Indicadores de calidad de aguas residuales

- Mar 01, 2018-

Los indicadores de calidad de las aguas residuales son metodologías de prueba de laboratorio para evaluar la idoneidad de las aguas residuales para su eliminación o reutilización. Las pruebas seleccionadas y los resultados deseados varían según el uso previsto o la ubicación de descarga. Las pruebas miden las características físicas, químicas y biológicas de las aguas residuales.

Las pruebas determinarán la calidad de estas aguas residuales.


Contenido

  • 1 características físicas

  • 2 características químicas

    • 2.1 Hidrógeno

    • 2.2 oxígeno

    • 2.3 Nitrógeno

    • 2.4 Fosfatos

    • 2.5 cloro

  • 3 características biológicas

  • 4 Ver también

  • 5 referencias

  • 6 Lectura adicional

  • 7 enlaces externos


Características físicas

Temperatura

Los organismos acuáticos no pueden sobrevivir fuera de los rangos de temperatura específicos. La escorrentía de riego y el enfriamiento por agua de las centrales eléctricas pueden elevar las temperaturas por encima del rango aceptable para algunas especies. La temperatura elevada también puede causar una floración de algas que reduce los niveles de oxígeno. La temperatura puede medirse con un termómetro calibrado .

Sólido

El material sólido en las aguas residuales puede disolverse, suspenderse o sedimentarse. El total de sólidos disueltos o TDS (a veces llamado residuo filtrable) se mide como la masa de residuo que queda cuando se evapora un volumen medido de agua filtrada . La masa de sólidos secos que quedan en el filtro se llama sólidos suspendidos totales (TSS) o residuos no filtrables. Los sólidos sedimentables se miden como el volumen visible acumulado en el fondo de un cono Imhoff después de que el agua se haya asentado durante una hora. La turbidez es una medida de la capacidad de dispersión de la luz de la materia suspendida en el agua. La salinidad mide la densidad del agua o los cambios de conductividad causados ​​por materiales disueltos.

Características químicas

Prácticamente cualquier sustancia química se puede encontrar en el agua, pero las pruebas de rutina se limitan comúnmente a unos pocos elementos químicos de importancia única.

Hidrógeno

El agua se ioniza en cationes hidronio (H 3 O) y aniones hidroxilo (OH) . La concentración de hidrógeno ionizado (como agua protonada) se expresa como pH .

Oxígeno

La mayoría de los hábitats acuáticos están ocupados por peces u otros animales que requieren ciertas concentraciones mínimas de oxígeno disuelto para sobrevivir. Las concentraciones de oxígeno disuelto pueden medirse directamente en las aguas residuales, pero la cantidad de oxígeno potencialmente requerida por otros químicos en las aguas residuales se denomina demanda de oxígeno. El material orgánico oxidable disuelto o suspendido en las aguas residuales se utilizará como fuente de alimento. El material finamente dividido está fácilmente disponible para los microorganismos cuyas poblaciones aumentarán para digerir la cantidad de alimento disponible. La digestión de este alimento requiere oxígeno, por lo que el contenido de oxígeno del agua se reducirá en última instancia por la cantidad requerida para digerir los alimentos disueltos o suspendidos. Las concentraciones de oxígeno pueden caer por debajo del mínimo requerido por los animales acuáticos si la tasa de utilización de oxígeno excede el reemplazo por oxígeno atmosférico.

Básicamente, la reacción para la oxidación bioquímica puede escribirse como:

  • Material oxidable + bacterias + nutrientes + O 2 → CO 2 + H 2 O + inorgánicos oxidados como NO 3 - o SO 4 2−

El consumo de oxígeno mediante la reducción de productos químicos como sulfuros y nitritos se tipifica de la siguiente manera:

  • S 2− + 2 O 2 → SO 4 2−

  • NO 2 - + ½ O 2 → NO 3 -

Dado que todas las vías fluviales naturales contienen bacterias y nutrientes, casi todos los compuestos de desecho introducidos en tales vías fluviales iniciarán reacciones bioquímicas (como se muestra arriba). Esas reacciones bioquímicas crean lo que se mide en el laboratorio como la demanda bioquímica de oxígeno (DBO).

Los productos químicos oxidables (como los productos químicos reductores) introducidos en un agua natural iniciarán de manera similar reacciones químicas (como se muestra arriba). Esas reacciones químicas crean lo que se mide en el laboratorio como la demanda química de oxígeno (DQO).

Tanto las pruebas de DBO como de DQO son una medida del efecto relativo de agotamiento de oxígeno de un contaminante residual. Ambos han sido ampliamente adoptados como una medida del efecto de la contaminación. La prueba de DBO mide la demanda de oxígeno de los contaminantes biodegradables , mientras que la prueba de DQO mide la demanda de oxígeno de los contaminantes biodegradables más la demanda de oxígeno de los contaminantes oxidables no biodegradables.

