Universidad Tecnológica de Querétaro

Universidad Tecnológica
de Querétaro
Firmado digitalmente por Universidad Tecnológica de
Querétaro
Nombre de reconocimiento (DN): cn=Universidad
Tecnológica de Querétaro, o=Universidad Tecnológica de
Querétaro, ou, [email protected], c=MX
Fecha: 2012.01.17 11:14:43 -06'00'
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE QUERÉTARO
Nombre del proyecto
Elaboración del manual de procedimientos para la instalación, función,
operación y mantenimiento de las Plantas de Tratamiento de Agua Residual
MICROCLAR.
Empresa:
“Estudios y Proyectos de Gestión Ambiental”
Memoria que como parte de los requisitos para obtener el titulo de:
Técnico Superior Universitario en Tecnología Ambiental.
Presenta:
Nolasco Hernández Patricia.
Asesor de la UTEQ:
Asesor de la Empresa:
M. en I. Clara Cardona Martínez.
Biol. David Flores Jaramillo
Santiago de Querétaro, Qro; Enero del 2012
C. Patricia Nolasco Hernández
Matrícula: 2010110014
Candidato al grado de Tecnóloga Ambiental.
Presente
AUTORIZACIÓN DE PRESENTACIÓN DE MEMORIA.
El que suscribe, por medio del presente le informa a Usted, que se le autoriza la
presentación de su memoria de la Estadía profesional, titulada:” Elaboración del
manual de procedimientos para la instalación, función, operación y mantenimiento
de las Plantas de Tratamiento de Agua Residual MICROCLAR”, realizado en la
empresa “Estudios y Proyectos de Gestión Ambiental”.
Trabajo que fue revisado y aprobado por el Comité de Asesores, integrado por:
Biol. David Flores Jaramillo
M. en I. Clara Cardona Martínez
Asesor de la Empresa
Profesor Asesor
Se hace constar el NO adeudo de materiales en las siguientes áreas.
______________________
______________
______________________
Biblioteca UTEQ
Lab. Informática
Lab. de Tecnología
Atentamente
______________________________
Director de la División
RESUMEN
El agua es el líquido fundamental de cualquier vida en el planeta, con el
paso del tiempo las estadísticas poblacionales cada vez van en creciente aumento
destacando así la importancia de este vital líquido; el problema de la falta de agua
ha comenzado a ser notorio desde hace algunos años, por lo que se optó por
encontrar un tratamiento correspondiente al tipo de descarga, ayudando así a un
reúso continuo y un mejor aprovechamiento del liquido.
En el presente trabajo
se expone el manual de procedimientos de las PTAR MICROCLAR, que están
compuestas por una nueva tecnología llamada “USBF” (Upflow Sludge Blanket
Filtration),la cual, es una modificación del tratamiento de aguas residuales
convencional; consta a gran detalle, del tratamiento biológico y la incorporación de
una zona de aireación, una zona anóxica y la zona clarificante en una sola unidad
con flujo continuo, a su vez el agua tratada es separada por medio de la filtración
ascendente a través del lecho de lodos, resultando así una mayor eficiencia en el
tratamiento; Estos reactores biológicos MICROCLAR, tratan descargas de aguas
negras y grises que proceden de descargas domesticas ya sean fuentes
residenciales, institucionales, locales comerciales e industriales; la calidad del
efluente resultante se encuentra vigente bajo la NOM-003-SEMARNAT-1997
permitiendo su reúso para una gran variedad de propósitos en contacto directo
como: riego, lavado de autos, pisos e incluso permite el retorno a sanitarios,
reciclando así cada litro de consumo de agua en el hogar. No requiere la
incorporación de ningún químico, por tanto, los lodos resultantes del proceso son
utilizados directamente como fertilizante, composta u otros usos ecológicos. USBF
la tecnología, resulta una gran ventaja sobre las PTAR convencionales ya que
estas últimas requieren un mayor trabajo y control, sin mencionar las grandes
dimensiones y costos.
i
INDICE
Página
RESUMEN
i
ÍNDICE
ii
I.
INTRODUCCIÓN
1
II.
ANTECEDENTES
3
III.
JUSTIFICACIÓN
5
IV.
OBJETIVOS
7
V.
ALCANCES
8
VI.
JUSTIFICACIÓN TEÓRICA
10
6.1
Agua residual domestica en México
10
6.2
Problema Hídrico en Querétaro
16
6.3
Contaminantes Orgánicos
19
6.3
Materia Orgánica
19
6.4
Proceso Biológico en el tratamiento de agua
Residual doméstica.
19
6.4.1 Proceso de Oxidación Biológica
19
6.4.2 Reacción de síntesis o asimilación
20
6.4.3 Reacción de oxidación y respiración
Endógena
6.5
20
Factores que intervienen en la Reacción Biológica
21
6.5.1 Nutrientes
21
6.5.2 Proceso de Desnitrificación
22
6.5.3 Proceso de Aereación
23
6.6
Lodos activados, principios de funcionamiento
25
6.7
Pruebas de laboratorio básicas para medir la
calidad del efluente de agua tratada.
27
ii
6.7.1 pH
27
6.7.2 Oxigeno Disuelto (OD)
28
6.7.3 Demanda Bioquímica de Oxigeno (DQO)
29
6.7.4 Demanda Química de Oxigeno (DBO)
29
6.7.5 Grasas y Aceites
30
6.7.6 Sustancias Activas al Azul de Metileno (SAAM)30
6.7.7 Parámetros Biológicos
6.7.7.1 Coliformes Fecales
6.8
31
32
Normas Oficiales Mexicanas en materia de Aguas
Residuales
6.8.1 NOM-001-SEMARNAT-1997
33
6.8.2 NOM-002-SEMARNAT-1997
33
6.8.3 NOM-003-SEMARNAT-1997
33
VII.
PLAN DE ACTIVIDADES
34
VIII.
RECURSOS MATERIALES Y HUMANOS
35
IX.
DESARROLLO DEL PROYECTO
36
9.1
Pre-evaluación
36
9.2
Instalación
39
9.3
Operación
40
9.4
Funcionamiento
41
9.5
Mantenimiento
42
X.
RESULTADOS OBTENIDOS
43
XI.
ANÁLISIS DE RIESGOS
45
XII.
CONCLUSIONES
47
XIII.
RECOMENDACIONES
48
XIV
GLOSARIO
49
XIV.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
53
iii
I. INTRODUCCIÓN
El término “tratamiento de agua” es el conjunto de operaciones unitarias de
tipo químico, físico, o biológico según sea el caso, cuya finalidad es la eliminación
o reducción de las características no deseables en el agua o contaminantes. La
finalidad de esta operación es obtener aguas con las características necesarias al
uso que se le quiera dar.
En los últimos años con el creciente aumento de la población se ha creado
un desequilibrio notorio entre la demanda y la disponibilidad del agua para
diversos usos; el manejo inadecuado de los recursos hídricos ha ocasionado la
proliferación de contaminación y sobre explotación innecesaria de acuíferos, lo
que incide directamente en los ecosistemas, la salud y calidad de vida de la
población en general.
El reúso del agua es la mejor alternativa que ayudara a disminuir
considerablemente este problema, por ello la empresa Aledyj S.A. de C.V. creo la
división EYPROGAM (Estudios y Proyectos de Gestión Ambiental) con el fin de
disminuir este gran impacto ambiental, introduciendo al mercado estatal plantas de
tratamiento MICROCLAR con la nueva tecnología USBF.
