempo de contacto suficiente entre la M.O. del agua residual y los microorganismos (bacterias), la M.O. del medio disminuye considerablemente transformndose en nuevas clulas, gases y otros productos.FACTORES QUE INTERVIENEN EN LA OXIDACIN BIOLGICALos factores principales que hay que tener en cuenta para que se produzcan las reacciones biolgicas y por tanto, la depuracin del agua residual son:Temperatura: A medida que aumenta la Temperatura, aumenta la velocidad con que los microorganismos degradan la materia orgnica, pero a partir de los 37C, dichos organismos mueren.Las caractersticas del sustrato: Las caractersticas fsico-qumicas del agua residual, determinan el mejor o peor desarrollo de los microorganismos en este sistema, existiendo compuestos contaminantes que son degradables biolgicamente y otros que no lo sonLos nutrientes: El interior celular, aparte de C, H y O, elementos caractersticos de la materia orgnica, contiene otros elementos como son el N, P, S, Ca, Mg e.t.c., denominados nutrientes y que a pesar de que muchos de ellos se encuentran en el organismo slo en pequeas cantidades, son fundamentales para el desarrollo de la sntesis biolgica. Se ha determinado a nivel medio que los microorganismos para sobrevivir necesitan por cada 1000 gr. de C, 43 de N y 6 de P, y que en las aguas residuales urbanas existen por cada 1000 gr. de C, 200 gr. de N y 16 gr. D Aportacin de Oxgeno: Como hemos visto, para el desarrollo de las reacciones biolgicas es necesario un medio aerobio, es decir, con oxgeno suficiente que permita el desarrollo y la respiracin de los microorganismos aerobios.Salinidad: El contenido en sales disueltas no suele ser problemtico para el desarrollo bacteriano en el proceso de fangos activos hasta concentraciones de 3 a 4 gr/l. En los procesos de cultivos fijos (lechos bacterianos), la influencia es an menor, no afectando valores que no superen los 15 gr/l. Sin embargo, existen multitud de grupos bacterianos capaces de vivir en aguas saladas, de forma que si a tu sistema de depuracin le das tiempo de adaptacin, pueden desarrollarse bastante bien dichos grupos microbianos a concentraciones salinas superiores.EL PROCESO DE FANGOS ACTIVADOS El proceso de fangos activados es un sistema de tratamiento de las aguas residuales en el que se mantiene un cultivo biolgico formado por diversos tipos de microorganismos y el agua residual a tratar. Los microorganismos se alimentarn de las sustancias que lleva el agua residual para generar ms microorganismos y en el proceso se forman unas partculas fcilmente decantables que se denominan flculos y que en conjunto constituyen los denominados fangos activos o biolgicos.SISTEMAS ANAEROBIOSLosorganismos anaerobiosoanaerbicosson los que no utilizanoxgeno(O2) en sumetabolismo, ms exactamente que el aceptor final deelectroneses otra sustancia diferente del oxgeno. Si el aceptor de electrones es una molcula orgnica (piruvato,acetaldehdo, etc.) se trata demetabolismo fermentativo; si el aceptor final es una molcula inorgnica distinta del oxgeno (sulfato,carbonato, etc.) se trata de respiracin anaerbica.RESPIRACIN ANAERBICALa respiracin anaerbica es un proceso biolgico de oxidorreduccin de monosacridos y otros compuestos en el que el aceptor terminal de electrones es una molcula inorgnica distinta del oxgeno. En el proceso anaerbico no se usaoxgeno, sino que para la misma funcin se emplea otra sustanciaoxidantedistinta, como elsulfatoo el nitrato. En las bacterias con respiracin anaerobia interviene tambin unacadena transportadora de electronesen la que se reoxidan los coenzimasreducidosdurante laoxidacinde los substratosnutrientes; es anloga a la de larespiracin aerobia, ya que se compone de los mismos elementos (citocromos,quinonas,protenasferrosulfricas, etc.). La nica diferencia, por tanto radica, en que el aceptor ltimo de electrones no es el oxgeno.AceptorProducto finalMicroorganismo

