Tratamiento de aguas para consumo humano.

1. Pretratamiento, coagulación-
floculación, decantación,
filtración y desinfección.
• Universidad Nacional de la
Patagonia San Juan Bosco
• Facultad de Ingeniería
• Cátedra Química Industrial

2.  Cribado o cernido
◦ Consiste en la eliminación de los sólidos de gran tamaño
 Hojas, ramas de árbol, piedras, etc.
◦ Utilización de:
 Tamices
 Rejas
◦ Desarenadores (si el contenido de arena es elevado)
 Aireación
◦ Incrementa la proporción de O2 disuelto, facilitando la
depuración por medio de bacterias aerobias
 Dejando caer el agua como una cascada
 Ingresando el agua a la cuba o tanque por medio de inyección por
debajo de éste
 Oxidación primaria
◦ Destruye las sustancias precursoras de trihalometanos (también
actuando como etapa de predesinfección)
 Ajuste de pH
◦ Para acidificar: HCl, H3SO4
◦ Para alcalinizar: Na(OH), Ca(OH)2

4.  Agentes coagulantes que dan lugar a
cationes multivalentes con cargas positivas
que compensan la carga negativa de
partículas coloidales  eliminan Frepulsión 
facilitan coalescencia  partículas de +
tamaño
◦ Sales trivalentes de hierro o aluminio
 Agentes floculantes que aglutinan
partículas formadas en la coagulación 
partículas de + tamaño
 Agitación lenta para inducir los flóculos

6.  Decantación
◦ En esta etapa los flóculos sedimentan en
tanques, obteniéndose por la parte superior
el agua clarificada y extrayéndose por debajo
el lodo
 Variante: decantación lastrada
◦ Se utilizan partículas de arena para
incrementar el peso y tamaño de los flóculos
 ↑ velocidad de decantación
 Flotación
◦ Se inyecta diminutas burbujas de aire
presurizadas (elevan los flóculos)

7.  El agua pasa por un lecho filtrante que separa materia de menor tamaño
en suspensión y líquido
◦ Arena
◦ Carbón activado (granular o en polvo)
 Además de producir la separación, se elimina por adsorción
sustancias orgánicas  evita olores y sabores en agua filtrada
◦ Membranas de filtración
 Microfiltración: tamaño de poro desde 0.03 um hasta 10 um
 Ultrafiltración: tamaño de poro desde 0.01 um hasta 0.03 um. Se
utiliza para eliminar arena, limo, arcilla, algas y algunas bacterias y
virus.
 Nanofiltración: poros menores a 0.001 um. Se utilizan para eliminar
durezas
◦ Osmosis inversa
◦ Electrodiálisis: separación de sales del agua fuente
◦ Intercambio iónico: resinas especiales para eliminar contaminantes
cargados eléctricamente como Arsénico, Cromo, nitratos, Calcio,
Radio, Uranio y exceso de floruro.
◦ Alumina activada: se eliminan arsénico y fluoruros. Costos elevados
◦ Destilación solar

12.  Se ablanda el agua. Se eliminan
◦ Sales minerales de calcio
◦ Sales minerales de magnesio
◦ Radón
◦ Arsénico
 Procedimiento
◦ Se agrega cal
◦ Esto eleva el pH provocando la precipitación de
CaCo3
◦ Posteriormente se reduce el pH y el agua se filtra
con medios granulares.

13.  Extracción, desactivación o eliminación de los microorganismos
patógenos que existen en el agua.
◦ Cloración: utiliza Cl o derivados. Ventajas: bajo costo. Desventajas:
subproductos (halometanos) carcinógenos. [NaClO]= 5% (una gota/L
agua). Su efectividad permanece durante 72 h.
◦ ClO2: gas inestable (se sintetiza in situ). No produce subproductos
◦ O3: el poder de desinfecciones 3000 veces superior al Cl. No produce
trihalometanos. Tiene más costo y su efectividad desaparece a los 30’
◦ Luz ultravioleta (UV): entre 100-400 nm. Desnaturalizan ADN de
elementos patógenos. No elimina la materia orgánica de la cual están
formados los patógenos (no se dispone de un agente oxidante).
Opcional= luz solar
◦ NH2CL/Cloraminas: bajo costo. Elimina muchas bacterias pero no
otros contaminantes. Sus subproductos tardan mucho en el agua.

