Introducción n a los sistemas de. tratamiento de aguas residuales

Transcripción

1 Introducción n a los sistemas de tratamiento de aguas residuales 2008

2 CLASES DE CONTAMINANTES EN LAS AGUAS RESIDUALES DE COMUNIDADES URBANAS Para comprender de la manera mas simple cuales son los contaminantes principales de las aguas residuales de cualquier comunidad urbana del mundo, las hemos dividido de acuerdo al resumen del Dr. En Física R. Tsukamoto en SEIS clases: Clases de Contaminantes Organismos Patógenos Materia Orgánica Sólidos Suspendidos Metales pesados Nutrientes Gas Sulfhídrico

3 CLASES DE CONTAMINANTES EN LAS AGUAS RESIDUALES DE COMUNIDADES URBANAS U ORGANISMOS PATOGENOS Son los contaminantes que hacen el mayor daño a los seres humanos, estos se encuentran dispersos en el agua y son los causantes de las grandes epidemias. Los principales son: ORGANISMOS PATOGENOS Gusanos Lombrices, tenias, esquistosomas, etc Protozoarios Giardias, crystosporidium, etc. Bacterias Colera, salmonela, E colli, etc Microplasmas y Virus Hepatitis, enterovirus,etc

4 CLASES DE CONTAMINANTES EN LAS AGUAS RESIDUALES DE COMUNIDADES URBANAS U MATERIA ORGANICA Es el conjunto de substancias orgánicas presentes en las aguas residuales, por lo general se conoce como la DEMANDA BIOQUIMICA DE OXIGENO (DBO) Generalmente corresponde a la mitad de la materia orgánica presente en el agua La DBO, esta compuesta por la materia orgánica suspendida y la materia orgánica disuelta que se encuentra en las aguas residuales. Cuando es vertida a los Ríos, Lagos o Mares, provoca un incremento inmediato en la población bacteriana, la cual consume el Oxigeno disuelto en el agua, causando que los seres vivos (plantas, animales y microorganismos) se mueran por falta del Oxigeno La masa de agua entonces se descompone, volviéndose maloliente, DBO Materia Orgánica suspendida Materia orgánica disuelta

5 CLASES DE CONTAMINANTES EN LAS AGUAS RESIDUALES DE COMUNIDADES URBANAS U SOLIDOS SUSPENDIDOS * Son el conjunto de todas las partículas suspendidas presentes en las aguas residuales * En los SS, están englobados, la Materia Orgánica (DBO) e Inorgánica suspendida en variedad de formas y tamaños. Este es uno de los parámetro de mayor impacto ambiental y sanitario. SOLIDOS SUSPENDIDOS 100% Organismos Patógenos 50% al 70% Materia Orgánica 100% Materia Coloidal

6 CLASES DE CONTAMINANTES EN LAS AGUAS RESIDUALES DE COMUNIDADES URBANAS U NUTRIENTES (FOSFORO y NITROGENO) Estos forman compuestos orgánicos e inorgánicos, que cuando son liberados en el ambiente acuático estimulan la reproducción acelerada de Microalgas. La mayoría de estas Microalgas son altamente toxicas, envenenan el agua para consumo humano y destruyen el ecosistema. En agua dulce estas microalgas de color verde-azuladas (cianofíceas), junto con las diatomaceas producen toxinas cancerigenas y/o dan un olor y sabor muy desagradable al agua. En el agua de mar, las algas dinoflagelados son las que forman la marea roja, provocan la muerte por envenenamiento de los seres acuáticos (plancton, etc), peces, mariscos y hasta seres humanos. El Fósforo es el elemento de mayor responsabilidad de los efectos de eutrofización y envenenamiento del medioambiente

7 CLASES DE CONTAMINANTES EN LAS AGUAS RESIDUALES DE COMUNIDADES URBANAS U FENOMENO DE EUTROFIZACION FENOMENO DE EUTROFIZACION Los lagos, charcas, lagunas y embalses, son especialmente vulnerables a la contaminación. En este caso, el problema es la eutrofización, que se produce cuando el agua se enriquece de modo artificial con nutrientes, lo que produce un crecimiento anormal de las plantas. Los fertilizantes químicos arrastrados por el agua desde los campos de cultivo contribuyen en gran medida a este proceso. El proceso de eutrofización puede ocasionar graves problemas en el agua como: -Mal sabor y olor -Cúmulo de algas o verdín que puede resultar estéticamente poco agradable -Crecimiento denso de las plantas con raíces - Elevado índice de evaporación debido a las plantas acuáticas -Agotamiento del oxígeno en las aguas más profundas -Acumulación de sedimentos en el fondo de los lagos -Así como otros cambios químicos, como la precipitación del carbonato de calcio en aguas duras.

