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Curso de Especializacin:Tratamiento de Efluentes
Industriales
Mayo, 31 2014Aplicaciones de Tratamiento de Efluentes
Industriales.
Juan D. Muoa Borjas
Asociacin de Graduados de Ingeniera Mecnica de Fluidos -
UNMSM
IntroduccinLa depuracin de los efluentes lquidos es una parte
fundamental de la gestin ambiental en cualquier industria. Debe de
ser asumida en su doble faceta de obligacin medioambiental con la
sociedad y como parte del proceso de produccin. Se debe tener en
cuenta dos tipos posibles de costos:- costo de produccin: proceso
de tratamiento y canon de vertido- costo de seguridad: eliminacin
de problemas de seguridad e higiene y de penalizaciones por delito
ecolgico.(1): SUNASS 2008
IntroduccinPara la planificacin del proceso de tratamiento es
preciso tener en cuenta, en principio, la triple posibilidad de
actuacin:a) depuracin conjunta en una EDAR PTAR con aguas
residuales urbanasb) depuracin en una estacin depuradora de aguas
residuales industriales (EDARI)c) depuracin en la propia
industria.Las caractersticas de los efluentes de cada industria,
las posibilidades legislativas, los costos de vertido en cada caso
y los costos de depuracin propia, decidirn la opcin elegida.(1):
SUNASS 2008
IntroduccinAl igual cuando se trata residuales urbanas, para el
tratamiento de las aguas residuales industriales podemos hablar de
los mismos procesos generales:tratamientos primarios, secundarios y
terciarios, utilizndose slo los que sean de aplicacin al proceso
industrial concreto.(1): SUNASS 2008
Factores especficos de contaminacinSe aplican en general a las
aguas industriales, y suelen ser una combinacin de procesos
convencionales con procesos qumicos, pues estas aguas suelen tener
una DQO que es uno o varios rdenes de magnitud superior a la DBO.
Son procesos habituales en estas plantas la correccin del pH y la
precipitacin qumica.Las depuradoras generan malos olores
provenientes de las fases anaerobias que aparecen a lo largo del
proceso de depuracin. Como soluciones preventivas se utiliza la
adicin de oxgeno en forma de nitrato clcico para inhibir la
aparicin del H2S.
Factores de seleccin de tecnologaCalidad de agua en la
fuente.ConfiabilidadFlexibilidad del proceso Capacidad de
instalacin Costo de inversin.Costo de explotacinGrado de
complejidad de los procesos (no siempre los ms complejos son los ms
eficientes)
Mano de obra calificada para la operacin y mantenimiento de la
planta.Optimizacin de procesos Grado de tratamiento
deseado.Utilizacin de materiales y personal local.Mejoras econmicas
local.Mejoramiento tcnico del personal local.
Fiabilidad del procesoUn proceso es ms fiable en la medida que
tenga ms alternativas para enfrentar fallas en puntos crticos del
mismo.Factores que afectan la fiabilidad:Calidad de agua de la
fuente vs. Calidad de agua que la planta puede tratar.Velocidad de
cambios de calidad de agua en la fuente: rpido y severo o lento y
gradual.Nivel de experiencia del operador.Caudal de tratamiento
constante o variable de acuerdo a la demanda.Nivel de mantenimiento
de equipos e instrumentacin.Seguridad del sistema elctrico.Robustez
de la planta.
Condiciones existentesTipo de procesos existentesTransferencia
de slidos: Cribado o cernido, Sedimentacin, flotacin, filtracin,
Transferencia de Iones: Coagulacin qumica, precipitacin qumica,
intercambio inico Ablandamiento, Absorcin.Transferencia de gases:
Aereacion, desinfeccin, re carbonatacin (aplicacin de anhdrido
carbnico para bajar el pH)Transferencia molecular: por la presencia
de elemento hidrobiolgicos que degradan la materia orgnica y
transforman en sustancias complejas en material celular viva o en
sustancia mas simples y estables incluido sus gases de
descomposicin este proceso es complejo en donde interviene procesos
de desinfeccin, filtracin y otros.Espacio.Condiciones
hidrulicas.Topografa.
