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INTEGRANTES: Alvestegui Montalvo Samuel
Miranda Mojica Daniela
Riveros Adriana
Rojas Leyla
Torrejon Alborno !laudia
"enteno Ramire Alejandra
AIREACIÓN
1 Introducción
El o#$geno resulta crucial %ara la
su%ervivencia de los %eces y otros &abitantes
acu'ticos( Asimismo) es un com%onente vital
%ara mantener la calidad del agua) ya *ue es
usado %or las bacterias aer+bicas %ara
eliminar los contaminantes org'nicos del
agua(
En la naturalea) los &'bitats acu'ticos) como
lagos) oc,anos y r$os) tienen 'reas de
su%er-cie am%lias( El movimiento continuo de las corrientes) el viento y los
aguaceros rom%en la tensi+n su%er-cial( Esto %osibilita el intercambio gaseoso
natural en el *ue el o#$geno %enetra el agua y se disuelve en ella) y el di+#ido de
carbono *ue generan los &abitantes del acuario es liberado &acia el aire(
A medida *ue la materia org'nica se desintegra) utilia o#$geno( La aireaci+n
re%one el o#$geno( Las burbujas de o#$geno a trav,s del agua tambi,n mantienen
el material org'nico sus%endido mientras *ue obligan a los .granos/ 0ca1,) arena
y otras %art$culas %e*ue2as y densas3 a *ue se de%ositen( 4osteriormente son
bombeados 1uera de los tan*ues y llevados a los rellenos(
2 Objetivos
2.1 Objetivos generaleso Dar a conocer el conce%to de aireaci+n(o !onocer la a%licaci+n de la aireaci+n en el tratamiento de aguas(
2.2 Objetivos especícos
Eliminar olor y sabor(
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Degradar materia org'nica Eliminar gases disueltos tales como : !56) 76S) !78) !l( Asegurar *ue las bajas concentraciones de o#$geno disuelto de los
e9uentes tratados no %rovo*uen un deterioro inmediato de las aguas
rece%toras des%u,s de la mecla(
Eliminar sustancias vol'tiles
De-nici+n del %roceso
Aireaci+n es el %roceso
utiliado ya sea %ara meclar)
circular) o disolver aire dentro
de un l$*uido u otra sustancia(
La aireaci+n se utilia con
1recuencia como un m,todo
secundario en el tratamiento
de las aguas residuales( Los
mecladores o di1usores de
aireaci+n se utilian %ara
e#%oner las aguas residuales
o el agua sucia al aire(
!uando se agrega aire) se
liberan algunos de los gases
del agua) tales como el
di+#ido de carbono y el sul1uro de &idr+geno) este ;ltimo res%onsable del mal
sabor y olor del agua(
El %roceso tambi,n o#ida metales disueltos y %uede eliminar algunos *u$micos
org'nicos vol'tiles 0
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Aumento del contenido de o#$geno(Reducci+n del contenido de !56((La remoci+n del metano) sul1uro de &idr+geno y otros com%uestos
org'nicos vol'tiles res%onsables de con1erirle al agua olor y sabor(elimina gases disueltos como Rad+n 7)S)!56 )N7
5#idaci+n de es%ecies inorg'nicas como 1errosas a 1,rricas 01ormaci+n de%reci%itados3
!ontribuyen a la eliminaci+n de cantidades moderadas de s+lidos en
sus%ensi+n %or decantaci+nLa necesidad de sistemas de aireaci+n a%areci+ como consecuencia de la
introducci+n de %ar'metros de calidad de los e9uentes *ue incluyen altos
niveles de o#$geno disuelto 08 a > mg?l3(
