BIENVENIDOS - Comisión Nacional del Agua

BIENVENIDOS
Rocio Fragoso
Hach de México
2013
Aplicaciones de
Medición de Sólidos
Suspendidos y
Orgánicos.
‹#›
Medición y Control
de los sólidos
Rocio Fragoso
[email protected]
¿Qué son los sólidos?
Sólidos sedimentados: el lodo primario se define
generalmente como sólido que se separó por suspensión en una
solución acuosa.
Planta de tratamiento de agua residual
Lodo activado
Comprenda y controle sus
sólidos
• El control de sólidos es de vital importancia.
• Afecta directamente:
– el desempeño de las plantas (DBO por ejemplo)
– la capacidad del proceso (cuál son sus SST en el
influente, por ejemplo)
– costo total de operación.
Si no puede medir/monitorear con exactitud
su proceso, entonces no puede controlar con
exactitud su proceso
Comprenda y controle
sus sólidos
• El tratamiento primario por medio de la
precipitación y sedimentación remueve:
– 50 al 60% de los orgánicos totales
– 20 al 30% del nitrógeno total en el Influente
• El tratamiento primario industrial está
diseñado para:
– precipitar y sedimentar los sólidos
– neutralizar el efluente industrial antes de ser tratado
municipalmente.
¿ POR QUE MEDIR LOS
SOLIDOS SUPENDIDOS?
*Control de la cuantificación de sólidos
Biomasa cuantificada por las mediciones de sólidos suspendidos
Control de RAS y WAS
Parámetro de control más importante en los procesos de lodo
activados.
*Cumplimiento normativo
NPDES permite incluir normalmente los Sólidos suspendidos totales
(TSS).
*Eficiencia en la remoción
Control de alimentación química
Reducción de contenido de agua/reducción de los costos en el
transporte de desechos.
¿Qué hacemos con la Medición?
Calcular el lodo activado de retorno (RAS)
Calcular el lodo activado residual (WAS)
Calcular el tiempo de retención de lodo (SRT)
Determinar la profundidad/altura de colcha de lodos
Determinar la eficiencia de los mecanismos de
deshidratación
Cumplimiento normativo
• Sólidos suspendidos totales
– Promedio mensual < 30
mg/L
– Promedio semanal < 45 mg/L
– Muestra de compuesto de 24
horas
• También conocido como
– Sólidos totales no filtrables
– Método gravimétrico
• Se necesita de métodos de
laboratorio para el
cumplimiento
¡4 horas!
Eficiencia en la remoción Control de sedimentación y
alimentación química
•
Eficiencia en la remoción Control de sedimentación y
alimentación química
Efectos
– Requiere de coagulante o polímetro para crear un efluente limpio
(Incremento en costo de tratamiento)
– Control manual de la dosis química lleva a un uso químico más alto
(más de lo necesario)
– Violación de los limites permisibles
Problemas de abultamiento general, las burbujas de gas ocasionan el lodo flotante, convirtiéndolo en cenizas en
la parte superior de un clarificador.
Concentración de los sólidos
• El control adecuado de la concentración de
sólidos en un proceso de tratamiento de agua
residual del lodo activado es la técnica más
importante utilizada por los operadores para
controlar el proceso de tratamiento.
– Lleva a:
• Desempeño mejorado de la planta
• Mejor calidad de efluente
• Costos de operación reducidos
Control del inventario de
sólidos- Puede:
• Permitir, que la capacidad adicional sea realizada en procesos de unidades
individuales;
• Potencialmente permite que la nitrificación sea alcanzada sin la
construcción de tratamiento biológico adicional;
• Reducir el uso de energía y los costos asociados con la aireación en los
procesos biológicos
• Reducir los costos por administración de biosólidos al reducir la cantidad de
sólidos que necesitan procesamiento
• Mejorar las características de sedimentación de las biomasas
• Mejorar la facilidad y estabilidad de las operaciones en plantas
• Dar como resultado una mejora total en la calidad de efluente.
