PLANTA DE TRAT TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES (PTAR) / IRAZOLA KM 86 | 2013 “Año d !" I#$%&'# "%" ! D&"%%o!!o R*%"! + !" S,*%'d"d A!'-#."%'"
UNIERSIDAD NAIONAL DE UAALI AULTAD AULTAD DE IENIAS IEN IAS ORESTALES AM4IENTALES ESCUELA PROFESIONAL DE
INGENIER5A AMBIENTAL
PTAR Contaminación y Tratamiento de Aguas
CURSO
:
DOCENTE
: Ing.
INTEGRAN RANTES
:
Msc. Segundo Elmer Nieto Ampuero.
-
Hidalgo Castagne, Rossy Pierina iancarla.
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PUCALLPA -PERÚ
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I.
INTRODUCCIÓN El P.T.A.R. son unidades de transformación de los efluentes industriales y domésticos, o sea, unidades de transformación de la materia orgánica, y en algunos casos de separación de un componente mineral. Vistas localmente, parecen ser unidades aisladas, cuyo objetio es de preserar alg!n cauce de agua, por obligación legal y la presión de la Autoridad Ambiental Regional, pero istas de manera global representan el principio y el fundamento del sistema digestio del "undo, de este gran #ormiguero de los seres #umano. En la industria, una P.T.A.R. es una unidad de control de calidad del proceso productio, donde por medio del análisis del agua residual $cantidad, calidad%, se puede diagnosticar el &estado del paciente', o sea, la eficiencia de la fábrica en un momento determinado, y en particular las pérdidas de materia prima y el gasto de insumos.
II.
OBJETIVOS
(onocer en detalle cada una de las etapas de proceso para as) tener una isión
concreta de la funcionalidad necesaria en cada uno de los módulos o subsecciones de la planta. *ise+o del sistema automático ue permita la funcionalidad descrita y por tanto
conseguir el producto final deseado. El objetio del tratamiento es producir agua residual ya limpia $o efluente tratado% sustituido por descargas o reutili-ables #acia el ambiente, y una basura sólida o lodos también conenientes para la futuros propósitos o recursos.
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III.
REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA III.1.
Definición de trt!ient" de #$%.
El tratamiento de aguas residuales consiste en una serie de procesos f)sicos, u)micos y biológicos ue tienen como fin eliminar los contaminantes f)sicos, u)micos y biológicos presentes en el agua efluente del uso #umano. El objetio del tratamiento es producir agua limpia $o efluente tratado% o reutili-able en el ambiente y un residuo sólido o fango $también llamado biosólido o lodo% conenientes para su disposición o re!so. Es muy com!n llamarlo depuración de aguas residuales para distinguirlo del tratamiento de aguas potables.
III.&.
Definición de 'TAR
na PTAR es una planta de tratamiento de aguas residuales. El tratamiento de aguas residuales $o agua residual doméstica% incorpora procesos f)sicos, u)micos y biológicos los cuales tratan y remueen contaminantes f)sicos, u)micos y biológicos del uso #umano cotidiano del agua. /as aguas residuales son generadas por residencias, instituciones y locales comerciales e industriales. Esto puede ser tratado dentro del sitio en el cual es generado $por ejemplo0 tanues sépticos o dentro de las mismas plantas% o recogido y lleado mediante una red de pipas y una bomba estacionaria a una planta de tratamiento municipal. /os esfuer-os para colectar y tratar las aguas residuales doméstica de la descarga están t)picamente sujetas a regulaciones y estándares locales, estatales y federales $regulaciones y controles%. Recursos industriales de aguas residuales, a menudo reuieren procesos de tratamiento especiali-ado. T)picamente, el tratamiento de aguas residuales es alcan-ado por la separación f)sica inicial de sólidos de la corriente de aguas industriales , seguido por la conersión progresia de materia biológica disuelta en una masa biológica sólida usando bacterias ind)genas flotantes. na e- ue la masa biológica es separada o remoida, el agua tratada puede e1perimentar una desinfección adicional mediante procesos f)sicos o u)micos. Este efluente final puede ser descargado o reintroducidos de uelta a aun cuerpo de agua natural $corriente, r)o o ba#)a% u otro ambiente $tierras #!medas, cursos de golfo, caminos erdes, etc.%. /os sólidos biológicos segregados e1perimentan un tratamiento adicional y neutrali-ación adicional antes de la descarga o reutili-ación apropiada.