Para poder llevar acabo esta finalidad, se creó el Manual de procedimientos
que establece los lineamientos a seguir para la correcta instalación, operación,
funcionamiento y mantenimiento de la planta tratadora de agua MICROCLAR, en
el cual, como su nombre lo indica se expone a manera detallada cada
procedimiento necesario para efectuar el funcionamiento optimo de las PTAR, esto
dará una visión más amplia al cliente y demostrara como es su funcionamiento.
La población objetivo de dicho manual se basa principalmente en los
sectores sociales y privados que no traten sus descargas de aguas residuales; así
1
como aquellos que brinden dicho servicio para el tratamiento de aguas residuales
con plantas convencionales que quieran mejorar su tratamiento.
Se realizara además el material necesario para la difusión de las PTAR con
esta nueva tecnología y su introducción al mercado estatal.
2
II. ANTECEDENTES
El agua tiene un papel vital en el desarrollo de las comunidades, es
indispensable que su abastecimiento sea seguro para que una comunidad se
establezca permanentemente. Sin embargo, los desechos líquidos y sólidos de
una comunidad tienen un potencial considerable para contaminar el ambiente, ya
que estas aguas residuales sin tratar son un problema cada vez más cotidiano, por
lo que aumenta la baja disposición de agua potable y la utilización de la misma
para usos potenciales secundarios.
La tecnología USBF es el resultado de un desarrollo que se originó en los
años 50 en la Academia Checoslovaca de Ciencias; desarrollada en la República
Checa por ECOFLUID S.R.O. y la empresa Suiza, ASK-H2O ("ASK-AGUA")quien
comercializa la tecnología internacionalmente.
USBF (Upflow Sludge Blanket Filtration), en Español “filtración ascendente
mediante un lecho de lodos“ha sido patentada, aplicada, mejorada y a la vez
galardonada con varios premios.
Desde 1999 la tecnología ha sido mejorada para obtener una capacidad
hidráulica más alta en comparación con generaciones precedentes (Combi USBF).
La tecnología USBF es aplicada en las plantas MICROCLAR; estas integran
en un solo tanque el tratamiento biológico por medio de lodos activados así como
la separación de estos del agua tratada para su recirculación; el reactor integrado
“USBF“ es una modificación del tratamiento de aguas residuales convencional en
el que se incorpora una zona de aireación, una zona anóxica, además del
clarificador, en una sola unidad con flujo continuo; el proceso de sedimentación en
una unidad separada se omite; en su lugar se separan los sólidos en suspensión
del agua tratada por medio de filtración ascendente a través del manto de lodos,
mediante este principio se logran mayores eficiencias de tratamiento. (TIM, 2010).3
Dichos reactores biológicos tratan aguas negras y grises, procedentes de
todas las fuentes domésticas permitiendo su reúso para una gran variedad de
propósitos en contacto directo, tales como: riego, lavado de autos, pisos e incluso
nos permite el retorno a sanitarios, reciclando así cada litro de consumo de agua
en el hogar.
Las plantas MICROCLAR han sido desarrolladas en Europa y hoy en día
TIM (Tecnologías Integrales Medioambientales) una división más de NAVEMAR
Internacional S.A. de C.V., (representantes de ECOFLUID en México con base a
una licencia de la empresa “ASK-AGUA” quienes comercializan y fabrican las
Plantas de Tratamiento de Agua Residual (PTAR) en México.
TIM cuenta con distribuidores exclusivos en todo el país, siendo
EYPROGAM encargado de la promoción y distribución en los estados de
Querétaro, Guanajuato y San Luis Potosí, así como de la instalación y
capacitación para el mantenimiento de las plantas de tratamiento MICROCLAR.
EYPROGAM (Estudios y Proyectos de Gestión Ambiental) es una nueva
división de la empresa ALEDYJ S.A de C.V., creada con el fin de contribuir a
disminuir el impacto ambiental introduciendo las plantas de tratamiento
MICROCLAR con tecnología USBF. (TIM, 2010).
4
III. JUSTIFICACIÓN
EYPROGAM al ser una nueva división ambiental, tiene el objetivo de
arrancar la difusión, comercialización e instalación de las plantas MICROCLAR
con tecnología USBF en los estados de Querétaro, San Luis Potosí y Guanajuato.
Para ello se realizara el manual de procedimientos, donde se explique a
detalle cada una de las etapas que integran la instalación, funcionamiento,
operación y mantenimiento de las
PTAR; se pretende que dicho manual sea
accesible para las personas involucradas en el área como para las personas
ajenas a la misma.
Las PTAR MICROCLAR destacan por sus múltiples ventajas, en cuestión
del ahorro se reduce el costo del agua hasta un 40%, la calidad del efluente
resultante se encuentra vigente bajo los límites máximos permisibles de la NOM003-SEMARNAT-1997 permitiendo así su reúso; el tratamiento biológico al que es
sometido el efluente contaminado favorece a no producir olores, permite además
que los lodos resultantes del proceso puedan ser directamente reutilizados como
composta, fertilizante y/u otros usos ecológicos.
La instalación es sencilla ya que no requiere un mayor costo en obra civil y
gracias a que la planta es compacta no requiere grandes áreas en comparación
con las PTAR convencionales.
MICROCLAR se adecua a las necesidades según las características de un
proyecto en particular, debido a que cuenta con plantas de capacidades que van
de 1 hasta 60 personas, como lo muestra la Tabla 3.1.
5
Tabla 3.1. Características y modelos de las PTAR MICROCLAR. (TIM, 2010).
MICROCLAR
Capacidad
(Personas)
Capacidad (m3)
Diámetro (m)
Altura (m)
AT6
AT8
AT10
AT12
AT15
AT20
AT30
AT40
AT50
de 2 a de 5 a de 7 a
de 10
de 12
de 15
de 21
de 31
de 41
4
6
9
a 11
a 14
a 20
a 30
a 40
a 60
0.5
0.8
1.2
1.4
1.8
2.7
3.8
5.3
7.5
1.35
1.35
1.75
1.75
2.05
2.05
2.3
2.85
2.95
1.8
2.2
2
2.2
2.2
2.7
3
2.7
3
1.3
1.7
1.5
1.7
1.7
2.5
2.5
2.2
2.5
1.15
1.5
1.25
1.5
1.5
2
2.3
2
2.3
90
120
160
180
200
250
300
350
400
Altura influente
(m)
Altura efluente
(m)
Peso (kg)
6
IV.OBJETIVOS:
4.1.
OBJETIVO GENERAL:
Elaborar el manual de procedimientos para la instalación, función, operación
y mantenimiento de las Plantas de Tratamiento de Agua Residual MICROCLAR.
4.2.
OBJETIVOS ESPECIFICOS:
Especificar las instrucciones básicas para la correcta instalación, operación,
funcionamiento y mantenimiento de las PTAR MICROCLAR, haciéndolas
entendibles tanto para las personas expertas como las ajenas al tema.
Publicación del manual de procedimientos en el sitio web de la división
ambiental EYPROGAM.
Elaborar el material necesario (folletos, tarjetas) para difundir las PTAR
MICROCLAR al mercado.
7
V. ALCANCES
El proyecto cuenta con 5 etapas a seguir:
1.
Pre-evaluación.
2.
Instalación.
3.
Operación.
4.
Funcionamiento.
5.
Mantenimiento.
1.
Realizar el Check-List del lugar donde se instalara la PTAR,
verificando las características principales del terreno a ocupar, así como el número
total de habitantes que ayudara a medir la descarga de agua residual promedio;
permitiendo al proveedor la correcta elección de la Planta.
2.
Realizar la obra civil correspondiente para la correcta instalación de
las plantas MICROCLAR, verificando las conexiones necesarias para las entradas
y salidas del efluente correspondiente, y en caso necesario hacer la adaptación
correcta a la tubería general o según sea el caso.
3.
