Post on 07-Dec-2015
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TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL
Tratamiento preliminar
Tratamiento primario
Tratamiento secundario
Tratamiento terciario
Tratamiento industrial de agua residual
QUITO: Local-General?
BIOLÓGICO
– Lodos activados
– Carbón activado
– Combinado
Tratamiento industrial de agua residual
QUÍMICO
Neutralización ácido-base
Precipitación
REDOX (cloro, ozono, peróxido)
FENTON
UV
Previo a T. Biológico para bajar toxicidad
Tratamiento industrial de agua residual
FÍSICO
Sedimentación
Resinas de intercambio
Flotación por burbujeo de aire
Concentración por evaporación, destilación
Extracción con solventes
Remoción de solidos
Coagulación-floculación
Sales de Fe (pH 4-11)
Sales de Al (anfótero)
Polielectrolitos sintéticos C C
H H
SO3-
H
C C
H H
CO2-
H
C C
H H
N
H
H+
C
H
C N+
H
H
H
HH
C
H
C
H
HO
H
C
H
C
H
H
C NH2
O
n n
n n
nn
Anionic polyelectrolytes Cationic polyelectrolytes
Nonionic polymers
Polystyrene Polyvinylsulfonate pyridinium
Polyacrylate Polyethyleneimine
Polyvinylalcohol Polyacrylamide
Remoción de solidos
Polielectrolitos naturales
Almidón
Derivados de celulosa
Material proteínico
Gomas
Polisacáridos
Remoción de Calcio
Cal sodada: Ca(OH)2 + Na
2CO
3
Ca(HCO3)2+Ca(OH)
2 = 2CaCO
3 + 2H
2O
CaCl2 + Na
2CO
3 = CaCO
3 + 2NaCl
pH = 11 se baja con CO2
Remoción de metales pesados
Adición Sulfuros
Cd2+ + S2- = CdS
Cu, Cd, Hg, Pb
Electrodeposición
Reducción del ion metalico a metal
Cementación
Cu2+ + Fe0 (escoria) = Fe2+ + Cu0
Remoción de metales pesados
Adsorción con carbón activado + agente quelación
Cr(VI) + bisulfito/FeSO4 = Cr(III)
Cr(III) + OH- = Cr(OH)3
Remoción de orgánicos disueltos
Subproductos de desinfección con cloro
Aldehídos, ácidos carboxílicos oxácidos
Subproductos tratamiento secundario de sustancias húmicas
Carbohidratos, proteínas detergentes, taninos, lignina, ácidos grasos, hidrocarburos, alcanos, naftaleno, fenol
Pesticidas
Procedimiento estándar: CARBÓN ACTIVADO
Adsorción de sustancias no polares: Aceite mineral BTX Hidrocarburos Poliaromáticos Fenol
Adsorción de sustancias halogenadas: I, Br, Cl, F Olor Sabor Levaduras Varios productos de fermentación
PAC para corregir problemas de sabor y olor para calidad estética del agua.
El PAC se retira del agua por los procesos de la coagulación, floculación y sedimentación.
Se desecha junto con los lodos de sedimentación.
En filtros de columna para tratar el agua continuamente.
Por encima del medio filtrante como una capa distinta.
La capa de arena puede ser sustituida por GAC. Es económico: puede ser reactivado tras
disminución de la eficiencia de adsorción. Biofilm puede crecer en GAC y metabolizar
algunos de los compuestos orgánicos en el agua, la mejorando la remoción global de la columna de GAC.
Microporos r < 1 nm Mesoporos r ≈ 1-25 nm Macroporos r > 25 nm Los macroporos son la vía de entrada al
carbón activado, los mesoporos realizan el transporte, y los microporos la adsorción.
Nitrógeno, fósforo, metales pesados Resinas de intercambio
CAT-H + M+ = CAT-M + H+
AN-OH + X- = AN-X + H2O Osmósis inversa
60 bar
Tratamiento de lodos activados Remoción del 20%
Precipitación química 5Ca(OH)2 + 3HPO4
2- = Ca5OH(PO4)3 + 3H2O
+ 6OH-
Sales Al, Fe, Mg = MPO4
Arrastre por aire Sube pH 11 con cal libera amoniaco
Resina de intercambio Zeolita natural
Biosíntesis 2NH4+ + 3O2 = 4H+ + 2NO2
- + 2H2O 2NO2
- + O2 = 2 NO3- (conversión 95%)
6NO3- + 5CH3OH + 6H+ = 3N2 + 5CO2 +
13H2O (conversión 85%)
Lodo orgánico del proceso de lodos activados, filtros percoladores y biodiscos
Lodos inorgánicos por procesos de floculación
1. digestión anerobia = CH4
2. espesado (85% agua) Lechos de arena y grava, filtración al vacío,
centrifugación, filtro prensa, calor 3. estabilización
Sube pH 12 con cal: mata patógenos
Metales pesados Nutrientes
5% N, 3% P, 0.5% K menor que abono sintético Patógenos
Digestión aerobica Mata anaerobios Agitación del lodo por 60 dias
Digestión anaerobia 60 dias
Compostaje Agentes de descomposicion aserrin desechos jardineria 45-60 C mata patogeno
cal
Cloro libre disponible: efectivo HOCl
OCl-
Cloro combinado disponible: débil, más estable NH4+ +HOCl = NH2Cl + H2O + H+
monocloroamina NH2Cl + HOCl = NHCl2 + H2O dicloroamina
NHCl2 + HOCl = NCl3 + H2O tricloroamina
Cloración desechos orgánicos = cloroformo
ClO2 no produce THM
2ClO2 + 4H+ = Cl- + ClO2- + 2H2O
Producción in situ 2NaClO2 + Cl2 = 2ClO2 + 2NaCl
O3 + H2O = HO• + H+ No produce organoclorados Destruye virus Poca solubilidad en agua
Air
Filter
Pump
Cooled air
Dried air
Ozonegeneratorcorona
discharge
O3
Refrigeration
20,000 V
Purified water
Water Air
Contactchamber