El %roceso de aireaci+n se recomienda %ara agua con alta concentraci+n de&ierro 0mayor de @ mg?L3 con el -n de disminuir los costos en reactivos( El e*ui%ousado en este %roceso incluye com;nmente un aireador) un tan*ue de retenci+ny -ltros( El o#$geno de la atm+s1era reacciona con las 1ormas solubles de &ierro ymanganeso 0eB6 y MnB63 del agua cruda %ara %roducir +#idos relativamenteinsolubles 0eB y MnB83 de estos elementos( La velocidad de reacci+n de%endedel %7 de la soluci+n) siendo m's r'%ida a valores de %7 altos( Ca *ue elmanganeso tiene una velocidad de o#idaci+n muy lenta v$a el 56 0ac3 estat,cnica no es muy e1ectiva %ara la remoci+n de MnB6) e#ce%to a valores de %7mayores de )@( 4ara disminuir las concentraciones de manganeso al niveldeseado se re*uieren 1recuentemente un tiem%o de reacci+n y un tratamiento*u$mico adicionales(
De%endiendo de las caracter$sticas del agua cruda %uede ser necesario un
tiem%o de reacci+n &asta de algunas &oras des%u,s de la aireaci+n( Si lasconcentraciones de &ierro y manganeso total son altas) algunas veces se usantan*ues de sedimentaci+n con dis%ositivos de colecci+n y remoci+n de lodos enve de tan*ues de retenci+n sim%les( Las %rinci%ales desventajas del %roceso deaireaci+n son el costo inicial alto) y el re*uerimiento de un tiem%o de retenci+n ytratamiento *u$mico adicionales si la concentraci+n de Mn soluble del agua atratar es mayor a mg?L(
!.1 O"ígenoEn contacto con el o#$geno disuelto en el agua) las sales 1errosas se convierten
en 1,rricas %or o#idaci+n y se %reci%itan en 1orma de &idr+#ido 1,rrico( Esta%reci%itaci+n es inmediata con un %7 su%erior a F)@( !on un %7 mayor de 6)6) el
&idr+#ido 1,rrico es insoluble( El i+n 1erroso lo es con un %7 mayor de ( De
acuerdo con ello) las aguas subterr'neas *ue) %or estar 1uera del contacto con el
aire) se encuentran en un medio natural 1uertemente reductor %odr'n tener en
soluci+n cantidades notables de &ierro 1erroso(
4 Procedimiento
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#.2 Cascada !onsta de un ensamblaje a manera de escaleras y sobre el cual el agua 9uye en
una %el$cula delgada) cayendo de un nivel al siguiente( La cabea re*uerida
de%ende de la altura de la estructura) la cual es %or lo com;n de a metros(
Las cascadas son menos e1ectivas *ue otros a%aratos de aireaci+n) aun*ue
tienen menos %robabilidad de congelarse en tiem%o 1rio(
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#.! Aireadores de aire di)uso !onsisten en tan*ues de concreto con una %ro1undidad *ue 9uct;a entre y @
metros) un anc&o *ue var$a de a metros y la longitud adecuada %ara
suministrar un tiem%o de retenci+n de @ a minutos( El aire se a%lica a lo largo
de un lado del tan*ue a trav,s del mismo ti%o de di1usores usados en el
tratamiento de aguas residuales( El aire %roduce un 9ujo es%iral del agua dentro
del tan*ue) lo cual incrementa el tiem%o de contacto entre las burbujas y el
l$*uido( El 9ujo de aire var$a desde (8 &asta (@ metros c;bicos( De%endiendo
de a a%licaci+n( Los sistemas de aireaci+n di1usa tambi,n suministran alguna
mecla y 9oculaci+n y no o1recen o%ortunidad %ara la congelaci+n( Son
raonablemente e1ectivos en el des%ojo de los com%uestos org'nicos vol'tiles(
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#.* Aireadores de bandeja +,ltiple !onstan de una serie de bandejas 1ormadas de tablillas de madera) %lacas
%er1oradas y rejillas *ue est'n se%aradas %or unos @mm( Las bandejasindividuales a veces contienen una ca%a de %ro1undidad *ue va de 6 &asta
mm( De co*ue) escoria) %iedras o bolas de cer'mica de @ a @ mm de
tama2o( Los aireadores de bandeja con ca%ar gruesas de tales medios se
