ACADEMIA DE INGENIERÍA, A.C.

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Patricia Ojeda Marín
hace 6 años
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1 ACADEMIA DE INGENIERÍA, A.C.

2 Ingeniería para el manejo sustentable del agua en la Ciudad de México Especialidad de I. Quimica 2 septiembre 2013 Dr. Oscar Monroy Hermosillo Departamento de Biotecnología

3 Balance de agua en el D.F. EvapoTransp FE FIS Lluvia SAAP RDAT Fugas Domésticos No domésticos RAM RAV Ll C y L 35.04% Entradas Salidas % Tratamiento Acuífero de la Cd. México Inyección Drenaje SPTAR

4 Problemas relacionados con el agua La demanda de agua continuará incrementándose. Inequitativa distribución del agua La sobreexplotación del acuífero conduce a: Subsidencia de la ciudad. Contaminación del acuífero Las fuentes externas están siendo restringidas Problemas de salud en los distritos de riego del Valle del Mezquital

5 Manejo de agua para la sustentabilidad Paradigma para el uso sustentable del agua: La planeación del país se debe hacer por cuencas 1. Conservar y usar los recursos de la cuenca dentro de la cuenca. - Cada cuenca se desarrollará de acuerdo a sus recursos (no crecerá a expensas de otras ni será limitado su desarrollo por extracción de sus recursos). Puede haber intercambios entre cuencas pero no trasvases completos. 2. El agua potable deberá ser para consumo humano directo o a través de alimentos procesados - Todas las otras actividades deberán basarse en el tratamiento y reuso de agua.

6 Manejo de agua para la sustentabilidad A. Aumentar la recarga B. Disminuir la extracción Natural (aumentar área de Reducir pérdidas de la red recarga) de agua potable Artificial (captura lluvia, Reducir demandas tratamiento, inyección y doméstica e industrial almacenamiento) Artificial (tratamiento de aguas grises e inyección al Reducir demanda agrícola acuífero)

7 Reducción pérdidas y distribución de la demanda AP Red primaria A la sectorización de la red añadir: Medidores de presión Válvulas distribuidoras Telemetría y control centralizado Medición Tarifas domésticas, comerciales e industriales que incentiven ahorro

8 Hace falta red primaria

9 $ (1994)/m3 Tarifas para incentivar uso eficiente del agua y recuperación urbana de agua de lluvia Control de Tarifas para Consumo Doméstico Control de Tarifas para Consumo No Doméstico T f(v)= b v k m k 3 k 2 k Consumo, m consumo de confort consumo excedente V (m 3 )

10 Usos domésticos del agua (consumo confort, L/hab.d) FUENTE SACM Holanda WC (5)* Regadera Lavamanos Lavadora Cocina L. pisos TOTAL a 104

Segregación de efluentes ph 8.8 8.4 4.4-8 g/l DQOT 9 0.724 9.6 AGV 1.5-0.04 C_HCO3-1.2 regadera WC mig NT 1.9 0.0263 7.

11 Segregación de efluentes ph g/l DQOT AGV C_HCO3-1.2 regadera WC mig NT lavabo lavadora cocina C cisterna A B N_NH PT PS P_PO Detergentes Urea 20

12 Contaminantes persistentes (0.006 a 45 µg/l) PRODUCTO Farmacéuticos Antibióticos Analgésicos Antiinflamatorios Psiquiatricas β-bloqueadores contraste de R-X Esteroides y hormonas Cuidado personal Fragancias Bloqueadores Repelentes Antisépticos Surfactantes y metabolitos Retardantes de flama Aditivos industriales Aditivos de gasolinas DESTINO AA AA AG AG AG AG-AI AI E U

13 Tratamiento de aguas grises A Membrana µf B Ósmosis directa (FO) TA D Biofloculador V = 7 L/p.d, TRH = 1.6 hr C A B C D Agua gris 82 L/p.d O 2 AGT, 64 L/p.d, 166 mg/l UASB, 8 L/p.d, 7.29 g/l Hernández L et al 2007 Agua que requiere mejorarse o reponerse (enfriamiento, pozo, ReOI)

