PTAR El Rosario

CONTENIDO I. II. III. IV. V. VI. VII.

Introducción………………………………………………………………………....…… 2 Marco Teórico………………………………………...........……………………...…… .3 PTAR El Rosario…………………………………………………………………………… 9 Diagnóstico de la calidad del influente del sistema…....................................13 Diagnóstico de la calidad del efluente del sistema…………………….......…. 16 Revisión del tren de tratamiento…………………………………………………….19 Mejoras en la eficiencia del proceso………………… proceso……………………... …....................................20

INGENIERÍA DE PLANTAS DE TRATAMIENTO / IPN ESIA U.Z.

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I.

INTRODUCCIÓN

Uno de los factores principales de crisis urbana de nuestros días tiene que ver con la disposición de agua para la vida diaria en las viviendas, comercios, servicios e industrias. Obtener nuevas fuentes de agua se va haciendo cada día más difícil, dado que la población crece y demanda este recurso en las ciudades y en el campo. A nivel urbano, el desperdicio del agua tanto por los consumidores como en las tuberías dañadas y muebles sanitarios ineficientes o en mal estado, representa un grave problema, la contaminación de las aguas usadas tanto en los domicilios como en procesos industriales es otro. Es por esta razón que se buscan alternativas para no desperdiciar tantos volúmenes de agua y reutilizarla para diferentes actividades, esto se consigue tratando las aguas residuales a través de las Plantas de Tratamiento de Agua Residual (PTAR). El tratamiento de aguas residuales ha tenido un importante avance a lo largo del tiempo por políticas y leyes en tema del cuidado del medio ambiente que se han instaurado en el país, la Ciudad de México continua muy rezagada hablando de este servicio que resulta tan importante para el sustento de la calidad de los cuerpos de agua y calidad de vida de una población tan grande como la de la capital del país, lo que representa un gran problema al proporcionar el el servicio de tratamiento tratamiento de aguas residuales en un territorio territorio pequeño y peor aún que no se cuenta con el presupuesto necesario para el avance, su optimo y eficiente desarrollo, desarrollo, destacando destacando otros servicios que consideran más importantes como el abastecimiento de agua potable, electricidad, entre otros, observándose estadísticamente que solo se trata el 15% de las aguas residuales que se genera diariamente. Actualmente en la Ciudad de México, el tratamiento de las aguas residuales municipales que se generan está a cargo del Sistema de Aguas de la Ciudad de México (SACMEX), quienes además tienen a su cargo los servicios de suministro de agua potable, drenaje, alcantarillado y reutilización. Para el tratamiento de agua residual, la dependencia cuenta con un total de 26 plantas de tratamiento ubicadas en distintos puntos a lo largo del territorio que ocupa la ciudad, 21 de las cuales opera y mantiene de forma directa mientras que las 5 restantes son concesionadas. Una de ellas es la Planta de Aguas Residuales El rosario que está ubicada en la delegación Azcapotzalco, en la cual se va a profundizar, diagnosticando su funcionamiento y de qué manera se puede mejorar.


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II.

MARCO TEÓRICO

Para entender mejor acerca del tratamiento de aguas residuales se debe comprender el concepto de “agua residual” la cual se

puede definir de acuerdo a la Ley de Aguas Nacionales como las aguas de composición variada provenientes de las descargas de uso público urbano, doméstico, industrial, comercial, de servicios, agrícola, pecuario, de las plantas de tratamiento, y en general de cualquier uso, así como la mezcla de ellas. Es de suma importancia para el diseño del alcantarillado que se encargará de recogerlas, el tratamiento, evacuación y gestión de calidad del medio ambiente conocer los componentes y la naturaleza de las aguas residuales. Dichos componentes dependen directamente del tipo de agua residual que se esté analizando en cuestión, las cuales pueden ser aguas residuales municipales o aguas residuales industriales.

Aguas residuales municipales: Son aquellas procedentes de zonas residenciales, instalaciones públicas o de recreo e instalaciones comerciales o similares. El agua residual municipal fresca y recién generada presenta un color gris y olor a queroseno, pero al pasar el tiempo de ser generada se vuelve séptica y pestífera con un olor a sulfhídrico y un característico color negro. Aguas residuales industriales: Son aquellas generadas por la industria, lo cual significa que en muchas ocasiones deben ser tratadas por las mismas fuentes que las generan antes de poder ser descargadas al alcantarillado municipal, esto debido a la posible presencia de metales pesados o compuestos tóxicos y peligrosos, como fenoles y compuestos orgánicos tóxicos que no pueden ser removidos mediante los tratamientos convencionales de aguas residuales municipales, aunque en algunos casos donde las aguas industriales poseen características compatibles con las municipales es posible descargarlas directamente al alcantarillado y tratarlas con los mismos procesos que a las aguas municipales.


