2DO PARCIAL

SUMINISTRO DE AGUA,.

£.1 s u m i n i s t r o de agua se puede d i s c u t i r en términos d e l c i c l o hidrológico y de l a d i s p o n i b i l i d a d de agua en e l s u b s u e l o , en l a s u p e r f i c i e , y s u transmisión.

La F i g . 4-1 m.uestra e l c i c l o hidrológico, que es l a precipitación de agua de l a s nubes y su infiltración a l s u b s u e l o o su c u r s o en pequeñas c o r r i e n t e s h a c i a ríos, l a g o s y océanos, s e g u i d o s de l a evaporación y transpiración de agua h a c i a l a atmósferíi.

Las c a n t i d a d e s que o c u r r e n de precipitación y de evaporación/transpiración son útiles p a r a d e f i n i r l a c a n t i d a d de agua d i s p o n i b l e p a r a consumo humano.

La precipitación es c u a l q u i e r fiprma de humedad (o agua) que se o r i g i n a en l a s nubes y cae a ' l a t i e r r a .

Radiación s o l a r , t e m p e r a t u r a d e l a i r e , humedad, v e l o c i d a d d e l a i r e y humedad en e l s u e l o son f a c t o r e s meteorológicos que i n f l u y e n en l a evaporación y l a transpiración.

SUMINISTRO DEL SUBSUELO.-

E l agua d e l s u b s u e l o es i m p o r t a n t e p o r q u e se d i s p o n e de e l l a p o r m edio de p o z o s y p o r q u e una g r a n proporción de l a que c i r c u l a en pequeñas c o r r i e n t e s y ríos p r o v i e n e de ahí.

En l a l l a m a d a zona de aereación l o s e s p a c i o s d e l s u e l o t i e n e n t a n t o agua como a i r e . E s t a zona, que puede t e n e r d i m e n s i o n e s desde c a s i c e r o h a s t a - a l g u n o s p i e s de e s p e s o r , c o n t i e n e t r e s t i p o s de humedad. E l agua de gravedad, que está en tránsito después de una t o r m e n t a a través de l o s p o r o s y e s p a c i o s más g r a n d e s ; e l ag'ua capilar, que está c o n t e n i d a en l o s p o r o s y e s p a c i o s p o r c a p i l a r r i d a d , y está d i s p o n i b l e p a r a l a s p l a n t a s ; y e l agua higroscópica, que. está c o n t e n i d a p o r l a acción de f u e r z a s i n t e r m o l e c u l a r e s a excepción de l u g a r e s y c l i m a s S€;cos .

Figure 4-1 The hydrologic cycie.

3

La zona de saturación, que se e n c u e n t r a d e b a j o de l a zona de aereación, c o n t i e n e en c a m b i o agua en c a n t i d a d e s t a l e s que se puede d i s p o n e r d i r e c t a m . e n t e de e l l a . En. l a s u p e r f i c i e e n t r e l a s dos z o n a s , l l a m a d a s u p e r f i c i e freática, l a presión hidrostática en e l agua es i g u a l a l a atmosférica. E l e s t r a t o de. l a zona. de saturación que c o n t i e n e una c a n t i d a d s u b s t a n c i a l de agua se l l a m a a c u l f e r o . Un acuífero se puede e x t e n d e r g r a n d e s p r o f u n d i d a d e s p e r o a más de 600 m (2,000 f t ) se e n c u e n t r a muy p o c a agua d e b i d o a que e l s u b s u e l o y a no es m,uy p o r o s o .

SUMIN.ISTROS SUPERFICIALES.

E l agua de l o s ríos y pequeñas c o r r i e n t e s puede v a r i a r en un l a p s o de un año y aún de u.na semana, y l a c a l i d a d es r e s t r i n g i d a p o r v a r i a s f u e n t e s / i / d e contaminación. S i un río t i e n e u n f l u j o p r o m e d i o de 10 f t ^ / s e g , e s t o s i g n i f i c a que con c i e r t a f r e c u e n c i a e l f l u j o es menos de e s o s 10 f t ^ / s e g . S i una comiunidad desea a b a s t e c e r s e d e l agua de ese río su demanda deberá s e r i n f e r i o r a l f l u j o d e l mismo c o n e l propósito de a s e g u r a r s u a b a s t e c i m i e n t o .

En épocas s e c a s podría no s a t i s f a c e r s e l a demanda de agua en l a com.unidad, p o r l o que se hace n e c e s a r i a l a construcción de r e s e r v o r i o s de a l m a c e n a m i e n t o p a r a l l e n a r l e s d u r a n t e l a s épocas de l l u v i a . E s t o s r e s e r v o r i o s d eben t e n e r c a p a c i d a d s u f i c i e n t e p a r a s a t i s f a c e r l a demanda en e s a s épocas. . .

Un método p a r a o b t e n e r e l tamaño a p r o p i a d o d e l r e s e r v o r i o es p o r e l m e d i o de l a c u r v a de. masa, c u y a aplicación se i l u s t r a en e l s i g u i e n t e e j e m p l o . ' '

EJEMPLO 4 . 1 . {Pág. 70) . Se r e q u i e r e u n r e s e r v o r i o p a r a p r o v e e r un f l u j o c o n s t a n t e de 15 c f s . Los r e g i s t r o s m e n s u a l e s de f l u j o p o r precipitación so n l o s s i g u i e n t e s ;

4

'7- m i l l o n e s m i l l o n e s de MES de f t ^ f t ^ ( a c u m u l a d o )

ENE l 50 50 FEB 1 60 110 lAAR 70 180 ABR 4 4 0 22 0 MAY 32 252 JUN 2 0 272 üUL 50 322 AGO í 8 0 402 SEP 10 412 OCT í 0 50 462 NOV 6 0 522 DTC 80 602

D e t e r m i n a r e l v o l u m e n d e l r e s e r v a r l o a p a r t i r de e s t o s d a t o s .

SOLUCION: .

Con l o s d a t e s a n t e r i o r e s se puede c o n s t r u i r l a gráfica com.o l a que se m u e s t r a en l a F i g u r a 4-2.

La demanda de agua es c o n s t a n t e a 15 c f s , es d e c i r ,

1 5 ^ x 6 0 - ^ x 6 0 = x 2 4 A ^ 3 0 ^ ^ 38.8x10^ fi^ f n^es seg m i n // día mes

Luego e s t e f l u j o se puede e x p r e s a r como:

= 3S.S-mmones.de. fí\

o b i e n ,

dQ-3 8.Bdt

J.ntegrando p a r a un t i e m p o i n i . c i a l i g u a l a c e r o en e l que e l f l u j o es también c e r o , h a s t a u n t i e m i p o t y un, f l u j o Q:

5

de donde,

; • . Q=3 8 . 8 t + C i

Que es una líea de posición no d e f i n i d a , a menos que se d e t e i r m i n e e l v a l o r de l a c o n s t a n t e c^.

