Agosto 2013 - UTN - Universidad Tecnológica Nacional

Química
Mente
Agosto 2013
Química Mente,
es una publicación del Grupo GEM
Laboratorio de Química.
Agradecemos sus comentarios, críticas y sugerencias.
laboratorio.quimica@frra.utn.edu.ar
Esperamos que disfruten de nuestra propuesta.
Agosto 2013 – Química Mente
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Editorial
Bienvenido al Boletín de Agosto de QUIMICA MENTE. Este
mes, se continúa desarrollando el tema Efluentes y en este
número presentamos Tratamiento Secundario de efluentes
líquidos y en particular Lechos Percoladores.
Se invita a los interesados a participar de las II JORNADAS DE
ENSEÑANZA DE LA FÍSICA Y LA QUÍMICA “Aprendiendo con
experimentos”, desarrollada en la Facultad Regional Rafaela.
Como en todas las ediciones, se informa sobre futuros
Congresos y Jornadas, a realizarse en 2013-14, que pueden ser
de su interés.
Agradecemos sus comentarios y esperamos sus contribuciones e
inquietudes.
Laboratorio de Química – UTN Rafaela
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Integrantes del Laboratorio de Química
Dra. M. Cecilia Panigatti
Lic. Rosana Boglione
Lic. Carina Griffa
Bioq. Fabiana Gentinetta
Becarios
M. Celeste Schierano
Nabila Abzug
Franco Laorden
Corina Aimo
Saida Abzug
Melina Asforno
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TRATAMIENTO SECUNDARIO DE EFLUENTES (1º PARTE)
En los procesos de soporte sólido, la biomasa no se encuentra
suspendida en el agua sino fija sobre algún medio soporte
formando una película. El medio soporte puede encontrarse fijo
en una columna, por donde el agua fluye o gira alrededor de un
eje, moviéndose dentro del fluido, dando lugar a los dos tipos
fundamentales de tratamientos mediante cultivo fijo: filtros o
lechos percoladores y contactores biológicos rotatorios.
LECHOS PERCOLADORES
Consiste en hacer caer el agua a tratar, previamente decantada, en forma de lluvia, sobre
una masa de material de gran superficie específica, que sirve de soporte a los
microorganismos depuradores que forman una película que va creciendo en espesor. El
material del lecho es sumamente permeable, al que se adhieren los microorganismos y a
través del cual se filtra el agua residual.
La materia orgánica sufre una degradación aeróbica y esa materia suspendida o disuelta
se transforma en sedimentable, separándose en el sedimentador secundario.
El mecanismo de remoción de la materia orgánica en un filtro percolador consiste en:
coagulación, floculación y sedimentación del material en suspensión sobre la superficie
del medio filtrante por adsorción. El material orgánico soluble es absorbido por los
microorganismos. De lo anterior, se desprende que el tiempo de residencia de las aguas
residuales en el interior del filtro, como así también los cambios de temperaturas son
parámetros del cual depende la eficiencia de la remoción.
REACTOR
Los reactores son generalmente circulares y el
líquido residual se distribuye por encima del
lecho mediante un distribuidor giratorio.
Un filtro percolador tiene tres partes:
distribución, tratamiento (medio filtrante o
relleno) y recogida.

Sistema de distribución del agua residual
Consiste en dos o más brazos montados sobre un pivote en el centro del filtro que giran
en un plano horizontal. Los brazos son huecos y tienen boquillas por las que se descarga
el agua residual sobre el lecho. Se deja un espacio de 15-20 cm entre el distribuidor y la
parte superior del lecho. Ello permitirá que el agua salga de las boquillas y se extienda y
cubra uniformemente todo el lecho. El distribuidor puede ser impulsado por la reacción
dinámica del agua residual que descarga por las boquillas o bien por un motor eléctrico.

