Diseno de plantas de tratamiento de aguas residuales

Diseno de plantas de tratamiento de aguas residuales

1. DISEÑO DE PLANTAS DE TRATMIENTO DE AGUAS RESIDUALES ESC. ING. AMBIENTAL Y DE SANEAMIENTO

2. Como información necesaria para realizar el diseño se debe tener lo siguiente: Población a servir. Cantidad y calidad del agua residual. Temperatura (media mensual y anual). Uso de la tierra. Zonificación. Prácticas agrícolas. Requerimientos de calidad para descargas superficiales y subsuperficiales . Información de los cuerpos de agua de la zona. Caudal promedio diario, caudal máximo diario, caudal pico horario, caudal mínimo horario, caudal mínimo diario y caudal sostenido. Los estudios mínimos que se deben tener son los siguientes: Inspección visual Estudio de suelos: humedad, permeabilidad, granulometría, conductividad hidráulica saturada, nivel freático. Topográficos: Curvas de nivel. Hidrogeológicos: Por ejemplo, precipitación (promedio máximo mensual), evapotranspiración y evaporación (promedio mensual). Revisión de estudios previos hechos en la zona.

3. PRETRATAMIENTO – TRATAMIENTO PRIMARIO CRIBADO CANALETA PARSHALL DESARENADOR TRAMPA DE GRASAS TANQUE SEPTICOS

4. CRIBADO - REJILLAS TIPOS Limpiadas manualmente. Limpiadas mecánicamente. En forma de canasta. Retenedoras de fibra. LOCALIZACIÓN ESPACIAMIENTO. Se recomienda un espaciamiento entre las barras de la rejilla de 15 a 50 mm para rejillas limpiadas manualmente, y entre 3 y 77 mm para rejillas limpiadas mecánicamente . VELOCIDAD MÍNIMA DE APROXIMACIÓN. Para garantizar un área de acumulación adecuada, la velocidad de aproximación a las rejillas debe estar entre 0.3 y 0.6 m/s para rejillas limpiadas manualmente, entre 0.3 y 0.9 m/s para rejillas limpiadas mecánicamente. VELOCIDAD MÍNIMA ENTRE BARRAS. Se debe usar un rango de velocidades entre 0.3 y 0.6 m/s y entre 0.6 y 1.2 m/s para rejillas limpiadas manualmente y mecánicamente respectivamente.

5. CÁLCULO DE PÉRDIDA DE CARGA. Para el cálculo de la pérdida de carga se recomienda usar la siguiente ecuación:   Sección transversal               Forma A B C D E F G  2.42 1.83 1.67 1.035 0.92 0.76 1.79 Coeficiente de pérdida para rejillas Diferentes formas de rejillas

6. El objetivo de la Canaleta Parshall es el de servir como estructura de aforo, es decir, permitir medir el caudal de agua residual que ingresa diariamente a la PTAR con el fin  poder llevar una medición y a su vez un mejor control de los procesos. Transición de entrada Sección convergente Garganta Sección divergente. CANALETA PARSHALL

7. CANALETA PARSHALL

8. Estimación del gasto para la descarga libre.

9. Estimación del gasto para condiciones de descarga libre de manera grafica.

10. Estimación del gasto para condiciones de descarga con ahogamiento o sumergencia .

11. Estimación del gasto para descarga ahogada o en sumersión

12. CASO TIPO DE DESCARGA SUMERGENCIA ECUACIÓN A LIBRE NO EXISTE Q=C(H a )ᵑ B AHOGADA S Q s =Q-Q e C AHOGADA Si (VALOR ENTRE S1 Y S2) Q S =Q- Q ei

13. REQUERIMIENTOS DE INSTALACIÓN FÍSICA Velocidad de llegada de la corriente. Características del flujo del canal y necesidades operacionales. Erosión y seguridad. Tramo recto mínimo antes del medidor.

14. PRUEBAS DE PRESICION Y CALIBRACIÓN Verificación de funcionamiento. Verificación de la escala.

15. Referencias:

16. dede DESARENADOR Los valores expuestos como criterios de diseño son valores guía que nunca se podrán constituir en “camisa de fuerza” para llevar a cabo los cálculos de las unidades.

17. Tabla: Velocidades de sedimentación para diferentes tamaños de arenas a una temperatura de 16 °C y una eliminación cercana al 90% (Moreno López, 2009-2010) El contenido de materia orgánica en las arenas extraídas está, usualmente, entre el 3 y el 5%.