P a r a t = 3 Q=180 => 1 8 0 = 3 8 . 8 ( 3 ) +

C i - 6 3 .6 ,

.-. Q=38.8t + 63.G

P a r a t = 7 Q=335.2 ( p u n t o para.,"lpoyar l a r e c t a p e n d i e n t e )

y u s a n d o l a ecuación:

p a r a t = o; es d e c i r , e l s e x t o mes, que p r e s e n t a e l p u n t o más b a j o en esa p a r t e de l a c u r v a , Q=296.4 ( m i l l o n e s de f t ' ) ; p e r o l o s d a t o s t a b u l a d o s s o l a m e n t e i n d i c a n 272 m i l l o n e s de

•=> 296.4 - 272 = 24.4 que es l a c a p a c i d a d r e q u e r i d a e n e s a época

Para , t = 8 0=402 => 402 = 3 3 . 8 ( 8 ) +

C i = 9 1 . 6

.-. Q=38 . 8 t + 91 . 6

Para t=-.10 .5 Q=499 ( p u n t o p a r a a p o y a r l a r e c t a p e n d i e n t e )

=ü

y u s a n d o 1 a e c u a c i ó n :

6

p a r a t = 9 ; es d e c i r , e l n o v e n o mes, que p r e s e n t a e l p u n t o más b a j o en esa p a r t e de l a c u r v a , Q=440.8 ( m i l l o n e s de f t ' ' ) ; p e r o l o s d a t o s t a b u l a d o s s o l a m e n t e i n d i c a n 412 m i l l o n e s de

440.8 - 412 = 28.8 « 29 que es l a c a p a c i d a d r e q u e r i d a en esa época

Por t a n t o , l a c a p a c i d a d d e l r e s e r v o r i o t i e n e qué s e r de 30 i m i l l o n e s de f t ' ^ , p o r l o menos.

o

6 0 0

B50

5 0 0

4 5 0

4 0 0

350

300

250

ZOO

Í50

100

50

I a I i I

3 0 X I C * cu f l /

60 X 10* cu 11

VrJ/

J F M A M J J A S o N D

Monlh

M g u n ; 4 - 2 Miiss curve for i lclciiniii ing rc(|uirccl i c s e r v o i r ea()nci(y.

TR?VT,/\MIENTO DEL AGUA.

Algunos acuíferos y aguas de s u p e r f i c i e t i e n e n una c a l i d a d d e l líquido t a l que puede ser usado d i r e c t a m e n t e para consumo humano, irrigación, procesos i n d u s t r i a l e s y c o n t r o l de i n c e n d i o s .

S i n embargo, en l u g a r e s densamente poblados se r e q u i e r e de un l;ratamiento d e l agua p r e v i o a su distribución.

Las características d e l agua d e t e r m i n a n e l método de t r a t a m i e n t o . Los sistemas públicos de s u m i n i s t r o generalmente son para consumo humano, a s i comto en l a i n d u s t r i a y l o s i n c e n d i o s , pero e l máximo nÍA/el de uso, consumo humano, d e f i n e e l grado de tratamáento. De manera que e l enfoque en es t a caso es hacía l a s tecnologías que producen agua p o t a b l e .

La p l a n t a típica de t r a t a m i e n t o de aguas se p r e s e n t a en l a f i g u r a 5-1. Estas p l a n t a s se diseñan para e l i m i n a r o l o r e s , c o l o r y t u r b i d e z así como Pactólas y o t r o s c o n t a m i n a n t e s .

COAGULACION Y FLOCULACION.

Casi todas l a s aguas a ser t r a t a d a s t i e n e n una gran t u r b i d e z debido a pequeñas partículas c o l o i d a l e s , de a r c i l l a y de s i e n o , que t i e n e n una carga electrostática n a t u r a l que l e s mantiene en movimiento continuamente y e v i t a l a s c o l i s i o n e s e n t r e e l l a s y su aglomeracj.ón.

Las partículas cargadas negativamente a t r a e n partículas de carga p o s i t i v a que forman una capa a l r e d e d o r de e l l a s haciendo que se r e p e l a n unas a o t r a s .

La adición de c a t i o n e s t r i v a l e n t e s hace que se disminuya l a carga n e g a t i v a y con e s t o l a s f u e r z a s de repulsión; de e s t a forma l a s partículas no se r e p e l e n y más b i e n se atraen, y se aglo ; v i e r a n .

E l catión t r i v a l e n t e que generalmente se a d i c i o n a a l agi,ia es e l a l u m i n i o (como s u l f a t o de alum.i.nio) , cuya ventana a d i c i o n a l es l a formación de óxidos (hidróxidos) que p r e c i p i t a n , de acuerdo a l a reacción:

Al ' " + OK"" -> A l (OH) 3 i

S í o m

fttá

From Wotír .

0 @

KEY:

0 @ t"

- Coogulaíion ond Fioceulaíion Fiocciikition bctin J

Ropid totrxj f i t í t r

5 ' - O i i i n < « c t k i n « i t h chlorina

f : C i « o n watir tforafi* b o t í n ( C I « o r « r t i i )

^ : Pump

®

To D¡»ífib«tic«i

^0

Figure 5-1 Movement of water throügh a typical water treatment plant.

3

Elste proceso se denoniina f loculación o coagulación y se rep)resenta en l a s etapas 1 y 2 de la. f i g u r a 5-1.

ASENTAMIENTO.

Los flóculos que se forman deben ser luego separados d e l agua, ésto se efectúa en tanques de asentamiento que se r e p r e s e n t a n en l a etapa 3 de l a f i g u r a 5-1 y un poco .más en d e t a l l e en l a f i g u r a 5-3. Los elementos críticos de u.n tanque de asentamiento son l a s c o n f i g u r a c i o n e s de e n t r a d a y s a l i d a d e l agua.

Figure 5-3 Schematíc of a common settling tank.

La descarga d e l lo d o de a l u m i n i o que se a s i e n t a se hace a i n t e r v a l o s de v a r i a s semanas ya que no es a l t a m e n t e bíodegradable.

E l agua que s a l e d e l asentador es práct icam-e.nte c l a r a pero una mej o r clarificación se l o g r a en un f i l t r o rápido de arena.

FILTRACION.

La acción f i l t r a n t e de l a s capas d e l subsuelo debido a su e s t r u c t u r a porosa ha s e r v i d o como ejemplo para e l diseño de

4

l o s f i l t r o s ' rápidos de arena que se u t i l i z a n después d e l asent a m i e n t o y cuya f i g u r a se muestra enseguida, f i g u r a 5 - 4 .