Medios Filtrantes
Según la naturaleza del material soporte utilizado, los lechos se distinguen:
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
Relleno arbitrario o desordenado: Coque, piedras silíceas trituradas, ladrillos.
 Relleno ordenado o estructurado: medios sintéticos que consisten en láminas de
plástico corrugadas, que a su vez pueden ser de flujo vertical o de flujo cruzado.
Biopelícula
La comunidad biológica presente en un filtro se compone principalmente de bacterias
aerobias, anaerobias y facultativas, siendo su objetivo descomponer la materia orgánica
del agua residual. Los hongos presentes son también causantes de la estabilización del
agua residual, pero su contribución es sólo importante a pH bajos o con ciertas aguas
industriales. Las algas sólo pueden crecer en las capas superiores, donde les llega la luz
solar y en general no degradan los residuos, pero aportan oxígeno al agua que se está
filtrando.
La materia orgánica presente en el agua residual es degradada por la población de
microorganismos adherida al medio y adsorbida sobre la biopelícula, en cuyas capas
externas es degradada por los microorganismos aerobios. Cuando los microorganismos
crecen, el espesor de la película aumenta y el oxígeno es consumido antes de que pueda
penetrar todo el espesor. Por lo tanto, se establece un ambiente anaerobio cerca de la
superficie del relleno.
A medida que la película aumenta de espesor, la materia orgánica es metabolizada antes
de que pueda alcanzar los microorganismos situados cerca de la superficie del medio
filtrante.
En resumen, se forman tres capas del exterior al interior:

Aerobia: recibe sustrato y por lo tanto crece.

Aerobia: no recibe sustrato, no crece, pero está en fase de respiración endógena.
 Anaerobia: sin sustrato ni oxígeno, en fermentación. Las burbujas de gas de dicha
fermentación, producen también el desprendimiento de trazos de película.
En estas condiciones, el líquido a su paso a través del lecho arrastra la biopelícula y
comienza el crecimiento de otra nueva. Este fenómeno es la esencia del mecanismo de
autolimpieza que impide el atascamiento de los lechos.

