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INSTITUTO TECNOLÓGICO DE MORELIA “José María Morelos y Pavón”
TÉCNICA, PROGRESO DE MÉXICO
“PROYECTO PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES”
MORELIA, MICH., FEBRERO 2011
SECRETARIA DE EDUCACIÓN PÚBLICA SISTEMA NACIONAL DE EDUCACIÓN SUPERIOR TECNOLÓGICA DIRECCIÓN GENERAL DE EDUCACIÓN SUPERIOR TECNOLÓGICA
1
Tabla de contenido
I. Presentación .................................................................................................................. 2
II. Antecedentes ................................................................................................................. 3
Condición actual del agua en el ITM .............................................................................. 3
Drenajes y condición actual .......................................................................................... 6
Interrelación de programas de gestión de agua y beneficios del proyecto .................. 8
III. Objetivos ...................................................................................................................... 11
Objetivo general ........................................................................................................... 11
Objetivos particulares .................................................................................................. 11
IV. Descripción de las etapas del proyecto ...................................................................... 12
Etapa 1. Selección y Construcción de la PTAR ............................................................. 12
Etapa 2. Adecuación hidráulica y estructural de fuentes y conductos de
abastecimiento de agua residual ......................................................................... 19
Actividad 2.1 Inspección de drenajes ..................................................................... 19
Actividad 2.2 Separación de drenajes y balance de costos ................................... 19
Etapa 3. Puesta en marcha de la PTAR .................................................................. 24
Etapa 4. Reciclaje del agua .......................................................................................... 25
Etapa 5. Servicio externo ............................................................................................. 25
V. Cronograma de Actividades ........................................................................................ 26
VI. ANEXOS ........................................................................................................................ 27
2
I. Presentación
El agua es una de las fuentes más importantes para el desarrollo de las zonas urbanas,
agrícolas e industriales, los cambios en su calidad y cantidad son resultado de las actividades
productivas del hombre. Por lo tanto, el crecimiento demográfico del municipio de Morelia así
como la intensificación de las actividades productivas ha ocasionado que los sistemas para el
abasto de agua potable sean cada vez más escasas y la calidad de ésta sea cada vez menor
(Comisión Nacional del Agua, 2000).
El Instituto Tecnológico de Morelia (ITM) reconoce su responsabilidad civil con respecto al
desarrollo sustentable de México y de manera particular de la contaminación del agua. Los
programas institucionales del ITM se interrelacionan con los objetivos de los planes de gestión
del agua estatal y municipal. Por ello recientemente se ha dado a conocer la construcción de la
planta de tratamiento de aguas residuales del ITM.
Por otro lado, el Tratamiento de las Aguas Residuales es un proceso sumamente delicado
debido en gran medida a la dificultad y costes de las infraestructuras que las soportan (tuberías,
alcantarillado, dispositivos de tratamiento, etc.) y costes de operación (energía requerida,
medición continua de los parámetros de control, etc.) y mantenimiento. Estas limitantes no son
ajenas a nuestro trabajo, sin embargo, son costes que pueden reducirse en gran medida
mediante el aprovechamiento del agua tratada, y los servicios técnicos externos.
El presente proyecto tiene como finalidad, la contribución del cuidado y uso eficiente de los
recursos naturales y a la vez de disponer de un laboratorio para la formación de sus estudiantes
en esta área del conocimiento que por la importancia que reviste este tema es de prioridad
nacional, todo esto mediante la construcción, puesta en marcha, operación y aprovechamiento
de las aguas residuales del Instituto Tecnológico de Morelia.
Los temas que en el presente trabajo se describen, dan especial atención a la separación de
los drenajes pluviales de los sanitarios, ya que la separación de los drenajes no solo contribuye a
la estabilidad y mejoras del rendimiento del proceso de tratamiento de las aguas residuales, si
no que coadyuva al aprovechamiento del agua y a la disminución de costes por uso y consumo
de agua.
3
II. Antecedentes
II-1. Condición ambiental actual del agua en el ITM El Instituto Tecnológico de Morelia (ITM) cuenta con un espacio territorial de aproximadamente
292 Km2 (aprox. 75% son área verde) y se encuentra distribuidos en tres campus (Ver Ilustración
1), siendo el campus 1 el área de recolección de los efluentes residuales para el presente
proyecto.
Ilustración 1. Ubicación del ITM y distribución de los edificios.
4
Ilustración 2. Crecimiento poblacional en el ITM
El ITM cuenta con una población de 4,347 habitantes, distribuidos en 3,702 alumnos y 645
trabajadores, con un estimado crecimiento poblacional de aproximadamente 1.56% (Ver
Ilustración 2).