Cuando e l f i l t r o se taponea con e l l o d o , se debe l i m p i a r y es t o se hace con agua l i m p i a que se hace c i r c u l a r íabriendo l a s válvulas y D que se muestran en l a f i g u r a . Durante e l lavado d e l f i l t r o l a s válvulas A y C estén c e r r a d a s , m i e n t r a s que d u r a n t e l a operación normal de filtración están a b i e r t a s , en cambio, B y D c e r r a d a s .

i — í — I

lomtx

Figure 5-4 Schematíc of a rapid sand filler.

DESINFECCION. '

Después de l a filtración, se da un t r a t a m i e n t o f i n a l a l agua con c l o r o , que se denomina desinfección, y c o n s i s t e en e x t e r m i n a r l o s microorganismos c o n t e n i d o s en e l agua, algunos de l o s c u a l e s son patógenos (que causan enfermedades a l organismo humano).

E l c l o r o se b u r b u j e a a l agua y cuando e n t r a en c o n t a c t o con c u a l q u i e r m a t e r i a orgánica, i n c l u y e n d o microorganismos, l e s o x i d a y él se reduce a c l o r u r o s i n a c t i v o s . . .

E l c l o r o gaseoso es muy s o l u b l e en agua y forma rápidamente ácido h i p o c l o r o s o p or hidrólisis:

C I 2 + H2O = HOCl -(• H' + Cl"

e l ácido h i p o c l o r o s o se ioni.za de acuerdo a:

HOCl = OCl' + H'

A l a s t e m p e r a t u r a s d e l agua en t r a t a m i e n t o esas r e a c c i o n e s son mtuy rápidas, l a primiera o c u r r e en cuestión de segundos y l a segunda es instantánea. H0C5_!j?' y OCl" son d e s i n f e c t a n t e s muy e f e c t i v o s y se denominan cloró- l i b r e en e l agua, que matan a l a s b a c t e r i a s patógenas d e s i n f e c t a n d o así a l agua.

En algunas p l a n t a s de tra t a . m i e n t o de agua se a d i c i o n a flúor además de c l o r o ; ya que en c o n c e n t r a c i o n e s apropiadas previenen, l a c a r i e s d e n t a l en niños y a d u l t o s jóvenes.

E l agua c l a r a y d e s i n f e c t a d a se bomibea a l sistema de distribución que-.se use.

TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES.

E l propósito de t r a t a r l a s aguas r e s i d u a l e s es d i m i n u i r su e f e c t o adverso en l a s c o r r i e n t e s de agua en l a s que se descargan, y por ende en e l medio ambiente.

Las aguas r e s i d u a l e s generalmente están compuestas de aguas negras, descargas i n d u s t r i a l e s y aguas de infiltración.

Las aguas i n d u s t r i a l e s varían según e l tamaño y t i p o de i n d u s t r i a , a s i como d e l t r a t a m i e n t o p r e v i o que se l e s da antes de d e s c a r g a r l a s a l d r e n a j e . Estas aguas comúnmente no t i e n e n problemas de BOD y sólidos suspendidos pero s i de metales tóxicos, m a t e r i a l e s r a d i o a c t i v o s , orgánicos r e f r a c t a r i o s , e t c . Comúnmente, l a s i n s t i t u c i o n e s r e g u l a d o r a s imponen r e s t r i c c i o n e s en t a l e s descargas de manera que p r e s i o n a n a l a s i n d u s t r i a s para que t r a t e n sus aguas antes de d e s c a r g a r l a s a l o s d r e n a j e s .

Las características de l a s aguas negras, en cambio, t i e n d e n a v a r i a r con e l tiempo y de una comunidad a o t r a . S i n embargo, se pueden e s t a b l e c e r l a s s i g u i e n t e s características como l a s de un agua negra típica:

TABLA 1. CARACTERISTICAS TIPICAS DEL AGUA RESIDUAL. Parámetro v a l o r típico

DBO 200 mg/1 Sólidos en suspensión (SS) 180 mg/1 Fósforo 8 mg/1 N2 orgánico y como NH3 40 mg/1 pH 6.8 DQO 500 mg/1 T o t a l de sólidos 720 mg/1

Si v a r i a s ciudades descargan sus aguas r e s i d u a l e s a un mismo río o c o r r i e n t e de agua pequeña se t i e n e l a a l t e r n a t i v a de que cada c i u d a d descargue con c i e r t a s e s p e c i f i c a c i o n e s o b i e n que todas l a envíen a una p l a n t a de t r a t a m i e n t o g e n e r a l , como se muestra en l a f i g u r a 7-1:

2

TOWNi A í

; T O W N ! V s !

W T P ]

¡ T O W N * I ^ f » V I

WTP r 1 J T O W N L ¡ o I

WTf> 3 =

SCHEME

; T O W N ;

L e . . ] r - - - - - j ¡ T O W N *

SCHEME 2

Figure 7-1 Two wastewater treatment pptioas for severíü smail cotanwníties.

E l u b i c a r una p l a n t a g e n e r a l de t r a t a m i e n t o , que tendría qué ser en l a p a r t e más b a j a d e l f l u j o de l a c o r r i e n t e o r i o , implicaría que l a p l a n t a tendría qué ser muy e f i c i e n t e y dar un buen t r a t a m i e n t o a l agua antes de d e s c a r g a r l a s para e v i t a r luego a l t a s DBO en l a c o r r i e n t e , m i e n t r a s que l a s p l a n t a s pequeñas podrían t e n e r descargas con r e s t r i c c i o n e s menos e x i g e n t e s y aprovechar l a capacidad a s i m i l a t i v a de l a c o r r i e n t e para e v i t a r l e a l t a s DBO.

Hay dos o b j e t i v o s i m p o r t a n t e s en e l t r a t a m i e n t o de l a s aguas r e s i d u a l e s , p r i m e r o , debe ser t r a t a d a solamente para r e d u c i r l a s c o n c e n t r a c i o n e s de algunos de sus componentes que causen daño a l ambiente o a l a s a l u d , l o que no s i g n i f i q u e un problema no t i e n e qué ser e l i m i n a d o d e l agua; segundo, l a disminución de esos componentes es solamente h a s t a l o s n i v e l e s r e q u e r i d o s . Por t a n t o , e l t i p o y grado de t r a t a m i e n t o

3

dependen de l a c a l i d a d i n i c i a l d e l agua y de l a s e s p e c i f i c a c i o n e s de l a l o c a l i d a d . Un ejemplo i n i c i a l de l a composición d e l e f l u e n t e se puede c o n s i d e r a r a l a s i g u i e n t e :

E l t r a t a m i e n t o de aguas r e s i d u a l e s de e s t e t i p o se efectúa en c u a t r o etapas.

PRETRATAMIENTO.