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Existen varios contaminantes de interés en el tratamiento de las aguas residuales: CONTAMINANTE Sólidos en suspensión

Materia orgánica biodegradable

Patógenos Nutrientes

Materia orgánica refractaria

Metales pesados

Sólidos inorgánicos disueltos

IMPORTANCIA Pueden conducir al desarrollo de depósitos de fango y de condiciones anaerobias cuando se vierte agua residual sin tratar. Compuesta principalmente por proteínas, carbohidratos y grasas animales, la mayoría de las veces se mide en términos de DBO y DQO. Si se descargan al entorno sin tratar, su estabilización biológica puede llevar al agotamiento de los recursos naturales de oxígeno y al desarrollo de condiciones sépticas. Pueden transmitirse enfermedades contagiosas patógenas presentes en el agua residual. Tanto el nitrógeno como el fósforo, junto con el carbono, son nutrientes esenciales para el crecimiento. Cuando se vierten al entorno acuático, estos nutrientes pueden llevar el crecimiento de una vida acuática no deseada. Cuando se vierten al terreno en cantidades excesivas, también pueden conducir a la contaminación del agua subterránea. Esta materia orgánica tiende a revestir los métodos convencionales de tratamiento. Ejemplos típicos son los agentes termoactivos, fenoles y pesticidas agrícolas. Los metales pesados son añadidos frecuentemente al agua residual en el curso de ciertas actividades comerciales e industriales y puede que deban ser eliminados si se va a reutilizar el agua residual. Los constituyentes inorgánicos tales como el calcio, sodio y los sulfatos se añaden al agua de suministro como resultado del uso del agua y puede que deban eliminarse si se va a reutilizar el agua residual.


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Las características más significativas en el agua residual son: CARACTERÍSTICAS FÍSICAS Color

Turbidez

Sólidos totales (ST)

Sólidos volátiles totales (SVT) Sólidos fijos totales (SFT) Sólidos suspendidos totales (SST)

Sólidos suspendidos volátiles (SSV) Sólidos suspendidos fijos (SSF) Sólidos disueltos totales (SDT) (ST-SST) Sólidos disueltos volátiles (SDV) (SVT-SST) Sólidos disueltos fijos (SDF) Sólidos sedimentables

Los principales motivos que dan color al agua residual son los sólidos suspendidos y la materia coloidal. En general, el color es un buen parámetro para estimar la condición de las aguas residuales. Un color gris claro es característico de aguas que han sufrido algún grado de descomposición o que llevan poco tiempo en los sistemas de recolección. Si el color es gris oscuro o negro, se trata de aguas sépticas que han sufrido una fuerte descomposición bacterial bajo condiciones anaerobias. La turbidez, medida de la propiedad de transmisión de la luz del agua, es otro ensayo utilizado para indicar la calidad de los vertidos de aguas residuales con respecto a la materia suspendida. Los sólidos totales presentes en el agua residual se clasifican según su tamaño o presentación en sólidos suspendidos y sólidos filtrables. Sólidos que son volatilizados e incinerados cuando los ST son calcinados (500 +/- 50°C) Residuo que permanece después de incinerar los ST (500 +/- 50°C) Fracción de ST retenido sobre un filtro con un tamaño de poro específico medido después de que ha sido secado a una temperatura específica. Estos sólidos son volatilizados e incinerados de la fracción de SST (500 +/50°C) Residuo remanente después de calcinar SST (500 +/- 50°C) Sólidos que pasan a través del filtro y luego son evaporados y secados a una temperatura específica. Sólidos que pueden ser volatilizados e incinerados cuando los SDT son calcinados (500 +/- 50°C) Residuo remanente después de calcinar los SDT (500 +/- 50°C) Sólidos suspendidos, expresados como ml/l, que se sedimentarán en un periodo de 1 hora


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CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS Nitrógeno

