Planta de tratamiento de aguas residuales

1.1. CONSIDERACIONES GENERALES
En este capítulo presentamos un resumen de los datos básicos establecidos para la elaboración del
proyecto, que constituyen la base para el diseño de la planta de tratamiento de aguas residuales (ahora
denominado PASO).
Así, en los siguientes párrafos volvemos a presentar los caudales de diseño considerados, así como los
parámetros de diseño adoptados para el dimensionamiento del PASO (incluyendo tubería y bombeo).
1.1.1. Caudales de diseño
El STEP contará con dos (2) líneas paralelas de tratamiento para la fase líquida. El caudal de diseño
considerado es de 5 m 3 /h.
En situación normal, las dos líneas operarán con un caudal de 2,5 m3/h por cada línea.
Nótese que los equipos y tuberías de cada línea han sido dimensionados para un caudal máximo de
5,0 m3/h.
Así, en una situación en la que una línea está fuera de servicio (por razones de avería, mantenimiento,
etc.), es posible tratar todo el efluente con una sola línea funcionando, para permitir
operación continua. (24/7, si es posible) desde la estación.
2.1.1. Cargas contaminantes de diseño
Como parte de este proyecto, el 15 de noviembre de 2017, muestras de agua contaminada del drenaje
se recogieron las líneas de los embalses 4A8 y P21, en la TMN y TNIS, respectivamente,
aguas arriba de los separadores de pie (API) del bac.
Muestras de agua contaminada de las líneas de drenaje de los embalses 4A8 y P21, en la RGT
y TNIS, respectivamente, aguas arriba de los separadores de pie (API) de bac y
en base a los resultados mencionados anteriormente, junto con los valores de referencia recogidos en el
bibliografía especializada, fue posible definir las cargas contaminantes consideradas para la
dimensionamiento del equipo STEP. Los valores adoptados se presentan en la siguiente tabla.
Tabla 1. Cargas contaminantes para el diseño de la planta de tratamiento
Unidad de configuración
Valores
consideró
pH 6.5-8
Sólidos Suspendidos (MES) mg/l 200
Aceites y Grasas (O&G) mg/l 300
Oxígeno químico
Demanda (DOC) mg/l 2.200
Demanda Bioquímica de Oxígeno mg/l 1.100
Se observa que no se pudo analizar el color y los sólidos suspendidos (MES), debido a que las muestras fueron
demasiado cargado de aceite. Por esta razón, no se obtuvo un valor de concentración de sólidos en suspensión (MES).
El parámetro MES es importante para definir el proceso de tratamiento y, por tanto, el tipo de depuración
Recomendado para aguas contaminadas de purgas y colectores.
Por lo tanto, el proceso de tratamiento se ha elegido de manera juiciosa para permitir la eliminación de MES y permitir
cumplimiento de los valores límite de vertido en el medio natural.
Por otro lado, se espera que la concentración del parámetro MES sea bastante variable
con el tiempo (como los otros parámetros). Debido a la baja información de los análisis químicos para este
parámetro, como ya se mencionó anteriormente, se considera un valor promedio de 200 mg / l, que es
considerados “normales” para este tipo de efluentes según la bibliografía especializada.
En cualquier caso, obviamente será posible tener cargas contaminantes tributarias reales superiores o inferiores a este
valor.

Planta de tratamiento de aguas residuales

El equipo ha sido dimensionado para el caudal y, por tanto, si la concentración de MES es superior a la
valor considerado, habrá mayor producción de sedimentos en el contenedor (el vaciado
frecuencia será mayor) y viceversa.
Dependerá, por tanto, de los valores reales de los MES tributarios (y de otros parámetros), y, sólo con
la experiencia de exploración del STEP, será posible ajustar el tratamiento para el óptimo
situación.
En conclusión: el PASO debe ser monitoreado continuamente desde el inicio de la exploración. Para tal, nosotros
recomiendan muestrear los efluentes, con una frecuencia mínima semanal, de los principales parámetros: DQO,
DBO5, petróleo y gas y MES. El muestreo debe realizarse al menos en dos puntos: aguas arriba del STEP (en el
Tanque de Inercia) y a la salida del STEP.
3.1.1. Separación de aceite/agua utilizando un separador tipo interceptor de placa corrugada de CPI
Los separadores de aceite/agua de placas paralelas - separadores CPI - se suministran como piezas prefabricadas ensambladas
en la fábrica. Como tal, los diseños varían según el fabricante y la experiencia del proveedor debe utilizarse en
dimensionamiento y selección de unidades.
