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Taller “Operación y Mantenimiento de Sistemas de Alcantarillado Sanitario y Plantas de Tratamiento de
Aguas Residuales”, dirigido a Ingenieros.
Taller SANAA-FHIS
Tema : Evaluación de Eficiencia en una PTAR
Tema : Evaluación de Eficiencia en una PTAR
La Ceiba, Atlántida, Honduras, del 03 al 08 de Marzo de 2014
Expositor: Oscar Eduardo García
Puesto: Jefe Sub Sistema Alcantarillado Sanitario
Evaluación Evaluación Objetivo: Comparar la capacidad real del tratamiento residual con la capacidad teórica del diseño con las exigencias de calidad de la normatividad.
Contar con los siguientes requisitos:
Que la planta esté operando
Que posea requisitos de calidad y operación del agua
Documentar en su caso y optimizar los diferentes procesos que integran la planta y conocer las eficiencias de operación específicas de los procesos
Objetivo de las EvaluacionesObjetivo de las Evaluaciones
•Conocer el grado de eficiencia con que es operada la infraestructura de tratamiento
• Definir criterios de diseño apropiados para nuevas plantas
• Identificar las inversiones requeridas para rehabilitación
• Identificar las necesidades de capacitación
• El monitoreo permanente contribuye a definir la causa del problema y puede indicar la acción requerida
Tipos de EvaluaciónTipos de Evaluación•CONTINUA – una vez por semana•ESTACIONAL – época cálida y época fría seca (5 semanas).
Las evaluaciones son el mecanismo apropiado para la optimización de los diferentes sistemas de tratamiento y contribuyen con el conocimiento que permite obtener nuevos y mejores diseños.
Nombre de la planta de tratamiento Fecha
Nombre del evaluador responsable
Longitud Latitud Altitud msnm
Temperatura media del mes más frío °C
Evaporación mm
Precipitación mm
Caudal de diseño m3/d
Población (o industria) servida Hab
Dirección y velocidad del viento km/h
Objetivo del tratamiento
Croquis de la ubicación del sistema (dirección, de ser el caso).
Evaluación del Diseño físico Evaluación del Diseño físico
(Indicar el norte)
Hoja 1/3
Esquema general del sistema, vista en planta.
Hoja 2/3Evaluación del Diseño Físico Evaluación del Diseño Físico
Hoja 3/3 Evaluación del Diseño Físico Evaluación del Diseño Físico Condiciones de acceso a la planta
Acceso dentro de la planta
Distancia a la zona habitacional más cercana km
Canal para excedencias
Estructuras de derivación
Rejillas
Desarenador
Estructura de medición de caudal
Tratamiento Primario
Tratamiento Secundario
Tratamiento Terciario
Deshidratacion de Lodos
Desinfeccion
Barreras de protección con árboles
Protección de las instalaciones
Observaciones generales:
Procedimiento para evaluaciónProcedimiento para evaluación1.Visita de Campo Descripción del Sistema de Tratamiento2. Recopilación de información existente como: Ubicación del sistema de tratamiento a evaluar Población de la comunidad Numero de Conexiones actuales Datos de laboratorio Aforos Tipos de sistema de tratamiento Planos y Dimensiones de las estructuras existentes Toma de datos de campo ( color, olor, sólidos, etc. )3. Sistematización de la información recolectada4. Selección de parámetros para analizar y frecuencia5.Medicion de caudales6. Toma de muestras para ser llevadas a laboratorio7. Análisis de resultados8. Conclusiones y toma de decisiones para realizar mejoras
Evaluación de Un Reactor Anaeróbico de Flujo Ascendente
Tegucigalpa M.D.C.
