Horas de práctica por semana

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1 A) NOMBRE DEL CURSO: TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES B) PROFESOR TITULAR: DRA. MARISOL GALLEGOS GARCÍA CO-RESPONSABLE: DRA. SELENE BERBER MENDOZA Dr. NAHUM ANDRES MEDELLIN CASTILLO Semestre Horas de teoría por semana Horas de práctica por semana Horas trabajo adicional estudiante Créditos Enero-Junio C) OBJETIVOS DEL CURSO Objetivos generales Al finalizar el curso el estudiante será capaz de: Al término del curso el estudiante tendrá la capacidad de distinguir diferencias y afinidades de los sistemas en la práctica y poder analizar su capacidad con base en el tipo de aguas residuales por tratar. Unidades 1. Alimentación y metabolismo 2. Cinética y Reactores 3. Purificación Natural 4. Aguas residuales 5. Procesos Físicos 6. Procesos Biológicos 7. Tratamiento de lodos activados Objetivo específico Conocer los diversos tipos de microorganismos y su clasificación en base a su metabolismo y requerimiento nutricional Conocer y distinguir entre os diversos tipos de cinéticas que se llevan a cabo en los reactores biológicos y sus características Conocer los procesos y la diversidad de especies que están involucradas en la purificación natural del agua Conocer los diferentes tipos de tratamientos que se le puede dar al agua en bases a sus características Conocer los diferentes tipos de equipos (dimensiones) que constituyen la parte física de una planta de tratamiento aguas residuales Conocer las partes de una planta de tratamiento de aguas residuales a partir de procesos aerobios y anaerobios Conocer los diferentes tipos de microorganismos tanto aerobios como anaerobios que pueden ser utilizados para el tratamiento de aguas residuales y en que casos específicos pueden ser aplicados D) CONTENIDOS Y MÉTODOS POR UNIDADES Y TEMAS Dra. SELENE BERBER MENDOZA Unidad 1 ALIMENTACIÓN Y METABOLISMO Tema 1.1 Clasificación de MO según sus requerimientos Tema 1.2 Metabolismo aerobio y anaerobio Pág. 1

2 Tema 1.3 Nitrificación Tema 1.4 Fósforo Curds C.R. y H.A. Hawhes, Ecological aspects of used water treatment, 3 tomos, ed. Academic Press, Londres Sdegel, Hangs G., Microbiología general, De. onuja, Barcelona Presentación de los temas, planteamiento de preguntas y conducción de su discusión en clase. Lecturas, tareas y discusión de conceptos. Unidad 2 CINETICA Y REACTORES 8 h Tema 2.1 Cinética química: reacciones de orden cero, primero y segundo orden Tema 2.2 Cinética enzimática: teoría de Michaelis Menten Tema 2.3 Cinética de crecimiento: postulado de Monod Tema 2.4 Tipos de reactores y sus características H. Scott Fogler. Elementos de Ingeniería de las Reacciones Químicas. Prentice Hall Notas del Profesor enviados vía Internet Presentación de algunos temas por los alumnos, planteamiento de preguntas y conducción de su discusión en clase. Lecturas en Ingles de artículos relacionados con el tema y discusión de ellos, Tareas de ejercicios prácticos. Unidad 3 PURIFICACIÓN NATURAL Tema 3.1 Procesos y factores involucrados en purificación natural Tema 3.2 Diversidad de especies en sistemas hidráulicos contaminados Tema 3.3 Sistemas de clasificación: saprobio y trófico Curds C.R. y H.A. Hawhes, Ecological aspects of used water treatment, 3 tomos, ed. Academic Press, Londres Sdegel, Hangs G., Microbiología general, De. onuja, Barcelona Contaminación de aguas continentales, ed. Pipesson, madrid Preguntas y conducción de su discusión en clase. Búsqueda de lecturas en Ingles de artículos relacionados con el tema y discusión de ellos, Dr. NAHUM ANDRES MEDELLIN CASTILLO Pág. 2

3 Unidad 4 AGUAS RESIDUALES Tema 4.1 Objetivos y metas del tratamiento de aguas residuales Tema 4.2 Origen y características de aguas residuales Tema 4.3 Análisis y caracterización del agua residual Tema 4.4 Planta de tratamiento de aguas residuales Tema 4.5 Partes principales de la planta de tratamiento Metcalf & Eddy, Wastewater Engineering, McGraw-Hill, N.Y., h Presentación de algunos temas por los alumnos, planteamiento de preguntas y conducción de su discusión en clase. Lecturas en Ingles de artículos relacionados con el tema y discusión de ellos, Tareas de ejercicios prácticos. Unidad 5 PROCESOS FISICOS Tema 5.1 Cribado o rejillas s Tema 5.2 Desarenadores Objetivos y función Problemática del agua de lluvia Parámetros de diseño Objetivos y función Ubicación Problemática del agua de lluvia Tipos de desarenadores Material colectado Selección del tipo de desarenador Tema 5.3 Tanques para manejo de aguas residuales Cárcamos de bombeo Tanques de igualación Tema 5.4 Sediementadores Tema 5.5 Filtros Bases teóricas Tipos de sedimentadores Descripción Material del lecho filtrante Tipos de filtros Metcalf & Eddy, Wastewater Engineering, McGraw-Hill, N.Y., E. C. Valdez, A. B. Vázquez Gonzales. Ingeniería de los sistemas de tratamiento y disposición de aguas residuales.fundación ICA, h R. S. Ramalho. Tratamiento de aguas residuales. Laval University. Quebec, Canadá. Ed. Reverte, S.A. Barcelona. Presentación de los temas, planteamiento de preguntas y conducción de su discusión en clase y/o vía electrónico cuando el curso se imparte en la modalidad virtual Pág. 3

