Tratamiento de las Aguas Residuales Apropiadas, Limpias y la Utilización de los Sub productos. Corporación 3G Consultores y Ejecutores EIRL

Transcripción

1 Tratamiento de las Aguas Residuales Apropiadas, Limpias y la Utilización de los Sub productos Ing. Godofredo A. Guzmán Gonzales Ing. Godofredo A. Guzmán Gonzales Corporación 3G Consultores y Ejecutores EIRL

2 Son los líquidos que han sido utilizados en las actividades diarias de una ciudad d (domésticas, comerciales e industriales). Comúnmente las aguas residuales suelen clasificarse como: Aguas Residuales Municipales. Residuos líquidos transportados por el alcantarillado sanitario de una ciudad o población y tratados en una planta de tratamiento municipal Aguas Residuales Industriales. Las Aguas Residuales provenientes de las descargas de Industrias de Manufactura

3 Las aguas Residuales Municipales están compuestas fundamentalmente de residuos orgánicos y productos de lavado, siendo los contaminantes más importantes las grasas y aceites, la materia orgánica en general y los microorganismos patógenos. Las aguas Residuales Industriales en cambio son de contenido muy variable y dependiente del proceso productivo, lo que impide su generalización en cuanto a tratamiento y carga contaminante. Aguas de lluvia.

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5 CARACTERIZACIÓN: 1) CANTIDAD =Q 2) CALIDAD

6 Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO) Demanda Química de Oxígeno (DQO) Carbono Orgánica Total (COT) COT > DQO > DBO

7 Materia orgánica biodegradable

8 Concentraciones típicas Microorganismos i presentes en las (por 100 ml Lde desagüe) aguas residuales domésticas Total de Bacterias Coliformes fecales Estreptococos Fecales Salmonella typhi Quistes de protozoarios >10 3 Huevos de helmintos >10 3 Virus (unidades formadoras de placa) Fuente ARCEIVALA, S.J. (1981)

9 Por qué tratar las Aguas Residuales? Contaminación de aguas Aguas Residuales Río Tratamiento? Lago Consumo Riego Recreación Uso directo IMPACTO EN USOS Mar Productos hidrobiológicos

10 Ley de Recursos Hídricos Ley (Publicado el 31 de marzo de 2009) La ANA es el ente rector y la máxima autoridad tecnico normativa normativa del SNGRH. Es responsable por el funcionamiento de dicho sistema Ejerce jurisdicción administrativa exclusiva en materia de aguas, desarrollando acciones de administración, fiscalización, control y vigilancia

11 HASTA CUANTO? Legislación Capacidad asimilativa del cuerpo receptor Tipo de uso de los efluentes

12 Gestión Integral de los Recursos Hídricos Gestión Ambiental Ley de Recursos Hídricos Autoridad d Nacional del Agua (ANA) Uso Sostenible del Agua Cambio Climático Ministerio del Ambiente (MINAM) ECAs LMPs

13 Categorías ECAs Agua DS MINAM DS MINAM (1) Categoría 1: Poblacional y Recreacional Sub Categoría A: superficiales destinadas a la producción de agua potable A1: pueden ser potabilizadas con desinfección A2: pueden ser potabilizadas con tratamiento convencional A3: pueden ser potabilizadas con tratamiento avanzado Sub Categoría B: superficiales destinadas para recreación B1: Contacto primario B2: Contacto secundario

14 Categorías ECAs Agua DS MINAM DS MINAM (2) Categoría 2: Actividades Marino Costeras Sub Categoría C1: extracción y cultivo de mariscos bivalvos Sub Categoría C2: extracción y cultivo de otras especies hidrobiológicas Sub Categoría C3: otras actividades

15 Categorías ECAs Agua DS MINAM DS MINAM (3) Categoría 3: Riego de vegetales y bebida de animales I: Vegetales de tallo bajo II: Vegetales de tallo alto III: Bebida de animales Categoría 4: Conservación del ambiente acuático I: Lagunas y lagos II: Ríos de la costa y sierra de la selva III: Ecosistemas marino costeros Estuarios Marinos (500 m de la línea paralela de baja marea hasta los límites territoriales)