El Nitrógeno es importante para evaluar la tratabilidad del agua residual mediante procesos biológicos, pues existen casos en los que la concentración de nitrógeno es insuficiente y es necesario agregar más para lograr que el agua residual sea tratable. El contenido total de nitrógeno está compuesto por nitrógeno amoniacal, nitritos, nitratos y nitrógeno orgánico. Fósforo El Fósforo es un componente químico de importancia en el agua residual debido a que es el principal responsable del crecimiento de algas y otros organismos biológicos. Por lo anterior se realizan en la actualidad grandes esfuerzos para controlar la cantidad de compuestos de Fósforo provenientes de descargas de aguas residuales domésticas e industriales Alcalinidad La alcalinidad del agua se define como su capacidad para neutralizar ácidos. Para el caso particular de las aguas residuales, la alcalinidad se debe a la presencia de hidróxidos, carbonatos y bicarbonatos de elementos como calcio, magnesio, sodio, potasio, o de ion amonio. Cloruros Los cloruros en las aguas residuales son añadidos como consecuencia del uso y se consideran un parámetro importante relacionado con su reutilización. Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO) Si existe suficiente oxígeno disponible, la descomposición biológica aerobia de un desecho orgánico continuará hasta que el desecho se haya consumido. Demanda química de oxígeno (DQO) Es la cantidad de oxígeno requerida para oxidar químicamente los materiales orgánicos presentes en una muestra de agua. Esta oxidación degrada el material orgánico biodegradable y no biodegradable . CARACTERISTICAS BIOL GICAS Coliformes Fecales y totales Bacterias que sirven como indicadores de contaminantes y patógenos. Son usualmente encontradas en el tracto intestinal de los seres humanos y otros animales de sangre caliente. Los coliformes fecales son más importantes que los coliformes totales, dado que se INGENIERÍA DE PLANTAS DE TRATAMIENTO / IPN ESIA U.Z.

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Protozoarios

Helmintos

relaciona más con la probabilidad de encontrar patógenos excretados (bacterias, parásitos y virus entéricos). Los protozoarios causantes de enfermedades de mayor interés son Cryptosporidiumparvum, Cyclospora y Giardialamblia debido a su impacto sobre individuos con deficiencias en su sistema inmunológico, como es el caso de niños pequeños, personas de edad avanzada y pacientes con cáncer o sida. Los protozoarios son de interés debido a su presencia en las aguas residuales y al hecho de que los sistemas convencionales de desinfección, que emplean cloro y radiación UV, no proveen efectiva inactivación o destrucción. Los más importantes parásitos helmínticos que pueden encontrarse en aguas residuales son las lombrices intestinales, como la lombriz estomacal Ascarislumbricoides, la tenia solitaria Taeniasaginata y Taeniasolium, los gusanos intestinales Trichuristrichuria, la lombriz intestinal Ancylostomaduodenale y la lombriz filiforme Strongyloidesstercolaris. Los huevos y larvas de lombrices resisten condiciones ambientales desfavorables y pueden sobrevivir a los tratamientos convencionales de desinfección de aguas residuales, aunque algunos huevos pueden ser removidos mediante procesos convencionales de tratamiento como sedimentación, filtración y lagunas de estabilización.

Trenes de tratamiento Un sistema de tratamiento está compuesto por una combinación de operaciones y procesos unitarios diseñados para reducir ciertos constituyentes del agua residual a un nivel aceptable. Pueden hacerse muchas combinaciones de operaciones y procesos, pero a través de los años del desarrollo del tratamiento de aguas residuales, un agrupamiento general de estos ha evolucionado, gracias a su probada efectividad contra los contaminantes más importantes del agua residual.


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Los sistemas de tratamiento de dividen normalmente en pretratamiento, primario, secundario y terciario. 

Pretratamiento Se elimina materia flotante, reducción de tamaño de sólidos, homogenizado de concentración, separación de grasas y aceites. Métodos convencionales Cribado Desarenado Desgrasado Tamizado    

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Tratamiento primario El objetivo del tratamiento primario es remover materiales sólidos del influente a la planta. Un sistema primario típico remueve aproximadamente la mitad de los sólidos suspendidos del influente a la planta, y la DBO asociada con estos sólidos es de aproximadamente 30% de la DBO del influente. Métodos convencionales Sedimentación Coagulación Flotación Neutralización    

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Tratamiento secundario El efluente del tratamiento primario todavía contiene normalmente entre 40 y 50% de los sólidos suspendidos que contenía al momento de ser ingresado a la planta de tratamiento, y virtualmente todos los compuestos orgánicos e inorgánicos disueltos. A los procedimientos de remoción de compuestos orgánicos biodegradables se le denomina tratamiento secundario. Métodos convencionales Filtro Percolador Biodiscos Lodos Activados Lagunas de Estabilización    

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Tratamiento terciario Tiene como objetivo suprimir algunos contaminantes específicos presentes en el agua residual tales como los fosfatos que provienen del uso de detergentes domésticos e industriales y cuya descarga en curso de agua favorece la eutrofización, es decir, un desarrollo incontrolado y acelerado de la vegetación acuática que agota el oxígeno, y mata la INGENIERÍA DE PLANTAS DE TRATAMIENTO / IPN ESIA U.Z.

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fauna existente en la zona. No todas las plantas tienen esta etapa ya que dependerá de la composición del agua residual y el destino que se le dará. Métodos convencionales Osmosis Inversa Intercambio Iónico Electrodiálisis Carbón activado    

III.

PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES “EL ROSARIO”

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Plantas de Tratamiento de Agua Residual en la CDMX

El 45% de las PTAR se concentran en 4 delegaciones: Azcapotzalco, Álvaro Obregón, Iztapalapa y Miguel Hidalgo. En un segundo bloque, en las delegaciones Gustavo A. Madero, Coyoacán, Benito Juárez y Tlalpan se concentran el 31% de las PTAR.

Plantas de tratamiento de agua residual por delegación política.


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Tipo de tratamiento de aguas residuales que realizan los establecimientos en la Ciudad de México.

El tratamiento y reúso de las aguas en la Ciudad de México es estratégico, tiene como finalidad disminuir el consumo de agua potable en aquellas actividades o procesos económicos que no lo requieren. Además, es importante mencionar que el agua residual tratada para reúso debe reunir una determinada calidad, la cual está definida por la normatividad encargada de regular su aprovechamiento y manejo de acuerdo a la actividad en la que se va a utilizar. Para el presente reporte, 72 establecimientos que manifestaron operación de PTAR declararon reúso de agua residual en diversas actividades; sin embargo, el principal uso que se le da al agua tratada es para sanitarios y riego de áreas verdes.


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

PTAR El Rosario

La delegación Azcapotzalco cuenta con una planta de tratamiento de aguas residuales ubicada en Av. de las Culturas S/n. Esquina Eje 5 Norte, Col. Unidad Habitacional El Rosario, que se utilizan para el riego de 0.82 km2 de áreas verdes constituidas por camellones, parques y jardines, además de alimentar el lago ubicado dentro del parque Tezozómoc. La planta de tratamiento opera al 80%, aun cuando existen áreas considerables que representan usuarios potenciales y que no cuentan con infraestructura de agua tratada, entre estos usuarios está el Deportivo Ferrocarrilero, el Parque Revolución, la Unidad Deportiva Benito Juárez, el Panteón Santa Lucía, el Parque Ceylán, el Deportivo Lucio Blanco y el Panteón San Isidro.


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La planta tiene como base el proceso convencional de lodos activados, filtración en arena y adsorción en carbón activado, teniendo una capacidad instalada de 25 litros/segundo, pero presenta una capacidad de operación real de 15 litros/segundo, produciendo anualmente 510 m 3. AÑO DE CONSTRUCCIÓN

GASTO DE DISEÑO

GASTO DE OPERACIÓN

1981

25 l/s

15 l/s

PROCESO NIVEL DE BÁSICO DE TRATAMIENTO TRATAMIENTO

Lodos Activados

Terciario

USOS DEL AGUA TRATADA Riego de áreas verdes en Azcapotzalco y llenado de lago en parque Tezozómoc

DEPORTIVO FERROCARRILERO

PARQUE TEZOZÓMOC


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IV.

DIAGNÓSTICO DE LA CALIDAD DEL INFLUENTE DEL SISTEMA Parámetros promedio anuales de calidad de las aguas residuales: Tabla 1. INFLUENTE DE LA PTAR EL ROSARIO

GRUPO

PARAMETROS

UNIDAD

NOM003ECOL1997

2010

pH UpH 5 a 10 7.71 COLOR Upt/co 20 *** 121.14 TURBIDEZ UTN 10*** 106.52 ALC. TOTAL mg/l 500** 463.03 DUREZA TOTAL mg/l 625*** 183.88 BICARBONATOS mg/l 463.03 MINERALES COND. ELEC. umhos/cm 2000*** 1,323.65 CLORUROS mg/l 250*** 100.80 BORO mg/l 2*** SULFATOS mg/l SOL. TOTALES mg/l 1220*** 934.90 SOL. TOT. FIJ. mg/l 606.47 SOL. TOT. VOL. mg/l 348.21 SOL. DIS. TOT. mg/l 1200*** 810.50 SOL. DIS. FIJ. mg/l 1190*** 580.29 SOLIDOS SOL. DIS. VOL. mg/l 10*** 250.21 SOL. SUSP. TOT. mg/l 20** 124.40 SOL. SUSP. FIJ. mg/l 15*** 27.60 SOL. SUSP. VOL. mg/l 5*** 94.60 SOL. SEDIM. mg/l 1*** 0.25 NITR. AMON. mg/l 5*** NITRATOS mg/l 10*** 0.40 FOSFORO TOT. mg/l 20*** 8.64 NUTRIETES FOSFATOS TOT. mg/l 30*** 26.00 ORTOFOSF. mg/l NITR. NITRITOS mg/l 5*** 0.16 CALCIO TOTAL mg/l 30.56 mg/l 26.06 MET. ALC. Y MAGNESIO TOT. ALC. TERRE. SODIO TOT. mg/l 250*** 144.13 POTASIO TOT. mg/l 250*** 25.01 FIERRO TOT. mg/l 0.5* 0.45 MANGANESO mg/l 0.2* 0.08 TOT. METALES PLOMO TOT. mg/l 0.5* 0.07 PESADOS CADMIO TOT. mg/l 0.2* 0.05 CORMO TOT. mg/l 1* ZINC TOT. mg/l 10* 0.11 COBRE TOT. mg/l 4* 0.06 COL. TOTALES Col/100ml 1000*** 52,000,000.00 BIOLOGICOS COL. FECALES Col/100ml 240** 19,100,000.00 DBO TOTAL mg/l 20** 228.67 DBO SOLUBLE mg/l 5*** 110.60 MATERIA ORGÁNICA DQO TOTAL mg/l 50*** 463.00 DQO SOLUBLE mg/l 30*** 214.98 GRA. Y ACE. GYA mg/l 15** 18.16 DETERG. S.A.A.M. mg/l 1*** 13.32 FÍSICOS