Una vez instalado el equipo, se realizaran las actividades necesarias
para el arranque de la planta, manipulando las válvulas correspondientes de
acuerdo a lo que marca el manual de procedimientos.
8
4.
Ya estabilizada la PTAR, se expondrá el proceso a realizar en cada
una de las etapas de tratamiento así como su respectiva función:
-
Cribado.
-
Des nitrificación.
-
Activación.
-
Separador.
5.
Se determinaran los lineamientos necesarios para el mantenimiento
de la o las PTAR garantizando así su larga duración y óptimo funcionamiento.
9
VI. JUSTIFICACIÓN TEÓRICA
En todos los grandes centros urbanos del planeta Tierra se generan
grandes cantidades de aguas negras como consecuencia del desarrollo de las
actividades humanas que aumentan con el crecimiento de la población.
Cada vez que hacemos uso del cuarto de baño “condenamos” en promedio
de 10 a 20 litros de agua, en la mayoría de los casos potable, a convertirse en
agua residual negra que podría llegar a constituir un problema medioambiental
serio, no solo por el hecho de verter estas aguas contaminadas a los cauces de
los ríos, sino también por el poco aprovechamiento de ese agua para otros usos,
ocasionándose una pérdida económica y de energía.
Se denominan aguas residuales, por tanto, las que han sido utilizadas en
las viviendas, en la industria, en la agricultura y en los servicios, pudiéndose incluir
también las que proceden de lluvia y discurren por las calles y espacios libres, por
los tejados, patios y azoteas de los edificios; estas aguas residuales producidas en
la vida diaria deben ser transportadas y tratadas adecuadamente.
Los contaminantes biodegradables de las aguas negras pueden ser
degradados mediante procesos naturales o en sistemas de tratamientos hechos
por el hombre, en los que acelera el proceso de descomposición de la materia
orgánica con microorganismos. (Ronzano, 2003).
6.1.
EL AGUA RESIDUAL DOMESTICA EN MÉXICO.
De acuerdo a la Organización de las Naciones Unidas, un país con escasez
de agua es aquel que cuenta con menos de 1.000 metros cúbicos disponibles a
habitante por año, lo que no es suficiente para respaldar el progreso económico, y
es además una causa potencial de severos daños ambientales. Los países con
10
1.000 a1.700 metros cúbicos de agua por persona al año se dice que tienen
dificultades hídricas (CNA, 2010)
Como se observa en la Figura 6.1, México se ubica entre los países que se
consideran con dificultades hídricas, e incluso el área de la ciudad de México está
considerada como una cuenca con escasez de agua.
Metros cúbicos de agua por persona.
< 1.000 (Cuencas con escasez de agua)
1.000 – 1.700 (Cuencas con dificultades hídricas)
1.700 – 2.500
> 2.500
Sin datos
Figura 6.1. Lugares en el mundo con dificultades hídricas (CNA, 2010).
11
Un ejemplo de escasez de agua es el Lago de Chapala, que tiene “un déficit
permanente en cuanto al promedio anual de recarga (3.950 millones de metros
cúbicos) y el promedio anual de extracción (4.621 millones de metros cúbicos), lo
cual es independiente de las lluvias o las variaciones en los escurrimientos de la
fuerte evaporación en un globo que solo tiene 7.2 metros de máxima profundidad.
Este lago es el principal usuario de la agricultura de irrigación, que
representa el 75% del total del consumo, incluyendo el 91% de agua del subsuelo.
En el país existen enormes diferencias regionales en la disponibilidad de
agua, en tanto que un gran aumento de la población y de las actividades
industriales han determinado su disminución.
De esta manera, el Valle de México responde un nivel de escasez de agua
o estrés hídrico al registrar menos de 900 metros cúbicos por habitante al año; en
tanto que las regiones de la península de baja california y rio bravo se encuentran
en un estado de dificultades hídricas al tener menos de 1,700 metros cúbicos por
habitante al año; la mayor presión sobre el recurso hídrico se encuentra en el
norte y el centro del país, especialmente en el valle de México donde la presión
llega a 120%, Baja california con 86% y sonora con un 78% como lo muestra la
Figura 6.2.
12
Grado de presión sobre el recurso hídrico
Fuente presión (>40%)
Presión media – fuerte (20% - 40%)
Presión moderada (10% - -20&)
Escasa presión (<10%)
Grado de presión en porcentaje
Grado de presión sobre el recurso
hídrico = Volumen total del agua
concesionado / Disponibilidad natural
media de agua.
Figura 6.2. Dificultades hídricas en el país. (CNA, 2010).
13
La población urbana en nuestro país se constituye fundamentalmente de un
sistema de 116 ciudades de 50,000 o más habitantes que representan el 65% del
total nacional, entre Monterrey y Guadalajara. Distribución que además de ser
inconveniente representara la concentración del 28% de población nacional en las
tres mega ciudades para el año 2020. (CONAPO, 1974).
Indica que la población del país pasara de 106 millones 451 mil 679
personas en el año 2005 a 120 millones 639 mil 160 personas en el año 2020;
hasta llegar a 127 millones 205 mil 508 habitantes. Entre las ciudades que se
proyecta tendrán más de 500 mil habitantes en el año 2030, destacan la Ciudad
de México, Culiacán, Torreón, Chihuahua, Juárez, Hermosillo, Tijuana, Mexicali,
Nuevo Laredo, Reynosa, Matamoros y Saltillo; todas ellas con problemas de
disponibilidad de agua.
La Figura 6.3 está proyectada a 2025, muestra un incremento de las zonas
con baja y media disponibilidad del recurso, por lo que el estrés hídrico aumentara
en todo el país.
14
Escala de clasificación de la disponibilidad natural media de agua
per cápita, 2005 (m3/hab./año)
<1000
Extremadamente baja
1000 – 2000 Muy baja
2000 – 5000 Baja
5000 – 10000 Media
>10000 Alta
Delimitación estatal
Región Administrativa
Figura 6.3. Incremento del agua per-cápita 2025. (CNA, 2010).
15
6.2.
Problema Hídrico en Querétaro.
En los últimos 25 años la Zona Metropolitana de la Ciudad de Querétaro
(ZMCQ) ha desarrollado crecientes y complejos problemas en relación con los
recursos
hidráulicos necesarios
para satisfacer sus necesidades presentes y
futuras ya que necesita agua suficiente para cubrir las demandas de la agricultura,
industria y uso doméstico, imprescindibles para mantener un desarrollo económico
adecuado en la región.
Para la ZMCQ, con una población estimada de 1’827,937 habitantes en
2010 (INEGI, 1983) los retos existentes en torno al manejo del agua están
claramente correlacionados con el aumento creciente de la demanda, originada
principalmente por el crecimiento poblacional y el desarrollo económico de los
años recientes.
Un alto porcentaje del agua que se utiliza en la Zona Metropolitana de
la Ciudad de Querétaro proviene del acuífero del Valle de Querétaro, el cual
manifiesta una sobreexplotación del orden de 60% en relación a su recarga, con
un abatimiento promedio de 3.5 m3/año producto de la extracción de 110 millones
de m3 anuales. Esta condición de sobreexplotación del acuífero lo pone en grave
riesgo, por lo que se tomaron una serie de medidas para estabilizar el
abastecimiento mencionado, incluyendo la racionalización del consumo y la
reutilización de aguas tratadas, la incorporación de volúmenes
de aguas
superficiales y subterráneas provenientes de fuentes no convencionales.
La Comisión Estatal de Aguas proporciona a la ZMCQ e interior del
estado servicios
integrales
de: Agua
potable, alcantarillado consistiendo en
la recolección y conducción de aguas residuales, saneamiento de las aguas
residuales consistiendo en su disposición, tratamiento y reutilización.