18. Los desarenadores se diseñan con el caudal punta; los criterios para su cálculo se presentan  a continuación:

19. DECANTADOR PRIMARIO

20. Estas unidades pueden alcanzar niveles de remoción de entre 25 y 40% para DBO y entre 50 y 70% para SST. Los decantadores primarios se componen de: ·         Tanque decantador. ·         Estructuras de entrada y salida del agua. ·         Puente (móvil) del decantador. ·         Dispositivos de eliminación y extracción de flotantes. ·         Dispositivos de extracción de fangos.

21. Decantador vacío. Se aprecia la campana deflectora, la poceta de fangos, el puente móvil con las rasquetas (barredor de fangos) y el desnatador (barredor de grasa) Motor encargado de desplazar el puente del decantador. Se aprecia el vertedero dentado para la salida del agua clarificada

22. Criterios de diseño para decantadores primarios circulares  

23. DECANTACIÓN ASISTIDA QUÍMICAMENTE Rangos óptimos de pH para aplicación de coagulantes (Lozano-Rivas, Material de clase para las asignaturas de Tratamiento de Aguas Residuales, 2012 ) P ueden alcanzar niveles de remoción de entre 60 y 80% para DBO y entre 65 y 85% para SST

24. Aunque su uso no es muy común en las depuradoras municipales, se suele emplear en instalaciones que sólo cuentan con tratamiento primario, con el fin de alcanzar los niveles de remoción exigidos por la autoridad ambiental . De igual manera, algunos vertidos industriales que tienen altas cargas de coloides y otras sustancias de difícil remoción por gravedad, deben ser tratados con asistencia química. Como ayudas adicionales al proceso, pueden usarse también otras sustancias de refuerzo o ayuda, llamadas coadyuvantes de floculación. Estos coadyuvantes son polímeros (macromoléculas) de cadenas largas y alto peso molecular, obtenidos a partir de extractos de algas, almidones o derivados de la celulosa. La asistencia con químicos puede ser muy costosa en una Planta de aguas residuales. Hay casos en Colombia en los que el gasto en químicos representa cerca del 70% del costo de operación de una planta de tratamiento de aguas residuales.

25. Manejo de residuos de Pre-tratamiento y de lodos primarios Residuos de P re-tratamiento Para facilitar su transporte, los residuos retirados del pozo de muy gruesos y del cribado, deben escurrirse y compactarse mediante el uso de prensas hidráulicas o mecánicas. La arena extraída en forma manual de los canales de desarenado, no es reutilizable; por esta razón, debe ser enviada a un relleno sanitario junto con los residuos deshidratados del pozo de muy gruesos y del cribado. Las grasas removidas se conducen a un depósito donde el reposo permite concentrar las grasas en la superficie y evacuar el agua por el fondo, retornándola nuevamente a la entrada del desarenador. En algunas instalaciones combinan el material sólido con las grasas y se llevan conjuntamente al relleno sanitario. Otra opción es incinerar estas grasas. video

26. Lodos del tratamiento primario Estos lodos tienen una consistencia limosa y una coloración entre marrón y grisácea. Por su alto contenido de materia orgánica se descomponen con facilidad, causando malos olores. Cuando se hace tratamiento primario químicamente asistido (TPQA), se obtienen lodos de color negro con menos susceptibilidad a la putrefacción y, por ende, con menos olor que los del tratamiento convencional. Estos lodos se deben tratar de manera conjunta con los lodos resultantes de los tratamientos secundarios

27. TRATAMIENTO SECUNDARIO

28. Procesos de Tratamiento Secundario. Filtros percoladores Lodos o fangos activados Lagunas de estabilización Zanjas de oxidación