16 ECAs Agua Parámetros Tradicionales (1) CATEGORÍA I: POBLACIONAL Y RECREACIONAL DBO DQO OD C.Termotol. C. Totales Subcategoría (mg/l) (mg/l) (mg/l) NMP/100mL NMP/100mL A >= A >= A >= B >= B >= CATEGORÍA II: ACTIVIDADES MARINO COSTERAS DBO S.S. OD Aceites y G. C. Termotol. Subcategoría (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) NMP/100mL C1 n.r. n.r. >= 4 1 <= 14 C >= 3 1 <= 30 C >= 2,

17 ECAs Agua Parámetros Tradicionales (2) CATEGORÍA III: RIEGO DE VEGETALES Y BEBIDA DE ANIMALES RIEGO DE VEGETALES TALLO BAJO Y TALLO ALTO DBO DQO OD Aceites y G. ph Conductividad (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) Unidad us/cm >= 4 1 6,5-8,5 <2000 RIEGO DE VEGETALES Parámetro Unidad Tallo Bajo Tallo Alto Coliformes Termotolerantes NMP/100 ml Coliformes Totales NMP/100 ml Enterococos NMP/100 ml Escherichia coli NMP/100 ml Huevos de Helmintos Huevos/litro <1 <1 Salmonella sp. - Ausente Ausente Vibrio cholerae - Ausente Ausente

18 ECAs Agua Parámetros Tradicionales (3) CATEGORÍA III: RIEGO DE VEGETALES Y BEBIDA DE ANIMALES BEBIDA DE ANIMALES DBO DQO OD Aceites y G. ph Conductividad (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) Unidad us/cm <=15 40 > ,5 84 8,4 <=5000 BEBIDA DE ANIMALES Parámetro Unidad Valor Coliformes Termotolerantes NMP/100 ml 1000 Coliformes Totales NMP/100 ml 5000 Enterococos NMP/100 ml 20 Escherichia coli NMP/100 ml 100 Huevos de Helmintos Huevos/litro <1 Salmonella sp. - Ausente Vibrio cholerae - Ausente

19 ECAs Agua Parámetros Tradicionales (4) CATEGORIA 4: CONSERVACIÓN DEL AMBIENTE ACUÁTICO Lagunas y Rios Ecosistemas Marino Costeros Parámetro Unidad Lagos Costa y Sierra Selva Estuarios Marinos DBO mg/l <5 <10 < Oxígeno Disuelto mg/l >=5 >=5 >=5 >=4 >=4 Sólidos Suspendidos Totales mg/l <=25 <= <= <= Nitrógeno Total mg/l 1,6 1,6 1,6 - - Fósforo Total mg/l 0,4 0,5 0,5 0,5 0,031-0,093 Coliformes Termotolerantes NMP/100mL <=30 Coliformes Totales NMP/100mL <=30

20 Límites Máximos Permisibles para efluentes de PTAR DS MINAM (170310) ( ) Parámetro Unidad LMP Aceites y grasas mg/l 20 Coliformes Termotolerantes NMP/100mL DBO mg/l 100 DQO mg/l 200 ph unidad 6,5-8,5 Sólidos Suspendidos Totales mg/l 150 Temperatura C <35

21 Verificación de cumplimiento PTAR ECAs LMPs

22 Balance de masas Qe Ce Qr Co Co = Qr.Cr + Qe.Ce Qr + Qe Cr (Qr + Qe)

23 Verificación de cumplimiento PTAR Qe Ce Qr Cr Co (Qr + Qe) Ce vs LMP Co vs ECA

24 Verificación de cumplimiento PTAR Qe Ce = LMP Qr Cr Co (Qr + Qe) Co <= ECA La eficiencia requerida en la PTAR estará dada por los LMPs

25 Verificación de cumplimiento PTAR Qe Ce = LMP Qr Cr Co (Qr + Qe) Co > ECA Se requiere de tratamiento adicional para cumplir con los ECAs

26 Carga Orgánica (Kg DBO/día) Ct = Q x DBO5 x 0,0864 C,en Kg DBO/día DBO5 5,,en mg/l Q, en L/s Q DBO 5 Población servida

