Selección de Tecnologías para el Tratamiento de Aguas ...

1 UNIVERSIDAD NACIONAL AUT NOMA DE M XICO Instituto de Ingenier aPrimera edici n: 2013 Impreso y hecho en M xicoISBN: 978-607-02-4822-1 Primera impresi n, 1200 ejemplaresDise o y formaci n: Ruth Eunice P rez P rezNinguna parte de esta publicaci n, incluido el dise o de la portada, puede ser reproducida, almacenada ni transmitida en manera alguna por ning n medio sin permiso previo del : obra es resultado de varios a os de experiencia con plantas de Tratamiento de Aguas residuales municipales, tanto en aspectos de dise o conceptual, como en capacitaci n de personal t cnico y diagn sticos de operaci n. Sin embargo, la integraci n del documento fue catalizada en el marco del proyecto Reducci n de las emisiones de gases de efecto invernadero en el Tratamiento de Aguas residuales de Am rica Latina y el Caribe, al adoptar procesos y tecnolog as m s sustentables financia-do por el Centro Internacional de Investigaciones para el Desarrollo, de Canad (IDRC, por sus siglas en ingl s).

2 Este patrocinio permiti enriquecer el documento con informaci n valiosa sobre el estado del Tratamiento de Aguas residuales en Am rica Latina y el Caribe y en particular con los resultados de aplicar la metodolog a de an lisis de ciclo de vida a diversos procesos de Tratamiento representativos de la Regi n, incorporando elementos lo tanto, nuestro primer agradecimiento es para el IDRC Canad , por los recursos aportados durante 3 a os dentro del proyecto IDRC-UNAM 105701-001 (Water and sanitation: Latin American and Caribbean cities adapting to climate change by making better use of their available bioenergy resources). En particular, a Walter Ubal, especialista senior del programa Agua y Cambio Clim tico, y a la oficina regional del IDRC en Montevideo, mismo, se reconoce la contribuci n del Dr.

3 Carlos Augusto de Lemos Chernicharo (Univer-sidade Federal de Minas Gerais, Brasil) y del Ing. Manuel Os s P rez (Guadalajara, M xico) por sus valiosos comentarios al presente documento. contenidoCONTENIDOINTRODUCCI 1 FASE 1. DESCRIPCI N DEL Tratamiento DE Aguas RESIDUALES Y SUS TECNOLOG 5 Aspectos 5 Tratamiento de Aguas 7 Tecnolog as 11 Definici n de los niveles de Tratamiento dentro de un sistema de Tratamiento de Aguas 12 Procesos 15 Procesos 23 Sistema natural construido tipo Wetland .. 34 Biofiltro para el control de 35 Sistemas para el Tratamiento de 36 Consideraciones para la selecci n de tecnolog as para el Tratamiento de Aguas residuales 38 Diversidad de las Aguas 39 Uso o disposici n final del agua 40 Diversidad de oferta tecnol 41 Costo de inversi n y recursos para operaci n y 41 Remoci n de s lidos suspendidos.

4 Sedimentables y 42 Remoci n de materia org nica 43 Remoci n de 46 Remoci n de pat 46 Generaci n y Tratamiento de 47 Emisiones de olores y gases de efecto 48 Condiciones 50 rea 50 Adaptaci n de la infraestructura de saneamiento ante el Cambio Clim 51 Requerimiento de 52 Aspectos 53 Otros aspectos 54 XIFASE 2. REVISI N DE PUNTOS IMPORTANTES A CONSIDERAR PARA LA SELECCI N DE LA TECNOLOG 57 Tipo 57 Tipo t 57 Tipo econ 58 Tipo 59 rbol de decisiones para la preselecci n de tecnolog 59 FASE 3. EVALUACI N Y SELECCI N DE TECNOLOG 63 Introducci 63 Definici n de los rubros considerados en la matriz de decisi 64 Operaci n de la matriz de decisi 72 Matriz de decisi 73 PUNTUALIZACIONES 75 ANEXO I.

5 SITUACI N DEL Tratamiento DE Aguas RESIDUALES EN AM RICA LATINA Y EL CARIBE (ALC).. 79 Calidad del agua residual 80 Normatividad en materia de Tratamiento del agua 80 Tecnolog as m s usadas en Am rica 81 Manejo de lodos resultantes del Tratamiento de Aguas residuales en Am rica 84 ANEXO II. AN LISIS DE CICLO DE VIDA A LAS TECONOG AS DE Tratamiento DE Aguas RESIDUALES MUNICIPALES M S REPRESENTATIVAS EN AM RICA 85 Sustentabilidad y an lisis de ciclo de vida en el Tratamiento de Aguas 85An lisis de los impactos ambientales generados por los sistemas de Tratamiento de agua 87 Implicaciones pr cticas para la selecci n de tecnolog 92 XIISELECCI N DE TECNOLOG AS PARA EL Tratamiento DE Aguas RESIDUALES MUNICIPALES: GU A DE APOYO PARA CIUDADES PEQUE AS Y MEDIANASXIIICONTENIDOANEXO III: FICHAS TECNICAS DE IMPACTOS AMBIENTALES DE LOS 9 ESCENARIOS (TRENES DE Tratamiento ).