14.  Enfermedades de tipo
◦ Virósica
 Hepatitis A
◦ Parasitaria
 Criptosporidiosis
◦ Bacteriana
 Tifoidea
 Cólera

16. Parámetros de calidad
1) Dureza
• Se expresa como la concentración de Ca y
Mg como ppm de carbonatos.
• Distintos tipos:
• Dureza temporal
• Dureza permanente

17. 2) Sólidos en suspensión
3) Concentración de sílice
4) Concentración de hierro y manganeso
5) Concentración de sodio y potasio
6) Alcalinidad
7) Gases disueltos
• CO2
• O2
• H2S
• NH3
8) pH
9) Microorganismos

18. • 1) Precipitación
– Eliminación de hierro y manganeso
• Oxígeno
Oxidación forzosa, así precipitan como hidróxido
férrico o dióxido de manganeso.
4(CO3H)2 Fe + O2 +2H2O  4Fe(OH)3 +8CO2
2Mn++ +O2 +2H2O  2MnO2 + 4H+
• Cloro
• Permanganato potásico
Si el hierro y el manganeso están formados por
un complejo orgánico se recomienda:
– Coagulación y floculación

19. ◦ Descarbonatación y ablandamiento con cal
Adición de cal en frío para reducir la alcalinidad y
ablandar el agua de alimentación a las calderas
CO2H- + OH-  CO3
-- + H2O
CO3
--+ Ca++  CaCO3
Si hay magnesio presente
Mg++ + Ca(OH)2 + Ca++

20. 2) Separaciones sólido-líquido
 Sedimentación, decantación
 Hidrociclones
 Centrífugas
 Filtración
 Ultrafiltración

21.  Intercambio iónico
Se utilizan resinas que en contacto con la solución
acuosa elimina selectivamente los iones disueltos.
Tipos de resinas:
Catiónica fuerte: elimina todos los cationes del
agua
Catiónica débil: captan calcio y magnesio
Aniónica fuerte: eliminan todos los aniones del
agua
Aniónica débil: captan Cl-, SO4
--, NO3
-

22.  Desgasificación
Proceso de transferencia de masa
 Ósmosis inversa
Proceso en el cual el solvente de una solución pasa
través de una membrana semipermeable
 Electrodiálisis
Separación por membranas selectivas, las cuales
dejan pasar los iones pero no el agua
 Destilación

23. • Tratamiento externo previo
• Tratamiento interno: cuyo objetivo es reducir y
evitar:
– Formación de incrustaciones
– Corrosión
– Arrastre
• Control de calidad del agua en el ciclo de
revaporización-condensación mediante una purga

24.  Tratamiento interno anti incrustante
◦ Causas:
 Contaminantes presentes en el agua de aporte
 Corrosión interna del sistema
 Contaminantes introducidos en el condensado
como fugas
◦ Consecuencias:
 Produce recalentamiento del metal que puede
llegar a la rotura
◦ Solución:
 Uso de polímeros. No reaccionan, funcionan por
adsorción sobre la superficie de los
precipitados evitando su aglomeración

25.  Tratamiento interno anti corrosivo
◦ Causas
Ataque al acero del oxígeno. Acelerado a altas T°
y bajo pH
◦ Soluciones
 Mantener el nivel de oxígeno lo mas bajo
posible
 Controlar el pH
 Con el desgasificador externo se pueden
alcanzar bajos niveles de oxígeno, pero en caso
de que este falle, se utiliza además un reductor
químico (secuestrante), como por ejemplo:
 Sulfito Sódico
 Hidrazina (cancerígeno)

26.  Tratamiento interno para evitar arrastre
◦ Soluciones:
 Controlar el contenido de sólidos
 Evitar la formación de espumas
 Procurar buena separación y generación de
vapor sin gotas de agua.

