Planta de tratamiento de aguas residuales

Evaluación de la aplicación de oxynova para mejorar el desempeño de la Planta de Tratamiento de aguas residuales La Mariposa

Publicado el: 26/10/2011
Autor/es:

PRODUCTO BIOLOGICO

Oxydol

Producto que degrada la materia organica de los cuerpos de agua debido a la contaminacion humana restaurando los niveles de biodegrabilidad y mejorando los parametros biologicos y quimicos de los mismos.

Composicion del producto

Objetivo General de la investigacion

Evaluar la aplicación de oxydol para mejorar el desempeño de la Planta de Tratamiento  
 de aguas residuales “La Mariposa 1”  
ubicada en el Estado Carabobo. 
Planteamiento del Problema

Objetivos Especificos
  1. Diagnosticar las condiciones actuales de operación de los módulos de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales “La Mariposa 1”
  2. Implementar un sistema a escala para experimentar el tratamiento biológico con la tecnología de lodos activados.
  3. Adaptar el sistema piloto a los condiciones reales del módulo 1 de la PTAR “La Mariposa 1"
  4. Especificar los parámetros de evaluación de calidad de agua de entrada, proceso y salida en el sistema piloto.
  5. Definir el plan de muestreo y las fases de evaluación del sistema piloto.
  6. Ejecutar el plan de muestreo y evaluación del sistema piloto según las prioridades de las Empresas involucradas en la investigación.
  7. Realizar un estudio técnico- factible de la aplicación del Oxydol en un módulo de la Planta “La Mariposa 1” para un tiempo de pruebas.

 


DIAGNOSTICO 
Condiciones Operativas de los módulos de la PTAR “La Mariposa 1”
Característica
Descripción
Tipos de Sistemas
El 1, 2 y 3 son reactores secuenciales discontinuos cada uno con tres secciones, tres entradas y dos salidas que permiten mantener continuidad del proceso. Estos operan con dispersión tipo flujo pistón. El módulo 4 tiene 4 secciones y opera con mezcla completa
Caudal de un módulo, L/s
De diseño es 600, pero como no se encuentra el módulo 2 operativo manejan actualmente 700 L/s
Tiempo de retenciónhidráulica, horas
El de diseño de cada módulo es 21 horas, sin embargo actualmente se considera 18 horas
Ciclo de operación,horas
En un ciclo de 8 horas se cumplen los tiempos para carga, aireación, sedimentación y descarga de efluente en cada uno
Recirculación y purga de lodos
Es una operación discontinua. Cuando se extrae el lodo de un módulo, se envía a los lechos de secado y se recircula lodo desde la laguna de efluentes

DIAGNOSTICO 
Valores Promedios de los Parámetros de mayor control en la PTAR “Mariposa 1” Enero- Junio 2010

Parámetros Principales
Entrada mg/L
Salida mg/L
Eficiencia  %
Norma de Control
DBO
171
58
66
60
DQO
324
117
60
350
N Total
25.6
23.6
8
40
P Total
5.37
3.90
27
10
SST
179
86
52
80
Norma de Control: La Salida de la Planta se rige por el Decreto 883, de Gaceta Oficial 5021 “Normas para la Clasificación y el Control de Calidad de los Cuerpos de agua y vertidos o efluentes líquidos en Venezuela” Sección III de la Descarga a Cuerpos de Agua.

DIAGNOSTICO 
Problemas Operativos presentados en los módulos de la PTAR “La Mariposa 1”  durante el año 2010

Problemas Operativos
Consecuencias en el proceso
Acumulación de materiainorgánica en módulos
Disminuye el volumen de los módulos y eficiencia del proceso
Lodo purgado no es espeso
Se retienen microorganismos patógenos para el tratamiento
Recirculación de efluente y no de fango
Puede no mantener un lodo activado con microorganismos específicos para la depuración biológica
Fallas en suministro de energía eléctrica
Ocasiona  la muerte de microorganismos aerobios  y la interrupción de los ciclos de tratamiento
Incremento de caudal
Disminuye los tiempos de retención hidráulica

DISEÑO DEL SISTEMA PILOTO

Esta  sección de la investigación  se  resume en la especificación de :
1) El Diagrama de Proceso.
2) Las dimensiones de las Unidades de tratamiento.
3) Los equipos necesarios para el proceso.
4) Las características generales del sistema piloto.

SISTEMA PILOTO
Diagrama de Proceso


Unidades de Tratamiento

Equipos de Proceso


Características Generales:

El Sistema  tiene dos modalidades de operación:
  •   Sistema  continuo con reactor de mezcla completa (RCMC). 
  •   Sistema con reactor secuencial por lotes (SBR).

 

Cuadro Comparativo de las Modalidades:

Característica
SBR
RC MC
Ciclo
8 – 20 horas
No aplica
Etapas
Llenado - Aireación Sedimentación  Descarga de efluente y de lodo
Continuo
Caudal
No aplica
(40 - 50) mL/min
TRH
No aplica
(17- 21) horas
Aireación
En cámara de aireación y clarificador
 (4 -10) horas
En la cámara de aireación
10 horas
Sedimentación
En cámara de aireación y clarificador
 (2 -6) horas
En el clarificador
6 horas
Recirculación delodos
 No aplica
Desde el clarificador altanque primario. Operación discontinua
Purga de lodos
Al final de cada ciclo
Una fracción de larecirculación

ADAPTACIÓN DEL SISTEMA PILOTO

  • Modalidad SBR

Para estudiar  el Sistema por Lotes se programo un ensayo a 8 horas que corresponde a la duración de un ciclo de tratamiento en un módulo de la PTAR “La Mariposa 1”:
1 hora de carga+ 4 horas de aireación+2 horas de sedimentacion+1 hora de descarga.

