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BALANCE DE MATERIA Y ENERGIA I DRIAGRAMA DE FLUJO Y APLICACIÓN EN LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DE OAXACA INGENIERIA AMBIENTAL Alumnos. Vásquez Vásquez Sandra Lizbeth. Zavaleta Arango Osmar.

Introducción.

Las aguas residuales o negras son fundamentalmente aguas contaminadas que desecha la población y puede acarrear: desechos humanos, desperdicios caseros, descargas pluviales, infiltraciones de aguas subterráneas y desechos industriales. El tratamiento de dichas aguas residuales también es conocido como proceso de depuración que es un sistema utilizado para remover contaminantes del agua. Eventualmente el agua usada se descontamina a través de medios naturales, pero eso requiere mucho tiempo; en una plata de tratamiento se acelera este proceso. Así podemos reutilizar el agua en actividades diversas como la agricultura, la industria y la recreación. Objetivo. Conocer los tipos de tratamientos que se aplican en la planta de aguas residuales. Identificar la variedad de pruebas físico-químicas y biológicas que implementan. Informarse sobre la disposición final de las aguas tratadas y el uso de los lodos generados.

Marco Teórico. Una de las mayores preocupaciones en la historia de la humanidad ha sido el procurarse agua lo más pura y limpia posible. El tratamiento del agua originalmente se centraba en mejorar las cualidades estéticas de esta. La historia del agua potable es muy remota. En Siria y Babilonia se construyeron conducciones de albañilería y acueductos para acercar el agua desde sus fuentes a lugares próximos a las viviendas. Tipos de tratamiento. Los tratamientos para potabilizar el agua, se pueden clasificar de acuerdo con: 1) Los componentes o impurezas a eliminar. 2) Parámetros de calidad. 3) Grados de tratamientos de agua Procesos a llevar a cabo en función de los contaminantes presentes.

TIPO DE CONTAMINANTE Sólidos gruesos Partículas coloidales Sólidos en suspensión

OPERACIÓN UNITARIA Desbaste Coagulación+Floculación+Decantación Filtración

Materia Orgánica

Afino con Carbón Activo

Amoniaco

Cloración al Breakpoint

Gérmenes Patógenos

Desinfección.

Metales no deseados (Fe, Mn)

Precipitación por Oxidación

Sólidos disueltos (Cl-, Na+, K+ )

Osmosis Inversa

Fuente: Calidad y tratamiento del Agua, 2002. American Water Works Association Al poner en funcionamiento la planta de tratamiento de aguas residuales de la Ciudad de Oaxaca, se frenará la contaminación del río Atoyac, y con ello se mejorarán las condiciones ambientales y de salud beneficiando a más de 450,000 habitantes. Se ha considerado que una parte del agua tratada producto de la planta se descargará en el cauce del Río Atoyac, lo que permitirá la recarga de los mantos acuíferos y la recuperación del entorno ecológico, beneficiando a las poblaciones ubicadas aguas abajo del efluente. Otra parte podrá ser utilizada para el riego de parques y jardines de la ciudad, previéndose también su uso en la actividad agrícola mediante la habilitación de dos Unidades de Riego en inmediaciones de San Juan Bautista La Raya. Conforme a la normatividad aplicable, el agua tratada se podrá utilizar en el riego de especies agrícolas, cuyo fruto no tenga contacto directo con el agua, como son: maíz, frutales, forrajes, flores. Los lodos, producto de la Planta de tratamiento, podrán ser usados como materia prima para la elaboración de abono orgánico.

Por iniciativa de los gobiernos federal y estatal, se proyectó la construcción y puesta en operación de esta Planta de Tratamiento para atender el rezago de la infraestructura de recolección, saneamiento y disposición de las aguas residuales generadas en la ciudad de Oaxaca y zona conurbada. La Conagua precisa que la tecnología que se aplica en esta planta es la de lodos activados en su modalidad de aireación extendida sistema secuencial de oxidación total. Esta tecnología, se basa en la inyección de aire para la generación de bacterias aerobias que degradan la materia orgánica presente en el agua a tratar, lo que se realiza a través de un biodigestor perimetral. Posteriormente, el agua se traslada a un sedimentador secundario en el que por gravedad se precipitan los sólidos mediante una tolva central, mientras que por la parte superior se extrae el agua tratada para su posterior desinfección mediante el uso de cloro-gas. Los lodos sedimentados producto del proceso anterior son enviados hacia el espesador y digestor de lodos para su estabilización y posteriormente a la planta de lodos para su deshidratación y compactación.

