Diseno de plantas de tratamiento de aguas residuales

1. DISEÑO DE PLANTAS DE
TRATMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
ESC. ING. AMBIENTAL Y DE
SANEAMIENTO

2. Como información necesaria para realizar el diseño se debe tener lo siguiente:
– Población a servir.
– Cantidad y calidad del agua residual.
– Temperatura (media mensual y anual).
– Uso de la tierra.
– Zonificación.
– Prácticas agrícolas.
– Requerimientos de calidad para descargas superficiales y subsuperficiales.
– Información de los cuerpos de agua de la zona.
– Caudal promedio diario, caudal máximo diario, caudal pico horario, caudal mínimo
horario, caudal mínimo diario y caudal sostenido.
Los estudios mínimos que se deben tener son los siguientes:
– Inspección visual
– Estudio de suelos: humedad, permeabilidad, granulometría, conductividad
hidráulica saturada, nivel freático.
– Topográficos: Curvas de nivel.
– Hidrogeológicos: Por ejemplo, precipitación (promedio máximo mensual),
evapotranspiración y evaporación (promedio mensual).
– Revisión de estudios previos hechos en la zona.

3. PRETRATAMIENTO – TRATAMIENTO
PRIMARIO
• CRIBADO
• CANALETA PARSHALL
• DESARENADOR
• TRAMPA DE GRASAS
• TANQUE SEPTICOS

4. CRIBADO - REJILLAS
TIPOS
• Limpiadas manualmente.
• Limpiadas mecánicamente.
• En forma de canasta.
• Retenedoras de fibra.
LOCALIZACIÓN
ESPACIAMIENTO. Se recomienda un espaciamiento entre las barras de la rejilla de 15 a
50 mm para rejillas limpiadas manualmente, y entre 3 y 77 mm para rejillas limpiadas mecánicamente.
VELOCIDAD MÍNIMA DE APROXIMACIÓN. Para garantizar un área de
acumulación adecuada, la velocidad de aproximación a las rejillas debe estar entre 0.3 y 0.6 m/s para
rejillas limpiadas manualmente, entre 0.3 y 0.9 m/s para rejillas limpiadas mecánicamente.
VELOCIDAD MÍNIMA ENTRE BARRAS. Se debe usar un rango de
velocidades entre 0.3 y 0.6 m/s y entre 0.6 y 1.2 m/s para rejillas limpiadas manualmente y
mecánicamente respectivamente.

5. CÁLCULO DE PÉRDIDA DE CARGA. Para el cálculo de la pérdida de carga se
recomienda usar la siguiente ecuación:
𝐾 = 𝛽
𝑆
𝑏
1.33
∗ 𝑠𝑒𝑛 𝛼
Sección transversal
Forma A B C D E F G
 2.42 1.83 1.67 1.035 0.92 0.76 1.79
Coeficiente de pérdida para rejillas
Diferentes formas de rejillas

7. El objetivo de la Canaleta Parshall es el de servir
como estructura de aforo, es decir, permitir medir
el caudal de agua residual que ingresa diariamente
a la PTAR con el fin poder llevar una medición y a su
vez un mejor control de los procesos.
• Transición de entrada
• Sección convergente
• Garganta
• Sección divergente.
CANALETA PARSHALL

9. CANALETA PARSHALL

14. Estimación del gasto para la descarga libre.

15. Estimación del gasto para condiciones de descarga libre de manera grafica.

16. Estimación del gasto para condiciones de descarga con ahogamiento o
sumergencia.

20. Estimación del gasto para descarga ahogada o en sumersión

21. CASO TIPO DE DESCARGA SUMERGENCIA ECUACIÓN
A LIBRE NO EXISTE Q=C(Ha)ᵑ
B AHOGADA S Qs=Q-Qe
C AHOGADA Si (VALOR ENTRE S1 Y S2) QS=Q-Qei

23. REQUERIMIENTOS DE INSTALACIÓN FÍSICA
• Velocidad de llegada de la corriente.
• Características del flujo del canal y
necesidades operacionales.
• Erosión y seguridad.
• Tramo recto mínimo antes del medidor.

24. PRUEBAS DE PRESICION Y CALIBRACIÓN
• Verificación de funcionamiento.
• Verificación de la escala.

25. Referencias:

27. dedeDESARENADOR
Los valores expuestos
como criterios de
diseño son valores guía
que nunca se podrán
constituir en “camisa
de fuerza” para llevar a
cabo los cálculos de las
unidades.

