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TRATAMIENTO DEL AGUA
Por: RAMÓN MERINO LOO
AGRADECIMIENTO
Ing. Miguel Paredes Melgoza
Director General
Índice:
1. Aspectos Generales
2. Marco Jurídico
3. Tratamiento del Agua
4. Tipos de tratamiento del Agua: Primario, Secundario y Terciario
5. Costos de Operación y Mantenimiento
6. Conclusiones
EL AGUA EN EL PLANETA
El AGUA, es un recurso tan
importante como la vida misma, ya
que dependemos completamente
de ella para sobrevivir.
El cuidado en su consumo y su
posterior tratamiento se vuelven
hoy en día, una actividad obligada
La cantidad total de agua en el planeta … NO CAMBIA
Desde el espacio, cualquier imagen de
nuestro planeta muestra que la Tierra es
un planeta azul, y es que el 70% de su
superficie está cubierta por agua y sólo
30% es tierra firme. (AGUA.ORG.MX)
Sin embargo, contrario a lo que muchas personas creen
Su distribución es muy variable, en
algunas regiones es muy
abundante, mientras que en otras
escasea.
De ésta, “Agua Dulce”,
casi
el 70%
no está disponible para
consumo humano
debido a que se
encuentra en forma de
glaciares, nieve o hielo.
La disponibilidad de
agua promedio anual
en el mundo es de
aprox.
1,386 millones de
km3
De éstos,
el 97.5 % es agua salada
y
solo el 2.5 %
es agua dulce
Es decir, solamente
existen
35 millones de km3
Se estima que
solamente el 0.77% se
encuentra como agua
dulce accesible al ser
humano.
ESTADISTICAS
DEFINICIÓN DE LAS AGUAS RESIDUALES
Las AGUAS RESIDUALES Son
aquellas aguas de composición
variada provenientes de las
descargas de usos público urbano,
doméstico, industrial, comercial, de
servicios, agrícola, pecuario, de las
plantas de tratamiento y en general,
de cualquier uso, así como la mezcla
de ellas.
Pueden contener grasas, detergentes, materia orgánica, residuos
industriales, agro ganaderos, sustancias toxicas, entre otros contaminantes.
Conocidas comúnmente como
AGUAS NEGRAS
CLASIFICACIÓN DE LAS AGUAS RESIDUALES
Se clasifican en:
Aguas residuales domésticas:
Aquellas procedentes de zonas de
vivienda y de servicios, generadas
principalmente por el metabolismo
humano y las actividades
domésticas.
Aguas residuales industriales: Todas las aguas residuales vertidas desde
locales utilizados para efectuar cualquier actividad comercial o industrial,
que no sean aguas residuales domésticas ni aguas de escorrentía pluvial.
AGUAS RESIDUALES URBANAS
Aguas residuales urbanas:
Las aguas residuales
domésticas o la mezcla de las
mismas con aguas residuales
industriales y/o aguas de
escorrentía pluvial.
Todas ellas habitualmente se recogen en un sistema colector y son
enviadas mediante un emisario terrestre a una Planta de Tratamiento de
Agua (PTAR)
MARCO JURIDICO
La Constitución Política Mexicana establece la gestión jurídica del agua en los siguientes artículos y la Ley de Aguas Nacionales (LAN).
El artículo 4˚ reconoce que
toda persona tiene derecho al
acceso, la disposición y el
saneamiento de agua para
consumo personal y
doméstico en forma
suficiente, salubre, aceptable
y asequible.
El Estado debe garantizar este
derecho de forma equitativa y
sustentable, y establecer la
participación de la Federación, los
estados y la ciudadanía para
conseguirlo.
El artículo 27 señala que las aguas
son propiedad de la Nación y
sienta las bases para que el Estado
regule su aprovechamiento
sostenible, con la participación de
la ciudadanía y de los tres niveles
de gobierno. Especifica que la
explotación, el uso o
aprovechamiento de los recursos
se realizará mediante concesiones
otorgadas por el Ejecutivo, con
base en las leyes.
El artículo 115, por su parte, especifica que los municipios tienen a su cargo los
servicios públicos de agua potable, drenaje, alcantarillado, tratamiento y
disposición de sus aguas residuales.
LEGISLACIÓN
LEY DE AGUAS NACIONALES
Legislación aplicable en materia de Aguas Residuales
Ley de Aguas Nacionales y su Reglamento,
Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente
En su artículo 88 atribuye a los
municipios, con la participación de los
estados, el control de las descargas de
aguas residuales en los alcantarillados y
sistemas de drenaje de los centros
urbanos. Hay que destacar que, en virtud
del artículo 91 bis de dicha ley, las
personas físicas y jurídicas tendrán que
cumplir con las condiciones de descarga
específicas que existan en cada
municipio y estado.
Comisión Nacional del Agua Municipios con el concurso de los Estados
Descargas de Aguas Residuales a
Cuerpos Receptores Nacionales
Descargas de Aguas Residuales a
Sistemas de Alcantarillado
COMPETENCIA PARA EL CONTROL DE LAS DESCARGAS DE AGUAS RESIDUALES
NORMAS OFICIALES
MEXICANAS
APLICABLES A
DESARGAS DE
AGUAS
RESIDUALES
NOM-001-SEMARNAT-1996
NOM-002-SEMARNAT-1996
NOM-003-SEMARNAT-1997
NOM-004-SEMARNAT-2002
DESCARGAS EN AGUAS Y
BIENES NACIONALES
DESCARGAS AL
ALCANTARILLADO MUNICIPAL
AGUAS RESIDUALES PARA
REUSO EN SERVICIOS
LMP PARA DISPOSICIÓN DE
LODOS Y BIOSOLIDOS
NORMAS OFICIALES MEXICANAS
NOM-001-SEMARNAT-1996
ESTABLECE LOS LÍMITES MÁXIMOS PERMISIBLES DE CONTAMINANTES EN LAS DESCARGAS DE AGUAS
RESIDUALES EN AGUAS Y BIENES NACIONALES, CON EL OBJETO DE PROTEGER SU CALIDAD Y POSIBILITAR
SUS USOS.