16
La cobertura del agua potable en la ZMCQ es de 96.45%. El suministro de
la Ciudad de Querétaro y su zona conurbada se proporciona a través de agua
subterránea mediante pozos profundos.
En lo que respecta al tratamiento de aguas residuales la CEA en la zona
conurbada de la ciudad de Querétaro cuenta con cinco plantas, cuyas
capacidades mantienen una cobertura de tratamiento de 38%
de la cual se
reutiliza el 88% para el riego de parques, jardines y en la industria. (CEA).
En el territorio estatal se ubican 9 zonas acuíferas como lo muestra la Tabla
6.2, las cuales han sido explotadas a lo largo de los últimos 40 años.
Tabla 6. 1. Las 9 zonas acuíferas de Querétaro. (CNA, 2010).
17
La mayor explotación de agua subterránea, es para uso agrícola, sin embargo en
la zona del acuífero Valle de Querétaro, esta situación se invierte, debido a que el
mayor uso es para público urbano en el abastecimiento de la ciudad de Querétaro
y su zona conurbada. Por tanto la extracción de agua subterránea representa la
principal fuente de abastecimiento, esto se puede percatar en la Figura 6.4.
Figura 6.4. Simbología de parteaguas, sub cuenca y ríos presentes en
el estado de Querétaro. (CEA, 2010).
18
6.3.
Contaminantes Orgánicos.
Se utilizan principalmente en detergentes para ropa como sustituto de los
fosfatos y en el tratamiento del agua de las calderas para evitar la acumulación de
incrustaciones minerales. Las concentraciones en el agua para beber no
sobrepasan, por lo común, pocos microorganismos por litro.
6.3.1. Materia Orgánica.
Los compuestos orgánicos como parámetro de calidad se clasifican, en
general, dentro de dos categorías: Biodegradables o no biodegradables.
La materia biodegradable, que alimenta a los microorganismos, puede
estar en forma de carbohidratos, grasas, proteínas, alcoholes, ácidos aldehídos,
esteres, así como algunos productos finales de la descomposición microbiana.
Los compuestos orgánicos están formados por una combinación de
carbono, hidrogeno y oxígeno, junto con nitrógeno en algunos casos. Otros
elementos importantes, tales como azufre, fosforo, y hierro pueden encontrarse
también presentes. (Albir, Arnau, & Barres, 2004)
6.4.
Proceso Biológico en el tratamiento de agua residual doméstica.
6.4.1. Proceso de oxidación biológica.
La
oxidación
biológica
es
el
mecanismo
mediante
el
cual
los
microorganismos degradan la materia orgánica contaminante del agua residual.
De esta forma, se alimentan de dicha materia orgánica en presencia de oxígeno y
nutrientes, de acuerdo con la siguiente reacción:
19
Materia Orgánica + Microorganismos + Nutrientes + Oxigeno (O2) = Productos
Finales + Nuevos microorganismos + Energía
Para que lo anteriormente expuesto se produzca, son necesarias dos tipos
de reacciones fundamentales totalmente acopladas:
-
Síntesis o asimilación.
-
Respiración endógena u oxidación.
6.4.2. Reacción de síntesis o asimilación.
Consisten en la incorporación del alimento (materia orgánica y nutriente) al
interior de los microorganismos. Estos microorganismos al obtener suficiente
alimento no engordan, sino que forman nuevos microorganismos reproduciéndose
rápidamente. Parte de este alimento es utilizado como fuente de Energía.
6.4.3. Reacción de oxidación y respiración endógena.
Los microorganismos al igual que nosotros, necesitan de Energía para
poder realizar sus funciones vitales (moverse, comer etc.), dicha energía la
obtienen transformando la materia orgánica asimilada y aquella acumulada en
forma de sustancias de reserva en gases, agua y nuevos productos.
Después de un tiempo de contacto suficiente entre la materia orgánica del
agua residual y los microorganismos (bacterias), la materia orgánica del medio
disminuye considerablemente transformándose en nuevas células, gases y otros
productos. Este nuevo cultivo microbiano seguirá actuando sobre el agua residual.
20
A todo este conjunto de reacciones se les denomina de oxidación biológica,
porque los microorganismos necesitan de oxígeno para realizarlas. (Bracho &
Mendez, 1994).
6.5.
Factores que intervienen en la oxidación biológica.
Los factores principales que hay que tener en cuenta para que se
produzcan las reacciones biológicas y por tanto, la depuración del agua residual
son:
6.5.1. Los nutrientes.
El interior celular, aparte de Carbono (C), Hidrogeno (H) y Oxigeno (O2),
elementos característicos de la materia orgánica, contiene otros elementos como
son el Nitrógeno (N), Fosforo (P), Azufre (S), Calcio (Ca), Magnesio (Mg) etc.,
denominados nutrientes y que a pesar de que muchos de ellos se encuentran en
el organismo sólo en pequeñas cantidades, son fundamentales para el desarrollo
de la síntesis biológica.
Se ha determinado a nivel medio que los microorganismos para sobrevivir
necesitan por cada 1000 gr. de C, 43 de N y 6 de P, y que en las aguas residuales
urbanas existen por cada 1000 gr. de C, 200 gr. de N y 16 gr. de P.
Si comparamos lo que necesitan los microorganismos para sobrevivir, con
las cantidades existentes de dichos elementos en el agua residual, podemos
concluir que a título general dichos microorganismos pueden desarrollarse en el
agua residual perfectamente.
21
Es interesante comentar que en el caso de determinadas aguas con
vertidos industriales, las proporciones de dichos elementos no están equilibradas,
siendo necesario a veces dosificar N y P en el agua, para que pueda darse el
desarrollo bacteriano y exista depuración biológica. (Acebedo Arreguín & Mata
Ibarra, 1989).
6.5.2. Proceso de Desnitrificación.
La Desnitrificación consiste en el paso de los nitratos a nitrógeno
atmosférico, por la acción de un grupo de bacterias llamadas desnitrificantes.
Dicha forma de nitrógeno tenderá a salir a la atmósfera, consiguiéndose así,
la eliminación de nitrógeno en el agua.
Para que las bacterias desnitrificantes actúen, es necesario que el agua
tenga bastante carga de materia orgánica, una fuente de nitratos elevada, muy
poco oxígeno libre y un pH situado entre 7 y 8.
El oxígeno asociado a los nitratos es la única fuente de oxígeno necesaria
para llevar a cabo sus funciones vitales. De esta forma los niveles de oxígeno libre
en el medio donde actúan deben de ser inferiores a los 0,2 mg/l.
Es interesante comentar que el tiempo mínimo de contacto entre el agua y
las bacterias desnitrificantes debe de ser suficiente para que se produzcan las
reacciones deseadas, estimándose un tiempo mínimo de 1,5 horas a caudal
medio. (Íngenieria de Aguas Residuales, 2011).
22
6.5.3 Proceso de Aereación:
Proceso mecánico por el cual se procura un contacto íntimo del aire con el
agua. Aplicada al tratamiento de agua, la aereación transfiere moléculas
gaseosas, principalmente oxígeno, del aire (fase gaseosa) al agua (fase liquida).
Aunque a menudo la meta en disolver oxígeno en agua. La aereación incluye
también la remoción del agua de gases indeseables, como CO2 y metano; este
proceso se cita algunas veces como desgasificación.
La aereación está casi siempre acompañada de otros procesos o
reacciones que pueden ser de naturaleza física, química o bioquímica. La Tabla
6.3 da un panorama de estos procesos con los objetivos comunes y los resultados
de la aereación del agua y agua de desecho. (Domingo Santos, 2009).
