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ENERO JUNIO 2011 UNACAR TECNOCIENCIA 32 EVALUACIÓN TÉCNICA DE UN TANQUE IMHOFF PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES EN CENTRO, TABASCO IIQ. María Berzabé Vázquez González 1 , Dr. Gaspar López Ocaña 2 1 Instituto Tecnológico de Villahermosa. Km 4.5 carretera Villahermosa-Frontera C.P. 86000 Villahermosa; Tabasco. México. Tel: (993)3530259. [email protected] 2 División Académica de Ciencias Biológicas-UJAT. Km 8.5 Carretera Villahermosa-Cárdenas CP. 86150. Villahermosa, Tabasco, México. Tel-Fax 993-3544308 Cel. 9931933824 [email protected] RESUMEN Se realizo la cuantificación, caracteri- zación fisicoquímica y biológica del agua residual, para conocer el volumen y la ca- lidad para evaluar el tratamiento actual, verificando las necesidades de saneamien- to y cumplimiento normatividad ambien- tal vigente. La comunidad presenta una población actual de 6000 habitantes que generan un gasto medio de aguas resi- duales de 16.67 L s -1 , con una concentra- ción promedio de 233 mg L -1 de DBO5. La planta actualmente se vio rebasada en su capacidad hidráulica, trata sólo un 11% del volumen de agua generado y las eficien- cias de remoción de los contaminantes son casi nulas. El mantenimiento preventivo es el principal responsable de los fenómenos de corto circuito en el sistema disminuyen- do la capacidad hidráulica de las unidades y por tanto el tiempo de contacto para la degradación de contaminantes en las uni- dades anaerobias como el Tanque Imhoff y biofiltro. PALABRAS CLAVE: Agua residual, tratamiento anaerobio, tiempo de retención hidráulico. TECHNICAL EVALUATION OF AN IMHOFF TANK OF WASTEWATER TREATMENT IN CENTER, TABASCO Fecha de recepción 14 de octubre del 2010 Fecha de aceptación 10 de diciembre del 2010 ABSTRACT I n this study, wastewater quantification, physical- chemical and biological characterization to meet real influent flow rates and quality have been developed, in order to accomplish effluent quality and environmental regulation requirements. The community has a 6,000 population generating a mean flow rate of 16.67 L s -1 , with a mean DBO5 concentration of 233 mg L -1 . Nowadays, the wastewater plant has been overflowed in its hydraulic capacity, treating only an 11% of total wastewater flow rate, achieving poor contaminant removal efficiency. U. Tecnociencia 5 (1) 32 - 47.

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    EVALUACIN TCNICA DE UN TANQUE IMHOFF PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES EN CENTRO,

    TABASCO

    IIQ. Mara Berzab Vzquez Gonzlez1, Dr. Gaspar Lpez Ocaa2

    1 Instituto Tecnolgico de Villahermosa.Km 4.5 carretera Villahermosa-Frontera C.P. 86000 Villahermosa; Tabasco. Mxico. Tel: (993)[email protected]

    2 Divisin Acadmica de Ciencias Biolgicas-UJAT. Km 8.5 Carretera Villahermosa-Crdenas CP. 86150. Villahermosa, Tabasco, Mxico. Tel-Fax 993-3544308Cel. 9931933824 [email protected]

    RESUMEN

    Se realizo la cuantificacin, caracteri-zacin fisicoqumica y biolgica del agua residual, para conocer el volumen y la ca-lidad para evaluar el tratamiento actual, verificando las necesidades de saneamien-to y cumplimiento normatividad ambien-tal vigente. La comunidad presenta una poblacin actual de 6000 habitantes que generan un gasto medio de aguas resi-duales de 16.67 L s-1, con una concentra-cin promedio de 233 mg L-1 de DBO5. La planta actualmente se vio rebasada en su capacidad hidrulica, trata slo un 11% del volumen de agua generado y las eficien-cias de remocin de los contaminantes son casi nulas. El mantenimiento preventivo es el principal responsable de los fenmenos de corto circuito en el sistema disminuyen-do la capacidad hidrulica de las unidades y por tanto el tiempo de contacto para la degradacin de contaminantes en las uni-dades anaerobias como el Tanque Imhoff y biofiltro.

