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5/26/2018 Dise o de PTAR Presente

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TRATAMIENTO DE AGUAS

RESIDUALES

Introduccin al Diseo de Plantasde Tratamiento de Aguas

Residuales

MSc. J. Alberto Muoz Flores.


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Contenido de Parte Introductoria Consideraciones de un Proyecto de Tratamiento de Aguas

Residuales.

Aspectos Econmicos de importancia de las PTAR.

Alcances del Tratamiento de una PTAR.

Legislacin Vigente: LMP, ECAs, VMA.

Operaciones y Procesos Unitarios en Tratamiento de Aguas

Residuales.

Factores de Evaluacin en la Seleccin de Operaciones y

Procesos del Tratamiento.

Factores que influyen en el tratamiento de los procesos

secundarios tpicos.

Situacin del Tratamiento de Aguas Residuales en el Per.

Avances en Tecnologas aplicadas al tratamiento biolgico de

aguas residuales.


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Consideraciones de un proyecto de

Tratamiento de Aguas Residuales

OBJETIVO:* Velar por la Salud Publica* Evitar condiciones adversas al medio ambiente.


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Importancia del Tratamiento en la

Economa del pas

80%

12%2%6%

Agricultura

Poblacional

Mineria

Industrial

El Total de uso consuntivo del agua es 20,072

MMC/ao distribuido segn sigue:


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Aspectos econmicos relevantes: El agua es elemento bsico del desarrollo nacional y el bienestar de la

poblacin, desde el punto de vista productivo, social, territorial ymedioambiental.

Existen 4 sectores claves del desarrollo econmico del pas; Agricultura,Minera, Industria y Energa, todos comn dependencia del agua como

recurso estratgico. Las exportaciones agrcolas al 2011 han sido del orden de US$ 5,600 MM,

24% mas que el ao 2011 y equivalentes a mas del 45% del total de lasexportaciones no tradicionales.

El 70% de los alimentos que consume el Per son producidos por el sector

agrcola nacional , dando trabajo a ms del 30% de la PEA. El impacto negativo de un saneamiento deficiente le puede costar al pas

entre 1.5 y 7.5% del PBI (Fuente: Economic Impacts in Sanitation -Southeast Asia, WSP-BM, Nov. 2007)


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Actividades Industriales de MayorImpacto en el Per.

La Industria deManufactura incluye alrubro textil y de cuero,industria papelera,industria qumica yproductos

manufacturadosdiversos.

Fuente: SNI- INEIANA-

Ministerio de la Produccin.


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Alcances del Tratamiento

Normalmente el nivel de tratamiento responde alas exigencias gubernamentales y a las directivasnacionales en materia de salud y medio ambiente.

Cumplir con las normas de calidad establecidospor la Legislacin vigente.


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Legislacin Vigente.

Pregunta crucial: Cuanto

tratar? El agua residual puede ser vertida a

un colector, a cuerpo receptor o tenerun fin de reuso.

Dependiendo de ello deber alcanzar

un nivel mnimo de tratamiento que

segun cada caso debe ser admitidopor la normativa del ente regulador.

Tres conceptos fundamentales: LMP,

VMA, ECAs -Agua.


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LMP (Limite Mximo Permisible) Establecidos por los ministerios, ejemplo

Produccin, MINAM, MINEM.

Fijan valores mximos limite a aceptarcomo efluente de una PTAR industrial omunicipal.


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ECA- (Estndares de Calidad Ambientalpara el Agua)


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VMA (Valores Mximos Admisibles) Mediante D.S. N 021-2008-VIVIENDA: Regula la

calidad de las aguas residuales Industriales o NOdomesticas a un colector del sistema de alcantarilladomunicipal.

Ejemplo de los Principales Parmetros.