Tabla 1.- Contaminantes Básicos
LIMITES MAXIMOS PERMISIBLES PARA CONTAMINANTES BASICOS
RIOS EMBALSES NATURALES AGUAS COSTERAS S U E L O
PARAMETROS Y ARTIFICIALES Explotación HUMEDALES
(miligramos por Uso en riego Uso público P ro tecció n Uso en riego Uso público pesquera, R ecreació n Estuario s Uso en riego NATURALES
litro, excepto agrí co la urbano de vida agrí co la urbano navegació n y (B ) (B ) agrí co la (B)
cuando se (A ) (B ) acuát ica (B ) (C ) o tro s uso s
específique) (C) (A) (A)
P.M. P.D. P.M. P.D. P.M. P.D. P.M. P.D. P.M. P.D. P.M. P.D. P.M. P.D. P.M. P.D. P.M. P.D. P.M. P.D.
Temperatura oC (1) N.A N.A. 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 N.A. N.A. 40 40
Grasas y Aceites (2) 15 25 15 25 15 25 15 25 15 25 15 25 15 25 15 25 15 25 15 25
Materia Flotante (3) ausente ausente ausente ausente ausente ausente ausente ausente ausente ausente ausente ausente ausente ausente ausente ausente ausente ausente ausente ausente
Sólidos Sedimentables (ml/l) 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 N.A. N.A. 1 2
Solidos Suspendidos Totales 150 200 75 125 40 60 75 125 40 60 150 200 75 125 75 125 N.A. N.A. 75 125
Demanda Bioquímica de Oxígeno5150 200 75 150 30 60 75 150 30 60 150 200 75 150 75 150 N.A. N.A. 75 150
Nitrógeno Total 40 60 40 60 15 25 40 60 15 25 N.A. N.A. N.A. N.A. 15 25 N.A. N.A. N.A. N.A.
Fósforo Total 20 30 20 30 5 10 20 30 5 10 N.A. N.A. N.A. N.A. 5 10 N.A. N.A. N.A. N.A.
P. D. = Promedio Diario P. M. = Promedio Mensual N. A. = No Aplicable
(A), (B) y (C): Tipo de Cuerpo Receptor según la Ley Federal de Derechos
(1) Instántaneo
(2) Muestra Simple Promedio Ponderado
(3) Ausente según el método de Prueba definido en la NMX-AA-006
NOM-001-SEMARNAT-1996
ESTABLECE LOS LÍMITES MÁXIMOS PERMISIBLES DE CONTAMINANTES EN LAS DESCARGAS DE AGUAS
RESIDUALES EN AGUAS Y BIENES NACIONALES, CON EL OBJETO DE PROTEGER SU CALIDAD Y POSIBILITAR
SUS USOS.
Tabla 2.- Metales pesados
LIMITES MAXIMOS PERMISIBLES PARA METALES PESADOS Y CIANUROS
RIOS EMBALSES NATURALES AGUAS COSTERAS S U E L O
PARAMETROS (*) Y ARTIFICIALES
Explotación HUMEDALES
(miligramos por litro) Uso en riego Uso público P ro tecció n Uso en riego Uso público pesquera, R ecreació n Estuario s Uso en riego NATURALES
agrí co la urbano de vida agrí co la urbano navegació n y (B ) (B ) agrí co la (B)
(A ) (B ) acuát ica (B ) (C ) o tro s uso s
(C ) (A ) (A )
P.M. P.D. P.M. P.D. P.M. P.D. P.M. P.D. P.M. P.D. P.M. P.D. P.M. P.D. P.M. P.D. P.M. P.D. P.M. P.D.
Arsénico 0.2 0.4 0.1 0.2 0.1 0.2 0.2 0.4 0.1 0.2 0.1 0.2 0.2 0.4 0.1 0.2 0.2 0.4 0.1 0.2
Cadmio 0.2 0.4 0.1 0.2 0.1 0.2 0.2 0.4 0.1 0.2 0.1 0.2 0.2 0.4 0.1 0.2 0.05 0.1 0.1 0.2
Cianuros 1.0 3.0 1.0 2.0 1.0 2.0 2.0 3.0 1.0 2.0 1.0 2.0 2.0 3.0 1.0 2.0 2.0 3.0 1.0 2.0
Cobre 4.0 6.0 4.0 6.0 4.0 6.0 4.0 6.0 4.0 6.0 4.0 6.0 4.0 6.0 4.0 6.0 4.0 6.0 4.0 6.0
Cromo 1 1.5 0.5 1.0 0.5 1.0 1 1.5 0.5 1.0 0.5 1.0 1 1.5 0.5 1.0 0.5 1.0 0.5 1.0
Mercurio 0.01 0.02 0.005 0.01 0.005 0.01 0.01 0.02 0.005 0.01 0.01 0.02 0.01 0.02 0.01 0.02 0.005 0.01 0.005 0.01
Níquel 2 4 2 4 2 4 2 4 2 4 2 4 2 4 2 4 2 4 2 4
Plomo 0.5 1 0.2 0.4 0.2 0.4 0.5 1 0.2 0.4 0.2 0.4 0.5 1 0.2 0.4 5 10 0.2 0.4
Zinc 10 20 10 20 10 20 10 20 10 20 10 20 10 20 10 20 10 20 10 20
P. D. = Promedio Diario P. M. = Promedio Mensual N. A. = No Aplicable
(A), (B) y (C): Tipo de Cuerpo Receptor según la Ley Federal de Derechos
(1) Instántaneo
(2) Muestra Simple Promedio Ponderado
NOM-001-SEMARNAT-1996
ESPECIFICACIONES
EL RANGO PERMISIBLE DE pH ES DE 5 A 10 UNIDADES.
EL LMP DE COLIFORMES FECALES ES DE 1000 Y 2000 NMP/100 ML,
PARA PROMEDIO MENSUAL Y DIARIO, RESPECTIVAMENTE.
