UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCAFACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA AGUAS RESIDUALES CURSO : QUÍMICA ANALÍTICA DOCENTE : ING. HUGO MOSQUEIRA ESTRAVER INTEGRANTES : DÍAZ CASTAÑEDA, José Daniel. DÍAZ LEÓN, Miguel Ángel. SÁNCHEZ CHUNQUE, Oscar Sebastián. VALERA SÁNCHEZ, Anthony Michael. ZAMBRANO INFANTE, Ruth Janeth. Cajamarca, 27 de noviembre del 2013 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA INDICE INTRODUCCION............................................................................................................................................. 5 OBJETIVOS ..................................................................................................................................................... 6 CAPITULO 1: EL AGUA ................................................................................................................................... 7 1.1. 1.2. DEFINICION ................................................................................................................................... 7 DISTRIBUCIÓN DEL AGUA EN EL MUNDO ..................................................................................... 8 Aguas oceánicas ................................................................................................................ 9 Aguas continentales........................................................................................................... 9 1.2.1. 1.2.2. 1.3. TIPOS DE AGUAS ......................................................................................................................... 10 Según la cantidad de sales disueltas: ........................................................................... 10 Según la presencia de minerales: ................................................................................. 11 Según su procedencia: .................................................................................................... 11 1.3.1. 1.3.2. 1.3.3. 1.4. 1.5. CICLO HODROLOGICO DEL AGUA: .............................................................................................. 11 CONTAMINACION DEL AGUA:..................................................................................................... 13 Principales contaminantes de las aguas ...................................................................... 13 Contaminantes físicos del agua ..................................................................................... 15 Contaminantes químicos del agua ................................................................................ 15 1.5.1. 1.5.2. 1.5.3. 1.5.4. Contaminantes biológica del agua ..................................................................................... 15 CAPITULO II: LAS AGUAS RESIDUALES ........................................................................................................ 16 2.1. 2.2. DEFINICIÓN DE AGUAS RESIDUALES ........................................................................................... 16 TIPOS DE AGUAS RESIDUALES ..................................................................................................... 17 Aguas residuales urbanas .............................................................................................. 17 Aguas residuales domesticas ......................................................................................... 17 Aguas residuales pluviales ............................................................................................. 17 Aguas residuales industriales ......................................................................................... 17 2.2.1. 2.2.2. 2.2.3. 2.2.4. 2.3. CARACTERÍSTICAS FISICAS........................................................................................................... 18 Temperatura...................................................................................................................... 18 Turbidez. ............................................................................................................................ 18 Color. .................................................................................................................................. 19 Olor ..................................................................................................................................... 19 2.3.1. 2.3.2. 2.3.3. 2.3.4. 2.4. CARACTERISTICAS QUIMICAS...................................................................................................... 19 AGUAS RESIDUALES 1 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA 2.4.1. 2.4.2. 2.4.3. 2.4.4. 2.4.5. 2.4.6. 2.4.7. 2.5. Materia Orgánica. ............................................................................................................. 19 Materia inorgánica............................................................................................................ 20 Gases. ................................................................................................................................ 21 Alcalinidad ......................................................................................................................... 21 Solidos suspendidos ........................................................................................................ 22 Solidos disueltos............................................................................................................... 22 Solidos totales................................................................................................................... 22 CARACTERISTICAS BIOLOGIAS ..................................................................................................... 22 Bacterias ............................................................................................................................ 22 Algas. ................................................................................................................................. 23 2.5.1. 2.5.2. 2.6. PARAMETROS INDICATIVOS DE CONTAMINACION ORGANICA Y BIOLOGICA ............................ 25 Demanda biológica de oxigeno (DBO) ......................................................................... 25 Demanda química de oxigeno (DQO) ........................................................................... 26 2.6.1. 2.6.2. 2.7. METODOS ANALITICOS PARA AGUAS RESIDUALES..................................................................... 27 DETERMINACIÓN DE pH ............................................................................................. 27 DETERMINACION DE CONDUCTIVIDAD .................................................................. 28 DEMANDA QUÍMICA DE OXÍGENO EN AGUAS RESIDUALES (DQO) .............. 28 2.7.1. 2.7.2. 2.7.3. 2.7.4. DEMANDA BIOLOGICA DE OXIGENO EN AGUAS RESIDUALES (DBO) ................ 31 2.7.5. 2.7.6. 2.7.7. NITROGENO TOTAL ...................................................................................................... 32 NITROGENO NITRICA ................................................................................................... 33 NITRÓGENO AMONIACAL ........................................................................................... 35 CAPITULO 3: TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES ................................................................................. 36 3.1. TIPOS DE TRATAMIENTO............................................................................................................. 36 Tratamiento físico ............................................................................................................. 36 Tratamiento biológico ...................................................................................................... 36 Tratamiento químico ........................................................................................................ 36 3.1.1. 3.1.2. 3.1.3. 3.2. NIVELES DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES................................................................... 37 Tratamiento primario ........................................................................................................ 37 Tratamiento Secundario .................................................................................................. 37 Tratamiento Terciario....................................................................................................... 38 3.2.1. 3.2.2. 3.2.3. 3.3. REUTILIZACION DEL AGUA RESIDUAL ......................................................................................... 39 AGUAS RESIDUALES 2 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA CAPITULO 4: TRATAMIENTO FISICO-QUIMICOS DE LAS AGUAS DEL RIO CHONTA .................................... 41 4.1. TRABAJO DE CAMPO ................................................................................................................... 42 Historial .............................................................................................................................. 42 Ubicación ........................................................................................................................... 42 Muestreo ............................................................................................................................ 43 4.1.1. 4.1.2. 4.1.3. 4.2. TRABAJO DE LABORATORIO ........................................................................................................ 45 SOLIDOS TOTALES........................................................................................................ 45 SOLIDOS EN SUSPENSION ......................................................................................... 46 SOLIDOS TOTALES DISUELTOS ................................................................................ 48 MATERIA ORGANICA ........................................................................................................... 49 PH ........................................................................................................................................ 50 4.2.1. 4.2.2. 4.2.3. 4.2.4. 4.2.5. CONCLUSIONES ........................................................................................................................................... 51 BIBLIOGRAFIA.............................................................................................................................................. 