2011

2012

2013

2014

2015

1.92 24.17 17.18 117.85 49.68 117.83 328.29 19.71 0.54

5.50 62.95 56.55 252.95 132.80 252.95 689.45 43.18 0.60

7.58 80.57 99.96 381.12 213.56 381.12 1,187.97 86.93 1.24

7.45 31.00 37.86 354.74

261.00 164.92 96.08 220.08 158.17 61.92 40.92 6.75 34.17 0.03

535.00 332.36 202.64 459.18 318.00 141.18 75.82 15.09 61.45 0.20

0.17 2.32 7.11 5.33 0.02 9.23 6.47 45.39 6.48 0.05

0.07 4.84 14.79 10.02 0.06 24.39 17.46 85.82 14.97 0.20

894.92 570.22 324.69 749.56 544.74 204.68 145.50 25.65 120.01 0.40 30.23 0.10 8.09 24.76 15.56 0.04 36.95 29.45 138.77 21.94 0.41

7.49 94.20 64.86 279.52 174.47 279.52 834.46 109.92 5.00 0.42 620.47 435.43 245.83 427.31 412.93 139.04 106.94 28.22 88.72 0.15 22.90 0.10 4.35 13.40 10.17 0.01 32.35 22.75 97.92 16.70 0.36

0.01

0.04

0.06

0.06

0.02 0.01 0.01 0.02 0.01 16,083,333.33 5,666,666.67 63.92 29.50 123.50 54.23 15.61 5.04

0.06 0.04 0.06 0.04 41,545,454.55 7,472,727.27 127.41 62.64 286.13 142.55 9.19 7.72

0.09 0.10 0.05 0.05 0.20 0.20 0.20 0.14 0.08 0.10 57,930,611.11 58,000,000.00 29,042,194.44 20,222,222.22 60.50 144.17 94.10 56.88 493.45 289.50 168.28 162.50 22.59 13.74 19.16 7,080.00

354.74 961.38 59.43 1.12 55.65 667.60 547.60 210.00 612.00 444.60 167.40 55.60 19.00 45.60 0.26 0.50 2.24 6.88 8.19 0.01

0.41 0.08 0.10 0.06 0.20 0.10 0.10 60,000,000.00 25,600,000.00 123.20 61.40 394.10 10.82 10.82 5.44

Sobrepasa el limite máximo permisible de acuerdo a la NOM-003-ECOL-1997


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NOM-003-ECOL-1997

Esta Norma Oficial Mexicana establece los límites máximos permisibles de contaminantes para las aguas residuales tratadas que se reúsen en servicios al público, con el objeto de proteger al medio ambiente y la salud de la población, y es de observancia obligatoria para las entidades públicas responsables de su tratamiento y reúso. El reúso puede ser de 2 tipos: Reúso en servicios al público con contacto directo y reúso en servicios al público con contacto indirecto u ocasional. Los primeros se refieren a reúso en aquel tipo de actividades donde el público usuario esté expuesto directamente o en contacto físico y algunos ejemplos son llenado de lagos y canales artificiales recreativos con paseos en lancha, remo, canotaje, esquí; fuentes de ornato, lavado de vehículos, riego de parques y jardines. El segundo se refiere a aquel tipo de actividades donde el público en general esté expuesto de forma indirecta o en contacto físico incidental y que su acceso es restringido, ya sea por barreras físicas o por personal de vigilancia. Algunos ejemplos son riego de jardines y camellones en autopistas, fuentes de ornato, campos de golf, abastecimiento de hidrantes de sistemas contra incendio, lagos artificiales no recreativos, barreras hidráulicas de seguridad y panteones.

