Tratam T ratamient iento o de Aguas Residuales Clasifcación de Costos de una PTAR – Características e inversión de PTAR para saneamiento de la Bahía de Panamá
Javi Ja vier er Áv Ávilila a Bi Bieb ebar arac ach h
2 Universidad Tecnológica de Panamá ede Panamá !acultad de "ngeniería Civil #icenciatura en "ngeniería Civil
TRATAMIENTO DE AGUAS Y AGUAS RESIDUALES
INFORME SOBRE AGUAS RESIDUALES
Estudiante: $avier %vila Bie&arach Cédula: '()*2(+',*
Grup: + "C 2-+
!r"esr: "ng. /uclides 0eago
Fe#$a de Entre%a
1iernes + de $unio de 2+*
Trata&ient de A%uas ' A%uas Residuales
3
Cntenid "ntroducción........................................................................................................' "mportancia de #os istemas de Tratamiento de Aguas Residuales...................."ndustria pes4uera........................................................................................... Animales salva5es............................................................................................ Recreación 6 Calidad de 1ida........................................................................... Preocupaciones so&re la alud.........................................................................Costo del Tratamiento de Aguas Residuales........................................................* Conceptos generales de costos de sistemas de tratamiento de aguas residuales........................................................................................................) Planta de Tratamiento de Aguas Residuales en la Ciudad de Panamá..............+ 7&5etivo del pro6ecto.....................................................................................+ #ocali8ación 9eográfca................................................................................. + Partes: acciones 6 dise;o de las o&ras <ísicas................................................+ Po&lación 6 !lu5o de dise;o............................................................................ + Concepto de las 7&ras <ísicas de la planta de tratamiento............................++ #ínea de los lí4uidos................................................................................... ++ #ínea de lodos............................................................................................. ++ 7&ras <ísicas de la planta de tratamiento......................................................++ Componentes de la planta de tratamiento propuesta 6 los procesos unitarios involucrados..................................................................................................+2 !uentes de energía........................................................................................ +3 Agua pota&le..................................................................................................+3 Aguas servidas............................................................................................... +3 Re4uerimientos del pro6ecto......................................................................... +' Costos de inversión del pro6ecto...................................................................+Conclusiones..................................................................................................... +* Re
Trata&ient de A%uas ' A%uas Residuales
'
Intrdu##i(n #as aguas residuales son cual4uier tipo de agua cu6a calidad se vio a
nica. #as aguas residuales inclu6en las aguas usadas dom>sticas 6 ur&anas: 6 los residuos lí4uidos industriales o mineros eliminados: o las aguas 4ue se me8claron con las anteriores ?aguas pluviales o naturales@. u importancia es tal 4ue re4uiere sistemas de canali8ación: tratamiento 6 desalo5o. u tratamiento nulo o inde&ido genera graves pro&lemas de contaminación. #os costos de una planta de tratamiento de aguas residuales pueden ser clasifcados principalmente en dos categorías como son los costos de inversión inicial: 6 los costos de
Trata&ient de A%uas ' A%uas Residuales
-
I&prtan#ia de Ls Siste&as Trata&ient de A%uas Residuales
de
antener el medio am&iente limpio a trav>s del tratamiento de las aguas residuales es de vital importancia por numerosas ra8ones: entre ellas se pueden mencionar
Industria
pes)uera /l agua limpia es primordial para las plantas 6 los animales 4ue viven en el agua. /sto es importante para la industria pes4uera: para las personas cu6o pasatiempo es la pesca: 6 para las
Ani&ales
sal*a+es
uestros ríos 6 oc>anos están llenos de criaturas 4ue dependen de las costas: pla6as 6 pantanos. 0e estos ha&itantes depende la su&sistencia de cientos de especies diversas de peces 6 vida acuática. #as aves migratorias tam&i>n hacen uso de estas áreas para descansar 6 alimentarse.
Re#rea#i(n
'
Calidad
de
,ida
/l agua representa una eDtensa área de 5uego para toda la po&lación mundial. #os paisa5es 6 valores recreativos de nuestros depósitos grandes de agua: muchas veces son las ra8ones 4ue convencen a las personas para vivir cerca de ellas. #os visitantes son atraídos para llevar a ca&o diversas actividades como nadar: pescar: pasear en lanchas 6 hacer días de campo.