En general, sin embargo, los parámetros y procedimientos utilizados para el diseño de separadores de placas paralelas son los
igual que para los separadores convencionales.
La siguiente tabla muestra los criterios de diseño adoptados para los separadores convencionales (CPI).
Tamaño de las partículas de aceite eliminadas micras ≥50
Concentración de SS en la entrada mg/l ≤100 - 200
Concentración de SS a la salida mg/l ≤50
Gravedad específica del agua aceitosa kg / m3 910 - 950
Temperatura del agua residual °C 21 - 43
En el caso de separadores CPI, la distancia perpendicular entre las placas debe estar entre 2 y 4
cm, y el ángulo de inclinación de la placa con respecto a la horizontal debe estar entre 45 y 60
grados
La ubicación del separador de aceite/agua es especialmente importante para los separadores de placas paralelas, que
puede requerir una limpieza frecuente. La remoción para limpieza con equipos de limpieza a alta presión fue la
procedimiento de elección.
Para ello se ha previsto la instalación de una red de agua de servicio (agua tratada del proceso),
con válvulas de compuerta y presurizados con un “booster”.
La remoción de sedimentos de la cámara de separación se realizará mediante la instalación de las tuberías por gravedad y el
instalación de un contenedor cerca de este equipo.
Los aceites recuperados también serán drenados por gravedad a un pozo de bombeo que se instalará en el STEP. estos aceites
será enviado de regreso a dos tanques existentes.
4.1.1. Flotación por aire disuelto asistida por coagulación: floculación DAF
En el diseño de la etapa de flotación por aire disuelto, con la introducción de la coagulación aguas arriba
etapas de floculación, se tomaron en consideración los siguientes criterios:
Tabla 3. Criterios de diseño para la flotación con aire disuelto asistida por coagulación-floculación
Configuración de observaciones de valor unitario
Eliminación de O&G y MES
%
>951. BASES PARA EL DIMENSIONAMIENTO DE OBRAS E INSTALACIONES
1.1. CONSIDERACIONES GENERALES
En este capítulo presentamos un resumen de los datos básicos establecidos para la elaboración del
proyecto, que constituyen la base para el diseño de la planta de tratamiento de aguas residuales (ahora
denominado PASO).
Así, en los siguientes párrafos volvemos a presentar los caudales de diseño considerados, así como los
parámetros de diseño adoptados para el dimensionamiento del PASO (incluyendo tubería y bombeo).
1.1.1. Caudales de diseño
El STEP contará con dos (2) líneas paralelas de tratamiento para la fase líquida. El caudal de diseño
considerado es de 5 m 3 /h.
En situación normal, las dos líneas operarán con un caudal de 2,5 m3/h por cada línea.
Nótese que los equipos y tuberías de cada línea han sido dimensionados para un caudal máximo de
5,0 m3/h.
Así, en una situación en la que una línea está fuera de servicio (por razones de avería, mantenimiento,
etc.), es posible tratar todo el efluente con una sola línea funcionando, para permitir
operación continua. (24/7, si es posible) desde la estación.
2.1.1. Cargas contaminantes de diseño
Como parte de este proyecto, el 15 de noviembre de 2017, muestras de agua contaminada del drenaje
se recogieron las líneas de los embalses 4A8 y P21, en la TMN y TNIS, respectivamente,
aguas arriba de los separadores de pie (API) del bac.
Muestras de agua contaminada de las líneas de drenaje de los embalses 4A8 y P21, en la RGT
y TNIS, respectivamente, aguas arriba de los separadores de pie (API) de bac y
en base a los resultados mencionados anteriormente, junto con los valores de referencia recogidos en el
bibliografía especializada, fue posible definir las cargas contaminantes consideradas para la
dimensionamiento del equipo STEP. Los valores adoptados se presentan en la siguiente tabla.

Planta de tratamiento de aguas residuales

Tabla 1. Cargas contaminantes para el diseño de la planta de tratamiento
Unidad de configuración
Valores
consideró
pH 6.5-8
Sólidos Suspendidos (MES) mg/l 200
Aceites y Grasas (O&G) mg/l 300
Oxígeno químico
Demanda (DOC) mg/l 2.200
Demanda Bioquímica de Oxígeno mg/l 1.100
Se observa que no se pudo analizar el color y los sólidos suspendidos (MES), debido a que las muestras fueron
demasiado cargado de aceite. Por esta razón, no se obtuvo un valor de concentración de sólidos en suspensión (MES).
El parámetro MES es importante para definir el proceso de tratamiento y, por tanto, el tipo de depuración
Recomendado para aguas contaminadas de purgas y colectores.
