ING. AMBIENTAL

“Año de la Diversificación Productiva y Fortalecimiento de la Educación”

INGENIERIA

DESARROLLO DE ACTIVIDAD IV

NOMBRE: Oscar Pacheco Espinoza

DOCENTE: Mg. Godofredo Lobato

ASIGNATURA: Ing. Ambiental

ESCUELA: Ing. Industrial

Tarma-2015

Oscar Pacheco Espinoza | iNG. industrial

ING. AMBIENTAL

DESARROLLO DE ACTIVIDAD IVREACCIONES QUÍMICAS EN UN BIORREACTOR

Demanda Biológica de Oxígeno (D.B.O.)Transformación:

comp.orgánicos + O2 biom. Bacteriana + NH4 + H2O biom. Bacteriana + O2 + protozoos biom. Protozoos +

CO2

Demanda por nitrificantes (D.O.N.)Oxidación de

NH4 + a NO2 - y NO3-Parte del nitrógeno se incorpora a las bacterias

MICROORGANISMOS PRESENTES EN UN PTAR

1) BACTERIAS:

Zooglea Pseudomonas Bacillus

2) HONGOS:

Penicillium Cephalosporium

3) PROTOZOOS:

Ciliados Flagelados Rizópodos

4) ROTÍFEROS

Oscar Pacheco Espinoza | iNG. industrial

ING. AMBIENTAL

¿QUÉ SON HUMEDALES?

Los humedales artificiales son zonas construidas por el hombre en las que, de forma controlada, se reproducen mecanismos de eliminación de contaminantes presentes en aguas residuales, que se dan en los humedales naturales mediante procesos físicos, biológicos y químicos.El carácter artificial de este tipo de humedales viene definido por: el confinamiento del humedal, el cual se construye mecánicamente y se impermeabiliza para evitar pérdidas de agua al subsuelo, el empleo de sustratos diferentes del terreno original para el enraizamiento de las plantas y la selección de las plantas que van a colonizar el humedal.La tecnología de humedales artificiales puede ser considerada como un ecosistema en el que los principales actores son:

El sustrato: sirve de soporte a la vegetación, permitiendo la fijación de la población microbiana, que va a participar en la mayoría de los procesos de eliminación de los contaminantes.

La vegetación (macrofitas): contribuye a la oxigenación del sustrato, a la eliminación de nutrientes y sobre la que su parte subterránea también se desarrolla la comunidad microbiana.

El agua a tratar: circula a través del sustrato y de la vegetación.

Oscar Pacheco Espinoza | iNG. industrial

ING. AMBIENTAL

Los mecanismos involucrados en la eliminación de los principales contaminantes presentes en las aguas residuales urbanas, mediante el empleo de humedales artificiales son:

Eliminación de sólidos en suspensión mediante procesos de sedimentación, floculación y filtración.

Eliminación de materia orgánica mediante los microorganismos presentes en el humedal, principalmente bacterias, que utilizan esta materia orgánica como sustrato. A lo largo del humedal existen zonas con presencia o ausencia de oxígeno molecular, por lo que la acción de las bacterias sobre la materia orgánica tiene lugar tanto a través de procesos biológicos aerobios como anaerobios.

Eliminación de nutrientes como el nitrógeno y el fósforo, principalmente mediante mecanismos de nitrificación – desnitrificación y precipitación.

Eliminación de patógenos mediante adsorción, filtración o depredación.

Eliminación de metales pesados como cadmio, cinc, cobre, cromo, mercurio, selenio, plomo, etc.

TIPOS DE HUMEDALES

Humedales artificiales de flujo libre o superficial: El agua circula por encima del sustrato continuamente. Se favorecen las condiciones aerobias al estar el agua directamente expuesta a la atmósfera. Se emplean para tratar efluentes procedentes de tratamientos secundarios y para crear y restaurar ecosistemas acuáticos.

Humedales artificiales de flujo subsuperficial: El agua circula a través del sustrato.

Humedales artificiales de flujo subsuperficial vertical: el agua circula verticalmente a través del sustrato de manera intermitente. Se suelen incluir chimeneas de aireación para favorecer las condiciones aerobias. Se suelen desarrollar procesos de nitrificación, entre otros.

Humedales artificiales de flujo subsuperficial horizontal: el agua circula horizontalmente a través del sustrato de manera continua. Se favorecen las condiciones anaerobias al mantenerse el nivel del agua por debajo del sustrato. Se suelen desarrollar procesos de desnitrificación, entre otros.

Oscar Pacheco Espinoza | iNG. industrial

ING. AMBIENTAL

La elección de instalar un tipo de humedal frente a otro radica en la composición de las aguas residuales. En muchas ocasiones se utiliza una combinación de diferentes tipos de humedales. Por ejemplo, si queremos eliminar nitrógeno lo más conveniente sería hacer pasar el agua residual primero por un humedal de flujo subsuperficial vertical (nitrificación) y después por un humedal de flujo subsuperficial horizontal (desnitrificación).

