unidad modular 2 sistemas de tratamiento
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UNIDAD MODULAR 2.SISTEMAS DE TRATAMIENTO
A. RESIDUALES
Ing. Sergio Andrés Blanco Londoño, Esp.
2013
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Materia Orgánica Biodegradable
Materia Orgánica Refractaria
Nutrientes
Sustancias o factores que transforman el equilibrio Biológico
Sustancias que causan turbiedad, temperatura, color, olor
Sólidos inorgánicos disueltos y sólidos suspendidos
Sustancias Corrosivas, cianuros, metales pesados, fenoles
Microorganismos Patógenos
APORTES NEGATIVOS DE LAS AGUAS RESIDUALES SOBRE FUENTES SUPERFICIALES
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OBJETIVOS GENERALES DEL TRATAMIENTO DE LAS AGUAS RESIDUALES DOMESTICAS
• Remoción de DBO• Remoción de Sólidos Suspendidos• Remoción de Patógenos.• Remoción de Nitrógeno y Fósforo• Remoción de Sustancias orgánicas refractarias como detergentes, fenoles y pesticidas.
• Remoción de trazas de metales pesados.• Remoción de sustancias inorgánicas disueltas
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Permiten la degradación de la
materia orgánica por colonias de
microorganismos predominantemente
Aeróbicos los cuales pueden
desarrollarse flotando en medio de
las aguas residuales o adheridos a
un medio sobre el cual pasan las
aguas residuales
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MATERIA ORGANICA (COHNS)
OXIGENO DISUELTO, O2
BACTERIAS AEROBICAS
NUEVAS CELULAS BACTERIANAS (C5H7NO2)
DEGRADACIÓN AEROBICA
+
NH3, CO2 y Otros productos finales
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Procesos biológicos que ocurren en ausencia de oxígeno disuelto y en los que la materia orgánica es degradada y transformada en gases (metano y otros)
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AGUA RESIDUAL
BACTERIAS ANAEROBICAS ACIDOFILICAS
METANO Y CO2
ACIDOS ORGANICOS Y H2S
BACTERIAS ANAEROBICAS METANOGENICAS
NUEVAS CÉLULAS
NUEVAS CÉLULAS
TRATAMIENTO ANAEROBICO DE LAS AGUAS RESIDUALES
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LIMITACIONES DE LOS
PROCESOS ANERÓBICOS
Menores eficiencias en la remoción decarga orgánica y sólidos.
Baja remoción de nutrientes y patógenos
Producen olores cuando no funcionan correctamente
La cinética de los procesos no es bien conocida
El arranque y la estabilización son demorados
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VENTAJAS COMPARATIVAS
DE LOS PROCESOS
ANAEROBICOSSOBRE LOSAEROBICOS
Tecnologías simples en construcción yoperación, poco requerimiento de espacio y por lo tanto de bajo costo.
Por lo general no requieren suministro deenergía eléctrica
Las tecnologías son aplicables tanto a pequeña comoa gran escala, permitiendo su uso en esquemas no centralizados, en cuyo caso permiten ahorros significativos en alcantarillado
Baja producción de lodos en exceso
Los lodos de exceso son bastante estabilizados
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REACTOR AEROBICO T = 20 oC
REACTOR ANAEROBICO T = 35 oC
BALANCE ENERGETICO EN PROCESOS BIOLOGICOS
Afluente 20 oC
Afluente 20 oC
DQO = 100 kg.