El o b j e t i v o d e l p r e t r a t a m i e n t o es e l de e l i m i n a r l o s sólidos gruesos f l o t a n d o y en suspensión en e l agua r e s i d u a l . Esto se hace por medio de c r i b a s en l a s que se separan l o s m a t e r i a l e s cuyo tamaño es mayor a 1", como se i l u s t r a en l a f i g u r a 7-4 ; y en asentadores ( c o n s i s t e n t e s en tanques de gran volumen) e l r e s t o de l o s sólidos, p r i n c i p a l m e n t e arenas, después de d i s m i n u i r l e s e l tamaño h a s t a unos 0.3 cm o menos en equipo como e l que se muestra en l a f i g u r a 7-5. Los sólidos orgánicos en suspensión no se e l i m i n a n en e s t a etapa dado su menor peso específico que l a s arenas, y a l f i n a l de e l l a e l agua está solamente un poco más l i m p i a desde e l punto de v i s t a de l o s sólidos c o n t e n i d o s .

DBO: < 15 mg/1 SS < 15 mg/1 P < 1 mg/1

W A S T E W A T E R T R E A T M E N T 101

Bars w i t h l - i n c h apoces

I ' <—.

F i g u r e 7-4. Bar s c r e e n used i n wastewater treatment.

4

• Motor B l a d * I n i l d * soraan (not ahown)

Figure 7-5 A comminutor used to grind up large stitids.

TRATAMIENTO PRIMARIO.

E l agua r e s i d u a l c o n t e n i e n d o m a t e r i a orgánica f i n a en suspensión se pasa luego a l t r a t a m i e n t o p r i m a r i o que c o n s i s t e en separar esos sólidos en un tanque de asentamiento llamado c l a r i f i c a d o r p r i m a r i o , como l o s que se i l u s t r a n en l a f i g u r a 7-6. Los sólidos que se a s i e n t a n y separan se denominan lodos y generalmente t i e n e n mal o l o r y un a l t o c o n t e n i d o de agua, características que d i f i c u l t a n su p o s t e r i o r manejo y disposición.

Eftiuant

Effruant

Figure 7-6 Settling tanks (clariflers). Top drawing shows a rectangular settling tank, and thc lowcr drawing ts a circular tank.

5

Estos l o d o s deben e s t a b i l i z a r s e para r e t a r d a r su p o s t e r i o r descomposición y eliminárseles e l agua para su fácil manejo y disposición.

Los lodos d e l c l a r i f i c a d o r p r i m a r i o , j u n t o con l o s sólidos de o t r a s etapas son t r a t a d o s y usados de manera s i m i l a r .

E l t r a t a m i e n t o p r i m a r i o c o n s i s t e por t a n t o p r i n c i p a l m e n t e en l a eliminación de sólidos orgánicos, y puesto que éstos son causantes de un inc r e m e n t o en l a DBO d e l agua r e s i d u a l , en consecuencia a l g o de esa DBO es también e l i m i n a d a . E l s i g u i e n t e análisis es típico d e l agua r e s i d u a l antes y después d e l t r a t a m i e n t o p r i m a r i o :

DBOs, mg/1 SS, mg/1 P, mg/1

agua entrando 200 180 8

desp. d e l t r a t a ­m i e nto p r i m a r i o

150 50 7

Una c a n t i d a d s u b s t a n c i a l de sólidos en suspensión es e l i m i n a d a a s i como a l g o de l a DBO y un poco de fósforo como consecuencia de l a eliminación d e l l o d o .

E l agua r e s i d u a l pasa luego a l a etapa d e l t r a t a m i e n t o s e c u n d a r i o .

TRATAMIENTO SECUNDARIO.

Se efectúa en tanques a l a r g a d o s en uno de cuyos extremos se carga e l agua d e l t r a t a m i e n t o s e c u n d a r i o .

E l propósito p r i n c i p a l de e s t e t r a t a m i e n t o es e l i m i n a r l a demanda bioquímica de oxígeno (DBO) d e l agua r e s i d u a l pues ésta v i e n e d e l t r a t a m i e n t o p r i m a r i o con un a l t o c o n t e n i d o de moléculas de a l t a energía como sólidos f i n o s que serán descompuestas por acción de b a c t e r i a s , lógicamente con uso de oxígeno; generalmente l a forma en que se a c t i v a a estos microorganismos es por medio de algún mecanismo de aereación ya que l a acción de l a atmósfera s o l a no es s u f i c i e n t e .

La p r e s e n c i a de l o s microorganismos es fundamental y lógicamente cuanto mayor sea l a c a n t i d a d de e l l o s en e l agua r e s i d u a l más rápida será l a degradación de l o s orgánicos c o n t e n i d o s en l a misma; s i n embargo e l agua r e s i d u a l p r o v e n i e n t e d e l t r a t a m i e n t o p r i m a r i o no t i e n e s u f i c i e n t e s microorganismos y se r e c u r r e a l a adición o reuso de éstos en forma de un l o d o a c t i v a d o .

6

La adición de l o d o a c t i v a d o i m p l i c a l a recirculación o reuso de microorganismos que se separan por asentamiento en un c l a r i f i c a d o r f i n a l después de haber degradado toda l a m a t e r i a orgánica a CO2 y H2O y o t r o s compuestos e s t a b l e s . Obviamente d u r a n t e l a descomposición de l o s orgánicos l o s microorganismos también se reproducen y aumenta l a c a n t i d a d de e l l o s en cada recirculación h a s t a l l e g a r a un l i m i t e que no habrá de pasarse pues se ocasionarían bloqueos en e l c l a r i f i c a d o r y e l sistema de bombeo, por l o que p a r t e de e l l o s se purga de e s t a etapa denominada t r a t a m i e n t o s e c u n d a r i o . La disposición de e s t o s lodos conteniendo b a c t e r i a s es uno de l o s aspectos más difíciles d e l t r a t a m i e n t o de r e s i d u o s . Los microorganismos en l o s lodos asentados son d e s p r o v i s t o s de m a t e r i a orgánica y oxígeno por l o que a d q u i e r e n e l carácter de a c t i v a d o s a l r e q u e r i r de l o s elementos n e c e s a r i o s para s o b r e v i v i r y l o c o n v e n i e n t e es r e c i r c u l a r l e s a l punto donde se ponen en c o n t a c t o con l o s componentes d e l agua p r o v e n i e n t e d e l t r a t a m i e n t o s e c u n d a r i o .

Hay v a r i a s maneras de poner en c o n t a c t o a l a s b a c t e r i a s con e l e f l u e n t e d e l t r a t a m i e n t o s e c u n d a r i o y se muestran gráficamente en l a f i g u r a 7-9. Una c o n s i s t e en i n y e c t a r a i r e en e l punto donde se carga e l e f l u e n t e d e l t r a t a m i e n t o p r e v i o a s i como a i r e a d i c i o n a l donde sea r e q u e r i d o , m i e n t r a s que o t r a c o n s i s t e en i n t r o d u c i r e l agua r e s i d u a l en v a r i o s puntos d e l tanque de t r a t a m i e n t o u n i f o r m i z a n d o l a demanda i n i c i a l de oxígeno. Una t e r c e r a p a r t e es l a estabilización y c r e c i m i e n t o de l a s b a c t e r i a s en un tanque separado ahorrando espacio a l tanque p r i n c i p a l .