52 ANEXOS ....................................................................................................................................................... 53 INDICE DE FIGURAS Figura 1: estados del agua .......................................................................................................... 7 Figura 2: distribución global del agua .......................................................................................... 9 Figura 3: ciclo hidrológico del agua ........................................................................................... 12 Figura 4: aguas residuales ........................................................................................................ 16 Figura 5: tratamiento de aguas residuales ................................................................................ 39 Figura 6: ubicación del RIO CHONTA ....................................................................................... 43 INDICE DE TABLAS Tabla 1: límites de sustancias nocivas para el consumo ...........................................................14 Tabla 2: relación de la materia inorgánica con el agua residual ................................................20 Tabla 3: contaminantes importantes de las aguas residuales ...................................................24 Tabla 4: análisis típico de las aguas residuales.........................................................................25 Tabla 5: parámetros de sustancias constituyentes en las aguas residuales ..............................26 Tabla 6: parámetros de DBO Y DQO. .......................................................................................27 AGUAS RESIDUALES 3 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA Tabla 7: Ubicación geográfica del RIO CHONTA ......................................................................42 INDICE DE FOTOS Foto 1: vista del RIO CHONTA .................................................................................................41 Foto 2: Grupo nº 1 en el RIO CHONTA previa del muestreo .....................................................41 Foto 3: realizando el muestreo ..................................................................................................44 Foto 4: observamos la flora y la fauna del RIO CHONTA ..........................................................44 Foto 5: transvasando a un vaso de precipitacion ......................................................................45 Foto6: pipeteando la muestra....................................................................................................45 Foto 7: vaso de precipitación en la balanza .............................................................................45 Foto 8: vaso de precipitación en estufa .....................................................................................45 Foto 9: papel de filtro en balanza analítica ................................................................................46 Foto 10: equipo de filtración ......................................................................................................47 AGUAS RESIDUALES 4 es conveniente que todo ingeniero conozca los fundamentos del tratamiento de aguas residuales. este último se puede separar y quemar como una fuente de energía. los cuales pueden ser aerobios y anaerobios. si el material que debe ser eliminado es de naturaleza orgánica. y las tecnologías existentes para alcanzar las metas de tratamiento requeridas. El tratamiento de aguas residuales es una operación clave en la industria de procesos. El tratamiento secundario de las aguas residuales comprende una serie de reacciones complejas de digestión y fermentación efectuadas por un huésped de diferentes especies bacterianas. La eficiencia de un proceso de tratamiento se expresa en términos de porcentaje de disminución de la DBO inicial. sin embrago. el efluente líquido ha disminuido notablemente su contenido en sustancias orgánicas. es por esto que nos tratamientos de las aguas de desecho son procesos en los cuales los microorganismos juegan papeles cruciales. Debido a que ambos productos finales son volátiles. El tratamiento de las aguas residuales da como resultado la eliminación de microorganismos patógenos.UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA INTRODUCCION Las aguas residuales son materiales derivados de residuos domésticos o de procesos industriales. evitando así que estos microorganismos lleguen a ríos o a otras fuentes de abastecimiento. Específicamente el tratamiento biológico de las aguas residuales es considerado un tratamiento secundario ya que este está ligado íntimamente a dos procesos microbiológicos. no pueden desecharse vertiéndolas sin tratamiento en lagos o corrientes convencionales. los cuales por razones de salud pública y por consideraciones de recreación económica y estética. Ya sea para cumplir con normas ambientales o para evitar impactos negativos en los cuerpos de agua cercanos. sedimentos y otros residuos se pueden eliminar por métodos mecánicos y químicos. Los materiales inorgánicos como la arcilla. el resultado neto es la conversión de materiales orgánicos en CO2 y gas metano. AGUAS RESIDUALES 5 . el tratamiento implica usualmente actividades de microorganismos que oxidan y convierten la materia orgánica en CO2. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA OBJETIVOS Conocer las definiciones de agua y aguas residuales Conocer los distintos tipos de aguas residuales según sus clasificaciones Determinar las propiedades fisicoquímicas de las aguas residuales del RIO CHONTA Conocer los parámetros indicativos de las aguas residuales y analizar los resultados Conocer los métodos que permitan la determinación analítica en aguas residuales. AGUAS RESIDUALES 6 . El consumo doméstico absorbe el 10% restante. los glaciares y casquetes polares poseen el 1.04% se reparte en orden decreciente entre lagos. Se estima que aproximadamente el 70% del agua dulce es usada para agricultura. El agua es un elemento común del sistema solar. atmósfera. empleándose en tareas de refrigeración. AGUAS RESIDUALES 7 . Figura 1: estados del agua El agua cubre el 71% de la superficie de la corteza terrestre. Es esencial para la supervivencia de todas las formas conocidas de vida. principalmente. en forma de hielo. transporte y como disolvente de una gran variedad de sustancias químicas. Se localiza principalmente en los océanos donde se concentra el 96.74%.72% y el restante 0. DEFINICION Es una sustancia cuya molécula está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno (H2O). y los glaciares continentales suponen el 1. humedad del suelo. ríos y seres vivos. hecho confirmado en descubrimientos recientes.5% del agua total. es el material base de los cometas y el vapor que compone sus colas.UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA CAPITULO 1: EL AGUA 1. los depósitos subterráneos (acuíferos). embalses. y en su forma gaseosa denominada vapor. aunque la misma puede hallarse en su forma sólida llamada hielo.1. de hecho. Puede ser encontrada. El término agua generalmente se refiere a la sustancia en su estado líquido. El agua en la industria absorbe una media del 20% del consumo mundial. 1. tendemos un suministro continuo y accesible de agua de buena calidad. en depósitos subterráneos o en otros lugares de difícil utilización. casquetes polares y glaciares 16 metros. El agua en sus diferentes estados físicos. estiman que uno de cada cinco países en vías de desarrollo tendrá problemas de escasez de agua antes de 2030. si no la contaminamos o agotamos a un ritmo mayor del que necesita para limpiarse o para recargar sus lugares de almacenamiento. Sin embargo alrededor del 97% de esta agua está en los mares. aguas subterráneas 45 centímetros. vuelta a los mares y océanos.UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA El agua es esencial para la mayoría de las formas de vida conocidas por el hombre. incluida la humana.2. Lagos.003% de la masa total de agua del planeta es aprovechable para los usos humanos. Aguas subterráneas. en muchas ocasiones se está perturbando el ciclo de renovación del agua. El 3% del agua restante es dulce pero casi toda ella está en los hielos de los polos. DISTRIBUCIÓN DEL AGUA EN EL MUNDO La cantidad de agua que hay en el planeta ocupa el 70% de la superficie terrestre. Sin embargo estudios de la FAO. por lo que no se puede usarse para beber. precipitación. Mares interiores. para la agricultura. en esos países es vital un menor gasto de agua en la agricultura modernizando los sistemas de riego. los océanos 57 metros. Atmósfera Si el agua de cada uno de estos compartimentos se condensara y se distribuyera uniformemente sobre la superficie de la Tierra. los océanos y es salada. se presenta repartida en siete compartimentos: Océanos. Ríos. Casquetes de hielo y glaciares de los Polos. El acceso al agua potable se ha incrementado durante las últimas décadas en la superficie terrestre. Lamentablemente.6 Kilómetros. en los glaciares. Si se extendiera sobre toda la Tierra formaría una capa de unos 3000 metros de profundidad. Por esta razón. El agua sigue un ciclo de evaporación. ni para la mayor parte de las actividades humanas. lagos. tendría un espesor de: 2. Por todo esto sólo un 0. ríos y mares inferiores AGUAS RESIDUALES 8 . la lámina líquida resultante. por lo permite una continua purificación. 2. Para facilitar el estudio de esta gran masa de agua se le ha dividido en cuatro grandes océanos: Pacífico con una superficie de 188 millones de Km2. la atmósfe Figura 2: distribución global del agua 1. y subterráneas.1. Estas son: AGUAS RESIDUALES 9 . A. AGUAS SUPERFICIALES: Tienen su origen en las precipitaciones (lluvias.2. lagos. etc.2. Aguas oceánicas Es el agua que rodea todos los continentes y las islas y de esta manera forma la unidad oceánica. 1. Sobre los litorales adyacentes. que se encuentra comunicada por diferentes estrechos. Atlántico con 94 millones de Km2.5 centímetros. golfos. A todo este conjunto se le llama aguas oceánicas.) que provienen de la atmósfera. bahías o ensenadas. Aguas continentales Son las que se localizan en las tierras emergidas y pueden ser superficiales (ríos. los océanos forman penetraciones de diferentes magnitudes llamadas mares. Índico con 74 millones de Km2 y Glaciar Ártico con 14 millones de Km2 de extensión.UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA 2. Se encuentran sobre las tierras emergidas o continentales. nieve. lagunas). acumuladas por filtración. lagos o mares interiores. lo que indica que los ríos no llegan al mar. Estos planos inclinados reciben el nombre de vertientes. Su origen puede ser pluvial (por lluvias).3.3. la nieve o hielo cuando se derriten (glacial). Según la cantidad de sales disueltas: Agua dulce: se caracteriza por contener una proporción de sal muy baja. Según su extensión. 