23
Tabla 6.2. Procesos y resultados con agua y agua de desecho. (Nalco
Chemical Company, 1890)
Proceso de aireación en el tratamiento de agua
y agua de desecho (residual)
Reacciones
Proceso
simultaneas o
Resultados
Ejemplos
consecutivas
Oxigenación de
corrientes. PostAereación
Ninguna
Aumento en el contenido de
aereación del
(OD) Oxígeno Disuelto
efluente de una
planta de aguas
negras.
Aumento en el contenido de
Desgasificación
Aereación
(OD) Oxígeno Disuelto;
desplazamiento de impurezas
gaseosas o volátiles.
Aeración
Aeración
Oxidación
química
Oxidación
bioquímica
Oxidación de purezas
inorgánicas; aumento en el
contenido de Oxígeno Disuelto
Remoción de las impurezas
orgánicas por digestión
bioquímica.
Remoción del CO2,
H2S, metano, sabor
y olor.
Remoción del Fe,
Mn, H2S.
Remoción de la
DBO en el
tratamiento de
aguas negras.
24
6.6 Lodos activados, principios de funcionamiento.
Se mantiene un cultivo biológico formado por diversos tipos de
microorganismos y el agua residual a tratar. Los microorganismos se alimentarán
de las sustancias que lleva el agua residual para generar más microorganismos
En el proceso de lodos activados pueden distinguirse dos operaciones
claramente diferenciadas:
-
La oxidación biológica.
-
La separación sólido-líquido.
La primera tiene lugar en el denominado reactor biológico o cuba de
aireación, donde vamos a mantener el cultivo biológico en contacto con el agua
residual. El cultivo biológico, denominado licor de mezcla, está formado por gran
número de microorganismos agrupados en flóculos conjuntamente con materia
orgánica y sustancias minerales. Dichos microorganismos transforman la materia
orgánica
mediante
las
reacciones
de
oxidación
biológica
anteriormente
mencionadas.
La población de microorganismos debe de mantenerse a un determinado
nivel, para llegar a un equilibrio entre la carga orgánica a eliminar y la cantidad de
microorganismos necesarios para que se elimine dicha carga.
En esta fase del proceso que ocurre en la cuba de aireación, es necesario
un sistema de aireación y agitación, que provoque el oxígeno necesario para la
acción depuradora de las bacterias aerobias, que permita la correcta
homogenización
y por tanto que todo el alimento llegue igual a todos los
organismos y que evite la sedimentación de los flóculos y el lodo.
25
Una vez que la materia orgánica ha sido suficientemente oxidada, lo que
requiere un tiempo de retención del agua en el reactor, el licor mezcla pasará al
clarificador. Aquí, el agua con fango se deja reposar y por tanto, los fangos
floculados tienden a sedimentarse, consiguiéndose separar el agua clarificada de
los lodos.
El agua clarificada constituye el efluente que se vierte al cauce y parte de
los lodos floculados son recirculados de nuevo al reactor biológico para mantener
en el mismo una concentración suficiente de organismos. El excedente de lodos,
se extrae del sistema y se pasa a la disposición más correcta, ya sea fertilizante o
composteo directo, es decir que los lodos resultantes no requieren tratamiento
previo. (Íngenieria de Aguas Residuales, 2011)
26
6.7
Pruebas de laboratorio básicas para medir la calidad del efluente de
agua tratada.
6.7.1. pH.
Se determina mediante un electrodo de vidrio que proporciona, en forma
directa, el valor del pH del agua. El valor del pH es el cologaritmo de la
concentración de los iones hidronio, es decir ([-1]) x log [H+]. La escala de pH
varía entre 0 y 14, siendo el valor de 7 el de la neutralidad.
La evaluación del pH se emplea para caracterizar un agua, dar seguimiento
a un proceso (neutralización, floculación, sistemas biológicos, desinfección) ya que
la velocidad de las reacciones depende de él.
El pH de los cuerpos de agua y el agua residual doméstica, en general, es
ligeramente alcalino por la presencia de bicarbonatos, carbonatos y metales
alcalinos. En las descargas industriales es posible encontrar pH ácido o básico
debido al uso de reactivos químicos.
En sistemas de abastecimiento, uno de los principales propósitos de la
regulación del pH es reducir al mínimo la corrosión, que es consecuencia de las
complejas relaciones entre el pH, el CO2, la dureza, la alcalinidad y temperatura.
En general, se evita tener pH <7 para este efecto. Otro factor es que el pH
>8 interfiere en la desinfección con cloro.
El pH del agua residual doméstica es ligeramente alcalino (= 7.2) (Nalco Chemical
Company, 1988).
27
6.7.2 Oxígeno Disuelto (OD).
La concentración de oxígeno disuelto (OD) es un parámetro importante para
evaluar la calidad del agua. Sirve como indicador del efecto producido por los
contaminantes oxidables, de la aptitud del agua para mantener vivos peces u otros
organismos aerobios y de la capacidad auto depuradora de un cuerpo receptor.
En el agua, el oxígeno disuelto afecta principalmente, las reacciones en
las que participan el Fierro, Magneso, Cobre y los compuestos que contienen
Nitrógeno y Azufre.
En aguas residuales, la ausencia de Oxígeno genera olores desagradables
debido a la descomposición anaerobia de la materia orgánica; en cambio, en
aguas de abastecimiento, el exceso de oxigeno provoca corrosión.
Comúnmente, la medición en laboratorio se realiza mediante método
electroquímico, en el cual, al introducir directamente una sonda en la muestra,
proporciona el contenido de oxígeno disuelto en una presión y temperatura dadas.
Cuando no se dispone de oxímetro, se efectúa el análisis por titulación del
permanganato de potasio con la sal de Mohr (sulfato ferroso amoniacal). En
ambos casos se recomienda realizar el análisis in situ.
El oxígeno disuelto disminuye al aumentar la salinidad, la temperatura (50%
entre 0° y 35°C) y la altitud con respecto al nivel de mar (7% cada 60 m). En la
ciudad de México (2 230 metros sobre el nivel del mar) se tiene como
concentración de saturación 7.2 mg/L O2 a 20°C; a nivel del mar es de 9 mg/L.
(Rozano & Dapena, 2008).
28
6.7.3 Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO).
La demanda bioquímica de oxigeno es una medida de la cantidad de
oxigeno que requieren los microorganismos para degradar la materia orgánica en
el agua en 5 días a 20°C. Solo evalúa la demanda ejercida por la fracción
carbonada, la de los sulfuros y del ion ferroso; Excluye fracción nitrogenada. La
DBO no mide un compuesto en especial, si no todos los biodegradables, por vía
aerobia; se expresa en mg/ 02/L.
El agua residual domestica tiene una DBO que oscila entre 200 a 300 mg
O2/L y algunos efluentes industriales pueden alcanzar hasta 20 g/L.
(Aznar
Carrasco, 2000).
6.7.4
Demanda Química de Oxígeno (DQO).
La DQO es una medida de la concentración de sustancias que en agua
pueden ser atacadas por un oxidante fuerte como el Dicromato de Potasio
(K2Cr2O7) en altas temperaturas (350°C). La DQO no siempre guarda relación con
la DBO, aunque generalmente es mayor. Por ejemplo, los desechos de la industria
del papel contienen valores muy superiores de DQO, ya que la celulosa
(compuesto orgánico) es muy poco biodegradable. En los desechos de las
refinerías puede suceder lo contrario, a menos que se modifique la prueba de la
DQO para impedir la perdida de los compuestos volátiles.
Esta prueba, aunque es mucho más rápida de realizar que la DBO, toma
aproximadamente 3 horas en laboratorio, se opta por técnicas más veloces, como
la del carbono orgánico total que si lo requiere algunos minutos para su
determinación. (Albir, Arnau, & Barres, 2004).
