Unidad modular 2 sistemas de tratamiento

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Unidad modular 2 sistemas de tratamiento

  1. 1. UNIDAD MODULAR 2. SISTEMAS DE TRATAMIENTO A. RESIDUALES Ing. Sergio Andrés Blanco Londoño, Esp. 2013
  2. 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. 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. 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. 5. MATERIA ORGANICA (COHNS) OXIGENO DISUELTO, O2 BACTERIAS AEROBICAS NUEVAS CELULAS BACTERIANA S (C5H7NO2) DEGRADACIÓN AEROBICA + NH3, CO2 y Otros productos finales
  6. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 12. TECNOLOGIAS DE TRATAMIENTO ANAEROBICO BIOMASA SUSPENDIDA BIOMASA ADHERIDA HIBRIDO REACTOR DE MANTO DE LODOS (UASB) LAGUNA ANAERÓBICA FILTRO ANAEROBICO
  13. 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. 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. 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. 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. 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. 18. Rejas gruesas:  Separación entre barras: 4 – 10 cm  Retienen sólidos voluminosos (basuras, palos, etc.) Desbaste o cribado
  19. 19. Rejas medias:  Separación entre barras: 1 – 3 cm  Retienen sólidos finos (etiquetas, hojas, preservativos) Desbaste o cribado
  20. 20. Rejas finas (tamices) Rotativos Estáticos Desbaste o cribado
  21. 21. Convencionales Acelerados Desarenadores Canales desarenadores - desengrasadores
  22. 22. TRATAMIENTO CON MULTITAMICES GIRATORIOS
  23. 23. TRATAMIENTO CON MULTITAMICES GIRATORIOS La Plata - Argentina
  24. 24. TRATAMIENTO CON MULTITAMICES GIRATORIOS Bahía Blanca - Argentina
  25. 25. TRATAMIENTO PRELIMINAR CON EMISARIO SUBMARINO
  26. 26. Tratamientos primarios Sedimentación primaria
  27. 27. Remociones en la sedimentación primaria:  DBO 20-30%  SST 60-70% Sedimentación o clarificación primaria
  28. 28. LODOS ACTIVADOS Biological reaction tank Primary settling tank (Aeration tank) Final settling tank Effluent Primary sludge Return sludge Excess sludge
  29. 29. LODOS ACTIVADOS Typical Flow Chart of Municipal Sewage Treatment Plant using Activated Sludge Process in JAPAN
  30. 30. LODOS ACTIVADOS Dispositivos de aireación: Turbulencia Burbuja fina
  31. 31. LODOS ACTIVADOS – AIREACIÓN EXTENDIDA (Zanjones de Oxidación)
  32. 32. SEQUENTIAL BATCH REACTOR
  33. 33. LAGUNAS AIREADAS MECÁNICAMENTE Laguna aireada Laguna de Sedimentación Laguna de Maduración Afluente Pretratado Efluente Laguna aireada Efluente Sedimentador Afluente Pretratado Lodos
  34. 34. Filtros percoladores Filtro Percolador Sedimentador Secundario Sedimentador Primario Afluente Pretratado Efluente Lodo primario Recirculación de lodos Lodo secundario
  35. 35. FILTROS PERCOLADORES Remoción:  DBO5 y SST: 60 y 75%
  36. 36. FILTROS PERCOLADORES Medios de soporte:
  37. 37. Discos Biológicos Rotatorios (biodiscos) Biodiscos Sedimentador Primario Sedimentador Secundario Afluente pretratado Lodos primarios Lodos secundarios Recirculación de lodos
  38. 38. CONTACTORES BIOLÓGICOS ROTATORIOS (RBC) Biodiscos Sedimentador Primario Sedimentador Secundario Afluente pretratado Lodos primarios Lodos secundarios Recirculación de lodos
  39. 39. SISTEMAS DE MEMBRANA INMERSA EFLUENTE LODOS Agua cruda
  40. 40. ZENON Environmental Inc. ZeeWeed® Immersed Membrane
  41. 41. LAGUNAS DE OXIDACIÓN  Aeróbicas Anaeróbicas  Facultativas  De Maduración
  42. 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. 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. 44. LAGUNA ANAEROBICA DESCOMPOSICION ANAEROBICA AFLUENTE VIENTO LUZ SOLAR EFLUENTE M. Orgánica BACTERIAS CH4 + CO2 + NH3 LODOS NATA DE GRASA
  45. 45. EMBALSES DE ESTABILIZACIÓN Y REHUSO PARA LA AGRICULTURA
  46. 46. Impermeabilización del Fondo de un Embalse
  47. 47. HUMEDALES Humedales Naturales Humedales artificiales Moshav Zippori-Israel
  48. 48. HUMEDALES ARTIFICIALES
  49. 49. CAMPANA RECOLECTORA DE GAS EFLUENTE ZONA DE SEDIMENTACIÓN AFLUENTE MANTO DE LODOS GAS PROCESO U.S.B.
  50. 50. PROCESO U.S.B.
  51. 51. TRATAMIENTO CON PLANTAS ACUATICAS
  52. 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. 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. 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. 55. Tratamiento de lodos generados en PTAR Nivel alto (>60 000 hab.) Espesamiento Digestión DeshidrataciónBiosólido

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