1. valles o llanuras.1. que es la adecuada para producir agua potable. freático (cuando nace en un manantial) o de tipo mixto. Las vertientes también pueden ser interiores o endorreicas. sino que vierten sus aguas en lagos. que escurren por la acción de la gravedad desde las partes altas o montañosas hacia las bajas por planos inclinados en un sentido determinado. escape de corrientes subterráneas o contacto con la superficie freática (manantial) y los vientos prevalecientes (eólica). charcas. AGUAS RESIDUALES 10 . lacustre (por el desagüe de un lago). cuando se unen dos de las causas anteriores. TIPOS DE AGUAS Existen diversos tipos de agua. el río Amazonas tiene origen glacial y pluvial: nace por el deshielo de los Andes. lagunas. El suministro de agua puede tener varios orígenes: la lluvia (pluvial). Por ejemplo. Ciénegas o pantanos. Las vertientes endorreicas están formadas por los ríos que sólo aparecen durante la época de lluvia y tienen una evaporación muy rápida que no les permite desembocar ni en el mar ni en un lago o laguna. glacial (por el deshielo). algunos de ellos son los siguientes: 1. Por ejemplo. la vertiente del Pacífico. pueden ser pantanos. ya sean laderas. lagunas. pero también se alimenta de las lluvias de convección que se producen en esa región durante todo el año.UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA LOS RIOS: Los ríos son líneas de drenaje natural. uno o varios ríos que vierten sus aguas en ellos (fluvial). LAGOS: Los lagos son cuerpos de agua que ocupan depresiones preexistentes en la corteza terrestre. 3. Estas aguas se encuentran en manantiales subterráneos protegidos y es allí mismo donde deben ser embotelladas.3. pantanos. Según la presencia de minerales: Blandas: en estas aguas. Siempre supera los 10. Manantiales: son aquellas aguas que. ríos o lagos. Superficiales: son provenientes del mar. entre ellos. por lo que no debe ser consumida por los humanos. han sido potabilizadas y filtradas. ríos.000mg/l.UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA Agua salobre: la concentración de sal disuelta en este tipo de agua suele ser de entre 1000 a 10. AGUAS RESIDUALES 11 . la cantidad total de agua en el planeta no cambia. CICLO HODROLOGICO DEL AGUA: El agua existe en la Tierra en tres estados: sólido (hielo.4. La presencia de los minerales en la disolución y arrastre es lo que le da su carácter de dura. Agua salada: su proporción de sal es mucho mayor que la anterior. nieve). nubes y lluvia están en constante cambio: el agua de la superficie se evapora. Debido a la presencia de microorganismos patógenos. 1. el agua de las nubes precipita. que carece de minerales en absoluto. Si bien deben sufrir ciertos tratamientos antes de ser aptas para el consumo humano.3. Estos permiten volver a las aguas superficiales en potables. se recurre a procedimientos físicos y químicos para eliminar sus impurezas. partículas en suspensión y los desechos provenientes de las comunidades. la presencia de minerales es muy baja. La circulación y conservación de agua en la Tierra se llama ciclo hidrológico. su nivel de contaminación es bajo.2. Océanos. en estas hay una importante presencia de minerales. 1. Duras: a diferencia de las anteriores. líquido y gas (vapor de agua). etc. la lluvia se filtra por la tierra. magnesio y calcio. o ciclo del agua. Según su procedencia: Subterráneas: este tipo de aguas procede de pozos o manantiales ubicados en el interior de la tierra. Su máximo extremo es la destilada.000 mg/l. para ser aptas para el consumo. Minerales: contienen de forma natural una riqueza mineral superior a 250 partes por millón. 1. Sin embargo. conocidas como capas freáticas. A este fenómeno se le conoce como escorrentía. Luego. un lago o el océano. En un principio. hace aproximadamente cuatro mil quinientos millones de años. el aire humedecido se enfría y el vapor se transforma en agua: es la condensación. Una parte del agua que llega a la superficie terrestre será aprovechada por los seres vivos. formando acuíferos o capas de agua subterránea. Si es más cálida.UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA Cuando se formó. toda esta agua volverá nuevamente a la atmósfera. otra escurrirá por el terreno hasta llegar a un río. cargado de gases con vapor de agua. Otro porcentaje del agua se filtrará a través del suelo. caen por su propio peso: es la precipitación. El magma. emergió a la superficie gracias a las constantes erupciones. la Tierra ya tenía en su interior vapor de agua. Tarde o temprano. Figura 3: ciclo hidrológico del agua AGUAS RESIDUALES 12 . Las gotas se juntan y forman una nube. El ciclo hidrológico comienza con la evaporación del agua desde la superficie del océano. Este proceso es la infiltración. el agua cae como nieve o granizo. debido principalmente a la evaporación. Luego la Tierra se enfrió. era una enorme bola en constante fusión con cientos de volcanes activos en su superficie. caerán gotas de lluvia. el vapor de agua se condensó y cayó nuevamente al suelo en forma de lluvia. Si en la atmósfera hace mucho frío. A medida que se eleva. son causa de contaminación de las aguas. 1.1. En los cursos de agua. Principales contaminantes de las aguas Según la OMS (Organización Mundial de la Salud) el agua está contaminada cuando su composición se haya alterado de modo que no reúna las condiciones necesarias para ser utilizada beneficiosamente en el consumo del hombre y de los animales. la agricultura.5. los microorganismos descomponedores mantienen siempre igual el nivel de concentración de las diferentes sustancias que puedan estar disueltas en el medio. la mayor parte de la contaminación actual proviene de actividades humanas. la autodepuración resulta imposible. Cuando la cantidad de contaminantes es excesiva. y diferentes para acuíferos de roca o arena y grava. Los efectos sobre la calidad serán distintos para lagos y embalses que para ríos. una gran generación de residuos. Por otra parte una fuente superficial puede restaurarse más rápidamente que una fuente subterránea a través de ciclos de escorrentía estacionales. Las aguas superficiales son en general más vulnerables a la contaminación de origen antropogénico que las aguas subterráneas. industrias. etc. desechos químicos de las fábricas. El desarrollo y la industrialización suponen un mayor uso de agua.5. la industria. Este proceso se denomina auto depuración del agua. la pesca y las actividades recreativas. CONTAMINACION DEL AGUA: La contaminación hídrica o contaminación del agua es una modificación generalmente. así como para los animales y la vida natural. Si bien la contaminación de las aguas puede provenir de fuentes naturales (como por ejemplo la ceniza de un volcán). Los principales contaminantes del agua son los siguientes: Basuras. por su exposición directa a la actividad humana. provocada por el hombre. AGUAS RESIDUALES 13 .UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA 1. muchos de los cuales van a parar al agua y el uso de medios de transporte fluvial y marítimo que en muchas ocasiones. haciéndola impropia o peligrosa para el consumo humano. a su vez. incluyendo los pesticidas. las sustancias tensoactivas contenidas en los detergentes. al descomponerse. diversos productos industriales. Minerales inorgánicos y compuestos químicos. especialmente el procedente de los vertidos accidentales. Agentes infecciosos. y los productos de la descomposición de otros compuestos orgánicos. Productos químicos. Nutrientes vegetales que pueden estimular el crecimiento de las plantas acuáticas. agotan el oxígeno disuelto y producen olores desagradables. las explotaciones mineras. Petróleo. La OMS ha establecido los límites máximos para la presencia de sustancias nocivas para el consumo humano. las carreteras y los derribos urbanos. los suelos sin protección. Sedimentos formados por partículas del suelo y minerales arrastrados por las tormentas y escorrentías desde las tierras de cultivo. interfieren con los usos a los que se destina el agua y. cuya descomposición produce la desoxigenación del agua). Éstas.UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA Aguas residuales y otros residuos que demandan oxígeno (en su mayor parte materia orgánica. Tabla 1: límites de sustancias nocivas para el consumo AGUAS RESIDUALES 14 . 3. tales como materia fecal y restos de alimentos.UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA 1. algas y otras plantas acuáticas. tifus. Contaminantes biológica del agua Incluyen hongos. agrícolas. industriales y de la erosión del suelo. Los contaminantes orgánicos también son compuestos disueltos o dispersos en el agua que provienen de desechos domésticos. 1. breas y tinturas. de procesamiento de alimentos para humanos y animales. Contaminantes químicos del agua Incluyen compuestos orgánicos e inorgánicos disueltos o dispersos en el agua. y diversos productos químicos sintéticos como pinturas. grasas. amoníaco. etc. alcalinos y gases tóxicos disueltos en el agua como los óxidos de azufre. diarrea. sulfatos. Son desechos humanos y animales. Los principales son cloruros. También desechos ácidos. Contaminantes físicos del agua Afectan el aspecto del agua y cuando flotan o se sedimentan interfieren con la flora y fauna acuáticas.5. así como. Algunas bacterias son inofensivas y otras participan en la degradación de la materia orgánica contenida en el agua. Ciertas bacterias descomponen sustancias inorgánicas. Su acumulación se debe principalmente a la rápida urbanización y la falta de tratamiento de las aguas servidas.2. bacterias y virus que provocan enfermedades. herbicidas. Incluye los desechos orgánicos. hepatitis.4. La eliminación de los virus que se transportan en el agua es un trabajo muy difícil y costoso.5.5. Los contaminantes inorgánicos son diversos productos disueltos o dispersos en el agua que provienen de descargas domésticas. nitratos y carbonatos. Un efecto importante de la contaminación biológica es el peligro que ésta implica para la salud ya que en las aguas ricas en materia orgánica de origen doméstico proliferan organismos que causan enfermedades tales como alergias. insecticidas. 