Como es de esperarse, el crecimiento de la matricula estudiantil y la apertura de nuevas
carrearas en el ITM, han acelerado el consumo del agua y en algunas ocasiones tienden al
agotamiento del recurso. Actualmente el ITM presenta una escasez generalizada de agua y una
contaminación creciente causada principalmente por la generación de residuos sólidos y aguas
residuales, además de un sobreconsumo que actualmente sobrepasan los 30 litros por
habitante en promedio diario.
Por otro lado, datos reportados sobre el uso de agua en el ITM muestran que el principal uso de
agua en el ITM es el riego de áreas verdes (Ver Tabla 1), lo que es de esperarse ya que en el ITM
más del 75% del espacio territorial son áreas verdes. Se sabe que el rendimiento del agua en los
procesos de riego convencional reportan gastos de agua muy elevados, por lo que sería
importante lograr un intercambio de agua de primer uso por agua residual tratada, sobre todo
en las zonas de riego donde se tiene un elevado consumo y consumo continuo.
La distribución del uso del agua se resume en la Tabla 1.
5
Tabla 1. Usos del agua en el ITM
Uso del agua Volumen de agua usado, (%)
Duración del proceso de generación, horas/Día
Riego de áreas verdes 60 8 Uso en los baños 20 12 Lavado en general 5 4 Llenado de piscina 5 - Uso en cafetería y comedor 10 10
Flujo del agua promedio diario, m3/día 130 12
Como se menciona en párrafos anteriores, el mayor volumen es usado para el riego, sin
embargo, el restos de los usos nos dan como resultado agua residual que asume el 40% del agua
utilizada, que se aproxima a 2.1 L/s.
Por otro lado, análisis preliminares del agua residual del ITM sugieren que los parámetros de
calidad del agua residual son muy similares a los efluentes residuales domiciliarios. En la Tabla 2,
se resumen los parámetros promedio medidos para las aguas residuales del ITM.
Tabla 2. Parámetros del agua residual del ITM.
Parámetro medido Límites permisibles, NOM-001
Sólidos suspendidos*, mg/L 210 Sólidos sedimentables*, mL/L 3 DBO*, mg/L 280 DQO*, mg/L 315 Grasas y aceites*, mg/L 20 Nitrógeno* 82 Fósforo* 45 pH* 6.2 Temperatura*, oC 21 verano Coliformes Fecales*, NMP/100 mL 1400
*Datos determinados de manera experimental por alumnos de ingeniería bioquímica del Instituto Tecnológico de Morelia.
De manera comparativa, en la Tabla 3 se resumen los límites máximos permisibles de descarga
de agua residual y residual tratada de acuerdo a las Normas oficiales Mexicanas (NOM-001,
NOM-002, y NOM-003-SEMARNAT en materia de agua).
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Tabla 3. Límites máximos permisibles del agua residual tratada
Parámetro medido Límites permisibles, NOM-001
Límites permisibles, NOM-002
Límites permisibles, NOM-003
Sólidos suspendidos, mg/L 125 - 20 Sólidos sedimentables, mL/L
2 5 -
DBO, mg/L 150 - 20 DQO, mg/L 200 - - Grasas y aceites, mg/L 25 50 15 Nitrógeno 60 - - Fósforo 30 - - pH - 5.5 – 10 - Temperatura, oC 40 - - Coliformes Fecales, NMP/100 mL
-
- 240
Para cumplir el objetivo de reciclar el agua usada del ITM, es necesario reducir los
contaminantes del agua residual del ITM (Ver Tabla 2) hasta los límites fijados por la
normatividad ambiental vigente (Ver Tabla 3, límites permisibles según la NOM-003).
II-2. Drenajes y condición actual
Los flujos de agua residual en el ITM se constituyen de dos fuentes principales: i) Aguas
residuales sanitarias; y ii) Aguas residuales pluviales (Véase Ilustración 3).
Las fuentes de aguas sanitarias se conforman por efluentes residuales de origen en baños,
lavamanos y laboratorios. Su composición principales es de materia fecal, además de orina,
grasas, aceites y algunos compuestos minoritarios de difícil degradación, producidos en
laboratorios. Por lo cual, los flujos de agua sanitaria son cargas contaminantes ideales para ser
llevadas hasta su tratamiento en una planta convencional de tipo lodos activados.
Por otro lado, los efluentes pluviales se encuentran cargados solamente de contaminantes
arrastrados por su curso natural, teniendo así flujos de contaminación muy diluida. Estos flujos
son considerados cargas inestables para el funcionamiento óptimo de una planta de
tratamiento de aguas residuales de tipo biológico, ya que al ser mezclados en flujos
intermitentes con las aguas residuales sanitarias perjudican el crecimiento y desarrollo de los
organismos que efectúan el proceso de descontaminación. Por lo anteriormente mencionado, es conveniente que solamente se traten las aguas residuales
sanitarias y se aprovechen las aguas residuales pluviales en un re-uso directamente.
