Subdirección General de Agua Potable, Drenaje y Saneamiento Gerencia de Potabilización y Tratamiento “ALTERNATIVAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES”
4 MARZO DE 2010
SANEAMIENTO
Objetivos del Saneamiento
Contribuir a prev revenir y control rolar la contaminación del agua.
Contribuir al restablecimiento del equilibrio ecológico en los cuerpo rpos de agu aguas nacionales.
Contribuir en la reducción de enfer medades de origen hídrico en la población y mejoram ramiento de la salud pública.
Coadyuvar al reuso e intercambio de las aguas residuales trat ratadas por agua de primer uso.
Impactos en la Salud relacionados con el manejo del agua. Por el agua de consumo c onsumo
Gastroenteritis Hepatitis infecciosa Leptospirosis Paratifoidea
Disintería amibiana Disintería bacilar
Tularemia Tifoidea Cólera
Gusano de guinea Esquistosomiasis
Por el agua de consumo, contacto con agua residual y deficiente aseo personal
Ascariasis Conjuntivitis Enfermedades diarreicas Lepra
Por su desarrollo en agua
Por vectores relacionados con el agua
Sarna Sepsis y úlcera de la piel Tiña Tracoma
Por contacto con agua residual y deficiente aseo personal
Paludismo Oncosercosis Enfermedad del sueño Fiebre amarilla
NORMATIVIDAD Algunas de las normas que reg reglam lamentan y coadyuvan van en lo refer ferente a la administración y preservación de la calidad de los recursos hidráulicos hidráulicos de la Nación:
NOM-001-SEMARNAT-1996, que establece los límites máximos permisibles de las descargas de aguas residuales a cuerpos receptores. , que esta ec ece os m tes m x mos permisibles para el reuso de aguas residuales tratadas en riego de áreas verdes de contacto directo e indirecto.
NOM-004-SEMARNAT-1997, que establece los límites máximos permisibles para el tratamiento y disposición de los lodos de desecho.
NOM-001-SEMARNAT-1996 LIMITES MAXIMOS PERMISIBLES PARA CONTAMINANTES BASICOS, METALES PESADOS Y CIANUROS, Y BACTERIOLOGICOS
RIOS PARÁMETRO
Uso en riego agrícola (A) P.M.
pH, (unidades) Temperatura, (° C) (1) Grasas y aceites (2) Materia flotante (3) Sólidos sedimentables (ml/l) Sólidos suspendidos totales Demanda bioquímica de oxígeno Fósforo Total Arsénico Cadmio Cianuro Cobre Cromo Mercurio Níquel Plomo Zinc
5 – 10 N.A. 15 ausente 1 150 150 20 0.2 0.2 2.0 4.0 1.0 0.01 2.0 0.5 10
Coliformes Fecales (NMP/100 ml) 1000 Huevos de Helminto (h/l) (riego restringido) 1 Huevos de Helminto (h/l) (riego no restringido) 5 (1) (2) (3)
Instantáneo Muestra Simple Promedio Ausente según el Método de Prueba definido en la NMX-AA-006
Uso público urbano (B)
P.D.
5 – 10 N.A. 25 ausente 2 200 200
P.M.
P.D.
Protección de vida acuática (C) P.M.
P.D.
5 – 10 40 15 ausente 1 75 75
5 – 10 40 25 ausente 2 125 150
5 – 10 40 15 ausente 1 40 30
5 – 10 40 25 ausente 2 60 60
30 0.4 0.4 3.0 6.0 1.5 0.02 4.0 1.0 20
20 0.1 0.1 1.0 4.0 0.5 0.005 2.0 0.2 10
30 0.2 0.2 2.0 6.0 1.0 0.01 4.0 0.4 20
5 0.1 0.1 1.0 4.0 0.5 0.005 2.0 0.2 10
10 0.2 0.2 2.0 6.0 1.0 0.01 4.0 0.4 20
2000
1000
2000
1000
2000
1 5
1 5
1 5
1 5
1 5
P.D. = Promedio Diario P.M. = Promedio Mensual N.A. = No es aplicable (A), (B) y (C) = Tipo de Cuerpo Receptor según la Ley Federal de Derechos
NOM-001-SEMARNAT-1996 LIMITES MAXIMOS PERMISIBLES PARA CONTAMINANTES BASICOS, METALES PESADOS Y CIANUROS, Y BACTERIOLOGICOS
EMBALSES NATURALES Y ARTIFICIALES PARÁMETRO
Uso en riego agrícola (B)
pH, (unidades) Temperatura, (° C) (1) Grasas y aceites (2) Materia flotante (3) Sólidos sedimentables (ml/l) Sólidos suspendidos totales Demanda bioquímica de oxígeno Nitrógeno Total Fósforo Total Arsénico Cadmio Cianuro Cobre Cromo Mercurio Níquel Plomo Zinc Coliformes Fecales (NMP/100 ml) Huevos de Helminto (h/l) (riego restringido) Huevos de Helminto (h/l) (riego no restringido) (1) (2) (3)
Instantáneo Muestra Simple Promedio Ausente según el Método de Prueba definido en la NMX-AA-006
P.M.
P.D.
