unidad modular 2 sistemas de tratamiento

UNIDAD MODULAR 2.SISTEMAS DE TRATAMIENTO

A. RESIDUALES

Ing. Sergio Andrés Blanco Londoño, Esp.

2013

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

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

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

MATERIA ORGANICA (COHNS)

OXIGENO DISUELTO, O2

BACTERIAS AEROBICAS

NUEVAS CELULAS BACTERIANAS (C5H7NO2)

DEGRADACIÓN AEROBICA

+

NH3, CO2 y Otros productos finales

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)

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

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

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

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

TECNOLOGIAS DE TRATAMIENTO AEROBICO

BIOMASA SUSPENDIDA

BIOMASA ADHERIDA

HIBRIDO

LODOS ACTIVADOS ZANJONES DE OXIDACION

LAGUNA AIREADALAGUNA DE

ESTABILIZACION MEMBRANA INMERSA FILTRO PERCOLADOR

BIODISCOS ROTATORIOS

TECNOLOGIAS DE TRATAMIENTO ANAEROBICO

BIOMASA SUSPENDIDA

BIOMASA ADHERIDA

HIBRIDO

REACTOR DE MANTO DE LODOS (UASB)

LAGUNA ANAERÓBICA

FILTRO ANAEROBICO

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

• 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)

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.

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%

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.

Rejas gruesas:

Separación entre barras: 4 – 10 cm

Retienen sólidos voluminosos (basuras, palos, etc.)

Desbaste o cribado

Rejas medias:

Separación entre barras: 1 – 3 cm

Retienen sólidos finos (etiquetas, hojas, preservativos)

Desbaste o cribado

Rejas finas (tamices)

Rotativos Estáticos

Desbaste o cribado

Convencionales Acelerados

Desarenadores

Canales desarenadores - desengrasadores

TRATAMIENTO CON MULTITAMICES GIRATORIOS


La Plata - Argentina


Bahía Blanca - Argentina

TRATAMIENTO PRELIMINAR CON EMISARIO SUBMARINO

Tratamientos primarios

Sedimentación primaria

Remociones en la sedimentación primaria: DBO 20-30% SST 60-70%

Sedimentación o clarificación primaria

LODOS ACTIVADOS

Biological reaction tank

Primary settling tank (Aeration tank) Final settling tank

Effluent

Primary sludge

Return sludge

Excess sludge

LODOS ACTIVADOS

Typical Flow Chart of Municipal Sewage Treatment Plant using Activated Sludge Process in JAPAN

LODOS ACTIVADOS

Dispositivos de aireación:

Turbulencia

Burbuja fina

LODOS ACTIVADOS – AIREACIÓN EXTENDIDA (Zanjones de

Oxidación)

SEQUENTIAL BATCH REACTOR

LAGUNAS AIREADAS MECÁNICAMENTE

Laguna aireadaLaguna de

SedimentaciónLaguna de Maduración

AfluentePretratado

Efluente

Laguna aireada

Efluente

Sedimentador

Afluente Pretratado

Lodos

Filtros percoladores

Filtro Percolador

Sedimentador Secundario

SedimentadorPrimario

Afluente Pretratado

Efluente

Lodo primario

Recirculación de lodos

Lodo secundario

FILTROS PERCOLADORES

Remoción: DBO5 y SST: 60 y 75%

FILTROS PERCOLADORES

Medios de soporte:

Discos Biológicos Rotatorios (biodiscos)

Biodiscos



Afluentepretratado

Lodos primarios Lodos secundarios


CONTACTORES BIOLÓGICOS ROTATORIOS (RBC)

Biodiscos



Afluentepretratado

Lodos primarios Lodos secundarios


SISTEMAS DE MEMBRANA INMERSA

EFLUENTE

LODOS

Agua cruda

ZENON Environmental Inc.ZeeWeed® Immersed Membrane

LAGUNAS DE OXIDACIÓN

Aeróbicas

Anaeróbicas

Facultativas

De Maduración


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%

DESCOMPOSICION ANAEROBICA

AFLUENTE

VIENTO

LUZ SOLAR

EFLUENTE

M. Orgánica BACTERIAS

CH4 + CO2 + NH3

LODOS

ALGAS

BACTERIAS

O2 CO2

BACTERIAS ANAEROBICAS


LAGUNA ANAEROBICA

DESCOMPOSICION ANAEROBICA

AFLUENTE

VIENTO

LUZ SOLAR

EFLUENTE

M. Orgánica BACTERIAS

CH4 + CO2 + NH3

LODOS

NATA DE GRASA

EMBALSES DE ESTABILIZACIÓN Y REHUSO PARA LA AGRICULTURA

Impermeabilización del Fondo de un Embalse

HUMEDALES

Humedales Naturales

Humedales artificiales Moshav Zippori-Israel

HUMEDALES ARTIFICIALES

CAMPANA RECOLECTORA

DE GAS

EFLUENTE

ZONA DE SEDIMENTACIÓN

AFLUENTE

MANTO DE LODOS

GAS

PROCESO U.S.B.

PROCESO U.S.B.

TRATAMIENTO CON PLANTAS ACUATICAS

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.

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.

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.

Tratamiento de lodos generados en PTAR

Nivel alto (>60 000 hab.)

Espesamiento Digestión

DeshidrataciónBiosólido

unidad modular 2 sistemas de tratamiento

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