Por lo tanto, el proceso de tratamiento se ha elegido de manera juiciosa para permitir la eliminación de MES y permitir
cumplimiento de los valores límite de vertido en el medio natural.
Por otro lado, se espera que la concentración del parámetro MES sea bastante variable
con el tiempo (como los otros parámetros). Debido a la baja información de los análisis químicos para este
parámetro, como ya se mencionó anteriormente, se considera un valor promedio de 200 mg / l, que es
considerados “normales” para este tipo de efluentes según la bibliografía especializada.
En cualquier caso, obviamente será posible tener cargas contaminantes tributarias reales superiores o inferiores a este
valor.
El equipo ha sido dimensionado para el caudal y, por tanto, si la concentración de MES es superior a la
valor considerado, habrá mayor producción de sedimentos en el contenedor (el vaciado
frecuencia será mayor) y viceversa.
Dependerá, por tanto, de los valores reales de los MES tributarios (y de otros parámetros), y, sólo con
la experiencia de exploración del STEP, será posible ajustar el tratamiento para el óptimo
situación.
En conclusión: el PASO debe ser monitoreado continuamente desde el inicio de la exploración. Para tal, nosotros
recomiendan muestrear los efluentes, con una frecuencia mínima semanal, de los principales parámetros: DQO,
DBO5, petróleo y gas y MES. El muestreo debe realizarse al menos en dos puntos: aguas arriba del STEP (en el
Tanque de Inercia) y a la salida del STEP.
3.1.1. Separación de aceite/agua utilizando un separador tipo interceptor de placa corrugada de CPI
Los separadores de aceite/agua de placas paralelas - separadores CPI - se suministran como piezas prefabricadas ensambladas
en la fábrica. Como tal, los diseños varían según el fabricante y la experiencia del proveedor debe utilizarse en
dimensionamiento y selección de unidades.
En general, sin embargo, los parámetros y procedimientos utilizados para el diseño de separadores de placas paralelas son los
igual que para los separadores convencionales.
La siguiente tabla muestra los criterios de diseño adoptados para los separadores convencionales (CPI).
Tabla 2. Criterios de diseño de separadores convencionales (CPI)
Configuración del valor de unidad
Eliminación de aceite emulsionado
%
20 - 50
número de Reynolds
-
<0.5
Relación largo / ancho
-
5:1
Relación profundidad/ancho
- 0,3-0,5
Ancho
metro
pie
0.90
Profundidad
METRO
pie
Espaciado de bandejas
milímetro
pulgada
Pendiente de las mesetas
°
45-90
Velocidad de ascenso regulada por Stokes
ley
cm/s
≤1.5
Velocidad horizontal
metro
pie
0.90
3
Tamaño de las partículas de aceite eliminadas micras ≥50
Concentración de SS en la entrada mg/l ≤100 - 200
Concentración de SS a la salida mg/l ≤50
Gravedad específica del agua aceitosa kg / m3 910 - 950
Temperatura del agua residual °C 21 - 43
En el caso de separadores CPI, la distancia perpendicular entre las placas debe estar entre 2 y 4
cm, y el ángulo de inclinación de la placa con respecto a la horizontal debe estar entre 45 y 60
grados
La ubicación del separador de aceite/agua es especialmente importante para los separadores de placas paralelas, que
puede requerir una limpieza frecuente. La remoción para limpieza con equipos de limpieza a alta presión fue la
procedimiento de elección.
Para ello se ha previsto la instalación de una red de agua de servicio (agua tratada del proceso),
con válvulas de compuerta y presurizados con un “booster”.
La remoción de sedimentos de la cámara de separación se realizará mediante la instalación de las tuberías por gravedad y el
instalación de un contenedor cerca de este equipo.
Los aceites recuperados también serán drenados por gravedad a un pozo de bombeo que se instalará en el STEP. estos aceites
será enviado de regreso a dos tanques existentes.
4.1.1. Flotación por aire disuelto asistida por coagulación: floculación DAF
En el diseño de la etapa de flotación por aire disuelto, con la introducción de la coagulación aguas arriba
etapas de floculación, se tomaron en consideración los siguientes criterios:
Tabla 3. Criterios de diseño para la flotación con aire disuelto asistida por coagulación-floculación
Configuración de observaciones de valor unitario
Eliminación de O&G y MES
%
> 95
-
Tasa de carga hidráulica para unidades rectangulares
m3/m2 h 3,67 - 7,33
incluyendo el
flujo de reciclaje
Tasa de carga hidráulica para unidades circulares
m3/m2 h 2,44 - 4,89
incluyendo el
flujo de reciclaje
corriente de reciclaje
%
20 -33 Flujo directo
concentración de aceite y MES en la entrada
mg/l ≤500
Presión de funcionamiento del sistema de aire
psi 40-60
Tiempo de coagulación s 30 - 120
Tiempo de floculación min 5-15
Tiempo de flotación min 20 -30
*Cuando se usa como
primario
sedimentación.