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()$* +cer c"n e, ef,$ente - en rtic$,r c"n %$% tre% c"!"nente% rinci,e%/ e, #$0 , !teri "r#nic - ,"% n$triente%0 t"d"% %iend" !teri% ri!% 2,i"%%3 Emprender un proceso tan largo y delicado como la construcción de una PTAR, para finalmente limitarse con cumplir con una norma administratia y erter el efluente al r)o más cercano con 23, 43, o 53 6 de la materia orgánica, y la mayor)a de los nutrientes y de los patógenos presentes en el agua residual, deja una impresión de desgaste0 7no será muc#o trabajo para un efecto limitado $reducir la carga orgánica de la uebrada%8 9o será una oportunidad perdida 79o se podr)a alorar mejor el recurso agua, el recurso &nutrientes' y el recurso materia orgánica8 Para una industria, una PTAR ue se limita a su función &primaria' de cumplir con una norma ambiental, genera un costo ue debe ser incorporado al precio de enta del producto. Pero muc#as industrias #an podido transformar la &imposición ambiental' en una :portunidad Empresarial, utili-ando su PTAR como una nuea unidad de (ontrol de (alidad de la fábrica, para reducir las pérdidas de materia prima, elar por el consumo de insumos u)micos y el gasto de agua. :tros #an ido más allá, alori-ando los subproductos de la PTAR $o sea, los productos de descomposición del efluente% 0 biogás para la fábrica, lodos para abono orgánico, y agua tratada para la ferti;irrigación de los cultios aleda+os, o para re;uso en el proceso, para generar ingresos de operación con su PTAR. Para un municipio, una PTAR puede tener funciones similares0 control de calidad del sericio de acueducto y alcantarillado y fuente de productos nueos para dinami-ar el desarrollo local0 gas $fuente renoable de energ)a%, lodo $abono orgánico% y agua tratada $para re;uso o ferti;irrigación%
III.4. USOS 'RODUCTIVOS DEL 'TAR III.4.1. Bi"#% Este gas natural biológico es una fuente renoable de energ)a, generalmente mal aproec#ada en las PTAR, por desconocimiento de los ingenieros a cargo del dise+o, montaje, arranue y operación de estas plantas. El biogás se puede utili-ar &crudo', sin tratamiento alguno para casi todos los usos de combustión, en caldera o en estufas.
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III.4.&. E, ,"d" A la diferencia de las plantas aerobias, el lodo de los reactores anaerobios es estabili-ado $fermentado%, se genera en poca cantidad $> eces menor ue las plantas aerobias% y es de fácil des#idratación $? d)as en lec#os de secado%.
III.4.4. E, #$ trtd 9o deja de e1tra+ar el concepto ue #a enido siendo difundido por la ngenier)a
IV.
5ATERIALES 6 57TODO
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IV.1.
5teri,e%
/a práctica se reali-ará en la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales $PTAR% en el pueblo de Ale1ander Von =umboldt (.C.D " F?.
IV.&.
5*t"d"
/a práctica se desarrollará en forma guiada y el estudiante irá anotando en cada etapa del proceso lo caracter)stico y tiene la responsabilidad de inestigar, por cuenta propia, información complementaria, con el fin de cumplir los objetios indicados.
V.
RESULTADOS *urante la isita reali-ada PTAR de RAH:/A se obseró las siguientes etapas de tratamiento.