7
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3A
M
S1S2
S
LIBRAMIENTO NORTE
115.12
233.62
58.40
58. 4
0
128
.14
53.61
ESTACION AM IENTO
N
TRIBUNAS
POZO DE AGUA
CAMPUS 3
CAMPUS 1CAMPUS 2
I
2E
H
VW
2
1
3
F
PLAZA
CIVICA
ESTACIONAMIENTO
ESTACIONAMIENTO
D
Z
2C
AA
2G
117.54
437.52
331.
22
44
2.3
8
280.0
0
Q
3B
C
CH
Y
B
2K
2A
159
.28
2.34
L
SUB-ELEC. 3
PUENTE ELEVADO VEHICULAR
A
C.A. BANAMEX
2
3
4
AE AF
E
K
G
S3
ESTACIONAMIENTO
5ESTACIONAM IENTO
2 SUB-ELEC.
1 SUB-ELEC.
SUB-ELEC. 4
5 SUB-ELEC.
6 SUB-ELEC.
TOMA
TOMA
Medidores de Sub. E lec . 1y2
2
1
3
5
B
LL4
6
7
8
AG9
T
1 3 C I S T E R N A S D E 5 0 0 0 L t s . C / U
DATOS GENER A LES
T U B E R ÍA D E 4 ” D E D IÁ M E T R O
1
2
3
4
4
T U B E R ÍA D E 1 ” D E D IÁ M E T R O
ESTACIONAMIENTO (ecológico)
Ilustración 3. Líneas de drenaje del Instituto Tecnológico de Morelia.
Las líneas punteadas en rojo, representan los drenajes de agua sanitaria. Las líneas azules, representan los drenajes de agua pluvial. Los puntos rojos, representan los puntos de unión del agua residual sanitaria con las aguas residuales pluviales. Los cuadros amarillos con triangulo rojo, representan las fuentes de agua residual sanitaria
8
Como se muestra en la Ilustración 3, los flujos de agua residual sanitaria se unen a los flujos de agua
pluvial en diversos puntos, por lo que resulta importante la separación de los drenajes antes de realizar
la puesta en marcha de la planta de tratamiento de aguas residuales.
II-3. Interrelación de los programas de gestión de agua a diferentes niveles
Al igual que en la ciudad de Morelia, en el ITM existe una problemática compartida de
generación de contaminantes, por lo que se han desarrollado programas de gestión ambiental
enfocados a la resolución del manejo y control de la contaminación y del uso racional de los
recursos. De manera particular la gestión del recurso hídrico, tiene como objetivo principal
optimizar el uso del agua, y al igual que el plan hídrico del estado de Michoacán 2008-2012, una
de las soluciones posibles coadyuva en la aplicación de tecnologías apropiadas de saneamiento
que propicien el desarrollo humano y la mejora ambiental (CEAC, 2009).
Sin duda, el objetivo máximo de ambos programas de gestión del agua encajan completamente
en los establecidos en los ámbitos regional y nacional, para la disminución de la contaminación
del agua y el uso racional de la misma. Para lograr este objetivo, se requiere de fortalecer la
participación social en el cuidado y gestión del agua, aprovechando las vías que interrelacionan
a todos los niveles y a todas las instituciones que existen para este propósito.
En este sentido, será también importante tomar en cuenta los beneficios mutuos de la
interrelación y contribución al proyecto mencionado.
En la Ilustración 4, se describe la interrelación benéfica entre los actores conjuntos
involucrados. Por una parte las instituciones ambientales que gestionan el uso y contaminación
de agua (CEAC, SUMA, OOAPAS) se interrelacionan íntimamente con los usuarios de agua
potable y generadores de agua residual (Sectores de la Sociedad e instituciones educativas). A
su vez, las instituciones educativas como el ITM se interrelaciona con los diferentes sectores de
la sociedad y las instituciones ambientales ya que los habitantes del ITM, antes, durante y
después de su estancia contribuyen de manera directa e indirecta con el desarrollo económico,
social, político y ambiental de nuestra región.
La simbionte relación mencionada (Vea Ilustración 4; Relación A-B-C) coincide principalmente
en tres aspectos básicos:
1. La disminución de la contaminación ambiental,
2. El intercambio del conocimiento técnico-científico, y
3. La generación de personal capacitado en la gestión y el tratamiento del agua residual.
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Ilustración 4. Interrelación de conjuntos de los actores relacionados al proyecto.