5 – 10 40 15 ausente 1 75 75 40 20 0.2 0.2 2.0 4.0 1.0 0.01 2.0 0.5 10
5 – 10 40 25 ausente 2 125 150 60 30 0.4 0.4 3.0 6.0 1.5 0.02 4.0 1.0 20
1000
2000
1
1 5
5
Uso público urbano (C) P.M.
5 – 10 40 15 ausente 1 40 30 15 5 0.1 0.1 1.0 4.0 0.5 0.005 2.0 0.2 10
P.D.
5 – 10 40 25 ausente 2 60 60 25 10 0.2 0.2 2.0 6.0 1.0 0.01 4.0 0.4 20
1000
2000
1 5
1 5
P.D. = Promedio Diario P.M. = Promedio Mensual N.A. = No es aplicable (A), (B) y (C) = Tipo de Cuerpo Receptor según la Ley Federal de Derechos
NOM-001-SEMARNAT-1996 LIMITES MAXIMOS PERMISIBLES PARA CONTAMINANTES BASICOS, METALES PESADOS Y CIANUROS, Y BACTERIOLOGICOS
AGUAS COSTERAS PARÁMETRO
Explotación pesquera, navegación y otros usos (A) P.M.
pH, (unidades) 5 – 10 5 – 10 Temperatura, (° C) (1) Grasas y aceites (2) Materia flotante (3) Sólidos sedimentables (ml/l) Demanda bioquímica de oxígeno Nitrógeno Total Fósforo Total Arsénico Cadmio Cianuro Cobre Cromo Mercurio Níquel Plomo Zinc Coliformes Fecales (NMP/100 ml) Huevos de Helminto (h/l) (1) (2) (3)
P.D.
5 – 10 40 15 ausente 1
Recreación (B) P.M.
5 – 10 40 25 ausente 2
150 N.A. N.A. 0.1 0.1 2.0 4.0 0.5 0.01 2.0 0.2 10 1000 - 2000 -
Instantáneo Muestra Simple Promedio Ausente según el Método de Prueba definido en la NMX-AA-006
200 N.A. N.A. 0.2 0.2 2.0 6.0 1.0 0.02 4.0 0.4 20 -
Estuarios (C)
P.D.
P.M.
5 – 10 40 40 15 25 ausente ausente 1 2
75 N.A. N.A. 0.2 0.2 2.0 4.0 1.0 0.01 2.0 0.5 10 1000 -2000 -
150 N.A. N.A. 0.4 0.4 3.0 6.0 1.5 0.02 4.0 1.0 20 -
P.D.
5 – 10 40 15 ausente 1
75 15 5 0.1 0.1 1.0 4.0 0.5 0.01 2.0 0.2 10 1000- 2000 -
40 25 ausente 2 150 25 10 0.2 0.2 2.0 6.0 1.0 0.02 4.0 0.4 20 -
P.D. = Promedio Diario P.M. = Promedio Mensual N.A. = No es aplicable (A), (B) y (C) = Tipo de Cuerpo Receptor según la Ley Federal de Derechos
NOM-001-SEMARNAT-1996 LIMITES MAXIMOS PERMISIBLES PARA CONTAMINANTES BASICOS, METALES PESADOS Y CIANUROS, Y BACTERIOLOGICOS
SUELO PARÁMETRO
HUMEDALES
Uso en riego agrícola (A) P.M.
P.D.
pH, (unidades) 5 – 10 5 – 10 Temperatura, (° C) (1) N.A. N.A. Grasas y aceites (2) 15 25 Materia flotante (3) ausente ausente Sólidos sedimentables (ml/l) N.A. N.A. Sólidos suspendidos totales N.A. N.A. Demanda bioquímica de oxígeno N.A. N.A. Nitró eno Total N.A. N.A. Fósforo Total N.A. N.A. Arsénico 0.2 0.4 Cadmio 0.05 0.1 Cianuro 2.0 3.0 Cobre 4.0 6.0 Cromo 0.5 1.0 Mercurio 0.005 0.01 Níquel 2.0 4.0 Plomo 5 10 Zinc 10 20 Coliformes Fecales (NMP/100 ml) 1000 - 2000 Huevos de Helminto (h/l) (riego restringido) 1 1 Huevos de Helminto (h/l) (riego no restringido) 5 5 (1) (2) (3)
Instantáneo Muestra Simple Promedio Ausente según el Método de Prueba definido en la NMX-AA-006
Humedales Naturales (B) P.M.
P.D.
5 – 10 5 – 10 40 40 15 25 ausente ausente 1 2 75 125 75 150 N.A. N.A. N.A. N.A. 0.1 0.2 0.1 0.2 1.0 2.0 4.0 6.0 0.5 1.0 0.005 0.01 2.0 4.0 0.2 0.4 10 20 1000 - 2000 1 1 5 5
P.D. = Promedio Diario P.M. = Promedio Mensual N.A. = No es aplicable (A), (B) y (C) = Tipo de Cuerpo Receptor según la Ley Federal de Derechos
FACTORES A CONSIDERAR PARA LA SELECCIÓN DEL SISTEMA DE TRATAMIENTO
Calidad del agua residual de entrada y salida. Disponibilidad de terreno. Condiciones climatológicas. Condiciones topográficas y geotécnicas. . Costos de inversión, operación y mantenimiento. Requerimientos de energía eléctrica y químicos Necesidad de personal especializado. Impacto ambiental.
