aguas residuales domesticas

1. FACULTAD DE ECOLOGÍA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA SANITARIA
CURSO:
TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
DOMÉSTICAS
SEMANA 2:
NATURALEZA DEL AGUA RESIDUAL
DOMÉSTICA
DOCENTE:
Ing. M.Sc. Denis Hernán Vela Tang

2. Origen y cantidad
• Las aguas residuales tienen un origen doméstico,
industrial, subterráneo y meteorológico, y estos tipos de
aguas residuales suelen llamarse respectivamente,
domésticas, industriales, de infiltración y pluviales.
• Las aguas residuales domésticas son el resultado de
actividades cotidianas de las personas. La cantidad y
naturaleza de los vertidos industriales es muy variada,
dependiendo del tipo de industria, de la gestión de su
consumo de agua y del grado de tratamiento que los
vertidos reciben antes de su descarga. Si se practica el
reciclado, se necesita menos agua.
2

3. • La infiltración se produce cuando se sitúan conductos de
alcantarillado por debajo del nivel freático o cuando el agua
de lluvia se filtra hasta el nivel de la tubería. Esto no es
deseable, ya que impone una mayor carga de trabajo al
tendido general y a la planta depuradora. La cantidad de
agua de lluvia que habrá que drenar dependerá de la
pluviosidad así como de las escorrentías o rendimiento de la
cuenca de drenaje.
3

4. ¿Por qué tratar el agua residual?
• Con el desarrollo de la urbanización y con la diversificación
de los procesos industriales, una gran cantidad de elementos
químicos elaborados por la sociedad, junto a una mayor
cantidad de materias orgánicas son dispuestos en los cursos
normales de agua, depositándose en lagunas, lagos, ríos y
mar. La DBO aumenta y el limitado oxígeno disuelto no es
suficiente para posibilitar la recuperación de dichos
elementos. La naturaleza no es capaz por sí sola de realizar el
proceso de autopurificación de los cursos de agua.
4

5. • Un importante efecto de la contaminación orgánica o
biológica es el peligro para la salud. En los sistemas de
alcantarillado, que llevan aguas servidas sin tratamiento
a los ríos, lagos y mares, se produce la proliferación de
microorganismos que causan enfermedades como el
cólera, la tifoidea y la hepatitis, las cuales se adquieren
principalmente por beber agua contaminada o por
consumir frutas o verduras regadas con agua
contaminada.
5

6. • Por otra parte, los excrementos, fertilizantes y detergentes contienen
nitrógeno y fosfato, los cuales permiten un acelerado crecimiento de
algas presentes en los cuerpos de agua. Cuando las algas mueren, se
depositan en el fondo y sirven como alimento para las bacterias, que
aumentan en número y consumen oxígeno, quedando menos para los
otros seres vivos del agua, principalmente insectos y peces, los que
mueren por falta de oxígeno. Este proceso se llama eutrofización y, en
casos extremos, podría producir la muerte de toda forma de vida en un
cuerpo de agua.
6

7. Principales contaminantes
•  Hidrocarburos: Los hidrocarburos son especialmente dañinos para
las aguas, formando mareas negras que se extienden en el mar
formando una película que termina muchas veces invadiendo playas y
acantilados, y afectando a peces, aves y vegetación.
 Productos químicos: Los productos químicos como los
pesticidas, las sustancias tensoactivas (detergentes), y los minerales
inorgánicos y compuestos químicos son también causa de alta
contaminación, cuando son arrastrados desde las tierras de cultivo por
tormentas y escorrentías. Estos agentes también tienen su origen en
explotaciones mineras, carreteras y derribos urbanos
7

8. Calor: Es una forma de contaminación de menor importancia pero
que debe ser considerada. Se presenta cuando se vierte a los ríos
u otros cauces el agua de refrigeración de las fábricas y centrales
energéticas, elevando la temperatura de las aguas y afectando a la
vida que se desarrolla en ella.
• Contaminantes de origen radiactivo: Finalmente, una de las
sustancias más contaminantes por su largo periodo de actividad, es
la de origen radiactivo. Estas sustancias suelen proceder de los
residuos que produce la minería y refinado de uranio y torio,
centrales nucleares y actividades científicas y médicas.
8

9. Constituyentes del agua residual
Agua
Potable
Sólidos
Gases
Disueltos
Componentes
Biológicos
99,9%
0,1% (por peso) Suspendidos
Disueltos
Coloidales
Sedimentables
O2
CO2
H2S
N2
Bacterias
Micro y macroorganismos
Virus
Las aguas residuales se componen, básicamente de un 99,9% de agua
en su estado conocido como agua potable y de un 0,1% por peso de
sólidos, sean estos disueltos o suspendidos. Este 0,1% es el que se
requiere ser removido para que el agua pueda ser reutilizada. El
agua sirve o actúa como medio para transporte para estos sólidos.
9