Ubicación PTAR a EvaluarUbicación PTAR a Evaluar
Inspección de CampoInspección de Campo
Esquema del sistema a EvaluarEsquema del sistema a Evaluar
RAFA
Lodo digerido , a patio de secado de Lodos
Cuerpo Receptor
Descripción de los componentes Descripción de los componentes
3. Tratamiento Secundario 4. Patio de Secado de Lodo
1. Pre tratamiento 2. Tratamiento Primario
Información RecolectadaInformación Recolectada
Sistematización de la InformaciónSistematización de la Información
Implementación de Unidad de medición de Implementación de Unidad de medición de CaudalesCaudales
Instalación de Vertedero Rectangular
Medición de Lamina de Agua sobre el Vertedero Rectangular
Aforo Volumétrico
Calculo de CaudalesCalculo de Caudales El cálculo del caudal se realiza mediante la fórmula de vertedero
rectangular de pared delgada sin contracciones, en el cual solo se introduce la altura de la película de agua sobre el vertedero y la longitud de cresta resultando el caudal en m3/seg. La formula se describe a continuación: Q=1,84LH1,5 Donde; Q= Caudal, m3/s H= Cabeza sobre el vertedero, m. La cabeza mínima es de 0,06 m L= Longitud de la cresta del vertedero, m Los resultados obtenidos de la medición de caudales se presentan en la grafica que se detalla adelante.
Parámetros Seleccionados Parámetros Seleccionados
Para realizar una evaluación practica y rápida de los procesos de la PTAR, se determino utilizar únicamente aquellas pruebas que miden la condición de las aguas residuales y que explican el proceso de descomposición de las sustancias orgánicas como lo es la DQO y las pruebas para la remoción de sólidos en suspensión y sedimentables.
Puntos de MuestreoPuntos de Muestreo
1. Ingreso al Pretratamieto2. Salida del Reactor Anaeróbico3. Salida del Filtro Percolador4. Salida del Decantador
Toma de Muestras para Analizar en el LaboratorioToma de Muestras para Analizar en el Laboratorio
Resultados ObtenidosResultados Obtenidos
CALCULOS Y ANALISISCALCULOS Y ANALISIS
Reactor Anaerobio Reactor Anaerobio
En cuanto a los resultados se puede decir que afecta mas los caudales bajos , ya que las concentraciones de DQO es mas alto y afecta el rendimiento , obteniendo una eficiencia mínima de casi un 52 % de remoción de carga DQO , en promedio el resultado es de un 61 % de remoción , lo cual se considera aceptable.
En cuanto a SS y SST , tan solo con el RAFA se cumple con la normativa Hondureña por lo que funciona muy bien como un sedimentador.
El RAFA cuenta con 16 entradas, de agua mediante tubería de 100 mm ,la cual conduce el agua residual hacia el fondo del reactor , para luego tener un ascenso ,obteniendo un mejor contacto con el manto de lodo.
Min (3.63) Max (8.068)Vel. Ascencional ( m/h) 0.54 1.21 0.5-1.20Carga Organica Kg DQO/dia Entrada 303.60 331.11 -Carga Organica Volumetrica KDQO m3/m2.d 2.43 1.19 1.5-2.0TR , Horas 9.6 4.3 8.0-10Carga Hidraulica Volumetrica 2.5 5.58 5 m3/m3.dEficiencia 51.58 % 75.00% 55-75
Resultados RAFADimensiones
RAFAParametros
BibliograficosCaudal ( l/s)
H= 5.2 m; A = 24 m2;
V= 125 m3 Q = 359.3 m3/dia
Filtro BiológicoFiltro Biológico
Min (3.63) Max (8.068)Baja Carga Alta Carga
Carga Hidraulica Superficial ( m3/m2.d) 18.08 40.18 < 9.6 > 20Carga Organica de Entrada ( Kg DBO5/dia) 47.06 ( DQO 75.9 ) 99.4( DQO 160.0 ) - - Area= 175 m2Carga Organica Volumetrica KgDBO5m3.d 0.87 1.84 0.08-0.40 0.40-4.80 Cv= 0,14 Profundidad - - 1.50-3.00 1.00-2.00Eficiencia ( % ) 2.00% 6.09% - -
Dimensiones Filtro
Resultados FiltroCaudal ( l/s)
H= 3,10 m; A = 17,35 m2; V= 53,78 m3
D= 4.70 m
Parametros Bibliograficos Dimensiones
según resultados
Como se puede apreciar en la Tabla , la eficiencia del filtro es severamente afectada por la carga orgánica de salida en el RAFA y a su ves por la carga hidráulica generada por los picos de caudales.