SISTEMAS DE TRATAMIENTO Los sistemas de tratamiento son conjuntos o combinaciones de procesos y operaciones unitarias que se seleccionan para remover contaminantes contenidos en las aguas residuales, hasta niveles previamente seleccionados, los sistemas de tratamiento incluyen: •
Operaciones unitarias del tipo separación de sólidos o líquidos de baja densidad del agua ya sea por acción física o por efecto de la -Cernido o cribado de sólidos -Desarenado a gravedad, -Sedimentación y/o flotación de sólidos o grasas. -Elutriación o lavado de sólidos, -Filtración, microfiltración, ultrafiltración y nanofiltración -Evaporación y/o secado, etc.
SISTEMAS DE TRATAMIENTO •
Procesos Unitarios son aquellos donde se llevan a cabo reacciones químicas o biológicas o una combinación de estas para remover, precipitar, degradar, diversas sustancias o contaminantes de las aguas residuales para facilitar su reuso o reciclaje.
tipo biológico: -Demanda Bioquímica de Oxígeno, DBO5. -Demanda Química de Oxígeno, DQO. -Sólidos Suspendidos Totales, SST. -Grasas y Aceites. -Nutrientes como: Pt y Nt en sus diversas formas. -Organismos Coliformes Fecales. -Reducción de Nitrógeno Amoniacal por nitrificación, etc.
ALTERNATIVAS DE TRATAMIENTO LOS PROCESOS BIOLÓGICOS PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES SE CLASIFICAN EN LOS SIGUIENTES SIGUIENTES:: PROCESOS AEROBIOS AEROBIOS:: FUNCIONAN MEDIANTE EL DESARROLLO DE CULTIVOS BIOLOGICOS, PARA REMOVER DIVERSOS CONTAMINANTES, EN PRESENCIA DE OXIGENO DISUELTO, EJEMPLOS DE ESTOS SON LOS PROCESOS DE LODOS ACTIVADOS, LAGUNAS AEROBIAS y AEREADAS, DIGESTORES, ETC ETC..
SON PROCESOS QUE FUNCIONAN CON EL OXIGENO QUÌMICO PRESENTE EN DIVERSOS COMPUESTOS DE LAS AGUAS RESIDUALES Y SE CARACTERIZAN PORQUE PRODUCEN O EMITEN GASES COMO EL METANO Y Y BIOXIDO DE CARBONO ASÌ COMO ALGUNOS GASES OLOROSOS (H (H22S), LO CUAL SE OBSERVA EN PROCESOS COMO COMO:: RAFA´ RAFA´S, FILTROS ANAEROBIOS, DIGESTORES, LAGUNAS ANAEROBIAS, ETC ETC.. PROCESOS FACULTATIVOS FACULTATIVOS:: ESTOA SON UNA COMBINACIÒN DE LOS ANTERIORES E INCLUYEN PROCESOS COMO SON LAS LAGUNAS FACULTATIVAS, LODOS ACTIVADOS CON EMPAQUE FIJO O MÓVIL, BIODISCOS, BIOFILTROS, ETC ETC..
ARREGLO FUNCIONAL EN LOS SISTEMAS DE TRATAMIENTO Pretratamiento,
tratamiento preliminar o
previo. Tratamiento
primario o físico.
Tratamiento
secundario o biológico.
Tratamiento
terciario, avanzado o físico-
Tratamiento
de lodos.
químico.
TRATAMIENTO DE LODOS ACTIVADOS CONVENCIONAL -Espesamiento
De gravedad Mecánico - Digestión aerobia anaerobia - Deshidratación Espesadores Filtros prensa Centrifugados Tornillos Incineración - Encalado C L A RI F I C AD O R P R I M AR I O
3
AEREADOR
CLARIFICADOR SECUNDARIO
DOSIFICACION DE CLORO
CANAL DE REJILLAS Y DESARENADOR
ENTRADA DE AGUA CRUDA
FI
2
1
2
2
2
2
TANQUE DE CONTACTO DE CLORO
CAJA DE DESVIACION (BY-PASS)
HACIA EMISOR
CARCAMO DE BOMBEO
EFLUENTE DIGESTOR AEREBIO Espesador
FILTROS
ALTERNATIVAS DE TRATAMIENTO
PRETRATAMIENTO
PRETRATAMIENTO
•
El Pretratamiento es la primera etapa básica necesaria en todos los procesos de tratamiento de aguas residuales.
Objetivo: Por acción física, fisicoquímica y de la gravedad, remover sólidos grandes (por cribado); gravas y/o arena (por desarenado); grasas o natas y sólidos (flotación), materiales que en conjunto causan daños, obstrucción y/o desgaste de diversos equipos tuberías, válvulas bombas, mezcladores, etc., y otros equipos de proceso. En los casos que lo ameriten, se incluye la neutralización química del agua, la que se ubica al inicio del pretratamiento.
PRETRATAMIENTO
El Pretratamiento incluye, en orden de instalación: • Neutralización química (opcional). • Cribado, manual o automatizado: • • •
Grueso (3.8 -10 cm de abertura entre barras). Medio (1.27 -3.8 cm. ” “ “ ). Fino (0.5 a 3 mm de abertura de paso).