10. Características físicas
Los constituyentes encontrados en las aguas residuales pueden ser
clasificados como físicos químicos y biológicos. Existen cinco
características físicas esenciales en el agua residual que pueden ser
fácilmente percibidas por los sentidos. Estos son:
• Sólidos.
• Turbidez.
• Color.
• Temperatura.
• Olor.
10

11. SÓLIDOS:
Procedencia de
los sólidos en
aguas residuales
Agua de
suministro
A.R. Domésticas
e Industriales
Erosión
del suelo
Infiltraciones
11

12. Principalmente, los sólidos se dividen en:
• Orgánicos:
• Proteínas
• Carbohidratos
• Grasas
Todas ellas susceptibles de
ser degradadas por
medio de bacterias y
organismos vivos
• Inorgánicos:
Son sustancias inertes y no
susceptibles de ser
degradadas. Se denominan
minerales. Incluyen las
arenas y las sales minerales
disueltas en aguas potables
12

13. Los sólidos se clasifican en
Suspendidos Disueltos Totales
13

14. Sólidos suspendidos.
• Son aquellos que son visibles y flotan en las aguas
residuales entre superficie y fondo. Pueden ser
removidos por medios físicos o mecánicos a través
de proceso de filtración o de sedimentación. Se
incluyen en esta clasificación las grandes partículas
que flotan, tales como arcilla, sólidos fecales, restos
de papel, madera en descomposición, partículas de
comida y basura, de los cuales un 70% son orgánicos
y un 30% inorgánicos.
14

15. Se dividen en:
•Sedimentables:
Son los que por tamaño y
peso pueden
sedimentar al lapso de
una hora en el cono
Imhoff, siendo en un
promedio un 75%
orgánicos y un 25%
inorgánicos.
•Coloidales:
Tienen un diámetro
aproximado 10-3-1mm.
Este tipo no puede
eliminarse por
sedimentación.
15

16. Sólidos disueltos.
• Es la denominación que reciben todos los sólidos que
quedan retenidos en un proceso de filtración fina. En
general, los sólidos disueltos son en un 40% orgánicos
y un 60% inorgánicos.
• Los constituyentes inorgánicos tales como el calcio,
sodio y los sulfatos se añaden al agua de suministro
como resultado del uso del agua y puede que deban
eliminarse si se va a reutilizar el agua residual
16

17. Sólidos totales.
• Se incluyen todos los sólidos existentes en las aguas residuales
y que en promedio son un 50% orgánicos. Es precisamente esta
unidad orgánica de los sólidos presentes en las aguas residuales
la que es sujeto de degradación y se constituye como requisito
para una planta de tratamiento de aguas residuales. La razón
del interés de este constituyente es la formación depósitos de
lodos y condiciones anaerobias.
17

18. Turbiedad.
• Es una medida de las propiedades de dispersión de la luz de
las aguas. Sirve principalmente para conocer la cantidad de
luz que es absorbida por el material suspendido en el agua.
• La turbiedad del agua es debida a la desintegración y la
erosión de materiales arcillosos, limos, o rocas, pero
también por los restos de plantas y microorganismos. La
presencia de detergentes y jabones en las aguas residuales
domesticas e industriales causan, de igual forma, un
aumento de la turbiedad del agua.
18

19. • La medición de turbidez se realiza por comparación entre la
intensidad de luz dispersa en una muestra y la luz dispersa
por una suspensión de referencia bajo las mismas
condiciones. Los resultados de las mediciones de turbidez
se dan en unidades nefelométricas de turbidez (NTU o UNT)
19

20. Color
• El color de las aguas residuales es causado por sólidos
suspendidos, material coloidal y sustancias en solución. Si
es causado por sólidos suspendidos se denomina color
aparente, mientras que el causado por sustancias disueltas
y coloidales se denomina color verdadero, el cual se
obtiene por una muestra filtrada. El color de las aguas
residuales se debe a la infiltración en sistemas recolección,
descargas industriales y la descomposición de compuestos
orgánicos. La infiltración en sistemas de recolección
contendrá una concentración variada de sustancias húmicas
(táninos, ácidos húmicos y humatos).
20

21. • Las sustancias húmicas generalmente imparten un color amarillo al
agua. Por su parte, las descargas industriales pueden contener tintes
orgánicos y compuestos metálicos, lo que puede dar una variedad de
colores al agua residual. Existen valores cuantitativos para estimar la
condición general del agua residual, vienen en la tabla siguiente:
21
Color Descripción
Café claro El agua lleva 6 horas
después de la descarga.
Gris claro
Aguas que han sufrido
algún grado de
descomposición o que han
permanecido un tiempo
corto en recolección.
Gris oscuro o negro
Aguas sépticas que han
sufrido una fuerte
descomposición bacterial
bajo condiciones
anaerobias.