8 CLASES DE CONTAMINANTES EN LAS AGUAS RESIDUALES DE COMUNIDADES URBANAS U GAS SULFHIDRICO (H2S) En las aguas residuales este gas se genera por las bacterias anaeróbias a partir del Azufre contenido en ellas. El H2S es un gas toxico para plantas, animales y seres humanos El H2S es corrosivo para las tuberías, construcciones, materiales eléctricos y electrónicos. En los tratamientos convencionales los procesos biológicos no eliminan el H2S, e inclusive muchas veces generan este gas, como es en los procesos con lagunas de oxidación. En tratamientos biológicos Anaerobios, se genera gas metano, lo que requiere de equipos adicionales muy costosos para su eliminación o su aprovechamiento.

9 CLASES DE CONTAMINANTES EN LAS AGUAS RESIDUALES DE COMUNIDADES URBANAS U METALES PESADOS Son una variedad enorme de elementos químicos que por lo general son desechados por las industrias que no cuentan con tratamientos o si lo tienen no son los adecuados para eliminarlos. Su efecto en el medio ambiente es acumulativo y muchas veces carcinógeno, siendo tóxicos para todos los seres vivos, contaminan los sedimentos de lagos, ríos y mares perpetuamente. En las grandes urbes, se tiene el problema de la lluvia ácida ya que el agua arrastra muchos contaminantes suspendidos en la atmósfera causando graves daños al ecosistema. Entre los mas comunes se encuentran: Metales Pesados Arsénico Cromo Plomo Mercurio

10 Básicamente el tratamiento convencional, esta estructurado en una progresión n de varios niveles de tratamiento, en los cuales se pretenden eliminar las diferentes clases de contaminantes: Niveles de Tratamiento Pretratamiento Separación de sólidos Primario Sedimentación Secundario Digestión Biológica Terciario Sedimentación Filtración Desinfección

11 NIVEL PRETRATAMIENTO: Consiste en la separación de materiales de arrastre o flotantes de gran tamaño; por lo general se construye un canal de desarenamiento con rejillas metálicas en donde se retienen contaminantes tan variados como: - Plásticos - Maderas - Latas de aluminio o metálicas - Hule - Botellas de vidrio - Arenas - Etc.

12 CALIDAD DE AGUA TRATADA EN UN SISTEMA DE LAGUNAS DE OXIDACION CALIDAD DE AGUA TRATADA EN UN SISTEMA DE LAGUNAS DE OXIDACION

13 NIVEL PRIMARIO: Sedimentación n Primaria: En esta etapa se pretende reducir la cantidad de sólidos suspendidos del agua residual cruda. La eficiencia de remoción es muy baja ya que pocas partículas pueden precipitarse debido a que su densidad es menor que el agua.

14 NIVEL SECUNDARIO: Tiene como objetivo la eliminación de las sustancias orgánicas (DBO) de las aguas residuales, por medio de la solubilización y absorción de estas substancias por bacterias aerobias o anaerobias. El costo de este nivel de tratamiento es considerablemente más elevado que el nivel anterior, especialmente en los procesos aerobios (lagunas aireadas, lodos activados, etc.) que utilizan energía eléctrica continuamente para la aireación de las aguas residuales. La eficacia del tratamiento varía conforme a la composición de las especies de bacterias presentes, su biomasa, su edad y su metabolismo, en un balance en constante alteración a cada cambio ambiental lo que dificulta el equilibrio del tratamiento. En los tratamientos convencionales, por lo general se tienen graves problemas con la eficiencia de este paso.

15 TRATAMIENTO CON SISTEMA DE LAGUNAS DE OXIDACION TRATAMIENTO CON SISTEMA DE LAGUNAS DE OXIDACION

16 NIVEL TERCIARIO: La clarificación del agua en los sistemas convencionales se realiza por decantación, en aparatos conocidos como SEDIMENTADORES. Su principio de funcionamiento es emplear la gravedad para que los sólidos suspendidos y la biomasa se precipiten al fondo, y que el agua clarificada se recupere por la parte superior. Los clarificadores convencionales tienen una eficiencia de remoción n en el rango de 75%, la cual depende de su diseño o y de las características de los SST, que deben de tener una mayor densidad que el agua para que puedan sedimentar, característica que difícilmente se consigue todo el tiempo ya que existen factores que no ayudan, tales como variación en ph, cantidad de SST, grasas-aceites, temperatura, y toda la variedad de productos químicos cuya densidad casi siempre es menor que el agua, etc. Además de estas variables, los SEDIMENTADORES convencionales se enfrentan a otro grave problema cuando se produce una intoxicación n de las bacterias en el reactor biológico gico; esto causa lo que se conoce con el nombre de Bulking Bulking, que es materia organica putrefacta, casi imposible de decantar y se va junto con el flujo de agua clarificada, contaminandola y reduciendo aun mas la eficiencia del sistema.

