CARACTERÍSTICAS DE LAS AGUAS RESIDUALES URBANAS

E. Ronzano y J.L. Dapena

Hemos establecido las características de un agua residual urbana, que puede considerarse típica, con objeto de que: - Sirva de base para los cálculos posteriores. - Sirva de referencia para estudiar un análisis de un agua residual y deducir consecuencias sobre el dimensionamiento y/o, eventualmente, sobre las causas de la diferencia con el análisis de referencia. CONTAMINACIÓN ORGÁNICA * Las Tablas 3.1 y 3.2 se han confeccionado con los datos de la literatura y teniendo en cuenta las relaciones establecidas en el Capítulo 1, pág. 9. - DQO de 1 g de MO = 1,48 g (6) - DBO de 1 g de MO = 0,89 g DBO5 Las concentraciones en DBO5 varían generalmente de 200 a 400 mg/l. Los valores más altos se encuentran en las ciudades de pocos habitantes y los más bajos en las grandes ciudades. * Denominamos contaminación orgánica a la de los compuestos orgánicos del carbono, por oposición a la contaminación de los nutrientes, que es la producida por el nitrógeno y el fósforo. Pueden encontrarse valores muy altos: - En lugares con escasa aportación de agua potable o con limitación de aparatos sanitarios, como en algunos terrenos de camping. - En ciudades con industrias agroalimentarias importantes. Se encuentran valores bajos: - En ciudades con red de saneamiento en mal estado, ya que puede drenar el terreno. - En ciudades con industrias poco contaminantes, especialmente si vierten aguas de refrigeración. En los casos de bajas concentraciones se debe suprimir el origen de la dilución: reparación de la red, recuperación de las aguas de refrigeración. Una fuerte dilución encarece el costo de la planta o, si no estaba prevista, conduce a una sobrecarga hidráulica con repercusión sobre la calidad del agua tratada, creando, algunas veces, la necesidad de disminuir el caudal, vertiendo el exceso bruto o solamente sedimentado directamente al cauce receptor. DQO El valor absoluto de la concentración en DQO no tiene interés, siendo lo importante su relación con la DBO5. El valor normal puede variar de 1,8 a 2,2. Sólo se presentan valores más bajos en el caso de productos rápidamente degradables, con una relación DBO21/DBO5 reducida (ver Capítulo 1, pág. 5). Una relación superior a 2,2 puede presentarse en dos casos:

- La relación DBO21/DBO5 es normal, pero la DQO no degradable representa más del 20 % de la DQO total, como en nuestra agua tipo (Tabla 3.1). En este caso, con un tratamiento completo biológico, produciendo agua tratada con una DBO5 de 10 a 20 mg/l, la DQO puede ser muy alta a la salida. Estos casos no tienen remedio por vía biológica. Es el ejemplo de aguas urbanas mezcladas con aguas residuales de papeleras y de industrias textiles. - La relación DBO21/DBO5 es superior a 1,46. Como ya hemos dicho en el Capítulo 1, pág. 3, cuando la DQO es superior a 2,2 veces la DBO5, es necesario buscar la causa, y en este caso la única solución consiste en medir la DBO21 o la DQO degradable. CONTAMINACIÓN POR NUTRIENTES Nitrógeno Para suprimir los efectos de la dilución más o menos elevada de las aguas residuales, es más exacto y más cómodo referir las concentraciones de otros componentes a una de base, por ejemplo la DBO5. El valor medio generalmente más frecuente es: NTK = 0,22 DBO5. Por ejemplo: - Alemania; reglas ATV: 0,225. - Sudáfrica; datos de Marais: 0,14 a 0,20. - Estados Unidos: · Manual of Practice (MOP): 0,25. · Metcalf: 0,20 a 0,28. - Francia: · Pueblos rurales: 0,21. · París: 0,25. Cuando se encuentran valores que varían en más de (+,-) 20 % del valor medio de 0,22, es necesario detectar las razones de estas anomalías, que pueden ser las siguientes: - En zonas rurales, la contaminación de las granjas de cerdos puede aumentar la relación. - Una fuerte contaminación orgánica, pobre en nitrógeno, puede bajar el valor: lecherías o cervecerías. En este caso, la concentración en DBO es generalmente más alta. - Las industrias de abonos o explosivos pueden aumentar la relación NTK/DBO5. Formas del nitrógeno: - Orgánico y amoniacal: Generalmente, la concentración en nitrógeno amoniacal es superior a la de orgánico. La diferenciación entre las formas no tiene ningún interés práctico en nitrificación por fangos activados, en la que la amonificación es completa. Con nitrificación sobre lecho bacteriano es distinto, ya que la amonificación es prácticamente inexistente.

- Nitritos y nitratos: Las concentraciones de estas dos formas son generalmente inferiores a 1 mg/l-1. Valores superiores sólo pueden deberse a origen químico: fabricación de nitratos, fabricación o utilización de ácido nítrico, fabricación de explosivos, etc. Fósforo En este caso, también vamos a analizar la concentración de P en las aguas residuales con relación a la DBO5. El valor más representativo es: P = 0,05 DBO5 Por ejemplo: - Estados Unidos: · Recomendación de la EPA: 0,05 · Manual of Practice (MOP): 0,05 · Metcalf: 0,05 a 0,07 - Francia: · Pueblos rurales: 0,044 · París: 0,037 - Alemania: · Estudio de 94 plantas: 0,060 Suecia: · Estudio numerosas plantas: 0,040 - Sudáfrica: · Datos de Marais: 0,03 a 0,05 Cuando también se encuentran valores fuera del (+,-) 20 % del valor medio de 0,05, se debe investigar para conocer las razones de estas diferencias: - Pueden darse valores menores, como en el caso del NTK, debido a una fuerte contaminación orgánica pobre en fósforo: cervecerías, mataderos, industrias de síntesis, papeleras, etc. - Pueden encontrarse valores mayores en casos raros de vertidos industriales que emplean, por ejemplo, grandes cantidades de detergentes u otros productos con altos contenidos de fósforo. MATERIAS EN SUSPENSIÓN Generalmente, las materias en suspensión representan del 100 al 120 % de la DBO5, con una proporción de volátiles del orden del 70 %. Si las materias en suspensión están en mayor concentración y al mismo tiempo la proporción de volátiles es inferior a la normal, es que hay una fuente de materias minerales que llegan a los emisarios. Una de las más comunes está constituida por productos arcillosos, introducidos en los colectores unitarios por el drenaje de obras realizadas en la ciudad. En este caso, es necesario eliminar las materias antes del vertido al colector. En una planta de medio millón de habitantes, la construcción del metropolitano en la ciudad aumentó la producción de fango en un 33%.