1. espumas. cloro y sulfuro de hidrógeno (ácido sulfhídrico). residuos oleaginosos y el calor (contaminación térmica). Son líquidos insolubles o sólidos de origen natural y diversos productos sintéticos que son arrojados al agua como resultado de las actividades del hombre. de nitrógeno. de rastros o mataderos. diversos productos químicos industriales de origen natural como aceites. AGUAS RESIDUALES 15 . agrícolas e industriales o de la erosión del suelo. tratamiento y desalojo. DEFINICIÓN DE AGUAS RESIDUALES El término agua residual define un tipo de agua que está contaminada con sustancias fecales y orina. algo que no sirve para el usuario directo. A las aguas residuales también se les llama aguas servidas. Son residuales. nombre que se le da habitualmente al colector. No obstante. cantidad o al momento en que se dispone de ella. Su importancia es tal que requiere sistemas de canalización.Todas AGUAS RESIDUALES 16 . y cloacales porque son transportadas mediante cloacas (alcantarilla). las aguas residuales de un usuario pueden servir de suministro para otro usuario en otro lugar. las aguas de lluvia y las infiltraciones de agua del terreno. Figura 4: aguas residuales La FAO define aguas residuales como: Agua que no tiene valor inmediato para el fin para el que se utilizó ni para el propósito para el que se produjo debido a su calidad. están constituidas por todas aquellas aguas que son conducidas por el alcantarillado e incluyen.1.El término aguas negras también es equivalente debido a la coloración oscura que presentan. fecales o cloacales. a veces.UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA CAPITULO II: LAS AGUAS RESIDUALES 2. En todo caso. Su tratamiento nulo o indebido genera graves problemas de contaminación. habiendo sido usada el agua. Algunos autores hacen una diferencia entre aguas servidas y aguas residuales en el sentido que las primeras solo provendrían del uso doméstico y las segundas corresponderían a la mezcla de aguas domésticas e industriales. procedentes de desechos orgánicos humanos o animales. Las aguas de refrigeración no se consideran aguas residuales. constituyen un residuo. 2. Parte de esta agua es drenada y otra escurre por la superficie. AGUAS RESIDUALES 17 . en las aguas residuales. Aguas residuales industriales Son las aguas que ha sido utilizada en procesos industriales y que han recibido subproductos contaminantes como efecto de ese uso.2.2. tierra.2. TIPOS DE AGUAS RESIDUALES 2. A esto hay que añadir.UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA las aguas naturales contienen cantidades variables de otras sustancias en concentraciones que varían de unos pocos mg/litro en el agua de lluvia a cerca de 35 mg/litro en el agua de mar.2. Aguas residuales urbanas Las aguas residuales domésticas o la mezcla de las mismas con aguas residuales industriales y/o aguas de escorrentía pluvial.4. hojas y otros residuos que pueden estar sobre el suelo. Aguas residuales domesticas Consisten básicamente en residuos humanos que llegan a las redes de alcantarillado por medio de descargas de instalaciones hidráulicas de la edificación también en residuos originados en establecimientos comerciales. Aguas residuales pluviales Son agua de lluvia. 2. Las aguas residuales pueden estar contaminadas por desechos urbanos o bien proceder de los variados procesos industriales.1. habrán de acondicionar previamente sus aguas. las impurezas procedentes del proceso productor de desechos. 2.2. Las industrias que realicen el vertido de sus aguas residuales en esta red colectora. que descargan grandes cantidades de agua sobre el suelo. que son los propiamente llamados vertidos. Su calidad es sumamente variable y prácticamente se requiere un estudio particular para cada industria. Todas ellas habitualmente se recogen en un sistema colector y son enviadas mediante un emisario terrestre a una planta EDAR (Estación Depuradora de Aguas Residuales).3. arrastrando arena. 2.2. públicos y similares. que sería el máximo deseable para una buena operación de los filtros. Con 10 ppm. Turbidez. coloidales o muy finos. la transparencia se acerca al metro de profundidad. AGUAS RESIDUALES 18 . pero existen diferencias en los valores obtenidos según la sílice y la técnica empleada por un laboratorio u otro. 2. pero las superficiales pueden alcanzar varias decenas.UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA 2.1. debido a la energía liberada en las reacciones bioquímicas. La medición se hace por comparación con la turbidez inducida por diversas sustancias. que se presentan en la degradación de la materia orgánica. equipos de proceso. Por encima de 100 ppm la transparencia está por debajo de los 10 cm y los filtros se obstruyen rápidamente.3. Existen diversos tipos de turbidímetros modernos dando valores numéricos prácticamente idénticos.3.3. CARACTERÍSTICAS FISICAS 2. Son difíciles de decantar y filtrar. La turbidez es la dificultad del agua para transmitir la luz debido a materiales insolubles en suspensión. decantación y filtración. y pueden dar lugar a la formación de depósitos en las conducciones de agua. Las aguas subterráneas suelen tener valores inferiores a 1 ppm de sílice. La medición en ppm de SiO2 fue la más utilizada. La temperatura de las aguas residuales es mayor que la de las aguas no contaminadas. Las aguas con 1ppm son muy transparentes y permiten ver a su través hasta profundidades de 4 ó 5 m. Temperatura. que se presentan principalmente en aguas superficiales. etc.2. Las descargas calientes son otra causa de este aumento de temperatura. La turbidez se elimina mediante procesos de coagulación. es otro importante compuesto orgánico del agua residual. sobre todo. CARACTERISTICAS QUIMICAS Las características químicas estarán dadas. grasas y aceites provenientes de excrementos y orina de seres humanos. Color. AGUAS RESIDUALES 19 . restos de alimentos y detergentes. El color es un indicativo de la edad de las aguas residuales. El agua residual reciente suele ser gris. Estos contaminantes son biodegradables. fenoles y pesticidas usados en la agricultura. El agua residual reciente tiene un olor peculiar algo desagradable. La materia orgánica está compuesta en un 90% por carbohidratos.UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA 2. cuyo desarrollo se ve favorecido por las condiciones de temperatura y nutrientes de las aguas residuales domésticas.4. a la presencia de ácido sulfhídrico y otras sustancias volátiles.3. El agua residual contiene también pequeñas cantidades de moléculas orgánicas sintéticas como agentes tensoactivos. principalmente. es decir. la urea es raramente hallada en un agua residual que no sea muy reciente. se dice que el agua residual es séptica. el oxígeno disuelto en el agua residual se reduce y el color cambia a negro. principal constituyente de la orina. 2. en función de los desechos que ingresan a las aguas residuales. La urea. 2.4. proteínas. Materia Orgánica. En esta condición. 2.3. pero más tolerable que el del agua residual séptica. a medida que los compuestos orgánicos son descompuestos por las bacterias.3.4. sin embargo.1. pueden ser transformados en compuestos más simples por la acción de microorganismos naturales presentes en el agua. Olor El olor es debido a los gases producidos en la descomposición de la materia orgánica. En razón de la rapidez con que se descompone. Fósforo Íntimamente ligado. Elemento Relación con el agua residual Hidrógeno (pH) El intervalo de concentración idóneo para la existencia de la mayoría de la vida biológica es muy estrecho y crítico.UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA 2. El agua residual con una concentración adversa de ion hidrógeno es difícil de tratar por medios biológicos. Se incluyen en este grupo todos los sólidos de origen generalmente mineral. Básico para síntesis de proteínas. Materia inorgánica. arcillas. Nitrógeno Nutriente esencial para el crecimiento de protistas y plantas.2. igual que el nitrógeno. Cloruros Proceden de la disolución de suelos y rocas que los contienen y que están en contacto con el agua. Suministra información sobre el grado de concentración del agua residual.4. Azufre Tabla 2: relación de la materia inorgánica con el agua residual AGUAS RESIDUALES 20 . agrícola e industrial. lodos.5. intrusión del agua salada (zonas costeras). el pH óptimo para el crecimiento de los organismos se encuentra entre 6. arenas y gravas no biodegradables. Incrementa la tendencia de proliferación de algas en el receptor. agua residual doméstica. Por lo general. como son sales minerales. Requerido en la síntesis de las proteínas y liberado en su degradación.5 y 7. al problema de la eutrofización. también conocido como alcalinidad m.4.2. 2. AGUAS RESIDUALES 21 . Ácido sulfhídrico: se forma por la descomposición de la materia orgánica que contiene azufre o por la reducción de sulfitos y sulfatos minerales. pero también los fosfatos y ácido silícico u otros ácidos de carácter débil. La cantidad de oxígeno disuelto depende de muchos factores.4 y 3. Los bicarbonatos y los carbonatos pueden producir CO2 en el vapor. Se distingue entre la alcalinidad total o título alcalimétrico total.4. a pH entre 9. actividad química. y es un gas que va siendo consumido por la actividad química y biológica. A partir de ambas mediciones se pueden determinar las concentraciones en carbonato. TA. como temperatura. movimientos del curso receptor. Gases. y oxhidrilo. Anhídrido carbónico: se produce en la fermentación de los compuestos orgánicos de las aguas residuales negras.3. CO3H-. actividad biológica. TAC.4. etc. conocido como alcalinidad p. que es una fuente de corrosión en las líneas de condensado. a pH entre 4. y la alcalinidad simple o título alcalimétrico.8 y 8. Contribuyen a la alcalinidad principalmente los iones bicarbonato. carbonato. Oxígeno disuelto: es el más importante. medida por el viraje de la fenoftaleína.UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA 2. medida por adición de ácido hasta el viraje del anaranjado de metilo. Se mide en las mismas unidades que la dureza. La presencia de oxígeno disuelto en el agua residual evita la formación de olores desagradables. que se manifiesta fundamentalmente por los olores que produce. Su presencia. CO3=. es un indicativo de la evolución y estado de un agua residual. Alcalinidad La alcalinidad es una medida de la capacidad para neutralizar ácidos.1. altitud. bicarbonato e hidróxido. OH-. Las aguas residuales contienen diversos gases con diferente concentración. También pueden producir espumas. provocar arrastre de sólidos con el vapor y fragilizar el acero de las calderas. 