22. 22
Zona del río donde afloró el agua sucia. / NAREDO

23. Temperatura.
• La temperatura del agua residual es por lo general mayor
que la temperatura del agua de abastecimiento como
consecuencia de la incorporación de agua caliente
proveniente del uso doméstico e industrial. Afecta
directamente a las reacciones químicas y las velocidades de
reacción, la vida acuática y la adecuación del agua para
otros fines. Por ejemplo, el oxígeno es menos soluble en el
agua caliente que en la fría. Además, un cambio repentino
de temperaturas puede dar como resultado un alto
porcentaje de mortalidad de la vida acuática. Finalmente,
las temperaturas anormalmente elevadas pueden dar lugar
a un crecimiento indeseable de plantas acuáticas y hongos.
23

24. Olor.
• Normalmente, los olores son debidos a los gases producidos por la
descomposición de la materia orgánica. El agua residual reciente tiene
un olor peculiar algo desagradable, pero más tolerable que el del agua
residual séptica. El olor más característico del agua residual séptica es
el del sulfuro de hidrogeno producido por los microorganismos
anaerobios que reducen los sulfatos a sulfitos. Las aguas residuales
industriales contienen a veces compuestos olorosos. Se ha estimado
que los olores constituyen el principal motivo de rechazo del público en
relación con la implantación de instalaciones de tratamiento de aguas
residuales. A la vista de la importancia de los olores en el campo de la
gestión de las aguas residuales, resulta apropiado considerar los efectos
que producen, cómo detectarlos, caracterizarlos y medirlos.
24

25. Efectos en los humanos:
Tensión psicológica y
perturbaciones
mentales
Disminución de apetito
Perjuicios a la respiración
Náuseas y vómitos
Induce a menores
consumos de agua
Efectos extremos: Deterioro de la dignidad humana
Interfiere en relaciones humanas
Desanima la inversión de capital
Desciende el nivel socioeconómico
Detiene el crecimiento
25

26. Detección de los olores.
• Los compuestos olorosos, se detectan a través del sentido
del olfato, pero hasta el presente no se conoce bien el
mecanismo involucrado en dicha detección. Una de las
dificultades en desarrollar una teoría global ha sido la
explicación inadecuada del porqué compuestos con
estructuras similares pueden tener olores diferentes y por
qué compuestos con muy diferentes estructuras pueden
tener olores similares. En la siguiente tabla se indican
algunos de los olores más molestos y los correspondientes
compuestos que los ocasionan.
26

27. 27
Compuesto Fórmula típica Calidad del olor
Aminas CH3 NH2 A pescado
Amoníaco NH3 Amoniacal
Diaminas NH2 (CH2 )4 NH2 Carne
descompuesta
Sulfuro de
hidrogeno
H2 S Huevos podridos
Mercaptanos CH3 SH Mofeta
Sulfuros
orgánicos
(CH3 )2 S Coles podridas
Eskatol C8 H5 NHCH3 Fecal

28. Caracterización y medidas del olor
Los factores que - Intensidad
caracterizan y miden - Carácter
el olor - Sensación de desagrado
- Detectabilidad: Usado en
normativas reguladoras
Los olores pueden medirse por métodos sensoriales y las concentraciones
de un olor específico pueden medirse por métodos instrumentales. La
medida sensorial (organoléptica) de los olores por el sistema del olfato
humano, puede proporcionar información significativa y de confianza,
por lo que se usa actualmente cada vez más frecuentemente para medir
la emanación de olores de las instalaciones de tratamiento del agua
residual.
28

29. 29
Factor Descripción
Carácter
Se refiere a asociaciones
mentales hechas por el sujeto
al percibir el olor. La
determinación puede ser muy
subjetiva.
Detectabilidad
El número de diluciones
requerido para reducir un olor
a su concentración de olor
umbral mínimo detectable
(COUMD)
Sensación Relativo a la sensación de
agrado o desagrado del olor
sentido por un sujeto.
Intensidad Normalmente correlaciones
con la concentración del olor.

30. • En el método sensorial, se expone a un
conjunto de personas a los olores que
han sido diluidos en aire libre, y se
anota el número de diluciones
requeridas para reducir un olor a su
concentración de umbral mínimo
detectarle (MDTOC). La concentración
de color detectable viene dada por las
diluciones necesarias hasta llegar al
MDTOC. Sin embargo, la determinación
sensorial de esta concentración umbral
mínima puede estar sujeta a numerosos
errores. Los principales son la
adaptación y la adaptación cruzada, el
sinergismo, la subjetividad y
modificación de la muestra.
30

