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Enginyeria
SanitariaGRAU: Enginyeria de la Construcció
PROFESSOR: Jaume Puigagut
DPTM: DEHMA
LOCALITZACIÓ: Mòdul D1, oficina 105
Correu-e: [email protected]
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CONCEPTES BÀSICS I
CARACTERÍSTIQUES
(aigües residuals)
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AIGÜES RESIDUALS DOMÈSTIQUES
AIGÜES NEGRES
AIGÜES GRISES
Les que es generen en vivendes (aigües
d’escorrentia no incloses)
-Matèria org.-Matèria fecal.
SI
-Matèria org.-Matèria fecal.
NO
AIGÜES RESIDUALS
INDUSTRIALSAIGÜES DE PLUJA
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AIGÜES RESIDUALS DOMÈSTIQUES
AIGÜES NEGRES
AIGÜES GRISES
AIGÜES RESIDUALS URBANES
Les que es generen en vivendes (aigües de PLUJA
no incloses)
-Matèria org.-Matèria fecal.
SI
-Matèria org.-Matèria fecal.
NO
AIGÜES RESIDUALS
INDUSTRIALSAIGÜES DE PLUJA
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AIGÜES RESIDUALS URBANES
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AIGÜES RESIDUALS URBANES
MATERIA ORGÀNICA
(carboni)
NUTRIENTS (N i P)
MATERIA EN
SUSPENSIÓ
PATÒGENS
DBO5 i DQO
-Dissolta (40-60% proteines; 25-50% sucres; 10% lípids)
SSV i SST(TS i VS)
contaminants
Bacteris, virus, protozous, helmints
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AIGÜES RESIDUALS URBANES
MATERIA ORGÀNICA
(carboni)
NUTRIENTS (N i P)
MATERIA EN
SUSPENSIÓ
PATÒGENS
DBO5 i DQO
Tabla 9.1 Valores medios de los contaminantes del agua residual de 22 pequeños municipios del
estado español (Barrera, 1999).
Parámetro Valor medio
MES, mg/L 210
DBO5, mg/L 280
DQO, mg O2/L 600
N, mg N/L 52
P, mg P/L 12
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AIGÜES RESIDUALS URBANES
MATERIA ORGÀNICA
(carboni)
NUTRIENTS (N i P)
MATERIA EN
SUSPENSIÓ
PATÒGENS
DBO5 i DQO
Tabla 9.1 Valores medios de los contaminantes del agua residual de 22 pequeños municipios del
estado español (Barrera, 1999).
Parámetro Valor medio
MES, mg/L 210
DBO5, mg/L 280
DQO, mg O2/L 600
N, mg N/L 52
P, mg P/L 12
SEMPRE
A VEGADES
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AIGÜES RESIDUALS URBANES
MATERIA ORGÀNICA
(carboni)
NUTRIENTS (N i P)
MATERIA EN
SUSPENSIÓ
PATÒGENS
La quantitat (conc.) depen factors
SOCIALS ECONÒMICS CULTURALS TEMPORALS
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AIGÜES RESIDUALS URBANES
MATERIA ORGÀNICA
(carboni)
NUTRIENTS (N i P)
MATERIA EN
SUSPENSIÓ
PATÒGENS
La quantitat (conc.) depen factors
SOCIALS ECONÒMICS CULTURALS TEMPORALS
Modifiquen
Qualitat de la materia org.
CABAL
-Cabal promig: mitjana aritmètica delscaudals instantanis.-Cabal punta: caudal màxim .
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CAUDAL PUNTA
DIARI (m3/dia)
HORARI (m3/hora)
Els de més interès
Tiempo, horas
8 10 12 14 16 18 20
Cau
dal
, m
3/h
2
4
6
8
10
12Q
P, max
Qmed
Municipi de Gualba
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CABAL PUNTA
DIARI (m3/dia)
HORARI (m3/hora)
Els de
més
interès
CABAL PROMIG
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CABAL PUNTA
CABAL PROMIG
FACTORS ó
COEFICIENTS
PUNTA
És la relació que hi ha entre el cabal punta màxim
i el cabal promig (tant per horari com diari)
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DISSENY EDAR
Campanyes de mostreig
(“campañas de aforo”)
-Mesura de concentracions de contaminants-Cabals-Projecció urbanística (10-25 anys)
Tot el dissenydepèn d’això
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Campanyes de mostreig
(“campañas de aforo”)XTabla 9.2 Valores de dotaciones y VEMU de aguas residuales en pequeños núcleos de población.