a%ro#iman a los aireadores de lec&o em%acado( El agua es a%licada en la %arte
su%erior de la estructura bien sea a trav,s de %ulveriadores o un %lato
%er1orado( Las tasas de a%licaci+n son de 8 &asta 6 litros %or minuto %or
metro cuadrado del 'rea total de bandeja) de%endiendo de la a%licaci+n( El 9ujo
del aire a trav,s de las bandejas es suministrado mediante %ersianas abiertas en
los lados) normalmente con una corriente de aire( En otros casos se usan
sistemas de corriente de aire 1orada) los cuales tienen la ventaja de %ermitir undise2o con tasas de 9ujo de gas l$*uido balanceadas %ero tienen costo inicial y
costos de o%eraci+n m's altos( El 9ujo del aire debe ser a contra corriente al
agua %ara e-ciencia +%tima( Los aireadores de bandeja est'n sujetos al
congelamiento(
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-ipos de aireación(De manera muy general %odemos clasi-car los en la *ue incor%oran el aire en la
1ase l$*uida) es decir en como %romueven el contacto de las 1ases aireHl$*uido
%ara generar la 1uera motri de la di1usi+n del o#$geno &acia el l$*uido) %ueden
ser de tres ti%os:
• Mec'nicos
•Di1usi+n
• 7$bridos
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*ue no re*uieren de motoHreductores) est'n %rovistos de %ro%elas marinas o
tornillos) con tama2os m's %e*ue2os si se com%aran con los de baja velocidad)
su 1uncionamiento es &om+logo al de una bomba) en este caso bombeando
&acia la atm+s1era 0aire la 1ase continua3) en algunos casos tiene un tubo a#ial
*ue aumenta la %ro1undidad de succi+n) intentando de esta manera mantener lamejor mecla y sus%ensi+n de s+lidos) es necesario destacar *ue los sistemas de
alta velocidad no tiene tan buena mecla ni sus%enden s+lidos con tanta
e-ciencia como los sistemas de baja velocidad(
S$ o1recen ventajas o%erativas ya *ue al no trabajar con %ares de torsi+n altos) al
ser mec'nicamente m's sencillos) son m's livianos) no re*uieren de sistemas de
anclaje robustos) incluso se %uede considerar como un e*ui%o %ort'til) la
mayor$a de ellos 9otan en los tan*ue o lagunas) con lo *ue su con-guraci+n
%uede ser cambiada de manera 1'cil y r'%ida(
A %esar de tener una mecla y sus%ensi+n de s+lidos no tan e-ciente como otros
sistemas) su 1'cil mantenimiento y su ca%acidad de trans1erencia de o#$geno
com%etitiva si se com%ara con los sistema de baja velocidad) el valor del
consumo el,ctrico y la ventaja o%erativa los &ace una o%ci+n *ue %revalece y
%uede ser utiliada en lagunas %arciamente mecladas y lodos activados(
Datos de sistemas de alta velocidad
K !onsumo:0(F@H63 J
K !a%acidad Nominal:0>H3 Jg56?&K !audal de !irculaci+n:08@H@63 m?&
.2 0i)usores
Los diusores) de manera contraria tiene una 1ase continua l$*uida y una
discontinua gaseosa) an'logamente la ca%acidad de trans1erencia de%ende del
tama2o de las burbujas de gas dentro del l$*uido) tiem%o de retenci+n 0altura de
la columna de l$*uido3) ca%acidad de bombeo 0masa de aire di1undida dentro del
l$*uido3(
Se %ueden clasi-car %or:
El ti%o de Medio 4oroso
K !er'micos
K 4l'sticos 4orosos y R$gidos
K Membranas
4or la con-guraci+n del medio(0orma3
4lato o Disco
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K 4lanos
K Tubo
K Domo
K 5ri-cio
K etsLa gama de sistemas de di1usores es bastante am%lia) son sistemas muy
9e#ibles a las necesidades de consumo de o#$geno) las redes de di1usores as$
