Manuel Alejandro Bustamante Bustamante Rolando Joel Román Romero
Ing. Mónica Cisneros
FECHA DE ENTREGA: 17 de diciembre del 2015
LOJA- ECUADOR
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I.
INTRODUCCIÓN.
1.1 Alcance. Como alumno de la escuela de Ingeniería Civil de la UTPL, es de mucha importancia el conocimiento y obtención de conceptos fundamentales sobre las tecnologías existentes para el tratamiento de aguas residuales, de tal manera que se puedan conocer los diferentes procesos que conllevan su ejecución y además los criterios y mantenimientos que deben tomarse en cuenta. Los conocimientos adquiridos me ayudaran a obtener una mejor compresión de estos temas, que me servirán para desenvolverme académicamente y posteriormente en mi campo laboral. El interés de esta investigación es dar a conocer la importancia que tienen las diversas tecnologías que existen para el tratamiento de aguas residuales, para una población y los procesos que intervienen en cada una de ellas para la obtención de un agua sin contaminantes y así hacer de ella un agua sin riesgos para la salud y medio ambiente, la cual será llevada a un receptor natural como puede ser un rio o para reutilizarla en otras actividades de la vida cotidiana a excepción para el consumo humano.
1.2 Propósito de la investigación. A. Propósito General. El propósito general de la presente investigación, es darnos una información de las diferentes tecnologías para el tratamiento y depuración de aguas residuales, a través de operaciones físicas y procesos químicos y biológicos, que serán seleccionados en función de las características del agua residual a tratar y de la l a calidad de agua deseada.
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I.
INTRODUCCIÓN.
1.1 Alcance. Como alumno de la escuela de Ingeniería Civil de la UTPL, es de mucha importancia el conocimiento y obtención de conceptos fundamentales sobre las tecnologías existentes para el tratamiento de aguas residuales, de tal manera que se puedan conocer los diferentes procesos que conllevan su ejecución y además los criterios y mantenimientos que deben tomarse en cuenta. Los conocimientos adquiridos me ayudaran a obtener una mejor compresión de estos temas, que me servirán para desenvolverme académicamente y posteriormente en mi campo laboral. El interés de esta investigación es dar a conocer la importancia que tienen las diversas tecnologías que existen para el tratamiento de aguas residuales, para una población y los procesos que intervienen en cada una de ellas para la obtención de un agua sin contaminantes y así hacer de ella un agua sin riesgos para la salud y medio ambiente, la cual será llevada a un receptor natural como puede ser un rio o para reutilizarla en otras actividades de la vida cotidiana a excepción para el consumo humano.
1.2 Propósito de la investigación. A. Propósito General. El propósito general de la presente investigación, es darnos una información de las diferentes tecnologías para el tratamiento y depuración de aguas residuales, a través de operaciones físicas y procesos químicos y biológicos, que serán seleccionados en función de las características del agua residual a tratar y de la l a calidad de agua deseada.
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B. Propósitos específicos.
Conocer las consideraciones que deberán tomarse en cuenta antes de escoger el tratamiento t ratamiento adecuado.
Reconocer los diferentes procesos que realiza cada tecnología para el tratamiento de aguas residuales.
Aplicación de normativa y criterios de diseño para uso de cada tecnología.
Obtención de conclusiones significativas de todo lo investigado.
1.3 Justificación. En la formulación, planeación, selección y diseño de un sistema de tratamiento de aguas residuales se debe considerar la disponibilidad de recursos económicos y técnicos, las características del agua residual a tratar con relación a la variaciones de caudal, tipo y concentración de contaminantes, los criterios establecidos para la descarga del efluente tratado a un cuerpo receptor o bien para su eventual uso. Así mismo, un componente esencial a considerar debe ser el impacto social y económico que produce la instalación de una planta de tratamiento en una población.
II.
MARCO TEORICO.
Las aguas residuales Aguas de composición variada provenientes de las descargas de usos público urbano, domestico, industrial, comercial, de las plantas de tratamiento y en general de cualquier uso, así como la mezcla de ellas. Son la combinación de diversas corrientes de agua descargada, ya utilizada, a los sistemas de drenaje urbanos. Estas poseen en su composición una gran variedad de sustancias contaminantes que la dañan, provenientes de residencias, instituciones, establecimientos comerciales e industriales. Con frecuencia, estas corrientes de agua de desecho se mezclan con aguas subterráneas infiltradas en la red, o bien aguas superficiales o de lluvia.
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Tratamiento de aguas residuales El propósito del tratamiento de aguas residuales, es remover el material contaminante orgánico e inorgánico, el cual se lo puede encontrar como partículas en suspensión o disueltas, con la finalidad de obtener una calidad de agua requerida por la normativa o también por el tipo de reutilización a la que se destinara. El objetivo de depurar un agua residual se logra mediante la integración de operaciones (físicas) y procesos (químicos y biológicos). Que serán seleccionados en función de las características del agua residual a tratar y de la calidad de agua deseada.
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Procesos de tratamiento aplicados para la remoción de algunos contaminantes
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DEFINICIÓN DE LOS NIVELES DE TRATAMIENTO DENTRO DE UN SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES. Resumen de los procesos unitarios de tratamiento de aguas residuales
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Tratamiento preliminar Se refiere a la eliminación de aquellos componentes que puedan provocar problemas operacionales y de mantenimiento en el proceso de tratamiento o en los sistemas auxiliares. Es la eliminación de componentes tales como: la presencia de ramas, piedras, animales muertos, plásticos o también arenas, grasas y aceites. El tratamiento se realiza por medio de cribas o rejillas, deserenadores, flotadores o desgrasadores. Tratamiento primario En este una porción de sólidos y materia orgánica suspendida es removida del agua residual mediante la fuerza de gravedad como principio. Las cifras de remoción comúnmente alcanzadas en aguas residuales municipales son del 60% en solidos suspendidos y el 30% en la Demanda Bioquímica de Oxigeno (DBO5). Esta remoción generalmente se lleva a cabo por sedimentación. Tratamiento secundario En esta etapa se elimina la materia orgánica biodegradable por medios biológicos, ya que son de menor costo y tienen alta eficacia de remoción. Básicamente los contaminantes presentes en el agua residual son transformados por los microorganismos en materia celular, energía para su metabolismo y en otros compuestos orgánicos e inorgánicos. Estas células microbianas forman floculos, los cuales son separados de la corriente de agua tratada, normalmente por sedimentación. De esta forma una sustancia orgánica soluble se transforma en floculos que son fácilmente retirados del agua. Los procesos biológicos se dividen en dos grupos: los anaerobios y los aerobios. El proceso anaerobio se caracteriza por tener una baja tasa de síntesis bacteriana. En cambio el tratamiento aerobio, una mayor cantidad de energía del sustrato es utilizada para la síntesis celular, por lo que hay una mayor generación de biomasa como lodo no 7
estabilizado, cuyo tratamiento y disposición incrementa la dificultad técnica y el costo del tratamiento. Tratamiento terciario o avanzado Este se lo realiza posteriormente del tratamiento secundario. Con el propósito de eliminar compuestos tales como solidos suspendidos, nutrientes y la materia orgánica remanente no biodegradable. El tratamiento terciario debe ser el necesario para alcanzar esa calidad específica, lo cual implica muchas operaciones y procesos unitarios. Tratamiento y disposición del lodo Los contaminantes se transforman, en una parte en lodo. Algunos procesos para el tratamiento del lodo son la digestión anaerobia, la digestión aerobia, la estabilización con cal, la incineración y la pasteurización. Como destino final se los desechara en lugares previstos para el caso o si se permite en rellenos sanitarios. Una opción para la disposición final es el aprovecharlos como mejoradores de suelos o fertilizantes agrícolas, siempre y cuando cumplan con la normativa asociada a la producción de biosólidos. Sistema de control de olores El impacto de los malos olores provenientes de los sistemas de tratamiento de aguas residuales ha acompañado siempre a estos sistemas. Cabe mencionar que los malos olores son la principal preocupación de la población, cuando se habla de la instalación de un sistema de tratamiento de aguas residuales cercano a sus domicilios.