Parámetro Datos de Barrera (1999). España Datos de Crites y Tchobanoglous(1998). EEUU
Dotación, L/hab·día 145 260
Factor punta diario, adim. 1,7 2,5
Factor punta horario, adim 5/(P1/6) (a) 4
VEMUMES, g/hab·día 30 95
VEMUDBO5, g/hab·día 40 85
VEMUN, g/hab·día 7,5 13
VEMUP, g/hab·día 1,7 3
a) P es la población expresada en miles de habitantes. Corresponde a la fórmula de Mara (1988)referenciada en Barrera (1999).
VEMU= Velocitat d’emissió màssica unitària
Habitant
equivalent
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Tabla 9.2 Valores de dotaciones y VEMU de aguas residuales en pequeños núcleos de población.
Parámetro Datos de Barrera (1999). España Datos de Crites y Tchobanoglous(1998). EEUU
Dotación, L/hab·día 145 260
Factor punta diario, adim. 1,7 2,5
Factor punta horario, adim 5/(P1/6) (a) 4
VEMUMES, g/hab·día 30 95
VEMUDBO5, g/hab·día 40 85
VEMUN, g/hab·día 7,5 13
VEMUP, g/hab·día 1,7 3
a) P es la población expresada en miles de habitantes. Corresponde a la fórmula de Mara (1988)referenciada en Barrera (1999).
VEMU= Velocitat d’emissió màssica unitària
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EJEMPLO . Determinar los caudales y las concentraciones de contaminantes para una depuración de tipo convencional, sin eliminación de nutrientes, en un municipio
de 1740 habitantes. El Plan Urbanístico prevé que en los próximos 25 años se construirán un máximo de 18 viviendas unifamilares en las que vivirán una promedio
de 3 personas. Se puede considerar que el municipio carece de industria.
La población (P25) de diseño es:
El caudal medio es de:.
El caudal punta diario es de:
El caudal punta horario es de:
La concentración de MES es de:
La concentración de DBO5 es de:
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EJEMPLO . Determinar los caudales y las concentraciones de contaminantes para una depuración de tipo convencional, sin eliminación de nutrientes, en un municipio
de 1740 habitantes. El Plan Urbanístico prevé que en los próximos 25 años se construirán un máximo de 18 viviendas unifamilares en las que vivirán una promedio
de 3 personas. Se puede considerar que el municipio carece de industria.
La población (P25) de diseño es: 1740 + (18 x 3) = 1794 hab. Los datos se calculan tomando los valores de la tabla
El caudal medio es de: 1794 hab x 145 L/hab .dia= 260 m3/d.
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EJEMPLO . Determinar los caudales y las concentraciones de contaminantes para una depuración de tipo convencional, sin eliminación de nutrientes, en un municipio
de 1740 habitantes. El Plan Urbanístico prevé que en los próximos 25 años se construirán un máximo de 18 viviendas unifamilares en las que vivirán una promedio
de 3 personas. Se puede considerar que el municipio carece de industria.
La población (P25) de diseño es: 1740 + (18 x 3) = 1794 hab. Los datos se calculan tomando los valores de la tabla
El caudal medio es de: 1794 hab x 145 L/hab .dia= 260 m3/d.
El caudal punta diario es de: 260 m3/d x 1,7 = 442 m3/d.
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EJEMPLO . Determinar los caudales y las concentraciones de contaminantes para una depuración de tipo convencional, sin eliminación de nutrientes, en un municipio
de 1740 habitantes. El Plan Urbanístico prevé que en los próximos 25 años se construirán un máximo de 18 viviendas unifamilares en las que vivirán una promedio
de 3 personas. Se puede considerar que el municipio carece de industria.
La población (P25) de diseño es: 1740 + (18 x 3) = 1794 hab. Los datos se calculan tomando los valores de la tabla
El caudal medio es de: 1794 hab x 145 L/hab .dia= 260 m3/d.
El caudal punta diario es de: 260 m3/d x 1,7 = 442 m3/d.