• Desmenuzado automático (poco frecuente). • Desarenado-desengrasado, manual o automatizado. • Regulación-igualación .
Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR)
Morelia, Mich.
Estructura de Pretratamiento
Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR)
CRIBAS
Rejillas de retención de materia flotante (basura)
PRETRATAMIENTO Parámetros de diseño de rejillas de cribado Tipo de Rejilla Concepto
Limpieza manual
Limpieza mecánica
0.6 - 1.6
0.6 - 1.6
. - .
. - .
Pendiente en relación a la horizontal (°)
30 - 60
0 - 30
Velocidad de llegada del agua (cm/seg)
30 - 60
60 - 90
Pérdida permisible de carga en las rejillas (cm)
15
15
Profundidad útil de canal (cm)
30
30
Espesor de las barras o barrotes (cm)
CRIBAS O MICROCRIBAS
Fig. 5.4 Chapter 5; Wastewater Engineering Treatment and reuse; Metcalf & Eddy
Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR)
CRIBAS
DESARENADORES El objetiv tivo de esta operaci ció ón es eliminar nar todas aquellas partículas de granulometría superior a 200 micras, con el fin de evitar que se produzcan , proteger las bombas y otros aparatos contra la abrasión, y para evitar sobrecargas en las fases de tratamiento siguiente.
Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR)
Cámaras desarenadoras
Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR)
Vertedores Sutro para medición del gasto de agua residual entrante
DESARENADORES
Fig. Wastewater Engineering Treatment and reuse; Metcalf & Eddy
Desarenadores-Desgrasadores
Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR)
Arena desalojada y reutilizable
Desarenador
TRATAMIENTO PRIMARIO
ALTERNATIVAS DE TRATAMIENTO
TRATAMIENTO PRIMARIO EI objetivo del tratamiento ó sedimentación primaria es la reducción del contenido de sólidos en suspensión (40 al 75%); de la materia orgánica suspendida (20 al 40%) representada como DBO5, así como del 30 al 60% de los organismos coliformes fecales y de huevos de helminto de las aguas residuales sujetas a tratamiento. La clarificación o sedimentación primaria puede llevarse a cabo en forma , , , cuadrados y con la inclusión de módulos plásticos (lamelas).
PARÁMETROS DE DISEÑO PARA SEDIMENTADORES PRIMARIOS • Caudal o flujo. • Concentración de sólidos suspendidos. • Carga hidráulica media (20 a 45 m3/m2-día) • Tiempo de retención (1 a 2.5 hr.) • Velocidad de sedimentación (diámetro de las partículas, gravedad específica). • Carga sobre el vertedor, (m3/ m – d í a ) • Eficiencia de remoción : » 20 – 40% DBO » 40 – 70% SST
Sedimentación primaria
TRATAMIENTO O SEDIMENTACIÓN PRIMARIA. LOS TANQUE SEDIMENTACIÓN PRIMARIA INCLUYEN: INCLUYEN:
Conductos de alimentación del influente influente..
Mampara de distribución y disipación de energía energía..
Zona de sedimentación y de recolección y arrastre de lodos, fosa de lodos primarios primarios..
Mampara y vertedores de salida y canales de efluente efluente..
Trampa y sistema de recolección de natas natas..
Ductos de salida y conducción de lodos espesados hacia el sitio de tratamiento.. tratamiento
Parámetros de diseño para Sedimentador Primario Concepto
Rectangular
Circular
Típico
3-5
---
4
15 - 100
---
24 - 40
3 - 24
---
5 - 10
0.6 - 1.2
---
0.9
Profundidad (m)
---
3-5
4
Diámetro (m)
---
3 - 60
12 - 30
Pendiente del fondo (%)
---
2/4
2
-
.
Profundidad (m) Longitud (m) Ancho (m) Velocidad de las rastras (m/min)
.
---
Sedimentación primaria
Con tratamiento
1 .
Con Recirculación
Secundario
de Lodos
Concepto
Rango
Típico
Rango
Típico
Tiempo de retención (hr)
1.5 - 2.5
2
1.5 - 2.5
2
Gasto medio
32 - 48
40
24 - 32
28
Gasto máximo extraordinario
80 - 120
100
48 - 70
60
125 - 500
250
125 - 500
250
3
2
Carga superficial (m /m xd)
3
2
Carga sobre vertedor (m /m xd)
ESQUEMAS DE UNIDADES DE TRATAMIENTO PRIMARIO CON TANQUES IMHOFF. TANQUES IMHOFF : En éstas unidades se remueve del 25 al 40% de la DBO5 y del 40 al 80% de los sólidos suspendidos totales; del 30 al 70% de los organismos coliformes fecales y de huevos de helminto de las aguas residuales.
: Obras de entrada y salida, tanque de sedimentación y tanque de digestión de lodos primarios y accesorios para la extracción y conducción de lodos digeridos hacia el sitio o unidad de deshidratación.
OTRAS CARACTERÍSTICAS: CARACTERÍSTICAS: La zona de sedimentación tiene un tiempo de retención de 1 a 2.5 hrs., y la zona de digestión de lodos de 6 a 12 meses.
