Diseño de Instalaciones de Tratamiento de Agua

Asignatura: Diseño de Instalaciones de Tratamiento de Agua
Código: 16565
Centro: Facultad de Ciencias
Titulación: Grado en Ingeniería Química
Nivel: Grado
Tipo: Optativa
Nº de créditos: 6 ECTS
1.
ASIGNATURA / COURSE TITTLE
Diseño de Instalaciones de Tratamiento de Agua / Water and Wastewater
Treatment Plant Design
1.1.
Código / Course number
16565
1.2.
Materia / Content area
Intensificación Tecnológica / Technological Intensification
1.3.
Tipo / Course type
Optativa / Elective subject
1.4.
Nivel / Course level
Grado / Bachelor (first cycle)
1.5.
Curso / Year
4º / 4th
1.6.
Semestre / Semester
2º / 2nd (Fall semester)
1.7.
Idioma / Language
Español. Se emplea también Inglés en material docente / In addition to
Spanish, English is also extensively used in teaching material
1.8.
Requisitos Previos / Prerequisites
Recomendable haber superado las asignaturas Fundamentos de Ingeniería
Química, Ingeniería de la Reacción Química, Ingeniería Ambiental, Operaciones
de Separación, Ingeniería de Fluidos / Chemical Engineering Basis, Chemical
Reaction Engineering, Environmental Engineering, Separation Processes, Fluids
Engineering.
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Asignatura: Diseño de Instalaciones de Tratamiento de Agua
Código: 16565
Centro: Facultad de Ciencias
Titulación: Grado en Ingeniería Química
Nivel: Grado
Tipo: Optativa
Nº de créditos: 6 ECTS
1.9.
Requisitos mínimos de asistencia a las sesiones
presenciales / Minimum attendance requirement
La asistencia es obligatoria, se permitirá un 20% de faltas no justificadas / Attendance
at a minimum of 80% of in-class sessions is mandatory
La asistencia a las clases prácticas/tutorías/trabajo de campo es obligatoria /
Attendance of the seminars/tutorials/fieldwork is mandatory
1.10. Datos del equipo docente / Faculty Data
Coordinador:
Docente(s) / Lecturer(s): Juan José Rodriguez Jimenez
Departamento de Química Física Aplicada/ Department of Applied Physical Chemistry
Facultad de Ciencias/ Faculty of Sciences
Despacho / Office : Módulo 8, Despacho 605
Teléfono / Phone: +34 914974048
Correo electrónico/Email: [email protected]
Página web/Website: www.uam.es/iq
Horario de atención al alumnado/Office hours: No hay un horario fijado. Solicitud vía
correo electrónico / There is no a fixed office hours. Tutorship must be requested by
e-mail.
1.11. Objetivos del Curso / Course objetives
Objetivos
Los contenidos de la materia se programan y organizan para transmitir al
estudiante los conocimientos necesarios para calibrar la magnitud e
importancia de los problemas de contaminación hídrica y la significación actual
del factor ambiental en las actividades humanas. Se tratan las soluciones
técnicas empleadas para el control de la contaminación de las aguas.
Competencias
-
Conocer los sistemas de potabilización y tratamiento de aguas.
Diseñar sistemas de eliminación de materia en suspensión.
Diseñar reactores biológicos de fangos activos.
Diseñar sistemas de tratamiento terciario aplicados a aguas potables y
residuales.
Conocer sistemas de desinfección.
Diseñar los sistemas de acondicionamiento y tratamiento de lodos.
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Código: 16565
Centro: Facultad de Ciencias
Titulación: Grado en Ingeniería Química
Nivel: Grado
Tipo: Optativa
Nº de créditos: 6 ECTS
1.12 . Contenidos del Programa / Course Contents
Tema 1. Introducción al tratamiento de aguas.
El agua como recurso. Disponibilidad de recursos hídricos. La
calidad de las aguas en relación con sus aplicaciones.
Aguas residuales. Tipos y características. Definición de un problema
de contaminación de aguas
La depuradora como sistema industrial. Tipos de depuradoras.
Esquema general de una EDAR. Consideraciones básicas sobre la
depuración de aguas residuales industriales. Plantas potabilizadoras.
Tema 2. Pretratamiento. Desbaste. Desarenado. Desengrasado. Aliviaderos.
Medidores de caudal.
Tema 3. Tratamiento primario. Operaciones físicas. La sedimentación: Tipos
y aplicaciones. Sedimentación libre. Sedimentación floculante. Bases
para el diseño del sedimentador primario. Sedimentación zonal:
Cálculos básicos. Coagulación-floculación. La filtración a través de
lechos porosos.
Tema 4. Tratamiento secundario. Métodos de tratamiento biológico.
Procesos aerobios: Sistemas de lodos activos. Reactores discontinuos
secuenciales. Reactores biológicos de membranas. Filtros biológicos.
Cálculo del sedimentador secundario. Contactores rotatorios.
Sistemas anaerobios: Fundamentos. Aplicaciones y tipos de
reactores. Eliminación de nutrientes mediante procesos biológicos.
Tema 5. Sistemas de tratamiento terciario. Eliminación de nutrientes.
Intercambio iónico. Ultrafiltración. Osmosis inversa.
Arrastre con aire. Campos de aplicación en el tratamiento de aguas.
Bases para el diseño.
La adsorción en el tratamiento de las aguas. Aplicaciones.
Adsorbentes empleados. El carbón activo. Formas de contacto.
Sistemas de mezcla con agitación. Adsorción en columna.
Oxidación química. Oxidantes empleados. Oxidación húmeda.
Procesos de oxidación avanzada. Otros métodos de oxidación
química.
Eliminación de metales pesados de las aguas. Métodos.
Precipitación: Agentes empleados. Configuración de una instalación
de precipitación. Otras aplicaciones de la precipitación en el
tratamiento de las aguas. Tecnologías avanzadas para la eliminación
de metales pesados.
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Código: 16565
Centro: Facultad de Ciencias
Titulación: Grado en Ingeniería Química
Nivel: Grado
Tipo: Optativa
Nº de créditos: 6 ECTS
Tema 6. Desinfección. Objeto y campos de aplicación. Desinfección con
cloro. Empleo de otros agentes químicos. Métodos físicos.
Tema 7. Tratamiento de los lodos resultantes de las operaciones de
depuración de aguas. Esquemas conceptuales. Espesamiento por
gravedad. Flotación. Estabilización. Digestión aerobia. Digestión
anaerobia: Fundamentos y criterios de diseño. Deshidratación de los
lodos. Filtración. Centrifugación. Vías de gestión de los sólidos.
Compostaje. Incineración.
Tema 8. Bases para el uso sostenible del agua. Racionalización del consumo:
Criterios y oportunidades. El reuso de las aguas tratadas: Campos de
aplicación y requisitos de calidad. Reutilización del agua en la
industria.
1.13 . Referencias de Consulta / Course bibliography