*Cuando el
el espesamiento es mayor
Necesitará tener un
mayor tiempo de retención.
El sistema de aireación solo funcionará cuando la concentración de O&G y MES sea inferior a 1000 mg.
/ l, en cada unidad.
5.1.1. Tratamiento biológico y separación sólido-líquido en MBR
En el diseño de la etapa de tratamiento biológico y la separación sólido-líquido por membrana (MBR), la
se tomaron en consideración los siguientes criterios:
Tabla 4. Criterios de diseño para tratamiento biológico en reactores MBR
Configuración de observaciones de valor unitario
Porosidad de
membranas
(microfiltración)
% 0,20 -
Porosidad alcanzada
(ultrafiltración)
micras 0,01
Debido a la formación de la
capa de proteínas y
materiales celulares alrededor del
membranas la filtración
alcanza la gamma de un
ultrafiltración
Área de contacto por unidad
volumen
m2 / m3 165
para plano simétrico
membranas
Concentración de
sólidos
g/l 15-20
sistemas convencionales normales
los valores son 3 - 5 g / l
Concentración de lodos g/l 10 -15
sistema convencional normal
los valores son 3-4 g / l
Recirculación % 50 -
Debido a la formación de la capa de proteínas y materiales celulares alrededor de las membranas
y la aparición de la ultrafiltración, el resultado es la retención de prácticamente todas las bacterias, virus
y partículas sólidas, incluido el material coloidal que se desecha en el lodo.
6.1.1. Objetivos de calidad: Valores límite para el vertido de efluentes
Los valores límite de vertidos de efluentes líquidos industriales, a tener en cuenta, definidos
por Decreto Ejecutivo se presentan en el siguiente cuadro.
VALORES LÍMITE DE PARÁMETROS DE DESCARGA DE EFLUENTES LÍQUIDOS INDUSTRIALES
AJUSTES Unidad VALORES
VALORES
TOLERANCIAS
LMTES
ANCONNEES
INSTALACIONES
1 Temperatura °C 30 30
2 pH 6,5 - 8,5 6,5 - 8,5
3 MI mg/l 35 40
4 Nitrógeno Kjeldahl 30 40
5 fósforo total 10 15
6 COD 120 130
7 DBO5 35 40
8 Aluminio 3 5
9
Tóxico bioacumulativo
sustancias
0.005 0.01
10 cianuros 0,1 0,15
11 Flúor y componentes 15 20
12 Índice de fenol 0,3 0,5
13 Total de hidrocarburos 10 15
14 Aceites y grasas 20 30
15 Cadmio 0,2 0,25
16 Cobre total 0,5 1
17 Mercurio total 0,01 0,05
18 Plomo total 0,5 0,75
19 Cromo total 0,5 0,75
20 Estaño total 2 2,5
21 manganeso 1 1,5
22 Níquel total 0,5 0,75
23 Zinc total 3 5
24 Hierro 3 5
25 Compuestos orgánicos clorados 5 7
PH: Potencial de hidrógeno
DBO5: Demanda biológica de oxígeno por un período de cinco (5) días
DQO: Demanda Química de Oxígeno MES:
Materia suspendida
7.1.1. Características esperadas de los afluentes de agua contaminada al PASO
Como se indica en la Tabla 1, estos serán los valores que se tendrán en cuenta del efluente que ingrese al
PASO, para el diseño del sistema de tratamiento y el respectivo dimensionamiento de los equipos.
Así, y teniendo en cuenta los valores límite presentados en la Tabla 5, la depuración global
Para cada parámetro se estima la eficiencia de la estación, la cual se presenta a continuación
mesa.
