estudio de casos tecnologia uasb

ESTUDIO DE CASOSTratamiento de aguas residuales

con tecnologa UASB

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA

FACULTAD DE INGENIERIA

CATEDRA INTERNACIONAL 2008

Curso: Salud Pblica y Saneamiento

Ing. Carlos J. Collazos

CONTENIDO

4. Tratamiento de aguas residuales con tecnologa UASB4.1 PTAR Licorera de Santander4.2 PTAR Granada4.3 PTAR El Vivero4.4 PTAR Ro Fro

4. Tratamiento de aguas residuales con tecnologa UASB

4.1 PTAR Licorera de Santander

PTAR EMPRESA LICORERA DE SANTANDER

COMPONENTES: UASB + Filtro anaerobio (piedra) + Lechos de secado

z Volumen del reactor: > 300 m3z TRH: > 2 das (terico)

PROBLEMAS

z Carencia de inculo apropiado (volumen y concentracin)z Intermitencia en la produccin de vinaza (destilera

sobredimensionada)z Un operario fallecido por inhalacin de gases en pozo de

muestreoz Quiebre de la empresaz Resultado: no super la etapa de arranque

PTAR EMPRESA LICORERA DE SANTANDER

Vista reactor UASB


4.1 PTAR Granada

PTAR GRANADA - ANTIOQUIA

COMPONENTES

z Cribadoz Desarenadorz Sedimentador primario (alta tasa) + Filtro anaerobio (plstico)z Tratamiento de lodos: UASB + Lechos de secado

CONDICIONES DE OPERACION

z Caudal de diseo: 20 L/s (11985 habitantes al 2015)z Caudal de operacin en 2004:11.1 L/s (8000 habitantes)z Eficiencia sedimentador: 45% SST; 35% DBO5z Eficiencia filtro anaerobio: 25% DBO5z Eficiencia total: 51% DBO5z Resultado: Baja eficiencia (esquema no ideal)


4.1 PTAR El Vivero

PTAR EL VIVERO

CARACTERISTICAS

z Poblacin servida: 20000 habitantesz Caudal de diseo: 45 l/s (promedio) de agua residual

domsticaz Pretratamiento: cribado y desarenadorz Tratamiento Biolgico: Reactores UASB (2 unidades)z TRH: 6 horas (promedio)z Eficiencia esperada: 65% (DQO), 78% (DBO)z Disposicin de lodos: lechos de secadoz Disposicin biogs: quemador

PTAR EL VIVERO - EMCALI

PROBLEMAS

z Proximidad a sectores residencialesz Incomodidad a vecindario por olores en el entorno y

en los sifones de las viviendasz Fuga en campanas de gas, separador G/S/L y

accesoriosz Deficiencias en la conduccin de biogasz Emisin de olores en pozo de bombeoz Acumulacin de materia orgnica en desarenadoresz Conclusin: Oper temporalmente luego de

superados los problemas pero el cambio de tecnologa la sac de servicio

PTAR EL VIVERO - EMCALI

PTAR en construccin PTAR en operacin


4.1 PTAR Ro Fro

PTAR RIO FRIO - BUCARAMANGA

CARACTERISTICAS

z Ubicacin: Municipio de Floridablancaz Poblacin servida: 320000 habitantesz Area total: 24 Hectreasz Caudal de diseo: (720 L/s) promedio) de agua residual

domsticaz Pretratamiento: cribado y desarenadorz Tratamiento Biolgico: 4 reactores UASB (3360 m3 c/u)z Postratamiento: 2 lagunas (2.7 Ha c/u)z Disposicin de lodos:48 lechos de secadoz Disposicin biogs: quemador

PTAR RIO FRIO - LOCALIZACION

PTAR Ro Fro

BUCARAMANGA

FLORIDABLANCA

PTAR RIO FRIO FLUJOGRAMA DEL PROCESO

Fuente: CDMB

ANTECEDENTES - PISAB

ALTERNATIVA PRESELECCIONADA

z Pretratamiento: cribado + desarenadoresz Tratamiento biolgico: laguna anaerobia + laguna facultativaz No. de etapas: 3z Lagunas por etapa: 2 anaerobias y 2 facultativasz rea total requerida: 46 hectreasz TRH: 1 da L. anaerobia + 2.5 das L. facultativaz Recomendacin: hacer estudio de tratabilidad en lagunas piloto