como el tama2o de la burbuja) %ueden ser con-gurados seg;n el dise2o de la
%lanta) claro) no se debe olvidar *ue a %esar de *ue las %osibilidades de
trans1erir muc&o o#$geno t,cnicamente es %osible) la generaci+n de burbujas
%e*ue2as im%lica altas ca$das de %resi+n y %or tanto consumos de energ$a muy
altos( 4or eso si se decide utiliar los di1usores es necesario a-nar los c'lculos de
dise2o y evitar el sobre o sub dimensionamiento de la red de di1usores(
En la o%eraci+n) %or encontrarse sumergido) re%resenta una di-cultad t,cnica
%ara el mantenimiento de las redes de tuber$a y di1usores( =na redes de
di1usores bien distribuidos genera una buena mecla) con una ventaja sobre los
sistemas mec'nicos) *ue no ejerce es1ueros cortantes altos sobre el l$*uido y
sus s+lidos) %ro%iedad *ue lo &ace id+neo %ara la aireaci+n de lodos activados)
debido *ue no destruye el 9oc biol+gico &aci,ndolo sedimentable( Tambi,n
%ueden ser utiliados en tan*ue de &omogeniaci+n como %reHaireaci+n)
%ro%orcionan mecla y evitan los malos olores(
.! íbridosLos sistemas &$bridos %ueden reunir caracter$sticas de los dos sistemas
anteriores) los e*ui%os dis%onibles con estas caracter$sticas son bastante
am%lios %or lo *ue el 1uncionamiento de estos es variado y ajustable a
necesidades muy es%ec$-cas &ay *ue &acer notar *ue estos e*ui%os al atender
necesidades muy es%ec$-cas) %or lo general est'n dise2ados %ara ma#imiar ya
sea trans1erencia o la mecla u otras caracter$sticas) o1reciendo rendimientos
muy altos %ara una caracter$stica es%ec$-ca) %ero sacri-cando otros as%ectos(
Es %or eso *ue resulta indis%ensable realiar un estudio detenido y asesorarse
con conocedores en el tema cuando se desea realiar la com%ra o instalaci+n de
un e*ui%o de aireaci+n %ara los sistemas de tratamiento de aguas residuales(
F Aireador .!asero/=n aireador casero %odr$amos considerar a los aireadores de %eceras o
estan*ues ya *ue cum%le todas las caracter$sticas de un aireador introduciendo
y meclando o#igeno(
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=n estan*ue sin o#$geno es un estan*ue con %lantas en1ermas y %eces
estresados y moribundos( Si el estan*ue est' estancado o &as em%eado a notar
algunas algas insalubres y acumulaci+n de baba) es &ora de invertir en algunos
aireadores( Aun*ue se %ueden encontrar en tiendas es%ecialiadas locales) los
aireadores son 1'ciles de construir(
El o#$geno se crea dentro del estan*ue de alguna de las siguientes maneras:
mediante la res%iraci+n de las %lantas y la trans1erencia a trav,s del agua( En un
estan*ue tran*uilo) sin saltos de agua) la trans1erencia es la %rinci%al 1orma en la
*ue el o#$geno enri*uece el agua( 4ara com%lementar la 1alta de o#$geno)
%uedes instalar aireadores de estan*ue *ue bombeen o#$geno al agua( !uando
est'n correctamente colocados) los aireadores tambi,n mueven o#$geno a trav,s
del agua(
.1 3u+inistros4odemos construir un aireador de estan*ue con una bomba est'ndar y algunas
&erramientas( Necesitaremos una cubeta de galones 0F)>@ L3 con una ta%a
ajustada) grava) cuerdas y una boya %ara indicarte d+nde est' a%oyada la
bomba(
.2 Cantidad 4 t%cnica4ara un estan*ue saludable) los e#%ertos recomiendan una bomba colocada bajo
el agua %or cada acre 088 m63( Si debes establecer %rioridades) los e#%ertosrecomiendan la colocaci+n de bombas en las 'reas donde se &a con-rmado la