29
6.7.5 Grasas y Aceites.
La grasa animal y los aceites son esteres compuestos de alcohol o glicerol
(glicerina) y ácidos grasos. Los esteres de ácidos grasos, que son líquidos en las
temperaturas ordinarias, se llaman aceites y los que son sólidos se llaman grasas.
Ambos son químicamente muy semejantes ya que se componen de carbono,
hidrogeno y oxígeno, en diversas proporciones.
Las grasas son de los compuestos orgánicos más estables y no se
descomponen fácilmente por la acción de las bacterias. Sin embargo, los ácidos
minerales y el hidróxido de sodio las atacan, dando como resultado la formación
de glicerina o sus sales alcalinas.
La técnica analítica de grasa y aceites es de tipo global, ya que detecta
todas las sustancias solubles en clorotrifluoretano que es un solvente no polar. Si
la grasa no se elimina antes de la descarga de agua residual, puede interferir con
la vida biológica acuática y crear películas y materiales en flotación imperceptibles.
Los límites de 15 a 20 mg/L de contenido de grasa y la ausencia de capas
de aceite iridiscentes son dos ejemplos de normas establecidas. Las grasas
pueden inhibir el tratamiento biológico del agua. (Aznar Carrasco, 2000).
6.7.6. Sustancias Activas al Azul de Metileno (SAAM).
Los
principales
problemas
que
provocan
estos
compuestos,
en
concentraciones muy bajas son la producción de espuma y la impartición de
sabor.
Por ello, el estándar de 0.5 mg/L representa un factor de seguridad
de 15,000 veces en relación con su toxicidad. Este método mide en forma global,
los detergentes aniónicos y los catiónicos.
30
En general, la detección de los detergentes es compleja, principalmente por
los problemas que representa el muestreo de un contaminante no repartido
homogéneamente.
Este método no sirve para detectar jabones, que son sales alcalinas de las
grasas. Los jabones son solubles en agua, pero en presencia de los
constituyentes de la dureza se transforman en sales cálcicas y magnésicas de
ácidos grasos, también conocidos como jabones minerales, que son insolubles y
precipitan. (Acebedo Arreguín & Mata Ibarra, 1989)
6.7.7. Parámetros Biológicos.
El análisis para la evaluación de la calidad biológica del agua consiste,
generalmente, en la determinación de indicadores bacteriológicos y no de
organismos patógeno como tales. Tradicionalmente los grupos de bacteria
considerados como indicadores son los coliformes totales y coliformes fecales.
El indicador ideal es el que se encuentra presente cuando existen bacterias
patógenas de origen fecal y cuyo número está relacionado directamente con el
grado de contaminación.
El indicador tradicional de la calidad microbiana son las bacterias del grupo
de coliformes fecales especialmente Escherichia coli.
Los
coliformes
fecales
están
estrechamente
relacionados
con
la
probabilidad de encontrar patógenos excretados, mientras que los miembros del
grupo coliforme total están ampliamente distribuidos en la naturaleza, en
comparación con su presencia en el intestino humano y en el de animales de
sangre caliente.
31
6.7.7.1 Coliformes fecales.
Son componente normal de la flora del intestino humano, donde se
encuentran en grandes cantidades, ya que la mayoría no son patógenos.
El grupo de coliformes fecales constituye, aproximadamente, el 90% de los
coliformes totales en las excretas humanas e incluye al género Escherichia coli.
Son microorganismos indicadores porque su presencia revela la contaminación de
agua con heces fecales y, por lo tanto, la posible existencia de patógenos.
Fueron seleccionados debido a que su manipulación es menos peligrosa
para el analista, además de la poca factibilidad de utilizar directamente los
patógenos por la dificultad de su manejo, tiempo de incubación y costo de análisis.
Por tanto el agua residual domestica encontramos múltiples bacterias de
este tipo. (Íngenieria de Aguas Residuales, 2011).
32
6.8. Normas Oficiales Mexicanas en materia de Aguas Residuales
6.8.1 NOM-001-SEMARNAT-1997.
Norma Oficial Mexicana publicada en el Diario Oficial de la Federación el 23
de Abril de 1993.
Establece los límites máximos permisibles de contaminantes en las
descargas de aguas residuales en aguas y bienes nacionales.
6.8.2 NOM-002-SEMARNAT-1997.
Norma Oficial Mexicana publicada en el Diario Oficial de la Federación el 3
de junio de 1998.
Establece los límites máximos permisibles de contaminantes en las
descargas de agua residual a los sistemas de alcantarillado urbano o
municipal.
6.8.3 NOM-003-SEMARNAT-1997.
Norma Oficial Mexicana publicada en el Diario Oficial de la Federación el 23
de Abril de 2003.
Establece los límites máximos permisibles de contaminantes para las aguas
residuales tratadas que se reúsen en servicios al público. (SEMARNAT,
2010)
Por tanto la NOM que nos corresponde es la NOM-003-SEMARNAT-1997.
33
VII. PLAN DE ACTIVIDADES.
34
VIII. RECURSOS MATERIALES Y HUMANOS.
Tabla 8.4. Recursos materiales y humanos necesarios para efectuar el
proyecto.
Realización del manual de
Realización de material para difusión de
procedimientos
las PTAR MICROCLAR
3 Personas encargadas de elaborar el
2 Personas encargadas de la elaboración
manual de procedimientos.
del material de difusión.
3 Computadoras.
2 Computadoras.
Internet necesario para la obtención de
información necesaria de las
MICROCLAR.
Información de la empresa proveedora
Información de la empresa proveedora
TIM.
TIM.
Visitas a campo, para la correcta
Dinero, para solventar los gastos de la
realización del manual.
materia prima.
Impresora necesaria para difusión del
material.
Impresiones en papel/cartoncillo.
Tinta Bco. /negro y color para las
impresiones.
35
IX. DESARROLLO DEL PROYECTO.
9.1 Pre-evaluación.
Elaboración del Check-list (Tabla 9.5).para evaluar el terreno y elegir la
planta más conveniente según las necesidades del cliente.
Tabla 9.5. Check-list para la elección de la planta MICROCLAR.
Servicios ALEDYJ S.A. de C.V.
Características del terreno
Sí No Observaciones/cantidades
Construcciones futuras
Tamaño en m2
Suelos
granulados
Grano
Grava
Grueso
Arena
Grano
fino
Arcilla
Limo
Suelo parejo
Suelo con elevaciones
Aguas subterráneas (menos de 2m)
Mantos freáticos (menos de 2m)
Requiere base de concreto
Características de las viviendas
Casa nueva
Tipo de uso (casa habitación, semanal,
vacacional)
N° casas fijas
N° de habitantes por casa fija
36
N° casas de campo
N° de habitantes por casa de campo
N° de días que es ocupada la casa de
campo
Jardín
Separación de aguas residuales
Separación de aguas pluviales
Trituradora
Planos de conexiones
Características de la descarga
Fosa séptica
Drenaje
Descarga promedio al día por persona
Descarga promedio al día por casa
Descarga promedio total al día
Tipo de reúso del efluente resultante
Riego
Lavado de coches
Pisos
Retorno al WC
Descarga al drenaje
Otros
Recomendaciones
m2 para riego
Capacidad
Tamaño de la planta
Número de plantas
Instalación de la planta al exterior
Instalación de la planta al interior
Colocación del soplador interior o exterior
37
Requiere tanque de almacenamiento +
bomba
38
9.2 Instalación.
Para la instalación se ubicará el área geográfica identificando el tipo de
suelo donde se instalará el equipo MICROCLAR, ubicando así mismo las salidas
del drenaje, y realizando la conexión y/o adaptación correspondiente para que
cuando la planta este en funcionamiento el flujo de agua residual fluya por
gravedad hacia la PTAR.
