HIDRAULICA Y TECNOLOGIA DEL MEDIO AMBIENTE. Sistema de Tratamiento de agua residual De alta eficiencia

Transcripción

1 Sistemas de tratamiento de Tratamiento de agua residual HIDRAULICA Y TECNOLOGIA DEL MEDIO AMBIENTE Sistema de Tratamiento de agua residual De alta eficiencia

2 INTRODUCCION El concepto de aguas residuales designa a aquel tipo de agua que se halla contaminada especialmente con materia fecal y orina de seres humanos o de animales. Aunque claro, no se reduce únicamente a esta presencia, asimismo, disponen de otras sustancias residuales provenientes del ámbito doméstico, industrial, agua de lluvia y la típica infiltración de agua en el terreno.

3 SISTEMAS BASICOS DE TRATAMIENTO SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES En forma sintetizada esta formado por las siguientes etapas: 1-Desbaste y desarenado: Remoción de solidos, basura y arena de influente 2- Un sedimentador que separe del fluido principal, las partículas sólidas que se asientan fácilmente (sólidos sedimentables) (No siempre se usa esta etapa) 3 Un sistema biológico y otra serie de procesos auxiliares, necesarios para lograr tener un agua de la calidad deseada. 4: Antes de que el efluente sea integrado al medio ambiente se requiere de un paso de desinfección.

4 SISTEMAS BASICOS DE TRATAMIENTO TRATAMIENTO PRIMARIO En este proceso es posible disminuir de un 30 a un 60% la DBO inicialmente presente en el agua residual.- Objetivo disminuir la carga orgánica del agua TRATAMIENTO SECUNDARIO En un tratamiento secundario es posible obtener una remoción de un 80-95% de la DBO original del agua

5 SISTEMAS BASICOS DE TRATAMIENTO TRATAMIENTO SECUNDARIO Filtro Biológico (Filtro Percolador, Filtro de Escurrimiento). Contactores Biológicos Rotatorios. Reactor Biológico de Lodos Activados. Reactores anaerobios

6 SISTEMAS BASICOS DE TRATAMIENTO Clasificación de los métodos de tratamiento Métodos físico-químicos Físicos. Se llevan a cabo cambios principalmente a través de fuerzas físicas (cribado, sedimentación, flotación Filtración,Evaporación.Adsorción.desorción Químicos.La remoción o tratamiento de los contaminantes se realiza mediante la adición de reactivos que llevan a cabo diferentes reacciones químicas (Coagulaciónfloculación, Precipitación química.- Oxidación-reducción.- Reducción electrolítica.- Intercambio iónico.- Osmosis inversa) Métodos BIOLOGICOS Son los métodos de tratamiento en los cuales la eliminación de contaminantes es provocada por una actividad biológica. Aerobios Anaerobios Anoxicos Microorganismos en suspensión Microorganismos inmobilizados Combinaciones

7 Proceso aerobio El proceso de tratamiento biológico se desarrolla en un ambiente rico en oxígeno, con microorganismos facultativos y aerobios. El mecanismo básico del sistema se representa con la siguiente reacción biológica: SISTEMAS BASICOS DE TRATAMIENTO Lodos activos Filtros bacterianos Biodiscos Lagunas aireadas Materia orgánica + microorganismos + O 2 Biomasa + CO 2 + H 2 O + energía

8 SISTEMAS BASICOS DE TRATAMIENTO Proceso Anaerobio 1.- Reactores de primera generación: TRH= TRC, deficiente contacto entre Biomas y MO - Lagunas Anaerobias, Tanque Séptico, Tanque Imhoff 2. Reactores de segunda generación: TRH independiente de TRC - Filtros anaerobios de flujo ascendente y descendente; b) separación líquido-sólido del efluente, con el retorno de los sólidos separados interno (ver Figura 9b). 3. Reactores de tercera generación: Reactores fluidizados o expandidos Contacto optimizado entre sustrato y biomasa adheridos a partículas de arena, alúmina o plástico, las

9 PLANTAS PREFABRICADAS TRADICIONALES PLANTAS DE TRATAMIENTO ANAEROBIAS SERIE ANS-ES-XX

10 PLANTAS PREFABRICADAS TRADICIONALES PLANTAS DE TRATAMIENTO ANAEROBIAS-AEROBIA ANR-LA-XX STD ANR-LA-XX PLUS

11 BIORREACTOR Sistema de Tratamiento de agua residual De alta eficiencia

12 ANTECEDENTES DEL BIORREACTOR El BIOSISTEC (BIOSTAR-IMTA) es el resultado del trabajo conjunto de investigadores, ingenieros y técnicos mexicanos realizado por el IMTA, el Programa de Posgrado en Ciencias y Tecnología del Agua del IMTA y la empresa HITECMA, S.A. de C.V.

