Operaciones unitarias para el tratamiento de aguas residuales

Los efluentes tienen que estar sometidos a tratamientos que garanticen la eliminación o recuperación del compuesto orgánico establecido por la legislación ambiental vigente que regula el vertido del efluente o tiene también como objetivo garantizar las condiciones mínimas del proceso para la reutilización o recirculación de la corriente para uso interno. Los niveles máximos permisibles de contaminantes pueden lograrse mediante las operaciones físicas, químicas y biológicas (19).

 Operaciones físicas unitarias

La acción de fuerza física es la que predomina en estas operaciones, puesto la mayoría de estos métodos han evolucionado por las observaciones de la naturaleza hechas por el hombre, siendo los primeros aplicados para el tratamiento de aguas residuales, además de tener en cuenta que en países industrializados la cantidad de contaminantes se encuentra en un rango de tamaño entre 0,001 y 100 mm, lo que confiere una gran variabilidad (38,39)Las operaciones unitarias típicas se detallan en la siguiente tabla:

Operación Aplicación Tamaño de la partícula afectada

Medición del caudal Control e informes de descarga
Desgaste Retención en superficie de sólidos gruesos y sedimentables 3.75-0.05 cm

Dilaceración Obtiene partículas de menor tamaño y más uniformes

Remoción de arenas Remoción de gravas, arenas y cenizas realizado después de la dilaceración 0.15.1 mm. (38)

 Procesos químicos unitarios
La remoción de la materia disuelta del agua a través de la adición de productos químicos es lo permite este método en el tratamiento en las aguas residuales. Los sólidos disueltos pueden ir desde grandes cantidades de sales inorgánicas disueltas, hasta pequeñas cantidades de inorgánicos y orgánicas pesticidas), los cuales son eliminados por su carácter peligroso (22).

Los contaminantes presentes en las aguas residuales que se eliminan mediante procesos químicos corresponden a los procesos de coagulación-floculación, precipitación química, osmosis inversa, intercambio iónico, adsorción, desinfección y procesos electroquímicos (40).

 Procesos biológicos unitarios

La actividad metabólica de bacterias y microorganismos constituyen la serie de procesos importantes para la eliminación de componentes indeseables en el agua residual.Los Procesos que intervienen son el aerobio de cultivo en suspensión, aerobio de cultivo fijo, anaerobio de cultivo en suspensión, anaerobio de cultivo fijo y eliminación de nutrientes. Es el método más empleado para tratar aguas residuales urbanas e industriales. En función del elemento aceptor de electrones se distinguen los sistemas erobios, anaerobios y anóxicos (22,41).

1. Sistemas aerobios: Al estar presente el O2 es el aceptor de electrones, por lo que los rendimientos energéticos son elevados, provocando la generación de fangos, debido al alto crecimiento de las bacterias anaerobias. La aplicación en las aguas residuales está condicionada por la baja solubilidad del oxígeno en el agua (19).
2. Sistemas anaerobios: La materia orgánica o el CO 2 constituyen el aceptor de electrones, obteniéndose el carbono en su estado más reducida, CH4. La utilización de este sistema obtiene como ventaja un gas combustible (19).
3. Sistemas anóxicos: En este tipo de sistemas se presencia la ausencia de O 2 y la presencia de NO 3 haciendo este último elemento el aceptor de electrones, transformándose, entre otros, el N 2 , elemento inerte. Consiguiendo en ciertas condiciones una eliminación de nitratos (nitrificación) a través de este proceso (19).

2.1.15. Diagnóstico del agua
Para el diagnóstico del agua se determina los usos a fin de establecer posteriormente la evaluación, calidad y disponibilidad. Referente al uso para riego agrícola aunque este en mala calidad, es decir no cumpla con los límites máximos permisibles por la ley ambiental pertinente, puede presentar ondiciones que son aptas para el desarrollo de ciertas especies o formación de una parte de un ecosistema natural (42).

El diagnóstico del agua consiste en un conjunto de técnicas las cuales permiten establecer o determinar el grado de eficiencia con que es utilizado el recurso. Es en donde se estudian todas las fuentes y elementos que confirman el sistema en cuestión por medio de un análisis crítico en una instalación consumidora de agua. Requiriendo para esto el conocimiento del funcionamiento de los procesos de uso y consumo, normas, procedimientos y manuales; además balances de agua prima y energía, precios actuales y información política del tema de investigación (43).

2.1.16. Balance Hídrico
La estimación del balance hídrico constituye una herramienta importante en la caracterización edafológica. El balance hídrico de THORNTHWAITE-MAITHER permite estimar la evapotranspiración, déficit hídrico del suelo y el exceso por lo que es esencial en la evaluación de eficiencia de las prácticas agrícolas, donde podría ser utilizado en una aplicación diaria por su estimación aproximada de salida del balance hídrico (44).

Los balances hídricos permiten cuantificar la precipitación, evapotranspiración y escorrentía, considerando que si los datos son mensuales se obtiene información detallada de la variación de los almacenamientos en el caso de una cuenca. Sin embargo no en todos los casos se obtiene dicha información, por tal motivo se utilizan modelos hidrológicos los cuales aparentemente suplen la escasez de datos y avanzar en el conocimiento.

Considerando que no es exacto el balance hídrico, esa inexactitud se representa con n, que incluye los errores en la determinación de componentes y los valores de los componentes que se han consideradosEs por eso que los valores son considerados como relativos de
entrada y salida del flujo y volumen de agua almacenada en la ecuación del balance hídrico
(45).

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