PTAR RIO FRIO ESTUDIOS PISAB

ANTECEDENTES - TRATABILIDAD

PLANTA PILOTO LA ROSITA

z Ubicacin: Municipio de Bucaramangaz Caudal de diseo: (2.5 L/s promedio) agua

residual domsticaz Pretratamiento: cribado y desarenadorz Tratamiento Biolgico: Laguna anaerobia (UASB)

+ Laguna facultativa

ESQUEMA PLANTA PILOTO LA ROSITA

Reactor UASB

Laguna anaerobia

Lagunas Facultativas

Vista PlantaPlano Esquema

PLANTA PILOTO LA ROSITA DATOS DE OPERACIN

PLANTA PILOTO LA ROSITA RESULTADOS

PTAR RIO FRIO REQUERIMIENTOS DE ESPACIO

Lagunas Facultativas Etapa 3

Lagunas Anaerobias Etapa 3

Solucin adoptada

PTAR RIO FRIO IMAGEN DE SATELITE

PTAR RIO FRIO SOLUCIN ADOPTADA

Lagunas facultativasLagunas Anaerobias

Construccin en etapas 1993 - 2008

Prediseado

Adoptado

Reactor UASB Lagunas facultativas

Construccin en etapas 1989 - 2003

REACTORES UASB

Ancho del tanque: 19.20 m Longitud del tanque: 43.20 m Profundidad til: 4.05 m Profundidad total: 4.60 m Volumen: 3360 m3 Mdulos de 4.80 m x 2.40 m:

72 (unidad bsica)

LAGUNAS

z Criterios de diseo:

3380 m3Volumen para almacenamiento de lodos

1.50 mProfundidad media

135 mAncho

200 mLongitud

30 horasTiempo de retencin hidrulico

500 kg DBO/Ha.dCarga superficial aplicada

TRATAMIENTO DE LODOS

z Lechos de secado

largo = 20 m ; ancho = 6 mDimensiones de cada lecho48Nmero de unidades

5760 m2rea total de lechos0.25 mAltura de la capa de lodo hmedo

promedio 7 das; mximo 14 das

Tiempo de secado

30 kg/ m3Concentracin del lodo de exceso

1 m3/ 1000 m3 de agua tratadaProduccin de lodo de exceso

MANEJO DEL BIOGASCOMPONENTES DEL SISTEMA

z Las campanas colectoras de gas (18 por cada reactor)

z Las tuberas de evacuacinz Un sistema de desfogue

(By-pass)z Una trampa de lodos y

espumas seguida de una trampa de condensados

z Un medidor de flujo tipo turbina

z Tuberas de conduccin y quemador.

ARRANQUE Y PUESTA EN MARCHA

z Las primeras semanas se aplic una baja carga y un largo tiempo de retencin. En 2 meses los reactores estaban siendo alimentados a su plena capacidad.

z Se realiz una evaluacin de su operacin en el perodo 1991 1993

z Se incorporan datos del perodo 2000 - 2001

RESULTADOS PUESTA EN MARCHA Y OPERACIN - DQOVARIACION DE LA DQO TOTAL - PTAR RIO FRIO

0

100

200

300

400

500

600

700

Nov-90 Feb-91 May-91 Ago-91 Dic-91 Mar-92 Jun-92 Oct-92 Ene-93 Abr-93 Jul-93 Nov-93

MES

D

Q

O

T

(

m

g

/

l

)

DQOT AfluenteDQOT Efluente UASB1DQOT Efluente UASB2DQOT Efluente Laguna

VARIACION DE LA DQO PTAR RIO FRIO 2000-2001

0

100

200

300

400

500

600

700

Ago-99 Dic-99 Mar-00 Jun-00 Oct-00 Ene-01 Abr-01 Jul-01 Nov-01 Feb-02

MES/AO

D

Q

O

(

m

g

/

l

)