Sistema de recolección
El reactor tiene un falso fondo que soporta el material,
permitiendo que salga el agua residual y que entre el
aire. El sistema de recolección recibe el agua residual
filtrada y los sólidos descargados del medio filtrante y
los lleva a un conducto que se prolonga hasta el
tanque de sedimentación secundario.
Los drenes inferiores también ventilan el filtro, proporcionando aire para los organismos
que viven en la película biológica de este, y deberán estar abiertos a un canal periférico
para la ventilación en la pared así como al canal colector central. Generalmente, el lecho
tiene una pendiente del 1 al 2 % hacia el canal colector.
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
Sedimentación
La instalación de un sedimentador secundario juega un papel importante en el proceso del
filtro percolador, ya que es necesario la eliminación de los sólidos suspendidos
desprendidos.
En el proceso de lecho percolador, la mayoría de los microorganismos activos se adhiere
al medio filtrante y no sale del reactor. Aunque la recirculación podría ayudar a la
inoculación del filtro, casi siempre forma parte de los sistemas de filtros percoladores de
alta carga.
EFICIENCIA
Varía entre el 60-85 %, dependiendo de las características de las aguas residuales, de las
cargas hidráulicas y orgánica que se apliquen. A veces este rendimiento no es suficiente
para cumplir con las normas vigentes.
CLASIFICACIÓN DE LOS FILTROS
Los lechos bacterianos o filtros percoladores se diseñan en base a dos parámetros:
 La carga orgánica de contaminación por unidad de tiempo y de volumen de relleno
(medida en kg DBO/m3.día).
 La carga hidráulica sobre el lecho, (medida en m3/m2.h), donde se tiene en cuenta la
superficie del filtro.
Los filtros se clasifican, según su carga orgánica o hidráulica en filtros de baja, de media y
de alta carga.
VENTAJAS
 Simplicidad de construcción y operación que no
exige personal muy calificado.
 En general, no necesita energía eléctrica, por lo
que tiene menor costo.
 Puede
intermedio.
servir
como
un
buen
tratamiento
 Menor sensibilidad a variaciones bruscas de
carga orgánica en las aguas residuales comparada con los fangos activados.
 Ordenamiento de las reacciones biológicas, incluyendo nitrificación, a lo largo del
filtro.
DESVENTAJAS
 El efluente, dada la baja eficiencia del sistema, puede no cumplir con los requisitos
para el volcamiento a algunos cuerpos receptores (Ej.: DBO menor a 50 o 25 ppm).
 Normalmente hay una gran cantidad de pérdida de carga, una diferencia de cotas
importante, entre el sedimentador primario y secundario. Entonces, se requiere un diseño
muy cuidadoso del perfil hidráulico.
 Puede haber problemas de atascamiento del filtro en aguas con altas cargas y
rellenos pocos porosos.
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
Próximos Eventos
II JORNADAS DE ENSEÑANZA DE LA FÍSICA Y LA QUÍMICA
Facultad Regional Rafaela, 27 de septiembre.
VIII Congreso Argentino de Hidrogeología
VI Seminario Hispano-latinoamericano sobre temas actuales en Hidrología
Subterránea
La Plata, 17 al 20 de Septiembre.
http://www.aih-ga.org.ar/congreso.htm
http://www.hidrogeo2013.com.ar/
VII Congreso Argentino de Química Analítica - Mendoza - ARGENTINA
Mendoza, 01 al 04 de Octubre.
http://www.uncu.edu.ar/7cqa
4º Congreso de Ciencias Ambientales-COPIME 2013
Buenos Aires, 09 al 11 de Octubre.
http://www.copime.org.ar/activities/detail/73
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Próximos Eventos
XXIV Congreso Nacional del Agua
San Juan, 14 al 18 de Octubre.
http://www.conagua2013.com
V Simposio Iberoamericano de Ingeniería de Residuos Sólidos
Mendoza, 15 al 16 de Octubre.
http://www.vsiir-redisa.com.ar/index.html
VII Congreso de la Red Latinoamericana de Ciencias Ambientales
Costa Rica, 11 al 15 de noviembre.
http://www.congresocienciasambientales.org
III Congreso Internacional de Ambiente y Energías Renovables
Villa María, 13 al 15 de noviembre.
http://www.cayer.com.ar
AÑO 2014
5o Congreso Internacional sobre Arsénico en el Ambiente
Buenos Aires, 11 al 16 de mayo de 2014.
http://www.as2014.com.ar/es/home.html
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II JORNADAS DE ENSEÑANZA
DE LA FÍSICA Y LA QUÍMICA
“Aprendiendo con experimentos”
Facultad Regional Rafaela, 27 de Septiembre de 2013
Se invita a participar de las II JORNADAS DE ENSEÑANZA DE LA FÍSICA Y LA
QUÍMICA a las instituciones educativas de nivel universitario, secundario y
primario para exponer experiencias sencillas de física y/ o química.
Organizan:

Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Rafaela (Secretaría
Académica).

APFA (Asociación de Profesores de Física de la Argentina)

Integrantes de los proyectos de investigación “Aplicación contextualizada de
Recursos Didácticos para la enseñanza de las ciencias con NTICS” y “Aplicación
contextualizada de recursos didácticos multimediales para la enseñanza de las
ciencias con NTICS en la escuela secundaria.” Directora: Cecilia Culzoni.
 Grupo de Investigación GEM (Grupo de Estudios de Medio Ambiente) de la
Facultad Regional Rafaela de la UTN. Directora: María Cecilia Panigatti.
Cronograma de Actividades:
8:30
Acreditación
9:00 - 10:30
Comunicaciones Orales Área Química
10:30 - 12:30
Visita muestra de Física y Química
12:30 - 13:30
Break Almuerzo
13:30 - 15:30
Visita muestra de Física y Química
15:30 - 17:00
Comunicaciones Orales Área Física
Lugar: Facultad Regional Rafaela. Acuña 49.
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Gracias por su tiempo
Nos encontramos en la próxima edición. . .
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Mente por correo electrónico
puede subscribirse enviando un mail a:
laboratorio.quimica@frra.utn.edu.ar
Contacto:
Acuña 49
(2300) Rafaela – Santa Fe – Argentina.
T.E. 03492 43-2702 Int: 106
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