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La materia flotante debe estar ausente en el agua residual tratada, de acuerdo al método de prueba establecido en la Norma Mexicana NMX-AA006, referida en el punto 2 de esta Norma Oficial Mexicana. El agua residual tratada reusada en servicios al público, no deberá contener concentraciones de metales pesados y cianuros mayores a los límites máximos permisibles establecidos en la columna que corresponde a embalses naturales y artificiales con uso en riego agrícola de la Tabla 3 de la Norma Oficial Mexicana NOM-001-SEMARNAT-1996 Las entidades públicas responsables del tratamiento de las aguas residuales que reúsen en servicios al público, tienen la obligación de realizar el monitoreo de las aguas tratadas en los términos de la presente Norma Oficial Mexicana y de conservar al menos durante los últimos tres años los registros de la información resultante del muestreo y análisis, al momento en que la información sea requerida por la autoridad competente.


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PARÁMETROS DEL INFLUENTE EN LA PTAR EL ROSARIO De acuerdo a la información proporcionada por los Laboratorios de SACMEX, enero 2017, de los años 2010 al 2015 (Ver Tabla 1), podemos determinar que el agua que llega a la PTAR en todos los años hay un considerable problema respecto a los parámetros que rebasan los límites máximos permisibles como lo son:              

Color Turbidez Solidos Disueltos Volátiles Solidos Suspendidos Totales Solidos Suspendidos Fijos Solidos Suspendidos Volátiles Coliformes Totales Coliformes Fecales DBO Total DBO Soluble DQO Total DQO Soluble Grasas y Aceites Sustancias Activas a Azul de Metileno

Es de importancia tomar en cuenta que varios de los parámetros que sobrepasan los límites son de las características más importantes hablando de que será agua tratada para el reúso en servicios al público con contacto directo, por lo que el tren de tratamiento diseñado para esta planta deberá ser el adecuado y que su operación deber ser eficiente lo cual se revisará más adelante con los datos obtenidos del efluente. También se consideran los parámetros que están llegando a la PTAR quienes tienen un valor “bueno”; que no rebasa los límites de acuerdo a la norma como los son el grupo de los minerales, nutrientes, metales alcalinos y alcalinotérreos y metales pesados, considerando éste último muy importante en el agua residual tratada reusada en servicios al público.


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V.

DIAGNÓSTICO DE LA CALIDAD DEL EFLUENTE DEL SISTEMA Parámetros promedio anuales de calidad de las aguas residuales: EFLUENTE DE LA PTAR EL ROSARIO

GRUPO

FÍSICOS

MINERALES

SOLIDOS

NUTRIETES

MET. ALC. Y ALC. TERRE.

METALES PESADOS

PARAMETROS

pH COLOR TURBIDEZ ALC. TOTAL DUREZA TOTAL BICARBONATOS COND. ELEC. CLORUROS BORO SULFATOS SOL. TOTALES SOL. TOT. FIJ. SOL. TOT. VOL. SOL. DIS. TOT. SOL. DIS. FIJ. SOL. DIS. VOL. SOL. SUSP. TOT. SOL. SUSP. FIJ. SOL. SUSP. VOL. SOL. SEDIM. NITR. AMON. NITRATOS FOSFORO TOT. FOSFATOS TOT. ORTOFOSF. NITR. NITRITOS CALCIO TOTAL MAGNESIO TOT. SODIO TOT. POTASIO TOT. FIERRO TOT. MANGANESO TOT. PLOMO TOT. CADMIO TOT. CORMO TOT. ZINC TOT.

