Propuesta para la optimización de la planta de tratamiento de aguas residuales (PTAR) de Minatitlán.

[pic 4][pic 5][pic 6][pic 7]Proyecto de Taller de Investigación 1[pic 8][pic 9][pic 10]

Propuesta para la optimización de la planta de tratamiento de aguas residuales (PTAR) de Minatitlán.

Docente: Ingrid de Jesús Polito Hernández

Equipo 5: Miguel Angel Medina Castellanos, Luis Alberto Cruz Patraca

16/02/2016

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Objetivo:

Buscar la forma de optimizar la planta PETAR de tratamiento de aguas residuales para aumentar la calidad del agua trata en esta misma y emplearla para reúso de acuerdo  a la norma Nom-003-Semarnat-1997 la cual establece los límites máximos permisibles de contaminantes para las aguas residuales tratadas que se reúsen en servicios al público.

Referencias de la norma Nom-003-Semarnat-1997:

Norma Mexicana NMX-AA-003 Aguas residuales-Muestreo, publicada en el Diario Oficial de la Federación el 25 de marzo de 1980.

Norma Mexicana NMX-AA-005 Aguas-Determinación de grasas y aceites-Método de extracción Solhlet, publicada en el Diario Oficial de la Federación el 8 de agosto de 1980.

Norma Mexicana NMX-AA-006 Aguas-Determinación de materia flotante-Método visual con malla específica, publicada en el Diario Oficial de la Federación el 5 de diciembre de 1973.

Norma Mexicana NMX-AA-028 Aguas-Determinación de demanda bioquímica de oxigeno.- Método de incubación por diluciones, publicada en Diario Oficial de la Federación el 6 de julio de 1981.

Norma Mexicana NMX-AA-034 Aguas-Determinación de sólidos en agua.- Método gravimétrico, publicada en el Diario Oficial de la Federación el 3 de julio de 1981.

Norma Mexicana NMX-AA-42 Aguas-Determinación del número más probable de coliformes totales y fecales.- Método de tubos múltiples de fermentación, publicada en el Diario Oficial de la Federación el 22 de junio de 1987.

Norma Mexicana NMX-AA-102-1987 Calidad del Agua-Detección y enumeración de organismos coliformes, organismos coliformes termotolerantes y Escherichia coli presuntiva.- Método de filtración en membrana, publicada en el Diario Oficial de la Federación el 28 de agosto de 1987.

Norma Oficial Mexicana

NOM-001-SEMARNAT-1996 Que establece los límites máximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales en aguas y bienes nacionales, publicada en el Diario Oficial de la Federación el 6 de enero de 1997 y su aclaración, publicada en el citado órgano informativo el 30 de abril de 1997.

Límite Máximo Permisible:

Los límites máximos permisibles de contaminantes en aguas residuales tratadas son los establecidos en la Tabla de esta Norma Oficial Mexicana. El tipo de uso del agua a tratar debe estar dentro de estos límites.

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Datos de la planta PTAR[pic 13]

Esta planta cuenta con una sola etapa la cual cuenta con tres lagunas estabilizadoras las cuales desembocan en un pantano, dicha agua residual no re reúsa para ningún fin. Y tiene una capacidad de 120 lts/s de lo cual solo se tratan 70 lts/s.

Planteamiento del problema:

La planta cuenta con una sola etapa la cual es una laguna de estabilización, la cual carece de proceso de filtración y cloración ya que esta planta solo sanea el agua para poderla reintegrar al ambiente circundante.

Meta del proyecto

Generar un mayor nivel de tratamiento de las aguas residuales para su reutilización para uso de riego de cultivo en zonas donde no haya acceso para agua en esta modalidad, y generar una ganancia extra para el mantenimiento de la misma planta y su sustentabilidad.

La idea es introducir dos o tres procesos simples para mejorar la eficiencia de esta planta, añadiendo un proceso físico de tamizado de múltiples etapas la cual separará diversos tamaños de residuos que haya en la entrada y la salida de la misma laguna de estabilización, la cual posteriormente se le añadirá una cama filtradora de múltiples etapas las cuales serán la capa superficial de grava fina, la capa intermedia arenilla y la última capa de carbón activado para la eliminación de olores y turbiedad. De aquí se procedería a un tanque de cloración para su desinfección para poder llegar a los parámetros de la Nom-003-Semarnat-1997.