4. en base a su metabolismo. Solidos suspendidos Los sólidos en suspensión es el material que se encuentra en fase sólida en el agua en forma de coloides o partículas sumamente finas.5. La presencia de estos sólidos no es detectable a simple vista. Pueden clasificarse. entre los cuales tenemos: 2. tratamiento con ácido. 2.1. Bacterias Juegan un papel fundamental en la descomposición y estabilización de la materia orgánica.5. 2. Cuanto mayor es el contenido de sólidos en suspensión. y que causa en el agua la propiedad de turbidez. Las bacterias autótrofas son aquellas que se nutren de compuestos inorgánicos. o desmineralización por intercambio iónico. tal como: sedimentación. Chlorobiaceae) o a partir de ciertas reacciones químicas (bacterias quimiosintéticas: Nitrobacter. Thiotrix). 2. Hydrogenomonas.4. En el tratamiento biológico de las aguas residuales. 2. Nitrosomonas. tomando la energía necesaria para sus biosíntesis a partir de la luz (bacterias fotosintéticas: familia Thiorhodaceae. etc. por su necesidad de compuestos orgánicos para el carbono celular. Solidos totales Los sólidos totales es la suma de los sólidos disueltos y en suspensión que la muestra de agua pueda contener. AGUAS RESIDUALES 22 . las bacterias heterótrofas constituyen el grupo más importante.6. por lo que se puede tener un agua sumamente cristalina con un alto contenido de sólidos disueltos. filtración. CARACTERISTICAS BIOLOGIAS Estas características están definidas por la clase de microorganismos presentes en el agua.5. mayor es el grado de turbidez.UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA La alcalinidad se corrige por descarbonatación con cal.7.4. Solidos disueltos Los sólidos disueltos lo constituyen las sales que se encuentran presentes en el agua y que no pueden ser separados del líquido por algún medio físico. en heterótrofas y autótrofas. a su vez. cobre. Bacterias anaerobias: son las que consumen oxígeno procedente de los sólidos orgánicos e inorgánicos y la presencia de oxígeno disuelto no les permite subsistir. son un valioso elemento porque producen oxígeno a través del mecanismo de la fotosíntesis. A parte del anhídrido carbónico. etc. es decir. en anaerobias. El oxígeno disuelto que les sirve de sustento es el oxígeno libre (molecular) del agua. También son muy importantes vestigios de otros elementos (oligoelementos) como hierro. Las algas. 2. Son usualmente encontradas en el tracto intestinal de los seres humanos y otros animales de sangre caliente. según su necesidad de oxígeno. las aerobias a medio sin oxígeno disuelto y las anaerobias a aguas con oxígeno disuelto. En los estanques de estabilización. aerobias. y las descomposiciones y degradaciones que provocan sobre la materia orgánica son procesos aerobios. Algas. Los procesos que provocan son anaerobios. caracterizados por la ausencia de malos olores. al igual que sucede con otros microorganismos.5. Bacterias coliformes: bacterias que sirven como indicadores de contaminantes y patógenos. Las bacterias coliformes incluyen los géneros Escherichia y Aerobacter.UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA Las bacterias autótrofas y heterótrofas pueden dividirse. o facultativas. los principales nutrientes necesarios son el nitrógeno y el fósforo. Bacterias facultativas: algunas bacterias aerobias y anaerobias pueden llegar a adaptarse al medio opuesto.2. Bacterias aerobias: son aquellas que necesitan oxígeno procedente del agua para su alimento y respiración. requieren compuestos inorgánicos para reproducirse. AGUAS RESIDUALES 23 . caracterizados por la presencia de malos olores. Desechos domésticos. patógenos Compuestos . Desechos domésticos e Desechos industriales. etc. y olor. orgánicos Metales pesados refractarios *. el o tratamiento y Debido al uso doméstico interferir Pueden interferir con el reúso del carcinogénicos. condiciones indeseables. Desechos Causa degradación agua infiltrada ecosistemas acuáticos. del efluente. o industrial se reúso incrementan con respecto a su nivel en el suministro de agua. biológica. pueden sercon tóxicos minería. Causa depósitos de lodo y e desechos industriales y condiciones anaerobias en nt a la red. totales: Disueltos totales Fijos Volátiles Suspendidos totales Fijos Volátiles Sólidos sedimentables. efluente. industriales. ml/l Demanda bioquímica de oxígeno. domésticose e que incrementa la demanda de oxígeno en los cuerpos Causan enfermedades receptores y ocasiona transmisibles. Microorga nismos Nutrientes. Uso F Importancia ambiental u doméstico. 5 días a 20o C (DBO5) 1200 850 525 325 350 75 275 20 400 AGUAS RESIDUALES 24 . Pueden causar problemas de industriales. Pueden causar eutroficación. Sólidos inorgánicos disueltos. Tabla 3: contaminantes importantes de las aguas residuales Constituyente Concentración. mg/l * Fuerte Media 720 500 300 200 220 55 165 10 220 Débil 350 250 145 105 100 20 80 5 110 Sólidos. pueden Desechos industriales. Compuestos orgánicos biodegradables. sabor Son tóxicos.UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA Contaminante Sólidos suspendidos. 6. Demanda biológica de oxigeno (DBO) Mide la cantidad de oxígeno consumido en la eliminación de la materia orgánica del agua. Un contenido superior es indicativo de contaminación. Las aguas subterráneas suelen contener menos de 1 ppm.UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA Carbono orgánico total (COT) Demanda química de oxígeno (DQO) Nitrógeno (total como N): Orgánico Amoniacal Nitritos Nitratos Fósforo (total como P) Orgánico Inorgánico Cloruros Alcalinidad (como CaCO3) Grasas 290 1000 85 35 50 0 0 15 5 10 100 200 150 160 500 40 15 25 0 0 8 3 5 50 100 100 80 250 20 8 12 0 0 4 1 3 30 50 50 Tabla 4: análisis típico de las aguas residuales 2. mediante procesos biológicos aerobios. En las aguas residuales domésticas se sitúa entre 100 y 350 ppm. Su eliminación se realiza por procesos fisicoquímicos y biológicos aerobios o anaerobios. AGUAS RESIDUALES 25 . En las aguas residuales industriales su concentración es totalmente dependiente del proceso de fabricación pudiendo alcanzar varios miles de ppm. PARAMETROS INDICATIVOS DE CONTAMINACION ORGANICA Y BIOLOGICA 2.1. En general se refiere al oxígeno consumido en 5 días (DBO5) y se mide en ppm de O2.6. dicromato o permanganato. y también se expresa en ppm de O2. Las aguas residuales domésticas suelen contener entre 250 y 600 ppm. Demanda química de oxigeno (DQO) Mide la capacidad de consumo de un oxidante químico.2. o algo superiores.5 500 5 10 80 6-9 8.S. Las aguas no contaminadas tienen valores de la DQO de 1 a 5 ppm.5 10 4 0. tales como Fe++.6.2 DO 1 3 0. VMA PARA DESCARGA PARÁMETRO Aluminio Arsénico Boro Cadmio Cianuro Cobre Cromo hexavalente Cromo total Manganeso Mercurio Níquel Plomo Sulfatos Sulfuros Zinc Nitrógeno Amoniacal pH(2) Sólidos UNIDAD EXPRESIÓ mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mL/L/h N Al As B Cd CN Cu Cr+6 Cr Mn Hg Ni Pb SO4 -2 S-2 Zn NH+4 pH S. NH4+.02 4 0.5 DE 4 ALCANTARILLA 0. S 10 AL SISTEMA 0. etc.5 (2) °C T <35 Temperatura (2) Sedimentables Tabla 5: parámetros de sustancias constituyentes en las aguas residuales AGUAS RESIDUALES 26 .UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA 2. Las aguas con valores elevados de DQO. pueden dar lugar a interferencias en ciertos procesos industriales. por las materias oxidables contenidas en el agua. Indica el contenido en materias orgánicas oxidantes y otras sustancias reductoras. Se procede a leer el valor del pH cuando la lectura se estabilice en pHmetro con compensación de temperatura.7. en la que se ha introducido una varilla agitadora teflonada (imán). Se coloca la muestra.UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA PARÁMETRO UNIDAD Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO) Demanda Química de Oxígeno (DQO) Sólidos Suspendidos Totales (S. 27 . AGUAS RESIDUALES Tabla 7: parámetros de DBO Y DQO.S. Principio del proceso Se basa en la capacidad de respuesta del elec.mente con el pH del medio. METODOS ANALITICOS PARA AGUAS RESIDUALES 2. 2. b.T) Aceites y Grasas (A y G) mg/L mg/L mg/L mg/L DBO5 DQO S. Se debe tener en cuenta la temperatura de la muestra ya que esta fuerza electromotriz afecta al valor del pH. Reactivos Disoluciones estándar de pH (tampones 7. en un agitador magnético. Procedimiento Se calibra el electrodo con disoluciones patrón (tampones) de pH conocido.trodo de vidrio ante soluciones de diferente actividad de iones H+. DETERMINACIÓN DE pH a. c.S.7. y se agita. La fuerza electromotriz producida en el electrodo de vidrio varía lineal. 4 y 9) para la calibración del equipo (pH-metro).1.T. AyG EXPRESIÓN VMA PARA DESCARGAS AL SISTEMA DE ALCANTARILLADO 500 1000 500 100 Tabla 6: parámetros de DBO Y DQO. En caso contrario. Se debe tener en cuenta la temperatura de la muestra ya que la conductividad está estrechamente relacionada con la temperatura a.se rápidamente después de la toma de mues. la muestra podría conservarse un cier to tiempo si se acidifica con ácido AGUAS RESIDUALES 28 . Se introduce la célula de conductividad en la muestra y se espera hasta que la lectura se esta. Fundamento La demanda química de oxígeno (DQO) es la cantidad de oxígeno consumido por las materias existentes en el agua. en el caso contrario habría que efectuar dicha compensa.3. Procedimiento En el caso de que la conductividad de la mues.ción manualmente. Si se utiliza un conductímetro de lectura digital.7. Es recomendable utilizar equipos que ten. la medida directa de la conductividad de la muestra aparece en la pan. Principio del proceso La medida se basa en el principio del puente de Wheatstone. DETERMINACION DE CONDUCTIVIDAD La medida se basa en el principio del puente de Wheatstone. Se debe tener en cuenta la temperatura de la muestra ya que la conductividad está estrechamente relacionada con la temperatura.talla. 