TRATAMIENTO PRIMARIO TANQUE IMHOFF Y LECHOS DE SECADO
VISTA DE CORTE DE TANQUE IMHOFF
VISTA DE CORTE DE TANQUE IMHOFF
FISICO-QUÍMICOS Son operaciones unitarias donde se presentan cambios en la composición original del agua. Dentro de esta clasificación se tienen: precipitación química, desinfección, absorción, adsorción, tratamiento por membrana, filtración, electrodiálisis, remoción de fósforo y nitrógeno, intercambio iónico, destilación y oxidación avanzada.
DESINFECCIÓN
Esquema general de un sistema de tratamiento fisicoquímico
ALTERNATIVAS DE TRATAMIENTO
TRATAMIENTO BIOLÓGICO SECUNDARIO (PROCESOS DE TRATAMIENTO)
ALTERNATIVAS DE TRATAMIENTO
TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS SECUNDARIOS AEROBIOS AEROBIOS::
En estos se lleva a cabo la conversión, mediante microorganismos presentes en las aguas residuales, de la materia orgánica carbonacea a dióxido de carbono y agua así como nuevos microorganismos en condiciones aerobias, que significa la presencia de oxígeno disuelto (OD) en el agua del proceso. Se caracterizan por no generar malos olores ni gas metano.
TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS SECUNDARIOS ANAEROBIOS ANAEROBIOS:: En estos se lleva a cabo la conversión, mediante microorganismos presentes en las aguas residuales, residuales, de la materia materia orgánica carbonacea carbonacea a dióxido dióxido de carbono, agua amonio, metano metano y otros gases olorosos olorosos así como nuevos microorganismos en condiciones condiciones anaerobias, que significa la no presencia de oxígeno disuelto (OD) en el agua del proceso proceso.. Se caracterizan por generar malos olores, gas metano y sulfhídrico, entre otros generar otros..
TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS SECUNDARIOS FACULTATIVOS O COMBINADOS: Estos es una combinación combinación de los anteriores, anteriores, lo cuales pueden llegar llegar a no producir malos olores como es el caso de las lagunas facultativas o nuevas producir modificaciones a procesos aerobios aerobios..
ESQUEMA DEL FLUJO DE ENERGÍA EN LOS PROCESOS BIOLÓGICOS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
ALTERNATIVAS DE TRATAMIENTO Objetivos del tratamiento biológico Secundario:
Remover la materia orgánica, representada por Remover por la DBO5 DBO5, presente en las aguas residuales y que no es posible de remover remover por tratamientos físicos o fisicoquímicos convencionales, con lo cual es posible alcanzar alcanzar eficiencias de remoción que varían del 75 al 98% 98%.
Remover los sólidos suspendidos totales (SST) en el mismo Remover rango de eficiencia que la DBO5 DBO5.
forma que los efluentes producidos sean factibles de reusar reusar en diversos fines. fines. En algunos procesos la remoción de coliformes se complementa con la desinfección. desinfección.
Remover o reducir Remover reducir el contenido de nutrientes como fósforo y nitrógeno del efluente producido. producido.
Alcanzar la estabilización (digestión) de los sólidos volátiles de Alcanzar las aguas residuales así como de los producidos en el tratamiento de las aguas residuales, para su seguro reuso o disposición final. final.
Aprovechamiento de los subproductos como biogas para la producción de energía. energía.
ALTERNATIVAS DE TRATAMIENTO LOS TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS SECUNDARIOS SE PUEDEN FORMAR POR COMBINACIÓN O ARREGLOS DE: DE:
OPERACIONES UNITARIAS DE SEPARACIÓN SEPARACIÓN::
CRIBADO, DESARENADO, DESENGRASADO, , FILTRADO, ENTRE OTRAS. OTRAS.
CON PROCESOS UNITARIOS COMO: COMO:
PROCESOS AEROBIOS
(LODOS ACTIVADOS, REACTORES SECUENCIALES, LAGUNAS AEROBIAS, DIGESTORES) DIGESTORES)..
PROCESOS ANAEROBIOS (RAFA´ (RAFA´S, FILTROS ANAEROBIOS, LAGUNAS ANAEROBIAS, DIGESTORES).. DIGESTORES) PROCESOS FACULTATIVOS (FILTRO BIOLOGICOS, BIODISCOS, LAGUNAS FACULTATIVAS, LODOS ACTIVADOS CON EMPAQUE FIJO O MÓVIL, ETC ETC..)
INFLUENTE
ALTERNATIVAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES.
TRATAMIENTO SECUNDARIOS A BASE DE PROCESOS ANAEROBIOS.
TRATAMIENTO SECUNDARIO O BIOLÓGICO
Procesos anaerobios :
PROCESO RAFA O UASB ( UPFLOW ANAROBIC SLUDGE BLANKET
TRATAMIENTO SECUNDARIO O BIOLÓGICO
Procesos anaerobios : Ejemplo de esquemas de sistemas de anaerobios
TRATAMIENTO CON REACTORES ANAEROBIOS DE MANTO DE LODOS A FLUJO ASCENDENTE Ó RAFA REACTORES DE MANTO DE LODOS A FLUJO ASCENDENTE: En éstas unidades se remueve del 40 al 80% 80% de la DBO DBO5 5 y con las mismas eficiencias los sólidos suspendidos totales; totales; del 30 al 70% 70% de los organismos coliformes fecales fecales y de huevos huevos de helminto helminto de las aguas residuales.. residuales PARTES QUE INCLUYEN: Obras de entrada y salida, zona de sedimentación y zona de manto de lodos, sistema de drenaje para la extracción y conducción de lodos hacia el sitio o unidad de deshidratación deshidratación.. OTRAS CARACTERÍSTICAS: El reactor reactor tiene un tiempo de retención de 6 a 24 hrs hrs.. y el manto de lodos de 1 a 3 m de espesor espesor.. Los tanques presentan profundidades que varían de 5 a 8 m y el tanque tiene forma cúbica rectangular rectangular o cilíndrica cilíndrica..