EL LMP DE HUEVOS DE HELMINTO, PARA DESCARGAS VERTIDAS A
SUELO (USO EN RIEGO AGRÍCOLA), ES DE 1 Y 5 HUEVOS/L PARA
RIEGO NO RESTRINGIDO Y RIEGO CON RESTRICCIONES,
RESPECTIVAMENTE.
NOM-002-SEMARNAT-1996
ESTABLECE LOS LÍMITES MÁXIMOS PERMISIBLES DE CONTAMINANTES EN LAS DESCARGAS DE
AGUAS RESIDUALES A LOS SISTEMAS DE ALCANTARILLADO URBANO O MUNICIPAL
LÍMITES MÁXIMOS PERMISIBLES DE CONTAMINANTES
PARÁMETROS PROMEDIO
MENSUAL
PROMEDIO
DIARIO
INSTANTÁNEO
GRASAS Y ACEITES 50 75 100
SÓLIDOS
SEDIMENTABLES (ml/l)
5 7.5 10
ARSÉNICO TOTAL 0.5 0.75 1.0
CADMIO TOTAL 0.5 0.75 1.0
CIANURO TOTAL 1.0 1.5 2.0
COBRE TOTAL 10 15 20
CROMO HEXAVALENTE 0.5 0.75 1.0
MERCURIO TOTAL 0.01 0.015 0.02
NÍQUEL TOTAL 4.0 6.0 8.0
PLOMO TOTAL 1.0 1.5 2.0
ZINC TOTAL 6.0 9.0 12
CAMPO DE APLICACIÓN:
ES DE OBSERVANCIA OBLIGATORIA PARA LOS RESPONSABLES DE LAS DESCARGAS DE AGUAS
RESIDUALES A LOS SISTEMAS DE ALCANTARILLADO URBANO O MUNICIPAL.
NOM-002-SEMARNAT-1996
ESPECIFICACIONES
EL INTERVALO PERMISIBLE DE pH EN LAS DESCARGAS ES
ENTRE 5.5 Y 10 UNIDADES.
LA TEMPERATURA MÁXIMA PERMISIBLE ES 40 °C.
LA MATERIA FLOTANTE DEBE ESTAR AUSENTE.
LOS LÍMITES MÁXIMOS PERMISIBLES PARA DBO Y SST SON
LOS ESTABLECIDOS EN LA NOM-001-SEMARNAT-1996 O EN
LAS CONDICIONES PARTICULARES DE DESCARGA QUE
DEBA CUMPLIR A LA DESCARGA DEL SISTEMA MUNICIPAL.
NOM-003-SEMARNAT-1997
Establece los límites máximos
permisibles de contaminantes para
las aguas residuales tratadas que se
reúsen en servicios al público. (DOF del 21 de septiembre de 1998)
Promedio mensual
TIPO DE REUSO Coliformes
Fecales
NMP/100 ml
Huevos
de
Helminto
(h/l)
Grasas
y
Aceites
mg/l
DBO5
mg/l
SST
mg/l
SEVICIOS AL PÚBLICO CON CONTACTO
DIRECTO 240
1
15 20 20
SERVICIOS AL PÚBLICO CON CONTACTO
INDIRECTO U OCASIONAL 1,000 < 5 15 30 30
LÍMITES MÁXIMOS PERMISIBLES
NOM-004-SEMARNAT-2002
Protección ambiental.- Lodos y biosólidos.- Especificaciones y límites
máximos permisibles de contaminantes para su aprovechamiento y
disposición final.
Los lodos y biosólidos que cumplan con esta especificación pueden ser manejados como
RESIDUOS NO PELIGROSOS para su aprovechamiento o disposición final.
PRINCIPALES ESPECIFICACIONES
Las personas físicas o morales interesadas en
llevar a cabo el aprovechamiento o disposición
final de los lodos y biosólidos a que se refiere
esta Norma Oficial Mexicana, deberá de recabar
la “constancia de no peligrosidad de los
mismos” en términos del trámite SEMARNAT-
07-007.
PTAR GALINDO , SJR QRO. Lechos de Secado
CONTAMINACION DEL AGUA
Debido a su composición
las aguas residuales
presentan diferentes
características físicas
químicas y biológicas que
deben ser cuantificadas
con anticipación para
poder seleccionar de forma
correcta el sistema de
tratamiento.
COMO SE DETERMINA EL NIVEL DE CONTAMINACIÓN DE LAS
AGUAS RESIDUALES ?
A este proceso se le llama “Caracterización de las
Aguas Residuales”.
CARACTERIZACIÓN DE LAS AGUAS RESIDUALES
LOS CONTAMINANTES PUEDEN DIVIDIRSE EN:
CONTAMINANTES BIOLÓGICOS
cuyo origen orgánico les permite ser
descompuesto por bacterias.
CONTAMINANTES FÍSICOS
Como plásticos o partes metálicas que
pueden inclusive llegar a ser
radioactivas.
CONTAMINANTES QUÍMICOS
hidrocarburos, aceites, detergentes,
plásticos y pesticidas, compuestos
inorgánicos, como el fósforo, potasio,
ácidos, abonos sintéticos y más.
PARAMETROS CONTAMINANTES
Para conocer el tipo de contaminación es necesario llevar a cabo una caracterización del
agua residual, la cual proporciona una amplia variedad de información sobre el tipo y la
concentración de los contaminantes.
Algunos de los parámetros Físicos que deberán
ser analizados son:
Sin embargo, los que darán información sobre el contenido de la orgánica contaminante
serán
• Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO)
Es la cantidad de oxígeno consumida o necesaria para la descomposición
microbiológica (oxidación) de la materia orgánica en el agua, se define como la
cantidad total de oxígeno requerido por los microorganismos para oxidar la
materia orgánica biodegradable.