DESALINIZACIÓN DEL AGUA

Las enormes reservas de agua del mar y aguas salubres de distintas procedencias, al mismo tiempo que las dificultades planteadas en muchos países ante la escasez de agua dulce, han obligado a tomar en consideración las posibilidades de su tratamiento económico, y actualmente existe una corriente de interés en la realización de programas de estudio relativos a los distintos métodos de desalinización. Los procedimientos de desalinización son numerosos y responden a técnicas muy diversas; sin embargo, pueden dividirse en dos grandes grupos:

Grupo 1.- El agua cambia de estado en el curso del tratamiento:a) Pasando por una fase gaseosa (destilación):

Procedimiento por compresión de gases Procedimiento térmico de múltiple efecto Procedimiento térmico "multiflash" (expansiones múltiples)

b) Pasando por una fase sólida: Congelación Formación de hidratos (Procedimiento en fase de laboratorio)

Grupo 2.- El agua no cambia de estado en el curso del tratamiento. (procedimientos con membranas):

electrodiálisis ósmosis inversa

Oscar Pacheco Espinoza | iNG. industrial

ING. AMBIENTAL

DestilaciónLa destilación se aplica especialmente en la desalinización del agua de mar. Existen diferentes métodos de destilación, que pueden agruparse según dos sistemas fundamentales: procesos térmicos y procesos por compresión. En el primer caso, la energía necesaria se suministra, en su mayor parte, en forma de calor y, en el segundo, exclusivamente en forma de trabajo, puesto que el vapor se comprime para obtener la diferencia de temperatura necesaria para el intercambio de calor. Los procedimientos técnicos, a su vez, pueden realizarse llevando el agua a ebullición (destilación de múltiple efecto), o bien impidiendo la ebullición y obteniéndose la evaporación por disminución de presión(sistema "flash"). Actualmente entre los métodos de destilación indicados, la destilación "multiflash" es la más utilizada.

Congelación La congelación del agua del mar (-1.9 C) suministra cristales de hielo puro que se separan de la solución, la cual, a su vez, se concentra en sales.Existen dos procedimientos de congelación directa:

1. Por expansión del agua (congelación en vacío). El agua de mar se congela parcialmente a una presión absoluta de 3mm de mercurio, a -4 C. A esta presión se produce una evaporación, acompañada del enfriamiento correspondiente, que es el que provoca la congelación. Para mantener el vacío necesario es preciso aspirar de continuo el vapor de agua formado, pudiendo realizarse esta operación bien por un compresor mecánico, o por absorción en una solución higroscópica. En la práctica, los problemas de compresión del gran volumen de vapor producido a baja presión son considerables.

2. Congelación con ayuda de un agente refrigerante. Se utiliza un refrigerante auxiliar cuya tensión de vapor sea netamente superior a la del agua y que no sea miscible con ella. El butano satisface estas condiciones. El agua de mar se congela parcialmente por la expansión del butano. Este procedimiento evita los problemas de compresión de la congelación del vacío.

Electrodiálisis

Oscar Pacheco Espinoza | iNG. industrial

ING. AMBIENTAL

La electrodiálisis consiste en el paso de iones a través de membranas permeables selectivas, bajo el efecto de una corriente eléctrica. Se colocan, en forma alternativa, una serie de membranas catiónicas y aniónicas , entre dos electrodos, entre los cuales circula el agua a tratar. Las membranas, permeables sólo a los cationes o los aniones, limitan la migración de los iones entre los dos electrodos, recogiéndose así, separadamente, una corriente de agua desmineralizada y otra enriquecida en iones.

Ósmosis inversa Este método se basa en el empleo de membranas semipermeables que permiten el paso del agua, pero no el de las sales disueltas. Si se separan por una membrana semipermeable dos compartimientos abiertos a la atmósfera, uno de los cuales contiene agua pura y el otro una solución acuosa de sales, se comprueba que el agua atraviesa la membrana hacia la solución y que la presión del lado de la solución aumenta hasta alcanzar un cierto valor (presión osmótica) suficiente para anular el caudal de agua que atraviesa la membrana. Este fenómeno constituye la ósmosis directa y se da, en forma general, entre dos soluciones acuosas de diferentes concentraciones. El fenómeno de ósmosis es reversible. Por lo tanto, aplicando a la solución una presión suficiente elevada, no solamente se anula el paso del agua a través de la membrana semipermeable a la solución, sino que se conseguirá un paso de agua prácticamente pura en sentido inverso, desde la solución que se ira empobreciendo en agua, hacia el otro lado de la membrana. Gracias a la ósmosis inversa puede obtenerse agua pura a partir de agua de mar.

Oscar Pacheco Espinoza | iNG. industrial