!re#upa#ines
s-re
la
Salud
i el agua no se limpia apropiadamente: puede ser transmisora de en
Trata&ient de A%uas ' A%uas Residuales
* nuevo al am&iente. Al pudrirse el material sólido: consume oDígeno: el cual es necesario para la su&sistencia de las plantas 6 animales 4ue viven en el agua. F/l tratamiento primarioF remueve cerca del * por ciento de partículas sólidas suspendidas en las aguas de desecho. /ste tratamiento involucra tam&i>n el airear ?agitar el agua@ con o&5eto de volver a a;adir el oDígeno de nuevo. /l tratamiento secundario remueve más del G por ciento de las partículas sólidas suspendidas. u6
Cst del Trata&ient de A%uas Residuales Actualmente: no eDiste una aproDimación real a los costos asociados a los sistemas de tratamiento
de
aguas
residuales. in em&argo: en algunos
países
se
han
desarrollado algunos modelos matemáticos a5ustados a sus condiciones: estos permiten simular para cada tecnología: el comportamiento de los dirica #atina 6 el Cari&e es mu6 limitada. /n el a;o de +G*2 se estimó 4ue: en los países me5or atendidos: sólo alrededor del +I de los sistemas de alcantarillado disponían de instalaciones de tratamiento ?7P: +GG@. /n general: puede decirse 4ue desde principios de los a;os noventa menos del +I de los sistemas de alcantarillado tenían plantas de tratamiento
Trata&ient de A%uas ' A%uas Residuales
) ?7P: +GG2@. ólo del -I al +I de las aguas residuales recogidas por los sistemas de alcantarillado reci&ían tratamiento: 4ue a menudo era inadecuado. /n +GG-: el promedio de aguas servidas tratadas era de apenas el +3I ?7P: +GG,@. uchas de las pocas plantas de tratamiento de aguas servidas 4ue eDisten en los países de la región presentan defciencias en su operación. 2
Cn#epts %enerales de #sts trata&ient de a%uas residuales
de
siste&as
de
#os costos de una planta de tratamiento de aguas residuales pueden ser clasifcados principalmente en dos categorías como son los costos de inversión inicial: 6 los costos de
Trata&ient de A%uas ' A%uas Residuales
, Tabla 1.
Componentes de los costos relacionados con la implementación de sistemas de tratamiento de aguas residuales2
#os costos de inversión inicial de los sistemas de tratamiento de aguas residuales están asociados con las inversiones necesarias para la construcción de la incnicos necesarios para estimar la cnica de la o&ra en la todo del costo unitario. 0e acuerdo con /E!R"/0 ?+G,-@ los costos de un sistema de tratamiento de aguas residuales no son lineales proporcionales al caudal de la planta: pues el tama;o de la misma depende tam&i>n de las características del agua a tratar. #uego los costos se de&en asociar a los tama;os de las unidades de tratamiento 6 estos se pueden representar por una ecuación de la ctrica "nsumos 4uímicos Control de calidad del agua de proceso antenimiento 6 reparación de e4uipos Personal para operación 6 mantenimiento de las instalaciones 9astos de administración
Trata&ient de A%uas ' A%uas Residuales
G
#a planta de personal de un sistema de tratamiento de aguas residuales puede estar concnico mecánico (T>cnico electricista (AuDiliar de mantenimiento (Celador #a&oratorio (uímico (T>cnico de la&oratorio
Trata&ient de A%uas ' A%uas Residuales
+
!lanta de Trata&ient de Residuales en la Ciudad de !ana&.
A%uas
O-+eti* del pr'e#t /l o&5etivo general del pro6ecto es me5orar la calidad de vida de la po&lacion de la Ciudad de Panamá: 4ue será &enefciada con el desarrollo del pro6ecto: a trav>s de los svados: sistemas de recolección: transporte 6 el tratamiento de agaus residuales. /l o&5etivo específco del pro6ecto es el tratamiento de las aguas residuales mediante la construccion de una planta de tratamiento &iológico con la tecnología de lodos activados: con la remoción &iológica de nutrientes 6 alimentación por pasos con el fn de a5ustar los parámetros de calidad de las aguas a los valores &a5o norma.
L#ali/a#i(n Ge%r.0#a #a planta de tratamiento se locali8ará en un glo&o de terreno de 3'.)* ha: u&icado en el corregimiento de $uan 0ía8: 0istrito de Panamá: Provincia de Panamá. /l terreno se locali8a al sur del corredor sur 6 al 7este de la desem&ocadura del Río $uan 0ía8.
Tabla 2: Distancias
de la PTAR a las urbaniaciones m!s cercanas
Trata&ient de A%uas ' A%uas Residuales
++
!artes1 a##ines ' dise2 de las -ras "3si#as /l consultor "PP7 S7/" presenta lo siguiente para e5ecutar el dise;o &ásico • • • • • • •
%rea disponi&le 3'.)* ha. Cota topográfca 3.- m.s.n.m. Temperatura máDima 2,C Temperatura mínima 2'C >todo de tratamiento del e=uente #odo activado RB >todo de tratamiento de lodos 0igestión Anaeró&ica A;o meta del dise;o 22 en la primera etapa – 23- en la segunda etapa.
!-la#i(n ' Flu+ de dise2 /l dise;o contempló el incremento de la po&lación hasta el a;o 23-m cu6a pro6ección se estima a continuación
Tabla 3: Pro"ección
de la población hasta el a#o 2$%&
/l dise;o &ásico se ha reali8ado tomando en cuenta 4ue la construcción se reali8ará en dos etapas. !ri&era etapa 4 !erid 5667 a 5656: #a primera etapa comprende los
caudales correspondientes a la 8ona 7este de la ciudad inclu6endo el aporte de la estación de Bom&eo de $uan 0ía8 6 el aumento del =u5o hasta el a;o 22. /l caudal de dise;o de la primera etapa es de '.32 m3s. Se%unda Etapa 4 !erid 5656 a 5689: #a segunda etapa incorporará los
aportes de las estaciones Tocumen 6 la Ciudad Radial: así como el aumento del caudal proveniente de la 8ona oeste de la Ciudad hasta el a;o 23-. /l caudal de dise;o de la segunda etapa aportará +.,)2 m3s a la capacidad instalada: por lo 4ue la capacidad fnal de la PTAR sería *.+G* m3s.
