Estado de Aguascalientes Temperaturas promedio Media anual = 17.5 ºC Máxima mensual = 24.5 ºC Mínima mensual = 13.5 ºC Precipitación media = 526 mm P máxima = 110 – 120 mm Frecuencia de heladas = 10 a 80 días/ año Efecto sobre la velocidad de los procesos biológicos: Licor mezclado, biopelícula, humedales, secado de lodos Ejemplo: KT = k T T – 20 K.- Constante de la velocidad de reacción
Año Demografía Año Población Tasa 1980 15,000 – 1990 18,000 0.0184 2000 22, 000 0.0203 2005 24, 000 0.0176 55,000 Proyección de población 1980-2005 0.0190 50,000 Pn = Po* (1+t)^n Pn/Po = (1+t)^n (Pn/Po)^(1/n) – 1 = t Pn.- Población año n Po.- Población inicial Tasa de crecimiento promedio anual = 0.0190 45,000 40,000 35,000 30,000 25,000 Se proyecta……40 2009 2019 2029 2039 2049 años Habitantes
OTRO EJEMPLO Año 2 ,0 0 9 2 ,0 1 1 2 ,0 1 3 2 ,0 1 5 2 ,0 1 7 2 ,0 1 9 2 ,0 2 1 2 ,0 2 3 2 ,0 2 5 2 ,0 2 7 2 ,0 2 9 2 ,0 3 1 2 ,0 3 3 2 ,0 3 5 2 ,0 3 7 2 ,0 3 9 2 ,0 4 1 2 ,0 4 3 2 ,0 4 5 2 ,0 4 7 2 ,0 4 9 2 ,0 5 1 P o b la c ió n 3 5 0 ,0 0 0 3 6 3 ,4 1 1 3 7 7 ,3 3 5 3 9 1 ,7 9 3 4 0 6 ,8 0 5 4 2 2 ,3 9 2 4 3 8 ,5 7 7 4 5 5 ,3 8 1 4 7 2 ,8 3 0 4 9 0 ,9 4 7 5 0 9 ,7 5 8 5 2 9 ,2 9 0 5 4 9 ,5 7 0 5 7 0 ,6 2 8 5 9 2 ,4 9 2 6 1 5 ,1 9 4 6 3 8 ,7 6 6 6 6 3 ,2 4 1 6 8 8 ,6 5 4 7 1 5 ,0 4 0 7 4 2 ,4 3 8 7 7 0 ,8 8 5 S e r v ic io A lc a n ta r illa d o 0 .8 0 0 0 .8 0 5 0 .8 1 0 0 .8 1 5 0 .8 2 0 0 .8 2 5 0 .8 3 0 0 .8 3 5 0 .8 4 0 0 .8 4 5 0 .8 5 0 0 .8 5 5 0 .8 6 0 0 .8 6 5 0 .8 7 0 0 .8 7 5 0 .8 8 0 0 .8 8 5 0 .8 9 0 0 .8 9 5 0 .9 0 0 0 .9 0 5 Q d e c a rg a L /S 519 542 566 591 618 645 674 704 736 768 802 838 875 914 955 997 1 ,0 4 1 1 ,0 8 7 1 ,1 3 5 1 ,1 8 5 1 ,2 3 7 1 ,2 9 2 Q c a p a c id a d L /S 700 700 700 700 700 700 700 700 700 700 700 700 700 1 ,0 5 0 1 ,0 5 0 1 ,0 5 0 1 ,0 5 0 1 ,0 5 0 1 ,0 5 0 1 ,0 5 0 1 ,4 0 0 1 ,4 0 0 A ÑO DESCA RGA CA PA CID A D
Concentraciones de contaminantes en las aguas residuales urbanas, PARAMETRO DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXÍGENO SÓLIDOS SUSPENDIDOS TOTALES GRASAS Y ACEITES DETERGENTES ( SAAM ) NITRóGENO TOTAL FÓSFORO TOTAL COLIFORMES FECALES PROMEDIO MENSUAL 220 mg/l 300 mg/l 67 mg/l 3.2 mg/l 38 mg/l 18 mg/l 10,000 org/100ml
¿A QUIENES DARÁ SERVICIO? —Por ejemplo: CANCÚN Tratamiento de aguas residuales de la zona 1 (Comercial Residencial) y de la zona 2 (Habitacional), localizadas en el norte de la ciudad de Cancún, Quintana Roo.