Se rrealizara una excavación en la zona geográfica ya establecida, tomando
en cuenta la altura del tubo de entrada y salida de la planta, se tendrá que tomar
en cuenta si el suelo es arcilloso, o si se encuentra bajo mantos freáticos en dado
caso se construirá un refuerzo sencillo de concreto alrededor del talque.
Para el montaje/asentamiento de la planta se construirá una base de
concreto bien nivelada, puesta ya, se realizara la conexión mencionada con
anterioridad.
Antes de pasar a la Operación del sistema se tendrá que verificar la
correcta conexión de entrada y salida de la planta MICROCLAR hacia el tanque de
recepción de agua tratada, así como la del soplador que deberá instalarse en un
lugar seco, con fuente de electricidad a 110 V con un contacto aterrizado y a
menos de 5 metros lineales de la planta.
39
9.3 Operación.
Para la operación se deberá verter un porcentaje de agua limpia al
interior de la planta, respecto a la cantidad de esta se verterá un porcentaje de
lodos activados de otra ya en funcionamiento; se accionara la bomba de aire y se
abrirá la entrada del efluente residual por aproximadamente 7-10 días en lo que se
estabiliza el proceso y las nuevas bacterias se adaptan.
Las 4/5 válvulas comenzaran a abrirse una por una comenzando con
la 1 de izquierda a derecha, seguido de la 2, 3, 4 y/o 5, las funciones que
desempeña cada una se anuncian en La tabla 9.5.
Tabla 9.5. Funciones correspondientes a cada válvula en la PTAR
MICROCLAR.
Apertura completa de válvula 1; Permitirá la aireación y homogenización con
burbujas finas visibles.
Apertura de la válvula 2 (mayor que la válvula 3): Permitirá la desintegración
de papel y sólidos con grandes burbujas de aire visibles.
Apertura parcial de la válvula 3: Permitirá la recirculación de los lodos
activados del fondo del separador a la sección 2 y a una mayor cantidad a la
sección 1. (Sección 1 zona aireada, sección 2 zona no aireada).
Apertura mínima de la válvula 4; Permitirá la limpieza de la coladera con
pocas y pequeñas burbujas (una burbuja por cada 1 ó 2 segundos).
40
9.4 Funcionamiento.
Las etapas del tratamiento con las PTAR MICROCLAR son 4.
El cribado consiste en que el efluente es colectado en una primera
cámara equipada con una criba para retención de sólidos intratables y de mayor
tamaño, esto ayuda a que la planta no quede taponeada por retención de sólidos
de gran tamaño o exceso de los mismos.
La Desnitrificación se realiza en la zona anóxica de la PTAR, en este
proceso se logran valores menores a 4 mg/L de nitrógeno en el efluente o la
eliminación de fosfatos y nitrógenos.
La etapa de activación se lleva acabo en la sección aereada, donde
se forman los lodos biológicos, aquí se suministra oxigeno mediante un difusor
tubular de membrana, el oxígeno ayuda a la degradación de la materia orgánica y
a mantener activa a la colonia de bacterias (lodos biológicos).
Por ultimo la etapa de separación USBF, también conocida como
“clarificador”, se lleva a cabo en el proceso de filtración a través del lecho de lodo
de manera ascendente, mediante este proceso todos los sólidos remanentes son
separados del agua tratada retornando los lodos para reutilizarlos y así alargar la
vida de las bacterias en el proceso, produciendo un efluente cristalino.
41
9.5
Mantenimiento.
Lo que respecta al mantenimiento de las PTAR se deberá, verificar
que los ductos funcionen correctamente abriendo y cerrando las válvulas de
choque, generando una burbuja de vacio ayudando a que cualquier taponamiento
se libere. Esto una vez a la semana mientras llega a su estabilización
correspondiente.
Muy importante es desviar el efluente de salida durante el tiempo de
estabilización (aproximadamente 3 semanas).
Para
sacar
el
exceso
de
lodos
resultantes
del
proceso
(aproximadamente cada 6 u 8 meses) se deberá apagar la primera válvula (donde
se encuentran los lodos), esperar a que sedimenten y succionar desde el fondo
para evitar llevar consigo el agua tratada.
Se limpiaran las paredes de la PTAR según se requiera, el filtro por
su parte se deberá limpiar semestral o anualmente.
La membrana del soplador se cambiara si así lo requiere cada 2 ó 3
años.
42
X. RESULTADOS OBTENIDOS.
Elaboración del manual de procedimientos para la instalación, función,
operación y mantenimiento de las Plantas de Tratamiento de Agua Residual
MICROCLAR, describiendo en cada proceso las especificaciones necesarias para
su larga vida y buen aprovechamiento.
Se dieron las capacitaciones requeridas para el funcionamiento y
mantenimiento principalmente.
Se logró la creación del material necesario para difundir las Plantas de
Tratamiento MICROCLAR, dándolas a conocer en el mercado.
Dicho material constó de:
Folleto. (como lo muestra la Figura 10.5).
Información de la página web.
Presentación en Power Point.
43
Figura 10.5. Folleto MICROCLAR.
44
XI. ANÁLISIS DE RIESGO.
El principal problema que se enfrento en la elaboración del manual
fue la falta de experiencia en campo, ya que fue elaborado con información
brindada en las capacitaciones y teoría obtenida de diversas fuentes, por
tanto a falta de dichas practicas necesarias para respaldar la eficiencia del
manual, surgieron una serie de percances:
Una PTAR-30 estimada para un máximo de 30 personas, con
capacidad de flujo de descarga de 3.8 m3/diario, fue instalada en Doctor
Mora Guanajuato, en una gasolinera que cuenta con regaderas,
restaurante y baños para el público en general, por tanto la elección de la
PTAR no fue la indicada, todo ello sucedió porque no se analizaron
debidamente las características del lugar por lo tanto la capacidad de flujo
no fue calculada de manera correcta.
Otro
inconveniente
que
sufrió
esta
PTAR
fue
por
causa
climatológica, ya que en época de lluvia el agua desbordo parte de la
cimentación donde se encontraba, provocando así un daño no mayor a la
planta.
Los daños que causo la lluvia fueron contrarrestados con un refuerzo
de concreto mayor al primero, evitando así un nuevo percance por la
misma índole.
A falta de compromiso por parte del personal del restaurante, que no
siguieron las recomendaciones dadas para no saturar de materia orgánica
el desagüe y así bloquear el paso del efluente a la planta interrumpiendo su
operación normal.
45
Se instalo una trampa de grasas en el desagüe del restaurante
previniendo así nuevos problemas.
El exceso de “jabón” en el efluente de entrada, provoco un
desbordamiento
de
espuma
en
la
PTAR
desestabilizando
su
funcionamiento regular.
La solución de este percance consto de aspectos como rebajar la
concentración de jabón en los baños (70%Agua - 30% Jabón), y agregar
una pequeña cantidad (ml) de solución especial para cortar la espuma,
incorporada por la empresa proveedora TIM.
46
XII. CONCLUSIONES.
El
elaboración
objetivo principal del proyecto culmino con éxito con la
del
“Manual
de
Procedimientos
para
la
correcta
Evaluación, Instalación, Operación, Funcionamiento y Mantenimiento
de la Planta de Tratamiento de Agua Residual MICROCLAR” ayudando
con esto a una mejor capacitación para el personal o el mismo cliente que
manejara la PTAR, ya que en el manual se encontrara toda la información
necesaria para efectuar su procedimiento explicando a detalle cada
operación.