FlexibilidadUna PTA es ms flexible en la medida que sea capaz de
acomodarse a los cambios de las regulaciones futuras o cambios de
la calidad de agua de la fuente.Los problemas de calidad son
actuales conocidos y los futuros desconocidos. En todo caso la PTA
debe cumplir las expectativas de los consumidores a largo
plazo.
Capacidades de la instalacinLa PTA debe ser capaz de obtener la
calidad de agua deseada.El tamao de la PTA y la complejidad del
tratamiento deben ser adecuados para cada realidad local.La gestin
es un factor importante que influye en la eficacia de la planta:
recursos, mantenimiento.Supervisin de la PTA: SCADA, sistemas
automatizados.
CostosInversin inicial.O&MReemplazo de equipos.Evaluar
trenes de proceso en trminos de costos, pero; los sistemas
evaluados tiene la misma capacidad de tratar la misma calidad de
agua?.Tener bien claro los objetivos del tratamiento.
Compatibilidad medioambientalGestin de desechos y
residuos.Porcentaje de agua consumida en los
procesos.Requerimientos de energa.Reciclajes de aguas de
proceso.
Clasificacin de los Sistema de TratamientoPor el Tipo de
ProcesoEn general, los procesos de tratamiento estn categorizados
como transporte de momento, masa o calor o una combinacin de los
mismos. Por esa razn se clasifican en:
Clasificacin de los Sistema de TratamientoPor el Grado de
TratamientoEn atencin a un orden de gradualidad, un proceso de
tratamiento se puede implementar secuencialmente de la siguiente
manera:Efic= 5%Efic= 30 50%Efic= 80 95%
Procesos Unitarios del Tratamiento de Aguas ResidualesEl grado
de tratamiento necesario puede determinarse comparando las
caractersticas del agua residual con las exigencias del efluente
correspondiente Asimismo, las operaciones fsicas, procesos qumicos
y procesos biolgicos para el tratamiento del agua residual da a
lugar a tratamientos primarios, secundarios y terciarios o
avanzados.
Procesos Unitarios del Tratamiento de Aguas
ResidualesOperaciones Fsicas UnitariasEn este tratamiento prevalece
la accin de las fuerzas fsicas, para lo cual se tiene a lo
siguiente: el desbaste, mezclado, floculacin, sedimentacin,
flotacin, transferencia de gases y filtracin
Procesos Qumicas UnitariasEn este tratamiento prevalece que la
eliminacin de los contaminantes se realiza por la adicin de
productos qumicos o al desarrollo de las reacciones qumicas,
tenemos a la precipitacin, adsorcin y la desinfeccinTratamiento
preliminar:Cribado; es retener slidos gruesos que floten o que se
encuentren suspendidos en el fluido, pueden ser de limpieza manual
(gruesas) o de limpieza mecnica (finas)
Procesos Unitarios del Tratamiento de Aguas ResidualesProcesos
Biolgicos UnitariosEn este tratamiento prevalece la accin de la
actividad biolgica, en este caso lo principal es la eliminacin de
las sustancias orgnicas biodegradables presente en el fluido en
forma coloidal, como disolucin, Bsicamente estas sustancias se
convierten en gases, que se liberan a la atmosfera y en elementos
biolgicos (tejido celular biolgico) los cuales pueden ser
eliminados por sedimentacin; este tipo de tratamiento se emplean
para eliminar el nitrgeno contenido en el agua residual
Clasificacin de los Sistema de TratamientoPor el Grado de
TratamientoTratamiento preliminar:Cribado; es retener slidos
gruesos que floten o que se encuentren suspendidos en el fluido,
pueden ser de limpieza manual (gruesas) o de limpieza mecnica
(finas)
Criterios en la Seleccin de un TratamientoDependen del destino
final y pueden ser, bsicamente:Separar o remover del vertimiento
los constituyentes indeseablesModificar las propiedades
fisicoqumicas o biolgicas del residuo con el fin de alcanzar
niveles compatibles con los requerimientos de la descarga
Criterios en la Seleccin de un TratamientoDentro de una
concepcin racional del tratamiento es lgico contemplar un proceso
de gradualidad en la implementacin de las soluciones
(etapas):Inicialmente podra considerarse:-Acondicionamiento-Remocin
