estudio de casos tecnologia uasb
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bioprocesos, tecnica para limpiar aguas con residuos solidosTRANSCRIPT
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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
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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
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4. Tratamiento de aguas residuales con tecnologa UASB
4.1 PTAR Licorera de Santander
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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
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PTAR EMPRESA LICORERA DE SANTANDER
Vista reactor UASB
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4. Tratamiento de aguas residuales con tecnologa UASB
4.1 PTAR Granada
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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)
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4. Tratamiento de aguas residuales con tecnologa UASB
4.1 PTAR El Vivero
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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
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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
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PTAR EL VIVERO - EMCALI
PTAR en construccin PTAR en operacin
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4. Tratamiento de aguas residuales con tecnologa UASB
4.1 PTAR Ro Fro
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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
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PTAR RIO FRIO - LOCALIZACION
PTAR Ro Fro
BUCARAMANGA
FLORIDABLANCA
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PTAR RIO FRIO FLUJOGRAMA DEL PROCESO
Fuente: CDMB
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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
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PTAR RIO FRIO ESTUDIOS PISAB
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PTAR RIO FRIO ESTUDIOS PISAB
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PTAR RIO FRIO ESTUDIOS PISAB
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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
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ESQUEMA PLANTA PILOTO LA ROSITA
Reactor UASB
Laguna anaerobia
Lagunas Facultativas
Vista PlantaPlano Esquema
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PLANTA PILOTO LA ROSITA DATOS DE OPERACIN
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PLANTA PILOTO LA ROSITA RESULTADOS
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PTAR RIO FRIO REQUERIMIENTOS DE ESPACIO
Lagunas Facultativas Etapa 3
Lagunas Anaerobias Etapa 3
Solucin adoptada
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PTAR RIO FRIO IMAGEN DE SATELITE
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PTAR RIO FRIO SOLUCIN ADOPTADA
Lagunas facultativasLagunas Anaerobias
Construccin en etapas 1993 - 2008
Prediseado
Adoptado
Reactor UASB Lagunas facultativas
Construccin en etapas 1989 - 2003
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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)
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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
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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
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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.
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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
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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
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RESULTADOS PUESTA EN MARCHA Y OPERACIN - DBO
VARIACION DE LA DBO PTAR RIO FRIO 2000-2001
0
50
100
150
200
250
300
350
Ago-99 Dic-99 Mar-00 Jun-00 Oct-00 Ene-01 Abr-01 Jul-01 Nov-01 Feb-02
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
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
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
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RESULTADOS PUESTA EN MARCHA Y OPERACIN - SST
VARIACION DE LOS SST - PTAR RIO FRIO
050
100150200250300350400450
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
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
Ago-99 Dic-99 Mar-00 Jun-00 Oct-00 Ene-01 Abr-01 Jul-01 Nov-01 Feb-02
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
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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%
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
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%
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
R
E
M
O
C
I
N
(
%
)
Remocin UASB1
Remocin UASB2
Remocin total PTAR
DBO5 (1991 1993)
DQO (1991 1993)
Fuente: CDMB
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RESULTADOS PUESTA EN MARCHA Y OPERACIN EFICIENCIA EN REMOCION
REMOCIN DE SST - PTAR RIO FRIO
0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%
100%
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
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
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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
N
T
K
(
m
g
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l
)
NTK Afluente
NTK Efluente UASB1NTK Efluente UASB2
NTK Efluente Laguna
NTK (1991 1993)
SST (1991 1993)
Fuente: CDMB
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RESULTADOS PUESTA EN MARCHA Y OPERACIN EFICIENCIA EN REMOCION
VARIACION DEL NH4 - PTAR RIO FRIO
05
101520253035404550
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
N
H
4
(
m
g
/
l
)
NH4 Afluente
NH4 Efluente UASB1
NH4 Efluente UASB2
NH4 Efluente Laguna
Fuente: CDMB
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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
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d
a
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a
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u
e
n
t
e
(
l
/
s
)
UASB 1
UASB 2
Caudal
Efecto del caudal sobre la altura del manto de lodos
Fuente: CDMB
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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
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O
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d
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
B
i
o
g
s
(
m
3
/
d
)
Carga aplicada
Biogs producido
Fuente: CDMB
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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
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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
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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