UNIDAD EXPRESIN

Demanda Biolgica

de Oxgeno (DBO5)

Demanda Qumica

de Oxgeno (DQO)

Slidos Suspendidos

TotalesAceites y grasas mg/l A y G

VMA PARA DESCARGASPARMETRO AL SISTEMA DE

ALCANTARILLADO

1000

mg/l 500

mg/l DQO 1000

DBO5

mg/l S.S.T. 500


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VMAObligatorios.UNIDAD EXPRESIN

Aluminio mg/l Al

Arsnico mg/l As

Boro mg/l B

Cadmio mg/l Cd

Cianuro mg/l CN

Cobre mg/l Cu

Cromo Hexavalente mg/l Cr6+

Cromo total mg/l Cr

Manganeso mg/l Mn

Mercurio mg/l Hg

Niquel mg/l Ni

Plomo mg/l Pb

Sulfatos mg/l SO42+

Sulfuros mg/l S2-

Zinc mg/l Zn

Nitrgeno Amoniacal mg/l NH4+

pH unidad pH

Solidos Sedimentables M/L/H S.S.

Temperatura mg/l T

80

6 - 9

8.5


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Necesidad del Tratamiento dediversas industrias segn VMA.

Consumo Produccin pH DBO5 DQO S.S.T. A y G

de agua ARI (uds) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l)

Industria alimentaria.

- Industria lctea (leche) 0,7-2 m3/t 0,7-1,7 m

3/t >9 500 - 1500 1000 - 3000 200 - 1500 40 - 200

- Industria lctea (queso) 0,7-3 m3/t 0,7-2 m

3/t >9 1000 - 2000 2000 - 4000 201 - 1500 100 - 400

- Mataderos (aves y ganado) 3-8 m3/t 3-8 m

3/t 7 - 9 500 - 2000 1000 - 4000 300 - 1000 100 - 400

- Grasas y aceites 2 - 12 2000 - 4000 4000 - 6000 1000 - 2000 1000 - 2000- Productos del pan y derivados 7 - 9 200 - 800 500 - 2000 500 - 1000 (-)

- Bebidas no alcohlicas gaseosas 3-7 m3/t 3-7 m

3/t >4,5 - >9 500 - 1000 1000 - 2000 50 - 500 (-)

- Industria cervecera 3-7 m3/t 3-7 m

3/t 4,5 - 12 10000 - 15000 30000 - 45000 500 - 5000 50 - 500

- Conervas vegetales 20-30 m3/t 20-30 m

3/t 7 - 9 1000 - 3000 2000 - 4000 500 - 3000 (-)

- Conservas de pescado 8-15 m3/t 4-8 m

3/t 6 - 9 60000-120000 90000-150000 1000-10000 15000-25000

Industria txtil

- Algodn 100-250 m3/t 100-250 m

3/t >9 200 - 600 500 - 2000 100-200 100-200

- Lana (produccin) 50-100 m

3

/t 50-100 m

3

/t >9 300 - 2500 500 - 4000 100-200 100-200- Lana (lavado) 100-250 m

3/t 100-250 m

3/t >9 3000 - 25000 4000 - 40000 3000 - 30000 5000- 25000

- Fibras sintticas 150-250 m3/t 150-250 m

3/t >9 300 - 2000 600 - 3000 500 - 1000 (-)

Industria qumica

- Industria del caucho 4,5 - 9 100 - 1000 500 - 2000 100 - 1000 100 - 1000

- Industria del plstico y prod. sint. 4,5 - 10 100 - 1000 500 - 2000 100 - 1000 100 - 1000

- Fabricacin detergentes y jabones >9 (-) 15000-90000 (-) 1000-80000

Industria del curtido

- Curtido de la piel 20-70 m3/t 20-70 m

3/t 9 400 - 500 600 - 1000 500 - 1000 (-)

Tipo de industria


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Debilidades de la LegislacinVigente. No se tiene un criterio uniforme y claro para la totalidad de actividades

productivas.