AfluenteEfluente UASB 1Efluente UASB 2Efluente UASB 3Efluente Laguna

Perodo 2000 - 2001

Perodo 1991 - 1993

Fuente: CDMB

RESULTADOS PUESTA EN MARCHA Y OPERACIN - DBO

VARIACION DE LA DBO PTAR RIO FRIO 2000-2001

0

50

100

150

200

250

300

350


MES/AO

D

B

O

(

m

g

/

l

)

AfluenteEfluente UASB 1Efluente UASB 2Efluente UASB 3Efluente Laguna 1

VARIACION DE LA DBO TOTAL - PTAR RIO FRIO

0

50

100

150

200

250


MES

D

B

O

t

(

m

g

/

l

)

DBOt Afluente

DBOt Efluente UASB1

DBOt Efluente UASB2

DBOt Efluente Laguna

Perodo 1991 - 1993

Perodo 2000 - 2001

Fuente: CDMB

RESULTADOS PUESTA EN MARCHA Y OPERACIN - SST

VARIACION DE LOS SST - PTAR RIO FRIO

050

100150200250300350400450


MES

S

S

T

(

m

g

/

l

)

SST Afluente

SST Efluente UASB1

SST Efluente UASB2

SST Efluente Laguna

VARIACION DE LOS SST PTAR RIO FRIO 2000-2001

0

50

100

150

200

250

300

350


MES/AO

S

S

T

(

m

g

/

l

)

AfluenteEfluente UASB 1Efluente UASB 2Efluente UASB 3Efluente Laguna 1

Perodo 2000 - 2001

Perodo 1991 - 1993

Fuente: CDMB

RESULTADOS PUESTA EN MARCHA Y OPERACIN EFICIENCIA EN REMOCION

REMOCION DE DQO TOTAL PTAR RIO FRIO

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%


MES

R

E

M

O

C

I

O

N

(

%

)

Remocin UASB1

Remocin UASB2

Remocin Total

REMOCION DE DBO TOTAL - PTAR RIO FRIO

-5%

5%

15%

25%

35%

45%

55%

65%

75%

85%

95%


MES

R

E

M

O

C

I

N

(

%

)

Remocin UASB1

Remocin UASB2

Remocin total PTAR

DBO5 (1991 1993)

DQO (1991 1993)

Fuente: CDMB


REMOCIN DE SST - PTAR RIO FRIO

0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%

100%


MES

R

E

M

O

C

I

N

(

%

)

Remocin UASB1

Remocin UASB2

Remocin Total PTAR

VARIACION DEL NTK - PTAR RIO FRIO

0

10

20

30

40

50

60

70


MES

N

T

K

(

m

g

/

l

)

NTK Afluente

NTK Efluente UASB1NTK Efluente UASB2

NTK Efluente Laguna

NTK (1991 1993)

SST (1991 1993)

Fuente: CDMB


VARIACION DEL NH4 - PTAR RIO FRIO

05

101520253035404550


MES

N

H

4

(

m

g

/

l

)

NH4 Afluente

NH4 Efluente UASB1

NH4 Efluente UASB2

NH4 Efluente Laguna

Fuente: CDMB

RESULTADOS PUESTA EN MARCHA Y OPERACIN PERFIL DEL MANTO DE LODOS

PERFIL DEL MANTO DE LODOS EN UASB ANTES DE PURGA (PTAR Piloto La Rosita)

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

3,50

4,00

0 10 20 30 40 50 60

SST (g/l)

A

l

t

u

r

a

(

m

)

Nivel del separador GSL

VARIACION DE ALTURA DEL MANTO DE LODOS CON EL CAUDALPTAR RIO FRIO (Sept. 14/93)

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

02:00 06:00 10:00 14:00 18:00 22:00

HORA

A

L

T

U

R

A

(

m

)

0

50

100

150

200

250

300

C

a

u

d

a

l

a

f

l

u

e

n

t

e

(

l

/

s

)