17 Clarificador convencional por sedimentación n problema de BULKING BULKING

18 Clarificadores por sedimentación problema de BULKING

19 Problema de BULKING en Clarificador convencional por sedimentación

20 DESINFECCION: En este punto, se trata de eliminar los microorganismos nocivos para la salud Humana. Por lo general se emplean grandes cantidades de cloro, en sus diferentes presentaciones ya que el agua clarificada lleva consigo grandes cantidades de SST, que no pudieron ser DECANTADOS. El costo de este tratamiento es muy alto debido a que el cloro tiene que oxidar tanto los microorganismos, como la materia orgánica (Bulking Bulking) que el agua decantada por el SEDIMENTADOR convencional arrastra debido a su baja eficiencia de separación, como ya explicamos anteriormente. El principal problema en esta etapa, es el envenenamiento del agua por los compuestos clorados que se forman por la acción del cloro.

21 Manejo, Tratamiento, Deshidratado y Confinamiento de lodos En los sistemas convencionales el manejo de lodos requiere de equipos o instalaciones grandes ya que su consistencia en base seca es por lo general 0.5 a 0.7%, esto quiere decir que un litro de lodo contiene 99.93% de Agua y 0.07% de sólidos. Para su tratamiento se emplean equipos espesadores y reactores anaerobios. La deshidratación se puede realizar por los siguientes métodos: Lechos de secado Filtros Prensa Filtros Banda Centrifugación Para confinarse, deben de ser estabilizados con Cal, levantando el ph hasta niveles de 12 o 14, con lo cual se pueden llevar a un relleno sanitario

22 TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES URBANAS E INDUSTRIALES CON TECNOLOGIA FISICO QUIMICA DE FLOTACION AVANZADA POR AIRE DISUELTO

23 Nuestra Tecnología a es una combinación n de un proceso Biológico, con un proceso Físico F Químico mico. De esta manera aprovechamos lo mejor de las dos tecnologías y realizamos una simbiosis que da como resultado la única alternativa que permite una significativa depuración de todas las cargas de contaminantes de las aguas residuales en UNA UNICA ETAPA DE TRATAMIENTO: Organismos Patógenos, SS, DBO, Fósforo, Nitrógeno, Materia Coloidal, H2S y Metales Pesados. A esto se le conoce como tratamiento primario avanzado (TPA)

24 CLARIFICACION BIO-DAF LA CLARIFICACION EN NUESTRO SISTEMA SE REALIZA EN TRES PASOS BASICOS:. Acondicionamiento del agua Dilución de micro burbuja Flotación Sistema adición químicos Tubo dilusor de aire (ADT) Formación de floculos AGUA CLARIFICADA

25 -Agua a tratar - Agua tratada - Agua recirculación - Lodo flotado

26 Los Niveles de Tratamiento en Nuestro Sistema difieren de los tratamientos convencionales substancialmente debido a que: LA EFICIENCIA TOTAL DEL SISTEMA GARANTIZADA ES DE HASTA EL 98% LOS OLORES SON PRACTICAMENTE IMPERCEPTIBLES EL TIEMPO DE RETENCION 3 minutos EN EL PROCESO DE CLARIFICACION EL ESPACIO OCUPADO TOTAL DEL 50 al 70% MENOS LA INVERSION DE UN 25% a 30% MENOR LOS COSTOS OPERATIVOS 25% a 40% MENOR REMOCION DE FOSFORO Y NITROGENO

27

28 Para valorar la eficiencia de remoción n de nuestro sistema, recordemos la clasificación de contaminantes en el agua a tratar, vista en las hojas anteriores: res: - DBO INCLUYE: - LA MITAD DE LA MATERIA ORGANICA - SOLIDOS SUSPENDIDOS incluye: - 100% de Organismos Patógenos - 50 a 70 % de la Materia Orgánica % de la Materia Coloidal - NUTRIENTES (FOSFORO y NITROGENO) - GAS SULFHIDRICO (H2S) - METALES PESADOS

29 Agua tratada de una laguna de oxidación, Eficiencia de remoción 99%

30 La eficiencia garantizada por nuestro Sistema BIO-DAF es de hasta 98% Por lo tanto la reducción n de contaminantes que se logra es: 98% de: - DBO INCLUYE: - LA MITAD DE LA MATERIA ORGANICA - SOLIDOS SUSPENDIDOS incluye: - 100% de Organismos Patógenos - 50 a 70 % de la Materia Orgánica % de la Materia Coloidal - NUTRIENTES (FOSFORO y NITROGENO) - METALES PESADOS