14 Tratamiento avanzado: ejemplo cal polímero CO 2 filtración CA Cl 2 RO pozo

15 Tratamiento de aguas amarillas Reactor lecho fluidizado inverso biogás F, 10 g/l NH 4 + F RF estruvita NH 4 MgPO 4 6H 2 O

16 Tratamiento aguas de WC a vacío (5 a 18 L/p.d) 3.5 L/p.d CH 4 32 Wh/p.d 1.2 g DQO/L V = 12 L/p, TRH= 8.2 d 5 L/p.d 9.8 g DQO/L

17 Manejo de agua para la sustentabilidad Lluvia

18 Desconcentración de PTAR y CIRE 52 Km 12 Mhab en aprox. 924 Km 2 13,000 hab/km 2

19 Desconcentración de PTAR y CIRE 1 M hab * 0.5 kg forsu/hab.d = 500 T/d 1 M hab * 0.18 m 3 /hab.d = 2 m 3 /s Para minimizar costos operativos menos viajes menos drenaje Reducir superficie utilizada Procesos sustentables ante. Alto costo energía Aumento poblacional Cambio climático Ponerse en operación en etapas En menos de 2 años la primera

20 Factibilidad técnica 5 m 3 /h Compresor Filtros de partículas CO 2 71%, CH 4 28 %, 2.7 m 3 /h, P atm Almacenamiento temporal biogás a P atm, CH 4 60%, CO2 40% Q p, Módulo de membrana W O, H O F L = A, S U Q CH4 Q r Metano 95%, 2.3 m 3 /h a 6 atm RHALE UASB A FORSU F W,S U W 1, H 1 F L, S L F U, S Uo F w, S w Objetivo: plantas para un 1 M habitantes 9000 L gasol/d. 1 T FORSU Q CH4 Q p Q r E d F CH4 (kg/d) E g (kwhr/d) E c (kwhr/d) 75 E (L gaso /d)

21 Mezquital Tratamiento biológico AR: 231 L/s Q CH = 17,560 m 3 /d 163 MWh/d FORSU: 600 T/d SD=1200 mg/l SS=300 mg/l F= 0.23 m 3 /s Cl - RH V= 2185 m 3 H=4 m A= 550 m R UASB V=4,550 H=6 A= RAM V= 1667 H=8 A= T/d 2 T/d 14.T/d 6 L/s TBAR V= 20,500 m 3 θ = 30 d H= 6 m A = 3,500 m ft 3 /min 4 Mwh/d 17 T O2 /d 2 MWh/d

22 Infiltración agua de lluvia filtración, absorción e intercambio iónico Ishijama, near Lake Biwa, Japan. Peter Wilderer, Pollution and purification of stormwater runoff (2009)

23 Características lluvia colectada en: Avenidas SS (350 mg/l) SD Hojas SO2 Excretas NOx µorg NH4 Material de abrasión VOC (benceno, PAC, MTBE, ETBE Llantas, frenos, conv. catalítico DOC =20, TOC=70 mg/l) (Zn 412µ/L, Cu 346, Cd, Cr, Pt, Pb 37) Escurrimientos de techos metálicos Cu: 0.7 a 2 g/m 2. a mg/l Zn: 3.7 g/m 2. a -> 30 mg/l

24 Pretratamiento en pozos de infiltración filtración, absorción e intercambio iónico

25 Incremento recarga natural Recuperación de muchos de los 45 ríos que alimentan el Valle de México Ejemplo: Ríos Amecameca y la Compañía que aportan 2.7 m 3 /s

26 Cuenca de los ríos Amecameca y la Compañía

28 Balance de agua después de las principales acciones

29 Conclusiones Necesaria la participación pública en temas de agua (Consejos de Cuenca) Diseño, instrumentación junto con autoridades de agua Supervisión pública de obras y operación Ahorro en hogar y trabajo Necesidad de reuso Generación industrias y empleo con diversas tecnologías producción artefactos domésticos colectores de agua de lluvia empresas ingeniería membranas, generadores electricidad, sanitaria, instrumentación y control riego avanzado en el V del Mezquital mejores cosechas en Valle del Mezquital

30 GRACIAS POR SU ATENCIÓN

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