PROCESOS FÌSICO-QUIMICOS PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES Tamizado
La Tamización es el primer estado del tratamiento, tanto para las aguas superficiales como para la las aguas residuales. El propósito es proteger la estructura río abajo contra los objetos grandes que podrían crear obstrucciones en algunas de las unidades del proceso. Separar y quitar fácilmente la materia grande transportada por el agua que quiere ser tratada, de modo que puede afectar negativamente la eficacia de procedimientos posteriores del tratamiento o hacer su puesta en práctica más difícil. La eficacia de la operación del tamizado depende del espaciamiento entre las barras de pantallas: Pantalla fina, para un espaciamiento bajo 10 milímetros Pantalla media, para el espaciamiento de 10 a 40 milímetros Pantalla gruesa, para el espaciamiento por encima de 40 milímetros La basura recogida se almacena en un envase de capacidad dada, calculado de acuerdo con la frecuencia aceptable de las operaciones y de la disposición de basura. 8
El espaciamiento generalmente es: Para las aguas superficiales, entre 20 y 40 milímetros (contra la corriente del tamiz) Para las aguas residuales municipales: para el agua residual, a partir 15 a 30 milímetros (pero en contra de la corriente a filtrar y/o de laminillas que se colocan en el proceso, la tamización fina es necesaria); para el lodo (en caso de necesidad), 10 milímetros o menos Para algunos efluentes industriales, especialmente efluentes de la industria agroalimentaria, barreras de tamización fina (u ocasionalmente, tamización media seguida de filtrando) Talla-atascamiento hidráulico: Bajo circunstancias normales, la velocidad para atravesar través de la barra de pantalla debe ser suficiente para que la materia se una a la pantalla sin producir una pérdida excesiva en la cabeza o de estorbar por completo a las barras, o de permitir que la materia sea llevada por el flujo; las velocidades normalmente aceptables de la travesía entre las barras es de un promedio de entre 0,6 - 1,0 ms-1 y 1,4-1,2 ms – 1 en el flujo máximo de agua. Estas velocidades se aplican al área de la pantalla estorbada por la barra que todavía está clara. El grado de la pantalla que todavía está clara. El grado de estorbar depende de la calidad del agua y del sistema usado para recuperar la basura de la pantalla de barra. Para las pantallas automáticas la barra puede estar dondequiera entre las aguas residuales del 10% (agua superficial) y del 30% con un contenido de sólidos de colmatación). Para las pantallas manualmente limpiadas de barra, el área de la pantalla sumergida de la barra debe ser más grande, para evitar limpiezas frecuentes.
Sedimentación
Proceso en el cual las partículas y suciedad atrapadas en la coagulación, caen en el fondo de los estanques, por acción de la gravedad. Corrientes de densidad Son las corrientes que se producen dentro del tanque por efecto de las diferencias de densidad en la masa de agua y son ocasionadas por un cambio de temperatura (térmica) y/o por diferencias en la concentración de las partículas suspendidas en las distintas masas de agua (de concentración). Corrientes debidas al viento El viento puede producir corrientes de suficiente intensidad como para inducir cambios en la dirección del flujo.
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Corrientes cinéticas Pueden ser debido al diseño impropio de la zona de entrada o de salida (velocidad de flujo excesiva, zonas muertas, turbulencias) o por obstrucciones en la zona de sedimentación. Caudal de Diseño Las unidades en una planta de tratamiento serán diseñadas para el caudal máximo diario. Calidad fisicoquímico del agua Dependiendo del la calidad del agua cruda, se seleccionarán los procesos de pretratamiento y acondicionamiento previo. Características del clima Variaciones de temperatura y régimen de lluvias.