%resencia de %eces o 'reas donde el agua es %oco %ro1unda) ya *ue los %eces
tienden a reunirse m's 1'cilmente en estas 'reas( Adem's) las bombas deben
colocarse lo m's cerca del centro del acre como sea %osible %ara asegurar una
sobresalgan ligeramente( !oloca la ta%a sobre la cubeta y ata la cuerda a la
ta%a( ija la boya a la %arte su%erior de la cuerda( Esto 1acilitar' la recu%eraci+n
de las bombas %ara re%araciones y mantenimiento( Llena las cubetas con agua
&asta *ue la bomba est, cubierta y enciende la bomba(
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6 Eciencia 4 e)ectividad de la aireación
6.1 E)ectividadLa e1ectividad de un aireador de%ende totalmente de la su%er-cie de contactoentre el aire y el agua(
6.2 Eciencia
La e-ciencia de%ende de la selecci+n adecuada del m,todo de aireaci+n) esnecesario tomar en cuenta %rimero cu'l es la demanda de o#$geno del %roceso%ara %oder escoger un sistema *ue alcance el rendimiento deseado sin e#ceder
la demanda energ,tica raonable) ya *ue la e-ciencia viene acom%a2ada de unconsecuente aumento de la demanda energ,tica y en consecuencia un altocosto) demanda *ue tal ve no %ueda justi-car el bene-cio *ue la unidad detratamiento est' generando en la calidad del agua) lo *ue lo &ace %oco rentable(
7 8entajas 4 desventajas de la aireación
8entajas 0esventajasAl eliminar gases disueltos)
tambi,n se eliminan olores o
sabores desagradables *ue,stos %roducen(
La 1ormaci+n de %reci%itados de
e y Mn no es 1'cil si el agua
contiene materia org'nica(
El %roceso re*uiere %oco tiem%o
%ara %re%arar el sitio(
Tiene un mayor costo
energ,tico *ue otros %rocesos(La su%er-cie de terreno
necesaria es m$nima(No re*uiere de reactivos
*u$micosSolo re*uiere e*ui%o sim%le
%ara su mantenimientoEs a%licable en onas rurales y
urbanas
4roblemas de ruido ocasionados
%or los aireadores(
19Aplicaciones
Debido a *ue las concentraciones de o#$geno disuelto se &an convertido en%ar'metros de calidad %ara el vertido a evacuar en corrientes de agua *uetienen una calidad limitada) la aireaci+n cum%le una 1unci+n im%ortante %or
%ro%orcionar el o#$geno disuelto necesario %ara cum%lir con la normativa(
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Durante un corto tiem%o como %retratamiento %ara aumentar la e-cacia de los
tratamientos %osteriores como o#idaci+n biol+gica y sedimentaci+n( La
%reaireaci+n es %articularmente ;til en caso *ue el agua de entrada careca de
o#igeno disuelto y e#ista elevada concentraci+n de sul1uros disueltos(
La 9otaci+n con aire es otra a%licaci+n) y se usa %ara eliminar grasa) s+lidos y
concentrar 1angos(
En los %rocesos de tratamiento biol+gico el aire se utilia con dos -nes: %rimerosuministrar el o#igeno metab+lico necesario en el tratamiento de los organismos)y segundo %rocurar meclado dentro de las c'maras(
4lanteamiento de %roblema
7ay *ue seleccionar un sistema de aireaci+n %ara un estan*ue de agua dulce
*ue tiene una &ect'rea de es%ejo de agua de un metro de %ro1undidad( Se
re*uiere *ue el aireador o%ere un m'#imo de > &oras al d$a 0durante la noc&e3 y
la ca%acidad re*uerida es de mg56?L?&ora) esto signi-ca la necesidad de
o#igenaci+n en condiciones de cam%o(
Nuestra concentraci+n m$nima de 56 a mantener en el cam%o es !Omg?L ya
*ue los organismos cultivados no %ueden vivir %or debajo de esta concentraci+n(
Nuestra tem%eratura %romedio de trabajo TO6>o!