• pH
• Temperatura
• Conductividad: AFORO Y CARACTERIZACIÓN : Toma de muestra
comunidad “EL COECILLO” Estudio de Factibilidad y
Proyecto Ejecutivo PTAR PONIENTE SILAO, GTO
TRATAMIENTO DE LAS AGUAS
RESIDUALES
• Demanda Química de Oxígeno (DQO)
Mide toda la materia orgánica del agua (la biodegradable y la no biodegradable)
susceptibles de ser oxidadas por medios químicos que hay disueltas o en
suspensión en una muestra líquida
• Nutrientes (nitrógeno y
fósforo)
• Sólidos en Suspensión
• Sólidos Sedimentables
• Además de los relacionados con el tipo
de actividad que genera el efluente
(metales, tensioactivos, sulfatos,
cianuros, etc.).
PTAR URIANGATO , GTO.
Sedimentador Secundario
¿POR QUÉ TRATAR EL AGUA?
TRATAMIENTO DEL AGUA
DERECHO AL AGUA
En 2010 Naciones Unidas (NU) declaró “El acceso seguro
al agua potable y al saneamiento derecho humano
fundamental para el completo disfrute de la vida y de todos
los demás derechos humanos”. ... Agua limpia y saneamiento
es el sexto objetivo de un total de diecisiete.
TRATAMIENTO DEL AGUA
La buena gestión de las aguas residuales significa hábitos de vida más saludables, y
energía más sostenible y limpia, y están en consonancia con los Objetivos de
Desarrollo Sostenible (ODS)
TRATAMIENTO DEL AGUA
TRATAMIENTO DEL AGUA
NIVELES DE TRATAMIENTO
CARATERÍSTICAS DE LOS PRINCIPALES NIVELES DE TRATAMIENTO
TRATAMIENTO DE LAS AGUAS
RESIDUALES
Por medio del Tratamiento de Aguas Residuales es posible eliminar los contaminantes
presentes en el agua a nivel físico, biológico y químico.
Las aguas tratadas pueden ser utilizadas de distintas maneras, por lo que
el proceso de tratamiento que se les da está relacionado con el uso que
éstas tendrán como el riego, agricultura, industria, entre otros
PTAR TARANDACUAO, GTO.
TRATAMIENTO DE LAS AGUAS
RESIDUALES
Las etapas de un sistema de tratamiento de aguas residuales se puede clasificar de
manera general en:
• Pretratamiento
• Tratamiento Primario
• Tratamiento Secundario • Tratamiento Terciario.
PTAR GALINDO, SJR QRO
PRETRATAMIENTO
PRETRATAMIENTO
En el pretratamiento se
llevan a cabo operaciones
físicas y mecánicas, con el
objetivo de separar de las
aguas residuales la mayor
cantidad de materias que
podrían causar problemas en
los tratamientos que se
desarrollan posteriormente.
Este tipo de materias pueden
incluir grasas, aceites,
ramas, basura, entre otros.
Incluye equipos tales como rejas, tamices, desarenadores y
desengrasadores
PTAR TEQUISQUIAPAN , QRO.
PRETRATAMIENTO
Rejillas Manuales de
gruesos y medios
Rejilla Automática
PTAR SAN PEDRO AHUACATLÁN II II (SPA II) SJR, QRO.
PTAR SANTA CATARINA, GTO.
PTAR SANTA CATARINA, GTO.
Planta de Pretratamiento compacta:
• Cribado o desbaste
• Desarenado
• Desengrasado
PRETRATAMIENTO
Rejillas Manuales de gruesos y
medios, desarenador
PTAR GALINDOo SJR,
QRO
PTAR SPA II SJR, QRO
Cárcamo de bombeo
Nos permite asegurar que exista suficiente agua para la alimentación a los reactores
PRETRATAMIENTO
PTAR ROMITA, GTO PTAR ROMITA, GTO
TRATAMIENTO PRIMARIO
TRATAMIENTO PRIMARIO
El tratamiento primario es de carácter físico-químico, con éste se busca reducir la materia
suspendida, ya sea por medio de precipitación, sedimentación, o algunos tipos
de oxidación química.
Se eliminan los sólidos en suspensión presentes en el agua residual.
Los principales procesos físico-químicos que pueden ser
incluidos en el tratamiento primario son los siguientes
• Sedimentación Primaria
• Flotación
• Coagulación – floculación y filtración
Éste tiene altos costos, por lo que no se utiliza en todos los procesos.
TRATAMIENTO SECUNDARIO
TRATAMIENTO SECUNDARIO
El tratamiento secundario se emplea para eliminar cualquier contaminación orgánica
disuelta, por lo que la manera más eficiente de llevarlo a cabo es por medio de procesos
biológicos. Éste proceso se puede llevar a cabo, mediante distintos sistemas, de manera
aerobia o anaerobia.
Son métodos de tratamiento de agua residuales en los cuales la remoción de contaminantes se realiza a través de la actividad biológica.
Se utiliza para remover sustancias orgánicas, coloidales o disueltas.
La materia orgánica degradable se transforma en material celular (nuevas células o gases).
Los procesos biológicos se usan también para remover nitrógeno y fósforo.
Reactor Anaerobio de Flujo Ascendente
“RAFA o UASB”
La digestión anaerobia es un proceso microbiológico complejo que se realiza en
ausencia de oxígeno, donde la materia orgánica se transforma a “biomasa” y
compuestos orgánicos, la mayoría de ellos volátiles.
PTAR ROMITA, GTO
TRATAMIENTO SECUNDARIO
El agua residual entra al RAFA por el fondo, y fluye hacia arriba. Los microorganismos
que forman la capa de lodo, depuran el agua al ir atravesándola en su flujo ascendente
.
PTAR VALTIERRILLA, GTO
TRATAMIENTO SECUNDARIO
Distribución interna del influente en un
RAFA
PTAR VALTIERRILLA, GTO
TRATAMIENTO SECUNDARIO
El efluente clarificado es extraído de la parte superior del tanque mediante una canaleta por
encima de las paredes inclinadas del reactor.
PTAR TARANDACUAO, GTO
Los lodos son depositados en el fondo del reactor y el agua y el gas son separados en la
superficie
TRATAMIENTO SECUNDARIO
El gas metano generado puede almacenarse para ser utilizado en algún
proceso de calentamiento o ser enviado a un quemador de gas para
convertirlo en CO2.