Air

1nftu«nt D

R«ttirn fihKtQ»

To|>«r9<l A«ration

H3 átr

tnftutnt

I A e r o t i o n

n \

Stftp Atrdtton

Figure 7-9 Tapercd and step aeration schematics.

7

Hay dos maneras p r i n c i p a l e s de i n t r o d u c i r e l a i r e a l tanque de t r a t a m i e n t o s e c u n d a r i o y se muestran en l a s i g u i e n t e f i g u r a ( 7 - 1 1 ) . Uno c o n s i s t e en i n y e c t a r a i r e comprimido a través de d i f u s o r e s y o t r o en a g i t a r mecánicamente en n i v e l e s d e l líquido muy próximos a l a s u p e r f i c i e .

Air htodtr

Oiffused Aeration

10-

9^

a Motor

O

o- <*

Mschanical Aeration

F i g u r a 7-11. D i f u s e d a e r a t i o n and mechanical a e r a t i o n ,

E l t r a t a m i e n t o s e c u n d a r i o , por t a n t o , c o n s i s t e en una etapa biológica para e l i m i n a r una p a r t e s u b s t a n c i a l de l a DBO y e l

8

r e s t o de l o s sólidos c o n t e n i d o s . Observando nuevamente e l agua r e s i d u a l t i p l e a , después de e s t a etapa c o n t i e n e ;

agua desp. d e l t r a t a - desp. d e l t r a t a -e n t r a n d o m i e n t o p r i m a r i o m iento s e c u n d a r i o

D B O 5 , mg/1 200 150 15 SS, mg/1 180 50 15 P, mg/1 8 7 6

encontrándose que l a DBO y l o s sólidos suspendidos se encu e n t r a n d e n t r o de l o s l i m i t e s e s t a b l e c i d o s , solamente e l fósforo es aún a l t o . La eliminación de químicos inorgánicos como fósforo se efectúa en e l t r a t a m i e n t o t e r c i a r i o o t r a t a m i e n t o avanzado.

TRATAMIENTO TERCIARIO (TRATAMIENTO AVANZADO).

En e s t a etapa d e l t r a t a m i e n t o de agua r e s i d u a l se disminuye aún más l a DBO y se e l i m i n a n nitrógeno y fósforo; en algunos casos también o t r o s compuestos inorgánicos.

E l t r a t a m i e n t o t e r c i a r i o o t r a t a m i e n t o avanzado se efectúa en un estanque hecho en e l s u e l o a l que l e l l a m a estanque de oxidación. En él se c o n f i n a e l e f l u e n t e de l a p l a n t a antes de ser descargado y debe ser aeróbico, por l o que se r e q u i e r e que haya penetración de l a l u z para e l c r e c i m i e n t o de algas a s i como una gran s u p e r f i c i e para l a disolución de oxígeno. Las r e a c c i o n e s que o c u r r e n en e l estanque de oxidación se muestran en l a f i g u r a 7-12.

Otro método para d i s m i n u i r l a DBO c o n s i s t e en pasar e l agua r e s i d u a l por t o r r e s de carbón a c t i v a d o , en e l que se adsorben compuestos orgánicos e inorgánicos para ser e l i m i n a d o s a l l i m p i a r y r e g e n e r a r e l carbón. La regeneración d e l carbón se hace calentándolo en ausencia de oxígeno.

9

Algo* j

Orgoníc» Oj

AfKí«robÍc boct«ria . ^ Orgonic» CH4 + WH5 ,-f; C O ^ . .

IPIgore 7-12 Simplifíed reactit>ns within an oxidalion pond.

La eliminación d e l nitrógeno se hace t r a t a n d o e l agua vigorosamente para p r o d u c i r i o nes n i t r a t o a p a r t i r d e l NH3 por oxidación con l a p r e s e n c i a de b a c t e r i a s como l a s Nitrosomonas y l a s N i t r o b a c t e r i a s de acuerdo a l a s r e a c c i o n e s :

2NH; +30, NUTosomonas ^2N0; +2H.O + 4H-

INO: + O. N¡lroba!enas

Estas r e a c c i o n e s son l e n t a s y r e q u i e r e n de tiempos de retención l a r g o s en e l tanque de aereación a s i como s u f i c i e n t e oxigeno d i s u e l t o .

Una vez que e l amoniaco ha s i d o t r a n s f o r m a d o a i o n e s n i t r a t o , éste es r e d u c i d o a nitrógeno en p r e s e n c i a de b a c t e r i a s anaeróbicas como l a s Pseudomonas y de una f u e n t e de carbón; este proceso se l l a m a denitrificación y como a p o r t a d o r de carbón generalmente se usa e l metanol ( C H 3 O H ) :

10

6N0¡ + 2CHflH > 6NO; + ICO. t + 4//.0

La remoción de fósforo se hace por vías químicas, l o s r e a c t i v o s generalmente usados son l a c a l , Ca(OH)2, y e l alum, A I 2 (504 ) 3 . E l i o n c a l c i o se combina con e l f o s f a t o para formar un p r e c i p i t a d o i n s o l u b l e b l a n c o llamado h i d r o x i a p a t i t o en a l t o s pH:

+ X^CaiOK). ^ ^Ca,(PO,),,Ca{OH), +180//

E l i o n a l u m i n i o d e l alum^ forma f o s f a t o de a l u m i n i o poco s o l u b l e :

Ar' + po¡' ̂ Áipo, i

tamJoién se forman hidróxidos de a l u m i n i o que ayudan a l o s f o s f a t o s a p r e c i p i t a r :

AL' + 30H" A l (OH;

todos e s t o s p r e c i p i t a d o s se a s i e n t a n en un c l a s i f i c a d o r f i n a l y se separan.

Después d e l t r a t a m i e n t o avanzado se puede hacer una comparación de l a c a l i d a d d e l agua en cada etapa:

agua 1er. t r a t a - 2o - t r a t a - 3er, t r a t a -e n t r a n d o m i e n t o m i e n t o miento

DBO5, mg/1 200 150 15 10 SS, mg/1 180 50 15 10 P, mg/1 8 7 6 0,5

11

Una a l t e r n a t i v a a usarse en l u g a r d e l t r a t a m i e n t o avanzado c o n s i s t e en r o c i a r e l e f l u e n t e d e l t r a t a m i e n t o s e c u n d a r i o sobre l a t i e r r a y d e j a r que l o s microorganismos d e l s u e l o degraden a l o s orgánicos remanentes; parece ser l o más ra z o n a b l e sobre sistemas complejos y caros para pequeñas comunidades; a e s t e método se l e denomina t r a t a m i e n t o en l a t i e r r a y l a forma más prometedora de u s a r l o es l a irrigación. Normalmente se r e q u i e r e n de 1,000 a 2,000 hectáreas de t i e r r a por cada m'/seg de agua r e s i d u a l .