El caudal punta horario es de: 260 m3/d x (5/(17941/6)) = 49 m3/h.
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EJEMPLO . Determinar los caudales y las concentraciones de contaminantes para una depuración de tipo convencional, sin eliminación de nutrientes, en un municipio
de 1740 habitantes. El Plan Urbanístico prevé que en los próximos 25 años se construirán un máximo de 18 viviendas unifamilares en las que vivirán una promedio
de 3 personas. Se puede considerar que el municipio carece de industria.
La población (P25) de diseño es: 1740 + (18 x 3) = 1794 hab. Los datos se calculan tomando los valores de la tabla
El caudal medio es de: 1794 hab x 145 L/hab .dia= 260 m3/d.
El caudal punta diario es de: 260 m3/d x 1,7 = 442 m3/d.
El caudal punta horario es de: 260 m3/d x (5/(17941/6)) = 49 m3/h.
La concentración de MES es de: L/mg210día/m260
día.hab/g30hab17943
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EJEMPLO . Determinar los caudales y las concentraciones de contaminantes para una depuración de tipo convencional, sin eliminación de nutrientes, en un municipio
de 1740 habitantes. El Plan Urbanístico prevé que en los próximos 25 años se construirán un máximo de 18 viviendas unifamilares en las que vivirán una promedio
de 3 personas. Se puede considerar que el municipio carece de industria.
La población (P25) de diseño es: 1740 + (18 x 3) = 1794 hab. Los datos se calculan tomando los valores de la tabla
El caudal medio es de: 1794 hab x 145 L/hab .dia= 260 m3/d.
El caudal punta diario es de: 260 m3/d x 1,7 = 442 m3/d.
El caudal punta horario es de: 260 m3/d x (5/(1,7941/6)) = 49 m3/h.
La concentración de MES es de: L/mg210día/m260
día.hab/g30hab17943
La concentración de DBO5 es de: L/Omg289día/m260
día.hab/g40hab179423
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AIGUA CONTAMINADA
(m.o dissolta)
AIGUA DEPURADA
∆Biomassa(FANGS)
TRACTAMENT BIOLÒGIC
CONCEPTES ENG. AMBIENTAL
1.-Tractament vs procès unitari
2.-Tractament Primari. Tractament Físico-químic que té com a
finalitat eliminar partícules sòlides com ara pals, pedres,
botelles, material flotant i materia en suspensió…Processos
unitaris generalment en sèrie.
3.-Tractament secundari. Té com objectiu eliminar la materia
orgànica dissolta. Procès biològic.
4.-Tractament terciari (avançat). Eliminació de nitrogen, fòsfor,
patògens i altres contaminants específics. Normalment
s’utilitzen processos unitaris específics per a cada tipus de
contaminant.
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CONCEPTES ENG. AMBIENTAL
L’objectiu del TRACTAMENT D’AIGÜES RESIDUALS:
Eliminar contaminants de l’aigua.
Dos formes d’abordar això:
Nivell de depuració = f (energia, superficie)
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CONCEPTES ENG. AMBIENTAL
ENERGIA SUPERFICIE
SISTEMES INTENSIUS o CONVENCIONALS o
TECNOLOGIES DURES
SISTEMES EXTENSIUS o NATURALS o
TECNOLOGIES TOVES o SISTEMES DE BAIX COST
(procès de tractament en hores)(procès de tractament en dies,
setmanes o mesos)
L’objectiu del TRACTAMENT D’AIGÜES RESIDUALS:
Eliminar contaminants de l’aigua.
Dos formes d’abordar això:
Nivell de depuració = f (energia, superficie)
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CONCEPTES ENG. AMBIENTAL
ENERGIA SUPERFICIE
SISTEMES INTENSIUS o CONVENCIONALS o
TECNOLOGIES DURES
SISTEMES EXTENSIUS o NATURALS o
TECNOLOGIES TOVES o SISTEMES DE BAIX COST
(procès de tractament en hores)(procès de tractament en dies,
setmanes o mesos)
Tabla 9.5 Medias del consumo energético y la superficie por habitante equivalente en EDARs de diferente tipología de Cataluña [GAR96].
