CLASE 1. CALIDAD DEL AGUA

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GESTION DEL RECURSO HIDRICO 2da PARTE

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DISPONIBILIDAD DE AGUA EN EL MUNDO Según la OMS: 1.500 millones de personas carecen de abastecimiento de agua potable 1.700 millones no cuentan con instalaciones adecuadas para recibir dicha provisión. Unos 5 millones de personas, fallecen anualmente a causa de enfermedades transmitidas por medio del agua.

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EL AGUA: USOS PRINCIPALES y CONTAMINACION

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EL AGUA: USOS PRINCIPALES y CONTAMINACION Abastecimiento y potabilización. Suministro a la Industria. Suministro al Comercio. Uso Agrícola y Pecuario. Generación de Energía. Navegación. Pesca Comercial y Deportiva

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EL AGUA NATURAL: CLASIFICACIÓN, TRATAMIENTO Y USO Aguas Meteóricas: Producidas por la precipitación atmosférica (lluvia) Aguas Superficial: Discurren o están asentadas sobre un lecho de terreno (ríos, lagos, embalces, mares, aceanos ...) Aguas Subterráneas: se filtran en el suelo: pozos, manantiales y fuentes Fuente de Agua Tratamiento según su uso Uso: Domestico, Municipal, Industrial...

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EL AGUA RESIDUAL: CLASIFICACIÓN, TRATAMIENTO Y USO Agua residuale doméstica: Originada en zonas urbanas sin intervencion de comercios... Agua residual municipal: Originada en zonas en zonas donde se conbinan lo urbano con lo comercial Aguas residual industrial: Originada por el sector industrial: mataderos, tenerías, galbánicas, cervezeras ... Agua Residual Tratamiento Del agua residual Disposicón: del Agua tratada: Lagos, rios, mares, cloacas, ... Caracterización: Cantidad y calidad del recurso. Comparación con normativa apropiada o Decreto 883

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¿ PORQUÉ HACER EL TRATAMIENTO DEL AGUA? Contaminacón: Acción o efecto de introducir elementos, compuestos o formas de energía capaces de modificar las condiciones del cuerpo de agua superficial o subterráneo de manera que se altere su calidad en relación a los usos posteriores o con su función ecológica para el desarrollo de la vida acuática y ribereña. MARNR, 1995. Aguas residuales con compuestos químicos Aguas residuales a elevadas temperaturas Desechos sólidos Agroquímicos por escorrentía

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EL AGUA : FUENTES DE CONTAMINACION Los residuos cloacales domésticos, los cuales se vierten a los cuerpos de agua dulce o salada, en virtud de lo fácil y comodo que resultan tales cuerpos para verter aguas negras. Las descargas industriales, proveniente de todas aquellas industrias en cuyo proceso se generan sustancias químicas (orgánicas e inorgánicas) que disueltas o no en el agua, irán a parar a un río, a un lago o al mar. Cualquier proceso que incremente la temperatura de aquellos cuerpos de agua que se usan para enfriamientos u otros y que ocasionan contaminación térmica del agua. El arrastre que realiza el agua de escurrimiento superficial de sustancias y elementos nutrientes utilizado en la agricultura (fertilizante) o de compuestos para controlar las plagas, conocidos como plaguicidas..

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CARACTERZACIÓN DE LAS AGUAS: PARÁMETROS Y CAUDAL

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PARÁMETROS DE CALIDAD SEGUN EL TIPO DE AGUA A TRATAR Aguas Naturales Aguas para consumo Humano Aguas para uso industral Consumo Humano: Turbidez y Color Sulfatos, cloruros Oxígeno disuelto Sólidos pH y Temperatura Nitritos y nitratos Coliformes (totales y fecales) Uso Industrial : Los anteriores más Dureza Compuestos orgánicos disueltos Conductividad y/o sólidos disueltos

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PARÁMETROS DE CALIDAD SEGUN EL TIPO DE AGUA A TRATAR Aguas Resideales Aguas de Origen Doméstico Aguas de Origen Municipal Aguas de Origen Industrial Características típicas del agua de curtido de una tenería Fuente de referencia: CEPIS/OPS, 1.991.