'LANTA DE TRATA5IENTO DE AGUAS RESIDUALES 8'TAR9 El tratamiento de aguas residuales consiste en una serie de procesos f)sicos, u)micos y biológicos ue tienen como fin eliminar los contaminantes en el agua efluente del uso #umano. El objetio del tratamiento es producir agua limpia $o efluente tratado% o reutili-able en el ambiente y un residuo sólido o fango $también llamado biosólido o lodo% conenientes para su disposición o reusó. Es muy com!n llamarlo depuración de aguas residuales para distinguirlo del tratamiento de aguas potables.
V.1.ETA'AS DEL 'ROCESO
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PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES (PTAR) / IRAZOLA KM 86 | 2013 El proceso de tratamiento del agua residual se puede diidir en cuatro etapas0 pretratamiento, primaria, secundaria y terciaria. Algunos autores llaman a las etapas preliminar y primaria unidas como etapa primaria.
V.1.1.
TRATA 5IENTO 'RELI5INAR /a etapa preliminar debe cumplir dos funciones0 I. "edir y regular el caudal de agua ue ingresa a la planta. 2. E1traer los sólidos flotantes grandes y la arena $a eces, también la grasa%. 9ormalmente las plantas están dise+adas para tratar un olumen de agua constante, lo cual debe adaptarse a ue el agua serida producida por una comunidad no es constante. =ay #oras, generalmente durante el d)a, en las ue el olumen de agua producida es mayor, por lo ue deben instalarse sistemas de regulación de forma ue el caudal ue ingrese al sistema de tratamiento sea uniforme. Asimismo, para ue el proceso pueda efectuarse normalmente, es necesario filtrar el agua para retirar de ella sólidos y grasas. /as estructuras encargadas de esta función son las rejillas, tamices, trituradores $a eces%, desgrasadores y desarenadores. En esta etapa también se puede reali-ar la preaireación, cuyas funciones son0 a% Eliminar los compuestos olátiles presentes en el agua serida, ue se caracteri-an por ser malolientes, y b% Aumentar el contenido de o1)geno del agua, lo ue ayuda a la disminución de la producción de malos olores en las etapas siguientes del proceso de tratamiento.
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V.1.&. TRATA5IENTO 'RI5ARIO Tiene como objetio eliminar los sólidos en suspensión por medio de un proceso de sedimentación simple por graedad o asistida por coagulantes y floculantes. As), para completar este proceso se pueden agregar compuestos u)micos $sales de #ierro, aluminio y polielectrolitos floculantes% con el objeto de precipitar el fósforo, los sólidos en suspensión muy finos o auellos en estado de coloide. /as estructuras encargadas de esta función son los estanues de sedimentación primarios o clarificadores primarios. =abitualmente están dise+ados para suprimir auellas part)culas ue tienen tasas de sedimentación de 3,4 a 3,J mmKs. Asimismo, el per)odo de retención es normalmente corto, I a 2 #. (on estos parámetros, la profundidad del estanue fluct!a entre 2 a > m. En esta etapa se elimina por precipitación alrededor del ?3 al J36 de los sólidos en suspensión. En la mayor)a de las plantas e1isten arios sedimentadores primarios y su forma puede ser circular, cuadrada a rectangular.
V.1.4. TRATA5IENTO SECUNDARIO Tiene como objetio eliminar la materia orgánica en disolución y en estado coloidal mediante un proceso de o1idación de naturale-a biológica seguido de sedimentación. Este proceso biológico es un proceso natural controlado en el cual participan los microorganismos presentes en el agua residual, y ue se desarrollan en un reactor o cuba de aireación, más los ue se desarrollan, en menor medida en el decantador secundario. Estos microorganismos, principalmente bacterias, se alimentan de los sólidos en suspensión y estado coloidal produciendo en su degradación en an#)drido carbónico y agua, originándose una biomasa bacteriana ue precipita en el decantador secundario. As), el agua ueda limpia a cambio de producirse unos fangos para los ue #ay ue buscar un medio de eliminarlos. En el decantador secundario, #ay un flujo tranuilo de agua, de forma ue la biomasa, es decir, los flóculos bacterianos producidos en el reactor, sedimentan. El sedimento ue se produce y ue, como se dijo, está formado fundamentalmente por bacterias, se denomina fango actio. /os microorganismos del reactor aireado pueden estar en suspensión en el agua $procesos de crecimiento suspendido o fangos actiados%, ad#eridos a un medio de suspensión $procesos de crecimiento ad#erido% o distribuidos en un sistema mi1to $procesos de crecimiento mi1to%.