31. 31
Tipo de error Descripción
Adaptación y adaptación cruzada.
Cuando se está continuamente expuesto
a una concentración base de un olor, el
sujeto es incapaz de detectar la
presencia del mismo, a bajas
concentraciones. Cuando se separa al
individuo de la concentración base, el
sistema del olfato del sujeto se recupera
rápidamente.
Modificación de la muestra.
Tanto la concentración como la
composición de los gases y vapores
pestilentes pueden ser modificados en
los recipientes de toma de muestras y en
los dispositivos de detección de olores.
Para minimizar los problemas asociados
con la modificación de las muestras, el
periodo de almacenamiento del olor
debe minimizarse o suprimirse, y
permitirse sólo un contacto mínimo con
cualquier superficie reactiva.
Subjetividad.
Cuando el sujeto tiene conocimiento de
la presencia de un olor, pueden
introducirse errores aleatorios en la
medida sensorial. A menudo, el
conocimiento del olor puede inferirse de
otras señales sensoriales, tales como el
sonido, vista o tacto.
Sinergismo.
Cuando hay más de un olor presente en
la muestra, se ha observado que es
posible para un sujeto el exhibir una
sensibilidad creciente a un olor dado, a
causa de la presencia de otro olor.

32. Características Químicas
Del Agua Residual
Materia
Orgánica
Medida del
Contenido
Orgánico
Materia
Inorgánica
Gases
32

33. MATERIA ORGÁNICA:
• En un agua residual de concentración media, un 75% de los sólidos
suspendidos y un 40% de los sólidos filtrables son de naturaleza orgánica
procedente de los reinos animal y vegetal y de las actividades humanas
relacionadas con la síntesis de compuestos orgánicos
Características:
• Los compuestos orgánicos están formados generalmente por una
combinación de carbono, hidrógeno y oxígeno y, en algunos casos,
nitrógeno. Además, otros elementos importantes que pueden estar
presentes son el azufre, el fósforo y el hierro.
33

34. Principales grupos
de sustancias orgánicas
Proteínas
(40 a 60%)
Carbohidratos
(25 a 50%)
Grasa y Aceites
(10%)
Urea
Otros son:
agentes tensoactivos,
fenoles y pesticidas
34

35. PROTEÍNAS:
• Las proteínas son los principales componentes del
organismo animal
• Todos los alimentos crudos de origen vegetal y animal
contienen proteínas.
• Tienen una estructura química compleja e inestable,
estando sometidas a muchas formas de descomposición.
• Todas las proteínas contienen carbono, oxígeno e
hidrógeno, además de una proporción bastante elevada y
constante de nitrógeno (alrededor del 16%)
• En muchos casos, también son componentes el azufre,
fósforo y hierro
35

36. CARBOHIDRATOS:
• Incluyen azúcares, almidones, celulosa y fibra de madera.
• Contienen carbono (6 o un múltiplo de 6), hidrógeno y
oxígeno (proporción variable en función del agua disponible)
• Existen solubles (azúcares) e insolubles (almidón)
• Los azúcares tienen predisposición a la descomposición y
fermentación y el almidón es más estable pero se
transforma en azúcar.
• Desde el punto de vista de volumen y resistencia a la
descomposición, la celulosa es el carbohidrato más
importante que se encuentra en el agua residual.
36

37. GRASAS ANIMALES,
ACEITES Y GRASA
• Las grasas animales y los
aceites son cuantitativamente
el tercer componente de los
alimentos.
• El término “grasa” utilizado
normalmente incluye las
grasas animales, aceites, ceras
y otros constituyentes que se
hallan en el agua residual.
37

38. Grasas animales y aceite:
• Son compuestos (ésteres) de alcohol o glicerol (glicerina) y ácidos grasos. Los
ésteres de ácidos grasos que son líquidos a temperatura ordinaria se
denominan aceites y los que son sólidos se llaman grasas.
• Las grasas y aceites acceden al agua residual como mantequilla, manteca de
cerdo, margarina y grasas y aceites vegetales
• Las grasas son uno de los compuestos orgánicos más estables y no se
descomponen fácilmente por las bacterias
• Los jabones comunes se hacen por saponificación de grasas con hidróxido
sódico. Son solubles en agua, excepto los jabones minerales.
• El queroseno y los aceites lubricantes y los procedentes de materiales
bituminosos usados en la construcción de carreteras son derivados del
petróleo y alquitrán, y llegan a las alcantarillas en grandes volúmenes
procedentes de tiendas, garajes y calles
38

39. Grasas:
• El contenido de grasa del agua residual puede producir
muchos problemas, tanto en las alcantarillas como en las
plantas de tratamiento.
• Si la grasa no se elimina antes del vertido de agua residual,
puede inferir con la vida biológica en las aguas y crear
películas y materias en flotación imperceptibles
• Los límites de 15 a 20 mg/l de contenido de grasa y la
ausencia de capas de aceite iridiscentes son dos ejemplos
de normas establecidas por los organismos competentes en
lo que se refiere al vertido de aguas residuales en aguas
naturales.
39