31 ACONDICIONAMIENTO AGUA A TRATAR QUIMICO CATIONICO FORMACION COAGULOS QUIMICO ANIONICO FORMACION FLOCULOS

32 EFICIENCIA DE CLARIFICACION EN AGUA RESIDUAL BIOLOGICA

33 Como se logra esta alta eficiencia en Nuestro Sistema: NIVEL BIOLOGICO DE NUESTRO SISTEMA: Como esta definido, nuestro sistema BIO-DAF DAF, es un proceso combinado BIOLÓGICO FÍSICO F QUÍMICO. El proceso Biológico se diseña para reducir los niveles de DBO disuelta en el agua, mediante la reproducción acelerada de microorganismos naturales aerobios que están presentes en el ecosistema propio del agua residual a tratar. Este proceso se logra mediante la oxigenación balanceada de la propia agua RESIDUAL ya que esta contiene las bacterias naturales; Nuestro Sistema NO NECESITA SER ACTIVADO, SEMBRANDO NINGUNA CEPA BACTERIANA para activar el reactor Biológico. En esta etapa Biológica del tratamiento, las bacterias naturales existentes, se multiplican por millones, arrasando prácticamente con toda la materia orgánica disuelta y las bacterias patógenas que encuentren a su paso, esto ultimo evita la emisión de gases y malos olores. La digestión acelerada de la materia orgánica disuelta, convierte la DBO soluble en materia orgánica suspendida (BIOMASA) que junto con los sólidos suspendidos forman lo que se denomina LICOR.

34 DILUCION DE MICRO BURBUJA TUBO DILUSOR AIRE COMPRIMIDO AGUA DE RECIRCULACION DILUCIÓN EN EL AGUA A TRATAR

35 PRODUCCIÓN N DE MICRO BURBUJA EN EL CLARIFICADOR KROFTA KROFTA

36 EL CLARIFICADOR MAS EFICIENTE DEL MUNDO

37 NIVEL DE CLARIFICACION: En nuestro Sistema de Clarificación empleamos el equipo mas eficiente de Flotación n Avanzada por Aire Disuelto que actualmente existe en el mercado y cuya tecnología esta respaldada por mas de 50 años de desarrollo y 3,500 unidades en operación alrededor del Mundo. La Hidráulica del Clarificador KROFTA es por vasos comunicantes El Clarificador físico químico de flotación avanzada, cuenta con mas de 18 patentes, entre los cuales se encuentra un dispositivo denominado ADT ADT (tubo dilusor de aire), cuya función principal es la de producir millones de Micro burbujas de hasta 20 micras de diámetro, que son las encargadas de flotar hasta el 98% de los SST SST.

38 TUBO DILUSOR TUBO DILUSOR

39 PASO FLOTACION ARRASTRE DEL LICOR FLOCULADO HACIA LA SUPERFICIE POR LA EXPANSION DE LAS MICROBURBUJAS RETIRO CONTINUO DE LODOS FLOTADOS POR EL CUCHARON OBTENCION DE AGUA CLARIFICADA CONTINUAMENTE

40 EFICIENCIA DE FLOTACION EN LA INDUSTRIA

41 Consideraciones de Diseño Calidad de agua tratada: NOM Reuso en servicios al publico con contacto directo. Es el que se destina a actividades donde el publico usuario se encuentra expuesto directamente o en contacto físico. f En lo que corresponde a esta norma se consideran los siguientes reusos: : Llenado de lagos y canales artificiales recreativos con paseos en lancha, remo, canotaje y ski. Fuentes de ornato, lavado de vehículos, riego de parques y jardines. PROMEDIO MENSUAL TIPO DE REUSO Coliformes fecales NMP/100 ml Huevos de helminto (h/l) Grasas y aceites mg/l DBO5 mg/l SST mg/l SERVICIOS AL PUBLICO CON CONTACTO DIRECTO

42 EFICIENCIA DE CLARIFICACION EN AGUA INDUSTRIAL

43 DESINFECCION Ozono

44 Calidad de agua clarificada Calidad de agua clarificada

45 CPI h.t.water technology TECNOLOGIA DEL SIGLO 21 PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES URBANAS, INDUSTRIALES O MIXTAS KROFTA sinónimo nimo de tecnología a de vanguardia

46 Muchas Gracias! Muchas Gracias! CPI HT WATER TECHNOLOGY S.A. DE C.V. Amado Nervo #317 Col. Ladrón n de Guevara, Guadalajara, Jalisco Tel (52)(33) Correo Electrónico: info@cpiwater.com