Control de inventario de sólidos para la optimización de planta de tratamiento de agua residual
Edición N.° 1.0
Fecha de publicación: marzo de 2004
2004 Federación de municipalidades canadienses y concejo de investigaciones nacionales
SBN 1–897094–60–4
Métodos de laboratorio
tradicionales para los sólidos
apoyados en Hach
• Sólidos, Materia sedimentable
– El cono de Imhoff
• Sólidos suspendidos no filtrables
– Totales y volátiles
• Filtrables totales
– Sólidos disueltos totales
• Disueltos volátiles y disueltos fijos
• Volátiles y fijos totales
• Suspendidos totales
Medición de sólidos
Medición de SST con un
Turbidímetro
• El Turbidímetro 2100AN Hach
se puede calibrar para
proporcionar una estimación
exacta de SST mg/L en
efluentes para un monitoreo
rápido y sencillo.
• Este método proporciona una
manera de monitorear rápida y
frecuentemente los SST de
efluente mientras utiliza el difícil
método gravimétrico únicamente
para propósitos de elaboración
de informes.
Nuevo TSS portátil:
Instrumento portátil para sólidos suspendidos
y turbidez
Principio de Operacion
Para Turbidez: 2-canales
a 90° para la medición
de Luz dispersa. Medida
en accordancia con DIN
EN 27027 / ISO 7027;
Mediciones adicionales
para la verificación del
valor se realizan en los
seis-canales de ángulo
multiple
Para Sólidos Suspendidos:
Medida Modificada de la
absorbancia: Seis-canales
de ángulo multiple de
medición.
Receiver 1 & 2
Sender 1
180°
Sender 2
Receiver
3&4
Principio de Operacion
Multi-Beam unico
Sistema de Luz por pulsos
infrarojos
Receiver 1
Receiver 2
Emitter 1
Emitter 2
Definicion del angulo:
E1  R2  90° (Turbidez)
E2  R1  90° (Turbidez)
E1 & E2  R3 & R4  180°
(SST)
Receiver 3
Receiver 4
Aplicaciones
 El TSS Portatil de Hach es ideal
para monitoreo remoto de
turbidez, solidos
suspendidos/nivel de mancha de
lodos en aguas municipales e
industriales, agua potable,
monitoreo de rios. ( Igual que el
Solitax sc).
Especificaciones
Rango:
Turbidez
0.001- 4000 NTU
Solidos Suspendidos:
0.001- 400 g/l (1 - 400,000 mg/l )
(Upper range depending on sample characteristics)
Precision:
Turbidez:
< 3% or +/- 0.02 NTU
Solidos Suspendidos:
< 4% or +/- 0.001 g/l
Unidades de Medicion
Turbidez: NTU, FNU, EBC
Solidos Suspendidos: ppm, mg/L, g/L,
%
Rango de Operacion de temperatura:
32 to 140ºF (0 to 60°C)
Rango de operacion de presion:
0-145 psi (0-10 bar)
Materiales en contacto con la
muestra
Sensor: acero inoxidable
Sensor window: Zafiro
Garantia
2 años.
‹#›
Ventajas de la medicion portatil
 Puede ser usado para llegar a cualquier punto
de medicion.
 Resultados rapidos para el control de
procesos
 Facil de Usar
 Reduce el tiempo usado para el analisis de
laboratorio.
‹#›
La memoria interna almacena hasta 290
valores
 El Hach TSS Portatil colecta y
guarda hasta 290 valores de
medicion con Fecha, Hora, locacion y
homogeneidad como un porcentaje.
Materiales de Alta duracion
La sonda esta hecha de acero
inoxidable pulido que previene
que las particulas se adhieran
haciendo mas facil su limpieza.
 Acero Inoxidable para largo
tiempo de vida
 La proteccion de las ventanas
con Zafiro lo hacen resistente a
las rayaduras haciendo de las
mediciones estables y precisas.