La alta eficiencia de separación resultado de la tecnología USBF en
las PTAR MICROCLAR supera procesos convencionales en la calidad del
efluente, obteniendo un efluente resultante con calidad de riego según
parámetros de la normatividad mexicana.
Todas estas ventajas dan pauta a la promoción de esta nueva
tecnología en las PTAR, que más que el ahorro se busca la concientización
de las personas hacia este vital recurso.
47
XIII. Recomendaciones.
La evaluación del proyecto es una pieza fundamental para el éxito
del mismo, es por eso que va al principio del manual.
Se recomienda realizar los cálculos necesarios para que la PTAR
sea la adecuada según la capacidad de flujo de entrada a la misma, esto
depende del número de personas que habitan el hogar.
La capacitación es de gran valor para efectuar cada procedimiento
de la PTAR MICROCLAR de manera correcta, evitando así gastos
innecesarios y problemas futuros; por lo cual se recomienda la capacitación
respectiva, tomando siempre encuentra las características del lugar y las
características antes mencionadas
48
XIV. Glosario.
Aguas negras:
Las aguas negras son los fluidos procedentes de
vertidos cloacales, de instalaciones de saneamiento; son
líquidos con materia orgánica, fecal y orina, que circulan por el
alcantarillado.
Aguas grises:
Son las aguas generadas por los procesos de un
hogar, tales como el lavado de utensilios y de ropa así como
el baño de las personas.
Bacterias: Plantas unicelulares microscópicas que se reproducen
por fisión o por esporas, y que se identifican por sus formas:
cocos, esféricas; bacilos, conforma de bastoncillos; y espirilos,
curvas.
Bacterias coliformes:
Bacterias que se encuentran en el tracto
intestinal de los animales de sangre caliente y que se usan
como indicadores de contaminación si se encuentran en el
agua.
Contaminante:
Cualquier componente extraño presente en otra
sustancia; por ejemplo cualquier cosa en el agua que no sea
H2O es un contaminante.
Contaminante:
A una concentración lo suficiente mente alta
como para poner en peligro el medio acuático o la salud
publica.
49
Depuradora:
Una estación depuradora de aguas residuales
(EDAR), también llamada planta de depuración o planta de
tratamiento de aguas residuales (PTAR), tiene el objetivo
genérico de conseguir, a partir de aguas negras o mezcladas
y mediante diferentes procedimientos físicos, químicos y
biotecnológicos, un agua efluente de mejores características
de calidad y cantidad, tomando como base ciertos parámetros
normalizados.
DBO:
Demanda Bioquímica de Oxigeno de un agua, que e el
oxigeno que requieren las bacteria para oxidar la materia
orgánica soluble en condiciones controladas de prueba.
DQO:
Demanda Química de Oxigeno, medida de la cantidad
de materia orgánica y de otras sustancias reductoras en el
agua.
Eutrofización:
Enriquecimiento
del
agua
que
causa
un
crecimiento excesivo de plantas acuáticas y una sofocación
eventual y desoxigenación del cuerpo de agua.
Filtración: Proceso de separación de sólidos de un liquido por
medio de una sustancia porosa a través de la cual pasa
solamente el liquido.
Filtrado:
Liquido remanente después de la remoción de los
sólidos como torta en un filtro.
Lodos Activados: Proceso biológico aeróbico para convertir la
materia orgánica soluble en biomasa solida, separable por
gravedad o filtración.
50
Organismo aerobio:
Organismo que requiere oxigeno para su
respiración.
PTAR
Planta de Tratamiento de Agua Residual.
PH:
Manera de expresar la concentración de ion Hidrogeno
con términos de potencias de 10; el logaritmo negativo de la
concentración de ion Hidrogeno.
Sedimentación:
Asentamiento por gravedad de las partículas
solidas en un sistema liquido.
Turbiedad: Suspensión de partículas finas que obscurecen los
rallos de luz y que requieren de muchos días para
sedimentarse debido al gran tamaño de partícula.
Organismo anaerobio:
Organismo
que
puede
prosperar
en
ausencia de oxigeno.
Depuradora:
Aparato o instalación que sirve para eliminar la
suciedad o la impurezas, especialmente las del agua
Corrosión: Deterioro que sufren los metales cuando interactúan
con el medio que trabajan
Oxímetro: Aparato de laboratorio utilizado para medir el contenido
de oxígeno, la concentración y la tempera- tura en el agua o
en soluciones acuosas.
51
XIV. Referencias Bibliográficas.
Acebedo Arreguín, L. A., & Mata Ibarra, J. A. (1989). Caracterización FisicoQuímica del agua. México D.F.
Albir, M., Arnau, E., & Barres, M. (2004). Enciclopedia Temática Tercera
generación. México D.F.: THEMA.
Aznar
Carrasco,
A.
(2000).
"Técnica
de
Aguas:
Problemática
y
Tratamiento". THEMA.
Bracho, C. M., & Mendez, J. G. (1994). Gran Atlas Visual "Quimica del
agua". Bogotá Colombia: THEMA, Barcelona.
CEA. (2010). Comision Estatal de Aguas. Recuperado el 7 Noviembre 2011
de
Noviembre
de
2011,
de
http://www.ceaqueretaro.gob.mx/index/aguasuper
CNA. (2010). Comisión Nacional de Aguas. Recuperado el 19 de Noviembre
de 2011, de http://www.cna.gob.mx/
CONAPO. (07 de 01 de 1974). Comisión Nacional de Población.
Recuperado el 18 de Noviembre de 2011, de http://www.conapo.gob.mx/
Domingo Santos, J. M. (2009). " Tecnología del Medio Ambiente". México
D.F.
INEGI. (1983). Recuperado el 10 de Noviembre de 2011, de Instituto
Nacional
de
Estadística
y
Geografía:
http://www.inegi.org.mx/inegi/acercade/default.aspx
Íngenieria de Aguas Residuales. (2011). Recuperado el 19 de Noviembre de
2011,
de
53
http://es.wikibooks.org/wiki/Ingenier%C3%ADa_de_aguas_residuales/Proce
sos_biol%C3%B3gicos_aerobios 2001).
En B. E. Jiménez Cisneros, "La contaminación Ambiental en México:
causas, efectos y tecnología apropiada" (pág. 926). México: LIMUSA S.A.
de C.V.
Nalco Chemical Company. (1890). En F. N. Kemmer, "Manual del Agua: su
Naturaleza, tratamiento y aplicaciones" Tomo II. México: Mc Grall-Hill.
Nalco Chemical Company. (1988). En F. N. Keemer, "Manual del Agua: Su
Naturaleza, tratamiento y Aplicaciones" Tomo 1. México: Mc Graw Hill.
Ronzano, E. (2003). Recuperado el 04 de Noviembre de 2011, de
"Depuración
de
aguas
residuales":
http://www2.cbm.uam.es/jalopez/personal/SeminariosVarios/ERARtexto.htm
Rozano, E., & Dapena, J. L. (2008). "Tratamiento Biológico de las Aguas
residuales". THEMA.
SEMARNAT. (2010). Secretaria de Medio Ambiente y Recursos Naturales.
Recuperado el 23 de Noviembre de 2011, de semarnat.gob.mx
TIM. (2010). MICROCLAR. Recuperado el 07 de 09 de 2011, de
http://www.microclar.com.mx/index2.html
TIM. (s.f.). TIM (Tecnologias Integrales Medioambientales). Recuperado el
05 de 09 de 2011, de www.think-tim.mx
Urquiza Estrada, M. M. (s.f.). "Uso sostenibledel agua en la ciudad de
Querétaro".
Recuperado
el
09
de
Noviembre
de
2011,
de
http://www.zaragoza.es/contenidos/medioambiente/cajaAzul/27S6-P5Manuel%20UrquizaACC.pdf.
54