NitratoNitritos,xidos de nitrgenoyN2Pseudomonas,Bacillus

SulfatoSulfurosDesulfovibrio,Clostridium

AzufreSulfurosThermoplasma

CO2MetanoMethanococcus,Methanosarcina,Methanopyrus

Fe3+Fe2+Shewanella,Geobacter,Geospirillum,Geo Vibrio

Mn4+Mn2+Shewanella putrefaciens

SelenatoSelenito

ArsenatoArsenitoDesulfotomaculum

FumaratoSuccinatoWolinella succinogenes,Desulfovibrio,E. coli

DMSODMSCampylobacter,Escherichia

TMAOTMA

ClorobenzoatoBenzoatoDesulfomonile

Fig. 4. Tabla de aceptacion y productos finales de las bacteriasFERMENTACIONLa mayora de los organismos anaerobios utilizan la fermentacin para obtener energa qumica. Existen diferentes tipos de fermentacin en funcin de la ruta metablica utilizada. As, se denomina fermentacin alcohlica a aquella en la que se genera etanol, fermentacin lctica a la que genera cido lctico, fermentacin cido-mixta a la produce Aerobio: Aerobio: Organismo que solo puede vivir en un medio con oxgeno, utilizando el mecanismo de respiracin aerobio.

Fig. 4. Fermentacion

DIGESTIN ANAEROBIALa Digestin Anaerobia es el proceso fermentativo que ocurre en el tratamiento anaerobio de las aguas residuales. El proceso se caracteriza por la conversin de la materia orgnica a metano y de CO2, en ausencia de oxgeno y con la interaccin de diferentes poblaciones bacterianas.

Fig. 5. Degradacin biolgica de la materia orgnica La digestin anaerobia es un proceso que se produce en ambientes naturales como los pantanos, en zonas anegadas para el cultivo de arroz, en los sedimentos de lagos y mares, en las zonas anxicas del suelo, en fuentes de aguas termales sulfurosas y en el tracto digestivo de los rumiantes. Balance: En el campo del tratamiento de las aguas residuales, la contaminacin orgnica es evaluada a travs de la DQO (demanda qumica de oxgeno), la cual mide bsicamente la concentracin de materia orgnica. La forma de apreciar lo que ocurre con la materia orgnica en el tratamiento anaerobio de aguas residuales, es comparando su balance de DQO con el del tratamiento aerobio

Fig. 6. Balance anaerobio vs aerobio

TRATAMIENTO ANAEROBIO La digestin anaerobia es un proceso de transformacin y no de destruccin de la materia orgnica, como no hay presencia de un oxidante en el proceso, la capacidad de transferencia de electrones de la materia orgnica permanece intacta en el metano producido. En vista de que no hay oxidacin, se tiene que la DQO terica del metano equivale a la mayor parte de la DQO de la materia orgnica digerida (90 a 97%), una mnima parte de la DQO es convertida en lodo (3 a 10%). En las reacciones bioqumicas que ocurren en la digestin anaerobia, solo una pequea parte de la energa libre es liberada, mientras que la mayor parte de esa energa permanece como energa qumica en el metano producido.

Fig. 7. Etapas de la digestin Anaerobica

Fig. 8. Reacciones bioqumicas en la digestin Anaerbica de la materia orgnicSULFATO REDUCCIN

La sulfato reduccin es el proceso durante el cual el sulfato se reduce a sulfuro de hidrgeno, mediante la participacin de las bacterias sulfato reductoras (BSR)

Fig. 8. Reduccin Biolgica del SulfatoDESNITRIFICACIN Es un proceso anxico en el cual los nitratos son reducidos a nitrgeno gaseoso. Las desnitrificacin es utilizada en postratamientos de aguas residuales para remover nutrientes.