PTAR TARANDACUAO, GTO
TRATAMIENTO SECUNDARIO
EL PROCESO ANAEROBIO ES ALTERADO POR LA PRESENCIA DE:
METALES PESADOS
ALCALINIDAD ALTA
SULFATOS
SULFUROS
CLOROFORMO
CIANUROS
FENOLES
CLORUROS (ALTOS)
NITRATOS (DQO/N > 70)
VARIACIONES DE pH y temperatura
Cantidades excesivas de estos compuestos inhiben la actividad de las bacterias encargadas de degradar la materia orgánica.
TRATAMIENTO SECUNDARIO
PTAR VALTIERRILLA, GTO
Después del sistema anaerobio es necesario realizar un pulimento para eficientar el
proceso y lograr los parámetros de salida requeridos.
Generalmente se realiza mediante un FILTRO PERCOLADOR es
un filtro biológico de lecho fijo que opera bajo condiciones (principalmente)
aeróbicas. Se "deja caer" o rocía agua de desecho decantada sobre el filtro. Al
migrar el agua por los poros del filtro, la materia orgánica se degrada por la
biomasa que cubre el material del filtro.
PTAR VALTIERRILLA, GTO
TRATAMIENTO SECUNDARIO
Reactor Aerobio “Lodos Activados”
TRATAMIENTO SECUNDARIO
Es un proceso con alta eficiencia de remoción que se basa en el suministro controlado de
aire para transformar los contaminantes presentes en el agua en microorganismos,
generando a la vez, energía para su metabolismo, formando “flóculos” que se mantienen
en suspensión (lodos activados) degradando de esta forma la materia orgánica.
PTAR IRAPUATO, GTO
Reactor Aerobio “Lodos Activados”
TRATAMIENTO SECUNDARIO
PTAR IRAPUATO, GTO
El lodo activado se desarrolla inicialmente por una aireación prolongada bajo ciertas
condiciones que favorecen el crecimiento de organismos que tienen la capacidad de
oxidar la materia orgánica.
Reactor Aerobio “Lodos Activados”
TRATAMIENTO SECUNDARIO
PTAR IRAPUATO, GTO
PTAR PALMILLAS SJR, QRO
En este proceso el paso más
importante es la aireación, se
logra por difusión de AIRE, que
se inyecta por medio de
sopladores y a través de
tuberías y difusores de aire bajo
la superficie del licor mezclado,
o por agitación mecánica con
ruedas de paletas, o hélices,
que provocando turbulencia en
la mezcla de aguas negras y
lodos, expondrán el líquido al
contacto con la atmosfera y
absorberán el oxígeno.
Este LICOR MEZCLADO se envía a un
sedimentador secundario.
Los flóculos en suspensión, son separados de la corriente de agua tratada
por sedimentación.
TRATAMIENTO SECUNDARIO
PTAR URIANGATO, GTO
CLARIFICACIÓN SECUNDARIA
Sedimentador
PTAR ROMITA, GTO
El agua clarificada es enviada a desinfección
CLARIFICADOR SECUNDARIO
“Sedimentador Lamelar”
Una parte de los lodos decantados son recirculados y la otra son retirados para
estabilizarlos.
TRATAMIENTO SECUNDARIO
PTAR SANTA CATARINA, GTO PTAR ROMITA, GTO
DESINFECCIÓN
• Prevenir la transmisión de enfermedades hídricas, mediante la inactivación o destrucción de microorganismos patógenos con algún tipo de desinfectante.
• Asegurar la entrega de agua de buena calidad microbiológica para evitar riesgo de salud pública y al ambiente.
PRÓPOSITO DE LA DESINFECCIÓN DEL AGUA
PTAR TARANDACUAO, GTO
DESINFECCIÓN
TIPOS DE DESINFECTANTES USADOS PARA DESINFECCIÓN DEL AGUA RESIDUAL
TRATADA
• Cloro-gas
• Hipoclorito de calcio
• Hipoclorito de sodio
• Ozono
• Luz ultravioleta
PTAR IRAPUATO, GTO
DESINFECCIÓN
El cloro tiene la característica
química de ser un oxidante, lo cual hace
que se libere oxígeno matando los agentes
Patógenos.
TANQUE DE CONTACTO DE CLORO
El cloro es el desinfectante más usado, por su elevada capacidad oxidante, su disponibilidad y bajo costo, sin embargo no cumple con todos los atributos deseables del desinfectante ideal ya que:
• Es potencialmente dañino al hombre (dosis excesivas)
• Su sabor no es agradable en concentraciones superiores a 1 mg/l
• Puede formar por reacción compuestos tóxicos (trihalometanos)
Por estas características, debe dosificarse adecuadamente, y debe evitarse la presencia en exceso de materia orgánica .
PTAR ROMITA, GTO
DESINFECCIÓN
A diferencia de los métodos químicos
para la desinfección de aguas, la luz UV
proporciona una inactivación rápida y
eficiente de los microorganismos
mediante un proceso físico. Cuando las
bacterias, los virus y los protozoos se
exponen a las longitudes de onda
germicidas de la luz UV, se vuelven
incapaces de reproducirse e infectar. PTAR IRAPUATO, GTO
DESINFECCIÓN ULTRAVIOLETA
PTAR IRAPUATO, GTO
DESINFECCIÓN
PTAR TEQUISQUIAPAN, QRO.
AGUA TRATADA
PTAR IRAPUATO, GTO.
PTAR PALMILLAS SJR, QRO
TRATAMIENTO DE LODOS
Recirculación y purga de lodos En base a los requerimientos del proceso, los lodos sedimentados pueden ser
recirculados para mantener la concentración de biomasa o enviados a un digestor
para su estabilización en el caso del sistema Aerobio.
En un sistema Anaerobio, los lodos obtenidos se encuentra ya estabilizados por lo
que generalmente se envían a disposición o a Re-uso
PTAR TARANDACUAO, GTO.