DQO = 100 kgDQO =
10 kgDQO = 10 kg
DQO = 60 kg DQO = 10 kg
Lodos en exceso Lodos estabilizados
Energía para aireación
100 Kwh
Metano31 m3
Calor195 Kwh Electricidad
78 Kwh
Efluente Efluente
AEROBICO ANAEROBICO
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TECNOLOGIAS DE TRATAMIENTO AEROBICO
BIOMASA SUSPENDIDA
BIOMASA ADHERIDA
HIBRIDO
LODOS ACTIVADOS ZANJONES DE OXIDACION
LAGUNA AIREADALAGUNA DE
ESTABILIZACION MEMBRANA INMERSA FILTRO PERCOLADOR
BIODISCOS ROTATORIOS
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TECNOLOGIAS DE TRATAMIENTO ANAEROBICO
BIOMASA SUSPENDIDA
BIOMASA ADHERIDA
HIBRIDO
REACTOR DE MANTO DE LODOS (UASB)
LAGUNA ANAERÓBICA
FILTRO ANAEROBICO
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PROCESOS DISPONIBLES DE TRATAMIENTO A NIVEL MUNDIAL
• ADSORCION CON CARBON• BIODISCOS• COAGULACION Y SEDIMENTACION• CRD• DENITRIFICACIÓN • FITOREMEDIACION• EMBALSES DE ESTABILIZACIÓN• EMISARIOS SUBMARINOS• FILTRO ANAEROBICO • FILTRACION CONVENCIONAL • FILTROS INTERMITENTES DE ARENA• FILTROS PERCOLADORES• HUMEDALES ARTIFICIALES
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• LAGUNAS DE OXIDACIÓN • LAGUNAS AIREADAS• LAGUNAS DE EVAPORACION /INFILTRACION• LODOS ACTIVADOS• LODOS ACTIVADOS CON AIREACION EXTENDIDA -
ZANJON DE OXIDACION• MICROTAMIZADO• MULTITAMICES GIRATORIOS• REACTOR ANAEROBIO A PISTON RAP• REACTORES BIOLÓGICOS SECUENCIALES• SISTEMA ANAERÓBICO MULTIPLE MIXTO• TANQUE IMHOFF• TANQUE SEPTICO• TRATAMIENTO CON MACROFITAS• TRATAMIENTO PRIMARIO ESTIMULADO
QUIMICAMENTE• UASB
SISTEMAS DISPONIBLES DE TRATAMIENTO A NIVEL MUNDIAL (Continuación)
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BASES GENERALES DE SELECCION
• Alta relación costo – efectividad. Integrando criterios de costo mínimo y de eficacia, acorde con los objetivos de caudal y calidad del cuerpo receptor.
• Administración sostenible en el tiempo, integrando elementos de simplicidad en la operación y de necesidades de mantenimiento acordes con las posibilidades técnicas y económicas de la municipalidad.
• Apropiación social, de manera que por sus ventajas y beneficios directos y colaterales sea de alta apropiación por parte de las comunidades beneficiadas.
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ANALISIS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES A NIVEL NACIONAL
LAGUNAS DE ESTABILIZACION, 40.93%
UASB , 12.46%
FILTROS BIOLOGICOS, 9.61%
LODOS ACTIVADOS, 5.69%
FILTRO PERCOLADOR, 4.63%
OTROS, 2.49%
No se conoce tecnología, 14.23%
TANQUE SEPTICO Y FILTRO ANAEROBICO, 1.07%
AIREACION EXTENDIDA, 2.85%
ZANJON DE OXIDACION
2%
TS-FAFA, 3.91%
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ETAPAS TIPICAS BASICAS DE UN TRATAMIENTO
Pretratamiento:
Tratamiento Primario:
Procesos complementarios:
Tratamiento Secundario:
Tratamiento Terciario:
Retiro de grasas, basuras, elementos flotantes y arenas Homogenización e igualación
Operaciones físicas tales como la sedimentación y el desbaste para la eliminación de los sólidos sedimentables y flotantes
Procesos biológicos y químicos que se emplean para eliminar la mayor parte de la materia orgánica
Combinación adicional de procesos y operaciones unitarias con el fin de eliminar algunos componentes específicos como el nitrógeno y el fósforo
Tratamiento y disposición de Lodos.
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Rejas gruesas:
Separación entre barras: 4 – 10 cm
Retienen sólidos voluminosos (basuras, palos, etc.)