6 95E1- Aireaci n extendida acoplada con lechos de 96E2- Lagunas de estabilizaci 97E 3- UASB + filtros 98E4- Aireaci n extendida acoplada con lechos de 99E5- Lagunas de estabilizaci 100E6- UASB + lagunas facultativa y de 101E7- Proceso convencional de lodos activados acoplado con espesador por gravedad, anaerobia y 102E 8- Lagunas de estabilizaci 103E9- UASB + lodos activados acoplado con centr 104 ANEXO IV: EJEMPLO DE LA OPERACI N DE LA MATRIZ DE DECISI 105 Calificaci n de los procesos de 108 Llenado y operaci n de la 115 LECTURAS 123 XIVSELECCI N DE TECNOLOG AS PARA EL Tratamiento DE Aguas RESIDUALES MUNICIPALES: GU A DE APOYO PARA CIUDADES PEQUE AS Y MEDIANASLISTA DE TABLAST abla Clasificaci n de los sistemas de Tratamiento 33 Tabla Principales grupos de contaminantes del agua y sus 40 Tabla Respuesta de sistemas flexibles versus convencionales ante condiciones cambiantes de lluvia y sequ 52 Tabla Par metros promedio del agua residual municipal en Am rica Latina y el 80 Tabla Ejemplos de valores de ponderaci n (la totalidad debe sumar 100).

7 106 Tabla Calificaci n de los procesos de 108 Tabla Ejemplo de llenado y operaci n de la 111 LISTA DE FIGURASF igura Esquema conceptual de un sistema de Tratamiento de Aguas 8 Figura Clasificaci n esquem tica de los procesos para el Tratamiento de las Aguas 9 Figura Esquema del flujo de energ a contenida en el sustrato en funci n del tipo de Tratamiento aplicado (caso de sustrato f cilmente biodegradable).. 10 Figura Ejemplos de integraci n de trenes de Tratamiento de Aguas 11 Figura Rejillas y sistemas de desarenado. A) planta de Tratamiento de Aguas residuales municipales, Brasil b) planta de Tratamiento de Aguas residuales municipales Cerro de la Estrella, M 12 Figura Sedimentadores.

8 A) planta de Tratamiento de Aguas residuales municipales, Brasil b) planta de Tratamiento de Aguas residuales municipales Cerro de la Estrella, M 13 Figura Principales fuentes de olores en una planta de 15 Figura Lagunas de estabilizaci n, a) planta de Tratamiento de Aguas residuales de Santa Mar a Ray n, M xico, b) planta de Tratamiento de Aguas residuales, 16 Figura Procesos aerobios para el Tratamiento de Aguas 17 Figura Lodos activados, a) planta de Tratamiento de Aguas residuales Santa Rosa J uregui, M xico b) planta de Tratamiento de Aguas residuales de Coyoac n, M 19 XVCONTENIDOF igura Esquema de un filtro 21 Figura Esquema de un filtro sumergido 23 Figura Procesos anaerobios para el Tratamiento de Aguas residuales primera generaci 25 Figura Procesos anaerobios para el Tratamiento de Aguas residuales segunda generaci 26 Figura Procesos anaerobios para el Tratamiento de Aguas residuales tercera generaci 27 Figura Esquema de un filtro de lecho de ra ces (wetland).

9 35 Figura Esquema de un 36 Figura a) filtro banda de la planta de Tratamiento de Aguas residuales sur, Quer taro, M xico, b) manejo de lodos residuales de la planta de Tratamiento de Aguas residuales de La Calera, 38 Figura a) y b) filtro percolador de la planta de Tratamiento de Aguas residuales sur, Quer taro, M xico, c) laguna aireada de la planta de Tratamiento de Aguas residuales de lago de Texcoco, M xico, d) reactor aerobio de la planta de Tratamiento de Aguas residuales de Metepec, M 44 Figura a) y b) lechos de secado de lodo de la planta de Tratamiento de Aguas residuales La Calera, 48 Figura Diagrama de bloques para la preselecci n de tecnolog 62 Figura N mero de plantas de Tratamiento en funci n del tipo de tecnolog a en la muestra de PTAR en 81 Figura Distribuci n de planta de Tratamiento (PTAR) en grandes, medianas y peque as en los pa ses estudiados y a su vez en caudales menores a 25 82 Figura Caudal acumulado que ingresa a plantas de Tratamiento en funci n de la tecnolog a utilizada en 83 Figura Configuraci n de trenes de Tratamiento representativos de la regi n de 84 Figura Impacto por eutrofizaci n (EU)

10 Para cada uno de los escenarios 89 Figura Impacto por cambio clim tico (GWP) para cada uno de los escenarios 91 Figura Impacto por formaci n de oxidantes fotoqu micos (POF) para cada uno de los escenarios 92introducci nEl rezago en infraestructura de Tratamiento de Aguas residuales municipales en la mayo-r a de pa ses de la regi n Latinoamericana y Caribe a es un asunto que no ha recibido la atenci n debida por parte de las autoridades competentes. Si bien en a os recientes la inversi n en este rubro se ha incrementado, el atraso acumulado en varias d cadas se mantiene. La meta 10 dentro del objetivo 7 de los Objetivos de Desarrollo del Milenio ha sido alcanzada por la Regi n, con la excepci n de pocos pa ses en lo individual.