UNIDAD

NOM-003ECOL-1997

2010

2011

2012

2013

2014

2015

UpH Upt/co

5 a 10 20 ***

7.68 16.67

7.66 25.24

7.72 39.06

1.89 21.75

7.50 30.80

7.57 10.75

UTN

10***

2.58

8.78

3.29

27.96

11.01

1.33

mg/l mg/l mg/l umhos/cm mg/l mg/l

500** 625***

171.45 184.58 169.01 1,190.01 171.52

133.98 177.13 133.98 934.98 83.69 1.07

200.24 163.66 200.24 917.10 78.25 0.75

106.68 63.11 106.68 314.75 24.95 0.40

127.68 157.29 127.68 763.40 147.24 5.72

128.98 128.98 776.53 68.75 0.77

773.57 691.67 199.73 815.20 90.32 196.12 13.48 4.15 5.45 0.30

690.91 540.92 149.99 689.26 540.92 148.34 4.38 4.00 4.38 0.10

631.67 494.38 137.29 627.44 492.58 135.48 6.23 4.54 5.19 0.10

258.00 164.00 94.00 205.25 155.75 45.50 52.75 6.25 44.50 0.25

543.15 471.13 154.03 429.83 501.86 119.89 12.33 11.33 12.33 0.10

558.60 445.30 123.00 569.78 444.22 125.56 15.00 15.00 15.00 0.10

15.78 5.20 15.88 13.61 0.38

10.81 0.03 1.83 5.60 2.83 0.01

3.01 21.54 3.63 10.77 11.27 0.15

23.82 4.01 10.61 10,369.00 0.08

2000*** 250*** 2***

mg/l

63.01

mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l

1220***

mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l

5*** 10*** 20*** 30***

1200*** 1190*** 10*** 20** 15*** 5*** 1***

0.11

364.97 6.48 19.88 18.50 0.14

mg/l

29.92

31.95

31.01

10.94

28.65

mg/l mg/l

250***

26.61 154.19

23.64 136.38

21.56 121.76

8.69 38.02

20.83 111.46

mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l

250*** 0.5* 0.2* 0.5* 0.2* 1* 10*

24.88 0.08 0.03 0.07 0.05

19.41 0.06 0.02 0.09 0.06

5.95 0.15 0.02 0.02 0.01

0.07

20.21 0.16 0.03 0.13 0.05 0.03 0.07

0.05

0.03

15.52 0.08 0.02 0.11 0.05 0.20 0.14

0.35 0.05 0.10 0.05 0.20 0.10

5***

49.96 8.11 34.82

COBRE TOT. COL. TOTALES

mg/l

4*

0.04

0.04

0.05

0.02

0.10

0.10

Col/100ml

1000***

1,687.60

3,340.83

3,567.08

16,000,000.00

1,392.75

3,180.00

COL. FECALES DBO TOTAL DBO SOLUBLE DQO TOTAL

Col/100ml mg/l mg/l mg/l

240** 20** 5*** 50***

328.57 2.25 1.30 34.58

2,696.67 2.08 1.17 43.12

2.00 1.38 37.69

5,250,000.00 57.25 21.00 201.10

412.50 1.21 1.00 24.59

1,090.00 1.78 4.07 35.47

DQO SOLUBLE

mg/l

30***

30.99

37.43

32.18

48.41

24.59

22.47

GRA. Y ACE.

GYA

mg/l

15**

4.58

4.59

4.70

5.21

2.77

4.55

DETERG.

S.A.A.M.

mg/l

1***

0.39

0.23

0.22

4.06

0.89

0.15

BIOLOGICOS

MATERIA ORGÁNICA

Sobrepasa el límite máximo permisible de acuerdo a la NOM-003-ECOL-1997


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PARÁMETROS DEL EFLUENTE EN LA PTAR EL ROSARIO De acuerdo a la información proporcionada por los Laboratorios de SACMEX, enero 2017, de los años 2010 al 2015 (Ver Tabla 1), podemos determinar que el agua que sale de la PTAR en todos los años se redujeron considerablemente parámetros que fueran peligrosos para el reúso en servicios al público como lo fue en el grupo de los Solidos:

Influente

Efluente

También se observa un decremento en los valores de los grupos de los parámetros Bilógicos, materia orgánica, grasas, aceites y detergentes:

En caso contrario a lo anterior, en el grupo de los nutrientes se identificó un crecimiento a los valores de Nitratos y Fosforo Total:

Influente

Efluente

En los nitratos es tanto su aumento que rebasa los límites máximos permisibles, se llega a una explicación debido a que el nitrógeno es un elemento importante en las aguas residuales ya que es necesario para el crecimiento de los microorganismos. Si el agua residual no contiene suficiente nitrógeno pueden ocurrir problemas por deficiencia de nutrientes durante el tratamiento secundario. Pero también el nitrógeno es un contribuyente especial para el agotamiento del oxígeno y la eutrofización de las aguas cuando se encuentra en elevadas concentraciones. INGENIERÍA DE PLANTAS DE TRATAMIENTO / IPN ESIA U.Z.

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En las aguas residuales el nitrógeno se encuentra en 4 formas básicas: nitrógeno orgánico, amonio, nitrito y nitrato. A medida que el agua se estabiliza, por oxidación bacteriana en medio aerobio se generan nitritos y posteriormente nitratos. El predominio de la forma de nitrato en un agua residual es un fiel indicador de que el residuo se ha estabilizado con respecto a la demanda de oxígeno. El nitrógeno total es la suma del nitrógeno orgánico, amonio, nitrito y nitrato. El agua residual doméstica suele contener 20-50 mg/L de nitrógeno total y 12-40 mg/L de amonio. Otro componente del agua residual importante para los microorganismos es el fósforo. El fósforo, como el nitrógeno, es un elemento esencial para el crecimiento biológico. En el agua residual el fósforo se encuentra en 3 formas: ortofosfatos solubles, polifosfatos inorgánicos y fosfatos orgánicos . El ortofosfato es la forma más fácilmente asimilable por los microorganismos y se utiliza como un parámetro de control en los procesos biológicos de eliminación de fósforo. Es importante destacar que la descarga tanto de fósforo como de nitrógeno debe ser controlada porque puede provocar un crecimiento excesivo de algas en las aguas receptoras.