Beneficios compartidos A-B
- Disminución del agua
potable suministrada para
uso del ITM. - Personal capacitado en el
Tratamiento de Aguas
Residuales. - Asesoramiento mutuo
INSTITUCIONES AMBIENTALES MUNICIPALES Y ESTATALES
CEAC, SUMA, OOAPAS
INSTITUCIONES EDUCATIVAS
ITM
SECTORES DE LA SOCIEDAD
PRODUCTIVO PRIVADO,
SOCIEDAD CIVIL
A-B A-C
B-C
A-B-C
Beneficios únicos
- Ahorro por consumo de agua.
- Acreditación en el ISO 14000.
- Ingresos económicos por servicios
externos.
- Infraestructura y equipamiento a
laboratorios.
Beneficios únicos
- Recibe asesoramiento referente al tratamiento de
aguas residuales.
- Recibe servicios para el análisis del agua
residual, residual tratada, y de los residuos
generados del tratamiento.
- Sociedad responsable con el medio ambiente y la
contaminación de agua
- Coadyuva al incremento en el valor de los
predios. - Servicio de tratamiento de aguas residuales de
Empresas de servicios de sanitarios públicos
Beneficios únicos
- Recibe co-asesoramiento en el diseño y operación de plantas de tratamiento de aguas residuales.
- Servicios gratuitos para el análisis del agua residual y residual tratada, así como de los residuos
generados del tratamiento.
Beneficios compartidos B-C
- Personal capacitado en el Tratamiento de Aguas
Residuales. - Asesoramiento y servicios de análisis
Beneficios compartidos A-C
- Concientización Social.
- Cultura ambiental
protectora.
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Tabla 4. Resumen de los beneficios del proyecto en diferentes sectores.
Beneficios
Instituto Tecnológico de Morelia
Cumplimiento de la normatividad ambiental, NOM-002 y NOM-003-Semarnat. en materia de agua.
Ahorro por consumo de agua.
Capacitación de futuros ingenieros ambientales en la operación y diseño de sistemas de tratamiento de aguas residuales.
Acreditación en el ISO 14000.
Ingresos económicos por servicios y asesoría a organizaciones externas al ITM.
Infraestructura y equipamiento para laboratorio de análisis ambiental.
Recibe co-asesoramiento en la operación de plantas de tratamiento de aguas residuales.
Autoridades Ambientales
Reducción de la contaminación del río Grande.
Reducción de los caudales de agua residual a tratar en plantas municipales.
Disminución del agua potable suministrada para uso del ITM.
Futuros trabajadores mejor capacitados en el diseño y operación de plantas de tratamiento de aguas residuales.
Recibe co-asesoramiento en el diseño y operación de plantas de tratamiento de aguas residuales.
Servicios gratuitos para el análisis del agua residual y residual tratada, así como de los productos sólidos generados del tratamiento.
Sector productivo privado
Recibe asesoramiento en el diseño y operación de plantas de tratamiento de aguas residuales.
Futuros trabajadores mejor capacitados en el diseño y operación de plantas de tratamiento de aguas residuales.
Recibe servicios para el análisis del agua residual y residual tratada, así como de los productos sólidos generados del tratamiento.
Sector social
Sociedad responsable con el medio ambiente y la contaminación de agua
Incremento en el valor de los predios. Al tratar el agua residual generada, disminuirá la carga de los contaminantes lo que ayudará a la mejora de la imagen del río grande y se incrementará el valor de los predios aledaños a los cauces donde actualmente se descarga el agua residual.
Mejoramiento del medio ambiente.
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III. OBJETIVOS
III-1. Objetivo General
Desarrollar infraestructura para el tratamiento y reciclaje del agua residual tratada del Instituto
Tecnológico de Morelia, que permitan contribuir con el desarrollo sustentable de nuestro
municipio y a sostener la calidad de nuestros cuerpos agua, con la consiguiente atención de
servicios y asesoría a los sectores público y privado.
III-2. Objetivos particulares
OP1. Construir un sistema para tratamiento biológico de las aguas negras del Instituto
Tecnológico de Morelia.
OP2. Realizar adecuaciones y/o modificaciones estructurales para la incorporación de los
caudales a la PTAR.
OP3. Estandarizar los parámetros de control y puesta en marcha el funcionamiento de la PTAR
con la incorporación de los efluentes residuales del ITM.
OP4. Utilizar el agua residual tratada para riego de áreas verdes.
OP5. Prestar servicios de asesoría y tratamiento de aguas residuales a terceros.
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IV. Descripción de la etapas del proyecto
El presente proyecto se divide en 5 etapas, a saber:
Etapa 1. Selección y Construcción de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales
Etapa 2. Adecuación hidráulica y estructural de fuentes y conductos de abastecimiento de agua
residual
Etapa 3. Puesta en marcha de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales
Etapa 4. Reciclaje de agua
Etapa 5. Servicio externo
Cabe mencionar que la primera etapa ya ha sido concluida, la segunda etapa solo lleva un
pequeño avance, mientras que las 3 restantes se encuentran suspendidas de manera temporal.