Flotación
La flotación es utilizada para la remoción de grasas y aceites o material flotante, contaminantes que en el primer caso difícilmente se presentan en grandes cantidades en las aguas residuales domésticas o municipales y en el segundo se pueden aplicar sistemas menos complejos. Existen algunos productos químicos que disuelven las grasas y aceites en el agua residual, y con ello, evidentemente se evita el retiro físico de las grasas; sin embargo, éstas pueden aparecer en los sistemas de tratamiento subsecuentes provocando problemas de flotación de lodo, taponamientos y desestabilización de la planta de tratamiento. Se recomienda no usar este tipo de productos en forma rutinaria, y mejor incorporar políticas de captación de aceites y grasas en la fuente, en el caso de que lo amerite. La remoción de las mismas debe efectuarse manualmente o por medios mecánicos. Esta última etapa tiene como finalidad el separar los agregados formados del seno del agua. La flotación por aire disuelto La flotación por aire disuelto además de eliminar materia sólida y/o líquidas de densidad inferior a la del agua, es capaz de eliminar sólidas de densidad superior. El proceso FAD consiste en la creación de microburbujas de aire en el seno del A.R., las cuales se unen a las partículas a eliminar formando agregados capaces de flotar por tener una densidad inferior a la del agua. Por tanto, se puede decir que el objetivo de este proceso en el tratamiento primario es doble: reducción de materias flotantes y reducción de SS. 10
Tipos de procesos aplicables La creación de burbujas en el proceso FAD, se realiza a través de los siguientes pasos: Presurización de un flujo de agua Disolución de aire en dicho flujo, sobresaturándolo, respecto a condiciones normales de presión Despresurización a presión atmosférica, con lo que el exceso disuelto por encima del de saturación se libera en forma de microburbujas Los distintos tipos de procesos que existen, son: FADT ( de flujo total): Se sobresatura todo el caudal. FADP ( de flujo parcial): Se sobresatura una parte del caudal. FADR (de flujo recirculado): Se sobresatura agua ya tratada por el proceso (efluente) Cada uno de ellos tiene sus ventajas e inconvenientes. Así, mientras que el FADR utiliza un flujo de agua tratada, con lo que optimiza el diseño y el mantenimiento del sistema de presurización-sobresaturación, aumenta el caudal a tratar, por lo que aumenta las dimensiones del sistema de flotación. Tasa de Presurización: Es el porcentaje de flujo presurizado respecto al Q de agua bruta a tratar. Aplicabilidad En el caso de incidencia importante de vertidos industriales no tratados ( refinerías, papeleras, pinturas, conserva de carnes, laminación) Cuando el vertido se realiza al mar puede llegar a hacer cumplir las limitaciones del vertido sin necesidad de tratamiento biológico. Dada su gran versatilidad de funcionamiento, puede ser muy útil en los casos de grandes variaciones de vertido según temporadas. El espesamiento del exceso de fangos activos del tratamiento biológico puede obviarse realizándose en el mismo FAD. El proceso mixto decantación-flotación El rendimiento del proceso de FAD para bajas concentraciones de SS depende entre otros factores de la formación de un buen enlace partícula-burbuja de aire. Así, habrá partículas que no son flotantes y que ó sedimentarán en el flotador ( depósito de flotación) ó bien se irán con el efluente. Para evitar este problema aparece el decantador-flotador, consistente en un decantador primario convencional en cuyo interior se ubica el flotador. El proceso se completa con el sistema de presurizaciónsobresaturación típico del proceso FAD.
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Adsorción / Absorción
Dentro de los sistemas de tratamiento fisicoquímicos más importantes orientados al control de olores se encuentran la absorción, la adsorción, la oxidación térmica, química o catalítica, la centrifugación que eliminan partículas y/o aerosoles, la filtración y electrofiltración etc. Eventualmente, se han utilizado agentes enmascaradores como son las fragancias de perfumes para ocultar un olor desagradable, pero obviamente, esto tiene una aplicación muy limitada como sistema de tratamiento de gases. El principal componente del biofiltro es el medio biológico filtrante, en donde los compuestos indeseables en el aire, en primera instancia, son absorbidos y adsorbidos para que puedan ser degradados posteriormente por los microorganismos. El material de empaque del medio biológico filtrante es una mezcla de materiales naturales con un área específica y espacios vacíos grandes, y que puede ser composta, tierra o turba mezclada con un abultante (hojarascas, piedras pequeñas, etc.) o también materiales cerámicos con gran cantidad de poros en su superficie. El medio debe poseer la superficie, la humedad y los nutrientes necesarios para que en ella se desarrolle una biopelícula de microorganismos que serán los responsables de la degradación de los compuestos indeseables en el gas.
Oxidación química
Las aguas residuales industriales o las aguas subterráneas contaminadas contienen con frecuencia sustancias orgánicas no biodegradables. Entre éstas se incluyen, por ejemplo, los hidrocarburos clorados. Estas sustancias se pueden oxidar químicamente, logrando así su eliminación. En una oxidación participan siempre dos componentes: la sustancia a oxidar y el oxidante. El oxidante capta electrones, reduciéndose, mientras que la sustancia a oxidar cede los electrones. La oxidación de sustancias orgánicas tiene lugar por etapas, con formación de productos intermedios. En caso de una oxidación completa de sustancias orgá- nicas, éstas se transforman en los productos finales inorgánicos, agua y dióxido de carbono. En los procesos de oxidación avanzada se habla de oxidación avanzada cuando se utilizan radicales hidroxilo (radicales OH) como oxidante. La característica fundamental de los radicales es la existencia de un electrón libre único en lugar de una pareja de electrones. Esto se expresa con un punto en la fórmula (·OH). Este electrón confiere al radical OH su gran reactividad. Los radicales OH son agentes oxidantes muy potentes que son capaces de oxidar casi cualquier sustancia orgánica. Una forma de producir radicales OH es la irradiación del peróxido de hidrógeno (H2O2) con radiación
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ultravioleta. El peróxido de hidrógeno absorbe la radiación ultravioleta y se descompone en radicales OH (fotó- lisis). Filtración/ Filtración con membranas