13 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO BIORREACTOR

14 COMPONENTES PRINCIPALES DEL SISTEMA DE TRATAMIENTO

15 COMPONENTES PRINCIPALES DEL SISTEMA DE TRATAMIENTO

16 Agua Potable Descarga de Aguas Residuales NORMAS OFICIALES RELACIONADAS NOM-127-SSA1-1994, Salud ambiental, agua para uso y consumo humano.- Límites permisibles de calidad y tratamientos a que debe someterse el agua para su potabilización. NOM-001- SEMARNAT Que establece los límites máximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales en aguas y bienes nacionales. NOM-002- SEMARNAT Que establece los límites máximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales a los sistemas de alcantarillado urbano o municipal. NOM-003- SEMARNAT Que establece los límites máximos permisibles de contaminantes para las aguas residuales tratadas que se reusen en servicios al público. Lodos y biosólidos NOM-004-SEMARNAT Protección Ambiental. Lodos y biosólidos. Especificaciones y límites máximos permisibles de contaminantes para su aprovechamiento y disposición final.

17 REQUERIMIENTOS BASICOS DE INSTALACION CONSTRUCTIVOS Área Mínima : 9 m 2 Cárcamo de bombeo Trampa de sólidos y grasas ELÉCTRICOS Toma eléctrica trifásica 220v - 3 fases - 60 Hz El sistema se puede adecuar para: sistemas monofásicos 127 v 1 fase sistema bifásico 220 v 2 fases HIDRÁULICOS Línea de alimentación Línea de descarga de agua tratada (efluente)

18 VENTAJAS DEL SISTEMA Área reducida para su instalación Bajo consumo energético El efluente cumple con la normatividad vigente para descarga y reúso Los lodos residuales pueden ser composteados y ser utilizados como mejoradores de suelo Operación simple, con posibilidad de operación completamente automatizada Bajos costos de operación y mantenimiento Bajo volumen de producción de lodos El sistema puede trabajar como planta de tratamiento portátil Efluente de alta calidad - Turbiedad < 5 UTN

19 CAUDALES DE TRATAMIENTO BS-0.5 BS-0.8 BS-1.0 Modelo Q max (L/s) Usuarios escuela Usuarios Zonas Comerciales BS BS BS Escuelas: 35L/usuario/d Zonas comerciales: 25L/usuario/d

20 FRACCIONAMIENTOS BS-0.5 BS-0.8 BS-1.0 Modelo Q max (L/s) Viv. servidas Hab/viv BS BS BS Dotación: 170 L/hab/d, T > 23 C

21 A manera de comparación con el proceso de Lodos Activados

22 Consumo energético LODOS ACTIVADOS 0.5 L/S Real Equipo instalado Hp kw consumidos kw Tiempo prom operación hr kwh/dia Hp kw BIOFILTRO 0.5 LPS Real consumidos kw Tiempo prom operación hr Bomba sumergible cárcamo de control Soplador Motorreductor N/A N/A N/A N/A kwh/dia Total $/kw/h Total $/dia Total al mes $2, $ Actividad Personal Hrs serv Salario/dia Servicio $/hr $ Dia Personal Hrs serv Salario/dia Servicio $/hr $ Dia Operación Mantenimiento Cant Potencia $/reparación $total Rep Cant Potencia $/reparación $total Rep Bombas sumergibles Soplador Motorreductor N/A N/A N/A N/A Total $/año $7, $5, Total $/dia (Total Año / 365dias) $19.45 $14.66 Desinfección Concent. Requerida mg/l Consumo diario (kg) $ por KG $ /dia Concent. Requerida mg/l Consumo diario (kg) $ por KG $ /dia Dosificación de hipoclorito de calcio l/s m3/h m3/dia l/s m3/h m3/dia Caudal a tratar Costo total $dia $ $42.18 Costo al mes $4, $1, Costo de agua tratada $/m3 $3.36 $0.98