Tipo de tecnología Sistema de tratamiento Consumo energético, kwh/m3 tratado
Superficie ocupada,
m2/hab·eq
Convencional Físico-químico 0,19 0,5
Convencional Fangos activados 0,26 0,9
Natural Lagunaje - 12,4
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CONCEPTES ENG. AMBIENTAL
Fuente: Moshiri et al., 1993)
Pequeños núcleos
urbanos
Grandes núcleos
urbanos
1mgd=3780 m3.día-1
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CONCEPTES ENG. AMBIENTAL
NORMATIVA AMBIENTAL (Directiva 91/271/CE –
TRACTAMENT D’AIGÜES
Captació i tractament en funció de la
població servida
>10.000 H.E abocament a
zones sensibles a
eutrofització
2000-10.000 H.E abocament a zones
interiors – no costa
<2000 H.E
Tractament secundari –eliminació nutrients
Tractament secundari(materia org. Dissolta) Tractament ADEQUAT
>10.000 H.E
2000-10.000 H.E
abocament a costa
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>10.000 H.E abocament a
zones sensibles a
eutrofització
2000-10.000 H.E abocament a zones
interiors – no costa
<2000 H.E
Tractament secundari –eliminació nutrients
Tractament secundari(materia org. Dissolta) Tractament ADEQUAT
>10.000 H.E
2000-10.000 H.E
abocament a costa
Tabla 9.3 Límites de concentración o porcentaje de reducción de los contaminantesestablecidos para las aguas residuales urbanas en la UE (Directiva 91/271/CE). Sepuede cumplir uno u otro requisito. La Directiva indica el número máximo de muestrasque pueden no cumplir los requisitos. (a).
Parámetro Concentración Porcentaje de reducción (b)
DBO5 (c) 25 mg O2/L 70-90
DQO (c) 125 mg O2/L 75
MES (d) (e)35 mg/L (> 10000 hab·eq)
60 mg/L (2000-10000 hab·eq)
90 (> 10000 hab·eq)
70 (2000-10000 hab·eq)
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>10.000 H.E abocament a
zones sensibles a
eutrofització
2000-10.000 H.E abocament a zones
interiors – no costa
<2000 H.E
Tractament secundari –eliminació nutrients
Tractament secundari(materia org. Dissolta) Tractament ADEQUAT
>10.000 H.E
2000-10.000 H.E
abocament a costa
Tabla 9.4 Límites de concentración o porcentaje de reducción de los nutrientes establecidospara las aguas residuales urbanas vertidas a zonas sensibles propensas a la eutrofización[Directiva 91/271/CE]. Se puede cumplir uno u otro requisito. La media anual de las muestrasdebe cumplir los requisitos de cada parámetro. (a).
Parámetro Concentración Porcentaje de reducción (b)
P total2 mg P/L (10000-100000 hab·eq)
1 mg P/L (>100000 hab·eq)80
N total15 mg N/L (10000-100000 hab·eq)
10 mg N/L (>100000 hab·eq)70-80
a) Según la situación local se deben cumplir uno o los dos parámetros.
b) Reducción relacionada con la VEM.
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<2000 H.E
Tractament ADEQUAT
2000-10.000 H.E
abocament a costa
A Catalunya l’ACA (Agència Catalana de l’Aigua) va
encarregar a la Secció d’Enginyeria Sanitària i Ambiental de
la UPC un estudi per DELIMITAR el concepte de
TRACTAMENT ADEQUAT especificat a la Directiva.
Tabla 1. Situación actual de pequeñas depuradoras en Catalunya (García et al., 2001).
Población equivalente
En
funcionamiento
En
construcción
En
diseño
En
estudio
< 60 - - - 450
60 - 400 8 2 - 870
400 - 2000 29 23 13 380
Total 37 25 13 1700
Fuente: García et al., 2001
Catalunya
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<2000 H.E
Tractament ADEQUAT
2000-10.000 H.E
abocament a costa
A Catalunya l’ACA (Agència Catalana de l’Aigua) va
encarregar a la Secció d’Enginyeria Sanitària i Ambiental de
la UPC un estudi per DELIMITAR el concepte de
TRACTAMENT ADEQUAT especificat a la Directiva.
Les conclusions:
Simplicitat d’operació
Fiabilitat en el tractament de contaminants
Baix cost d’explotació i manteniment
Minimització de subproductes
Sistemes
naturals