Se retiran gran parte de las impurezas que se mantienen todavía en el agua después de la coagulación y de la sedimentación por medio de un filtro de arena y piedras. La filtración convencional utiliza como medio filtrante un medio poroso formado por material granular (grava, arena, antracita, etc.). El líquido a filtrar se hace pasar a través del lecho poroso, por gravedad o mediante presión, quedando los sólidos atrapados en los espacios intersticiales que quedan entre las partículas que conforman el lecho filtrante. La alternativa a la filtración mediante lechos porosos es la utilización de filtros formados por aglomerados de fibras sintéticas de policarbonato o de celulosa. En función del material utilizado y su disposición, el diámetro medio del poro del filtro varía, siendo éste el parámetro que determina el tamaño mínimo de las partículas que quedarán retenidas (cut off o valor de corte del filtro). Estos filtros se repliegan en el interior de un cartucho y son capaces de retener partículas con un tamaño superior a 10 mm (partículas de arena, de polvo fino, etc.). Permiten trabajar a unas densidades de flujo de 4 a 8 m3/(m2·h), que aunque las densidades de flujo de los filtros granulares sean similares, éstos últimos requieren mucho más espacio físico para ofrecer la misma superficie de filtración. No obstante, los filtros granulares pueden ser sometidos a lavados en contracorriente, los cuales son muy efectivos. Así, para filtrar un efluente con un alto contenido de sólidos, la opción más conveniente son los filtros granulares. Y cuando el contenido en sólidos es bajo o moderado, los cartuchos de filtración son más competitivos y requieren menos espacio. Microfiltración Las membranas de microfiltración separan partículas que tienen un tamaño de entre 0,1 mm y 10 mm (baterías, polvo de carbón muy fino, amianto, etc.). Estas membranas pueden ser de nylon, polietileno, polipropileno, etc. Ultrafiltración Las membranas de ultrafiltración retienen el paso de partículas con un tamaño de entre 1 nm y 100 nm (0,1 mm), que es el tamaño de los virus, los coloides, las macroproteínas, las endotoxinas, etc. El modo de operación es equivalente al de la microfiltración, el conjunto de membranas se colocan sobre un soporte y una bomba incrementa la presión del líquido para que éste pase a través de la membrana. Nanofiltración Mientras que con la microfiltración y la ultrafiltración se separan partículas en suspensión del líquido, mediante la nanofiltración se pueden separar moléculas disueltas en el líquido (azúcares, proteínas, moléculas de colorante, etc.). Las membranas de 13
nanofiltración tienen un valor de corte de entre 0,1 nm y 1 nm, tamaño típico de la mayoría de moléculas que no tienen un peso molecular elevado. Incluso quedan retenidos iones como el Ca2+ y el Mg2+, hecho que hace posible utilizar estas membranas para eliminar la dureza del agua, sin haber de dosificar reactivos químicos. Ósmosis inversa La ósmosis inversa es un fenómeno basado en el equilibrio que se establece a ambos lados de una membrana semipermeable que separa dos volúmenes de líquido con diferente concentración salina. El solvente difunde a través de la membrana y la atraviesa, mientras que los iones disueltos no pueden hacerlo. De forma natural, el solvente pasaría de la solución más diluida en sales a la más concentrada, para igualar la presión osmótica (ósmosis). No obstante, si se aplica presión en el lado de la solución más concentrada, el flujo a través de la membrana se invierte y se produce un flujo neto de solvente que atraviesa la membrana desde la solución más concentrada a la menos concentrada. La presión que se debe aplicar depende de la concentración de sales en la solución concentrada. En la microfiltración, ultrafiltración y nanofiltración todo el fluido pasa la membrana mientras que los sólidos quedan retenidos en la superficie de la membrana. En el caso de la ósmosis inversa, como a medida que la solución va incrementando su concentración en sales, la presión aplicada también debe ser mayor, el flujo es tangencial en relación a la membrana. De esta manera, parte del solvente atraviesa la membrana y la otra parte arrastra hacia el exterior todas las sales. Así, existe un caudal de alimentación y dos efluentes, el de permeado y el de rechazo, donde se concentran todas las sales disueltas, moléculas y partículas que contenía el alimento. En función del tipo de membrana utilizado, la presión de operación y las características del efluente a tratar, varía la proporción entre el caudal de permeado y el caudal de alimentación, variando entre un 50 y un 75%. Para alargar la vida de las membranas de ósmosis inversa y de nanofiltración es conveniente pretratar el efluente, normalmente mediante una ultrafiltración. Numerosos sectores industriales utilizan la ósmosis inversa para producir agua de elevada pureza, como es el caso de la industria farmacéutica, la industria alimentaria, las centrales nucleares, la industria electrónica, la industria biotecnológica, etc. En aplicaciones ambientales también se utiliza la ósmosis inversa para reducir y/o concentrar al máximo efluentes residuales, proceso seguido generalmente de una etapa de evaporación-concentración al vacío para acabar de concentrar plenamente el residuo. También se emplea la ósmosis inversa para acabar de afinar el agua condensada en procesos de evaporación en los que se concentran residuos. Existen equipos comerciales con diferente disposición de las membranas, para adaptarse a condicionantes diferentes. Así, podemos encontrar las siguientes configuraciones: Cartucho de membranas. Las membranas están plegadas alrededor del colector de permeado. Son sistemas compactos, ideales para tratar soluciones con una baja concentración de sólidos en suspensión y se suelen utilizar con membranas de filtración y de microfiltración. 14
Membranas en espiral. Un conjunto de láminas de membrana, separadas entre sí por un soporte poroso, se enrolla alrededor de un tubo que actúa como colector de permeado. Es un diseño muy compacto, presenta una buena relación coste-eficiencia y es apropiado para aplicaciones de gran volumen. Generalmente se utiliza con membranas de nanofiltración y de ósmosis inversa. Filtro de placa y marco. Se asemeja físicamente a un filtro prensa. Las membranas se colocan sobre los marcos separadas por placas y la alimentación discurre por el espacio entre las placas y las membranas. A un lado de la membrana se concentran los sólidos y en el otro se evacúa el permeado. Esta disposición sólo se utiliza cuando el alimento tiene una elevada viscosidad, generalmente en aplicaciones de las industrias farmacéutica y alimentaria. Las operaciones de separación mediante membrana son ampliamente utilizadas por las numerosas ventajas que presentan en relación a otras tecnologías. En primer lugar ofrecen una elevada eficiencia de separación donde el factor clave es el cut off de la membrana. Son procesos que se pueden llevar a cabo a temperatura ambiente y de forma continua. El consumo de energía no es elevado y no se requiere el uso de reactivos químicos (excepto antiincrustantes para limpiar las membranas). También se debe valorar la facilidad de combinación de esta técnica con otros procesos. Por último, destacar que se trata de plantas muy compactas que requieren poco espacio físico. Por otro lado, se debe tener en cuenta que no es una técnica que elimine el contaminante, sino que lo concentra. Generalmente se genera una corriente de rechazo/residuo que debe ser tratada correctamente. También se debe tener en cuenta el coste de las membranas y su durabilidad. Será muy importante pretratar el efluente para alargar la vida útil de las membranas. Finalmente, en función de la aplicación concreta, se pueden presentar problemas de degradación, ensuciamiento o polarización de la membrana. Problemas que, si bien se pueden solventar, dificultan e incrementan los costes de operación. Así pues, la filtración mediante membranas es superior a los métodos convencionales por la capacidad de producir separaciones de forma muy eficiente a temperatura ambiente y por la relación coste/eficiencia.