Para la culminación del resto del proyecto, motivo del presente trabajo, es necesario invertir
recursos económicos, que serán retribuidos a la sociedad tras concluir el proyecto, con los
correspondientes beneficios discutidos anteriormente.
A continuación se describen las etapas del proyecto.
IV-1. ETAPA 1. SELECCIÓN Y CONSTRUCCIÓN DE LA PTAR (CONCLUIDA)
Objetivo. Construir un sistema para tratamiento biológico de las aguas residuales del Instituto
Tecnológico de Morelia.
Descripción: Mediante esta etapa se pretende seleccionar y construir una planta de tratamiento
de aguas residuales (PTAR), que reúna las características apropiadas para la eliminación de los
contaminantes del agua residual por debajo de los límites máximos permisibles por la
normatividad ambiental actual (Véase Tabla 2, sección de antecedentes).
La primera etapa, se divide a su vez en 3 actividades:
Actividad 1.1. Resultados de selección y licitación de las posibles propuestas
Se presentaron diferentes empresas, que expusieron sus propuestas para el tratamiento del agua
residual. Las empresas que presentaron propuestas para la selección de la planta fueron:
1. Cultibac
2. EMESA
3. GPS-MX
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4. Wastewater solution GEE, S.A. de C.V.
5. Servicios de Ingeniería y Arquitectura
6. KSMex
7. Krisob S.A. de C.V.
8. COD Maquinaria S.A. de C.V.
9. Grupo MAIMEX Hidro-control
10. Espacios Ge4 S.A. de C.V.
11. Tecnología Durman
12. Biopur International
13. Grupo Ejecutivo de Apoyo y Asociados (Tecnología Biopur ointernational)
Los parámetros fijados para la licitación fueron los siguientes:
1. Flujo de agua residual:
La población del ITM es flotante por lo cual se considera una entrega promedio a de 32 LPS
equivalentes a 200 m3/d, que representa la capacidad de la planta, en el promedio de
afluente se ha considerado un rango de 10% como posible incremento de aporte
2. Parámetros estimados de aguas residuales
Se trata de aguas residuales domésticas, sin entradas de aguas de tipo industrial, ni aguas
pluviales.
pH: 7-8
DBO5: 300 mg/L.
SST: 255mg/L
3. Bases de cálculo
Considerando que el agua tratada será utilizada en servicio al público para riego de jardines
o para uso en sanitarios, es requisito que la calidad de agua tratada cumpla con la NOM-
003-SEMARNAT-1997
DBO5: ≤30 mg/L
SST: ≤30 mg/L
4. Tecnología Solicitada:
Se define que la tecnología requerida por cuestiones de olores, presencia de personas en
zonas aledañas sea mediante un proceso biológico de lodos activados (aerobio) en la
modalidad de aireación extendida y un sistema secuencial que permita la oxidación total.
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5. Otros de los condicionantes
Ausencia de malos olores
Bajo costo de operación y mantenimiento
Bajo consumo de energía eléctrica
Baja producción de lodos de desecho
Alta remoción de contaminantes
Con utilidad didáctica para los estudiantes de ingeniería bioquímica
Elaboración del proyecto hasta la obra terminada, con garantía de 1 año y
cumplimiento de la norma dada en las especificaciones generales.
De las empresas seleccionadas, se prosiguió a realizar visitas de inspección para verificar plantas
de tratamiento en operación.
La planeación de las visitas se realizó considerando abarcar tres puntos importantes, a saber:
Visitar plantas de tratamiento donde se depuren aguas residuales similares en
composición y flujos a las estimadas para el agua residual del Instituto Tecnológico de
Morelia.
Visitar plantas de tratamiento de aguas residuales ubicadas en centros de educación con
funcionalidad y número de habitantes similares al instituto Tecnológico de Morelia.
Observar y conocer el funcionamiento real e in situ de sistemas de tratamiento de aguas
residuales propuestos por concursantes del proyecto.
Para el cumplimiento de los objetivos fijados por nuestro grupo de trabajo y para el
cumplimiento de los puntos anteriormente descritos, se realizó una visita de inspección a 5
plantas de tratamiento de aguas residuales de tipo lodos activados.
Las visitas tuvieron efecto en tres ciudades: Cuernavaca-Morelos y Zitácuaro, Pátzcuaro, Mich.
Fotografías de las plantas de tratamiento evaluadas se encuentran en la sección de anexos
(ANEXO 1), al final del presente trabajo.
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Actividad 1.2. Construcción de la planta de tratamiento de aguas residuales (PTAR)
Para la construcción de la PTAR se consideró realizar un análisis de la hidrografía y elevación,
resultando que el sitio más recomendable para su ubicación se encuentra entre los puntos 1 y 2
de la ilustración 5.
