Conceptos De Tratamiento De Aguas Potables Y Residuales

Escuela Ingeniería Ambiental

Tratamiento de Aguas Potables y Residuales Códigos IA0705 - IA08R1

CONCEPTOS GENERALES

MBA Ing. Javier Herrera

2020 - II

Tratamiento de Aguas Potables y Residuales

El agua se encuentra en nuestro planeta en forma líquida, sólida y gaseosa. El total de agua en la Tierra se estima en unos 1.400 millones de km3 , de los cuáles un 3% del total corresponde a agua dulce. La provisión global de agua en la Tierra (invariable desde hace miles de millones de años) está sometida al denominado "Ciclo Hidrológico" que consiste en una serie de cambios de fase, de características físicas, químicas, y microbiológicas, e incluso, de emplazamiento físico (mares, nubes, glaciales, ríos, aguas subterráneas) cuyo último efecto es la "renovación" periódica de la dotación de agua en las grandes acumulaciones de ésta del planeta: océanos, ríos y lagos, atmósfera y litosfera. El motor del "Ciclo Hidrológico" es la radiación solar.

Tratamiento de Aguas Potables y Residuales El agua es vital para la vida con excepcionales propiedades consecuencia de su composición y estructura. Es una molécula sencilla formada por tres pequeños átomos, uno de oxígeno y dos de hidrógeno, con enlaces polares que permiten establecer puentes de hidrógeno entre moléculas adyacentes. Este enlace tiene una gran importancia porque confiere al agua propiedades que se corresponden con mayor masa molecular

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Ciclo Hidrológico del Agua

CICLO DEL AGUA

El ciclo del agua y el balance del agua global son el modelo básico para entender el funcionamiento del sistema hídrico atmosférico movido básicamente por la energía solar, el cual es el enlace vital entre el océano y el continente, mediante la circulación y transformación del agua a través de la atmósfera, la hidrosfera, la litosfera y la biósfera

CICLO DEL AGUA

 Se estima que el volumen total de agua contenido en la hidrósfera es de 1 386 millones de Km3.  El 96.5% se encuentra en los océanos como agua salada.  El 3.5% restante como agua dulce proveniente del continente.  De este último porcentaje el 69% se encuentra en forma sólida en los glaciares  El 30% como agua subterránea  1% que conforma los ríos y los cuerpos de agua.

CICLO DEL AGUA  El ciclo hidrológico está gobernado por procesos naturales que ocurren de manera continua. El agua cae sobre la superficie terrestre en forma líquida o solida (nieve, granizo, etc), parte de la cual puede ser evaporada antes de tocar la superficie terrestre.  Aquella fracción que alcanza la vegetación es parcialmente retenida por las hojas de las plantas (intercepción).  De allí una parte es evaporada nuevamente hacia la atmósfera, en tanto que la fracción restante cae hacia el suelo, donde puede infiltrarse o escurrir por las laderas, siguiendo la dirección de las mayores pendientes del terreno.

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Balance Hídrico

Tratamiento de Aguas Potables y Residuales El balance hídrico se basa en la ley física universal de conservación de masas. Representa una de las herramientas de mayor uso en la práctica hidrológica para el estudio de la variación espacial y temporal de los elementos constitutivos del ciclo hidrológico; expresa la igualdad existente entre los aportes de agua que entran por un lado en una unidad hidrogeográfica determinada y la cantidad de agua que es evacuada por el otro, considerando además las variaciones internas en el almacenamiento de humedad ocurridas durante el período de un tiempo determinado. Los balances hídricos, tanto globales como regionales y locales, permiten determinar la disponibilidad hídrica natural de las áreas en consideración y conocer el comportamiento de la oferta del agua, tanto superficial como subterránea, a través de estudios de las diferentes fases del ciclo hidrológico.

Tratamiento de Aguas Potables y Residuales La concentración y crecimiento de la demanda del agua en zonas donde la oferta es limitada, la deforestación, el aprovechamiento y el uso indiscriminado y no planificado de los recursos naturales, alteran seriamente el ciclo hidrológico y los componentes del balance hídrico y modifican la disponibilidad del agua, tanto en términos de cantidad como de calidad. La alteración de los procesos que incluyen la sedimentación de los cauces y la agudización de los periodos de sequía e inundación pueden causar efectos catastróficos sobre las actividades humanas y socioeconómicas.