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Coagulación-Floculación
Se agregan al agua ciertos productos químicos que logran retirar la suciedad y otras partículas sólidas en suspensión. Estos productos son el sulfato de aluminio Al2(SO4)3 y el hidróxido de calcio Ca(OH)2 que, al ser vertidas en el agua, reaccionan entre sí y forman hidróxido de alumnio Al(OH)3, que es una sustancia pegajosa, parecida a la gelatina y que atrapa las partículas suspendidas en el agua. Selección del Coagulante Se realiza el ensayo de jarras como se describe el documento anexo, para cada tipo de coagulante a ensayar. La selección del coagulante depende de los siguientes factores: Turbiedad final. Se selecciona el coagulante que produzca valores de turbiedad final menores a 1 UNT. pH y alcalinidad. El coagulante seleccionado debe producir agua con valores de pH y alcalinidad dentro del intervalo admisible por el Decreto 475/98 (Anexo A), en caso contrario el efecto de este debe ser fácilmente corregible. Consideraciones de almacenamiento y transporte. El coagulante debe ser poco perecedero, seguro y fácil de manejar. Disponibilidad en el mercado. Facilidad de dosificación. 3.2.2 Dosis óptima de coagulante Se realiza el ensayo de jarras como se describe en el manual de laboratorio, para el coagulante seleccionado. La dosis óptima corresponde a aquella que produzca la menor turbiedad final. 3.2.3 Corrección de pH Cuando la alcalinidad del agua no es suficiente para reaccionar con el coagulante se añade al agua sustancias alcalinas o básicas. Generalmente, se emplea como sustancia modificadora del pH la cal viva (CaO). Se realiza el ensayo de jarras como se describe en el manual de laboratorio, aplicando a cada jarra la dosis óptima de coagulante encontrada en la prueba de dosis óptima y dosis distintas de cal. Se conserva una jarra únicamente con coagulante. La dosis de cal a agregar en la planta corresponde a aquella que produce en el ensayo de jarras un pH que esté en el intervalo dado por el Decreto 475/98. 3.3 Procedimientos de Floculación 3.3.1 Parámetros óptimos de la Floculación En este ensayo se determinan: El tiempo total de floculación, los gradientes de velocidad en cada cámara de floculación y el número de cámaras. Se realizan ensayos de jarras empleando la dosis óptima de coagulante previamente encontrada. La mezcla rápida se hace durante 1 min a 100 rpm. La floculación se lleva a cabo a distintos gradientes (120, 100, 80, 60, 40 y 20 s-1) y para cada uno de ellos se varía el tiempo de floculación (t) (10, 20, 30, 40, 50 y 60 min). Luego se deja sedimentar durante 30 min y se determina la turbiedad. Se grafica la turbiedad remanente (Tf/Ti*100) contra el período de floculación (t) para cada valor de gradiente. El tiempo total de floculación es aquel que permite obtener los valores menores de turbiedad remanente en cada uno de los gradientes. Se hace una gráfica gradiente de velocidad (G) contra turbiedad remanente para cada valor de tiempo ensayado, buscando el gradiente que produce la mínima turbiedad remanente para cada tiempo de floculación. Con el fin de ajustar los datos anteriores de gradiente y tiempo de floculación a una línea, se hace una regresión lineal por el método de los mínimos cuadrados. A partir de esta función ajustada se determina el número de cámaras, que como se dijo anteriormente debe ser mínimo de tres (3) y varía dependiendo de la pendiente de la gráfica, además se determina el tiempo de retención en cada una de ellas, que debe ser el mismo en todas. Los coagulantes
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Cationes trivalentes: la neutralización en la superficie de coloides negativos es lograda por la adición de cationes en el caso de coagulantes inorgánicos. Los iones trivalentes son diez veces más eficaces que el ión bivalente. Las sales trivalentes del hierro y del aluminio siguen siendo utilizados extensamente en todos los tratamientos de la coagulación del agua. La influencia del pH: el coagulante inorgánico debido a su hidrólisis cambia las características fisico-químicas del agua que es tratad (pH, conductividad, etc.) M 3+ + 3 H 2 O < = > M(OH) 3 + 3 H + El pH necesario para la coagulación se puede ajustar por la adición de un ácido o de una base. Catión Grado óptimo de pH para la CoagulaciónFloculación Al 3+
6,0-7,4
Fe 3+
>5
Producción de lodo: La formación del hidróxido metálico causa la producción de una cantidad substancial de lodo. Este lodo se debe quitar en el proceso final de la separación de los sólidos-líquidos. Coagulantes orgánicos puede también ser utilizados. La ventaja de esos polielectrolitos catiónicos es porque neutralizan directamente los coloides negativos . Por lo tanto por esta acción directa la cantidad de lodo se reduce considerablemente. El floculante Polímeros inorgánicos (silicia activado) y polímeros naturales (almidones, alginate) eran los primeros que se utilizaban. Pero el uso de floculantes sintéticos a menudo da como resultado una cantidad mínima de lodo. Combinado con técnicas modernas de separación puede permitir producir un lodo muy denso que se puede tratar directamente en una unidad de desecación.
Intercambio iónico
Es una operación en la que se utiliza un material, habitualmente denominado resinas de intercambio iónico, que es capaz de retener selectivamente sobre su superficie los iones disueltos en el agua, los mantiene temporalmente unidos a la superficie, y los cede frente a una disolución con un fuerte regenerante. 17
La aplicación habitual de estos sistemas, es por ejemplo, la eliminación de sales cuando se encuentran en bajas concentraciones, siendo típica la aplicación para la desmineralización y el ablandamiento de aguas, así como la retención de ciertos productos químicos y la desmineralización de jarabes de azúcar. Las propiedades que rigen el proceso de intercambio iónico y que a la vez determinan sus características principales son las siguientes: Las resinas actúan selectivamente, de forma que pueden preferir un ión sobre otro con valores relativos de afinidad de 15 o más. La reacción de intercambio iónico es reversible, es decir, puede avanzar en los dos sentidos. En la reacción se mantiene la electroneutralidad. Hay sustancia naturales (zeolitas) que tienen capacidad de intercambio, pero en las industrias se utilizan resinas poliméricas de fabricación sintética con muy claras ventajas de uso. Entre las ventajas del proceso iónico en el tratamiento de aguas cabe destacar: Son equipos muy versátiles siempre que se trabaje con relativas bajas concentraciones de sales. Actualmente las resinas tienen altas capacidades de tratamiento, resultando compactas y económicas. Las resinas son muy estables químicamente, de larga duración y fácil regeneración. Existe cierta facilidad de automatización y adaptación a situaciones específicas.
TECNOLOGIAS BIOLOGICAS PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES PROCESOS AEROBIOS
Sistemas de lagunas
En estos sistemas, la simbiosis entre bacterias y algas se aprovecha para degradar la materia orgánica, las primeras consumen materia orgánica y producen CO2, mientras que las segundas consumen CO2, y producen oxigeno por medio de la fotosíntesis, lo que mantiene concentraciones de oxígeno disuelto adecuadas en la zona superior de la laguna. Este sistema generalmente se compone de dos o tres tanques conectados en serie.
