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Unidad modular 2   sistemas de tratamiento
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Unidad modular 2 sistemas de tratamiento

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  • 1. UNIDAD MODULAR 2. SISTEMAS DE TRATAMIENTO A. RESIDUALES Ing. Sergio Andrés Blanco Londoño, Esp. 2013
  • 2. 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
  • 3. 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
  • 4. 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
  • 5. MATERIA ORGANICA (COHNS) OXIGENO DISUELTO, O2 BACTERIAS AEROBICAS NUEVAS CELULAS BACTERIANA S (C5H7NO2) DEGRADACIÓN AEROBICA + NH3, CO2 y Otros productos finales
  • 6. 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)
  • 7. 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
  • 8. LIMITACIONES DE LOS PROCESOS ANERÓBICOS Menores eficiencias en la remoción de carga 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
  • 9. VENTAJAS COMPARATIVAS DE LOS PROCESOS ANAEROBICOS SOBRE LOS AEROBICOS Tecnologías simples en construcción y operación, poco requerimiento de espacio y por lo tanto de bajo costo. Por lo general no requieren suministro de energía eléctrica Las tecnologías son aplicables tanto a pequeña como a 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
  • 10. 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 kg DQO = 10 kg DQO = 60 kg DQO = 10 kg Lodos en exceso Lodos estabilizados Energía para aireación 100 Kwh Metano 31 m3 Calor 195 Kwh Electricidad 78 Kwh Efluente Efluente AEROBICO ANAEROBICO
  • 11. TECNOLOGIAS DE TRATAMIENTO AEROBICO BIOMASA SUSPENDIDA BIOMASA ADHERIDA HIBRIDO LODOS ACTIVADOS ZANJONES DE OXIDACION LAGUNA AIREADA LAGUNA DE ESTABILIZACION MEMBRANA INMERSA FILTRO PERCOLADOR BIODISCOS ROTATORIOS
  • 12. TECNOLOGIAS DE TRATAMIENTO ANAEROBICO BIOMASA SUSPENDIDA BIOMASA ADHERIDA HIBRIDO REACTOR DE MANTO DE LODOS (UASB) LAGUNA ANAERÓBICA FILTRO ANAEROBICO
  • 13. 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
  • 14. •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)
  • 15. 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.
  • 16. 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%
  • 17. 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.
  • 18. Rejas gruesas:  Separación entre barras: 4 – 10 cm  Retienen sólidos voluminosos (basuras, palos, etc.) Desbaste o cribado
  • 19. Rejas medias:  Separación entre barras: 1 – 3 cm  Retienen sólidos finos (etiquetas, hojas, preservativos) Desbaste o cribado
  • 20. Rejas finas (tamices) Rotativos Estáticos Desbaste o cribado
  • 21. Convencionales Acelerados Desarenadores Canales desarenadores - desengrasadores
  • 22. TRATAMIENTO CON MULTITAMICES GIRATORIOS
  • 23. TRATAMIENTO CON MULTITAMICES GIRATORIOS La Plata - Argentina
  • 24. TRATAMIENTO CON MULTITAMICES GIRATORIOS Bahía Blanca - Argentina
  • 25. TRATAMIENTO PRELIMINAR CON EMISARIO SUBMARINO
  • 26. Tratamientos primarios Sedimentación primaria
  • 27. Remociones en la sedimentación primaria:  DBO 20-30%  SST 60-70% Sedimentación o clarificación primaria
  • 28. LODOS ACTIVADOS Biological reaction tank Primary settling tank (Aeration tank) Final settling tank Effluent Primary sludge Return sludge Excess sludge
  • 29. LODOS ACTIVADOS Typical Flow Chart of Municipal Sewage Treatment Plant using Activated Sludge Process in JAPAN
  • 30. LODOS ACTIVADOS Dispositivos de aireación: Turbulencia Burbuja fina
  • 31. LODOS ACTIVADOS – AIREACIÓN EXTENDIDA (Zanjones de Oxidación)
  • 32. SEQUENTIAL BATCH REACTOR
  • 33. LAGUNAS AIREADAS MECÁNICAMENTE Laguna aireada Laguna de Sedimentación Laguna de Maduración Afluente Pretratado Efluente Laguna aireada Efluente Sedimentador Afluente Pretratado Lodos
  • 34. Filtros percoladores Filtro Percolador Sedimentador Secundario Sedimentador Primario Afluente Pretratado Efluente Lodo primario Recirculación de lodos Lodo secundario
  • 35. FILTROS PERCOLADORES Remoción:  DBO5 y SST: 60 y 75%
  • 36. FILTROS PERCOLADORES Medios de soporte:
  • 37. Discos Biológicos Rotatorios (biodiscos) Biodiscos Sedimentador Primario Sedimentador Secundario Afluente pretratado Lodos primarios Lodos secundarios Recirculación de lodos
  • 38. CONTACTORES BIOLÓGICOS ROTATORIOS (RBC) Biodiscos Sedimentador Primario Sedimentador Secundario Afluente pretratado Lodos primarios Lodos secundarios Recirculación de lodos
  • 39. SISTEMAS DE MEMBRANA INMERSA EFLUENTE LODOS Agua cruda
  • 40. ZENON Environmental Inc. ZeeWeed® Immersed Membrane
  • 41. LAGUNAS DE OXIDACIÓN  Aeróbicas Anaeróbicas  Facultativas  De Maduración
  • 42. LAGUNAS DE OXIDACIÓN Laguna Anaerobia Laguna Facultativa Laguna de Maduración Afluente Pretratado Efluente Con esta configuración se logran las siguientes remociones:  DBO5: 75 – 90%  SST: 50 – 65%  Huevos Helmintos: 100%  Colifecales: 99,9%
  • 43. DESCOMPOSICION ANAEROBICA AFLUENTE VIENTO LUZ SOLAR EFLUENTE M. Orgánica BACTERIAS CH4 + CO2 + NH3 LODOS ALGAS BACTERIAS O2 CO2 BACTERIAS ANAEROBICAS LAGUNAS DE OXIDACIÓN
  • 44. LAGUNA ANAEROBICA DESCOMPOSICION ANAEROBICA AFLUENTE VIENTO LUZ SOLAR EFLUENTE M. Orgánica BACTERIAS CH4 + CO2 + NH3 LODOS NATA DE GRASA
  • 45. EMBALSES DE ESTABILIZACIÓN Y REHUSO PARA LA AGRICULTURA
  • 46. Impermeabilización del Fondo de un Embalse
  • 47. HUMEDALES Humedales Naturales Humedales artificiales Moshav Zippori-Israel
  • 48. HUMEDALES ARTIFICIALES
  • 49. CAMPANA RECOLECTORA DE GAS EFLUENTE ZONA DE SEDIMENTACIÓN AFLUENTE MANTO DE LODOS GAS PROCESO U.S.B.
  • 50. PROCESO U.S.B.
  • 51. TRATAMIENTO CON PLANTAS ACUATICAS
  • 52. 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.
  • 53. 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.
  • 54. 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.
  • 55. Tratamiento de lodos generados en PTAR Nivel alto (>60 000 hab.) Espesamiento Digestión DeshidrataciónBiosólido