VISTA DE REACTOR ANAEROBIO DE FLUJO ASCENDENTE O RAFA
REACTOR ANAEROBIO DE FLUJO ASCENDENTE O RAFA Biogás
Efluente tratado
Colección d e b io á s
Manto de lodo
Ascenso biogás
VISTA DE REACTOR ANAEROBIO DE FLUJO ASCENDENTE O RAFA
DIAGRAMA DEL PROCESO DE TRATAMIENTO FIRIOB TIPO RAFA O UASB
ALTERNATIVAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES.
TRATAMIENTO SECUNDARIOS A BASE DE PROCESOS DE LODOS ACTIVADOS Y BIOFILTROS.
PARAMETROS DE DISEÑO Y OPERACIÓN DE PLANTAS DE LODOS ACTIVADOS PARAMETROS DE DISEÑO DE PROCESOS DE LODOS ACTIVADOS
Ѳc MODALIDAD DEL PROCESO d
F/M
Carga volumétrica
lb DBO5 / lb SSVLM x d kg DBO5 / kg SSVLM x d
SSLM
Qr/Q
0.016 3
lb DBO5 / 10 ft x d
V/Q
3
kg DBO5 / m x d
mg/l
h
Flujo pistón convencional
3 - 15
0.2
0.6
20
40
0.32
0.64
1000 - 3000
4-8
0.25 - 0.75
Mezcla completa
3 - 15
0.2
1.0
50
120
0.8
1.92
800 - 6500
3-5
0.25 - 1.0
Alimentación por etapas
3 - 15
0.2
0.5
40
60
0.64
0.96
1500 - 3500
3-5
0.25 - 0.75
Nitrificación en una etapa
8 - 20
0.1
0.2
5
20
0.08
0.32
1500 - 3500
6 - 15
0.5 - 1.5
15 - 100
0.05
0.2
3
9
0.048
0.144
1500 - 3500
3-6
0.5 - 2.0
Estabilización por contacto
5 - 15
0.2
0.6
60
75
0.96
1.2
1000 - 3000
0.5 - 1.0
0.5 - 1.5
Aereación extendida
20 - 40
0.04
0.1
5
15
0.08
0.24
2000 - 8000
18 - 36
0.5 - 1.5
Zanjas de oxidación
15 - 30
0.04
0.1
5
15
0.08
0.24
2000 - 8000
8 - 36
0.5 - 1.5
Aereación extendida y sedimentación intermitente
15 -25
0.04
0.08
5
15
0.08
0.24
2000 - 8000
20 - 40
N/A
Reactor secuencia batch
10 -30
0.04
0.1
5
15
0.08
0.24
2000 - 8000
12 - 50
N/A
Nitrificación en etapa separada
PROCESOS BIOLOGICOS SECUNDARIOS AEROBIOS
Medio suspendido :
- Medio suspendido: lodos activados y sus variantes: - Lodos activados convencional - Aireación extendida y zanjas de oxidación. - Mezcla completa - Aireación por etapas - Aireación con oxígeno puro - Lagunas Aereadas. - an as e ox ac n y reac ores secuenc a es.
Medio fijo : - Discos biológicos o biodiscos - Filtros biológicos o biofiltros
Medio combinado : Lodos activados con medio plástico Duales
TRATAMIENTO DE LODOS ACTIVADOS CONVENCIONAL -Espesamiento
De gravedad Mecánico - Digestión aerobia anaerobia - Deshidratación Espesadores Filtros prensa Centrifugados Tornillos Incineración - Encalado C L A RI F I C AD O R P R I M AR I O
3
AEREADOR
CLARIFICADOR SECUNDARIO
DOSIFICACION DE CLORO
CANAL DE REJILLAS Y DESARENADOR
ENTRADA DE AGUA CRUDA
FI
2
1
2
2
2
2
TANQUE DE CONTACTO DE CLORO
CAJA DE DESVIACION (BY-PASS)
HACIA EMISOR
CARCAMO DE BOMBEO
EFLUENTE DIGESTOR AEREBIO Espesador
FILTROS
Proceso de lodos activados del tipo aeración extendida
AE R E ADOR CL AR I FI CAD OR S ECU NDAR I O
DOSIFICACION DECLORO
3
CANAL DE REJILLAS Y DESARENADOR
ENTRADADE AGUACRUDA
FI
2
1
2
2
2
2
TANQUEDE CONTACTODECLORO CAJADEDESVIACION (BY-PASS) CARCAMO HACIA EMISOR
DE BOMBEO
EFLUENTE Espesador
DIGESTORAEREBIO
FILTROS
Es una variante el tiempo de retención hidráulica es de 18 a 36 horas. En este proceso se produce lodo parcialmente digerido.