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La primera es del tipo facultativa (zona aerobia en la parte superior y zona anaerobia en la parte inferior) con una profundidad entre 1 y 2 m; la segunda es de tipo de oxidación o pulimento (no hay zonas anaerobias) con una profundidad menor a 1 m. En esta laguna se logra destruir la concentración de microorganismos patógenos. En algunos sistemas se instala una laguna anaerobia como primer elemento de la serie de tres lagunas. En este tipo de lagunas se retienen los sólidos suspendidos y materia flotante, liberando a la segunda laguna (facultativa) de esta importante carga. Las lagunas anaerobias tienen profundidades entre 3 y 5 metros por lo general. En los sistemas de lagunas se puede dar lagunas aireadas, que se distinguen de las facultativas principalmente porque se les suministra oxigeno mediante aparatos de aireación artificial. Dependiendo de la profundidad y de la potencia de agitación instalada, se tendrán lagunas totalmente aireadas o aireadas facultativas, donde abran zonas aerobias y anaerobias. Su profundidad varía entre 2 y 5 metros. Los lodos que se generan en las lagunas deberán ser evacuados entre 1 a 5 años para lagunas anaerobias y de 10 a 20 años para facultativas y de pulimento, según la cantidad de solidos que reciban. Lo recomendado para el secado y evacuación de lodos en las lagunas es el diseñar desde un inicio dos sistemas de lagunas en paralelos, con el fin de poder sacar de operación a la laguna de la que serán retirados los lodos sin que afecte al tratamiento de agua residual. Una vez retirada el agua de la laguna, se seca el lodo mediante la exposición al sol, hasta que pueda ingresar maquinaria de movimiento de tierras para cargar los camiones de lodo, que lo conducirán al sitio de disposición final.
Procesos de lodos activados
Es uno de los procesos más utilizados en el mundo para el tratamiento de aguas residuales de tipo doméstico o municipal. Los sistemas de flujo pistón, totalmente mezclado de media carga y el de aireación extendida son los más comunes. En este proceso, los microorganismos se encuentran mezclados con la materia orgánica que digerirán para reproducirse y sobrevivir. Cuando la masa de microorganismo crece y es mezclada con la agitación introducida al tanque por medios mecánicos o de inyección de aire, ésta tiende a agruparse (floculación) para formar una masa activa de microorganismos denominada lodo activado; a la mezcla de este lodo con el agua 19
residual se llama licor mezclado. El licor mezclado fluye del tanque de aireación a un clarificador secundario donde el lodo activado sedimenta. Una porción del lodo sedimentado debe ser retornado al tanque de aireación para mantener una apropiada relación sustrato-microorganismo y permitir así una adecuada degradación de la materia orgánica.
Debido a que en el tanque de aireación se produce lodo activado por la reproducción de los microorganismos, una cierta cantidad debe ser desechada del sistema con el objeto de mantener constante su concentración en el tanque de aireación; esto es lo que se llama como lodo de purga. Además, un requerimiento básico del sistema de lodos activados es su adecuada aireación, que puede ser ejecutada mediante difusores de aire o aireadores mecánicos. En el reactor completamente mezclado, las partículas que entran al tanque de aireación son inmediatamente distribuidas en todo el volumen del reactor logrando una homogeneidad completa en el mismo. La concentración de contaminantes en el reactor es, idealmente, la misma en todo el volumen del reactor y por lo tanto en su salida. En el reactor con flujo pistón la concentración de materia orgánica es función de su ubicación en el tanque, de longitud considerable en comparación con su profundidad y anchura. Este tipo de reactor se puede concebir teóricamente como una sucesión infinita de tanques totalmente mezclados con volumen diferencial que le confieren una mayor eficiencia en la remoción de contaminantes. El reactor con aireación extendida es similar a uno completamente mezclado excepto en el tiempo de retención hidráulica y celular que es mayor para permitir la digestión del lodo por medio de la respiración endógena. En estos sistemas, se prescinde del sedimentador primario, de forma que la totalidad de la materia orgánica es recibida en el tanque de aeración. La ventaja de esta variante es que simplifica considerablemente el manejo de lodos, aspecto importante sobre todo en pequeñas plantas de tratamiento. La desventaja inherente es que el costo por energía eléctrica es mayor por unidad de agua tratada en comparación con la variante convencional o completamente mezclada. Estos sistemas se usan a menudo cuando los flujos de aguas residuales son menores de 2 L/s
Filtros percoladores 20
En tratamiento de aguas residuales, la palabra filtro se debe a la presencia de un material de empaque, que “filtra” las aguas residuales reteniendo la materia orgánica disuelta.
Este es un dispositivo que pone en contacto a las aguas residuales con microorganismos adheridos en forma de biopelícula a un empaque, suficientemente espaciado para que circule el aire en forma natural. El material de empaque ideal debe contar con una alta relación área/volumen, ser inerte, resistente, durable y de bajo costo. En la práctica, se tiene acceso a dos tipos de empaques, los naturales (materiales pétreos) y sintéticos (diversas geometrías de piezas de plástico). Los filtros percoladores se operan con distintas cargas orgánicas y superficiales en función de la presencia o no de recirculación. La tasa de recirculación depende de la cantidad de agua tratada que se retorna a la entrada y de la carga orgánica y superficial utilizada en el reactor. Una característica importante de este sistema de tratamiento es que la aireación se efectúa por convección natural, es decir, el aire fluye a través del medio empacado por diferencia de temperaturas entre el ambiente interno del reactor y el externo. Ello conlleva el no uso de sistemas de aireación que consuman energía y es posible obtener eficacias de remoción de contaminantes del orden del 70 a 85% en función de la carga aplicada. Ventajas: -
Son más simples. Los costó de operación y mantenimiento son bajos. Producen poco lodo, y Tienen mayor resistencia al impacto.
Las desventajas incluyen: -
Remueven menos DBO (menos de 85%, en comparación con 90% de los lodos activados). El costo inicial es mayor. Requieren mayor espacio. necesitan estar cubiertos en climas fríos, y pueden producir olores.
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Sistema de discos biológicos rotatorios
También se lo conoce como biodisco, consiste en un empaque circular giratorio en el cual se encuentra la biomasa adherida. El disco rota sobre su eje lentamente (2 a 5 rpm) con un 40% de su superficie sumergida en el agua residual, mientras que el resto entra en contacto con el aire, es decir, la biopelícula interacciona con el aire y el agua en forma sucesiva. El agua tratada pasa después a un sedimentador secundario, en donde se separa la biopelícula desprendida, que constituye los lodos de purga del sistema y que hay que tratar antes de su disposición final. El proceso no requiere recirculación y sus costos de operación son reducidos. En general, se realizan arreglos de dos o tres tanques de discos biológicos en serie, lo que puede llevar a altas eficacias de remoción de materia orgánica y de nitrificación. En el tratamiento del agua residual doméstica se alcanzan eficacias del 90 al 95% en la remoción de la DBO5. Este sistema evita la difusión forzada de oxígeno en el agua, con el consecuente ahorro en el consumo de energía eléctrica. Sin embargo, el mayor punto débil se encuentra en el proceso mecánico mecánico, ya que el sistema se encuentra soportado en un eje metálico que descansa en rodamientos (chumaceras), elementos que pueden fallar durante la operación debido a desalineamiento o a mala lubricación.