Propósitos al tratar el agua residual Producir agua tratada de alta calidad para: • Cuidar y fortalecer la salud pública • Proteger y restaurar los ecosistemas • Contribuir al desarrollo social • Mejorar la imagen urbana
Cuidado y fortalecimiento de la salud pública: Eliminación de microorganismos patógenos de agua y lodos -Disposición de agua para riego de áreas verdes, campos deportivos y recreativos
Protección de ecosistemas, mediante la remoción de: Materia orgánica (DBO), para garantizar condiciones aerobias -Sólidos suspendidos volátiles, para obtener transparencia -Grasas y aceites, para permitir el paso de la luz solar -SAAM, para no alterar la fisiología de fauna y flora -Nitrógeno y fósforo, para no propiciar el crecimiento de maleza acuática nociva
Desarrollo de ecosistemas -Disponibilidad de agua de buena calidad para épocas de sequías -Restablecimiento de zonas deterioradas y protección contra incendio
Contribución al desarrollo social -Evita malos olores de agua residual cruda y biosólidos -Evita zonas de proliferación de insectos y fauna nociva -Potencial para mejorar la calidad de vida -Brinda oportunidades de aprovechamiento de biosólidos
Contribución al desarrollo social Disponibilidad potencial para el uso del agua en fines no domésticos Agricultura Floricultura Silvicultura Recreación
Mejoramiento de la imagen urbana Proporciona recursos para el desarrollo y conservación del medio ambiente Áreas verdes para todos usos
CALIDAD DEL AGUA TRATADA Se requiere superar la norma ecológica NOM- 001-ECOL-1996. Se producirá agua tratada con calidad alta calidad
C A L ID A D D E L A G U A R E S ID U A L P R O M E D IO M E N S U A L PARÁMETRO D E M A N D A B IO Q U ÍM IC A D E O X ÍG E N O S Ó L ID O S S U S P E N D ID O S T O T A L E S G R A S A S Y A C E IT E S DETERGENTES ( SAAM ) N IT R ó G E N O T O T A L FÓ SFORO TOTAL C O L IF O R M E S F E C A L E S S IN T R A T A R 220 300 67 3 .2 38 18 10000 DESEADA 22 30 10 1 5 5 200 U N ID A D m g /l m g /l m g /l m g /l m g /l m g /l o rg /1 0 0 m l NORMA NOM-001-ECOL-1996. PARÁMETRO MÁXIMO PERMISIBLE PROMEDIO MENSUAL DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXïGENO Recreación, humedales naturales SÓLIDOS SUSPENDIDOS TOTALES Recreación, humedales naturales GRASAS Y ACEITES Recreación, humedales naturales DETERGENTES ( SAAM ) NITRÓGENO TOTAL Vida acuática FÓSFORO TOTAL Vida acuática COLIFORMES FECALES Reúso contacto directo 75 75 15 3 15 5 240 mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l org/100ml
OTRAS BONDADES DESEADAS Sistema compacto de producción de agua tratada y biosólidos Arreglo arquitectónico rodeados de áreas verdes y jardines acuáticos, que proporciona un bello paisaje y calidad ambiental Zona de amortiguamiento ( Áreas verdes y jardines acuáticos que asegura el bienestar de la zona aledaña). Evitar que la planta deje de funcionar completamente. Pueda operar con algunos procesos fuera de servicio sin afectar significativamente la eficiencia Sistema perimetral contra incendio
Crecimiento gradual de la capacidad de tratamiento, con mayor equipamiento y poca obra civil Baja producción de lodos orgánicos Sistemas de aereación y equipos que no provocan problemas por ruido Regulación másica que simplifique la operación Recirculación de lodos del sedimentador secundario al tanque de aereación constante. Operación simple.
Bajo consumo de energía eléctrica que los procesos de lodos activados y aereación extendida. Sistemas de medición automático de caudal y calidad de agua, que permita conocer con rapidez el funcionamiento de la planta y poder corregir oportunamente desviaciones Demostrar algunas formas de aprovechamiento del agua tratada y biosólidos producidos Vialidades que permiten el acceso y control en las zonas de trabajo Alumbrado eléctrico diseñado para iluminar accesos y zonas de trabajo, evitando situaciones que propicien sombras indeseables o deslumbramientos
DIAGRAMA DE BLOQUES: SUBSISTEMAS
DIAGRAMA DE FLUJO DEL TRATAMIENTO DE AGUA
DIAGRAMA DE FLUJO DEL TRATAMIENTO DE LODOS
DIAGRAMA DE FLUJO DE APROVECHAMIENTO DEL AGUA Y SU DISPOSICIÓN FINAL
BELLEZA DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO Y CALIDAD DE SU AMBIENTE PROCESOS DE TRATAMIENTO ZONA DE AMORTIGUAMIENTO TOTAL DE TERRENO 2 Ha (25%) 6 Ha (75%) 8 Ha La zona de amortiguamiento se encuentra conformada por: -Selva perennifolia Vegetación Cenotes -Palmar -Platanal -Jardines radiales Viveros acuáticas Hidroponia Flora ribereña : Ornato, setos y barreras
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE LOS PROCESOS UNITARIOS CRIBADO MECÁNICO: Elimina sólidos de tamaño mayor de 3 mm, mejorando las condiciones de operación en etapas subsecuentes CAJA DE ESPUMACIÓN: Separa grasas, aceites y detergente evitando formación de espuma y nata en procesos posteriores TANQUE DE REGULACIÓN MÁSICA Actúa como regulador del gasto masa de DBO
BIOPELÍCULA: Elimina DBO disuelta. Desabaste y regilación másica BIOFILTRO: Elimina DBO disuelta. Eficiencia < 75%
TANQUES DE AEREACIÓN: Elimina DBO disuelta para satisfacer una DBO en el efluente SEDIMENTADOR SECUNDARIO: Separa los sólidos sedimentables, el agua clarificada se envía a desinfección. Una parte de los lodos se recircula a los tanques de aereación; otra parte lodos se envía a digestión y eliminación
TANQUE DE VERIFICACIÓN: Revisa la calidad del agua clarificada, aprueba o reprocesa el agua tratada FILTROS CONVENCIONALES: Para apoyar la retención de sólidos suspendidos. DIGESTORES: Reducción de sólidos suspendidos volátiles y estabilización de lodos (menos microorganismos patógenos)
ESPESADORES: Aumento de la concentración de lodos y la edad de lodos en digestores FILTROS BANDA: Reduce el volumen de lodos por eliminación de agua MEZCLADORES: Mezcla apropiada de lodos y vegetal. Mayor contacto de lodos con materia vegetal. Obtención de material con mayor porosidad.