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Composición de las Aguas Naturales

COMPOSICIÓN DE LAS AGUAS NATURALES

La composición del agua natural depende de muchos factores, tales como el tipo de agua (subterránea, marina, atmosférica), de su localización geográfica, de la estación del año que se considere, de la influencia antropogénica, etc.

Composición de las aguas naturales

Se estudiaran

Químicas

Físicas

Tipos de Aguas Naturales AGUA ATMOSFÉRICA

El agua atmosférica corresponde al agua líquida natural presente en la atmósfera. Esta agua se concentra, prácticamente en las nubes; el contenido de agua en las nubes es entre mil y cien mil veces mayor que el contenido en los aerosoles atmosféricos (Doménech, 2000). Se caracteriza porque (Orozco et al., 2003): • Llevan en disolución los gases presentes en el aire: CO2, SO2, NO, O2, O3, CH4. • Es un agua muy poco mineralizada (10-100 ppm como valores medios), dependiendo de las zonas marinas o continentales. • Se trata de agua con bajo contenido de sustancias orgánicas provenientes de la oxidación de compuestos orgánicos en general y de algunos hidrocarburos simples, en particular.

Tipos de Aguas Naturales AGUAS SUPERFICIALES Agua Dulce: Es el agua, que independientemente de ser o no potable, tiene un contenido de sales tal que no llega a darle sabor. Como resultado de la purificación por evaporación, todas las formas de precipitación son de agua dulce, lo mismo que lagos, ríos, aguas subterráneas y otras masas que reciben un flujo abundante de agua de lluvia.

Tipos de Aguas Naturales AGUAS SUPERFICIALES Aguas superficiales de escorrentía (fluviales)  Entre sus características se pueden citar:  Su composición va depender fundamentalmente del tipo de terreno atravesado.  La composición es variable en función del tramo de río considerado: procesos de erosión y disolución.  Los estuarios son zonas especiales con fenómenos de estratificación y coagulación

AGUAS SUPERFICIALES Aguas lacustres y embalses Se puede destacar que: En los que tienen una profundidad importante, superior a 8 metros, se produce una estratificación térmica que lleva a la existencia de dos zonas separadas por el termoclina, en una y otra tienen lugar distintos procesos, lo que origina una composición diferente en cada una de ellas (Orozco et al., 2003): − En las zonas superficiales (Epilimnion), se encuentran especies oxidadas como O2, CO2, SO42-, NO3-, Fe(III), Mn(IV). − En las zonas profundas (Hypolimnion), se encuentran especies reducidas como CH4, H2S, NH3, Fe(II), Mn(II).

Tratamiento de Aguas Potables y Residuales AGUAS SUPERFICIALES Aguas marinas Merece destacarse:  La influencia de los aportes de la atmósfera (a toda la superficie oceánica), de los ríos (zonas costeras), glaciares (regiones polares) y aguas hidrotermales (zonas profundas).  Se produce una estructura en capas como en el caso de los lagos, con composiciones diferentes en cada una de ellas.  Poseen una elevada salinidad (35-45 g/kg), al actuar como depósito de los restantes tipos de aguas, dependiendo su valor esencialmente de la climatología (evaporación) y de la profundidad.  El valor de pH es bastante constante (7.8-8.2), debido al efecto tampón de los pares de sustancias existentes.  El contenido en oxígeno disuelto disminuye con la profundidad.  La materia orgánica es más abundante en las capas superficiales, debido a una mayor actividad del fitoplancton y energía solar.  La concentración de bionutrientes, compuestos de nitrógeno y fósforo, es muy variable.

Tratamiento de Aguas Potables y Residuales AGUAS SUPERFICIALES Agua salada o salina Agua de océanos y mares en su mayoría, que contiene al menos tres por ciento de sales (30 partes por millar). Es el agua que contiene sales en mayor proporción que las aguas normalmente destinadas a usos domésticos, agrícolas o industriales

Tratamiento de Aguas Potables y Residuales AGUAS DEL SUBSUELO Como agua del subsuelo se entiende aquélla que se encuentra debajo de la corteza terrestre. Al igual que el agua superficial, la composición química del agua del subsuelo es muy variable, dependiendo de la localización y de la profundidad que se considere. Se pueden distinguir dos tipos de aguas: agua edáfica y agua subterránea, en las que se podría destacar:  Son muy importantes los procesos de intercambio de iones agua-suelo.  Se produce la adsorción de determinados iones metálicos del agua mediante procesos de complejación con materiales arcillosos y sustancias húmicas.  El proceso de filtración efectuado por el terreno produce unas aguas con ausencia de materiales en suspensión y de color.  La mineralización es elevada, por lo que las aguas presentan una fuerte conductividad.  Las condiciones reductoras conducen a la presencia de especies con bajo grado de oxidación: Fe(II), Mn(II), H2S.