Existe un vacio en la exigencia del cumplimiento del LMP y los ECA agua alno existir una regulacin que exija a todos bajo el mismo enfoque.Como ejemplo ver cuadro siguiente:


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Factores que Influyen en la

seleccin tecnolgica de laPTAR.La seleccin de operaciones y procesos unitarios

para el tratamiento de aguas residuales, requiereconsiderar los siguientes aspectos:

Caudal.Concentraciones de contaminantes.Factibilidad de vertido al alcantarillado municipal.Calidad exigida al efluente.Disponibilidad del agua.Posibilidades de reuso del efluente.Factores ambientales, culturales, socioeconmicos.


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Diagrama General de una PTAR

Lodos Secundarios

Lodos Primarios

SedimentadorPrimario

Agua Residual Cruda

PRIMARIO

DISINFECCION

Sistema deTratamiento

Biologico

SECUNDARIO

Residuos Gruesos(ejem: rajas, rejillas, etc.)

B

C

Efluente: Aguas Residual Tratada

Vertimiento a cuerpo receptor

Tratamiento

de Residuos

Biosolidos

Procesamiento

and Disposicion

(e.g., Crecimiento adheridoCrecimiento Suspendido,

Humedales construidos, etc.)

ClarifierSedimentadorSecundario

PRELIMINAR

Usualmentea rellenos sanitarios

TERCIARIO


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Operaciones y Procesos Unitarios del

Tratamiento de Aguas Residuales

1. Operaciones Unitarias

Corresponde a los mtodos donde predomina la

accin de Fuerzas Fsicas para la separacin deelementos contaminantes del agua.

Operaciones unitarias tpicas:

Desbaste, tamizado, desarenacion, floculacin,sedimentacin, flotacin, filtracin.


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Procesos Unitarios

Pueden ser procesos Qumicos oBiolgicos.

Son procesos tpicos:

Precipitacin qumica, aplicacin de lodosactivados, biofiltros, lagunaje, etc.


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Operaciones y Procesos TpicosSegn Nivel de Tratamiento


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Operaciones y procesos de Tratamiento

segn contaminantes a remover.

TIPO DE

TRATAMIENTOCONTAMINANTE ELIMINADO

Fsico Materias grasas, flotantes, SS

Adsorcin Colorantes, detergentes, fenoles

Precipitacin qumica Metales (Fe. Cu, Zn, Ni, Be, Ti, Al, Pb, Hg, Cr), sulfitos, fosfatos,sulfatos, fluoruros

Reacciones Redox(oxidacin-reduccin)

Cianuros, Cr Hexavalente, sulfuros, Cl, nitritos

Neutralizacin cidos clorhdrico, ntrico, sulfrico, fluorhdricoIntercambio inico, OI,evaporacin

Radionclidos como I*, Mo*, Cs*. Sales de cidos y bases fuertes

Tratamientos biolgicos(aerobios, anaerobios)

Elementos biodegradables

Fuente: Manual Tcnico del Agua Degremont.


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METANO

Y OLORES

ESTABLES

CO2O2

ANAEROBIOS AEROBIOS


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TRATAMIENTOS PRIMARIOS

TRATAMIENTO SOL.SUSP DBO PATOG SOL. SOLUC NUTRIENTES

POZO SEPTICO 40-55 % 20-35% 80%- 90% 0% 20-30%

TANQUE IMHOFF 50-60% 50-60% 90%- 95% 0% 20-40%

SEDIMENTADOR+ DIGESTOR 50-60% 45-60% 90% -95% 0% 20-40%

RAFA 50-70% 50-75% 90-95% 0-10% 20-30%

RAP 50-70 50-80% 90-95% 0-10% 20-30%

LAGUNAS ANAEROB 60-80% 60-80% 90-95% 0-20% 20-40%

LAGUNAS FACULT. 80-95% 80-95% 99-99.9% 10-20% 20-50%


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TRATAMIENTOS SECUNDARIOSTRATAMIENTO SOL.SUSP DBO PATOG SOL. SOLUC NUTRIENTES