27 Contribución ió percápita, en gr DBO/(habitante.día) t BM: Metcalf: 54 Norma S090: 50

28 Población Equivalente (P.E.) para Industrias PE P.E. = Carga de la industria, Kg DBO/día Contribución percápita, Kg DBO/(habitante.día)

29 Poblaciones equivalente para distintas industrias Con base en una contribución de 50 gr DBO/(habitante.día) Tipo de Industria Unidad de Producción Población Equivalente Almidón: de papas de cereales 1 t de papas 1 t de cereales Verduras enlatadas Frutas en conserva 1 t de producto 1 t de fruta fresca Cervecerías 1hld de cerveza Vitivinícolas 1 m3 de producto Producción de margarina 1 t de producto 600 Harina de pescado 1 t de pescado Matadero 1 t de animal vivo Curtiembre 1 t de piel Textiles: teñido cáñamo y lino seda sintética 1 t de telas Pulpa 1 t de pulpa 1 t de madera Celulosa de sulfito 1 t de celulosa de sosa y paja 600 Jabón 1 t de jabón 1200 Refinería de petróleo 1 m3 de petróleo 840

30 CÓMO? Planta de tratamiento de Planta de tratamiento de aguas residuales

31 Criterios de Diseño : Criterios para escoger el tratamiento más adecuado Características del Agua Residual Cuerpo receptor Posibilidades de Reuso Normativa legal aplicable Eficiencia requerida Calidad del efluente Requerimientos energéticos Terreno disponible Complejidad del tratamiento Disponibilidad de recurso humano especializado Impacto Ambiental Sostenibilidad del Sistema Costos de inversión, ió O & M Entorno Social

32 Consideraciones de Diseño en los proyectos de Inversión Publica Los proyectos de Inversión Publica están normados y regulados por la Ley 1091 del 21 de junio del Los requerimientos del SNIP exigen considerar a los involucrados en todas las etapas del proyecto (Estudios de Pre Inversión, Inversión ypost Producción), asegurando la SOSTENIBILIDAD del proyecto. Los Proyectos de Inversión en Saneamiento Básico poseen exigencias peculiares diferentes a otros sectores, porque la matriz de involucrados es mas diversa ycompleja, tomando en cuenta 5aspectos: 1) Aspecto Técnico. 2) Aspecto Económico. 3) Aspecto Legal. 4) Aspecto Social ymedio Ambiental, y 5) Aspecto Institucional Organizacional.

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36 LAGUNA FACULTATIVA EVAPORACIÓN O 2 CO2 AGUA O 2 EFLUENTE RESIDUAL BACTERIA ALGA CO 2 NH = 3 CO PO 4 HCO3 2 NO 3 = CO 3 inorg. + org. acd.org. CH CO2 NH3 INFILTRACIÓN

37 OXIDACIÓN BIOLÓGICA ANAEROBIA MATERIA ORGÁNICA INSOLUBLE EXOENZIMAS MATERIA ORGÁNICA SOLUBLE BACTERIAS PRODUCTORAS DE ÁCIDOS ACIDOS VOLATILES CO H 2 OTROS 2 PRODUCTOS CELULAS BACTERIAS METANOGENICAS METABOLISMO ENDOGENO CH 4 + CO 2 + CELULAS