SECADO DE LODOS
Una vez estabilizados, los lodos
son deshidratados para que
puedan ser confinados o
enviados a disposición.
TRATAMIENTO DE LODOS
Este deshidratado puede realizarse a través
de un FILTRO PRENSA o por la acción del sol
en LECHOS DE SECADO
PTAR SPA II SJR, QRO.
PTAR GALINDO SJR, QRO.
Finalmente, se encuentra el TRATAMIENTO TERCIARIO, que combina procesos de
carácter físico-químico y biológico, mejorando así el producto final. Éste puede
lograr que el agua tratada pueda ser apta para el abastecimiento agrícola, industrial
o potable.
TRATAMIENTO TERCIARIO
Tratamiento terciario o avanzado que está dirigido a la reducción final de la DBO,
metales pesados y/o contaminantes químicos específicos y la eliminación de
patógenos y parásitos.
TRATAMIENTO DE LAS AGUAS
RESIDUALES
En general los procesos y operaciones para el tratamiento de aguas residuales o
arreglos del tren de tratamiento, debe buscar principalmente lo siguiente:
• Que puedan operarse eficientemente con mano de obra local.
• Evitar en lo posible el uso del equipo electromecánico.
• Ser económico y socialmente factible.
Obtener un tren de tratamiento con el menor grado de complejidad, máxima
economía y que cumpla con los requerimientos de calidad exigidos por la
normatividad en la materia
PTAR GUANJUATO SUR, GTO.
TRATAMIENTO DE LAS AGUAS
RESIDUALES
LODOS ACTIVADOS
VENTAJAS DESVENTAJAS
Remueve más del 80 % de DBO5 y
sólidos totales.
Mayor costos de operación y
mantenimiento.
La buena eficiencia depende de un
buen diseño y una buena operación.
Mayor consumo de energía, porque
necesita aireación constante.
Resiste variaciones de carga
orgánica hasta cierto límite.
Requiere menor área que un filtro
rociador.
Se necesita personal calificado para
su operación y mantenimiento.
LODOS ACTIVADOS Vs UASB
CONCEPTO LODOS ACTIVADOS UASB
EFICIENCIA DE
REMOCIÓN (%) 80-95% 65-95%
ESTABILIDAD,
NECESIDADES DE
OPERACIÓN
Se pueden lograr efluentes con 20/20
mg/lt
Esta remoción se logra sólo si es operada
correctamente.
Relativa facilidad de estabilización Largos periodos de arranque.
Mayor estabilidad y control de operación
ante cambios de concentración o de
temperatura
Mayor sensibilidad a cambios ambientales y
concentración de parámetros especialmente pH
y Temperatura
Mayor consumo de Energía Si no se utiliza el biogás se debe quemar con la
subsecuente generación de CO2 a la atmósfera
No genera olores Puede generar H2S (venenoso) dando
problemas de olores e inhibición del proceso.
Si no se opera en forma adecuada el UASB
puede generar malos olores
Mayor manejo de lodos Menor generación de lodos
Recomendado para grandes flujos Baja eficiencia en flujos mayores por lo que se
recomienda para flujos pequeños
Puede utilizarse para altas cargas
orgánicas
Dificultad en el manejo de cargas orgánicas
elevadas
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS PROCESOS DE
LODOS ACTIVADOS vs RAFA (UAB)
CRITERIOS DE DISEÑO
Para cumplir este objetivo, la selección debe considerar los siguientes criterios:
PARA DEFINIR EL SISTEMA DE TRATAMIENTO
Tipo del agua residual a tratar.
Tolerancia a variaciones de caudal.
Eficiencia de tratamiento requerida
Generación y manejo de residuos
Complejidad del proceso en operación.
Flexibilidad: Que puedan manejarse variaciones hidráulicas por necesidades de
retirar algún elemento para dar mantenimiento.
Confiabilidad que garantice durante su vida útil la calidad requerida en el efluente.
REQUERIMIENTOS DEL SISTEMA:
• Reactivos.
• Energía eléctrica.
• Mano de obra (número y grado de calificación).
• Área.
ECONÓMICOS:
Costo de inversión inicial.
Costos de construcción y equipamiento. Obra civil, equipos, instalación eléctrica, instalación hidráulica, valor de terreno.
Costo de operación y mantenimiento.
Costo de personal.
Costo de capacitación.
CRITERIOS DE DISEÑO
COSTOS DE INVERSIÓN Y OPERACIÓN
COSTOS DE INVERSIÓN Y OPERACIÓN PARA DIVERSOS PROCESOS DE
TRATAMIENTO
Los costos de un Sistema de Tratamiento de Aguas Residuales no son lineales.
Son proporcionales a:
COSTOS DE INVERSIÓN Y OPERACIÓN
El Caudal de la planta, pues El Tamaño
de la misma depende también de
Las Características del Agua a Tratar
así como de
La Calidad de Agua Requerida en la
Descarga.
PTAR ROMITA, GTO durante su construcción.
PTAR ROMITA, GTO.
Los costos de un Planta de Tratamiento de Aguas Residuales pueden ser
clasificados principalmente en dos categorías como son: Los Costos de Inversión
Inicial, y Los Costos de Funcionamiento (administración, operación, mantenimiento).
COSTOS ACTIVIDAD
• Terreno
• Estudios Preliminares y Estudios de Suelo
• Diseño e Ingeniería
• Construcción y Equipamiento
• Gastos Administrativos, Legales y Financieros
• Operación y Mantenimiento
* Insumos Químicos
* Energía Eléctrica
* Mantenimiento (reparaciones y reposiciones)
* Monitoreo de los procesos y de la calidad del agua
* Disposición de lodos
• Administrativos
* Personal Operativo
* Personal Administrativo
* Gastos generales
INVERSIÓN
FUNCIONAMIENTO
COSTOS DE INVERSIÓN Y OPERACIÓN
COSTOS DE INVERSIÓN Y OPERACIÓN
Los costos de inversión para una PTAR son los necesarios para la construcción de
la infraestructura física de la planta: costos de diseño, materiales, maquinaria, equipos
y mano de obra, estudios técnicos, administración e imprevistos.
