Plantas-residuales-gestion-y-ambiente.docx

UNIVERSIDAD NACIONAL “SAN LUIS GONZAGA DE ICA” FACULTAD DE INGENIERIEA CIVIL

TEMA: PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL

DATOS CURSO:

GESTION Y MEDIO AMBIENTE

DOCENTE:

ING. CEFERINO CONDORCHOA ANCULIE

ALUMNOS:       

RAMIREZ FARFAN DAYANNE PISCONTI DONAYRE ALONSO GALVEZ CCENCHO JUAN INFANTE TORREALVA AHSLLIE MENDOZA GOMEZ GARY PARIONA JULIAN MOISES DEL RIO MARINO DANIEL

CICLO:

V CICLO – TARDE ICA – PERU 2017

UNIVERSIDAD NACIONAL SAN LUIS GONZAGA DE ICA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

DEDICATORIA A Dios por darnos las fuerzas y la bendición para poder seguir con nuestros sueños, a nuestros padres por ser el pilar fundamental en todo lo que somos, en toda nuestra educación, tanto académica, como de la vida, por su incondicional apoyo perfectamente mantenido a través del tiempo. Todo este trabajo ha sido posible gracias a ellos.

PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

PAG. 2

UNIVERSIDAD NACIONAL SAN LUIS GONZAGA DE ICA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

RESUMEN Los sistemas de tratamiento de las aguas residuales es un asunto prioritario a nivel mundial, debido a la importancia de la disposición de agua tanto en calidad como en cantidad suficiente, tiene como función crear un hábitat saludable para los habitantes de las comunidades que les proporcione bienestar y calidad de vida, que proteja el medio ambiente al permitir un proceso de tratamiento para las aguas residuales devolver agua limpia a la naturaleza, sin contaminantes y en mejores condiciones de salubridad. Las plantas de tratamiento de aguas residuales es una instalación que recibe del alcantarillado urbano el agua servida o utilizada por una comunidad para su tratamiento, con este proceso se logra la transformación de las aguas residuales en aguas limpias. Los métodos de depuración de aguas residuales se remontan a la antigüedad, se han encontrado instalaciones de alcantarillados en lugares prehistóricos de Creta y en las antiguas ciudades asirias. Las canalizaciones de desagüe construidas por los romanos todavía funcionan en nuestros días.

PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

PAG. 3

UNIVERSIDAD NACIONAL SAN LUIS GONZAGA DE ICA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

INTRODUCCION El tratamiento de aguas residuales consiste en una serie de procesos físicos, químicos y biológicos que tienen como fin eliminar los contaminantes presentes en el agua efluente del uso humano. La solución más extendida para el control de la polución por aguas residuales, es tratarlas en plantas donde se hace la mayor parte del proceso de separación de los contaminantes, dejando una pequeña parte que completará la naturaleza en el cuerpo receptor. Para ello, el nivel de tratamiento requerido está en función de la capacidad de auto purificación natural del cuerpo receptor. A la vez, la capacidad de auto purificación natural es función, principalmente, del caudal del cuerpo receptor, de su contenido en oxígeno, y de su "habilidad" para reoxigenarse.1 Por lo tanto el objetivo del tratamiento de las aguas residuales es producir efluente reutilizable en el ambiente y un residuo sólido o fango (también llamado biosólido o lodo) convenientes para su disposición o reutilización. Las aguas residuales se generan en residencias, instituciones y locales comerciales e industriales. Estas pueden tratarse en el sitio donde se generan (por ejemplo, fosas sépticas u otros medios de depuración) o bien pueden ser recogidas y llevadas mediante una red de tuberías –y eventualmente bombas– a una planta de tratamiento municipal. Los esfuerzos para recoger y tratar las aguas residuales domésticas de la descarga habitualmente están sujetos a regulaciones y normas locales, estatales y federales (regulaciones y controles). A menudo ciertos contaminantes de origen industrial presentes en las aguas residuales requieren procesos de tratamiento especializado. El agua es uno de los recursos naturales que forma parte del desarrollo de cualquier país, es el compuesto químico más abundante del planeta e indispensable para el desarrollo dela vida. Su disponibilidad es disminuida debido a su contaminación a que es sometida, lo cual representa un desequilibrio ambiental, económico y social. La connotación de agua contaminada se refiere a las alteraciones de sus características químicas, físicas, biológicas o su composición, por lo que pierde su potabilidad para utilización en actividades domésticas, agrícolas o industriales. Las aguas residuales son las procedentes de las descargas de usos domésticos, industriales, comerciales, agrícolas, o de cualquier otro uso. En este trabajo se detallara a fin que conocer los conceptos básicos, tratamiento y la forma como se ejecuta una planta de tratamiento de aguas residuales.

PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

PAG. 4

UNIVERSIDAD NACIONAL SAN LUIS GONZAGA DE ICA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

 .1.

OBJETIVOS GENERAL

Evaluar y entender el funcionamiento de los sistemas de tratamiento de una planta residual y la transformación de las aguas residuales a aguas limpias y su devolución a la naturaleza sin contaminantes para la reducción de los impactos ambientales negativos en los cursos de aguas receptoras.

.2.

ESPECIFICO

Reconocer las características de las aguas antes de su proceso. Conocimiento del manejo de maquinarias de la planta para la depuración de aguas residuales Adquirir conocimientos del cuidado del agua.



MARCO TEORICO 

LOS IMPACTOS AMBIENTALES

EL vertimiento de aguas residuales no tratadas en los cursos de agua origina impactos ambientales negativos en los cauces de aguas receptoras, impacto que estará en función a la concentración de contaminantes que dichas aguas contengan. Si las sustancias arrojadas poseen una concentración alta de materias tóxicas, los microorganismos son destruidos y de este modo se anula la autodepuración, pudiendo morir también organismos más grandes como peces, crustáceos y plantas acuáticas, por la intoxicación o por falta de microorganismos para alimentarse, los cuales a su vez pueden intoxicar al resto dela fauna que conforma la cadena alimentaria, llegando inclusive hasta el ser humano

PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

PAG. 5

UNIVERSIDAD NACIONAL SAN LUIS GONZAGA DE ICA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL



PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL

El tratamiento de aguas residuales consiste en una serie de procesos físicos, químicos y biológicos que tienen como fin eliminar los contaminantes presentes en el agua efluente del uso. El sitio donde el proceso es conducido se llama planta de tratamiento de agua residual. El objetivo del tratamiento es producir agua limpia (o efluente tratado) o reutilizable en el ambiente y un residuo sólido o fango (también llamado biosólido o lodo) convenientes para su disposición o reusó.

Nota. Las depuradoras de aguas domésticas o urbanas se Denominan EDAR (Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales), y su núcleo es el tratamiento biológico o Secundario ya que es fundamentalmente De carácter orgánico.

PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

PAG. 6

UNIVERSIDAD NACIONAL SAN LUIS GONZAGA DE ICA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

El tipo de tratamiento que se presenta:

a) Tratamiento físico     

Tamizado Remoción de gas. Remoción de arena. Precipitación con o sin ayuda de coagulantes o floculantes. Separación y filtración de sólidos.

b) Tratamiento biológico    

Lechos oxidantes o sistemas aeróbicos. Post precipitación. Liberación al medio de efluentes, con o sin desinfección según las normas de cada jurisdicción. La biodigestión anaeróbica y los humedales artificiales utiliza la materia orgánica biodegradable de las aguas residuales, como nutrientes de una población bacteriana, a la cual se le proporcionan condiciones controladas para controlar la presencia de contaminantes.

c) Tratamiento químico Este paso es usualmente combinado con procedimientos para remover sólidos como la filtración. La combinación de ambas técnicas es referida en los Estados Unidos como un tratamiento químico.  Eliminación del hierro del agua potable Los métodos para eliminar el exceso de hierro incluyen generalmente transformación del agua clorada en una disolución generalmente básica utilizando cal apagada; oxidación del hierro mediante el y precipitación del hidróxido férrico de la solución básica. Mientras todo esto ocurre el ion OCl destruye los patógenos del exceso de hierro en el agua  Eliminación del oxígeno del agua de las centrales térmicas Para transformar el agua en vapor en las centrales térmicas se utilizan calderas a altas temperaturas. Como el oxígeno es un agente oxidante, se necesita un agente reductor como para eliminarlo.  Eliminación de los fosfatos de las aguas residuales domésticas El tratamiento de las aguas residuales domésticas incluye la eliminación de los fosfatos. Un método muy simple consiste en precipitar los fosfatos con cal PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

PAG. 7

UNIVERSIDAD NACIONAL SAN LUIS GONZAGA DE ICA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL apagada (hidróxido de calcio). Los fosfatos pueden estar presentes de muy diversas formas como el ion hidrógeno fosfato.  Eliminación de nitratos de las aguas residuales domésticas y procedentes de la industria Se basa en dos procesos combinados de nitrificación y desvitrificación que conllevan una producción de fango en forma de biomasa fácilmente vertible.

d) Etapas del tratamiento  Pre tratamiento  Tratamiento primario (asentamiento de solidos)  Tratamiento secundario (tratamiento biológico de la materia orgánica disuelta presente en el agua residual, transformándola en solidos suspendidos que se eliminan fácilmente)  Tratamiento terciario (pasos adicionales como lagunas lagunillas, micro filtración o desinfección)