Desbaste o cribado
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Rejas medias:
Separación entre barras: 1 – 3 cm
Retienen sólidos finos (etiquetas, hojas, preservativos)
Desbaste o cribado
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Rejas finas (tamices)
Rotativos Estáticos
Desbaste o cribado
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Convencionales Acelerados
Desarenadores
Canales desarenadores - desengrasadores
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TRATAMIENTO CON MULTITAMICES GIRATORIOS
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TRATAMIENTO CON MULTITAMICES GIRATORIOS
La Plata - Argentina
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TRATAMIENTO CON MULTITAMICES GIRATORIOS
Bahía Blanca - Argentina
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TRATAMIENTO PRELIMINAR CON EMISARIO SUBMARINO
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Tratamientos primarios
Sedimentación primaria
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Remociones en la sedimentación primaria: DBO 20-30% SST 60-70%
Sedimentación o clarificación primaria
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LODOS ACTIVADOS
Biological reaction tank
Primary settling tank (Aeration tank) Final settling tank
Effluent
Primary sludge
Return sludge
Excess sludge
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LODOS ACTIVADOS
Typical Flow Chart of Municipal Sewage Treatment Plant using Activated Sludge Process in JAPAN
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LODOS ACTIVADOS
Dispositivos de aireación:
Turbulencia
Burbuja fina
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LODOS ACTIVADOS – AIREACIÓN EXTENDIDA (Zanjones de
Oxidación)
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SEQUENTIAL BATCH REACTOR
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LAGUNAS AIREADAS MECÁNICAMENTE
Laguna aireadaLaguna de
SedimentaciónLaguna de Maduración
AfluentePretratado
Efluente
Laguna aireada
Efluente
Sedimentador
Afluente Pretratado
Lodos
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Filtros percoladores
Filtro Percolador
Sedimentador Secundario
SedimentadorPrimario
Afluente Pretratado
Efluente
Lodo primario
Recirculación de lodos
Lodo secundario
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FILTROS PERCOLADORES
Remoción: DBO5 y SST: 60 y 75%
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FILTROS PERCOLADORES
Medios de soporte:
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Discos Biológicos Rotatorios (biodiscos)
Biodiscos
SedimentadorPrimario
Sedimentador Secundario
Afluentepretratado
Lodos primarios Lodos secundarios
Recirculación de lodos
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CONTACTORES BIOLÓGICOS ROTATORIOS (RBC)
Biodiscos
SedimentadorPrimario
Sedimentador Secundario
Afluentepretratado
Lodos primarios Lodos secundarios
Recirculación de lodos
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SISTEMAS DE MEMBRANA INMERSA
EFLUENTE
LODOS
Agua cruda
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ZENON Environmental Inc.ZeeWeed® Immersed Membrane
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LAGUNAS DE OXIDACIÓN
Aeróbicas
Anaeróbicas
Facultativas
De Maduración
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LAGUNAS DE OXIDACIÓN
Laguna Anaerobia
Laguna Facultativa
Laguna de Maduración
AfluentePretratado
Efluente
Con esta configuración se logran las siguientes remociones:
DBO5: 75 – 90%
SST: 50 – 65%
Huevos Helmintos: 100%
Colifecales: 99,9%
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DESCOMPOSICION ANAEROBICA
AFLUENTE
VIENTO
LUZ SOLAR
EFLUENTE
M. Orgánica BACTERIAS
CH4 + CO2 + NH3
LODOS
ALGAS
BACTERIAS
O2 CO2
BACTERIAS ANAEROBICAS
LAGUNAS DE OXIDACIÓN
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LAGUNA ANAEROBICA
DESCOMPOSICION ANAEROBICA
AFLUENTE
VIENTO
LUZ SOLAR
EFLUENTE
M. Orgánica BACTERIAS
CH4 + CO2 + NH3
LODOS
NATA DE GRASA
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EMBALSES DE ESTABILIZACIÓN Y REHUSO PARA LA AGRICULTURA
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Impermeabilización del Fondo de un Embalse
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HUMEDALES
Humedales Naturales
Humedales artificiales Moshav Zippori-Israel
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HUMEDALES ARTIFICIALES
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CAMPANA RECOLECTORA
DE GAS
EFLUENTE
ZONA DE SEDIMENTACIÓN
AFLUENTE
MANTO DE LODOS
GAS
PROCESO U.S.B.
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PROCESO U.S.B.
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TRATAMIENTO CON PLANTAS ACUATICAS
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Sistemas integrados sostenibles
Proceso de depuración de aguas residuales domésticas encaminado a la reducción de DBO, nutrientes y patógenos, que permite recuperar recursos valiosos empleados en la producción agrícola, piscicultura, protección de ecosistemas, generación de biomasa y energía, en lugar de disponerlos en rellenos sanitarios o cuerpos de agua.
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Tratamiento de lodos generados en PTAR´s
Dependiendo de la complejidad* de las instalaciones de depuración de agua residual, existen distintas alternativas de tratamiento de lodos:
Nivel bajo (<2 500 hab.)
Nivel medio (2 501 – 12 500 hab.)
Deshidratación, lechos secado, estabilización con cal.
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Tratamiento de lodos generados en PTAR
Nivel medio alto (12 501 – 60 000 hab.)
Instalaciones complejas de espesamiento, estabilización y deshidratación, con una posterior compostación.
Nivel alto (>60 000 hab.)
Espesamiento, lechos de secado, compostación o disposición en rellenos sanitarios.
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Tratamiento de lodos generados en PTAR
Nivel alto (>60 000 hab.)
Espesamiento Digestión
DeshidrataciónBiosólido