4 Lecturas y discusión de conceptos. Ejercicios matemáticos para el diseño de diversos equipos utilizados en plantas tratadoras de aguas residuales Dra. MARISOL GALLEGOS GARCÍA Unidad 6 PROCESOS BIOLOGICOS Tema 6.1 Tipos y clasificación de sistemas biológicos Tema 6.2 Sistemas aerobios s Procesos de biomasa suspendida Procesos de película biológica Tema 6.4 Procesos anaerobios s Procesos de biomasa suspendida Procesos de película biológica Sistemas híbridos Tema 6.5 Lagunas de estabilización Lagunas aireadas Lagunas artificiales Lagunas anaerobias Lagunas aerobias Tema 6.6 Humedales Metcalf & Eddy, Wastewater Engineering, McGraw-Hill, N.Y., h Presentación de los temas, visita a una planta de tratamiento de aguas de la cual se realizaran preguntas y conducción de su discusión en clase. Lecturas y discusión de conceptos y búsqueda de información de diferentes tipos de aguas residuales que son tratadas en las plantas tratadoras y tipos de microorganismos involucrados en el proceso. Unidad 7 Tratamiento de lodos Tema 7.1 Digestión aerobia s Características de lodos activados (Ecología microbiana) Requerimientos de oxigeno y nutrientes Impacto del tiempo de retención de sólidos Tema 7.2 Configuraciones del Proceso Flujo tapón Aireación en etapas Completamente mezclado Estabilización por contacto Con selector anóxico Tema 7.3 Modificaciones basadas en el abastecimiento de O 2 18 h Pág. 4

5 s Aireación convencional Aireación disminuida en gradiente (tapered aeration) Oxígeno puro Tema 7.4 Modificaciones basadas en la carga orgánica s Carga convencional Aireación modificada Tasa alta Aireación extendida Tema 7.5 Criterios de operación y diseño s Relación Alimento-A-Microorganismo (F/M) Tiempo de retención de sólidos Comparación de factores de carga Sólidos suspendidos del licor mezclado Índice volumétrico de lodos Relación de reciclaje 7.5.7Ecuación de Eckenfelder y McKineey Tema 7.6 Diseño de un proceso de lodos activados (Reactor aerobio para plantas de tratamiento) 7.6 Una vista al modelamiento y diseño de plantas de tratamiento de aguas residuales por medio del Software GPS-X 5.0 Tema 7.7 Digestión anaerobia Metanogénesis Sulfato reducción Desnitrificación Bioremediación Tema 7.8 Tipos de reactores anaerobios (enzimáticos) Diseño de reactores anaerobios Curds C.R. y H.A. Hawhes, Ecological aspects of used water treatment, 3 tomos, ed. Academic Press, Londres Sdegel, Hangs G., Microbiología general, De. onuja, Barcelona 1988.sos necesarios para la enseñanza y el específicamente de este tema, cuando proceda. 4h Metcalf & Eddy, Wastewater Engineering, McGraw-Hill, N.Y., Presentación de los temas, planteamiento de preguntas y conducción de su discusión en clase. Desarrollo de ejercicio de diseño de reactores anaerobios. Lecturas y discusión de conceptos. Tarea individual y en grupo: Diseño de un tanque aerobio para una planta de tratamiento de aguas residuales en base a las características del agua. Diseño de un reactor anaerobio, cálculos y discusión del tratamiento del agua contaminada con diversos tipos de materia orgánica o metales pesado. Pág. 5

6 E) ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZA Y APRENDIZAJE Exposición oral de conceptos, dinámicas de grupo, desarrollo de problemas, manejo de herramientas de cómputo y trabajos de investigación. F) EVALUACIÓN Y ACREDITACIÓN Elaboración y/o presentación de: Periodicidad Abarca Ponderación Primer examen parcial Unidad 1,2 y 3 Segundo examen parcial Unidad 4 y 5 Tercer Parcial Unidad 6 y 7 Otra actividad 1 Otra actividad 2 Examen ordinario (cuando proceda) TOTAL G) BIBLIOGRAFÍA Y RECURSOS INFORMÁTICOS Textos básicos Curds C.R. y H.A. Hawhes, Ecological aspects of used water treatment, 3 tomos, ed. Academic Press, Londres Sdegel, Hangs G., Microbiología general, De. onuja, Barcelona Contaminación de aguas continentales, ed. Pipesson, madrid Metcalf & Eddy, Wastewater Engineering, McGraw-Hill, N.Y., Graw Hill Textos complementarios E. C. Valdez, A. B. Vázquez Gonzales. Ingeniería de los sistemas de tratamiento y disposición de aguas residuales.fundación ICA, R. S. Ramalho. Tratamiento de aguas residuales. Laval University. Quebec, Canadá. Ed. Reverte, S.A. Barcelona. Benefield Larry D., Randall Clifford W., Biological Process Design for Wastewater Treatment, Prentice-Hill, Inc. N.J., USA, Eckenfelder, Water Quality Engineering for Practicing Engineers, Barnes & Noble, N.Y., Gaudy Anthony F. Jr., Gaudy Elizabeth T., Microbiology for Environmental Scientist and Engineers, McGraw- Hill international Book Company, Lester, J.N. and Birkett, J.W., Microbilogy and chemistry for environmental scientists and engineers. Segunda edición. E & FN Spon, Londres Pág. 6

7 Sitios de Internet Bases de datos Pág. 7