Drenajes cerrados de los efluentes residuales de sanitarios, laboratorios y pluviales Drenajes abiertos de efluentes pluviales 1 y 2 Zona de descarga de los caudales de agua residual
Ilustración 5. Descargas Residuales
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Durante la fase de construcción se desarrollaron las siguientes actividades
Ubicación, limpieza del terreno, trazo y excavación.
Construcción de muros en piedra de mampostería.
Colocación de filtro, compactación, instalación de drenes y construcción de losa en base
a la guía mecánica.
Colocación de pasillo circundante de adoquín y jardín perimetral.
Construcción de la planta en lámina calibre 14 de acero inoxidable atornillada con juntas
de neopreno y sellado, soldada en arillo inferior y superior de ángulo en acero
inoxidable.
Construcción de las mamparas de separación del reactor en lámina de aluminio
anodizado calibre 10 y canales desnatadores y de recepción de agua tratada.
Instalación de soplador y tubería de distribución en el fondo.
Imágenes de la planta de tratamiento construida se muestran a continuación.
Ilustración 6. PTRA del IT-Morelia
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Actividad 1.3. Regulación y homogenización del caudal y carga orgánica
Antes de poner en marcha la PTAR es necesario que los flujos de entrada sean lo más
homogéneos posible en composición y volumen. Sin embargo, los caudales de agua residual del
Instituto Tecnológico de Morelia resultan discontinuos en composición e intermitentes en
cuanto al flujo de agua residual (Véase ilustración 7).
Ilustración 7. Variación de los caudales residuales del ITM.
Para cumplir con el propósito de esta actividad se construyó un tanque de regulación de
caudales con el propósito de amortiguar cambios bruscos de pH, volumen y concentraciones de
materia orgánica.
El tanque consistió en una construcción cilíndrica de concreto de 10 m de altura, y 2 m de
diámetro interno. El tanque de regulación se encuentra a 5 m de la estructura principal de
tratamiento, el “reactor de lodos activados” (Véase Ilustración 8).
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Ilustración 8 Tanque de regulación de caudales
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IV-2. ETAPA 2. ADECUACIÓN HIDRÁULICA Y ESTRUCTURAL DE FUENTES Y CONDUCTOS DE
ABASTECIMIENTO DE AGUA RESIDUAL. (EN PROCESO)
Objetivo. Realizar adecuaciones y/o modificaciones estructurales para la incorporación de los
caudales a la PTAR.
Descripción. Como se mencionó en apartados anteriores, antes de la puesta en marcha de la PTAR es
necesaria la separación de los flujos de aguas residuales sanitarias de las aguas residuales pluviales. En la
presente etapa, se pretende separar los drenajes pluviales de sanitarios, además de la sustitución de los
drenajes con lesiones o en proceso de lesionarse. Cabe mencionar que la presente etapa, muestra
un avance solo del 20%.
Antecedentes de la Etapa 2
Como antecedentes para el cumplimiento de la presente etapa, se han realizado inspecciones,
levantamiento topográfico de las instalaciones actuales, identificando orígenes, registros,
confluencias, volúmenes identificando puntos críticos de ruptura de pavimento y planeación del
destino de los caudales a futuro, para realizar las adecuaciones que resulten técnica y
económicamente más favorables.
Actividad 2.1. Inspecciones a drenajes
Se revisaron pozos de registro así como la tubería del drenaje interno. Los resultados de la inspección
revelan que al menos dos secciones de tubería de 120 m, cercanos a la PTAR, se encuentran seriamente
lesionadas; y que 3 secciones de 10 m muestran destrucción de tubería por las raíces de árboles
cercanos. Al final del presente trabajo se muestran fotografías de los resultado de la inspección a los
drenajes del IT-Morelia (Véase ANEXO 2).
Según estudios previos, realizados por inspectores del Organismo Operador de Agua Potable
Alcantarillado y Saneamiento (OOAPAS), las tuberías sugeridas para remplazar las antiguas son tubos de
PVC Corrugado de 12´´ (Véase ANEXO 3), y el remplazo de tubería requiere de excavación a una
profundidad no mayor a 1.5 metros en sitios irregulares con pavimentación.
Actividad 2.2. Separación de drenajes y Balance de costos
Como se mencionó en párrafos anteriores, los efluentes pluviales, revelan diversos puntos de mezclado
con los efluentes sanitarios. En la ilustración 9, se muestran los puntos de mezclado de los efluentes
pluviales, así como las líneas de drenaje sanitaria y pluvial, y su superposición. Como puede observarse
en la ilustración 9, existen 7 puntos de unión (círculos rojos), los cuales son puntos críticos para la
separación drenajes y sitios limitantes para la incorporación de una nueva tubería sanitaria.