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
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
2
APHA, AWWA, WPCF “Métodos Normalizados para el Análisis de Aguas
Potables y Residuales”. Madrid, Ed. Díaz de Santos, 1992.
BUENO, J.L.; SASTRE, H. y LAVIN, A.G. ‘Contaminación e Ingeniería
Ambiental’. FICYT, 1997.
KIELY, G. ‘Ingeniería Ambiental’’. Ed. McGraw-Hill, 1999.
METCALF & EDDY Inc. ‘Ingeniería Sanitaria: Tratamiento, Evaluación y
Reutilización de las Aguas Residuales’ (3ªed). Labor. 2000.
RAMALHO, M.S. ‘Tratamiento de Aguas Residuales’. Ed. Reverté, 1991.
RAO, C.S. ‘Environmental Pollution Control Engineering’. John Wiley &
Sons, 1998.
Svarovsky, L. “Solid-Liquid Separation”. Butterworh-Heinemann,
Oxford, 2000.
WEBER, W.J. ‘Procesos Físico-químicos para el Control de la Calidad de
las Aguas’. Ed. Reverté.1979.
Métodos Docentes / Teaching methodology

Actividades presenciales
-
Clases teóricas: consistirán de forma prioritaria en lecciones magistrales en
las que se expondrá de forma ordenada y sistemática el temario de la
asignatura. Se utilizarán de manera habitual materiales multimedia que
estarán a disposición de los alumnos en la página virtual de la asignatura.
Clases prácticas de resolución de problemas numéricos: resolución por parte
de los alumnos de ejercicios y casos prácticos propuestos por el profesor.
-
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Titulación: Grado en Ingeniería Química
Nivel: Grado
Tipo: Optativa
Nº de créditos: 6 ECTS
Los estudiantes que conforman el grupo se dividirán en grupos de 20. Se
contemplan cuatro tipos de clases prácticas:
a) Corrección de ejercicios: exposición oral por parte de los alumnos de
ejercicios resueltos durante el tiempo de estudio personal.
b) Talleres de ejercicios: realización de ejercicios en el aula bajo la
supervisión del profesor. Los alumnos podrán utilizar el material teórico
de que dispongan.
c) Controles: pruebas breves de conocimiento para evaluar el grado de
aprendizaje de la materia en distintos momentos del semestre.
d) Prácticas con medios informáticos: aplicación de la plataforma WEST
para la simulación y optimización de unidades de tratamiento de aguas
residuales.
La asignatura recoge prácticas de laboratorio (Determinación de parámetros de
Calidad de las Aguas, Filtración, Coagulación/Floculación, Sistema de lodos
activos y Adsorción). Además, se realizará una visita a una estación depuradora
de aguas residuales.
Actividades no presenciales:

Entrega de problemas y casos de estudio.

Docencia en red: materiales didácticos y problemas resueltos.