La PTAR El Rosario ha estado muchos años en operación y como es de esperarse, hoy en día no cumple con todos los límites aceptados por la norma, ya sea por falta de presupuesto en materia de mantenimiento o deficiencia de operación por parte de los operadores, es preocupante ver los datos del efluente y observar que en todos los años no se han podido reducir valores de Solidos Disueltos Volátiles, Coliformes Totales y Coliformes Fecales. En el año 2013 hubo severos problemas en la planta ya que aparecen parámetros fuera de control que en otros años no, en Coliformes Totales y Coliformes Fecales los valores se disparan hasta los millones cuando debería estar en un valor no mayor a 1000 y 240 respectivamente.


18

VI.

REVISIÓN DEL TREN DE TRATAMIENTO

La PTAR El Rosario tiene como base el proceso convencional de lodos activados, filtración en arena y adsorción en carbón activado, por lo que se determina a continuación su tren de tratamiento y su respectiva remoción de contaminantes por cada etapa.

Rejas

•Materia Flotante •Solidos Suspendidos Totales

•Grasas y Aceites Separador de Hidrocarburos

• • • Sedimentador • Primario •

Lodos Activados

Filtro Arena

Filtro por Carbón Activado

Color Olor Y Sabor Turbidez Solidos Disueltos Totales Solidos Sedimentables

• • • • •

Solidos Sedimentables DBO Nitrogeno Total Fosoforo Total Nitrogeno Amociacal

• • • • •

Coliformes Fecales Coliformes Totales Turbidez Solidos Suspendidos Algas

• •

Mercurio Sustancias Reactivas al Azul de Metileno Color Olor y Sabor

• •

    

 

  



Arsénico Cadmio Cobre Mercurio Plomo

Coliformes Fecales Coliformes Totales

 

DQO Nutrientes

Turbidez Fenol Trihalometanos Totales Benceno

 

Metoxicloro Tolueno


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VII.

MEJORAS EN LA EFICIENCIA DEL PROCESO

El tren de tratamiento con el que cuenta la PTAR el Rosario aparentemente sería el adecuado, revisando los datos con respecto a los parámetros, tiene un porcentaje alto de eficiencia ya que son pocos los conceptos que presentan un valor disparado ante el límite máximo permisible. Considerando los parámetros que se salen del rango se puede proponer mejoras en el sistema: Para la mejoría del Color y Turbidez ya se cuenta con el método para la remoción de estos, se propone que haya un mayor tiempo de retención en el tanque de sedimentación además de una aplicación de un coagulante y floculante.

Para lo Solidos como ya se propuso antes, una aplicación de un coagulante y floculante así como un sistema de Flotación por Aire Disuelto (DAF) con floculante en donde es posible separar y retirar sólidos suspendidos microscópicos con u na eficiencia del 80 al 89%, aceites y grasas, DBO y DQO cuyo parámetro deber ser reducido.


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SISTEMA DAF

Y como principal problema antes mencionado, los coliformes están presentes aun en la salida de la planta, es de suma importancia tener esto en cuenta y dar solución pronto a esta problemática, parte del reúso de esta agua se encuentra en contacto directo con el público, ya que ésta se encuentra en el lago del parque Tezozómoc, la mayoría de estas bacterias son inofensivas para los seres humanos. Si las bacterias que causan enfermedades están presentes, los síntomas más comunes son síntomas similares a la gripe estomacal y generales gastrointestinales tales como fiebre, dolor abdominal y diarrea. Los síntomas son más probables en los niños o los miembros del hogar mayores. Existen varios métodos para la remoción de los coliformes como luz ultravioleta, osmosis inversa, electrodiálisis, etc, pero todas estas resultan se caras por lo que se recomienda usar el método más usado que es la cloración. El cloro es un desinfectante que tiene ciertos limitantes en términos de salubridad y seguridad, pero al mismo tiempo tiene un largo historial como un desinfectante efectivo, presenta ventajas como:  



La cloración es una tecnología bien establecida. En la actualidad la cloración es más eficiente en términos de costo que la radiación UV o la desinfección con ozono. El cloro residual que permanece en el efluente del agua residual puede prolongar el efecto de desinfección aún después del tratamiento inicial, y puede ser medido para evaluar su efectividad. INGENIERÍA DE PLANTAS DE TRATAMIENTO / IPN ESIA U.Z.

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



 

La desinfección con cloro es confiable y efectiva para un amplio espectro de organismos patógenos. El cloro es efectivo en la oxidación de ciertos compuestos orgánicos e inorgánicos. La cloración permite un control flexible de la dosificación. El cloro puede eliminar ciertos olores molestos durante la desinfección.


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PTAR El Rosario

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