 Pre tratamiento El pretratamiento remueve materiales que pueden ser eliminados del flujo de agua fácilmente, y que podrían dañar las bombas o los sistemas de depuración, antes de ser pasados directamente a tratamiento. » Cribado » Ecualización de Flujo » Eliminación de Arena » Remoción de grasas y lípidos

PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

PAG. 8

UNIVERSIDAD NACIONAL SAN LUIS GONZAGA DE ICA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

Diagrama del Proceso

 Tratamiento Primario Proceso de sedimentación, en el que contenedores remueven continuamente los sedimentos formados de manera mecánica los cuales son bombeados a un centro de tratamiento de lodos Además existe también en este proceso una remoción de grasas de manera similar el pretratamiento donde estas son removidas de la parte superior del tanque debido a su capacidad para formar películas finas por encima del H20. Las dimensiones del tanque deben ser diseñadas adecuadamente para cumplir con la remoción de los distintos componentes de manera efectiva. Un tanque normalmente remueve del 50- 70 % de los sólidos suspendidos y reduce de 3035% la demanda bioquímica de oxígeno.

PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

PAG. 9

UNIVERSIDAD NACIONAL SAN LUIS GONZAGA DE ICA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

 Tratamiento Secundario El tratamiento secundario está diseñado para degradar sustancialmente el contenido biológico del agua residual, el cual deriva de residuos humanos, residuos de alimentos, jabones y detergentes. La mayoría de las plantas municipales utilizan procesos biológicos aeróbicos para este fin:      

Fangos activos Camas filtrantes (camas de oxidación) Reactor biológico de cama móvil Placas rotativas y espirales Filtros aireados biológicos Reactores biológicos de membrana

PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

PAG. 10

UNIVERSIDAD NACIONAL SAN LUIS GONZAGA DE ICA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL 

Fangos activos

Usan una variedad de mecanismos y procesos para usar oxígeno disuelto y promover el crecimiento de organismos biológicos que remueven substancialmente materia orgánica. Consiste en el desarrollo de un cultivo bacteriano disperso en forma de flóculo en un depósito agitado, aireado y alimentado con el agua residual, que es capaz de metabolizar como nutrientes los contaminantes biológicos presentes en esa agua. Un proceso biológico de fangos activos se desarrolla habitualmente en dos cámaras separadas:  Un reactor biológico.  Un decantador secundario.



Camas filtrantes (camas de oxidación)

Se utiliza un sistema de goteo que rocía una cama filtrante compuesta de rocas, grava, poliuretano, cerámicos, etc. El flujo del efluente hacia se dirige hacia hacia el interior del filtro y en el proceso tiene contacto con la superficies de los distintos materiales los cuales son un buen soporte bacteriano y permiten la remoción de compuestos orgánicos y biológicos.

PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

PAG. 11

UNIVERSIDAD NACIONAL SAN LUIS GONZAGA DE ICA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL



Reactor biológico de cama móvil

El reactor biológico de cama móvil (MBBR, por sus siglas en inglés) asume la adición de medios inertes en reactores de fangos activos existentes para proveer sitios activos para que se adjunte la biomasa. Esta conversión hace como resultante un sistema de crecimiento. Las ventajas de los sistemas de crecimiento adjunto son: 1. Mantener una alta densidad de población de biomasa 2. Incrementar la eficiencia del sistema sin la necesidad de incrementar la concentración del licor mezclado de sólidos (MLSS) 3. Eliminar el costo de operación de la línea de retorno de fangos activos (RAS).

PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

PAG. 12

UNIVERSIDAD NACIONAL SAN LUIS GONZAGA DE ICA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL



Reactores biológicos de membrana

MBR es un sistema con una barrera de membrana semipermeable.  Esta tecnología garantiza la remoción de todos los contaminantes suspendidos y algunos disueltos.  La limitación de los sistemas MBR es directamente proporcional a la eficaz reducción de nutrientes del proceso de fangos activos.  El coste de construcción y operación de MBR es usualmente más alto que el de un tratamiento de aguas residuales convencional de esta clase de filtros.

PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

PAG. 13

UNIVERSIDAD NACIONAL SAN LUIS GONZAGA DE ICA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

 Tratamiento Terciario El tratamiento terciario proporciona una etapa final para aumentar la calidad del efluente al estándar requerido antes de que éste sea descargado al ambiente receptor (mar, río, lago, campo, etc.) Más de un proceso terciario del tratamiento puede ser usado en una planta de tratamiento. Si la desinfección se practica siempre en el proceso final, es siempre

llamada pulir el efluente. 1. 2. 3. 4. 5.