2.7.2. el conductímetro. que son oxidables en condiciones operatorias definidas.bilice (pocos segundos). DEMANDA QUÍMICA DE OXÍGENO EN AGUAS RESIDUALES (DQO) a.gan compensación de temperatura.tras. utilizándose un aparato diseñado a tal efecto.UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA 2.tra sea muy elevada. el conductímetro. habrá que diluirla hasta que la medida entre en la escala del equipo. b. utilizándose un aparato diseñado a tal efecto. para evitar la oxidación natural. ya sea su origen orgánico o inorgánico. La medida corresponde a una estimación de las materias oxidables presentes en el agua. La determinación de DQO debe realizar. esta opción deja de ser fiable en presencia de cloruros. en 1 litro de agua destilada. El exceso de dicromato potásico se valora con sulfato de hierro y amonio. Añadir 30 ml de ácido sulfúrico concentrado y enfriar.mente. Dicromato potásico (K2Cr2O7) 0.84). y llevar a volumen de100 ml. Sin embargo. hasta aproximadamente 100 ml. La solución debe estandarizarse diaria.3. Añadir 20 ml de H2SO4 con.10 fenantrolina (C12H8N2 x H2O) y 0.485 g de 1.centrado.04 g de (NH4)2Fe(SO4)2 x 6H2O en agua destilada. 10 ml de K2Cr2O7 0.25 N: Disolver 12. Solución de sulfato de plata en ácido sulfúrico: Disolver 5 g de Ag2SO4 en 540 ml de ácido sulfúrico (H2SO4) concentrado (densidad 1. Indicador de DQO o solución de ferroína: Disolver 1.25N.25 N (NH4)2Fe(SO4)2 x 6H2O o SAL DE MOHR: Disolver 98. Cálculos: AGUAS RESIDUALES 29 . b. Principio del método del dicromato potásico En condiciones definidas.2588 g de K2Cr2O7 previamente secado 24h en estufa a 105º C. en medio ácido y en presencia de sulfato de plata y de sulfato de mercurio. - Valoración de la sal de MOHR: Diluir en un matraz Erlenmeyer de 100 ml de capacidad. Añadir unas 5 gotas del indicador ferroína y valorar hasta viraje a rojo violáceo con sal de MOHR. d. para evitar interferencias de los haluros. Reactivos Sulfato de mercurio (Hg2SO4). c.UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA sulfúrico hasta pH = 2. para determinar exactamente su normalidad.25 N con agua destilada. Solución de sulfato de hierro y amonio 0. ciertas materias contenidas en el agua se oxidan con un exceso de dicromato potásico. frente a la solución de K2Cr2O7 0. enfriar y enrasar a 1 litro con agua destilada.695 g de sulfato de hierro heptahidrato en agua destilada. y enfriar. AGUAS RESIDUALES 30 . con una pipeta de vertido.5 ml de solución de dicromato potásico 0.25] / Volumen de sal de MOHR consumido en la valoración. La cantidad propuesta de HgSO4 es suficiente en la mayoría de los casos. Se colocan unas bolitas de vidrio en el matraz para favorecer la ebullición. para eliminar las posibles interferencias por Cl.en la muestra. f.25 N y se mezclan bien todos los productos añadidos. Sobre el matraz se dispone el elemento refrigerante (condensador del reflujo). e.25 N utiliza. el condensador del reflujo se lava con agua destilada. La muestra oxidada se diluye hasta 75 ml con agua destilada y se deja enfriar hasta temperatura ambiente. Se pesan 0.do x 0. Este método resulta eficaz para muestras que tengan una DQO entre 50 y 800 mg/l. mezclando bien para disolver el HgSO4.UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA f = [Volumen de Cr2O7K2 0. Cálculos: DQO (mg de oxígeno/litro) = [(A-B) x N x 8000 ]/ Volumen (ml) de muestra.44 g de HgSO4 en matraz para reflujo de 100 ml. y después se separa el matraz del refrigerante. Se añaden 12. Se añaden lentamente 30 ml de la solución de sulfato de plata en ácido sulfúrico. Se procede a valorar el exceso de dicromato con la sal de Mohr. Se añaden 20 ml de muestra. El punto final de análisis se toma cuando el color varía bruscamente de azul verdoso a pardo rojizo. Se añaden unas 5 gotas del indicador ferroína. Para niveles superiores diluir el agua problema y para contenidos menores aplicar otro método. Procedimiento Se enciende la placa calefactora. y se somete El conjunto se deja enfriar. Expresa el grado de contaminación de un agua residual por materia orgánica degradable por oxidación biológica. A continuación se describe la determinación de DBO con un periodo de incubación de cinco días (DBO5) en biómetros diseñados a tal efecto.censo de la presión parcial del oxígeno.7. y éste se cierra herméticamente. el cual contiene un 21% de oxígeno. actúa degradando la materia orgánica contenida en el agua residual. 2. Suponiendo que se inhibe la nitrificación y que se retira del sistema el CO2 gaseoso producido. como consecuencia del consumo de oxígeno en la oxidación biológica de la materia orgánica. se crea un sistema que contiene el agua a analizar. para su degradación biológica. Si cierta cantidad del agua a analizar se introduce en un recipiente. liberando una cierta cantidad de anhídrido carbónico gaseoso. que tras un tiempo de incubación.UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA A= Volumen (ml) de sal de Mohr gastado en el blanco. Reactivos Disolución de alliltiourea: Disolver 5 g de alliltiourea reactivo en un litro de agua destilada. la depresión que se registra en el sistema se deberá exclusivamente al des. los microorganismos consumen todo o par te del oxígeno contenido en el sistema al degradar la materia orgánica. Estos biómetros están dotados de tapones con dispositivos de lectura de la presión parcial de los frascos. con su flora bacteriana y aire. N= Normalidad de la sal de Mohr.4. Principios del proceso El agua residual contiene una cierta flora bacteriana. efluentes y aguas contaminadas. DEMANDA BIOLOGICA DE OXIGENO EN AGUAS RESIDUALES (DBO) Fundamento Esta prueba determina los requerimientos relativos de oxígeno de aguas residuales. En un tiempo determinado. en el sistema. que ha de disponerse al comienzo del ensayo en una cápsula diseñada a tal efecto. B= Volumen (ml) de sal de Mohr gastado en la muestra. AGUAS RESIDUALES 31 . La captación del CO2 gaseoso producido se efectúa por reacción con OHNa. Procedimiento La muestra se acidula previamente a pH 3.7. La determinación se debe efectuar con varias repeticiones por muestra AGUAS RESIDUALES 32 . La correspondencia: factor de dilución a volumen de muestra introducido en el biómetro se indica en las instrucciones de uso del biómetro.5. NITROGENO TOTAL a. Se realiza la lectura a los cinco días.tra. Se ponen dos perlitas de OHNa en la cápsula diseñada a tal efecto. expresada en mg de O2 por litro de mues. Se cierra el biómetro con el correspondiente tapón-registrador. La DBO5 final del agua analiza. será la lectura obtenida en el biómetro multiplicada por el factor de dilución del ensayo. Sosa cáustica (OHNa) en perlas. se basa en una combustión inmediata de la muestra. Procedimiento Se introduce una varilla agitadora (imán) en el interior del biómetro. Se añade el inhibidor de la nitrificación en una proporción equivalente a 20 gotas de la disolución de alliltiourea por litro de muestra. para procederse a su cuantificación. 2. Se mantiene agitación suave constante durante todo el ensayo. El nitrógeno gaseoso se separa de otros compuestos gaseosos por cromatografía de gases. Principio del proceso El principio del procedimiento que se describe a continuación (análisis elemental). Se coloca la cápsula conteniendo OHNa sobre la par te superior del biómetro. b. una vez que la muestra esté estable y no se observen burbujas de aire.da. que finalmente resulta en la liberación de todo el nitrógeno contenido en la muestra (N orgánico e inorgánico) en forma de nitrógeno gaseoso. siguiendo el procedimiento de lectura de la casa fabrican. Se introduce el biómetro en cámara a 25ºC y se enciende el agitador magnético.UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA - Esta disolución se utilizará como inhibidor de la nitrificación. y se pone la lectura a cero.te del biómetro. NO3. A par tir de este patrón de 100 ppm. El principio del proceso se basa en la generación de un potencial eléctrico cuando el electrodo de medida se pone en contacto con la muestra conteniendo nitratos. pH y fuerza iónica de la muestra y de los patrones usados en la calibración para conseguir que las lecturas sean fiables.6. 2. así como otros aniones más infrecuentes en aguas.365 g de KCl desecado en 100 ml de agua destilada.UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA - Se introduce una alícuota de 0.7. b. Se prepara 0.04 g de (NH4)2SO4 en 250 ml de agua destilada.3611 g de KNO3 desecado. Principio del proceso El procedimiento propuesto es mediante electrodos selectivos acoplados a un potenciómetro. - Las cápsulas se llevan al dispositivo automático de muestreo del analizador elemental. Se requiere electrodo de referencia de doble unión y electrodo selectivo de nitratos. El electrodo selectivo debe ajustar. Reactivos Electrodo de referencia: Electrolito interno: KCl 3 M.se a las condiciones de temperatura. Se prepara con 0.7 ml en una cápsula de estaño apropiada para análisis ele.5005 g de KNO3 desecado en 500 ml de agua destilada.mental.NO3. NITROGENO NITRICA a. El rango de trabajo se sitúa entre 0. en 500 ml de agua destilada. AGUAS RESIDUALES 33 . preparar de 10 ppm y 1 ppm de N. Solución para reposo: KNO3 0. Patrón de 100 ppm de N.14 mg/l y 1400 mg/l. vía electrónica en un ordenador preparado a tal efecto. Los cloruros y los bicarbonatos pueden interferir en el análisis.01 M (140 ppmN). - Se procede al ensayo de análisis elemental y determinación automática del contenido en nitrógeno de la muestra. Electrolito intermedio y solución de reposo: (NH4)2SO4 1 M. Electrodo de medida. Se prepara con 33. Se prepara con 22. NO3 que se espera encontrar. el ácido sulfámico enmascara los nitratos. Cuando esté estable. a continuación se procede a la lectura potenciométrica. Si hay otro tipo de interferencias debe prepararse un ISA con eliminador de interferencias. AGUAS RESIDUALES 34 .1 M.4 x103 y 1.NO3/l se coge una alícuota de 50 ml de la solución a medir y se añade 5 ml de un ISA de (NH4)2SO4 1 M. para concentraciones esperadas de nitratos entre 1. la disolución se lleva a pH 3 con H2SO4 o NaOH y se enrasa a 1 litro. se coge una alícuota de 50 ml de la solución a medir y se añade 0. que debe mantenerse en agitación constante moderada. Si se prevén interferencias por cloro. Se prepara con 1.NO3/l se coge una alícuota de 50 ml de la solución a medir y se añade 1 ml del ISA 0.4 x10-3 y 1. se toma una alícuota de 50 ml de la muestra. Para concentraciones menores de 1. a la que se añaden 10 ml de la disolución anterior.1 M diluido previamente a 1:4. Procedimiento Para el caso de que no haya interferencias por cloro. el sulfato de aluminio elimina las de aniones orgánicos. las proporciones de alícuota y ajustador de fuerza iónica (ISA) son las siguientes: Para concentraciones de nitratos superiores a 1. La concentración y cantidad de ISA está en función del rango de N. se coge una alícuota de 50 ml de la solución a medir y se añade 1 ml de un ISA 0.1 m. al bajar el pH hasta 3.43 g de Ag2SO4 y 2.4 x 10-3.NO3/l.4 elimina los carbonatos y bicarbonatos.28 g de ácido bórico. Para concentraciones de nitratos entre 1. c. 3.1 M al que se le hubiera añadido anteriormente 0.UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA - Ajustador de fuerza ionica ISA/TISAB: (NH4)2SO4 0.4 g N. se toma la lectura. Se introducen los electrodos de referencia y lectura.4 g N. disueltos en agua destilada. Para la determinación de nitratos.tra con el ISA.5 ml de un ISA 0.32 g de Al2(SO4)3 .0343 g de Ag2SO4 por ml. el ácido bórico reduce la actividad bacteriana.52 g de ácido sulfámico. Un ISA con eliminador de interferencias podría ser el siguiente: 17. 