TRATAMIENTO Y DISPOSICION DE LOS LODOS.

PRINCIPALES DEFINICIONES.

ENDOGENO: QUE SE ORIGINA O NACE EN EL INTERIOR, COMO LA CÉLULA QUE SE FORMA DENTRO DE OTRA; QUE SE ORIGINA EN VIRTUD DE CAUSAS INTERNAS.

ENZIMA: CUALQUIERA DE LAS SUSTANCIAS QUE SE ELABORAN EN LAS CÉLULAS VIVAS Y QUE ACTÚAN COMO CATALIZADORES DE TODOS LOS PROCESOS BIOQUÍMICOS DEL ORGANISMO ANIMAL O VEGETAL.

Los l odos se generan en e l c l a r i f i c a d o r p r i m a r i o d e l t r a t a m i e n t o p r i m a r i o a l e l i m i n a r p a r t e de l o s sólidos suspendidos que l l e g a n a l a p l a n t a de t r a t a m i e n t o ; son alt a m e n t e p u t r e f a c t o s por l a m a t e r i a orgánica y l a s b a c t e r i a s que c o n t i e n e n y muy húmedos (96 % agua). Se producen también en e l t r a t a m i e n t o s e c u n d a r i o como lodos a c t i v a d o s que co n t i e n e n exceso de microorganismos pues éstos c o n v i e r t e n solamente poca energía de l o s orgánicos a CO2 y H2O y muchos de l o s nuevos organismos, de ahí que se c o n s i d e r e que l a eliminación de l a DBO sea un proceso que d e s p e r d i c i a energía. La masa de lo d o a c t i v a d o p r o d u c i d o p or masa de DBO e l i m i n a d a se expresa como una relación: kg SS/kg DBO e l i m i n a d a . La eliminación de fósforo en e l t r a t a m i e n t o avanzado en forma de h i d r o x i a p a t i t o y l a de a l u m i n i o como hidróxidos y f o s f a t o s de a l u m i n i o también generan excesos de sólidos de l o s que se t i e n e qué d i s p o n e r de alguna f orm^a.

Se podría a h o r r a r gran c a n t i d a d de d i n e r o , así como e v i t a r problemas, s i se p u d i e r a n almacenar solamente; pero estos lodos t i e n e n t r e s características p or l a s que no se puede d e c i d i r p or e s t a s i m p l e solución:

- crean un aspecto desagradable a l almacenarse, t i e n e n mal o l o r .

son p o t e n c i a l m e n t e n o c i v o s , pues c o n t i e n e n organismos pai:ógenos.

- y t i e n e n una gran c a n t i d a d de agua.

E l diagrama de f l u j o muestra un aspecto g e n e r a l d e l t r a t a m i e n t o que se da a estos l o d o s .

ESTABILIZACION DE LOS LODOS.

E l propósito de l a estabilización de l o s lodos es d i s m i n u i r l o s problemas asociados con su p u t r e f a b i l i d a d , su o l o r y l a pr e s e n c i a de organismos patógenos.

2

La estabilización de l o s lodos se l o g r a por dos medios p r i n c i p a l e s :

- digestión a e r o b i a , - digestión a n a e r o b i a .

La digestión a e r o b i a c o n s i s t e básicamente en c o l o c a r a l o s lodos en tanques de aereación por tiempos prolongados, p e r m i t i e n d o a l o s sólidos concentrados e n t r a r en una fase de respiración endógena en l a que unos microorganismos se a l i m e n t a n por l a destrucción de o t r o s , e s t o r e s u l t a en una reducción de l o s sólidos t o t a l e s y de l o s volátiles; s i n embargo, l o s sólidos generados en l a disgestión a e r o b i a son más difíciles de ser t r a t a d o s para e l i m i n a r l e s e l agua, que l o s sólidos de l a digestión a n a e r o b i a .

La descomposición a n a e r o b i a de l o s orgánicos, que es l a más comúnmente usada, se muestra en e l s i g u i e n t e f l u j o g r a r a a :

Orgánicos i n s o l u b l e s

Enzimas extraceluíares

i Orgánicos s o l u b l e s

B a c t e r i a s produc­t o r a s de ácidos

B a c t e r i a s A cidos volátiles CO9 + H-

Otros p r o d u c t o s

B a c t e r i a s produc­t o r a s de metano

¿ CH4 + CO:

Células b a c t e r i a l e s

3

Los orgánicos i n s o l u b l e s son d i s u e l t o s con l a p r e s e n c i a de enzimas extraceluíares, es d e c i r , se t r a n s f o r m a n en orgánicos s o l u b l e s que, por l a acción de voraces b a c t e r i a s p r o d u c t o r a s de ácido (microorganismos anaerobios) son tr a n s f o r m a d o s en ácidos orgánicos volátiles; éstos ácidos p o s t e r i o r m e n t e son degradados por un grupo de b a c t e r i a s e s t r i c t a m e n t e anaerobias llamadas b a c t e r i a s formadoras de m.etano. Puesto que son e s t r i c t a m e n t e a n a e r o b i a s son incapaces de f u n c i o n a r en p r e s e n c i a de oxígeno y muy s e n s i t i v a s a c o n d i c i o n e s t a l e s como t e m p e r a t u r a , pH y p r e s e n c i a de t o x i n a s , y e l éxito d e l t r a t a m i e n t o a n a e r o b i o depende d e l c o n t r o l adecuado de l a s c o n d i c i o n e s para l a s b a c t e r i a s formadoras de ácido.

La descomposición ana e r o b i a en l a p l a n t a generalmente se efectúa en dos t i p o s de d i g e s t o r e s , que se muestran en e l s i g u i e n t e esquema, f i g u r a 8-2:

SufMrtWtQfil

F i g u r e 8-2. Anaerobio sludge d i g e s t e r s .

4

E l d i g e s t o r p r i m a r i o es tapado, c a l e n t a d o a unos 35 °C y a g i t a d o para i n c r e m e n t a r l a v e l o c i d a d de l a reacción, m i e n t r a s que e l s e c u n d a r i o no es c a l e n t a d o n i a g i t a d o y se usa para c o n c e n t r a r y a s e n t a r e l l o d o , así como para almacenar l o s gases que se desprenden en e l d i g e s t o r p r i m a r i o , p or l o que l a c u b i e r t a debe s u b i r y b a j a r según e l c o n t e n i d o de gases para que no se p r e s u r i s e . E l l i q u i d o que se separa se r e t o r n a a l a p l a n t a p r i n c i p a l para p o s t e r i o r t r a t a m i e n t o y l o s sólidos se descargan para luego a s e n t a r l o s .