Nivel de Mancha de Lodos
 El TSS Portatil puede medir el nivel de mancha de lodos
seleccionando las unidades mg/L, calibrando el sistema y
Lentamente introduciendo la sonda en el agua.
 La concentracion de SS se incrementara significativamente
cuando alcance la mancha de Lodos. Despues use el Cable
del Sensor (marcado Metro a Metro)para determinar la
profundidad de la cama de Lodos del agua superficial.
Mantenimiento
 El Unico mantenimiento que requiere es la
limpieza de la ventana de medicion dependiendo
de la aplicacion,si se requiriera, se puede limpiar
con un agente de limpieza convencional y un trapo
suave que no deje peluzas. En el Caso de
incrustaciones en la ventana de medicion, puede
ser limpiada con un trapo humedecido con Acido
Hidroclorico al 5%.
Sonda de sólidos TSS sc
 TSS sc y TSS W sc:
 Sonda con/sin limpiador. Comparable con SOLITAX
hs-line sc y SOLITAX highline sc.
 Diferencia: TSS sc puede medir en aguas “más
obscuras” que SOLITAX sc (debido a que el
sistema óptico de TSS sc tiene 2 diodos foto
emisores y 4 receptores).
 TSS HT sc:
 Sonda de alta temperatura hasta 90°C/194°F
(temporal 95°C/203°F).
 TSS EX1 sc:
 Sonda con certificación Clase 1, División 1.
 TSS TITANIUM2 sc y TSS TITANIUM7 sc:
 Sonda para medios agresivos (TITANIUM2)
 Sonda para la aplicación de agua de mar y aplicación
con alto contenido de sal. (TITANIUM7)
TSS sc
TSS W sc
TSS HT sc
TriClamp
TSS TITANIUM2 sc
TSS TITANIUM7 sc
TSS HT sc
SOLITAXsc
• Sensor de sólidos
suspendidos y turbiedad
SOLITAXsc
– Emite una luz infrarroja de
860nm
– 90° de detector para turbiedad
– 90° y 140° de detectores para
sólidos suspendidos
– El color no interfiere
– Compensa para el tamaño y
forma de las partículas
– Rango: 0.1mg/L – 15%
Excelente correlación con el análisis de
laboratorio
Método óptico
Método gravimétrico
Opciones de SOLITAXsc
• Instalación en punto
fijo
– Sonda de inmersión
sumergida en Tanque
abierto,
– Medición de turbiedad o
sólidos suspendidos
– Medición de sólidos
suspendidos fácilmente
calibrado para
concordar con el
análisis de laboratorio
– Ópticos de autolimpieza
con limpiador incorporado
Solitax
Opciones para el SOLITAXsc
Control de Concentración de
sólidos - tanques de aireación
Sólidos,
nivel de cama
de lodos
SONATAXsc
Monitor de nivel de lodo
SONATAXsc
– Monitor de interfaz ultrasónico
– Limpiador magnéticamente acoplado
– Compensación de inclinación
automático interno en el sensor
– Exploraciones de 700 a 1300 kHz
– Compensación automática de
temperatura
– El LED de rendimiento permite la verificación
rápida del sistema
SONATAXsc – Montaje en punto
fijo
Principio de medición
SONATAXsc – Montaje en punto
pivote
Visualización de Sonatax
A trabajar con el sensor TSS
ORGANICOS
‹#›
Medición de Orgánicos
•DBO =
•DQO =
•COT =
•SAC =
Substancias accesible a oxidación orgánica
Substancias accesible a oxidación química
Registra el carbono orgánico total
Se focaliza en la absorción de luz UV
DQO
DBO
SAC
TOC
‹#›
Medición de Orgánicos
‹#›
QUE ES DBO
Demanda Bioquímica de Oxigeno: Cuanto oxigeno
consumen los organismos de la muestra (en cierto tiempo).
DBO5 es la medida mas común para estas mediciones
“5” son los días entre la medición inicial y final de oxigeno
DBO7 seria similar pero a 7 días.