40. Agentes tensoactivos:
• Son grandes moléculas orgánicas, ligeramente solubles en agua que
causan espumas en las plantas de tratamiento y en las aguas a las que
se vierten efluentes residuales.
• 1965: el tipo de agente tensoactivo presente en los detergentes
sintéticos, llamados sulfonatos de aquilbenceno (SAB), con resistencia
a la descomposición por medios biológicos.
• La nueva ley: los SAB son sustituidos en los detergentes por sulfonatos
de alquilo lineales (SAL), que son biodegradables con lo que se redujo
la formación de espuma.
• Para poder determinar los agentes tensoactivos se mide el cambio de
color en una solución normalizada de azul de metileno, por lo que a los
agentes tensoactivos también se les denomina “sustancias activas al
azul de metileno (SAAM)”
40

41. 41
Detergentes usados para limpiar
derramamientos de petróleo pueden
perjudicar el ambiente, como ocurrió en
Carnualha após en un desastre en Torrey
Canyon, en marzo de 1967.
Espuma de una corriente de
excesiva concentración de
sustancias químicas usadas en
detergentes y lanzadas en agua
de Lagoa

42. Fenoles:
•Son importantes constituyentes del agua y causan
problemas en el sabor del agua (especialmente
cuando está clorada)
•Se producen principalmente por operaciones
industriales y por ello aparecen en las aguas
residuales con contenido en desechos industriales.
•Los fenoles pueden ser biológicamente oxidados en
concentraciones de hasta 500mg/l.
42

43. Pesticidas y productos
químicos agrícolas:
• Los compuestos orgánicos que se encuentran a nivel de
trazas tales como pesticidas, herbicidas y otros productos
químicos usados en la agricultura, son tóxicos para gran
número de formas de vida y por ello pueden llegar a ser
peligrosos contaminantes de las aguas superficiales.
• No son constituyentes comunes del agua residual sino que
suelen incorporarse como consecuencia de la escorrentía
de parques, campos agrícolas y tierras abandonadas.
• Grandes concentraciones de estos productos pueden dar
como resultado la muerte de peces y contaminación de la
carne de pescado
43

44. 44
•Grandes concentraciones de estos productos pueden dar como
resultado la muerte de peces y contaminación de la carne de
pescado
El aumento de los residuos de
pesticidas en el mundo representa
una amenaza muy grave para el
medio ambiente, según un informe
de las Naciones Unidas.
De acuerdo con los datos de la
Organización para la Agricultura y
la Alimentación de la ONU, FAO,
actualmente hay cinco veces más
desechos de pesticidas en el
planeta de lo que se había
calculado hace dos años.

45. Medida del contenido orgánico
•La composición de las aguas residuales se analiza
con diversas mediciones físicas, químicas y
biológicas. Las mediciones más comunes incluyen la
determinación del contenido en sólidos, la
demanda bioquímica de oxígeno (DBO), la demanda
química de oxígeno (DQO), y de carbono orgánico
(COT).
45

46. Demanda bioquímica del oxígeno
• Es la cantidad de oxígeno que utiliza los microorganismos
para llevar a cabo la reducción de la materia orgánica. En
la prueba estándar de la DBO se vierte una pequeña
muestra de agua residual en una botella (300 ml de
volumen ). Dicha botella se completa a volumen, usando
agua saturada con oxígeno y con nutrientes requeridos
para el crecimiento biológico. Cuando la muestra contiene
una gran población de microorganismos (agua residual
cruda, por ejemplo) no es necesario efectuar la
inoculación.
• Antes de tapar la botella se mide la concentración de
oxigeno. La botella se incuba y, tras la incubación, se mide
el oxígeno disuelto de la muestra y la DBO.
46

47. • La oxidación bioquímica es un proceso lento y,
teóricamente, tarda un tiempo infinito en completarse. Al
cabo de un periodo de 20 días, la oxidación se ha
completado en un 95 a un 99% y en el plazo de 5 días
utilizando en el ensayo de la DBO, la oxidación se ha
efectuado en un 60-70%. La temperatura de 20ºC empleada
es un valor medio para los cursos de agua que circulan a
baja velocidad en climas suaves y es fácilmente obtenible
en un incubador. A distintas temperaturas se obtendrán
diferentes resultados, ya que las velocidades de reacción
bioquímica son función de la temperatura.
47

48. • Durante la hidrólisis de las proteínas se produce materia no carbonosa,
tal como el amoníaco. Algunas bacterias autótrofas son capaces de
utilizar oxígeno para oxidar el amoníaco a nitritos y nitratos. La
demanda de oxigeno de las materias nitrogenadas causadas por las
bacterias autótrofas se conoce como la segunda fase de la DBO. La
progresión normal de cada fase en un agua residual se muestra en la
siguiente :
• Sin embargo, a 20ºC la velocidad de reproducción de las bacterias
nitrificantes es muy lenta. La interferencia causada por su presencia
puede eliminarse mediante un pretratamiento de la muestra o con el
uso de agentes inhibidores.
48