de Slidos Suspendidos-Remocin de DBO soluble-Remocin de
patgenos
Sistema de Osmosis Inversa
Sistema de Osmosis Inversa (Esquema tipico
Sistema de Osmosis Inversa (Consideraciones de Diseo)
Un sistema de Osmosis Inversa consta de lso siguientes
tanques:Tanque de almacenamientoTanque de prefiltro de arenaTanque
de filtro de carbonTanque suavizador con su deposito de
salmuera
Sistema de Osmosis Inversa (Esquema tipico
Sistema de Osmosis Inversa (Esquema tipico
Sistema de Osmosis Inversa (Calculos en Excel)
Tanque de arenaTanque de Carbon Activado
Tanque Suavizador Ablandador
Tanque de Samuera
Diseo de Un floculador HidraulicoEl objetivo del floculador ee
propocionar a la masa de agua coagulada una agitacion lenta
aplicando velocidades crecientes para el crecimeinto de los
floculos y su conservacion hasta que la suspension de aghua y
floclulos salga al siguiente procesoLa energia que la agitacion
peuede ser hidraulico y mecanico
Diseo de Un floculador HidraulicoParametros de diseo y
recomendaciones generales
Diseo de Un floculador HidraulicoParametros de diseo y
recomendaciones generales
Criterios en la Seleccin de un TratamientoPara la seleccin de
los procesos de tratamiento es necesario observar las siguientes
consideraciones:Caractersticas del agua a tratarGrado de
tratamiento requerido segn el destino finalDisponibilidad de
espacioCostos: Capital y O & M
OtrosSe vio en clase del da Sabado 31.05.2014
Procesos Unitarios del Tratamiento de Aguas
ResidualesOperaciones Qumicas UnitariasEn este tratamiento
prevalece que la eliminacin de los contaminantes se realiza por la
adicin de productos qumicos o al desarrollo de las reacciones
qumicas, tenemos a la precipitacin, adsorcin y la desinfeccin
Clasificacin de los Sistema de TratamientoPor el Grado de
TratamientoTratamiento preliminarCribado; consiste en retener
slidos gruesos que floten o que se encuentren suspendidos en el
fluido, pueden ser de limpieza manual (gruesas) o de limpieza
mecnica (finas)
Clasificacin de los Sistema de TratamientoPor el Grado de
TratamientoTratamiento preliminarDesarenadores; consiste en retener
o remover arenasPueden ser rectangulares, circulares , de flujo
horizontal o helicoidal, aireados o no De limpieza manual o
mecnica, su funcin principal es prevenir la abrasin de los equipos
mecnicos, evitar la sedimentacin de las arenas en tuberas canales y
tanques ubicados aguas abajo
Clasificacin de los Sistema de TratamientoPor el Grado de
Tratamiento
Clasificacin de los Sistema de TratamientoPor el Grado de
TratamientoTratamiento preliminarHomogenizacin o igualacin;
consiste en regular o disminuir los efectos de la variacin del
flujo o de la concentracin de las aguas residuales, es decir la
unidad hidrulica que permite contener el flujo de agua que
sobrepasa un determinado valorEl procedimiento de clculos se
realiza por el balance de masas a intervalos regulares de
tiempo
Clasificacin de los Sistema de TratamientoPor el Grado de
TratamientoTratamiento PrimarioSedimentacin; Proceso fsico que
aprovecha la diferencia de densidad y peso entre el liquido y las
partculas suspendidas.Los slidos mas pesados se precipitan
producindose la separacin del liquidoAqu se aplica para partculas
floculentas (Con o sin coagulacin previa).Pueden ser rectangulares
o circulares
Clasificacin de los Sistema de TratamientoPor el Grado de
TratamientoTratamiento PrimarioFlotacin; consiste en la separacin
de partculas solidas o liquidas en un medio liquido La separacin se
realiza por flotacin simple o introduciendo burbujas muy finas de
aire en la masa liquida para que arrastren las partculas
suspendidas hacia la superficie.Es aplicable para remover aceites ,
grasas y aglutinar slidos suspendidosLa flotacin con aire puede ser
aplicado con o sin recirculacin
Parmetros de DiseoSistema de presin: 3 a 5 AtmCaudal de
recirculacin:15 a 120%Carga superficial :60 a 230 m3/m2/dTiempo de
retencin: 20 a 40 minutosRelacin aire/slidos: 0.005 a 0.08
Kg/Kg
Gracias y bendiciones para con ustedes y familia