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GRATEROL, N. 2005. Curso de Tratamiento Biológico de Aguas Residuales.

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Indicadores de calidad del agua Turbiedad Color pH Acidez Alcalinidad Dureza Oxigeno Disuelto DBO DQO Nitrógeno Cloruros Sólidos Hierro y manganeso Fósforo y fosfatos

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TURBIEDAD Turbio: Agua con materia en suspensión que interfiere con el paso de la luz Causas: Material en suspensión, coloides, grasas, bacterias, nutrientes (N;P), algas etc. Significado Ambiental: Estética: Rechazo por el consumidor Filtrabilidad: Difícil, costosa. Coagulación previa Desinfección: Encapsulamiento de microorganismos en sólidos de AR, impide contacto del cloro.

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TURBIEDAD Medición de la Turbiedad Fuente de luz + detector fotoeléctrico = Intensidad de la luz difundida EPA: 0.5 a 1.0 UNT; Dcto 475/98: menos de 5 UNT Aplicación de los datos: Determinar requerimiento de tratamiento químico Evaluar efectividad del tratamiento Determinar cantidad de químicos a aplicar (Ejm en crecientes)

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COLOR Origen: Contacto del agua con detritos orgánicos como hojas, madera, (taninos, ácidos húmicos y humatos) descomposición de la lignina, hierro Color aparente: Materia en suspensión Color real: Coloides de extracto vegetal orgánico Color aparente + centrifugación = color real Significado en salud pública: No tóxico ni peligroso. Rechazo por estética (orina) EPA: 15 UC, Dcto 475/98: menor de 15 NTU

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COLOR Métodos de medición: Por comparación Coloración natural = al K2PtCl6 + cloruro de cobalto El color de 1 mg/l (K2PtCl6) = 1 UC Discos de color Espectrometría (aguas residuales)

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pH Mide la magnitud de acidez o alcalinidad, forma de expresar la actividad del ion hidrógeno H2O = H+ + HO- (H+)(OH-) ____________ = K (H2O) (H+)(OH-) = K El agua pura a 25ºC (H)(OH) = 10-7 * 10-7 = 10-14 l___________________l__________________l 0 7 14 Rango ácido Rango alcalino

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pH Usos en Ingenieria Abastecimiento De aguas Coagulación química Desinfección Ablandamiento Control de corrosión En Agua Residuales Bienestar de los microorganismos Coagular las AR Oxidar sustancias como el cianuro

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pH Interpretación de los datos de pH Se debe interpretar como la actividad del ion hidrógeno que es igual a la magnitud de las concentraciones ácidas o básicas. Ejm: a pH2 (H+) = 10-2 ; a pH10 (H+) = 10-10 Ph no mide la acidez ni la alcalinidad total Medición Electrodo de Hidrógeno es el estándar absoluto para la medición de pH

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Acidez Se consideran ácidas las aguas naturales con pH menor que 8.5 (pto de la fenolftaleina) Causas: Por el ácido carbónico o por ácidos minerales fuertes. pH mayor de 4 = acidez por ácido carbónico pH menor de 4 = acidez por ácidos minerales ftes. Fuentes de acidez de las aguas naturales Absorción de CO2 de la atmosfera Oxidación biológica de la MO Drenajes de minas Deposito de residuos metales, azufre, pirita de Fe Lluvia acida

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Acidez Importancia de la acidez: Ninguna en salud pública (gaseosa) Corrosión y por costos para su control Métodos de medición: Para CO2, por titulación con reactivos alcalinos Acidez mineral: titulación pto final naranja metilo CO2 + mineral: titulación pto final fenolftaleina Aplicación de los datos Para definir método de tratamiento (aireación o neutralización con cal) y equipo requerido Cantidad de químicos y espacio de almacenamiento En AR para prevenir la corrosión