UNIDAD DE COMPOSTEO: Se estabiliza biológicamente la materia orgánica en condiciones aerobias forzadas. Formación de productos útiles como material vegetal para uso de suelo
LITROSPORSEGUNDO CRIBADO, BOMBEO Y REGULACIÓN VARIACION DE CAUDAL EN 24 HORAS 700 600 500 400 300 200 100 0 CAUDAL HORARIO CAUDAL MEDIO 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 HORAS DEL DIA
0.30 0.29 4.00 4.00 5.00 CRIBAS CAUDAL MEDIO EN M3/S CAUDAL MINIMO EN M3/S POBLACION EQUIVALENTE NUMERO DE HARMON CAUDAL MAXIMO EN M3/S CAUDAL MAX. EXTRA. EN M3/S VEL. DE APROX. PARA Q MIN EN M/S SECCION REQUERIDA EN M2 TIRANTE MINIMO RECOMENDADO EN M LARGO DE SECCION REQUERIDO EN M ANCHO DE CANAL / EQUIPO EN M MARCA MODELO NUMERO DE UNIDADES CALCULADO UNIDADES SELEC. OPERANDO TOTAL UNIDADES ( 1 MANTENIMIENTO) Dato 0.70 0.35 350,000.00 1.62 1.13 1.70 1.17 1.00 ST.CRENN 4C 4.00
V = (R^2/3 S^0.5 ) / n Manning. MAX CALCULO POR CANAL CAUDAL POR CANAL EN M3/S ANCHO EN M TIRANTE PRIMERA APROX. EN M SECCION HIDRAULICA PERIMETRO MOJADO RADIO HIDRAULICO PENDIENTE PROPUESTA NUMERO DE MANNING VELOCIDAD CALC.EN M/S CAUDAL CALCULADO EN M3/S MINIMO 0.0875 1.0000 0.2500 0.2500 1.5000 0.1667 0.0003 0.0150 0.3497 0.0874 MEDIO 0.1750 1.0000 0.4100 0.4100 1.8200 0.2253 0.0003 0.0150 0.4276 0.1753 MAX 0.2829 1.0000 0.6860 0.6060 2.3720 0.2555 0.0003 0.0150 0.4650 0.2818 EXT 0.4243 1.0000 0.2920 0.6590 1.5840 0.4160 0.0003 0.0150 0.6435 0.4241
2 3.43 1.71 1.06 0.71 CAJA DE ESPUMACIÓN LARGO EN M ANCHO EN M NÚMERO DE CANALES TIRANTE ÚTIL EN M VOLUMEN ÚTIL EN M3 TIEMPO RETENCIÓN Q MIN, MINUTOS TIEMPO RETENCIÓN Q MED, MINUTOS TIEMPO RETENCIÓN Q MAX, MINUTOS TIEMPO RETE. Q MAX EXT, MINUTOS 12.00 1.50 2.00 72.00
Tr = _____1_____ kSo(PD/So-1) ln 1-XaSo/PD 1-Xa Gómez S. David Tr Tiempo de retención en dias. D Densidad del medio (m2/m3) K Constante cinética. k = 0.016 d-1.( mg/L )-1 a 20°C P Constante de proporcionalidad P = 2.3 mg / cm2. So Concentración inicial DBO Xa Fracción de DBO BIOFILTRO LICOR MEZCLADO convertida REGULACIÓN MÁSICA
C I A O D A CAPACIDAD DE AMORTIGUAMIENTO P O R K G D E D B O AL D I A EFI EN C I DE R EM O C I N 95 90 85 80 75 70 65 60 55 53 M3 EM PAQ U E PO R KG / I 3.63 2.44 1.63 1.10 0.74 0.49 0.33 0.22 0.15 0.13 M3 MEDIO 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 50 60 70 80 90 100 % D E R E MOC I Ó N
HORAS EJEMPLO LODOS ACTIVADOS EFICIENCIA VS TIEMPO RETENCIÓN 6 5 4 3 2 1 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 % REMOCIÓN