Parámetros del Agua Residual

Demandas de oxígeno:

• DTeo (Demanda teórica de oxígeno): Corresponde a la cantidad de oxígeno requerida para oxidar completamente un determinado compuesto.
• DBO (Demanda bioquímica de oxígeno): Es una medida del oxígeno que usan los microorganismos para descomponer la materia orgánica en el agua. Una gran cantidad de desechos orgánicos implica una alta DBO.
• DQO (Demanda química de oxígeno): Mide la cantidad de sustancias susceptibles de ser oxidadas por medios químicos. Se utiliza para medir el grado de contaminación.
• COT (Carbono orgánico total): Es la cantidad de carbono unido a un compuesto orgánico y se usa como indicador de la calidad del agua. Se mide por la cantidad de dióxido de carbono generado al oxidar la materia orgánica.
• DBO5: Mide el grado de contaminación tras cinco días de reacción.

Otros parámetros importantes:

• Temperatura (T)
• pH
• Sólidos en suspensión totales
• Nitrógeno total Kjeldahl (NTK)
• Nitrógeno amoniacal y nitratos
• Fósforo total
• Nitritos
• Sulfuros
• Sólidos disueltos

Cloración

Demanda de cloro:

Cantidad de cloro que reacciona con las sustancias presentes en el agua susceptibles de ser cloradas u oxidadas.

Cloro residual:

• Cloro libre residual: Cantidad de cloro en forma activa que permanece en el agua.
• Cloro combinado residual: Cantidad de cloro que reacciona con compuestos amoniacales formando cloraminas.

Tipos de cloraminas:

1. Monocloramina: 1 mg de N requiere 5 mg de Cl.
2. Dicloramina: 1 mg de N requiere 5 – 8,5 mg de Cl.
3. Tricloramina: 1 mg de N requiere más de 8,5 mg de Cl.

Curva de cloración:

1. Zona A-B: Ausencia de cloro residual, el cloro reacciona rápidamente con las sustancias reductoras.
2. Zona B-C: El cloro se combina con sustancias orgánicas y amoníaco, formando cloraminas.
3. Zona C-D: Las cloraminas se destruyen al añadir más cloro, produciendo un mínimo en la curva «Break poin»).
4. Zona D-E: El cloro residual aumenta linealmente, predominando el cloro libre residual, manteniendo la acción desinfectante.

Factores que influyen en la cloración:

1. pH
2. Temperatura (T): A mayor temperatura, mayor eficacia del cloro, pero también mayor cantidad de microorganismos.
3. Tiempo de contacto: Es preferible aumentar el tiempo de contacto que la dosis de cloro.

Inconvenientes de la cloración:

1. Toxicidad del cloro: Requiere manipulación por personal cualificado.
2. Formación de subproductos de la desinfección:
   • THM (trihalometanos): como el cloroformo.
   • Halometanos.
   • Fenoles: confieren sabores desagradables al agua.
   • Microcontaminantes.

Ventajas de la cloración:

1. Alto poder desinfectante.
2. Importante acción desinfectante residual.
3. Buen conocimiento de los procesos y reacciones del cloro en el agua.
4. Coste relativamente bajo.

Nitrificación

La demanda bioquímica de oxígeno nitrogenada (DBON) se refiere a la demanda de oxígeno asociada a la oxidación del amoníaco a nitrato. Los microorganismos responsables de la nitrificación son autótrofos, a diferencia de los heterótrofos responsables de la demanda carbonácea.

La DBO5 representa solo una fracción de la demanda carbonácea. Para conocer la demanda carbonácea total, se debe inhibir la nitrificación. La nitrificación suele tardar entre 6 y 10 días en ser medible debido al lento crecimiento de las bacterias nitrificantes. Sin embargo, una población inicial grande puede interferir con la prueba de DBO5.

Es importante tener en cuenta la nitrificación al interpretar los datos de DBO, ya que ignorarla puede llevar a conclusiones erróneas sobre la eficacia del tratamiento.

Estabilización

Objetivos:

• Reducir agentes patógenos.
• Eliminar olores desagradables.
• Inhibir, reducir o eliminar el potencial de putrefacción.

Medios de estabilización:

1. Reducción biológica de la materia volátil: Digestión anaerobia.
2. Oxidación química de la materia volátil: Oxidación con cloro.
3. Adición de agentes químicos: Estabilización con cal.
4. Aplicación de calor: Tratamiento térmico.

Digestión anaerobia:

• Proceso convencional de fase única y de baja carga.
• Proceso de fase única, tanque de mezcla completa y alta carga.

La digestión anaerobia es un proceso en el que los microorganismos descomponen la materia biodegradable sin oxígeno, generando gases como dióxido de carbono y metano.

Tratamiento con cal:

• Pretratamiento y post-tratamiento con cal.
• Uso de cal en polvo.
• Elimina problemas de depósitos carbonatados y de mantenimiento en equipos de deshidratación.

Coagulación

Principales coagulantes:

• Sales de aluminio: sulfato de aluminio, cloruro de aluminio, policloruro de aluminio.
• Sales de hierro: cloruro de hierro (III), sulfato de hierro (III).

Mecanismos de la coagulación:

• Neutralización de cargas y precipitación.
• Adsorción sobre un precipitado originado por el coagulante.

Floculación

Tipos de floculantes:

• Polielectrolitos orgánicos sintéticos: con cargas eléctricas y/o grupos ionizables.
• No iónicos: óxido de polietileno, poliamilamida.
• Aniónicos: poliamilamida parcialmente ionizada, sales del ácido poliacrílico.
• Catiónicos: sales de amonio derivadas de polietilnamina y de polivinilaminas.