Tratamiento de Aguas Potables y Residuales AGUAS DEL SUBSUELO: AGUA EDÁFICA El agua edáfica se localiza en la zona no saturada del subsuelo, en la cual el agua forma una capa superficial adsorbida sobre la superficie de las partículas sólidas. La composición química del agua edáfica es el resultado de su interacción con las partículas minerales, especialmente a través de intercambio iónico. La presencia de especies en el agua edáfica se debe también a su interacción con el aire del suelo, ya que el agua no llena completamente los poros existentes entre las partículas, sino que comparte el espacio poroso con el aire infiltrado. Los iones más abundantes en el agua edáfica son Cl-, SO42- y Ca2+, los cuales se encuentran a niveles comprendidos entre algunas decenas y varias centenas de ppm. Hay otros iones no tan abundantes. La materia orgánica es mucho menos abundante en el agua edáfica, debido a su descomposición en procesos microbiológicos y en procesos químicos de oxidación que ocurren en el suelo

Tratamiento de Aguas Potables y Residuales AGUAS DEL SUBSUELO: AGUA SUBTERRÁNEA Esta agua se localiza en la zona saturada del subsuelo, es decir, en la región donde todos los poros están llenos de agua. Esta agua tiene su origen en la infiltración del agua superficial, lo cual hace que varíe su composición química, enriqueciéndose de elementos minerales y empobreciéndose de materia orgánica. Por lo anterior, usualmente el agua subterránea es de gran calidad para el consumo humano. Su elevada mineralización se debe a diversos procesos. Durante la infiltración del agua superficial se van incorporando sales solubles presentes en el suelo como cloruros, nitratos y sulfatos de metales alcalinos y alcalinotérreos. Además, a causa de la presencia de CO2 en el agua edáfica, se produce la solubilización de carbonatos.

Introducción Tratamiento de Aguas

Videos Tratamiento de Aguas para consumo humano

Introducción Aguas Residuales

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Introducción Aguas Residuales Desde el momento en que aparecieron las primeras poblaciones estables, la eliminación de los residuos ha constituido un problema primordial para las sociedades humanas, ya que surgió la necesidad de deshacerse tanto de las excretas como de los restos de alimentación. Es evidente que la polución está disminuyendo la calidad del agua en muchas partes del mundo. Con este progreso deterioro, el uso de técnicas y modelos para predecir la conducta de los organismos indicadores de la calidad del agua, ha llegado a ser cada vez mas importante. La eliminación de las aguas residuales no es el único problema a considerar, ya que, al ser el agua un bien escaso, que cada día se necesita en mayores cantidades, es cada vez mas impredecible la reutilización de los recursos hídricos disponibles para poder satisfacer las necesidades humanas.

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Los recursos hídricos son esenciales para la existencia de los seres vivos y para el bienestar del entorno ambiental. El tratamiento de aguas residuales está creciendo en todas los países ya que cada vez son más los grandes núcleos de población de aguas grises y negras que tienen que ser inexorablemente tratadas para no originar graves problemas de salud pública.

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Con respecto al agua, sus fuentes nacen en las altas montañas del Perú y están próximas a explotaciones mineras, por lo que están expuestas a niveles peligrosos de metales pesados de esta actividad extractiva, contaminándose y afectando la salubridad de la producción agropecuaria de la zona y que sirve de abastecimiento a la población rural y urbana.

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Según INEI (2015), se estima tiene el Perú actualmente, el 88% de la población vive en áreas urbanas con mas de 10,000 habitantes y mas de 10.8 millones en Lima y el Callao (35%). El proceso de urbanización sustentado y expresado a través del crecimiento demográfico, tiene en su dimensión económica, un alarmante relación con el crecimiento de la pobreza urbana.

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