29. Tabla: Velocidades de sedimentación para diferentes tamaños de arenas a una temperatura de 16 °C y una
eliminación cercana al 90% (Moreno López, 2009-2010)
El contenido de materia orgánica en las arenas extraídas está, usualmente, entre
el 3 y el 5%.

30. Los desarenadores se diseñan con el caudal punta; los criterios para su cálculo se
presentan a continuación:

31. DECANTADOR PRIMARIO

32. Estas unidades pueden alcanzar niveles de remoción de entre 25 y 40% para DBO y
entre 50 y 70% para SST. Los decantadores primarios se componen de:
· Tanque decantador.
· Estructuras de entrada y salida del agua.
· Puente (móvil) del decantador.
· Dispositivos de eliminación y extracción de flotantes.
· Dispositivos de extracción de fangos.

33. Decantador vacío. Se aprecia la
campana deflectora, la poceta de
fangos, el puente móvil con las
rasquetas (barredor de fangos) y el
desnatador (barredor de grasa)
Motor encargado de desplazar el
puente del decantador. Se aprecia
el vertedero dentado para la
salida del agua clarificada

34. Criterios de diseño para decantadores
primarios circulares

35. DECANTACIÓN ASISTIDA
QUÍMICAMENTE
Rangos óptimos de pH para aplicación de coagulantes (Lozano-Rivas, Material de clase para las asignaturas de
Tratamiento de Aguas Residuales, 2012)
Pueden alcanzar niveles de remoción de entre 60 y 80% para DBO y entre 65 y 85%
para SST

36. Aunque su uso no es muy común en las depuradoras municipales, se suele emplear en
instalaciones que sólo cuentan con tratamiento primario, con el fin de alcanzar los
niveles de remoción exigidos por la autoridad ambiental. De igual manera, algunos
vertidos industriales que tienen altas cargas de coloides y otras sustancias de difícil
remoción por gravedad, deben ser tratados con asistencia química.
Como ayudas adicionales al proceso,
pueden usarse también otras sustancias de
refuerzo o ayuda, llamadas coadyuvantes de
floculación. Estos coadyuvantes son
polímeros (macromoléculas) de cadenas
largas y alto peso molecular, obtenidos a
partir de extractos de algas, almidones o
derivados de la celulosa.
La asistencia con químicos puede ser
muy costosa en una Planta de aguas
residuales. Hay casos en Colombia
en los que el gasto en químicos
representa cerca del 70% del costo
de operación de una planta de
tratamiento de aguas residuales.

38. Manejo de residuos de Pre-
tratamiento y de lodos primarios
Residuos de Pre-tratamiento
Para facilitar su transporte, los
residuos retirados del pozo de muy
gruesos y del cribado, deben
escurrirse y compactarse mediante el
uso de prensas hidráulicas o
mecánicas.
La arena extraída en forma manual de los
canales de desarenado, no es reutilizable; por
esta razón, debe ser enviada a un relleno
sanitario junto con los residuos deshidratados
del pozo de muy gruesos y del cribado.
Las grasas removidas se conducen a un
depósito donde el reposo permite concentrar
las grasas en la superficie y evacuar el agua por
el fondo, retornándola nuevamente a la
entrada del desarenador. En algunas
instalaciones combinan el material sólido con
las grasas y se llevan conjuntamente al relleno
sanitario. Otra opción es incinerar estas grasas.
video

39. Lodos del tratamiento primario
Estos lodos tienen una consistencia limosa y
una coloración entre marrón y grisácea. Por su
alto contenido de materia orgánica se
descomponen con facilidad, causando malos
olores.
Cuando se hace tratamiento primario
químicamente asistido (TPQA), se obtienen
lodos de color negro con menos
susceptibilidad a la putrefacción y, por ende,
con menos olor que los del tratamiento
convencional.
Estos lodos se deben tratar de
manera conjunta con los lodos
resultantes de los tratamientos
secundarios

41. TRATAMIENTO SECUNDARIO

42. Procesos de Tratamiento Secundario.
• Filtros percoladores
• Lodos o fangos activados
• Lagunas de estabilización
• Zanjas de oxidación

43. • Bioremediación
– Fitoremediación
• Humedales Artificiales.
TRATAMIENTO TERCIARIO

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