1- Cuando las aguas negras llegan a la planta, primeramente pasa por un filtro denominado tornillo, el cual detecta todo tipo de basura o material grueso como plástico y madera, para después ser enviada a una rejilla para que el material tratado pueda ser completamente sólido. 2- Una vez que se libera el líquido de las rejillas, se envía hacia los vectores, donde inicia un proceso biológico con la mezcla de la materia orgánica, oxígeno y micro-organismos. 3- La parte baja de los vectores se colocan ductos de aire para oxigenar la materia orgánica y de la misma forma se multipliquen los microorganismos. “Los microorganismos son los encargados de degradar la materia orgánica, la cual después pasa al sedimentador, donde se divide el agua y el lodo, en este proceso el agua queda arriba y el lodo abajo; este lodo se procesa y se convierte en abono que se utiliza para parcelas domésticas, ya que cumple con las normas ambientales”. Diariamente se obtienen 20 toneladas de este abono, el cual está libre de cualquier tipo de contaminación, en tanto el agua tratada, que son alrededor de 14 mil metros cúbicos diarios, se utiliza en su mayoría para el riego de áreas verdes.

En general lo que se hace en la Planta Tratadora, es acelerar el proceso de degradación de la materia orgánica, lo que ayuda a reducir la contaminación en los ríos Atoyac y Salado, donde actualmente se vierten

las descargas de aguas negras de la ciudad.

Ubicación de la PTAR Localidad: San Juan Bautista La Raya Municipio: Santa Cruz Xoxocotlan Región: Valles Centrales Coordenadas L.N 16° 59' 39.59" L.O 96° 46' 19.78" Superficie Total = 5.85 Ha Superficie

PROCESO DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO

CAJA DERIVADORA U OBRA DE TOMA CARCAMO DE BOMBEO PRETRATAMIENTO - REJILLAS DE L1MPIEZA AUTOMATICA

-DESARENADOR - SEPARADOR CLASIFICADOR DE ARENA

TRATAMIENTO SECUNDARIO - REACTOR BIOLOGICO - SEDIMENTADOR SECUNDARIO - CARCAMO DE LODOS - SISTEMA DE AIREACION LABERINTO DE CLORACION - SISTEMA DE CLORACION - DESCARGA DE AGUA TRATADA TRATAMIENTO DE LODOS -ESPESADORDELODOS - DIGESTORES DE LODOS - DESHIDRATADO DE LODOS - SECADO Y DISPOSICION DE LODOS

DIAGRAMA DE FLUJO DE PLANTA DE TRATAMIENTO

AGUA UNICAMENTE PARA USO DE RIEGO PRETRATAMIENTO

CARACAMO DE BOMBEO

CAJA DE REPARTICION

AGUAS NEGRAS

SEDIMENTADOR SECUNDARIO

SEDIMENTADOR PRIMARIO DESARENADO DESENGRASADO

REACTOR BIOLOGICO

TANQUE DE CLORACION

DIGESTOR DE LODOS

DIGESTION DE LODOS

TANQUE DE AGUA TRATADA

FILTRO BANDA

ESPESADOR DE LODOS

·PRE-TRATAMIENTO Proceso de separación física de solidos que consta de cribas automáticas y desarenador tipo vortex. EI agua residual proveniente del cárcamo pasa a través de las cribas y del desarenador; el material obtenido es

AEROBIO PERIMETRAL Estructura medular del sistema donde se inicia la deqradacion de la materia orqanica mediante un sistema bioloqlco aerobio, que consiste en generar las condiciones ideales para la reproduccion de biomasa mediante la transferencia del oxigeno producido por sopladores, a traves de difusores de burbuja fina con un 93%, de eficiencia.

SEDIMENTADOR SECUNDARIO Estructura

circular que mediante un flujo controlado y por gravedad, separa los lodos que se desplazan hacia el fonda de la estructura, y con bombas de recirculación de lodos se mantiene la biomasa, transfiriendo el excedente de lodos al espesador.

DESINFECCION

Estructura de canales (laberinto) que mediante el control de la velocidad, flujo y tiempo de contacto con el cloro, remueve el contenido de bacterias residuales en el agua tratada; posteriormente se descarga en el rio para recuperar las condiciones ecol6gicas originales

ESPESADOR DE LODOS Por gravedad se Ie extrae parte del agua

a los lodos que se precipitan hacia el fonda de la tolva, parte de ellos se recirculando para mantener la población bacteriana y el resto tiene un tratamiento adicional en el digestor de lodos.

FILTROS PRENSA A los lodos estables se le adiciona un

polímero y a través de presión y bandas permeables se deshidratan los lodos para formar un material solido manejable para su disposición final, como mejorador de suelos o formación de composta mediante rellenos sanitarios controlados.