27.  Problemas
◦ Corrosión
◦ Incrustaciones
◦ Crecimiento microbiológico
◦ Depósito de fangos/lodos
 Tratamiento, depende del sistema de enfriamiento
◦ Un solo paso, no es económico ya que utiliza
grandes volúmenes de agua
◦ Abiertos, si se emplea agua de calidad ya que las
pérdidas son pequeñas.

28.  Control de la corrosión
◦ Uso de una mezcla de inhibidores

29.  Control de depósitos
◦ Reducen la eficiencia ya que actúan como
aislantes
◦ Aceleran la corrosión

30.  Control microbiológico

31. •Consiste en una serie de procesos físicos, químicos y
biológicos que buscan eliminar los contaminantes en el agua
residual. Se lo suele llamar depuración de aguas residuales
para distinguirlo del tratamiento de aguas potables.
•Objetivo: producir agua limpia (o efluente tratado) o
reutilizable en el ambiente y un residuo sólido o fango
(también llamado biosólido o lodo) convenientes para su
disposición o reuso.

32.  El 59% del consumo total de agua en los países
desarrollados se destina a uso industrial, el
30% a consumo agrícola y un 11% a uso
doméstico, según el primer informe de
Naciones Unidas sobre el desarrollo de los
recursos hídricos del mundo (marzo 2003).
 En 2025, el consumo de agua destinada a uso
industrial alcanzará los 1.170 km3 / año, cifra
que en 1995 se situaba en 752 km3 / año.

33. Aguas Residuales Domésticas
Aquellas procedentes de zonas de vivienda y de servicios
generadas principalmente por el metabolismo humano y
las actividades domésticas.
Aguas Residuales Industriales
Todas las aguas residuales vertidas desde locales utilizados
para actividad comercial o industrial, que no sean aguas
residuales domésticas ni aguas de escorrentía pluvial.
Aguas Urbanas
Las aguas residuales domésticas o la mezcla de las mismas con
aguas residuales industriales y/o aguas de escorrentía pluvial.
Se recogen en un sistema colector y son enviadas a una planta
EDAR (Estación Depuradora de Aguas Residuales). Las
industrias que realicen el vertido de sus aguas residuales en esta
red colectora, habrán de acondicionar previamente sus aguas

34. El proceso de tratamiento del agua residual se
puede dividir en cuatro etapas:
 Pretratamiento
 Primaria
 Secundaria
 Terciaria
Algunos autores llaman a las etapas preliminar y
primaria unidas como etapa primaria

37.  Incluyen: rejillas, tamices, trituradores,
desgrasadores y desarenadores.
 Se puede realizar preaireación para:
a) Eliminar los compuestos volátiles presentes en
el agua servida(malolientes).
b) Aumentar el contenido de oxígeno del agua,
lo que disminuye la producción de malos
olores en las etapas siguientes del proceso de
tratamiento.

38.  Eliminan los sólidos en suspensión por medio de
un proceso de sedimentación simple por
gravedad o asistida por coagulantes y
floculantes.
 Se pueden agregar compuestos químicos (sales
de hierro, aluminio y polielectrolitos floculantes)
con el fin de precipitar el fósforo, los sólidos en
suspensión muy finos o aquellos en estado de
coloide.
 Incluye: cribado, mallas de barreras, flotación o
eliminación de grasas y la sedimentación.

40. Cribado
Desarenador

41. Estanques de
sedimentación o
clarificadores
primarios
 Están diseñados para suprimir
aquellas partículas que tienen
tasas de sedimentación de 0,3
a 0,7 mm/s.
 El período de retención es de 1
a 2 h. Con estos parámetros, la
profundidad del estanque
fluctúa entre 2 a 5 m.
 Se elimina por precipitación
alrededor del 60 al 70% de los
sólidos en suspensión. Su
forma puede ser circular,
cuadrada a rectangular.