Tutorías y foro de discusión virtuales.
En el desarrollo de las actividades no presenciales se aprovecharán las
prestaciones que brinda la página moodle de la asignatura para la presentación
de contenidos (transparencias, hojas de problemas, ejemplos, problemas
resueltos, etc.) y en la comunicación entre los profesores y los estudiantes y
entre los propios estudiantes.
3
Tiempo de trabajo
Studend workload
del
estudiante
Nº de horas
Presencial
Clases teóricas (44 h)
Clases prácticas (6 h)
Prácticas de laboratorio (8 h)
Prácticas de campo
Actividades de evaluación
58 h (38,8%)
8 h (5,4%)
4 h (2,8%)
/
Porcentaje
70 horas
(47%)
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Titulación: Grado en Ingeniería Química
Nivel: Grado
Tipo: Optativa
Nº de créditos: 6 ECTS
Realización de actividades prácticas
Estudio semanal (14 semanas x 3 h/semana)
Preparación del examen
Carga total de horas de trabajo:
No
presencial
4
15 h (10,0%)
42 h (28,0%)
23 h (15,3%)
150 h
80 horas
(53%)
Métodos de evaluación y porcentaje en la
calificación final / Evaluation procedures
and weight of components in the final
grade
Examen parcial y final (65%).
Participación en clases prácticas (15%)
Repertorio de problemas propuestos (10%).
Prácticas de laboratorio (10%).
El 65 % de la calificación de la asignatura corresponderá a un examen final de
la asignatura. Este examen recogerá toda la asignatura (teoría y problemas) y
se realizará al finalizar el semestre, en la fecha establecida por la Facultad. Se
realizará un examen parcial liberatorio de materia a la mitad del semestre.
Para superar la asignatura el alumno deberá obtener una calificación mínima
de 4,0 sobre 10 en el examen final.
El aprendizaje y la formación adquirida por el estudiante serán evaluados a lo
largo del curso. En este sentido, se tendrá en cuenta la participación activa de
los alumnos en las clases prácticas obligatorias y la entrega de supuestos
prácticos, donde se profundizará en el conocimiento de los conceptos
desarrollados en cada uno de los bloques temáticos. La valoración de estas
actividades supondrá el 15 % de la calificación final del alumno.
Durante el curso se propondrán ejercicios para realizar como actividad no
presencial. La valoración de estos ejercicios supondrá el 10 % de la calificación
final del alumno.
Las prácticas de laboratorio supondrán un 10% de la calificación final de la
asignatura. Los estudiantes entregarán un guión que recoja los resultados y la
discusión de los mismos.
El estudiante que haya participado en menos de un 20% de las actividades de
evaluación, será calificado en la convocatoria ordinaria como “No evaluado”.
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Titulación: Grado en Ingeniería Química
Nivel: Grado
Tipo: Optativa
Nº de créditos: 6 ECTS
En la convocatoria extraordinaria se evaluarán únicamente aquellas actividades
no superadas en la convocatoria ordinaria. Los estudiantes que no hayan
superado la parte de entrega de supuestos prácticos tendrán la posibilidad de
presentarlos para ser evaluados.
5
Cronograma* / Course calendar
Bloque Temático
Clases
Tema 1. Introducción al tratamiento
de aguas.
Clases teóricas en aula: 3 horas
Tema 2. Pretratamiento.
Clases teóricas en aula: 2 horas
Clases de problemas en aula: 1 hora
Clases prácticas en aula: 1 hora
Tema 3. Tratamiento primario.
Clases teóricas en aula: 4 horas
Clases de problemas en aula: 2 horas
Clases prácticas en aula: 2 horas
Clases de laboratorio: 8 horas
Tema 4. Tratamiento secundario.
Clases teóricas en aula: 4 horas
Clases de problemas en aula: 5 horas
Clases prácticas en aula: 1 hora
Clases de laboratorio: 4 horas
Examen Parcial
4 horas
Tema 5. Sistemas de tratamiento
terciario.
Clases teóricas en aula: 10 horas
Clases de problemas en aula: 5 horas
Clases prácticas en aula: 1 hora
Clases de laboratorio: 4 horas
Tema 6. Desinfección.
Clases teóricas en aula: 3 horas
Clases de problemas en aula: 1 hora
Clases prácticas en aula: 1 hora
Tema 7. Tratamiento de los lodos
resultantes de las operaciones de
depuración de aguas.
Clases teóricas en aula: 2 horas
Clases de problemas en aula: 1 hora
Tema 8. Bases para el uso sostenible
del agua.
Clases teóricas en aula: 1 hora
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Centro: Facultad de Ciencias
Titulación: Grado en Ingeniería Química
Nivel: Grado
Tipo: Optativa
Nº de créditos: 6 ECTS
Tutorías en grupo (10 estudiantes)
4 horas
Examen Final. Convocatoria de Mayo
4 horas
Examen Final. Convocatoria de Junio
4 horas
*Este cronograma tiene carácter orientativo
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