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PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES (PTAR) / IRAZOLA KM 86 | 2013 /as estructuras usadas para el tratamiento secundario incluyen filtros de arena intermitentes, filtros percoladores, contactores biológicos rotatorios, lec#os fluidi-ados, estanues de fangos actios, lagunas de estabili-ación u o1idación y sistemas de digestión de fangos.
V.1.:. TRATA5IENTO TERCIARIO Tiene como objetio suprimir algunos contaminantes espec)ficos presentes en el agua residual tales como los fosfatos ue proienen del uso de detergentes domésticos e industriales y cuya descarga en curso de agua faorece la eutrofi-ación, es decir, un desarrollo incontrolado y acelerado de la egetación acuática ue agota el o1)geno, y mata la fauna e1istente en la -ona. 9o todas las plantas tienen esta etapa ya ue dependerá de la composición del agua residual y el destino ue se le dará.
V.&.'RINCI'ALES 'ASOS DEL TRATA5IENTO V.&.1. De%infección /as aguas seridas tratadas normalmente contienen microorganismos patógenos ue sobreien a las etapas anteriores de tratamiento. /as cantidades de microorganismos an de I3.333 a I33.333 coliformes totales y I.333 a I3.333 coliformes fecales por I33 ml de agua, como también se a)slan algunos irus y #ueos de parásitos. Por tal ra-ón es necesario proceder a la desinfección del agua. Esta desinfección es especialmente importante si estas aguas an a ser descargadas a aguas de uso recreacional, aguas donde se cultian mariscos o aguas ue pudieran usarse como fuente de agua para consumo #umano. /os métodos de desinfección de las aguas seridas son principalmente la cloración y la io-oni-ación, pero también se #a usado la bromación y la radiación ultraioleta. El más usado es la cloración por ser barata, fácilmente disponible y muy efectia. 3 mgK/. /a estructura ue se usa para efectuar la cloración es la cámara de contacto. (onsiste en una serie de canales interconectados por los cuales fluye el agua serida tratada de manera ue ésta esté al menos 23 minutos en contacto con el cloro, tiempo necesario para dar muerte a los microorganismos patógenos. ING AM4IENTAL / URSO DE ONTAMIANI7N TRATAMIENTO DE AGUAS
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V.&.&. Trt!ient" de ,"% fn#"% /os sedimentos ue se generan en las etapas primaria y secundaria se denominan fangos. Estos fangos contienen gran cantidad de agua $LL6%, microorganismos patógenos y contaminantes orgánicos e inorgánicos. M (. /as bacterias anaerobias degradan la materia orgánica presente en el agua serida, en una primera fase, a ácido propiónico, ácido acético y otros compuestos intermedios, para posteriormente dar como producto final metano $?3 ; J3 6%, an#)drido carbónico $436% y tra-as de amon)aco, nitrógeno, an#)drido sulfuroso e #idrógeno. El metano y el an#)drido carbónico son inodoros@ en cambio, el ácido propiónico tiene olor a ueso rancio y el ácido acético tiene un olor a inagre. /a digestión aerobia se reali-a en un estanue abierto y reuiere la presencia de o1)geno y, por tanto, la inyección de aire u o1)geno. En este caso la digestión de la materia orgánica es efectuada por bacterias aerobias, las ue reali-an su actiidad a temperatura ambiente. El producto final de esta digestión es an#)drido carbónico y agua. 9o se produce metano. Este proceso bien efectuado no produce olores. El compostaje es la me-cla del fango digerido aeróbicamente con madera o llantas trituradas, con el objetio de disminuir su #umedad para posteriormente ser dispuesto en un relleno sanitario.