43.  Eliminan la materia orgánica en disolución y en estado coloidal
mediante un proceso de oxidación de naturaleza biológica
seguido de sedimentación.
 Los tratamientos secundarios son procesos biológicos, en los que
la depuración de la materia orgánica biodegradable del agua
residual se efectúa por la actuación de microorganismos
(fundamentalmente bacterias), que se mantienen en suspensión
en el agua o bien se adhieren a un soporte sólido formando una
capa de crecimiento.
 Los procesos biológicos pueden ser de dos tipos principales:
aerobios y anaerobios (en ausencia de aire); en general, para
aguas con alta carga orgánica (industrias agroalimentarias,
residuos ganaderos, etc.) se emplean sistemas anaerobios y para
aguas no muy cargadas, sistemas aerobios.

44. Entre las variables a controlar se encuentran la temperatura (en
anaerobios esencialmente), oxígeno disuelto, el pH, nutrientes,
sales y la presencia de inhibidores de las reacciones.
 Tratamientos aerobios: lodos activados y tratamientos de bajo
coste: filtros percoladores, biodiscos, biocilindros, lechos de
turba, filtros verdes. La materia orgánica se descompone
convirtiéndose en dióxido de carbono, y en especies minerales
oxidadas.
 Tratamientos anaerobios. La descomposición de la materia
orgánica por las bacterias se realiza en ausencia de aire
(reactores cerrados), la mayoría de las sustancias orgánicas se
convierte en dióxido de carbono y metano. Los productos
finales de la digestión anaerobia son el biogás (mezcla gaseosa
de metano, dióxido de carbono, hidrógeno, nitrógeno y sulfuro
de hidrógeno), que se puede aprovechar para la producción
energética, y los lodos de digestión.

45.  Suprimen algunos contaminantes específicos
presentes en el agua residual tales como los
fosfatos que provienen del uso de
detergentes domésticos e industriales y cuya
descarga en curso de agua favorece la
eutrofización, es decir, un desarrollo
incontrolado y acelerado de la vegetación
acuática que agota el oxígeno, y mata la
fauna existente en la zona.

46.  Arrastre con vapor de agua o aire “stripping”: eliminación de
compuestos orgánicos volátiles (COV), como disolventes
clorados (tricloroetileno, clorobenceno, dicloroetileno, etc.) o
contaminantes gaseosos (amoníaco, etc.).
 Procesos de membrana: el agua residual pasa a través de una
membrana porosa, mediante la adición de una fuerza
impulsora, consiguiendo una separación en función del tamaño
de las moléculas presentes en el efluyente y del tamaño de
poro de la membrana.
 Intercambio iónico: eliminan sales minerales, las cuales son
eliminadas del agua residual que atraviesa una resina, por
intercambio con otros iones (H+ en las resinas de intercambio
catiónico y OH- en las de intercambio aniónico) contenidos en
la misma.

47.  Adsorción con carbón activo: eliminan compuestos orgánicos.
Se puede utilizar en forma granular (columnas de carbón
activado granular: GAC) y en polvo (PAC).
 Procesos de oxidación: eliminan o transforman materia
orgánica y materia inorgánica oxidable.
Los principales procesos de oxidación se pueden clasificar en:
 Procesos convencionales de oxidación:
 Procesos de oxidación avanzada:
 Procesos a alta temperatura y presión
 Detoxificación solar
 Procesos de reducción
 Precipitación química:

48. Se busca:
 Reducción de volumen: concentración del
fango para hacer más fácil su manejo.
 Reducción del poder de fermentación:
reducción de materia orgánica y de
patógenos, para evitar la producción de
olores y la evolución del lodo sin control.

49.  Espesamiento: reducción de volumen en tanques de
sedimentación o flotación.
 Digestión: para fangos de naturaleza orgánica. En procesos de
carácter aerobio (similar a fangos activos) o anaerobio
(aprovechamiento energético).
 Deshidratación y secado: para eliminar lo más que se pueda el
agua del fango.
Métodos más utilizados: filtros de vacío, filtros prensa, filtros
banda, centrífugas, evaporación térmica o en eras de secado.
 Evacuación: depósito o destino final de los lodos.
Métodos principales: vertedero de seguridad o de residuos
sólidos urbanos; incineración con o sin adición de combustible
adicional según el poder calorífico de los lodos,
descomposición biológica controlada de la materia orgánica, en
condiciones aerobias, con el fin de obtener “compost”.