Es la medida que la entidad regulatoria admite para reporte
de la carga orgánica del agua.
Se usa a nivel global como indicador de carga orgánica (ej.
DS 90/2000, limite 35mg/l, para cuerpos sin dilución).
‹#›
Como y donde se mide la DBO
Influente
Pre tratamiento
Efluente
Laboratorio
Procesos
IntelliCAL™ LBOD101-01
IntelliCAL™ LBOD
• TecnologiaLDO
• Agitador integrado
• Disenhado especificamente para DBO
– Disenho de botrella de : 15.875 mm (0.625 in.)
– Puede ser usado en cualquier instalacion.
• Se usa en combinacion con HQ40d
ORGANICOS
Medición de Orgánicos, en Linea
• DBO5
• DQO
• TOC (Total Organic Carbon)
– Combustion
– Persulfato UV
– Oxidación dos etapas – radicales hidroxilo
• SAC254 (Spectral Absorbance Coefficient)
TOC
Aplicaciones
–
–
–
–
–
–
–
Monitoreo de Aguas superficiales
Control de Adicion de Coagulante
Control de pre cloracion
Monitoreo de vertidos toxicos
Preoteccion de Biomasa de lodos
Derrame de aceites hdraulicos
Percolados
TOC 3 tecnologías
UV+Persulfato
Combustion HT
Oxidacion 2 etapas
Conductividad Diff.
En donde podemos medit TOC
• Retorno de
Condensado
• Aguas Servidas
• Agua de caldera
• Agua Potable
• Agua enfriamiento
SAC 254
Medición de Orgánicos
• SAC (Spectral Absorbance Coefficient)
Correlaciona a:
• DBO5
• DQO
• TOC
Principio de Operación
 El Coeficiente de absorción espectral es una
medida de la materia orgánica en una solución.
 El UVAS sc mide la cantidad de luz UV que
se transmite al detector fotométrico.
 El equipo compensa en turbiedad a 550 nm y
sustrae el valor a la medida de 254 nm.
 El analisis se hace directamente el agua
medida, no se requieren reactivos u otro tipo
de manejo de la muestra.
 La celda de medición se limpia
continuamente con un sistema mecánico
(wiper), liberando cualquier deposito que se
atrape en la celda.
Receptor, sistema
de medicion
Wiper
doble
Lampara
UV
Area de la celda
Espejo
Receptor de
referencia
SAC 254
Medición de Orgánicos
 Automatizar sistema de alerta temprana de alta carga orgánica
Desvío o ajuste ante “shock” orgánico.
 Control de Procesos de lodos activados
Determinación de relación F/M para WAS
Optimización de adición de nutrientes
Control de adición de Metanol en procesos de RBN
 Monitoreo de efluente final
(Correlacionado con DBO, DQO o TOC)
 Monitoreo de desinfección UV.
Descargas de
Sobrenadante
Comparación del SAC
0.8
COD
COD, SAC
0.6
SAC
0.4
Comparación
SAC y DQO
0.2
(entrada PTAR)
0
0
24
48
72
Comparación SAC y BOD
96
120
144 t [h] 168
Comparación SAC y TOC
Aplicaciones generales y
tendencias
Existen diferentes tipos de
contaminantes organicos
??
Después de algunos Fenómenos
naturales (Huracanes) es
importante analizar las playas.
Los sólidos suspendidos impiden
que la luz llegue hasta los
organismos fotosintéticos
(Reducción de Oxigeno)
Los potenciales impactos acuáticos incluyen:
derrames y descargas de petróleo; liberación de
contaminantes en relación con la re suspensión del
sedimento, el aflujo superficial, y las descargas de
fuentes puntuales; destrucción del hábitat; cambios
en la composición química y circulación del agua;
preocupaciones ocupacionales y de salud pública; y,
seguridad en el transporte.
»Por su Atención Gracias
Rocio Fragoso
[email protected]