Los costos de operación y mantenimiento son los que se generan para garantizar el
buen desempeño de las operaciones y procesos de tratamiento del agua y asegurar
que las instalaciones sean operadas y mantenidas eficientemente.
PTAR TEQUSQUIAPAN, QRO.
CÁRCAMO DE BOMBEO
BOMBAS CÁRCAMO
CLARIFICADORES SECUNDARIOS
COSTOS DE INVERSIÓN Y OPERACIÓN
Los factores que determinan los costos de operación y mantenimiento de una instalación
de tratamiento de aguas residuales están asociados a la complejidad de la tecnología
utilizada: y a los parámetros de salida requeridos.
• Energía eléctrica
• Insumos químicos
• Control de calidad del agua de proceso
• Mantenimiento y reparación de equipos
• Personal para operación y mantenimiento de las instalaciones
• Gastos de administración
PTAR SANTA CATARINA, GTO.
TANQUE DE CLORO , DESINFECCIÓN LIMPIEZA PRE-TRATAMIENTO DISPOSICIÓN DE RESIDUOS
PTAR SAN JOSÉ ITURBIDE, GTO.
COSTOS DE INVERSIÓN Y OPERACIÓN
Como puede apreciarse en esta gráfica los tipos de tratamiento mas utilizados en
México son: Lodos Activados y Reactor Anaerobio de Flujo Ascendente RAFA
COSTOS DE INVERSIÓN
COSTO DE INVERSIÓN SIN IVA
CONCEPTO LODOS ACTIVADOS RAFA FILTRO PERCOLADOR
% Diferencia en Costo
1 OBRA CIVIL 36,076,148.89 32,625,484.30 -9.56
2 EQUIPAMIENTO 13,285,666.32 21,706,193.25 63.38
3 OBRA MECANICA (TUBERÍA) 5,153,171.33 5,855,824.75 13.64
4 INSTRUMENTACION Y CONTROL 2,036,332.61 2,036,332.61 0.00
5 OBRA ELECTRICA 3,019,662.52 3,234,078.16 7.10
6 LABORATORIO 1,438,879.67 1,438,879.67 0.00
9 ARRANQUE Y PUESTA EN MARCHA 1,261,123.59 1,261,123.59 0.00
TOTAL 62,270,984.93 68,157,916.33
Como ejemplo de estas dos tecnologías se presenta un análisis de costos
aproximados para una PTAR de 100 lps
COSTOS DE INVERSIÓN
OBRA CIVIL 58%
EQUIPAMIENTO 22%
OBRA MECANICA (TUBERÍA)
8%
INSTRUMENTACION Y CONTROL
3% OBRA ELECTRICA
5% LABORATORIO 2%
ARRANQUE Y PUESTA EN MARCHA
2%
LODOS ACTIVADOS
OBRA CIVIL 42%
EQUIPAMIENTO 40%
OBRA MECANICA (TUBERÍA)
7%
INSTRUMENTACION Y CONTROL
3% OBRA ELECTRICA
4%
LABORATORIO 2%
ARRANQUE Y PUESTA EN MARCHA
2%
RAFA-FILTRO PERCOLADOR
La principal diferencia en el
equipamiento radica en relleno del
filtro percolador que representa un
mayor inversión
COSTOS DE INVERSIÓN
OBRA CIVILEQUIPAMIEN
TO
OBRAMECANICA(TUBERÍA)
INSTRUMENTACION Y
CONTROL
OBRAELECTRICA
LABORATORIO
ARRANQUE YPUESTA ENMARCHA
LODOS ACTIVADOS 58 21 8 3 5 2 2
RAFA-FILTRO PERCOLADOR 42 41 7 3 4 2 2
0
10
20
30
40
50
60
70
PO
RC
EN
TA
JE
PO
R R
UB
RO
Título del eje
COMPARATIVO COSTOS DE INVERSIÓN
LODOS ACTIVADOS RAFA-FILTRO PERCOLADOR
COSTOS DE OPERACIÓN
Es evidente que la operación del sistema RAFA-Filtro percolador requiere menor
consumo de energía lo que da como resultado un menor costo, sin embargo no
debemos olvidar que el sistema de Lodos Activados logra mejores % de remoción y que
se puede hacer uso de sistemas de celdas solares para abatir el costo de la energía
requerida.
LPS M3/día
COSTO DE OPERACIÓN 100.00 262,799
CONCEPTO LODOS
ACTIVADOS RAFA FILTRO
PERCOLADOR % Diferencia
en Costo
1 COSTO DE ENERGIA ELECTRICA MENSUAL SIN IVA 70,505.66 54,449.84 -22.77
2 COSTO DE MANO DE OBRA Y EMPLEADOS 44,336.03 44,336.03 0.00
3 COSTOS ANALISIS LAB EXTERNO MENSUAL 13,630.00 13,630.00 0.00
4 COSTO REACTIVOS Y POLIMEROS 13,200.00 11,500.00 -12.88
5 MANEJO LODOS 13,125.00 9,550.00 -27.24
6 COSTO MEDIOS (INTERNET, TEL, ETC.) 4,400.00 4,400.00 0.00
7 COSTO REFACC. EQUIPOS CONSUMIBLES 8,560.00 7,857.00 -8.21
8 COSTO MATTO CORRECT Y PREVENT 15,230.00 11,709.13 -23.12
9 COSTO GASOLINA Y MTTO VEHICULOS 5,780.00 5,780.00 0.00
10 INDIRECTOS 11,326.00 10,608.78 -6.33
11 UTILIDAD 12,005.56 11,298.35 -5.89
SUBTOTAL SIN IVA 212,098.25 185,119.13
TOTAL CON IVA 246,033.969 214,738.193
COSTO $/M3 0.94 0.70
COSTOS DE OPERACIÓN
ENERGIA ELECTRICA MENSUAL SIN IVA
33.36%
MANO DE OBRA Y EMPLEADOS
20.86%
ANALISIS LAB EXTERNO MENSUAL
6.41%
REACTIVOS Y POLIMEROS
6.21%
MANEJO LODOS 6.18%
INTERNET, TEL, ETC. 2.07%
REFACC. EQUIPOS CONSUMIBLES
4.03%
MATTO CORRECT Y PREVENT
7.17%
GASOLINA Y MTTO VEHICULOS
2.72%
INDIRECTOS 5.34%
UTILIDAD 5.66%
COSTO DE OPERACIÓN LODOS ACTIVADOS
ENERGIA ELECTRICA MENSUAL SIN IVA
22.41%
MANO DE OBRA Y EMPLEADOS
28.84%
ANALISIS LAB EXTERNO MENSUAL
8.87%
REACTIVOS Y POLIMEROS
6.83%
MANEJO LODOS 5.56%
INTERNET, TEL, ETC. 2.86%
REFACC. EQUIPOS CONSUMIBLES
3.55%
MATTO CORRECT Y PREVENT
6.32%
GASOLINA Y MTTO VEHICULOS
3.76%
INDIRECTOS 5.34%
UTILIDAD 5.66%
COSTO DE OPERACIÓN RAFA-FILTRO PERCOLADOR
Lodos activados representa un mayor
consumo de energía y manejo de
lodos
El RAFA presenta mayor
complejidad en la operación ya los
cambios de Temperatura y pH
desestabilizan el reactor.