20
- - - - Líneas punteadas, drenaje sanitario. ____ Líneas continuas, drenaje pluvial. O Círculos, puntos de unión.
Ilustración 9. Puntos de mezcla entre drenajes.
Así pues, la opción contemplada en el presente proyecto, requiere mantener la tubería actual pluvial en
el cauce solamente del agua de lluvia, mientras que las líneas de drenaje donde existieran puntos de
mezclado, serían sustituidos por tubería nueva. De tal forma que el agua pluvial pudiera ser almacenada
para su posterior uso, y el agua sanitaria enviada directamente a la planta de tratamiento de aguas
residuales.
En la Ilustración 10, se muestran los flujos de agua pluvial contemplados a futuro, como líneas continuas.
21
Ilustración 10. Líneas pluviales actuales
En la ilustración 11A, se observan los drenajes sanitarios contemplados en la culminación de esta etapa,
como líneas punteadas. Mientras que en la Ilustración 11B, se muestran de manera comparativa los
tramos de tubería sustituida por daño o por mezclado de efluentes residuales, como líneas continuas. De
tal manera que en un recuento total, se requiere remplazar aproximadamente 1,000 m lineales de
tubería.
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Ilustración 11A. Líneas de drenaje sanitario
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Los costos resumidos para las actividades pendientes se resumen en la Tabla 5. Las cotizaciones
realizadas se anexan al final de este trabajo (ANEXO 4).
Tabla 5. Cotización por sustitución de tubería
Materiales o insumos Costo Cantidad requerida Total
Renta de excavadora $ 60,000/15 días 30 días $ 120,000.00
Operador $ 11,000/15 días 30 días $ 22,000.00
Combustibles $ 600/día 30 días $ 18,000.00
Tubería
(PVC; 12´´; corrugado) $ 1,910 / 6.1 m 1,000 m $ 313,114.75
Arena 900/7 m3 70 m3 $ 9,000.00
Tepetate 850/ 7 m3 70 m3 $ 8,500.00
Cemento 2050 / TN 10 TN $ 20,500.00
Mano de obra $ 6,500/mes/trabajador 30 días/5 trabajadores $ 32,500.00
Total $ 543,614.75 + IVA
La tabla anterior, revela un precio promedio estimado de $ 630 pesos/ m de tubería sustituida. Cabe
mencionar, en anteriores cotizaciones, un costo proporcionado por el OOAPAS se establecía en $ 1,200
pesos /m de tubería sustituida, casi el doble de la cantidad fijada por nuestro análisis.
24
IV-3. ETAPA 3. PUESTA EN MARCHA DE LA PTAR (PENDIENTE POR REALIZAR)
Objetivo.
Estandarizar los parámetros de control y realizar adecuaciones prácticas
Actividades.
Actividad 3.1. Inoculación de lodos
El propósito de esta actividad es realizar el acondicionamiento de los organismos encargados de
la eliminación de los contaminantes a las condiciones operacionales y ambientales dentro del
reactor, por lo que se comenzará por cargar el biorreactor de lodos activados en pequeñas
dosis, hasta llegar a una concentración de biomasa aproximada de 3000-4000 mg de SST/L.
Durante esta actividad es importante medir las variables de control del proceso de lodos
activados y la generación de lodos, para establecer los criterios de control. Las variables a medir,
serán:
Velocidad específica de crecimiento microbiano (µ)
Velocidad especifica de consumo de sustrato (b)
La relación alimento/microorganismos (A/M)
Tasa específica de consumo de oxígeno (RHO)
Actividad 3.2. Adecuación del tiempo de residencia hidráulico (tH)
Una vez determinadas la variable operacionales del proceso, se ajustarán las variables de
control de acuerdo al tiempo de residencia hidráulico óptimo para una mayor eficiencia de
biorremediación a una aireación de 16 vvd.
Actividad 3.3. Estabilización del proceso
Una vez optimizado el tiempo de residencia hidráulica y la relación A/M, durante el primer mes
de funcionamiento se verificará la correcta operación del sistema de tratamiento a
estableciendo como criterios de estabilización una eficiencia de remoción superior al 85% y un
rendimiento Yx/s aproximado del 70%.
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IV-4. ETAPA 4. RECICLAJE DE AGUA (PENDIENTE POR REALIZAR)
Objetivo.
Re-utilizar o reciclar el agua residual tratada, hacia el riego de áreas verdes.
Actividades. Para la realización de esta etapa es necesario realizar las siguientes actividades:
Actividad 4.1. Definición de los espacios donde se utilizará el agua tratada (Cancha de Futbol 1 y
2, Jardines).
Actividad 4.2. Trazo y construcción de la línea desde la planta de tratamiento hasta las cisternas
de riego.
Actividad 4.3. Ubicación y construcción de las cisternas de riego y su equipamiento de bombeo
y sistema de riego.