Tratamiento de las aguas residuales mediante zanjas de oxidación
C L A R I F I C A DO R S E C U N D AR I O 3
DOSIFICACION DE CLORO
ZANJA DE OXIDACION
CANAL DE REJILLAS Y DESARENADOR FI
ENTRADA DE AGUA CRUDA
2
1
2
2
2
2
TANQUE DE CONTACTO DE CLORO CAJA DE DESVIACION (BY-PASS) CARCAMO HACIA EMISOR
DE BOMBEO
EFLUENTE Espesador
DIGESTOR AEREBIO
FILTROS
El proceso se basa en suministrar el oxígeno por medio de rotores, aireadores mecánicos o difusores que hacen circular el agua (30 cm/s) en un canal cerrado. Tiempo de retención de 18 a 36 hrs.
Tratamiento de las aguas residuales mediante discos biológicos.
La superficie del rotores de los biodiscos puede ser lisa o corrugada, siendo más eficiente esta última. Los biodiscos al unirse, forman una estructura rígida, con un espaciamiento entre capa y capa de 3.2 cm, formando unos canales radiales desde el centro del biodisco hacia la periferia, de esta forma se asegura que el agua residual, el aire y la biomasa que se desprende, pasen libremente dentro y fuera del medio
Tratamiento de las aguas residuales mediante filtros biológicos FILTROPERCOLADOR
CLARIFICADOR SECUNDARIO
CLARIFICADOR PRIMARIO
DOSIFICACION DE CLORO
3
CANAL DE REJILLAS Y DESARENADOR FI
ENTRADA DE AGUA CRUDA
2
1
2
2
2
2
TANQUE DE CONTACTO DE CLORO CAJA DE DESVIACION (BY-PASS) CARCAMO HACIA EMISOR
DE BOMBEO
EFLUENTE DIGESTOR AEREBIO Espesador
FILTROS
En biofiltros la superficie de contacto es mediante empaque a base de piedra bola (2” a 4”) o mediante módulos de plástico que aumentan el área de mojado. El empaque puede tener espesores de 2 a 12 m. Los biofiltros se clasifican de baja, intermedia, alta y muy alta carga másica y volumétrica y de desbaste. La eficiencia de remoción de DBO5 y SST varía del 50 al 85%.
Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR)
Tanque de Contacto de Cloro
ALTERNATIVAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES.
EJEMPLOS DE GRANDES PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DEL TIPO SECUNDARIOS A BASE DE PROCESOS DE LODOS ACTIVADOS Y BIOFILTROS.
LODOS ACTIVADOS PLANTA : DULCES NOMBRES, PESQUERÍA, N.L. CAPACIDAD : 5,000 l/s AGUA CRUDA
PRETRATAMIENTO
DESINFECCION AGUA TRATADA
TRATAMIENTO SECUNDARIO
BOMBEO DE IFLUE IFLUETE TE
CAJA DE RECEPCION
T. PRIMARIO
DESAREADOR
REJILLAS
SOPLADORES CENTRIFUGOS
CLARIFICADOR PRIMARIO REACTOR BIOLOGICO
BASURAS
CLARIFICADOR SECUDRIO
arenas
ADICION DE CLORO AGUA TRATADA
LODO PRIMARIO
RELLENO “D. NOMBRES”
BURBUJA FINA
PURGA LODO SECUNDARIO
LODO DE RETORNO
ESPESADOR DE BADAS
EMISOR DE AGUA TRATADA
COGEERACIO DE EERGIA ELECTRICA
GAS METANO GAS NATURAL LAVADOR DE GAS
DIGESTOR AAEROBICO
FILTROS DE BADA
LODO DESHIDRATADO
DESAGUADO
CARCAMO DE AGUA
RELLEO SAITARIO “DULCES OMBRES ”
A DISPOSICION FINAL RELLENO “D. NOMBRES”
SUBADATE
ESP. BANDA
DIGESTION
201
DESHIDRATACION
DISPOSICION FINAL DE LODO
DUAL (BIOFILTROS – LODOS ACTIVADOS) PLANTA : AGUASCALIENTES, AGS. CAPACIDAD : 2,000 l/s
INFLUENTE PRETRATAMIENTO
SEDIMENTADOR DE BIOFILTRO
BIOFILTRO
REJILLAS Y DESARENADORES
BOMBEO
ESPESADOR DE LODOS REACTOR BIOLOGICO
DIGESTOR AEROBIO SEDIMENTADOR SECUNDARIO
SALIDA DE LODOS
DESINFECCIÓN EFLUENTE
FILTROS BANDA TANQUE DE CONTACTO DE CLORO
224
USO AGRICOLA Y EXCEDENCIA AL RIO SAN PEDRO
Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR)
Selector
ALTERNATIVAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES.
PROCESOS DE TRATAMIENTO DE LODOS DE DESECHO DE PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES.