Tabla 5. Rendimiento global esperado para el tratamiento
Ajustes Rendimiento (%)
Materiales Suspendidos (MES)>95
Aceites y Grasas (O&G)>95
Demanda Química de Oxígeno (DQO) 94,5
Demanda bioquímica de oxígeno (DBO5) 96,8
Hidrocarburo C10-C40>95
2. DESCRIPCIÓN DETALLADA
2.1. SITIO-
Tasa de carga hidráulica para unidades rectangulares
m3/m2 h 3,67 - 7,33
incluyendo el
flujo de reciclaje
Tasa de carga hidráulica para unidades circulares
m3/m2 h 2,44 - 4,89
incluyendo el
flujo de reciclaje
corriente de reciclaje
%20 -33 Flujo directo
concentración de aceite y MES en la entrada
mg/l ≤500
Presión de funcionamiento del sistema de aire
psi 40-60
Tiempo de coagulación s 30 - 120
Tiempo de floculación min 5-15
Tiempo de flotación min 20 -30
*Cuando se usa como
primario
sedimentación.
*Cuando el
el espesamiento es mayor
Necesitará tener un
mayor tiempo de retención.
El sistema de aireación solo funcionará cuando la concentración de O&G y MES sea inferior a 1000 mg.
/ l, en cada unidad.
5.1.1. Tratamiento biológico y separación sólido-líquido en MBR
En el diseño de la etapa de tratamiento biológico y la separación sólido-líquido por membrana (MBR), la
se tomaron en consideración los siguientes criterios:
Tabla 4. Criterios de diseño para tratamiento biológico en reactores MBR
Configuración de observaciones de valor unitario
Porosidad de
membranas
(microfiltración)
% 0,20 -
Porosidad alcanzada
(ultrafiltración)
micras 0,01
Debido a la formación de la
capa de proteínas y
materiales celulares alrededor del
membranas la filtración
alcanza la gamma de un
ultrafiltración
Área de contacto por unidad
volumen
m2 / m3 165
para plano simétrico
membranas
Concentración de
sólidos
g/l 15-20
sistemas convencionales normales
los valores son 3 - 5 g / l
Concentración de lodos g/l 10 -15
sistema convencional normal
los valores son 3-4 g / l
Recirculación % 50 -
Debido a la formación de la capa de proteínas y materiales celulares alrededor de las membranas
y la aparición de la ultrafiltración, el resultado es la retención de prácticamente todas las bacterias, virus
y partículas sólidas, incluido el material coloidal que se desecha en el lodo.
6.1.1. Objetivos de calidad: Valores límite para el vertido de efluentes
Los valores límite de vertidos de efluentes líquidos industriales, a tener en cuenta, definidos
por Decreto Ejecutivo se presentan en el siguiente cuadro.
VALORES LÍMITE DE PARÁMETROS DE DESCARGA DE EFLUENTES LÍQUIDOS INDUSTRIALES
AJUSTES Unidad VALORES
VALORES
TOLERANCIAS
LMTES
ANCONNEES
INSTALACIONES
1 Temperatura °C 30 30
2 pH 6,5 - 8,5 6,5 - 8,5
3 MI mg/l 35 40
4 Nitrógeno Kjeldahl 30 40
5 fósforo total 10 15
6 COD 120 130
7 DBO5 35 40
8 Aluminio 3 5
9
Tóxico bioacumulativo
sustancias
0.005 0.01
10 cianuros 0,1 0,15
11 Flúor y componentes 15 20
12 Índice de fenol 0,3 0,5
13 Total de hidrocarburos 10 15
14 Aceites y grasas 20 30
15 Cadmio 0,2 0,25
16 Cobre total 0,5 1
17 Mercurio total 0,01 0,05
18 Plomo total 0,5 0,75
19 Cromo total 0,5 0,75
20 Estaño total 2 2,5
21 manganeso 1 1,5
22 Níquel total 0,5 0,75
23 Zinc total 3 5
24 Hierro 3 5
25 Compuestos orgánicos clorados 5 7
PH: Potencial de hidrógeno
DBO5: Demanda biológica de oxígeno por un período de cinco (5) días
DQO: Demanda Química de Oxígeno MES:
Materia suspendida
7.1.1. Características esperadas de los afluentes de agua contaminada al PASO
Como se indica en la Tabla 1, estos serán los valores que se tendrán en cuenta del efluente que ingrese al
PASO, para el diseño del sistema de tratamiento y el respectivo dimensionamiento de los equipos.
Así, y teniendo en cuenta los valores límite presentados en la Tabla 5, la depuración global
Para cada parámetro se estima la eficiencia de la estación, la cual se presenta a continuación
mesa.
Tabla 5. Rendimiento global esperado para el tratamiento
Ajustes Rendimiento (%)
Materiales Suspendidos (MES)>95
Aceites y Grasas (O&G)>95
Demanda Química de Oxígeno (DQO) 94,5
Demanda bioquímica de oxígeno (DBO5) 96,8
Hidrocarburo C10-C40>95