(H !alcule cuanta agua tiene en su estan*ue y e#%r,sela en litros:
)m # L O )) Litros %or la &ect'rea de agua
6(H A&ora calculamos cuantos miligramos de 56 ?&ora re*uiere %ara ese volumen
de agua
)) L # mg 56?L?&O )) mg 56?&
(H Ca sabemos cuanto 56 necesitamos) %ero seg;n las unidades este) est'
e#%resado en miligramos) convirtiendolo a Pg?&ora) %ara *ue los c'lculos sean
congruentes tenemos:
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0)) mg3#0Pg?)) mg3O Jg de 56 ?&ora
Este valor signi-ca la !a%acidad de 5#igenaci+n en condiciones de cam%o
05!-eld3
A&ora necesitamos calcular la ca%acidad de 5#igenaci+n en condiciones
est'ndares 05!std3
Ecuación 1: 5!-eldO 5!st # 00Q # 5!-eldH!3?(FF3 # (68TH6 # a
Si los valores de las constantes son: aO (> y QO(>
El valor de 5!-eld corres%onde a la tem%eratura de trabajo es decir 6>o! O
F(>> mg?L
y el valor de ! es la concentraci+n m$nima de 5#$geno *ue debemos mantener
recordemos *ue esta es !Omg?L
Entonces sustituimos en la Ecuación 1
5!-eldO 5!st # 00(> # F(>>mg?L3 mg?L3?(FF3 # (6806>H63 # (>
5!-eldO 5!st #00(6@H3?(FF3#0(68> # (>3
5!-eldO 5!st #0 (3#0(6 # (>3
5!-eldO 5!st #0 (#(F3
5!-eldO 5!st 0(@3
Entonces la cantidad de o#$geno est'ndar %uede estimarse como sigue:
5!st O 5!-eld ?(@
Sabemos cual es nuestra necesidad de o#$geno recordemos *ue necesitamos
re*uerimos Jg?& O 5!-eld de los c'lculos *ue &icimos %or el volumen de
agua(
Entonces:
5!st O ?(@O 6>(8 Pgde 56?&
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Este valor es casi tres veces la ca%acidad de 5#$genaci+n *ue calculamos 0 Pg
de 56?&3) %ues debemos mantener siem%re una concentraci+n m$nima de mg?L
4ara satis1acer nuestras necesidades dis%onemos en el mercado de dos
aireadores con las siguientes caracter$sticas:
Aireador 1 0A3 6( Pg56?PU&
!on un motor de P V de @( D+lares E=A
Aireador 2 0A63 ( Pg56?PU&
Motor de P de V >( D+lares E=A
Los aireadores se usar'n al menos d$as al a2o %agando una tari1a de V (>@
%esos %or cada PU& consumido(
4regunta: W*ue aireador elegir') si decide em%learlos al menos durante @ a2osX:
4ara el A o aireador calcule su ca%acidad de trans1erencia en Pg56?&ora a
%artir de los datos *ue tenemos
PU # 6( Pg56?PU&O F(> Pg 56?& *ue es su ca%acidad de trans1erencia de5#$geno
necesito entonces
6>(8 Pgde 56?& ?F(> Pg 56?& O (F aireadores o sean 8 del ti%o A
del otro tipo:
PU # ( Pg56?PU& O (> Pg 56?&
6>(8 Pgde 56?& ?(> Pg 56?& O 6(F aireadores o sean del ti%o A6
Recordar *ue los aireadores se usar'n solo > &oras al d$a d$as %or a2o en @
a2os(
!osto de la com%ra:
Ti%o A @#8O 6V # (6 %esos O 66)8( V
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Ti%o A6 >#O 68V # (6 %esos O 6)>>( V
A 8# P?@a2os#d$as#>&?d$a#(>@P&O 8)>( V B 66)8( VO
)6(V
A6 # P?@a2os#d$as#>&?d$a#(>@P&O ) V B 6)>>( VO
@F)8>(V
12Conclusiones
!omo %udimos ver el %roceso de aireaci+n es muy im%ortante en el tratamiento
de aguas y el ti%o de aireaci+n *ue se a%li*ue de%ende del agua *ue esta siendo
tratada y tambi,n de%ende del uso *ue le daremos) ya sea a%licando una %re
aireaci+n o solo antes de la -ltraci+n
1!&ibliogra)ía
• Metcal1 Y Eddy 03) Ingenier$a de aguas residuales( Tratamiento yreutiliaci+n(
• McGraU 7ill: M,#ico(
• Terence McG&ee) Abastecimiento de Agua y Alcantarillado
• Mejora de la calidad de agua %d1
• Gu$a Tecnica de dise2o y ejecuci+n de %royectos de agua y saneamiento con
tecnolog$as alternativasH Ministerio de Medio Ambiente y Agua H%d1