DIAGRAMA DE FLUJO DIGESTION AEROBIA CONVENCIONAL
SISTEMA DE DIGESTION ANAEROBIA DE BAJA TASA
MEZCLADO DE DIGESTORES ANAEROBIOS
Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR) Digestores Anaerobios de alta tasa
DIGESTION ANAEROBIA DE DOS ETAPAS
CENTRIFUGAS
FILTRO PRENSA
Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR) Filtros Banda
LECHO DE SECADO
ALTERNATIVAS DE TRATAMIENTO
REUSO DE LAS AGUAS RESIDUALES TRATADAS
CULTIVOS RESTRINGIDOS
AGRICOLA
CULTIVOS NO RESTRINGIDOS
CANALES
TRANSPORTACION MARINA
LASTRES, BUQUES / TANQUES
INCENDIO RIEGO PARQUES Y JARDINES
SERVICOS MUNICIPALES
RECARGA DE LAGOS NATURALES Y ARTIFICIALES LAVADO DE CALLES
ABREVADEROS JAGUEYES
GANADERIA
PANTEONES
LIMPIEZA ( ESTABLOS, PORQUERIZAS, CORRALES ETC.)
ENFRIAMIENTO
INDUSTRIA
GENERACION DE ENERGIA PROCESO ( PRODUCTOS INDUSTRIALES)
AGRICULTURA
SERVICIOS TANQUES ARTIFICIALES
ACUACULTURA
LAGOS O LAGUNAS NATURALES
RECARGA DE ACUIFEROS
INDUSTRIA LIMITACION CUÑA SALINA (COSTAS)
* EN FUNCION DE LA CALIDAD DEL AGUA RESIDUAL Y DE OPORTUNIDADES DE APROVECHAMIENTO
Ejemplos de Reuso de Agua Residual Tratada PLANTA
Qd (l/s)
Qop (l/s)
Lechería, Edo. de Méx.
400
200
Monterrey (ZMM), NL.
1,628
1,628
Mexicali, B.C.
1,300
1,080
PTAR Piedras Negras, Coah.
360
360
Cd. Acuña, Coah.
250
200
1,050
1,050
San Luis Potosí, S.L.P.
Reuso Venta a industriales de la ZMM Reuso industrial y municipal 500 l/s reuso industrial para central Reuso industrial para central termoeléctrica Reuso industrial para central termoeléctrica 450 l/s intercambio con la C, T Villa de Reyes 600 l/s Uso agrícola
Tipos de Tratamiento Requerido El agua tratada, que dependiendo de su calidad, puede ser utilizada en diversas actividades. Reuso
Tipo
Agrícola
•Cultivos de tallo largo •Forraje •Forestal
Industrial
•Enfriamiento de un solo paso
Agrícola
•Alimentos de consumo directo (frijol, legumbres y hortalizas)
Industrial
Municipal
•Procesos sin contacto con el producto •Servicios •Enfriamiento por ciclos
•Hidrantes contra incendios •Riego de panteones •Recarga de lagos naturales y artificiales
Calidad DBO/SST
Tratamiento
150/50
Precipitación química con desinfección (primario avanzado)
150/50
Precipitación química con desinfección (primario avanzado)
30/30
Secundario con desinfección
30/30
Secundario con desinfección
30/30
Secundario con desinfección
Fuente: USEPA, Process Design Manual: Guidelines for Water Reuse, Cincinnati, Ohio; Managing Water Resources in an Integrated and Participatory Way, Report of the First Stakeholder Meeting in Barbados, September 29-30,1999.
Tipos de Tratamiento Requerido El agua tratada, dependiendo de su calidad, puede ser utilizada en diversas actividades. Reuso
Tipo
Agrícola
•Productos que se encuentran directos •Lavado de autos •Riego de parques y jardines
Industrial
•Procesos de productos sin contacto con el consumidor
Acuacultura
Industrial
Acuacultura
Calidad DBO/SST
Tratamiento
<20/30
Secundario con filtración y desinfección
<20/30
Secundario con filtración y desinfección
•Cultivo de especies comestibles (mojarra, trucha, tilapia)
<20/30
Secundario con filtración y desinfección
•Generación de energía •Elaboración de productos en contacto con el consumidor •Recarga de acuíferos
<10/10
Terciario y Avanzado
•Producción de especies de importancia económica (Camarón, langosta)
<10/10
Terciario y Avanzado
Fuente: USEPA, Process Design Manual: Guidelines for Water Reuse, Cincinnati, Ohio; Managing Water Resources in an Integrated and Participatory Way, Report of the First Stakeholder Meeting in Barbados, September 29-30,1999.
EJEMPLOS DE REUSO AGUA RESIDUAL MUNICIPAL SAN LUIS POTOSÍ, S.L.P. CAPACIDAD : 1,050 lps RIEGO PRETRATAMIENTO
TRATAMIENTO PRIMARIO
TRATAMIENTO SECUNDARIO
DESBASTE FINO FILTRACION
CARCAMO DE LLEGADA
TANQUE MEZCLA DE LODOS
DESCARBONATACION
FLASH MEXING DIGESTOR
AEREACION
CLARIFICACION
ESTACION DE BOMBEO
TANQUE DE MEZCLA DE LODOS
TANQUE DE CAMBIO DE REGIMEN
CFE QUEMADOR
TARTAMIENTO DE LODOS
EJEMPLOS DE REUSO AGUA RESIDUAL INDUSTRIAL
CAPACIDAD : 100 lps
SALINA CRUZ, OAX.