ENERGIAELECTRICAMENSUAL
SIN IVA
MANO DEOBRA Y
EMPLEADOS
ANALISISLAB
EXTERNOMENSUAL
REACTIVOSY
POLIMEROS
MANEJOLODOS
INTERNET,TEL, ETC.
REFACC.EQUIPOS
CONSUMIBLES
MATTOCORRECT YPREVENT
GASOLINA YMTTO
VEHICULOSINDIRECTOS UTILIDAD
LODOS ACTIVADOS 33.4 20.9 6.4 6.2 6.2 2.1 4.0 7.2 2.7 5.3 5.7
RAFA FILTRO PERCOLADOR 22.4 28.8 8.9 6.8 5.6 2.9 3.5 6.3 3.8 5.3 5.7
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
40.0
PO
RC
EN
TA
JE
PO
R R
UB
RO
Título del eje
COMPARATIVO COSTOS DE OPERACIÓN
LODOS ACTIVADOS RAFA FILTRO PERCOLADOR
COSTOS DE OPERACIÓN
COSTOS DE OPERACIÓN
COSTOS DE OPERACIÓN
Inútiles, 46 de 50 plantas tratadoras de aguas residuales en
Acapulco
En administraciones pasadas no se les dio el mantenimiento adecuado
para su funcionalidad.
https://www.elsoldeacapulco.com.mx/local/inutiles-46-de-50-plantas-tratadoras-de-aguas-residuales-en-acapulco-capama-ayuntamiento-adela-roman-2854910.html
SIGUE SIN FUNCIONAR LA PLANTA TRATADORA /ABRAHAM MARTÍNEZ
CORTÉS
PTAR CIENCIAS DE LA VIDA, UNIVERSIDAD DE GTO
REACTOR BIOLOGICO Y CLARIFICADOR SECUNDARIO CELDAS SOLARES PARA EL FUNCIONAMIENTO DEL SOPLANTE
ENERGIA
Las Energías Renovables son fuentes de energía limpias e inagotables.
La Energía Solar cuenta con la misma disponibilidad que el sol donde tiene su origen y
se adapta a los ciclos naturales (por eso se les denominamos renovables), además
reducen la dependencia energética.
Uno de los factores de mayor
influencia en el costo de
operación es el mantenimiento de
los equipos y unidades de
proceso por lo que se le debe
tener especial atención.
En una planta de tratamiento, se
realizan tres tipos de
mantenimiento:
• Preventivo.
• Correctivo.
• Predictivo.
Mantenimiento preventivo.
El objetivo es evitar el deterioro de los equipos, evitando los paros por descompostura,
reduciendo gastos y tiempos de reparación
MANTENIMIENTO PTAR ROMITA, GTO
COSTOS DE OPERACIÓN
Mantenimiento correctivo.
Se dedica principalmente, a
reparar las averías que se
producen.
Se debe minimizar este tipo de
mantenimiento.
Mantenimiento predictivo.
Está basado en el establecimiento de
una serie de controles destinados a la
conservación de los equipos e
instalaciones para mantenerlos en
condiciones idóneas de funcionamiento. AGITADOR REACTOR BIOLOGICO
PTAR GALINDO SJR,QRO
BOMBAS CARCAMO
SPA II SJR , QRO
TUBERIA CARCAMO SPA II SJR , QRO
COSTOS DE OPERACIÓN
Para definir el sistema de proceso adecuado para el Tratamiento de un Agua Residual
específica, es necesario tomar en cuenta:
• Caudal que llegará a la PTAR y su proyección a futuro
• Porcentaje de remoción óptimos de contaminantes
Considerando el uso o Re-uso que se dará al agua tratada en la PTAR
PTAR TRQUISQUIAPAN, QRO
CONCLUSIONES
Para que una PTAR sea funcional no solo se debe considerar el proceso adecuado y los
parámetros a cumplir se debe tener en consideración los siguientes puntos:
PTAR VALTIERRILA, GTO
CONCLUSIONES
• Bajos Costos de Operación y
Mantenimiento.
• Fácil Operación
• Mano de Obra Capacitada
• Implementar un proceso con
Ahorro de Energía.
• Se recomienda un
Proceso Robusto “Anaerobio-
Aerobio” para dar cumplimiento a
los parámetros requeridos por la
NOM-003-SEMARNAT-1997
NOM-001-SEMARNAT-1996
MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN
El Perich. Escritor, dibujante y humorista catalán
La bebida más peligrosa es el Agua….
Te mata si no la bebes
PTAR VALTIERRILLA, GTO