29. Bioremediación Fitoremediación Humedales Artificiales. TRATAMIENTO TERCIARIO

30. Arboleda Valencia, J. (2000).  Teoría y práctica de la purificación del agua.  Bogotá D.C.: McGraw Hill. Balda, R. (2001). Filtro Percolador. Bogotá D.C., Colombia: Presentación en PPT. Material de Clase. Universidad de la Salle. Balda, R. (2002). ¿ Why to treat wastewater ?  Presentación en PPT . Bogotá D.C., Colombia: Universidad de la Salle. CIDTA. Universidad de Salamanca. (2005). Módulo en Modelización y Simulación de Plantas Depuradoras de Agua. En CD. Salamanca, España. Collazos, C. (2008).  Tratamiento de Aguas Residuales - Generalidades.  Recuperado el 1 de Julio de 2012, de Universidad Nacional de Colombia: http://www.ing.unal.edu.co/catedra/drs_diaz_collazos/GENERALIDADES.pdf CYTED. Red Iberoamericana de Potabilización y Depuración del Agua. (s.f.). La Reutilización de Aguas Residuales. En  Agua potable para comunidades rurales, reuso y tratamientos avanzados de aguas residuales domésticas.  Madrid. Diario El Espectador. (25 de Septiembre de 2008). Colombia sólo trata 9% de sus aguas residuales.  El Espectador . Entidad Regional de Saneamiento y depuración de Aguas Residuales de Murcia - ESAMUR. (2006).  Tecnología del Agua N°269.  Murcia. Jenkins, D., Richard, M., & Daigger , G. (1993).  Manual on the causes and control of activated sludge bulking and foaming.  New York: Lewis Publishers. Kooijmans , J., Lettinga , G., & Rodríguez, G. (October de 1995). Institution of Water Engineers and Scientist.  Institution of Water Engineers and Scientist, 39 (5). Leeuwen , J., & Pretorius, W. (2007). Sludge Bulking Control with Ozone.  Water and Environmental Journal , 223-227. Lozano-Rivas, W. (2007). Modelación Hidrológica de Caudales de Aguas Residuales en Sistemas de Alcantarillado de Flujo Decantado.  En: Sistema Integral de Saneamiento con Fitodepuración de Ornato para Pequeños Núcleos Urbanos. Tesis de Máster . Sevilla, España: Lozano-Rivas, W. A. & López E., O. Escuela Universitaria Politécnica de la Universidad de Sevilla. Lozano-Rivas, W. (2009).  Los Canales Abiertos de Saneamiento (CAS) o Canales Percoladores de Biotratamiento (CPB): Saneamiento sin discriminación en zonas rurales y suburbanas.  Bogotá D.C.: Segundo informe de avance de investigación. Grupo Ecología Urbana de la Facultad de Ciencias Ambientales. Universidad Piloto de Colombia. Lozano-Rivas, W. (2012).  Antecedentes y Definiciones Básicas - Presentaciones del curso "Diseño de Depuradoras de Aguas Residuales". (Documento en PDF).  Recuperado el 1 de Julio de 2012, de Blog - Agua y Ambiente: http://wlozano.blogspot.com Lozano-Rivas, W. (2012). Diseño de Plantas de Potabilización de Agua.  Material de clase . Bogotá D.C., Colombia: Disponible en: http://wlozano.blogspot.com. Lozano-Rivas, W. (Febrero de 2012). Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales.  Syllabus. Programa de Ingeniería Ambiental . Bogotá D.C., Colombia: Universidad Antonio Nariño. Lozano-Rivas, W. (2012). Material de clase para las asignaturas de Tratamiento de Aguas Residuales.  Varios documentos . Bogotá D.C., Colombia: Diponibles en http://wlozano.blogspot.com. Lozano-Rivas, W., Gutiérrez de Piñeres , M., Hernández, C., Romero, S., & Sánchez, A. (2009). Canales Percoladores de Biotratamiento (CPB): una nueva alternativa de saneamiento de bajo costo.  II Simposio de Semilleros de Investigación.  Bogotá D.C.: Universidad Piloto de Colombia. Madrazgo , E. (2009).  Agua Potable y Saneamiento Básico en América Latina. Un objetivo compartido y alcanzable.  Boletín Económico de ICE 2974. Malina, J., & Pohland , F. (1992).  Design of Anaerobic Processes for the Treatment of Industrial and Municipal Wastes.   New York: Technomic . Moreno López, M. (2009-2010).  Contaminación y Tratamiento de Aguas. Módulo 1.  Universidad de Huelva: IV Máster oficial en Tecnología Ambiental. Programa de Master en Ingeniería del Agua de la Universidad de Sevilla. (s.f.).  Aguapedia .  Recuperado el 20 de Agosto de 2012, de Capítulo 8. Línea de Fango: http://prueba2.aguapedia.org/master/formacion/edar/temario/lfango/lfango.htm Ramalho , R. (1996).  Tratamiento de Aguas Residuales.  Barcelona: Editorial Reverté S.A. Richard, M. (2003). Activated Sludge Microbiology Problems and their Control .  20th Annual USEPA National Operator Trainers Conference.  New York. Romero Rojas, J. A. (1999).  Tratamiento de Aguas Residuales. Teoría y principios de diseño.  Bogotá D.C.: Escuela Colombiana de Ingeniería. BIBLIOGRAFIA