38 P A N E L E S S O L A R E S AFLUENTE (DESAGUE CRUDO) Qp = Caudal promedio (Diseño de unidades de Tratamiento) Qmh = Caudal max. Horario (Diseño de unidades de Acondicionamiento) Características Físico Químico y Microbiológico Equipos del Laboratorio Básico para el control de parámetros de rutina y de campo. Caseta de Guardianía y Cerco Perimétrico Iluminación de Laboratorio Básico, Caseta de Guardianía y Entorno de Planta de T.A.R AR UNIDAD DE ACONDICIONAMIENTO PREVIO Estación de Bombeo con paneles solares. Cámara de Rejas Gruesas. Cámara de Rejas Finas Tanques de Igualación ó compensación. Cajas Distribuidoras y Disipadoras de energía. TRATAMIENTO PRIMARIO Reactor Anaeróbico De Lodos Activo de Flujo Ascendente. INSUMOS : Temperaturas Altas. Hidráulica Óptima. Luz Solar o Rayos U.V Bacterias Periodos de Retención. Personal muy Calificado ( 3 turnos ). Presupuestos Fijos e intocables Cuerpo Receptor ECA Agua Superficial CATEGORIA 4 DBO: <5ppm OD > 5 ppm SST < 25 Nt < 1.6 P t < 0.4 Coliformes Termotolerantes: <1000 NMP/100ml Coliformes Totales: <2000 NMP/100ml DISEÑO PRELIMINAR DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES CON TECNOLOGIAS APROPIADAS UNIA TRATAMIENTO SECUNDARIO Filtro Biológico (1) Lecho de secado Sedimentador de Lodos (1) Reuso de sólidos para abono TRATAMIENTO TERCIARIO Filtro Biológico (2) Sedimentador de Lodos (2) TRATAMIENTO CUATERNARIO Laguna Facultativa Biohuerto ó Piscigranja EFLUENTE TRATADO Desinfección con R.U.V. L a g u n a Y a r i n a c o c h a

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44 Proyecto: Carmen Felipe-Morales y Ulises Moreno Casa Blanca - Pachacamac

45 UNITRAR Universidad Nacional de Ingeniería

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49 Lodos Activados Tratamiento preliminar Sedimentador primario Tanque de aeración Sedimentador secundario Desinfección Efluente Agua residual cruda Recirculación de lodos Bombeo de lodos Digestores de lodos Lechos de secado de lodos

50 Difusores Difusor de membrana Difusor de tubo Tanque de aireación con parrilla de difusores

51 Sopladores

52 ELIMINACIÓN ESPERADA DE MICROORGANISMOS REDUCCIÓN DE ORDENES DE MAGNITUD O REDUCCIÓN DE UNIDADES LOGARÍTMICAS PROCESO DE TRATAMIENTO BACTERIAS HELMINTOS VIRUS QUISTES Sedimentación primaria Simple Con coagulación previa Lodos activados Biofiltros Zanja de oxidación Desinfección Laguna aireada Lagunas de estabilización Fuente: Feachem et al (1983)

53 Comparación de Eficiencias de Remoción DQO SS CF Lodos 90% 90% 90% Activados Lagunas de 90% 80% 99.99% Estabilización Tratamiento Anaerobio 85% 90% 90%

54 Comparación de Costos de Construcción (US$/Percápita) Lodos Activados Lagunas de Estabilización Tratamiento Anaerobio Fuente: Menahem, Banco Mundial

55 COSTOS DE PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES (US$/m 3 ) TRATAMIENTO COSTO DE CAPITAL COSTO DE O&M COSTO TOTAL Pi Primarioi 010 0, , ,15 Biológico 0,15-0,20 0,05-0,10 0,20-0,30 Químico 0,12-0,13 0,07-0,08 0,19-0,21 Remoción de nutrientes 0,17-0,28 0,10-0,16 0,27-0,44 Lagunas de estabilización 0,01-0,04 0,006-0,018 0,016-0,058

56 COSTOS PARA TRATAMIENTO DE LODOS (US$ Kg de lodo seco) TRATAMIENTO COSTO DE CAPITAL COSTO DE O&M COSTO TOTAL Deshidratación 0,117 0,075 0,192 Estabilización anaerobia y deshidratación 0,158 0,109 0,267 Deshidratación e incineración 0,292 0,217 0,509 Costo de una planta para 100,000 habitantes, capitalizados a una tasa de interés de 12% y vida útil de 20 años

57 TECNOLOGIAS APROPIADAS TECNOLOGIAS ADECUADAS a países en desarrollo TECNOLOGIAS LIMPIAS, con Energías Renovables

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62 Tratamiento de las Aguas Residuales Apropiadas, Limpias y la Utilización de los Sub productos Ing. Godofredo A. Guzmán Gonzales Corporación 3G Consultores y Ejecutores EIRL godoanselmo@hotmail.com # / /