49. Limitaciones de la DBO
•Las limitaciones de la determinación de la DBO
incluyen la necesidad de tener que disponer de
una elevada concentración de bacterias activas y
aclimatadas que hagan de inocuo, la necesidad de
un pretratamiento cuando haya residuos tóxicos y
la necesidad de reducir los efectos de los
organismos nitrificantes, el arbitrario y prolongado
período de tiempo requerido para obtener
resultados.
49

50. Demanda química de oxígeno
• Parte de los materiales orgánicos no pueden ser degradar
biológicamente porquen resultan ser tóxicos para los
microorganismos o porque su reducción llega a ser tan
lenta que son considerados como no biodegradables. Estos
materiales son los pesticidas, insecticidas y herbicidas. Para
conocer la cantidad de este tipo de materiales orgánicos no
biodegradables se hace la prueba de la demanda de
oxígeno (DQO). Junto con la DBO se puede calcular la
cantidad de orgánicos biodegradables presentes en el agua.
Esto se puede lograr restando el valor de la DBO al valor de
la DQO.
50

51. • Existen varios ensayos para determinación de la DQO. Por
ejemplo; el método normalizado de oxidación al
dicromato. El ensayo se lleva a cabo calentando una
muestra de volumen determinado con un exceso conocido
de dicromato potásico (K2Cr2O7) en presencia de ácido
sulfúrico (H2SO4), durante un período de dos horas. La
materia orgánica en la muestra se oxida, como resultado se
consume el dicromato de color amarillo que se reemplaza
por el ión crómico color verdoso.
51

52. • Como catalizador se añade sulfato de plata (Ag2SO4). La medición se
lleva a cabo por valoración del dicromato restante o por determinación
colorimétrica del ion cromo producido. El método de valoración es más
exacto pero más laborioso. Si hay presencia de cloruros en el agua
residual, interfieren con el ensayo de DQO, ya que los cloruros son
oxidados por el dicromato de acuerdo con la ecuación siguiente:
• Esta interferencia se evita adicionando sulfuro de mercurio (HgSO4) a la
mezcla, ya que el ion mercurio se combina con el cloruro para formar
cloruro de mercurio (HgCl2) que esencialmente está en forma no
ionizada.
52
O
H
Cr
Cl
H
O
Cr
Cl 2
3
2
2
7
2 7
2
3
14
6 



 




53. Carbono orgánico total
• Esta prueba es usada para la medición de carbono orgánico
total presente en la muestra acuosa. Los métodos para la
prueba del COT es utilizar el oxígeno y el calor. Dicho calor
puede ser procedente de una radiación ultravioleta o
utilizar también oxidantes químicos o alguna combinación
de estos para convertir el carbono orgánico en dióxido de
carbono, el cual es medido por un analizador de infrarrojos
o por otros medios. El COT del agua residual puede ser
utilizado para medir el nivel de polución en el agua, y
además, ha sido posible relacionar este parámetro con la
DBO y con la DQO.
53

54. Ventajas e Inconvenientes del COT:
• Este ensayo toma de 5 a 10 minutos para ser completado, lo que
le da una ventaja a su favor.
• No obstante, algunos compuestos orgánicos existentes pueden
no oxidarse y el valor medido del COT será ligeramente inferior a
la cantidad real presente en la muestra.
54

55. Demanda total de oxígeno
• Otro método instrumental que puede utilizarse para medir el
contenido orgánico de las aguas residuales es el recientemente
desarrollado ensayo de la DTO. En este ensayo, las sustancias
orgánicas y, en menor escala, las inorgánicas se transforman en
productos finales estables, dentro de una cámara, mediante
combustión catalizada con platino. La DTO se determina observando
el contenido del oxígeno presente en el gas que transporta el
nitrógeno. Este ensayo puede efectuarse rápidamente y los
resultados se correlacionan con la DQO.
55

56. Relaciones entre la DBO,DQO :
• Dependiendo de la relación existente entre estos tres parámetros se
puede hacer un análisis del tipo de tratamiento que se ha llevado a
cabo en el agua residual.
56

57. DBO/DQO
aguas no tratadas
>0,5
Los residuos se
consideran tratables
mediante procesos
biológicos
<0,3
El residuo puede
contener
constituyentes
tóxicos
57