UASB 1

UASB 2

Caudal

Efecto del caudal sobre la altura del manto de lodos

Fuente: CDMB

Produccin de biogs en funcin de la carga aplicada reactor UASB 2

PRODUCCION DE BIOGAS vs CARGA APLICADA UASB 2

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

Nov-9

0En

e-91

Mar-9

1Ma

y-91

Jul-9

1Se

p-91

Nov-9

1En

e-92

Mar-9

2Ma

y-92

Jul-9

2Se

p-92

Nov-9

2En

e-93

Mar-9

3Ma

y-93

Jul-9

3Se

p-93

Nov-9

3

MES/AO

k

g

D

Q

O

/

d

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

B

i

o

g

s

(

m

3

/

d

)

Carga aplicada

Biogs producido

Fuente: CDMB

RESULTADOS DE OPERACIN 2000 - 2001

AGUAPARAMETRO UNIDAD CRUDA UASB 1 UASB 2 UASB 3 LAG. 1 LAG. 2Caudal l/s 129 153 129 246 164TRH horas 7,4 6,2 7,4 43 58DQO mg/l 527 225 188 234 125 131Remocin DQO % 57,4% 64,3% 55,6% 39,2% 44,0%DBO5 mg/l 269 74 61 81 37 39Remocin DBO5 % 72,3% 77,2% 69,7% 42,7% 49,4%SST mg/l 263 109 78 111 34 33Remocin SST % 58,5% 70,5% 57,6% 63,7% 70,0%SSV mg/l 215 80 60 84 29 29Remocin SSV % 62,9% 72,1% 61,2% 59,1% 65,6%

EFLUENTES

Fuente: CDMB

COSTOS

z Inversin total realizada por la CDMB en el desarrollo del proyecto PTAR Ro Fro: US $ 5.000.000.oo (US $ 21/habitante)

z Costos anuales de operacin y mantenimiento: US $ 350.000.oo (US $ 0.024/m3 de agua tratada o US$1.5/hab.ao).

Fuente: CDMB, 2004

GRACIAS

ESTUDIO DE CASOSTratamiento de aguas residuales con tecnologa UASBCONTENIDO4. Tratamiento de aguas residuales con tecnologa UASBPTAR EMPRESA LICORERA DE SANTANDERPTAR EMPRESA LICORERA DE SANTANDER4. Tratamiento de aguas residuales con tecnologa UASBPTAR GRANADA - ANTIOQUIA4. Tratamiento de aguas residuales con tecnologa UASBPTAR EL VIVEROPTAR EL VIVERO - EMCALIPTAR EL VIVERO - EMCALI4. Tratamiento de aguas residuales con tecnologa UASBPTAR RIO FRIO - BUCARAMANGAPTAR RIO FRIO - LOCALIZACIONPTAR RIO FRIO FLUJOGRAMA DEL PROCESOANTECEDENTES - PISABPTAR RIO FRIO ESTUDIOS PISABPTAR RIO FRIO ESTUDIOS PISABPTAR RIO FRIO ESTUDIOS PISABANTECEDENTES - TRATABILIDADESQUEMA PLANTA PILOTO LA ROSITAPLANTA PILOTO LA ROSITA DATOS DE OPERACINPLANTA PILOTO LA ROSITA RESULTADOSPTAR RIO FRIO REQUERIMIENTOS DE ESPACIOPTAR RIO FRIO IMAGEN DE SATELITEPTAR RIO FRIO SOLUCIN ADOPTADAREACTORES UASBLAGUNASTRATAMIENTO DE LODOSMANEJO DEL BIOGASCOMPONENTES DEL SISTEMAARRANQUE Y PUESTA EN MARCHARESULTADOS PUESTA EN MARCHA Y OPERACIN - DQORESULTADOS PUESTA EN MARCHA Y OPERACIN - DBORESULTADOS PUESTA EN MARCHA Y OPERACIN - SSTRESULTADOS PUESTA EN MARCHA Y OPERACIN EFICIENCIA EN REMOCIONRESULTADOS PUESTA EN MARCHA Y OPERACIN EFICIENCIA EN REMOCIONRESULTADOS PUESTA EN MARCHA Y OPERACIN EFICIENCIA EN REMOCIONRESULTADOS PUESTA EN MARCHA Y OPERACIN PERFIL DEL MANTO DE LODOSProduccin de biogs en funcin de la carga aplicada reactor UASB 2RESULTADOS DE OPERACIN 2000 - 2001COSTOSGRACIAS

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