Si se tuviera que partir con los parámetros de salida del RAFA , se debería cambiar el dimensionamiento del Filtro en mas del 100 % de su tamaño original.
Con lo correspondiente a los SS y SST , el filtro esta enviando mas materia orgánica al sedimentador que la de entrada , aumentando cuando hay picos máximos en los caudales.
Sedimentador Sedimentador Dimensiones
Sedimentador Resultados RAFA
Caudal ( l/s)Parametros
BibliograficosMin (3.63) Max (8.068)
H= 4,40 m; A s= 28,27 m2; V= 80,00 m3 D=
6,00 m
Vel. Ascencional ( m/h) 0,72 1,6 1,25-2,50
TR , Horas 6,12 2,75 1,5 -2,50
Eficiencia 4,05 31,02
El sedimentador prácticamente, termina de pulir el proceso de tratamiento a pesar de que el filtro le carga mas de materia orgánica de lo que esta previsto.
La eficiencia del sedimentador en cuanto a DQO , es mayor cuando hay caudal máximo, de lo contrario el tiempo de retención es mayor y se genera un proceso anaerobio , el cual es notorio en el sitio cuando no hay servicio de agua ,despidiendo sulfuro de hidrogeno.
La eficiencia al final del proceso , en promedio cumple con la normativa de descarga de aguas residuales , con valor menor de 200 mg/l de DQO, y en cuando a SS y SST los resultados son aun mejores.
ConclusionesConclusiones
• Se puede comprobar que el sistemas de tratamiento evaluado si cumple con la normativa hondureña de vertidos líquidos domésticos en lo que corresponde a DQO , Sólidos Sedimentable y Sólidos Suspendidos por lo que si se puede utilizar como una tecnología apropiada en comunidades urbanas o rurales del país.
• La eficiencia del proceso de tratamiento en la PTAR , es afectado por la variación de caudales , especialmente cuando no hay servicio de agua por lo que la concentración de DQO es mayor.
• Una vez realizada la labor de análisis y sistematización de los datos tanto de campo como de laboratorio se pueden proponer mejoras al sistema para elevar su eficiencia.
ConclusionesConclusiones El RAFA como tratamiento primario es una excelente alternativa , ya que con
poco espacio y cero coste de energía se consigue reducir contaminación al agua
La inclusion de diferentes entradas de agua a la parte inferior del RAFA , se consigue mejorar la eficiencia , ya que hay mayor contacto del agua con las bacterias anaeróbicas que degradan la materia.
La temperatura es idónea para la implementación en países tropicales , ya que contribuye a la generación de estas bacterias.
En el RAFA a mayor caudal , menor concentración de DQO y menor eficiencia en la reducción de carga contaminante , a menor caudal mayor concentración y mayor eficiencia , solo que le parámetro queda arriba de la norma.
ConclusionesConclusiones Si se compara una Fosa séptica común con TRH de 24 horas, esta
requeriría 5.6 veces mas de volumen y rendimiento inferior al RAFA .
Con la inclusión de tecnologías apropiadas en el país se podrá alcanzar una mayor cobertura de servicios de saneamiento, mejorando así la calidad de vida de las personas y el ambiente.
Se deberá analizar con mas profundidad el régimen de caudales , para hacer una mejor regulación de los picos , tanto altos como bajos , en la que se podrían proponer un tanque homogeneizador o aun mejor un suministro mejor sistematizado en la red del servicio de agua , ya que es muy puntual.
El filtro Percolador no funciona bien por estar recibiendo cargas hidráulicas arriba de las de diseño, y para mejorar su eficiencia se podria colocar un recirculo y así se acerque al parámetro de un filtro de alta carga.
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