58. Demanda teórica de oxígeno
• La demanda teórica de oxígeno (DTeO) corresponde a la cantidad
estequiometrica de oxígeno requerida para oxidar completamente un
determinado compuesto. Normalmente se expresa en mg de oxígeno
requerido por litro de solución, es un valor calculado y sólo puede
evaluarse si se dispone de un análisis químico completo del agua
residual, lo cual no es normalmente el caso. En consecuencia su
utilización es muy limitada. Para ilustrar el calculo de la DTeO
supongamos un simple caso de disolución acuosa de una sustancia
pura: solución de 1000 mg/l de lactosa. La ecuación correspondiente
a la oxidación completa de lactosa es la siguiente:
• Peso molecular: 30 32
• DTeO = (32/30)1000= 1067mg/l
58
O
H
CO
O
O
CH 2
2
2
2 



59. MATERIA INORGÁNICA:
• Las aguas residuales y naturales contienen varios
componentes inorgánicos de gran importancia para el
establecimiento y control de la calidad de agua.
• Puesto que las concentraciones de los distintos
constituyentes inorgánicos pueden afectar mucho a los
usos del agua, conviene examinar su naturaleza.
• Como parámetros a tener en cuenta destacan el pH, los
cloruros, la alcalinidad, el nitrógeno, el fósforo, el azufre,
los compuestos tóxicos y los metales pesados.
59

60. pH:
• Es un importante parámetro de calidad tanto de las aguas
naturales como de las residuales
• El intervalo de concentración ideal para la existencia de la
mayoría de vida biológica es muy estrecho y crítico.
• El pH de los sistemas acuosos puede medirse con un
peachímetro o con distintas soluciones indicadoras que
cambian de color a determinados valores de pH para su
comparación con el color de discos o tubos normalizados
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61. Cloruros:
• Los cloruros que se encuentran en el agua natural proceden
de la disolución de suelos y rocas que los contienen y están
en contacto con el agua y, en las regiones costeras, por la
intrusión del agua salada.
• Otra fuente de cloruros es la descarga de aguas residuales
domésticas, agrícolas e industriales en las aguas
superficiales.
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62. Alcalinidad:
• Su presencia en el agua residual se debe a la presencia de
hidróxidos, carbonatos y bicarbonatos de elementos tales
como calcio*, magnesio*, sodio, potasio o amoniaco.
• El agua residual es normalmente alcalina, porque recibe
esta alcalinidad del agua de suministro, del agua
subterránea y de las materias añadidas durante el uso
doméstico.
• La concentración de la alcalinidad en el agua residual es
especialmente importante cuando debe efectuarse un
tratamiento químico y cuando haya que eliminar el
amoniaco mediante arrastre por aire.
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63. Nitrógeno:
• Los elementos de nitrógeno y fósforo son esenciales para el
crecimiento de protistas y plantas por lo que se conocen
como nutrientes o bioestimulantes.
• Cuando sea necesario el control del crecimiento de algas en
el agua receptora, puede ser conveniente la eliminación o
reducción del nitrógeno en las aguas residuales antes de la
evacuación.
• El nitrógeno que se encuentra en el agua residual reciente
se encuentra, principalmente, en forma de urea y materia
proteica, donde la descomposición de las bacterias cambia
fácilmente estas formas en amoniaco. La cantidad relativa
de amoniaco indica la edad del agua residual
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64. • El nitrógeno amoniacal existe en solución acuosa bien como
amonio o como amoniaco, dependiendo de ello el pH de la
solución, según la siguiente ecuación de equilibrio:
NH3 + H2O  NH4
+ + OH-
• A niveles de pH inferiores a 7 el ión amonio es el
predominante
• El nitrógeno del nitrato es la forma más oxidada del
nitrógeno que se encuentra en las aguas residuales. Las
normas de agua potable limitan a 45mg/l la concentración
como NO3- debido a sus graves y fatales efectos sobre los
niños. Esta concentración de nitratos se determina
generalmente por métodos colorimétricos.
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65. Fósforo:
•Es esencial para el crecimiento de las algas y otros
organismos biológicos. Debido a los nocivos
crecimientos incontrolados de algas que tienen
lugar en las aguas superficiales se requiere
controlar la cantidad de fósforo que es vertida a
esta agua a través de los vertidos de aguas
residuales industriales y domésticas y de las
escorrentías naturales
•Las formas más comunes en que se encuentra el
fósforo en soluciones acuosas es como
ortofosfato, polifosfato y fosfato orgánico
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66. • Los polifosfatos sufren la hidrólisis en soluciones acuosas y
vuelven a sus formas de ortofosfato
• El fosfato orgánico tiene muy poca importancia en la
mayoría de las aguas residuales domésticas pero puede ser
importante en los vertidos industriales y fangos de aguas
residuales domésticas.
• El ortofosfato puede determinarse añadiendo directamente
una sustancia, como el molibdato amónico, con el que
forma un complejo coloreado. Los polifosfatos y fosfatos
orgánicos deben convertirse en ortofosfatos para luego
determinarse de igual manera.
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67. Azufre:
• Se presenta como ión sulfato en la mayoría de los
suministros de agua y en el agua residual
• El azufre se requiere en la síntesis de las proteínas y se
libera en su degradación.
• El sulfuro de hidrógeno (H2S) puede ser oxidado
biológicamente a ácido sulfhídrico, el cual es corrosivo para
las tuberías del alcantarillado y los sulfatos son reducidos a
sulfuros en los digestores de fangos y pueden alterar el
proceso biológico si la concentración de sulfuros sobrepasa
200mg/l, lo cual no suele ocurrir
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68. Compuestos tóxicos:
• El cobre, plomo, plata, cromo, arsénico y boro son tóxicos
en distintos grados para los microorganismos, y, por
tanto, deben tenerse en consideración al proyectar una
planta de tratamiento biológico.
• En los vertidos industriales encontramos también algunos
aniones tóxicos, incluyendo cianuros y cromatos. Se
encuentran principalmente en los efluentes de fábricas
de recubrimientos electrolíticos y deben ser eliminados
en la propia fábrica mediante pretratamientos adecuados
antes de mezclarse con el agua residual municipal.
• También se debe considerar como tóxico el ión fluoruro.
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69. Metales pesados:
• Trazas de metales como níquel, manganeso, cromo, cadmio,
cinc, cobre, hierro y mercurio son importantes
constituyentes en muchas aguas. Algunos de ellos, son
necesarios para el desarrollo de la vida biológica y su
ausencia en determinadas cantidades podría, por ejemplo,
limitar el crecimiento de las algas.
• La presencia de cualquiera de estos metales en cantidades
excesivas interferirá en muchos usos provechosos del agua
debido a su toxicidad
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70. 70
Vertido de cobre y otros metales.