1.32 g en 100 ml de agua destilada.4 g N. y la sonda de temperatura en la mues. Solución para reposo largo (1 noche a semanas): NH4Cl 0.7. b.5 ml de NaOH 10M y se procede a la lectura.NH4 (7. NITRÓGENO AMONIACAL a.NH4 + 0. en este caso se utiliza un electrodo selectivo de amonio.14 x 10-3 M). en 250 ml de agua destilada. Reactivos Patrón 100 ppm de N. en 500 ml agua destilada.05 M. se preparan los patrones de 10 y 1 ppm. Principio del proceso El procedimiento propuesto es mediante electrodos selectivos acoplados a un potenciómetro.1909 g de NH4Cl dese. NaOH 10 M: 200 g de NaOH en 500 ml de agua destilada. Se prepara mediante 0.cado. Procedimiento Se lleva una alícuota de 50 ml del agua a analizar a un vaso de precipitados de 100 ml. AGUAS RESIDUALES 35 .7. cuyo principio ha quedado explicado en el epígrafe anterior (determinación de nitratos).5 ml NaOH 10 M. Se introduce el electrodo de amonio. c. Preparación: 0. Para reposo cor to: 50 ml de patrón de 10 ppm de N. Se añade una varilla agitadora (imán) y se somete la muestra a agitación moderada continua. A par tir de éste.UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA 2.6681 g NH4Cl desecado. Se añade 0. TIPOS DE TRATAMIENTO 3. mezclado. floculación. flotación. son conocidos como unidades de operación física. que el agua contiene y que arrastra en su camino hacia la línea de drenaje Después del cribado el agua pasa a un sistema desarenador. El tratamiento biológico se usa principalmente para remover las sustancias orgánicas biodegradables (coloidales o disueltas) en el agua residual (básicamente las sustancias son convertidas en gases que pueden escapar a la atmósfera y en tejido celular biológico que puede ser removido mediante sedimentación) 3. 3. además de disminuir la DBO. filtración y transferencia de gas. Estos métodos son típicamente tamizado.1. Tratamiento físico Son métodos de tratamiento en los cuales predomina la aplicación de fuerzas físicas.1. arena y demás partículas gruesas y de alta densidad sedimenta fácilmente. en el que el agua fluye a una cierta velocidad (20-40 cm/seg). fueron los primeros en ser usados para el tratamiento de aguas residuales.1. Tratamiento químico Son métodos de tratamiento en los cuales la remoción o conversión de contaminantes se lleva a cabo mediante la adición de químicos o mediante otras operaciones AGUAS RESIDUALES 36 . el eliminar del agua todos los materiales de tamaño grande y mediano. Este proceso de remoción.3. evita que el sedimentador primario se sobrecargue con partículas pesadas y de gran tamaño.UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA CAPITULO 3: TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES PRETRATAMIENTO: El pretratamiento de las aguas residuales involucra varios procesos que tienen como finalidad.1. Tratamiento biológico Son métodos de tratamiento en los cuales la remoción de contaminantes se lleva a cabo mediante actividad biológica. son conocidos como unidades de procesos biológicos. El desarenador consiste generalmente de un canal abierto. donde grava. sedimentación. para remover en mayor proporción las partículas medianas y de tamaño grande.1. 3. que permite que las partículas gruesas sedimenten y a la vez evita que las partículas ligeras sean arrastradas por el flujo hacia el sedimentador primario.2. Este desarenador también puede tener dispositivos como cribas y mallas de diferentes diámetros. Estos métodos evolucionaron por observaciones directas del hombre en la naturaleza. en células ó tejido celular y otros subproductos inocuos como bióxido de carbono y agua. es de naturaleza putrefacta y de fácil descomposición. NIVELES DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES 3. un proceso biológico en el cual el material orgánico se digiere y se convierte. donde se separan por efecto de la gravedad.2. Tratamiento primario Un tratamiento primario consiste en una serie de operaciones que tienen como objetivo disminuir la carga orgánica del agua a procesar. sino solo para cumplir con las normas de descarga del organismo o autoridad que reglamenta éstas descargas. y solo tiene como objetivo disminuir la carga orgánica del agua. absorción y desinfección. 3. Los ejemplos más comunes son precipitación. como ya se ha indicado anteriormente.2. 3. Este tratamiento en realidad es un paso inicial en la depuración del agua. no para depurar el agua y darle un uso posterior.1. por supuesto). son conocidos como unidades de proceso químicos. si los parámetros de sólidos suspendidos y la DBO en un agua residual de una planta industrial sobrepasa los máximos permitidos. En este proceso es posible disminuir de un 30 a un 60% la DBO inicialmente presente en el agua residual. por lo que deberá contratarse una empresa que maneje este residuo (a un costo determinado. para un proceso posterior más efectivo. Tratamiento Secundario Un tratamiento secundario implica además de la operación física de cribado y sedimentación. Por ejemplo.2. una cierta cantidad de las partículas sólidas o sólidos suspendidos.2. el agua pasa a través de una criba o rejilla donde los sólidos gruesos son removidos y posteriormente el agua pasa a un sedimentador. es que el sedimento que se obtiene en la separación de los sólidos. Un inconveniente de este proceso.UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA químicas. un tratamiento primario puede ser la solución. o contar con un digestor para procesar biológicamente tal residuo. AGUAS RESIDUALES 37 . con la ayuda de un coagulante y floculante. En este esquema. dentro de las variaciones de este proceso puede o no. lo cual es un valor bastante aceptable. a través de procesos naturales el agua es capaz de autodepurarse y alcanzar los niveles de calidad de las aguas naturales. aunados al bióxido de carbono y al agua. pero existen algunas restricciones Si el cuerpo receptor es un acuífero estancado. la DBO residual no causa putrefacción y puede emplearse con toda seguridad para éstos propósitos una vez que ha sido debidamente desinfectada. existe el riesgo de causar eutrofización en el acuífero. como ya se ha mencionado. ya que en esas condiciones si el agua se vierte a un río o al medio ambiente. causan la eutroficación o sea el crecimiento descontrolado de lirio. en función de la calidad y características del agua residual que se procesa. algas y otras plantas acuáticas que exterminan otros seres vivos que conviven en el acuífero. Si el agua se emplea en riego o en la industria. quedando ésta después del tratamiento con una DBO residual de 1030 mg/lto de DBO. También.UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA El proceso biológico de conversión del material orgánico tiene muchas variantes.3. como puede ser un lago.2. el contenido de nitrógeno y fósforo excede ciertos límites establecidos. Este proceso a diferencia del tratamiento primario incluye un tratamiento biológico. pueden descargarse a ríos o al medio ambiente sin riesgo alguno. AGUAS RESIDUALES 38 . 3. que se discutirán posteriormente. si en el agua residual tratada que se vierte en el cuerpo receptor. Tratamiento Terciario Las aguas residuales con tratamiento secundario. En un tratamiento secundario es posible obtener una remoción de un 80-95% de la DBO original del agua. que tiene como finalidad el disminuir la carga orgánica del agua que entra al digestor biológico. un estanque o una laguna. y estas variantes son con la finalidad de hacer más versátil el proceso biológico. abierto al aire libre. haber un sedimentado primario. y que inicialmente se encuentran en equilibrio ecológico. El nitrógeno y el fósforo. y posteriormente desinfectadas. ó del tipo de tratamiento que se haya seleccionado para obtener un agua tratada de una calidad específica. causarán la eutrofización del mismo. la integración de las aguas residuales con tratamiento secundario a un acuífero de este tipo.UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA Como prácticamente todas las aguas residuales sobrepasan los niveles de nitrógeno y fósforo. para evitar este problema. la disminución del contenido de fósforo y nitrógeno. la contaminación del agua superficial y del agua subterránea.3. Si las aguas tratadas se vierten sobre cuerpos receptores donde potencialmente existe el problema de eutrofización. la distribución desigual de los recursos del agua. Si las aguas residuales tratadas se emplean en riego o en industrias. El uso del efluente del agua residual tratada de las plantas de AGUAS RESIDUALES 39 . no es necesario un tratamiento terciario. Figura 5: tratamiento de aguas residuales 3. con la consecuente extinción de otras especies a las cuales no les favorece el exceso de nutrientes. REUTILIZACION DEL AGUA RESIDUAL El crecimiento continuo de la población. el tratamiento terciario es recomendable y necesario. y las sequías periódicas han obligado a los organismos relacionados con el agua a buscar fuentes innovadoras de suministros de agua. Un tratamiento terciario implica además de la disminución de la DBO a niveles tolerables. ahora descargado al ambiente. usos recreacionales y ambientales. recarga de aguas subterráneas. la reutilización del agua residual juega un papel importante en la planificación óptima para un uso eficiente de los recursos del agua. reutilización y reciclaje industrial. el uso eficiente de los sistemas de abastecimiento de agua existentes. la reutilización del agua residual es ahora un elemento importante en la planificación de los recursos del agua. está recibiendo mayor atención como una fuente de agua disponible. pero la conservación del agua.UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA tratamiento de aguas residuales. riego de áreas verdes y parques. y usos urbanos potables. Hoy en día. usos urbanos no potables. existen proyectos técnicamente probados para preparar agua casi de cualquier calidad deseada. Sin embargo. La reutilización del agua residual se puede aplicar en riego agrícola. En muchas partes del país (USA). y el desarrollo de nuevos recursos del agua son otras alternativas que deben ser evaluadas. La reutilización del agua residual es una opción variable. AGUAS RESIDUALES 40 . UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA CAPITULO 4: TRATAMIENTO FISICO-QUIMICOS DE LAS AGUAS DEL RIO CHONTA Foto 1: vista del RIO CHONTA Foto 2: Grupo nº 1 en el RIO CHONTA previa del muestreo AGUAS RESIDUALES 41 . TRABAJO DE CAMPO 4.4667 Tabla 8: Ubicación geográfica del RIO CHONTA AGUAS RESIDUALES 42 . A lo largo de su perímetro se encuentran gran cantidad de viviendas habitadas.1. distritos de Baños del Inca y la Encañada. Historial El río se encuentra cercado en parte por un muro de contención y en otras no.1. y el centro de recreación de baños del inca (piscina). La cuenca del río Chonta limita con la cuenca del río Llaucano por el norte. por el este con la cuenca del río Namora. 