IV-6. ETAPA 5. SERVICIOS EXTERNOS (PENDIENTE POR REALIZAR)
Objetivo.
Proporcionar a la sociedad en general servicios de asesoría en análisis y operación de plantas de
tratamiento de aguas residuales de fraccionamientos, instituciones, empresas.
Descripción.
Para realizar la presente etapa será necesario de la difusión del servicio externo a instituciones,
fraccionamiento, y/o empresas que deseen el servicio del tratamiento de sus efluentes
residuales, o en según sea el caso el análisis de los parámetros del agua residual.
En esta actividad se ha contemplado la posibilidad de la realización de los análisis necesarios por
nuestros alumnos de la especialidad de ingeniería ambiental, asesorados por nuestros
especialistas docentes.
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V. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES
Actividades /Meses 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 24
1. Selección y licitación de las posibles propuestas
2. Construcción de la planta de tratamiento de aguas residuales (PTAR)
3. Regulación y homogenización del caudal y carga orgánica
4. Inspecciones a drenajes
5. Rompimiento de loseta y remplaza de tubería
6. Inoculación de lodos
7. Adecuación del tiempo de residencia hidráulico (tH)
8. Estabilización del proceso
9. Estudio de espacios de reciclaje de agua
10. Trazo y construcción de la línea desde la planta de tratamiento hasta las cisternas de riego.
11. Equipamiento de bombeo a sistema de riego.
12. Difusión de servicios externos
13. Servicio Externo
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VI. ANEXOS
ANEXO 1. FOTOGRAFIAS DE PLANTAS DE TRATAMIENTO EVALUADAS
}
Figura 1. Segunda planta de tratamiento de Lodos activados, enterrada, vista superior
28
Figura 2. Reactor de lodos activados cilíndrico sobre el suelo. Vista superior.
Figura 3. Tercer planta de tratamiento de lodos activados, sobre el suelo.
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Figura 4. Cuarta planta de tratamiento de lodos activados, sobre el suelo.
30
Figura 5. Quinta planta de tratamiento de lodos activados, sobre el suelo.
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ANEXO 2. DRENAJE LESIONADO O FRACTURADO
Figura 6. Revisión del Pozo 4 al pozo 5
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Figura 7. Del pozo 4 al pozo 5
Diámetro de 24 pulgadas
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Figura 8. Del pozo 4 al pozo 5
Diámetro de 24 pulgadas
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Figura 9. Del pozo 5 al pozo 6
Diámetro de 10 pulgadas
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ANEXO 3. Imágenes de la tubería de PVC Corrugado
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ANEXO 4. Cotización
MORELIA, MICH. A 15 DE FEBRERO DE 2011
MTO. DIEGO BARCENAS:
ATENDIENDO A LA INFORMACIÓN SOLICITADA DE LA MAQUINARIA ES DE LA SIGUIENTE
MANERA:
COSTO RENTA PURA MAQUINA EXCAVADORA C/MARTILLO
RENTA POR 15 DIAS 100HRS………………………………………... $60,000.00
COSTO RENTA PURA MAQUINA EXCAVADORA C/BOTE
RENTA POR 15 DIAS 100HRS………………………………………... $38,000.00
COSTO RENTA OPERACIÓN INCLUIDA EXCAVADORA C/MARTILLO
RENTA POR 15 DIAS O 100 HRS………………………………………... $71,000.00
COSTO RENTA OPERACIÓN INCLUIDA EXCAVADORA C/BOTE
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RENTA POR 15 DIAS 100HRS………………………………………... $50,000.00
COSTO HORA MARTILLO……………………………………………………….$350.00
FLETES IDA Y VUELTA …………………………………………………………………………………………. $6,000.00
APROXIMADAMENTE
NOTA: *LA RENTA PURA MAQUINA NO INCLUYE OPERACIÓN.
*COSTOS MAS IVA.
*EL CLIENTE SE HACE CARGO DEL FLETE.
*CONDICIONES DE PAGO POR ADELANTADO.
*DIESEL POR CUENTA DEL CLIENTE.
LA OTRA OPCION QUE LE PODEMOS OFRECER PARA QUE USTED TAMBIEN
ECONOMISE UN POCO DE CAPITAL, LE PODRIAMOS OFRECER QUE NOS RENTARA EL EQUIPO
CON BOTE Y SE LE COBRARA APARTE LAS HORAS DE UTILIZACION DE MARTILLO.
ESPERANDO VERNOS FAVORECIDOS ESTAMOS A SUS ÓRDENES PARA CUALQUIER
DUDA O ACLARACION.
ATENTAMENTE
ING. HERIBERTO MARTINEZ PASCUAL
AUXILIAR DE EQUIPO Y MAQUINARIA