71. GASES:
• Los gases más frecuentes encontrados en el agua residual
sin tratar son el nitrógeno (N2), oxígeno (O2), anhídrido
carbónico (CO2), sulfuro de hidrógeno (H2S), amoniaco
(NH3) y metano (CH4).
• Los tres primeros son gases comunes de la atmósfera y se
encuentran en todas las aguas expuestas al aire y los tres
últimos proceden de la descomposición de materia
orgánica presente en el agua residual.
• Otros gases importantes pero que no se encuentran en el
agua residual sin tratar son el cloro, el ozono y los óxidos
de azufre y nitrógeno.
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72. Gases del
agua residual
sin tratar
Oxígeno
disuelto
Metano
Sulfuro de
hidrógeno
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73. Oxígeno disuelto:
• Es necesario para la respiración de los microorganismos aerobios, así
como para otras formas de vida
• La cantidad real de oxígeno que puede estar presente en la solución
viene regida por:
• La solubilidad del gas
• La presión parcial del gas en la atmósfera
• La pureza del agua (salinidad, sólidos suspendidos…)
• Los niveles de oxígeno disueltos tienden a ser más críticos en los meses
de verano porque la velocidad de las reacciones bioquímicas que
utilizan oxígeno se incrementa con la temperatura
• Finalmente, la presencia de oxígeno disuelto en el agua residual es
deseable porque evita la formación de olores desagradables.
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74. Sulfuro de hidrógeno:
• Se forma por la descomposición de materia orgánica con
contenido de azufre o por la reducción de sulfitos y sulfatos
minerales
• Se trata de un gas incoloro, inflamable y que tiene el olor
característico de huevos podridos.
• El ennegrecimiento del agua residual y del fango se debe
generalmente a la formación de sulfuro ferroso producido
por la combinación de sulfuro de hidrógeno y hierro.
• El sulfuro de hidrógeno es el gas formado más importante
desde el punto de vista de los olores pero pueden formarse
otros compuestos volátiles como el indol, escatol y
mercaptanos durante la descomposición anaerobia que
producen olores peores que el del sulfuro de hidrógeno.
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75. Metano:
• Es el principal subproducto que se obtiene de la descomposición
anaerobia de la materia orgánica del agua residual.
• Es un hidrocarburo incoloro e inodoro de gran valor como combustible.
• No se encuentran grandes cantidades en el agua residual, porque
incluso pequeñas cantidades de oxígeno tienden a ser tóxicas para los
organismos responsables de la producción de metano.
• Como es muy combustible y existe gran peligro de explosión, los pozos
de registro y empalmes de alcantarilla donde exista riesgo de
formación de gas deberán estar ventilados con un ventilador portátil
antes y durante los períodos de tiempo donde los operarios realicen
trabajos de inspección, renovaciones o reparaciones.
• Además, deberán fijarse avisos sobre el peligro de explosión existente
y los operarios deberán ser instruidos sobre las medidas de seguridad
que se mantendrán mientras trabajen.
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