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Alcalinidad Capacidad del agua para neutralizar ácidos (capacidad amortiguadora) Fuentes: Principalmente por sales de ácidos débiles Hidróxidos, carbonato, bicarbonato (formado en grandes cantidades por la acción del CO2 con el suelo) Importancia en salud pública Mal sabor por pH alto Medición: Volumétricamente por titulación con H2SO4 y se expresa como equivalente de CaCO3

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Dureza La aguas duras son las que requieren grandes cantidades de jabón para producir espuma y además generan incrustaciones Fuentes: Causada por cationes metálicas polivalentes cuyos iones forman precipitados al contacto con el jabón. A bajos pH el CO disuelve materiales básicos Importancia: Por los costos y por dificultad de lograr limpieza En ingeniería por la generación de costras No es problema para la salud pública Tipos de dureza Dureza cálcica y magnésica Dureza carbonácea y no carbonácea

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Dureza Método de medición: Cálculo de iones bivalentes a través de cationes Metodo de titulación con EDTA Aplicación de los datos de dureza: Para recomendar procesos de ablandamiento Determinar proceso más económico según tipo de dureza Fundamental para el diseño de procesos Para el control rutinario de procesos de ablandamiento

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Oxigeno disuelto El O2 y el N son muy poco solubles y como no reaccionan químicamente con el agua, su solubilidad es proporcional a sus presiones parciales Ley de Henry: Permite calcular la cantidad presente a una temperatura dada La solubilidad en el agua dulce varia de 14.6 mg/l a OºC, hasta 7 mg/l a 35ºC Como es poco soluble, su solubilidad varia directamente con la presión atmosférica mayor Tº, mayor velocidad de oxidación biológica, mayor DBO y menor solubilidad Nivel máximo OD en condiciones criticas 8 mg/l

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Oxigeno disuelto El OD es menor en aguas saladas La solubilidad es menor en aguas contaminadas Importancia Indica si los cambios biológicas son producto de microorganismos aeróbicos o anaeróbicos Indica el grado de contaminación de corrientes Es la base para determinación de DBO Del nivel de OD depende la vida acuática Determina la velocidad de la oxidación la solubilidad del OD limita la auto depuración Medición Titulación con procedimiento yodométrico Polarografia (electrodo con membrana)

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DBO La cantidad de O2 requerido por las bacterias para la estabilización de la M.O susceptible de biodegradación en condiciones aeróbicas Es un bioensayo que simula a la naturaleza Oxidación humeda de la M.O a CO2 y H2O Duración 5 días Método de medición Directo sin dilución (menores a 7mg/l) Dilución (la velocidad de degradación bioquímica es proporcional a la cantidad de M.O

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DBO Factores que influyen velocidad de estabilización Ausencia de materiales tóxicos pH y condiciones osmóticas favorables Disponibilidad de nutrientes Tº estándar Población significativa de microorganismos mixtos del suelo de origen Importancia de los datos de DBO Determina () de residuos domesticos e ind Mide cantidad de M.O biologica/. Oxidable Capacidad de depuración de la corriente Base para la implementación de reglas de control Diseño de equipos de tratamiento Para elegir sistemas y eficiencia del tratamiento

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DQO Mide en un residuo la cantidad total de O2 requerido para la oxidación de la M.O a CO2 y H2O Oxidación de toda la M.O por oxidantes fuertes en condiciones ácidas (ejm: glucosa y lignina) No diferencia entre M.O biológicamente oxidable y M.O inerte No determina la velocidad de estabilización de M.O Determinación en corto tiempo (3 horas)

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DQO Método de medición (Permanganato de potasio, sulfato cérico, yodato de potasio y Dicromato de potasio) DP gran capacidad de oxidar casi completamente gran gamo de sustancias orgánicas a CO2 y H2O. Generación de residuos peligrosos ( Hg, Au. Cr, ácidos) Aplicación de los datos para análisis de R industriales Estudio y control de vertimientos Indica condición tóxica de un vertimiento Indica presencia sustancias biológica/. Resistentes Control de sistemas de tratamiento (por su rapidez)

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