    PALABRAS CLAVE: Agua residual, tratamiento anaerobio, tiempo de

    retencin hidrulico.

    TECHNICAL EVALUATION OF AN IMHOFF TANK OF WASTEWATER TREATMENT IN CENTER, TABASCO

    Fecha de recepcin 14 de octubre del 2010 Fecha de aceptacin 10 de diciembre del 2010

    ABSTRACT

    In this study, wastewater quantification, physical-chemical and biological characterization to meet real influent flow rates and quality have been developed, in order to accomplish effluent quality and environmental regulation requirements.

    The community has a 6,000 population generating a mean flow rate of 16.67 L s-1, with a mean DBO5 concentration of 233 mg L-1. Nowadays, the wastewater plant has been overflowed in its hydraulic capacity, treating only an 11% of total wastewater flow rate, achieving poor contaminant removal efficiency.

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    The preventive maintenance is the key factor of short-circuit phenomena in the system diminishing its hydraulic capacity and, consequently, the retention time for contaminant degradation in anaerobic units, such as bio-filters and Imhoff tanks.

    KEY WORDS: Wastewater, anaerobic treatment, hydraulic retention time.

    INTRODUCCIN

    El primer sistema utilizado para tratar s-lidos sedimentables del agua residual fue el eliminador automtico Mouras, y su inventor fue el francs Louis Mouras de Vesoul, quien en 1860 observ que si se mantenan los s-lidos en un depsito cerrado se converta en lquido. En 1940, Karl Imhoff patent en Alemania un tanque de doble accin hoy da conocido como tanque Imhoff. Una de las primeras instalaciones que, en los Esta-dos Unidos, emple tanques de digestin separados, fue la planta de tratamiento de aguas residual de Baltimore (Maryland) (IMTA, 2003).

    Hacia finales de los aos 60 y principios de los 70 se utiliz y desarroll el filtro anaero-bio. Durante la dcada de los 70 se desa-rroll los procesos de reactor anaerobio de flujo ascendente en mano de lodos y los de pelcula-adherida-manto expandido. Du-rante 1980 se desarrollaron variaciones so-bre el tema de los reactores y en Colombia en la Universidad de los Andes se desarroll el reactor anaerobio a Pistn. Este ltimo

    consiste en una serie de reactores comple-tamente mezclados en serie, abierto a la atmsfera y con medio para la separacin de gases. Ms recientemente se ha tratado de combinar los reactores anaerobios con reactores aerobios para ser un pulimiento fi-nal de los efluentes logrando adicionalmen-te remocin de nutrientes a travs del pro-ceso de nitrificacin-desnitrificacin (Ferrer y Seco, 2008).

    En los ltimos aos se han desarrollado nu-merosos procesos para residuos de alto contenido en materia orgnica de aguas residuales, uno de ellos es el tratamiento anaerbico. Es uno de los procesos ms an-tiguos empleados en la estabilizacin de la materia orgnica y slidos biolgicos. Algu-nas de las ventajas del tratamiento anaer-bico sobre el aerobio reside en bajos costos de servicio, debido a que no se emplean equipos de aireacin, tienen un coeficiente de produccin de biomasa inferior que los sistemas aerbicos, por lo tanto una menor generacin de lodos a operar cargas org-nicas superiores que para que el caso de los procesos aerbicos, lo que lleva a reactores ms pequeos y por ltimo en la produccin de metano como potencial ventaja debido a su valor como combustible (Crites et al., 2000, IMTA, 2003).

    Actualmente se han construido plantas de tratamiento de aguas residuales (PTAR) para aliviar un poco la presin ejercida a los cuerpos de agua, a los cuales se ha supera-do su capacidad de auto recuperacin, ya que se extraen cantidades cada vez mayo-res de agua y se regresan a ellos igualmen-te cantidades enormes de aguas residuales, produciendo efectos negativos al cuerpo receptor y al ambiente. En Mxico se ha ini-

    Lpez-Ocaa, G. y Vzquez-Gonzlez, M. B. 2011. Evaluacin tcnica de un tanque Imhoff para el tratamiento de aguas residuales en centro, Tabasco. U. Tecnociencia 5 (1) 32 - 47.