Cn#ept de trata&ient
las
O-ras
"3si#as
de
la
planta
de
Para una me5or comprensión de las partes <ísicas de la PTAR: así como de los procesos <ísico(4uímicos unitarios involucrados: 6 teniendo como re
Trata&ient de A%uas ' A%uas Residuales
+2 L3nea de ls l3)uids /difcio de pretratamiento Control de olores Proceso de tratamiento Biológico Proceso de desin
L3nea de lds /spesamiento de lodos Control de olores /sta&ili8ación de lodos Producción de gas metano 0eshidratación de lodos • • • • •
O-ras "3si#as de la planta de trata&ient /l dise;o de esta planta de tratamiento inclu6e las siguientes estructuras • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •
Administración /difcio de pretratamiento Tan4ue de aireación opladores Talleres de mantenimiento Tan4ues de com&usti&le edimentadores secundarios Cámaras de &om&as de lodos 0igestores /difcio de mane5o de lodos /difcio de cloración Tan4ues de contacto Ca5a de distri&ución de sedimentadores 0ecloración /difcio de administración de 4uímicos Ca5a de distri&ución de tan4ues de contacto %rea para disposición de lodos u& estación el>ctrica Tan4ue de almacenamiento de agua pota&le Tan4ue de almacenamiento de agua reciclada !iltro de presión Ca5a de salida
Trata&ient de A%uas ' A%uas Residuales
+3
C&pnentes de la planta de trata&ient prpuesta ' ls pr#ess unitaris in*lu#rads
Tabla 4: 'tapas
de Construcción de la PTAR
Fuentes de ener%3a #a energía 4ue re4uerirá la PTAR será suministrada por la empresa comercial /leVtra: .A. el dise;o de la planta considera una generación de electricidad por medio del aprovechamiento del gas metano generado en los digestores de la planta: se ha estimado un 3I del total: estimándose una generación de *:,):+,- SWha;o para el 2+ 6 de +2:G3:3,+ SWha;o para el a;o 23-.
A%ua pta-le /l agua pota&le 4ue se consumirá en la planta será a&astecida de las redes del acueducto del "0AA de ese sector.
A%uas ser*idas /l sistema propuesto tiene el o&5etivo de recolectar: transportar 6 tratar las aguas residuales 4ue se generan en la Ciudad de Panamá: inclu6endo los distritos de Panamá 6 an iguelito. /n el dise;o &ásico de la planta de $uan 0ía8 se prev> 4ue la calidad del e=uente cumpla con las normas am&ientales vigentes en Panamá. e ha Trata&ient de A%uas ' A%uas Residuales
+' concentrado en el nivel de itrógeno 7rgánico Total 6 los niveles de contaminación de los T 6 0B7 - menores de 3- mgl. Comparando el a=uente con el e=uente: se destacan los siguientes datos de caudales 6 parámetros a ser tratados
Tabla 5: Caudales
" (actores de dise#o
/l dise;o fnal de la PTAR cumplirá con la norma paname;a de descargas de aguas residuales a cuerpos naturales de agua. /l dise;o contempla los siguientes parámetros
Tabla 6: Par!metros
de dise#o
Trata&ient de A%uas ' A%uas Residuales
+-
Re)ueri&ients del pr'e#t
Tabla 7: Re)uerimientos
del pro"ecto
Csts de in*ersi(n del pr'e#t
Tabla 8: *nversión
de la PTAR por etapa en Dólares
Trata&ient de A%uas ' A%uas Residuales
+*
Cn#lusines •
•
•
•
/l tratamiento de aguas residuales es mu6 importante reali8arlo de&ido a 4ue luego del uso del agua: en actividades dom>sticas: agrícolas e industriales: su composición Biológica se altera 6 se vuelve nociva para la salud humana. #a depuración de aguas residuales: tam&i>n llamadas aguas negras: aporta numerosos &enefcios: me5ora la salud colectiva evitando ens de su tratamiento permite la utili8ación del agua para distintos fnes. Un sistema de tratamiento de aguas residuales contempla varios costos entre los costos de inversión inicial: 6 los costos de
Trata&ient de A%uas ' A%uas Residuales
+) con Costos de inversión de ++):'G+:,,* dólares 6 3':*'':,G) dólares respectivamente para cada etapa. Xaciendo un total de inversión de +-2:+3*:',3 dólares.
Re"eren#ias +. httpWater.usgs.govgotitaWuWW.html 2. odelo de Costos para el tratamiento de las aguas residuales en la Región de Colom&ia. uintero: 0iana alasY Zapata: ario Al&ertoY 9uerrero: $honiers. Universidad Tecnológica de Pereira. 3. httpWWW.minsa.go&.pasitesde
Trata&ient de A%uas ' A%uas Residuales