Filtración Lagunaje Tierras húmedas construidas Remoción de nutrientes Desinfección

1. Filtración La filtración de arena remueve gran parte de los residuos de materia suspendida. El carbón activado sobrante de la filtración remueve las toxinas residuales.

PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

PAG. 14

UNIVERSIDAD NACIONAL SAN LUIS GONZAGA DE ICA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL 2. Lagunaje El tratamiento de lagunas proporciona el establecimiento necesario y fomenta la mejora biológica de almacenaje en charcos o lagunas artificiales. Estas lagunas son altamente aerobias y la colonización por los macrophytes nativos se da a menudo. Los invertebrados de alimentación del filtro pequeño tales como Daphnia y especies de Rotifera asisten grandemente al tratamiento removiendo partículas finas. El sistema de lagunaje es barato y fácil de mantener pero presenta los inconvenientes de necesitar gran cantidad de espacio y de ser poco capaz para depurar las aguas de grandes núcleos

3. Remoción denutrientes Remoción de nitrógeno » Se efectúa con la oxidación biológica del nitrógeno del amoníaco nitrato. (Nitrobacter yNitrosomonus)» Y mediante la reducción del nitratos gas nitrógeno (desnitrificación), que se emite a la atmósfera.

PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

PAG. 15

UNIVERSIDAD NACIONAL SAN LUIS GONZAGA DE ICA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL 4. Remoción de fósforo » Utilizando bacterias PAOs(Polyphosphate-accumulatingorganisms), se acumulan y eliminanselectivamente grandes cantidadesde fósforo.» La retirada del fósforo se puedealcanzar también, generalmente porla precipitación química con las salesdel hierro (por ejemplo: cloruroférrico) o del aluminio (por ejemplo:alumbre ).

5. Desinfección  Los métodos comunes de desinfección incluyen el ozono, la clorina, o la luz UV.  La desinfección con cloro del material orgánico residual puede generar compuestos orgánicamente clorados que pueden ser carcinógenos o dañinos al ambiente.  La luz ultravioleta (UV) se está convirtiendo en el medio más común de la desinfección. Las desventajas dominantes de la desinfección UV son la necesidad del mantenimiento y del reemplazo frecuente de la lámpara y la necesidad de un efluente altamente tratado para asegurarse de que los microorganismos objetivo no están blindados de la radiación UV.  El ozono O3 es generado pasando el O2 del oxígeno con un potencial de alto voltaje resultando un tercer átomo de oxígeno y que forma O3

PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

PAG. 16

UNIVERSIDAD NACIONAL SAN LUIS GONZAGA DE ICA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL 6. El tratamiento de los fangos Los sólidos primarios gruesos y los biosólidos secundarios acumulados en un proceso del tratamiento de aguas residuales se deben tratar y disponer de una manera segura y eficaz. Este material a menudo se contamina inadvertidamente con los compuestos orgánicos e inorgánicos tóxicos (por ejemplo: metales pesados). El propósito de la digestión es reducir la cantidad de materia orgánica y el número de los microorganismos presentes en los sólidos que causan enfermedades.

PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

PAG. 17

UNIVERSIDAD NACIONAL SAN LUIS GONZAGA DE ICA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

CONCLUSIONES Se dispone hoy día de un amplio número de tecnologías para alcanzarlos niveles óptimos en las aguas contaminadas requeridas para cada caso particular. El conocimiento de estas tecnologías es fundamental para tomar las decisiones más acertadas en cada proceso requerido para lograr los equilibrios necesarios en los sistemas de tratamientos de aguas residuales. Las acciones políticas gubernamentales para el tratamiento de aguas residuales deben buscar hacer cumplir las normas existentes con la finalidad de aminorar los impactos negativos generados al medioambiente por el mal manejo de los residuos vertidos a los cuerpos de agua, en la búsqueda del equilibrio ecológico para el mejoramiento dela calidad de vida. Las normativas ambientales, la presión social y la escasez del agua en algunas regiones, obligan al incremento de los niveles de tratamiento para los efluentes industriales, comerciales y domésticos. En las grandes ciudades y poblaciones intermedias, los sistemas deben incluir los tres tratamientos para lograr limpiar el agua de todo desecho.

PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

PAG. 18

UNIVERSIDAD NACIONAL SAN LUIS GONZAGA DE ICA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

WEBGRAFIA  http://www.ana.gob.pe/sites/default/files/archivos/paginas/e_anexo_3_parte_ 9_0_0.pdf  https://es.wikipedia.org/wiki/Tratamiento_de_aguas_residuales#Desinfecci.C3. B3n  http://www.aguasistec.com/planta-de-tratamiento-de-aguas-residuales.php  https://es.slideshare.net/Irving2254/tratamiento-de-aguas-residuales-20222285

PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

PAG. 19