23 APLICACIONES DEL BIORREACTOR Modelo Cau dal (l/s) Aplicacion BS Trat de agua residual de baños de escuela, BS Tratamiento de agua residual de oficinas BS Trat baños museo tecnologia Uso de agua trada Lugar Estado Reuso riego CONALEP Texio Tepoztlan Mor Reuso riego Riego CFE Oficinas divisionales centro sur Parque bicentenario BS Trat baños auditorio Riego Parque bicentenario BS Trat baños zona recreativa BS Trat de agua residual de baños de escuela BS Trat de agua residual de baños de escuela (Donacion x CFE) Riego Reuso riego Reuso riego Parque bicentenario ITA Instituto Tecnologico de Altamira Primaria Indigena Cuentepec Cuernavaca Mor Cd de Mexico Cd de Mexico Cd de Mexico Altamira Tamaulipas Temixco Mor

24 Modelo Cau dal (l/s) Aplicacion Uso de agua trada Lugar Estado BS Trat de agua residual de baños de escuela Reuso riego ITT (Instituto Tecnológico de Tecomatlan) Tecomatlan Pue BS Trat de agua residual de baños de escuela Reuso riego ITT (Instituto Tecnológico de Tecomatlan) Tecomatlan Pue BS Trat de agua residual de baños de escuela Reuso riego ITH (Instituto Tecnológico de Huejutla) Huejutla de Reyes Hgo. (Huasteca) BS Trat de agua residual de baños de escuela Reuso riego ITT (Instituto Tecnológico de Huejutla) Huejutla de Reyes Hgo. (Huasteca) BS Trat de agua residual de baños de escuela Reuso riego UTEZ (Universidad tecnologica Emiliano Zapata) Emiliano Zapata Mor

25 Modelo Cau dal (l/s) Aplicacion Uso de agua trada Lugar Estado BS Trat de agua residual de origen sanitario en viviendas Reuso Fideicomiso Ingenio plan de san Luis Cd Valles S.L.P. BS Trat de agua residual de baños de escuela Reuso riego ITAT (Instituto Tecnológico del altiplano de Tlaxcala) Tlaxcala. Tlax BS Trat de agua residual de baños de escuela Reuso riego ITLL (Instituto Tecnológico del Llano) Aguascalie ntes Ags. BS Trat de agua residual de baños de escuela Reuso riego ITAO (Instituto Tecnológico del altiplano de Oaxaca) Sta ma Xoxocotlan Oaxaca

26 APLICACIONES DEL SISTEMA Auditorio al aire libre. Parque Bicentenario antigua refinería Atzcapotzalco D.F. OBJETIVO: Reuso de agua tratada en riego de áreas verdes Zona recreativa. Parque Bicentenario antigua refinería Atzcapotzalco D.F. OBJETIVO: Reuso de agua tratada en riego de areas verdes Museo de la tecnología. Parque Bicentenario antigua refinería Atzcapotzalco D.F. OBJETIVO: Reuso de agua tratada en riego de áreas verdes Conalep Tequio, Tepoztlán Morelos (Inaugurado por Gobernador Marco Adame Castillo) OBJETIVO: Reuso de agua tratada en riego de áreas verdes y en wc s

27 APLICACIONES DEL SISTEMA CFE Comisión federal de electricidad Oficinas divisionales Centro Cuernavaca morelos. OBJETIVO: Reuso de agua tratada en riego de áreas verdes y en wc s FONATUR Cancun Villas Chakté desarrollo turístico Cancun Quintana Roo. OBJETIVO: Reuso de agua tratada en riego de áreas verdes y en wc s ITA Instituto Tácnologico de Altamira (Tecnologico agropecuario) Altamira Tamaulipas. OBJETIVO: Reuso de agua tratada en riego de viveros experimentales ITT Instituto Tecnologico de Tecomatlan Tecomatlan Puebla OBJETIVO: Reuso de agua tratada en riego de áreas verdes

28 APLICACIONES DEL SISTEMA ITH Instituto Tecnologico de Huejutla (Tecnologico Agropecuario) OBJETIVO: Reuso de agua tratada en riego agrícola, riego de viveros almacenamiento en laguna de agua tratada CFE Donacion a escuela primaria indígena Temix Mor. OBJETIVO: Reuso de agua tratada en riego de áreas verdes y en wc s IMTA- FONATUR- PARQUE BICENTENARIO Antigua refinería de Atzcapotzalco Mexico D.F OBJETIVO: Reuso de agua tratada en riego de areas verdes UTEZ Universidad Tecnologica Emiliano Zapata Emiliano Zapata Mor. OBJETIVO: Descarga en cuerpo receptor José Alejandro Muñoz Hernández

29 TEL: 01 (777) , COORDINACIÓN DE TRATAMIENTO Y CALIDAD DEL AGUA Subcoordinación de Tratamiento deaguas Residuales TEL: 01 (777) mantilla@tlaloc.imta.mx