Filtro sumergido aerobio (FSA)
Este sistema consiste de un tanque empacado con elementos plásticos, cerámicos o piedras de tamaño inferior a los 2cm. El empaque provee área para la adherencia de los microorganismos y se encuentra sumergido en el agua residual. El oxígeno será incorporado al agua mediante difusores colocados en el fondo del reactor y acoplados a un sistema de compresión de aire. Un filtro sumergido no contiene en el interior del tanque partes móviles y combina un tratamiento con base en biopelícula y biomasa en suspensión, características que le permiten alcanzar una concentración alta de microorganismos, proporcionándole 22
capacidad para el tratamiento de altas cargas de materia orgánica y estabilidad en su operación. Este sistema es muy adecuado cuando se manejan altas fluctuaciones de caudal, debido a que la biomasa, estando adherida al empaque que se encuentra inmóvil dentro del reactor, resiste el paso del agua a mayores velocidades de flujo de agua o picos hidráulicos, como es el caso del tratamiento de aguas residuales domésticas. La resistencia mecánica del empaque debe además asegurarse, ya que el aire inyectado en la base del tanque ejerce un efecto abrasivo, que no se presenta en los filtros percoladores convencionales.
Reactor aerobio acoplado a membranas
Son sistemas compactos que se integran al acoplar un tanque de aireación completamente mezclado con un módulo de membranas de micro o ultrafiltración. Las primeras retienen partículas hasta 0.1 micras y las segundas hasta 0.01 micras. Estos módulos pueden ser externos al reactor o bien sumergidos en el mismo tanque. Las ventajas de este tipo de sistemas es la muy alta calidad de agua obtenida (libre de sólidos suspendidos y de microorganismos patógenos) y lo compacto de la instalación. Sus desventajas son el costo de las membranas y el taponamiento que sufren, lo que implica procesos de limpieza frecuentes y una vida útil de dos o tres años en el mejor de los casos. En el estado actual de la tecnología, los reactores MBR no son adecuados para los requerimientos comunes de los sistemas operadores de agua y saneamiento municipales, salvo si se requiere producir un agua de reúso de alta calidad.
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PROCESOS ANAEROBIOS Fosa séptica
La fosa séptica puede considerarse como un digestor convencional a escala reducida. Su uso se ha limitado a tratar las aguas de desecho de casas habitación, escuelas, etc. generalmente, en zonas rurales o bien en áreas urbanas en donde no existe el servicio de drenaje. Las fosas sépticas son tanques, en muchas ocasiones prefabricados, que permiten la sedimentación y la eliminación de flotantes, actuando también como digestores anaerobios. El tanque séptico es la unidad fundamental del sistema de fosa séptica ya que en éste se separa la parte sólida de las aguas residuales por un proceso de sedimentación simple, o bien por flotación natural. En los lodos sedimentados se realiza la digestión anaerobia en condiciones desfavorables, debido a la falta de mezclado y a la temperatura ambiente. Estas limitaciones se ven reducidas en cierto grado por el largo tiempo de residencia del lodo dentro del sistema, normalmente de uno a dos años. Los sistemas de fosas sépticas tienen capacidad para hacer un tratamiento parcial de las aguas residuales.
Tanque IMHOFF
Su objetivo es incrementar la capacidad de tratamiento del sistema para dar servicio a un mayor número de usuarios, centralizando el sistema de drenaje hacia un solo sitio y no multiplicando la instalación de fosas sépticas. El tanque Imhoff tiene por lo general una forma rectangular con una tolva en la parte inferior, y está integrado por una cámara superior que recibe el agua residual y que tiene la función de separar los sólidos de rápida sedimentación. Este material pasa a la cámara inferior a través de una apertura conformada por mamparas de concreto donde será sedimentada y digerida en forma semejante a lo que sucede en una fosa séptica. De la forma del tanque se obtienen las ventajas de mejorar la sedimentación de los sólidos al no tener turbulencia por las burbujas de biogás generadas en la zona de digestión y de retener en forma más eficiente los lodos al no ser arrastrados por los flujos elevados que pueden presentarse en ciertas horas del día.
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Lagunas anaerobias
Este es otro proceso rústico empleado principalmente en aguas de desecho industriales evacuadas a temperatura mayor a la del ambiente y con cierto contenido de sólidos suspendidos sedimentables. Las lagunas anaerobias consisten en tanques profundos (hasta 10 m) normalmente sin cubierta para captar el biogás. Por lo cual una desventaja son los malos olores asociados con estos sistemas. Las lagunas anaerobias también se aplican en el tratamiento de aguas residuales municipales, como primer elemento de un sistema de lagunas que típicamente se conforma por una laguna facultativa en segundo sitio y una laguna de pulimento al final, tal como se ha mencionado anteriormente. En este arreglo, la laguna anaerobia tiene profundidades entre 3 y 5 metros.
Reactor de contacto anaerobio
Consiste básicamente en un reactor completamente mezclado y calentado acoplado a un decantador que separa la biomasa para que sea recirculada al reactor. Es el equivalente anaerobio de los lodos activados aerobios. El problema en este sistema lo constituye la adecuada separación de los lodos anaerobios en el decantador, pues tienen tendencia a flotar, debido a las burbujas de biogás atrapadas en el interior del flóculo. Esto se llega a solucionar colocando un sistema de desgasificación entre el reactor y el decantador, que funciona con mezclado y bajo un ligero vacío para su extracción.
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Filtro anaerobio
Es un reactor inundado de flujo ascendente o descendente empacado con soportes plásticos o piedras de 3 a 5 cm de diámetro promedio. El agua residual atraviesa el lecho empacado permitiendo la interacción entre el sustrato en el agua residual y el microorganismo adherido al empaque. Debido a que en este sistema el microorganismo se encuentra adherido al empaque, su tiempo de retención celular es mayor al tiempo de retención hidráulica manejado. Este sistema puede aplicarse en el tratamiento de aguas residuales de casa habitación debido a su alta resistencia a la fluctuación en caudales. En tales casos, este sistema regularmente se coloca después de una fosa séptica con el fin de retener sólidos y flotantes. La eficiencia de remoción para DQO está alrededor del 65% para aguas residuales de tipo doméstico. Instalaciones a escala mayor, debido al alto costo del empaque, pueden no ser recomendables; en el caso de usar piedras como empaque, el costo se incrementa en la estructura civil necesaria debido al peso de la piedra y la baja relación área/volumen que presenta, lo que implica mayores tamaños de tanque.