V.&.4. E, c"ndici"n!ient" ;$
V.&.:. E, trt!ient" f<%ic" ING AM4IENTAL / URSO DE ONTAMIANI7N TRATAMIENTO DE AGUAS
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PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES (PTAR) / IRAZOLA KM 86 | 2013 ncluye el tratamiento por calor y el congelamiento de los fangos. na e- concluida la etapa de digestión microbiana, ya sea aerobia o anaerobia, los fangos a!n contienen muc#a agua $alrededor de un L36% por lo ue se reuiere des#idratarlos para su disposición final. Para ello se #an dise+ado dos métodos principales0 secado por aire y secado mecánico.
VI.
DISCUCIÓN
VII.
CONCLUSIÓN •
Actualmente la PTAR se constituye como un #ito ecológico positio, por cuanto está permitiendo estudiar, desarrollar y mejorar tecnolog)as y técnicas para #allar
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PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES (PTAR) / IRAZOLA KM 86 | 2013 alternatias de solución de bajo costo a la problemática de la disposición y uso inadecuado de las aguas residuales domésticas en el Per!. •
•
•
(ontribuye a la formación técnico profesional de los estudiantes de todo niel y nacionalidad. Por otro lado, brinda todo tipo de apoyo en el desarrollo de tesis de inestigación.
/a planta de tratamiento tiene como objetio suprimir algunos contaminantes espec)ficos presentes en el agua residual tales como los fosfatos ue proienen del uso de detergentes domésticos e industriales y cuya descarga en curso de agua faorece la eutrofi-ación. •
VIII.
Por otro lado, en esta Planta no sólo se desarrollan y plantean aspectos netamente técnicos, sino también de gestión y aproec#amiento de todos y cada uno de los subproductos ue se generan en cada una delas unidades de tratamiento #aciéndola iable y más atractia para auellos ue en un futuro asuman la administración de sistemas similares0 aguas residuales tratadas aptas para el riego de áreas erdes y el iero forestal y desarrollo de peces@ biogás para la generación de calor y energ)a eléctrica@ sólidos biológicos para aplicación como mejorador de suelos e insumo para elementos estructurales r!sticos, etc.
El pre aireación se encarga de eliminar los compuestos olátiles presentes en el agua serida, ue se caracteri-an por ser malolientes, y aumentar el contenido de o1)geno del agua, lo ue ayuda a la disminución de la producción de malos olores en las etapas siguientes del proceso de tratamiento.
RECO5ENDACIÓN na Planta de tratamiento de Aguas residuales debe tener como propósito eliminar toda contaminación u)mica y bacteriológica del agua ue pueda ser nocia para los seres #umanos.
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PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES (PTAR) / IRAZOLA KM 86 | 2013 El proceso, además, debe ser optimi-ado de manera ue la planta no produ-ca olores ofensios #acia la comunidad en la cual está inserta. Podemos sugerir a cada "unicipalidad encargar a su *irector de Planeación o de
I=.
BIBLIOGRAF>A •
E<.<(RD*.(:". planta de tratamiento de aguas residuales $En l)nea%. (onsultado el d)a 3F de Nulio del 23I4. *isponible en0 #ttp0KKes.scribd.comKsearc#8ueryOPlantaBdeBTratamientoBdeBaguasBresiduales
•
AAPER.9ET. tratamiento de agua. $En l)nea%. (onsultado el d)a 3F de Nulio del 23I4. *isponible en0 #ttp0KKauaperu.netKplantasQdeQtratamientoQdeQagua.#tm
•
EC*E"E(:.(:". *efinición de planta de tratamiento de aguas residuales seridas. SSS.efdeme1ico.com. $En l)nea%. (onsultado el d)a 3F de Nulio del 23I4. *isponible en0 #ttp0KKSSS.efdeme1ico.comKsericiosKptars.#tml
•
DV<*E.PA=:.:RG. las plantas de tratamiento de aguas residuales. $En l)nea%. (onsultado el d)a 3F de Nulio del 23I4. *isponible en0 #ttp0KKSSS.bsde.pa#o.orgKbsacdKacodal54Ktar.pdf
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