Proceso Existente    

LAGUNAS DE ESTABILIZACION

Las lagunas de estabilización son los sistemas  de tratamiento biológico de líquidos residuales más sencillos de operar y mantener. Consisten en estanques, generalmente excavados parcialmente en el terreno, con un área superficial y volumen suficientes para proveer los extensos tiempos de tratamiento (~ meses) que requieren para degradar la materia orgánica mediante procesos de “autodepuración”. Los tiempos de tratamiento son del orden de meses, constituyendo esto, una de sus principales desventajas, al tratarse de procesos de degradación totalmente naturales.
Dependiendo de la presencia, o no, de oxígeno disuelto (OD) en el líquido contenido en la laguna se las clasifica como:

• Aerobias (< 1 m de profundidad).
• Facultativas (~ 1,5 m de profundidad)
• Anaerobias (e/ 2,5 y 3 m de profundidad). No hay algas.

Una laguna de estabilización es aerobia si la carga orgánica es suficientemente baja como para que en todo momento se encuentre presente OD en toda la masa de líquido contenida en la laguna, es anaerobia si no hay oxígeno, y es facultativa si la capa superior permanece aerobia y la inferior anaerobia.
La concentración de OD en las lagunas aerobias y facultativas estará directamente relacionada con la carga orgánica aplicada. Así, cuánto más alta es la carga de materia orgánica biodegradable que recibe el sistema mayor será la demanda de oxígeno. Por otro lado, como la disponibilidad de éste está vinculada a procesos naturales (fotosíntesis y reaireación a través de la superficie), la máxima carga orgánica aplicable al sistema, para mantener condiciones al menos facultativas, estará limitada por dichos procesos.

Procesos Propuestos

Tamizado

Consiste en una filtración sobre soporte delgado, y sus objetivos son los mismos que se pretenden con el desbaste, es decir, la eliminación de materia que por su tamaño pueda interferir en los tratamientos posteriores. Según las dimensiones de los orificios de paso del tamiz, se distingue entre:

• Macrotamizado: Se hace sobre chapa perforada o enrejado metálico con paso superior a 0,2 mm.. Se utilizan para retener materias en suspensión, flotantes o semiflotantes, residuos vegetales o animales, ramas,... de tamaño entre 0,2 y varios milímetros.

• Microtamizado: Hecho sobre tela metálica o plástica de malla inferior a 100 micras. Se usa para eliminar materias en suspensión muy pequeñas contenidas en el agua de abastecimiento ( Plancton) o en aguas residuales pretratadas.

Los tamices se incluirán en el pretratamiento de una estación depuradora en casos especiales:

• Cuando las aguas residuales brutas llevan cantidades excepcionales de sólidos en suspensión, flotantes o residuos.

• Cuando existen vertidos industriales importantes provenientes princi- palmente del sector alimentario ( residuos vegetales, de matadero, semillas, cáscaras de huevo,.. ).

Los tamices suelen ir precedidos por un desbaste de paso entre barrotes de 10-50 mm. Según el paso de malla del tamiz.

Vamos a desarrollar ahora los tipos de tamices:

• Macrotamices rotatorios: Se utilizan con aguas residuales poco cargadas. Consiste en un tambor cilíndrico de eje horizontal, en caso de que el nivel del agua varíe relativamente poco, o como una banda rotatoria sobre cadenas sin fin, cuando los niveles del agua sufren grandes variaciones. El tamiz va a estar parcialmente sumergido. El agua entra por el interior del tambor y sale al exterior quedando retenidos en las paredes internas del tamiz los residuos a eliminar. El tambor va rotando. En la parte superior del tambor los residuos van siendo eliminados mediante unos chorros de agua que los hacen salir al exterior. El paso de malla está entre 0,3 y 3,0 mm. La pérdida de carga es pequeña entre 0,2-0,5 m.

• Tamices de autolimpieza, estáticos o rotativos: Los tamices estáticos llevan una reja constituida por barrotes horizontales de acero inoxidable, de sección triangular. La inclinación sobre la horizontal disminuye progresivamente de arriba a abajo, pasando de unos 65º a unos 45º. El agua entra por arriba y pasa a través de los barrotes, mientras, la materia retenida va resbalando por el tamiz y saliendo al exterior donde se almacena en contenedores provisionalmente. Así obtenemos sucesivamente la separación, escurrido y evacuación de las materias sólidas.

Los tamices rotatorios están constituidos por una reja cilíndrica de eje horizontal con barrotes de sección trapezoidal, la cual gira lentamente. El agua cae por arriba entrando en el interior del tamiz, en tanto que la suciedad queda retenida en el exterior y son evacuadas a un contenedor provisional por medio de un rascador fijo. El paso de malla es de 0,2-2,0 mm. Las pérdidas de carga son elevadas, del orden de 2 m., lo que obliga la mayoría de las veces a un bombeo suplementario. Tienen el problema añadido de ser sensibles al atascamiento por grasas coaguladas.

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