Los posteriores ensayos por Carga se realizaron a 20 horas que corresponden al tiempo de residencia hidráulica del flujo en un módulo de la PTAR “La Mariposa 1”:
2 horas de carga+ 10 horas de aireación+6 horas de sedimentacion + 2 horas de descarga.

Para el inicio de cada ensayo se tomo 20 litros de licor mezcla del módulo 1 y se añadió al reactor para aclimatación de las bacterias depuradoras en el mismo.

  • Modalidad RCMC
Se realizaron todos los ensayos para el sistema piloto en continuo a 20 horas simulando el proceso de los módulos de la Planta de Tratamiento.  Los tiempos de aireación se intercalaron, con 4 horas sin aireación10 horas de aireación continua y 6 horas de sedimentación final.
Con estos tiempos se simulo las condiciones aerobias y anóxicas que se combinan  en  los módulos para la remoción de materia orgánica y nitrógeno.
Para el inicio de cada fase de evaluación se tomo 30 litros de licor mezcla del módulo 1 y se añadió al reactor para aclimatación de las bacterias depuradoras en el mismo. 
Se realizó preaireación del agua cruda en el tanque primario y constante agitación antes del ingreso del agua cruda al reactor.
Se recirculo y purgo los lodos cada vez que fue necesario. Para ello se midió tres veces por semana la concentración de sólidos suspendidos volátiles en el reactor.

Parametros de Evaluacion del sistema

Parámetros físicos
Descripción y Método de Análisis
pH
Es una medida adimensional.  El método utilizado fue el 4500- H+ B, con el equipo Orión 920 A+
OD
Concentración de Oxígeno disuelto en miligramos por litro (mg/L). Se mide con electrodo de membrana. Método 4500- O. G
Color aparente
Se mide en Unidades Platino/Cobalto por comparación visual. Método 2120. B
Turbiedad
Se mide en Unidades  Nefelometricas de Turbiedad  (NTU). Método nefelómetrico 2130. B

Métodos avalados  por  la APHA; AWWA; WEF. “Standard  Methods for the Examination of Water and Wastewater”.  Edition N° 21. (2005)

Parámetros químicos sanitarios
Descripción y Método de Análisis
DBO
Demanda Bioquímica de Oxígeno, en mg/L.
 Método 5210 B (Método de dilución)
DQO
Demanda Química de Oxígeno, en mg/L. 
Método 5220 B. DQO alto rango (0 – 1500) mg/L
PT
Concentración de fósforo total, en mg/L.
Método 4500 - P C
N-NH3
Concentración de nitrógeno amoniacal, en mg/L. Método 4500- NH3 D. Utilizando el equipo Orión 920 A+
SST
Concentración de sólidos suspendidos totales, en mg/L.
Método 2540 D, a 103 °C.
Métodos avalados  por  la APHA; AWWA; WEF. “Standard  Methods for the Examination of Water and Wastewater”.  Edition N° 21. (2005)

Parámetros Biológicos
Descripción y Método de Análisis
CF
Concentración de coliformes fecales, reportado en NMP/100 mL (Número Mas Probable de Coliformes Fecales en 100 mililitros). Métodos 9215 B, 9223 B, 9221 B
CT
Concentración de coliformes totales, reportado en NMP/100 mL (Número Mas Probable de Coliformes Totales en 100 mililitros). Métodos 9215 B, 9223 B, 9221 F

Métodos avalados  por  la APHA; AWWA; WEF. “Standard  Methods for the Examination of Water and Wastewater”Edition N° 21. (2005)

Cálculo de Eficiencias Operativas

Para los parámetros Turbiedad, DBO, DQO, PT, N-NH3, SST, CF, y CT se determino eficiencias con las concentraciones de entrada y salida para cada parámetro; tal como lo señala la siguiente ecuación:


Comparación con Norma Ambiental Vigente


La Norma Venezolana que regula la Descarga a Cuerpos de Agua es el Decreto 883, de Gaceta Oficial 5021. Esta señala los siguientes requerimientos para agua de calidad tipo 7 A:
 
Parámetro
Norma 883
pH
6-9
OD
mayor de 3 mg/L
Color
No establecida
Turbiedad
No establecida
CF
No establecida
CT
No establecida


Parámetro
Norma 883
DBO
60 mg/L
DQO
350 mg/L
PT
10 mg/L
N-NH3
No establecida
SST
80 mg/L

Parámetros de Control de Proceso
Para el control operativo de reactores biológicos de funcionamiento continuo o por lotes, es importante conocer principalmente:

CONTROL DEL LODO ACTIVADO

Durante cada una de las fases se monitoreo y controló las condiciones del lodo de proceso biológico, el cual representa la masa microbiana. La frecuencia fue 3 veces por semana.

Propiedades del lodo Activado


PLAN DE MUESTREO Y FASES DE EVALUACION

Fases
Fecha
Duración
Monitoreos
Entrada - Salida
Total demuestras
Por carga sinOxydol
Mayo 2010
semanas
1 Ciclo a 8 horas
3 Ciclos a 20 horas
8
Continuo con Oxydol
Junio 2010
1 mes
5
10
Continuo alSegundo mes
Julio 2010
1 mes
5
10
Por carga con Oxydol
Agosto 2010
semanas
3 Ciclos a 20 horas
6

NOTA: En cada muestra se analizó los parámetros físicos, químicos sanitarios y bacteriológicos señalados anteriormente.

RESULTADOS DE LAS FASES DE EVALUACION

Fase 1. Sistema por carga sin Oxydol (3 semanas) 
Fase 2. Sistema continuo con Oxydol (1 mes)
 
Fase 3. Sistema continuo al segundo mes (1 mes)
 
Fase 4. Sistema por carga con Oxydol (3 semanas)
 
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