4. y por el nor este con la cuenca del río Sendamal. En la proyección UTM . Ubicación La cuenca del río Chonta está ubicada en el departamento de Cajamarca.2. lo cual posibilita un desborde en la crecida del caudal.UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA 4.1. UBICACIÓN DEPARTAMENTO PROVINCIA DISTRITO LATITUD LONGITUD CAJAMARCA CAJAMARCA BAÑOS DEL INCA 7. por el sur y oeste con el río Mashcón. provincia de Cajamarca.18333 78.GS84 sus puntos extremos se encuentran entre las coordenadas este 774000 y 799000 y coordenadas norte 9237500 y 9204200.1. 1. CAUDAL: 0. En el punto: N: 9207345 E: 779864 COTA: 2662 ADEMAS OBTUVIMOS LOS SIGUIENTES DATOS: 1.UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA RIO CHONTA Figura 6: ubicación del RIO CHONTA 4.04l/s 2. PROPIEDADES FÍSICAS: COLOR: semiturbio OLOR: moderado AGUAS RESIDUALES 43 . obteniendo 2 muestras de 1 litro cada uno de frasco ya esterilizados. Muestreo El muestreo se realizó el día 30/SET/13 de manera directa.3. plantas acuáticas. patos. FAUNA: aves silvestres y domésticos (pollos. y un vasto pasto crecido incontrolablemente. etc. pequeños trozos de madera y arena TEMPERATURA: 20°C pH: 5.88 FLORA: gran cantidad de arbustos en la ribera.) Foto 3: realizando el muestreo Foto 4: observamos la flora y la fauna del RIO CHONTA AGUAS RESIDUALES 44 .UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA SEDIMENTO: presenta partículas pequeñas en suspensión. el aumento en el peso del vaso presentara a los sólidos totales.UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA 4.1. Colocamos el vaso de precipitación en una estufa hasta sequedad completamente. evaporarla y secarla a 100ºC. Foto6: pipeteando la muestra Foto 5: transvasando a un vaso de precipitacion 2. SOLIDOS TOTALES Descripción: El método consiste en colocar una muestra en un vaso de precipitación previamente secado y tarado. Pipeteamos 40 ml de la muestra y lo transferimos a una vaso de precipitacion completamente seca y tarado. Foto 8: vaso de precipitación en estufa Foto 7: vaso de precipitación en la balanza AGUAS RESIDUALES 45 . PROCEDIMIENTO 1.2. Para luego dejarlo enfriar hasta temperatura ambiente y procedemos a pesar.2. TRABAJO DE LABORATORIO 4. 2. ml Donde: A = peso del vaso + residuo seco. S. B = peso del vaso. Luego pesamos el papel de filtro en una balanza analítica como vemos en la foto. SOLIDOS EN SUSPENSION DESCRIPCION: los sólidos en suspensión están constituidos por la materia suspendida que permanece en el papel de filtro. Foto 9: papel de filtro en balanza analítica AGUAS RESIDUALES 46 . = (107.T.T./gr.T. mg S.2.UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA DATOS: CALCULOS Peso vaso:107g Volumen en el vaso: 40mL Peso vaso + residuo: 107.03 g.= (A-B) x 1000/Volumen de Muestra. mg. S.= 1250 ppm 4.05-107)gr x 1000/40 ml x 1000 mgr. Antes de trabajar agitamos bien la muestra y luego pipeteamos 100 ml. PROCEDIMIENTO 1. s. B = peso del filtro. = 300 ppm AGUAS RESIDUALES 47 . Vertemos los 100 ml a través del papel de filtro hacia un matraz Erlenmeyer. S.T. = (0.48g. pero con mucho cuidado para no perder sólidos. Foto 10: equipo de filtración DATOS: Peso papel: 0. mg.UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA 2.T.5 g Volumen: 100 ml CALCULOS S. Peso papel después: 0. mg S.47) x 1000/100 ml x 1000mgr./gr.5-0. retiramos el papel de filtro y lo llevamos a la estufa.= (A-B) x 1000/Volumen de Muestra. ml Donde: A = peso del filtro + residuo seco. Luego colocamos el vaso de precipitación en la estufa hasta que se evapora totalmente .2.3. PRODECIMIENTO 1. Primero pipeteamos 50 ml de la muestra de agua residual. AGUAS RESIDUALES 48 . se retira el vaso y se pesa. luego lo filtramos por el papel de filtro a un matraz. SOLIDOS TOTALES DISUELTOS DESCRIPCION: Es una expresión para el contenido combinado de todas las sustancias inorgánicas contenidas en una molécula de agua residual. 2.UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA 4. D. Volumen en el vaso: 50 mL Peso vaso después: 95.72 gr peso de muestra + crisol (despues de la calcinacion):43. se forma a partir de residuos de procedencia animal o vegetal.T.66 gr peso crisol:25. MATERIA ORGANICA Se encargan de analizar las propiedades y características de las materia de tipo orgánico. S. = (180-95.4. D.T./gr. B = peso del vaso.38 gr AGUAS RESIDUALES 49 . ml Donde: A = peso del vaso + residuo seco. mg.= 1000 ppm 4. DATOS: peso del crisol + muestra gr :48. = (A-B) x 1000/Volumen de Muestra. mg S.D.UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA DATOS: Peso vaso enlermeyer: 180 g.85)gr.2.85 g. x 1000/50ml x 1000 mgr.T. CALCULOS S. = (48. PH Indica el grado de alcalinidad o acidez de una determinada sustancia. = (A-B) x 100/(B-C) Donde: A = peso del crisol + muestra gr B = peso de muestra + crisol (despues de la calcinacion) C = peso crisol %M.UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA CALCULOS %M.66)gr x 100/(43.88 AGUAS RESIDUALES 50 .66-25.O.38)gr %M.5.2.72-43.O. Se mide con el instrumento PEACHIMETRO PH: 5.68 % PARAMETROS DE AGUAS RESIDUALES EN MATERIA ORGANICA: < 70% 4. = 27.O. Un gran porcentaje del agua que se usa en el hogar se desperdicia o se va como agua usada. 2. de acuerdo a nuestros resultados obtenidos en el laboratorio. ya que por la utilización de tecnologías avanzadas. se ha convertido en un tema muy importante para las distintas organizaciones a nivel nacional e internacional. indican que están dentro del parámetro permisible para ser tratadas pero no están aptas para el consumo humano. 3. esta agua usadas domésticas deben salir de los hogares y ser llevadas a otro lugar. Ante la problemática actual de la contaminación del agua que se vive en el PERU y el resto del mundo. la necesidad de utilizar técnicas efectivas para el tratamiento de aguas residuales. descarga del inodoro. los baños. La aplicación de tecnologías ha resultado de gran ayuda para el sistema de tratamiento de aguas residuales.UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA CONCLUSIONES 1. con lo que se evita la muerte de muchas personas. Para mantener un ambiente limpio y una salud pública en excelente estado. para la cocina. La aplicación de tecnologías en el tratamiento de aguas residuales. mediante la aplicación de tecnologías ha dejado de ser importante y ha pasado a ser indispensable para el adecuado desarrollo del ser humano. AGUAS RESIDUALES 51 . reduce en forma exponencial la propagación de enfermedades. 4. Las aguas de rio chonta. que pongan en peligro la vida de personas o causen algún efecto negativo el ambiente. El tratamiento de aguas residuales. y el resto se utiliza para el lavado. De toda el agua que llega a nuestros hogares. 6. se permite lograr cada vez un mayor grado de purificación. además de que estos procesos no poseen efectos secundarios. la limpieza de la casa y otros. una pequeña fracción es para beber. 5. Reverté. pesca y alimentación. Lavín. M.s. mcgraw-hill. Productica. Contaminación e ingeniería ambiental'. Martínez m. Tratamiento de aguas industriales: aguas de proceso y residuales. Paris : ehess. depuración de aguas con plantas emergentes. ingeniería de aguas residuales: tratamiento.a Monografías de la secretaría de estado para las políticas del agua y el medio ambiente. Ed. AGUAS RESIDUALES 52 ..l. Bourgeois-gavardin. col. Contribution à l'histoire du nettoiement urbain au xviie et xviiie siècles. Sastre y a. Editions le moniteur.UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA BIBLIOGRAFIA Tratamiento de aguas industriales: aguas de proceso y residuales de miguel rigola lapeña boixareu editores.a. Ed. en hojas divulgadoras. s. oviedo Brigand sylvain. 1995. Bueno. Marcombo. s. ministerio de agricultura. Metcalf & eddy. j.g. 3ª ed. 1989. 2 volumes. Ramalho. Tratamiento de aguas residuales. vertido y reutilización. (1985). ficyt. 1990. Rigola lapeña. j. R. lesieur vincent. Assainissement non collectif.. (2008). Ed. h. Les boues de paris sous l'ancien régime. 1989. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA ANEXOS AGUAS RESIDUALES 53 . UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA PORCENTA JES DE LAS AGUAS RESIDUALES DE TODO EL PERU AGUAS RESIDUALES 54 . ) AGUAS RESIDUALES 55 ..P) Otros compuestos Metales pesados Aniones y cationes Sustancias indeseables Sustancias tóxicas Indicadores Coliformes (totales y fecales) Estreptococos fecales Parámetros microbiológicos Enterococos fecales Ensayos específicos (salmonela. legionela..UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA PARAMETROS DE LAS AGUAS RESIDUALES PARÁMETROS UTILIZADOS EN LOS ÍNDICES FISICOQUÍMICOS DE CALIDAD DE AGUAS Color Turbidez Parámetros organolépticos Olor Sabor Sólidos totales (residuo Sólidos suspendidos (sedimentables y no seco) sedimentables) Sólidos filtrables (coloidales y disueltos) Parámetros físicos Temperatura Conductividad Radiactividad Salinidad Dureza pH Alcalinidad Acidez Oxígeno disuelto Materia orgánica Parámetros DBO (demanda biológica de oxígeno) químicos DQO (demanda química de oxígeno) COT (carbono orgánico total) Bionutrientes (N. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA LIMITES CLASES DE CALIDAD AMBIENTAL Los valores máximos y mínimos expresados están referidos a concentraciones. rangos o unidades totales respecto a los elementos o compuestos que correspondan AGUAS RESIDUALES 56 .