E l gas p r o d u c i d o en e l d i g e s t o r p r i m a r i o c o n t i e n e s u f i c i e n t e c a n t i d a d de metano para usarse como c o m b u s t i b l e y generalmente se usa para c a l e n t a r ese mismo d i g e s t o r .

Los d i g e s t o r e s generalmente se diseñan en base a l o s sólidos c o n t e n i d o s ; l a e x p e r i e n c i a demuestra que l a s aguas r e s i d u a l e s domésticas c o n t i e n e n a l r e d e d o r de 120 g S S / d i a / c a p i t a .

La producción de gas en l a digestión varía con l a te m p e r a t u r a , sólidos c o n t e n i d o s , v o l a t i l i d a d de sólidos, y o t r o s f a c t o r e s ; generalmente se o b t i e n e n a l r e d e d o r de 0.6 m"' de gas/kg de sólidos volátiles; e l gas c o n t i e n e a l r e d e d o r de 60 % CH4.

ASENTAMIENTO DEL LODO.

Esta operación se a p l i c a para i n c r e m e n t a r l a concentración de sólidos con l a c o r r e s p o n d i e n t e disminución de volumen s i n que e l l o d o d e j e de comportarse como un f l u i d o . La v e n t a j a d e l asentamiento es l a reducción s u b s t a n c i a l de volumen de lodo a ser manejada p o s t e r i o r m e n t e . Por ejemplo, un l o d o conteniendo 1 % de sólidos, que se a s i e n t a para t e n e r un lodo de 5 % de sólidos, s i g n i f i c a una disminución de volumen d e l 80 %. Una concentración f i n a l de 20 % sólidos s i g n i f i c a un 95 % de disminución de volumen.

En e s t a s p l a n t a s e l asentamiento puede e f e c t u a r s e en c l a r i f i c a d o r e s (tanques c i r c u l a r e s ) o en espesadores por flotación; e s t e último es un proceso s i m i l a r a l a flotación de m i n e r a l e s y se i l u s t r a en l a f i g u r a 8-4:

5

SLUDOC reeo

PfíESSC«£

VALVE

9ATUftATtOH «eCYCLt

_ _ J

Am

EfFtWEWT

FJgore 8-4 Fiotation tíiickener.

ELIMINACION DEL AGUA DEL LODO (FILTRACION).

Esta operación d i f i e r e d e l asentamiento en que en ésta se debe o b t e n e r un lo d o que se comporta como un sólido, es d e c i r , c o n t i e n e mucho menos agua. Las técnicas a p l i c a d a s en es t a operación generalmente son: camas de arena ( l a más económica), f i l t r o s de presión, f i l t r o s de banda y c e n t r i f u g a s .

La filtración en camas de arena es l a más e f e c t i v a y c o n s i s t e en una capa de grava c u b i e r t a p or o t r a de 2 6 cm de arena, hechas en e l p i s o ; se combinan dos mecanismos para l a eliminación d e l agua, filtración y evaporación.

6

Las o t r a s técnicas son s i m i l a r e s a l a s que se u t i l i z a n en minería, como son l a filtración en f i l t r o s a presión, l o s f i l t r o s de banda y l a s c e n t r i f u g a d o r a s de l o d o s ; l a s f i g u r a s 8-5, 8-6 y 8-7 i l u s t r a n e s t as o p e r a c i o n e s , r e s p e c t i v a m e n t e .

Figure 8-5. Pressure f i l t e r .

F igure 8-6. B e l t f i l t e r .

7

- f t € D Pifes (SlUDOe AND

Figure 8-7. S o l i d bowl c e n t r i f u g e .

DISPOSICIÓN FINAL.

Las opciones para l a disposición f i n a l de l o s lodos son e l a i r e , e l agua y l a t i e r r a . Las r e g l a m e n t a c i o n e s e s t r i c t a s para l a contaminación d e l a i r e hacen que l a incineración sea cara, aunque no d e j a de ser una opción. La descarga en aguas p r o f u n d a s , como l o s océanos, está disminuyendo debido a l o s e f e c t o s adversos en l a ecología acuática. La disposición en l a t i e r r a puede hacerse u t i l i z a n d o a l r e s i d u o sólido como r e l l e n o o d i s p e r s a n d o e l l o d o sobre l a t i e r r a y p e r m i t i r su r e t o r n o a l ambiente por l a b i o d e g r a d a c i o n n a t u r a l .

La incineración y l a disposición en l a t i e r r a son l o s métodos más comúnmente usados en l a a c t u a l i d a d .

La disposición f i n a l en l a t i e r r a depende d e l t i p o de t e r r e n o , vegetación en e l mismo, l l u v i a y p e n d i e n t e ; se estim a que se puede a p l i c a r en c a n t i d a d e s de 100 t o n secas/acre/año.

RESIDUOS SOLIDOS MUNICIPALES.

Los componentes de l o s r e s i d u o s sólidos m u n i c i p a l e s son:

RESIDUOS SOLIDOS

desechos a l i m e n t i c i o s y o t r o s orgánicos.

l a t a s metálicas, v i d r i o , p a p e l .

c e n i z a s (en l u g a r e s donde se u t i ­l i z a aún e l carbón para c a l e n t a r e l i n t e r i o r de l a s c a s a s ) .

ramas de árboles, h e r r a m i e n t a s , u t e n s i l i o s , muebles y a p a r a t o s v i e j o s .

En muchas ciudades l a disposición de esos r e s i d u o s c o n s i s t e aún en amontonarles en zonas r e l a t i v a m e n t e r e t i r a d a s de l a c i u d a d .

La relación e n t r e l o s r e s i d u o s sólidos y l a s enfermedades humanas es i n t u i t i v a m e n t e o b v i a pero difícil de comprobar. S i n embargo se sabe que por l o menos unas 22 enfermedades son ocasionadas por esos r e s i d u o s y se deben a l a disposición inadecuada de l o s mismos.

Los p r i n c i p a l e s t r a n s m i s o r e s de enfermedades son l a s r a t a s y l a s moscas (éstas se reproducen en razón de 70, 0 0 0 / f f ^ ) , l a s r a t a s d e l t i f o y l a s moscas de l a d i s i n t e r i a .

Los r e s i d u o s sólidos m u n i c i p a l e s también son una f u e n t e de contaminación de l a s aguas subterráneas pues e l agua p r o v e n i e n t e de l a l l u v i a , a l e s t a n c a r s e , d i s u e l v e algunos componentes químicos y bioquímicos; l a solución que se forma p e r c o l a h a c i a l o s acuíferos o f l u y e hacía l a s c o r r i e n t e s de agua.

ALGUNAS CARACTERISTICAS DE LOS RESIDUOS SOLIDOS MUNICIPALES.

La humedad de l o s RSM varía e n t r e 15 y 30 %, tomándose 20 % como promedio.