La llamada DBO de 5 días mide la cantidad de oxígeno consumido por la oxidación bioquímica de los contaminantes de desecho en un período de 5 días. La cantidad total de oxígeno consumida cuando se permite que la reacción bioquímica continúe hasta su finalización se denomina DBO definitiva. Debido a que la DBO definitiva consume mucho tiempo, la DBO de 5 días se ha adoptado casi universalmente como una medida del efecto de contaminación relativa.

También hay muchas pruebas diferentes de DQO, de las cuales la DQO de 4 horas es probablemente la más común.

No existe una correlación generalizada entre la DBO de 5 días y la DBO final. Del mismo modo, no existe una correlación generalizada entre DBO y DQO. Es posible desarrollar tales correlaciones para contaminantes residuales específicos en una corriente de aguas residuales específica, pero tales correlaciones no pueden generalizarse para su uso con otros contaminantes residuales o corrientes de aguas residuales. Esto se debe a que la composición de cualquier flujo de aguas residuales es diferente. Como ejemplo, un efluente que consiste en una solución de azúcares simples que podrían descargarse de una fábrica de confitería es probable que tenga componentes orgánicos que se degradan muy rápidamente. En tal caso, la DBO de 5 días y la DBO final serían muy similares ya que quedaría muy poco material orgánico después de 5 días. Sin embargo, un efluente final de un tratamiento de aguas residuales que sirve a una gran área industrializada podría tener una descarga donde la DBO final fue mucho mayor que la DBO de 5 días porque gran parte del material fácilmente degradado se habría eliminado en el proceso de tratamiento de aguas residuales y muchos procesos industriales. descarga difícil de degradar las moléculas orgánicas.

Los procedimientos de prueba de laboratorio para determinar las demandas de oxígeno anteriores se detallan en muchos textos estándar. Las versiones americanas incluyen los "Métodos estándar para el examen de agua y aguas residuales".

Nitrógeno

El nitrógeno es un nutriente importante para el crecimiento de plantas y animales. El nitrógeno atmosférico está menos biológicamente disponible que el nitrógeno disuelto en forma de amoníaco y nitratos . La disponibilidad de nitrógeno disuelto puede contribuir a la proliferación de algas . El amoníaco y las formas orgánicas de nitrógeno a menudo se miden como Nitrógeno Kjeldahl total , y el análisis de las formas inorgánicas de nitrógeno se puede realizar para obtener estimaciones más precisas del contenido total de nitrógeno.

Fosfatos

  • Fósforo total y fosfato, PO −3
    4 4

Los fosfatos ingresan a las vías del agua a través de fuentes no puntuales y fuentes puntuales. La contaminación por fuentes no puntuales (NPS) se refiere a la contaminación del agua de fuentes difusas. La contaminación de fuentes no puntuales puede contrastarse con la contaminación de fuentes puntuales, donde se producen descargas a un cuerpo de agua en un solo lugar. Las fuentes no puntuales de fosfatos incluyen: descomposición natural de rocas y minerales, escorrentía de aguas pluviales, escorrentía agrícola, erosión y sedimentación, deposición atmosférica y entrada directa de animales / vida silvestre; Considerando que: las fuentes puntuales pueden incluir: plantas de tratamiento de aguas residuales y descargas industriales permitidas. En general, la contaminación de fuentes no puntuales suele ser significativamente más alta que las fuentes de contaminación puntuales. Por lo tanto, la clave para una buena gestión es limitar la entrada de fuentes de fosfato tanto puntuales como no puntuales. La alta concentración de fosfato en los cuerpos de agua es una indicación de contaminación y en gran parte responsable de la eutrofización .

Los fosfatos no son tóxicos para las personas o los animales a menos que estén presentes en niveles muy altos. Podrían ocurrir problemas digestivos por niveles extremadamente altos de fosfato.

La Agencia de Protección Ambiental de EE . UU. Recomendó los siguientes criterios para el fósforo total .

  1. No más de 0.1 mg / L para corrientes que no se vacían en depósitos,

  2. No más de 0.05 mg / L para corrientes que descargan en depósitos, y

  3. No más de 0.025 mg / L para depósitos.

El fósforo es normalmente bajo (<1 mg="" l)="" en="" fuentes="" de="" agua="" potable="" limpia="" y="" generalmente="" no="" está="">

Cloro

El cloro se ha utilizado ampliamente para el blanqueo , como desinfectante y para la prevención de la bioincrustación en sistemas de refrigeración por agua . Las concentraciones restantes de ácido hipocloroso oxidante e iones de hipoclorito pueden medirse como cloro residual para estimar la efectividad de la desinfección o para demostrar la seguridad de la descarga en los ecosistemas acuáticos.