Reactor anaerobio de lecho de lodos con flujo ascendente
El reactor se basa en la formación de una cama de lodos (biomasa anaerobia granular o floculada) localizada en el fondo del reactor con un volumen aproximado de 1/3 el volumen total de éste. En la parte superior del reactor se coloca el sistema de captación de biogás (campanas colectoras) cuya función reside en la captación del biogás formado y la de crear una zona libre de biogás, que favorece la buena sedimentación de los gránulos o flóculos anaerobios que pudieran haber atravesado las campanas colectoras de biogás. La zona ubicada entre la cama de lodos y las campanas colectoras de biogás se denomina zona de expansión de lodo. En ella se aloja el lodo expandido por la acción del biogás y la velocidad ascendente del agua.
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La especialidad de este reactor radica en el hecho de retener mediante sedimentación los microorganismos en forma de gránulos o flóculos densos, lo que aumenta considerablemente el tiempo de retención celular. Con esto es posible operar el sistema con reducidos tiempos de retención hidráulica y con volúmenes de reactor limitados, conservando buenas eficiencias en la remoción de materia orgánica. Además la interacción entre el sustrato y el microorganismo se favorece debido a la turbulencia que provocan las burbujas de gas que ascienden hacia la superficie y al flujo ascendente del agua que atraviesa la cama. Este lecho de lodos funge también como un filtro en él queda retenido material particulado que podrá ser degradado en el lecho
Reactores de lecho expandido o fluidificado
Estos reactores están encauzados básicamente al tratamiento de aguas residuales industriales bajo condiciones de operación muy controladas, por lo que no se lo aplica en el tratamiento de aguas residuales domesticas o municipales. El reactor EGSB es totalmente dependiente de la adecuada granulación del lodo, ya que de lo contrario, el lodo saldría con el efluente. El lecho fluidificado se basa en material de empaque de pequeño tamaño (no mayor a un milímetro de diámetro por lo general) donde se adhiere la biopelícula anaerobia. En tales casos, la energía de bombeo necesaria para fluidizar el lecho puede ser importante. Un agua residual doméstica o municipal no favorece la granulación debido a la baja concentración de la materia orgánica; lo que se llega a formar, en dado caso, es un lodo floculento, adecuado para reactores UASB pero no para este tipo de sistema. Independientemente de que estos sistemas de tercera generación tienen mayores requerimientos de operación y control, es de resaltar la alta eficiencia que alcanzan y la elevada carga orgánica que admiten. En efecto, el estar expandido o fluidificado el lodo dentro del sistema, se logran excelentes condiciones de mezclado lo que favorece la interacción sustrato microorganismo, esto manteniendo un alto tiempo de retención de lodos, muy superior al de retención hidráulica.
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CONSIDERACIONES PARA LA SELECCIÓN DE TECNOLOGÍAS PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES MUNICIPALES Se deberá considerar aspectos técnicos, económicos, ambientales y sociales. Una tecnología tendera a ser sustentable cuando en su plan y características considere el menor uso de insumos y energía posible, se adapte a las condiciones del medio social y económico que le rodea, esto implica hacer uso de los recurso e insumos locales en la medida de lo posible y que presente el menor impacto al medio ambiente a través del control de residuos y emisiones, preferentemente transformándolos en productos que se pueden aprovechar en el entorno.
COSTOS DE INVERSION Y RECURSOS PARA OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO El costo de inversión inicial es uno de los elementos más relevantes para seleccionar un proceso, sin embargo siempre debe estar íntimamente relacionado con los costos de operación y mantenimiento. En este mismo sentido, no solamente es necesario prever los recursos económicos para la operación y el mantenimiento de las plantas de tratamiento sino también la existencia de repuestos o refacciones de los equipos y la disponibilidad de apoyo técnico para dar mantenimiento preventivo o correctivo a sus equipos. Ello, evidentemente, está relacionado y depende del tipo de tecnología y equipamiento que se seleccione. Costo de insumos (reactivos): En
los procesos de tratamiento, el consumo de reactivos constituye un costo fijo que nunca se puede amortizar.
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Costo de la energía: Los
procesos de bajo consumo energético deberán ser favorecidos en la elección. Se debe tomar en cuenta la potencia total instalada en la planta, así como la potencia requerida para su operación. Gastos administrativos y de personal: Deben tomarse en cuenta los aspectos de carácter
administrativo, pues éstos se relacionan directamente con la necesidad de recursos económicos y de organización para operar las plantas de tratamiento. Un sistema de operación compleja requerirá un nivel de organización mayor, así como requerimientos superiores de personal calificado. Costo de refacciones y material de mantenimiento:
Los procesos con numerosos equipos en operación y con alto grado de instrumentación generarán una mayor necesidad de mantenimiento del sistema y por lo tanto serán los más costosos en su operación.
INSUMOS Requerimientos de reactivos:
Este criterio evalúa la cantidad de reactivos químicos necesarios para el buen funcionamiento del sistema, o bien para incrementar su eficiencia. Se debe tener disponibilidad de los reactivos empleados por el sistema (cantidad y proveedores) para periodos de operación prolongados. Los requerimientos de energía son criterios fundamentales en la evaluación de un proceso de tratamiento de aguas residuales, pues impactan de manera directa los costos de operación de la planta. Algunas plantas se abandonan debido a elevados consumos energéticos, lo cual hace incosteable su operación. Algunos procesos de tratamiento biológico pueden ser energéticamente autosuficientes en cierto grado.
Requerimientos energéticos:
DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN Bajo este rubro se han agrupado los aspectos de criterios de diseño, experiencia del contratista, tecnología ampliamente probada y complejidad en la construcción y el equipamiento. Criterios de diseño: Este
concepto se refiere al dominio que se tenga de los modelos teóricos o empíricos para el diseño de la planta de tratamiento. El tamaño del sistema se basa en la cinética que gobierna el proceso. Los valores para las ecuaciones cinéticas son tomados de la práctica, la literatura y los resultados de las plantas piloto. Experiencia del contratista:
Este criterio considera la capacidad del contratista para ejecutar el proyecto de instalación de un sistema de tratamiento de aguas residuales en todas sus fases, desde la elaboración del proyecto de ingeniería hasta el arranque y la operación correcta de la planta de tratamiento. Involucra entonces los siguientes factores: Solidez en los criterios de diseño: Implica
la existencia de uniformidad y consistencia de los datos de diseño reportados en la literatura con la elaboración de las memorias de 29