La de n s i d a d varía e n t r e 60 y 120 kg/m^ en l o s montones o b i e n de 300 a 400 kg/m^ en un vehículo c o l e c t o r , h a s t a 700 kg/m^ estando empacados.

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RECOLECCION.

La recolección de l o s RSM generalmente se efectúa en vehículos h a b i l i t a d o s e s p e c i a l m e n t e para c a r g a r y compactar l o s r e s i d u o s ; así como r e c i p i e n t e s f i j o s llamados contenedores.

Del c o s t o t o t a l que se o r i g i n a p or manipuleo de l o s r e s i d u o s sólidos e l 80 % se a t r i b u y e a l a recolección; por conceptos de c o m b u s t i b l e para l o s vehículos y s a l a r i o s para l o s operadores, que generalmente son 3, e l c h o f e r y l o s " c o l e c t o r e s " .

Hay v a r i a s formas de d i s m i n u i r e l c o s t o p or recolección de l o s RSM:

1. Moledoras de basura: e l c o s t o se puede d i s m i i n u i r a l a m i t a d pero se incrementa l a descarga en l a s tuberías de aguas negras.

2. Tuberías neumáticas: para s u c c i o n a r l a basura de l o s hogares p or medio de ductos subterráneos. Se usan p r i n c i p a l m e n t e en Suiza y en Japón. En U.S.A. e x i s t e uno en Walt Disney World en F l o r i d a .

3. E s t a c i o n e s de t r a n s f e r e n c i a : se usa en l a s grandes comunidades. En d i f e r e n t e s p untos de l a c i u d a d se encue n t r a n e s t a c i o n e s que p e r m i t e n que l o s vehículos se pasen más tiempo r e c o l e c t a n d o l a basura que transportándola. En cada estación l a basura se prensa y empaca y se t r a n s p o r t a a l s i t i o de disposición en vehículos más grandes.

4. Contenedores con ruedas, que se usan ya en muchas p a r t e s de U.S.A. y o t r o s países; en algunos casos c o d i f i c a d o s con c o l o r e s para c l a s i f i c a r l o s r e s i d u o s desde su recolección.

5. Optimización de r u t a s : p or medio de computadoras para d e f i n i r y s e l e c c i o n a r l a s r u t a s y f r e c u e n c i a de recolección que generen e l menor c o s t o .

DISPOSICION.

Las formas en que se puede d i s p o n e r de l o s RSM son:

- R e l l e n o en t e r r e n o s d e s t i n a d o s específicamente para ese propósito, ( b o t a d e r o s ) .

~ Incineración.

- Recirculación para r e c u p e r a r algunos de sus componentes.

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E l i n c o v e n i e n t e de l o s b o t a d e r o s es que generan muchos problemas s e r i o s de a f e c c i o n e s a l a s a l u d humana y contaminan e l a i r e por r o e d o r e s , o l o r e s e i n s e c t o s . S i n embargo e l concepto de e n t e r r a r l o s RSM ha s i d o adoptado en muchos países, e i n v o l u c r a a c t i v i d a d e s de ingeniería, diseño y operación; t a l concepto se ha denominado más acertadamente r e l l e n o s a n i t a r i o .

En e l r e l l e n o s a n i t a r i o l o s r e s i d u o s sólidos como l a basura se compactan y cubren con t i e r r a d i a r i a m e n t e . La c u b i e r t a d i a r i a de t i e r r a t i e n e un espesor de 6 a 12 i n y a l f i n a l l a capa es de 2 f t . Aún después de c e r r a d o e l r e l l e n o s a n i t a r i o l a t i e r r a puede h u n d i r s e por l o que no se puede c o n s t r u i r sobre él.

E l r e l l e n o s a n i t a r i o c o n s t i t u y e un método biológico de t r a t a m i e n t o de l o s r e s i d u o s sólidos m u n i c i p a l e s puesto que l a descomposición ana e r o b i a degrada l a m a t e r i a orgánica a formas más e s t a b l e s ; p e r o e l proceso es muy l e n t o , aún después de 25 años puede haber una f u e r t e descomposición.

E l líquido que se produce en l a descomposición de l a m a t e r i a orgánica y e l agua que se f i l t r a forman una solución que, aunque se produce en c a n t i d a d e s pequeñas, t i e n e una capacidad de contaminación extremadamente grande h a c i a e l subsuelo.

La Tabla 12-1 muestra l a composición típica d e l líquido que l i x i v i a en un r e l l e n o s a n i t a r i o .

Tabla 12-1. Composición típica del tíquído en un relleno sanitario. Componente v a l o r t i p i co

DBO5 20,000 mg/1 DQO 30,000 mg/1 Nitrógeno (amoniaco) 500 mg/1 C l o r u r o 2, 000 mg/1 F i e r r o t o t a l 500 mg/1 Zi n c 50 mg/1 Plomo 2 mg/1 pH 6.0

Puesto que se t r a t a de descomposición ana e r o b i a o t r o p r o d u c t o en e l r e l l e n o s a n i t a r i o es gas metano; que generalmente se l e quema conforme se va formando p or medio de escapes que se c o l o c a n para ese propósito.

Un d e s a l o j o inadecuado de l o s gases v u e l v e p e l i g r o s a a l a zona de acumulación de metano.

E l c o s t o de operación d e l r e l l e n o varía e n t r e U.S.$ 10 y U. S. $ 30 / t o n de r e s i d u o sólido y generalmente r e p r e s e n t a e l método de más b a j o c o s t o para disposición de l o s RSM.

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Debido a que l o s RSM ocupan un gran volumen y son difíciles de s e r compactados, se t i e n e l a a l t e r n a t i v a de r e d u c i r l e s e l volumen y luego d i s p o n e r d e l r e s i d u o ( c e n i z a s ) .

En l a s c i r c u n s t a n c i a s económicas adecuadas l a incineración puede ser un t r a t a m i e n t o e f e c t i v o de l o s RSM para d i s m i n u i r l e s e l volumen. E l equipo u t i l i z a d o comúnmente en l a incineración se muestra en l a f i g u r a 12-3.

La incineración puede r e d u c i r e l volumen en un f a c t o r de 10 a 20 y l a s c e n i z a s por l o g e n e r a l son más e s t a b l e s que e l r e s i d u o sólido mismo, pero s i g n i f i c a n un problema porque en e l l a s se c o n c e n t r a n algunos m a t e r i a l e s tóxicos.

Los i n c i n e r a d o r e s generalmente t i e n e n a l t o s c o s t o s de inversión y de operación debido p r i n c i p a l m e n t e a l a a l t a e f i c i e n c i a que se r e q u i e r e para c u m p l i r con l a s r e g u l a c i o n e s de l a contaminación d e l a i r e .

La pulverización de l o s r e s i d u o s d e l i n c i n e r a d o r para e s p a r c i r l o s luego en l o s campos ha r e s u l t a d o una medida e x i t o s a en algunos l u g a r e s .