FILTRO PERC. + SED 90-99% 80-90% 99.9-99.99% 40-60% 20-30%

FANGOS ACT.+ SED 90-99% 80-90% 99.9-99.99% 40-70% 20-30%

ZANJAS OXIDACION 80-90% 70-80% 99-99.9% 20-40% 20-30%

HUMEDALES 90-99 80-90% 99-99.9% 40-70% 30-70%

IRRIGACION SUPER 90-100% 80-90% 99-99.9% 90-99% 90-99%

IRRIGACION SUBSUELO 90-100% 90-99% 99-99.9% 90-100% 90-99%

INFILTRACION SUELO 100% 80-95% 99-99.9% 90-100% 90-99%*

LAGUNAS AEROBICAS 90-99% 80-95% 99.9-99.999% 60-80% 20-30%

FILTRACION ARENA 90-100% 80-90% 99.9-99.99% 40-80% 20-30%

* ACCION FINITA POR AGOTAMIENTO- ELEMENTOS QUE REACCIONAN


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TRATAMIENTOS TERCIARIOS

TRATAMIENTO NUTRIENTES

Los tratamientos terciarios se utilizan despus de otros tratamientos, por lomenos un primario y tienen por objetivo reducir los nutrientes .

COAGULACIN Fsforo 50-90%

ZEOLITAS Nitrgeno ; Fsforo 50-90%

INTERCAMBIO DE IONES Nitrogeno ; Fosforo 80-99%

IRRIGACION Nitrogeno ; Fsforo 50-90%


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TRATAMIENTO ENERGA EQUIPO

Primario

Fosa Sptica Muy Bajo Muy BajoImhoff Muy Bajo Muy BajoSedim + digestor Bajo BajoRAFA Muy Bajo Muy Bajo - MedioRAP Muy Bajo Muy Bajo - BajoLagunas Anaerobias Muy Bajo Muy BajoLagunas Facultativas Muy Bajo Muy Bajo - Medio

Secundarios (Despus de Primario)

Filtros Perc. + Sed Bajo MedioFangos Activ. + Sed Alto AltoFangos Act. Ava + Sed Alto AltoZanjas Oxidacin Alto MedioFiltros Biolgicos Bajo BajoIrrigacin Superf. Bajo - Alto Bajo - altoIrrigacin Subsuelo Bajo - Medio Bajo - Medio

Infiltracin Suelo Muy Bajo Muy BajoLagunas Aerobias Muy bajo - Alto Muy Bajo - AltoFiltracin en Arena Medio Bajo - MedioCloracin Alto Medio

Terciarios (Usualmente despus de Secundarios)

Coagulacin Muy Alto Muy AltoZeolitas Muy Alto Muy AltoIntercambio Iones Muy Alto Muy Alto


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TRATAMIENTOS SIMPLESTRATAMIENTO SOL.SUSP. DBO PATOG. SOL. SOL. NUTRIENTES

PRIMARIOS

Pozo Sptico 40%-50% 30% 90%-95% 20-30%

Imhoff 50%-60% 50% 90%-95% 20-30%

Sediment.+ Digestor 50%-60% 50% 90%-95% 20-30%

RAFA 40%-70% 50% 90%-95% 0-5% 20-30%

RAP 50%-60% 50% 90%-95% 0-10% 20-30%

Laguna Anaerobias 60%-80% 60% 90%-95% 20-30%

Lagunas Facultativas 60%-90% 80% 99.90% 20-30%

SECUNDARIOS ( Despus de primario)

Filtros Perc.+ Sed. 90%-99% 85% 99.99% 20-30% 40-50%

Filtros Biolog. 80%-99% 80% 99.99% 50-70% 40-50%

Irrigacin Superficial 100% 90% 99.99% 90-99% 10-70%

Irrigacin Subsuelo 100% 95% 99.999% 90-99% 50-80%

Infiltracin Suelo 100% 95% 99.999% 50-99% 60-99%

Lagunas Aerobias 95-100% 99% 99.99% 50-99% 30-80%


28/28MUCHAS GRACIAS

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