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    ciado la aplicacin de tecnologa basada en la combinacin de procesos biolgicos anaerobio y aerobio. Las eficiencias que se obtiene con estos sistemas son mayores que las de los sistemas por separado; adems, presentan como ventaja adicional una ma-yor estabilidad ante variaciones de flujo y de carga orgnica. Este tipo de tecnologa es particularmente recomendable cuando se pretende el reso del agua tratada. (No-yola, 2000).

    El inventario nacional de PTAR domstica (CONAGUA, 2006), se seala que existen 1593 plantas construidas y operando. De acuerdo a su proceso 3 son aerobio, 25 anaerobio, 9 biolgico, 7 discos biolgicos o biodiscos, 9 dual, 43 filtros biolgicos o ro-ciadores o percoladores, 74 fosas spticas, 8 fosas spticas + filtro biolgico, 40 fosa sp-tica +wetland, 51 humedales (wetland), 19 lagunas aireadas, 622 lagunas de estabiliza-cin, 372 lodos activados, 17 primario avan-zado, 15 primario o sedimentacin, 6 RAFA + filtro biolgico, 116 RAFA o WASB, 4 RAFA + WASB + humedal, 50 reactor enzimtico, 15 sedimentacin +wetland, 50 tanque Imhoff, 13 tanque Imhoff + filtro biolgico, 2 tercia-rio, 23 zanjas de oxidacin. Las plantas de tanque Imhoff se encuentran 1 en el estado de Hidalgo, 1 en Mxico, 2 en Morelos, 3 en Nuevo Len, 1 en Oaxaca, 34 en Tabasco, 1 en Tamaulipas y 7 en Veracruz.

    La tecnologa anaerobia para mejorar la sustentabilidad del tratamiento de las aguas residuales se ha prestado principalmente despus de la crisis de la energa en los aos 70. El uso acertado de reactores anaerobios para el tratamiento de las aguas residuales domsticas crudas en regiones tropicales y subtropicales abri la oportunidad de los

    procesos aerobios en el retiro de la materia orgnica del influente. (Foresti et al., 2006).

    En Tabasco existen 60 PTAR domsticas dis-tribuidos en 15 municipios de la entidad, el inventario estatal demuestra que el 56.6 % de los sistemas de tratamiento de la enti-dad, son tratamientos con tanque Imhoff, es decir, un tratamiento de tipo primario. Cabe mencionar que este tipo de trata-mientos se ha utilizado para el tratamiento de aguas de pequeas comunidades o co-munidades descentralizadas. Actualmente estos sistemas se han optimizado utilizando filtros anaerobios horizontales para el trata-miento de la demanda bioqumica de ox-geno (DBO) soluble del efluente de los tan-ques Imhoff (SAPAET, 2006).

    La evaluacin general de las unidades de proceso de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de Lomas de Ocuiltza-potlan II, fue necesaria, para determinar el cumplimiento de los niveles de descarga establecidos como Lmites Mximos Permisi-bles que estn establecidos en la NOM-001-SEMARNAT-1996, para ello fue necesario determinar en funcin a los criterios de di-seo establecidos por la CONAGUA (2007), el comportamiento del gasto de operacin, levantamiento fsico de las unidades, eva-luacin de los tiempos de retencin hidru-lica y verificar la eficiencia de remocin de los principales parmetros de operacin como son la demanda bioqumica de ox-geno (DBO) y slidos suspendidos totales (SST) (Noyola, 2000). Lo anterior contribuir a proponer modifica-ciones, ampliaciones e incluso la propuesta de una nueva alternativa de tratamiento, para optimizar la eficiencia de remocin

    Lpez-Ocaa, G. y Vzquez-Gonzlez, M. B. 2011. Evaluacin tcnica de un tanque Imhoff para el tratamiento de aguas residuales en centro, Tabasco. U. Tecnociencia 5 (1) 32 - 47.

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    de parmetros especficos, seleccionando la ms viable, en funcin de su factibilidad tcnica, disponibilidad de rea, operacin y mantenimiento. Con estas acciones se optimizan sistemas de tratamiento de baja calidad sanitaria para evitar con sus descar-gas un deterioro mayor a los ecosistemas re-ceptores, adems de disminuir la presencia de malos olores y otros efectos nocivos a la salud pblica.

    REA DE ESTUDIO

    El Fraccionamiento Lomas de Ocuiltzapot-lan II se encuentra ubicada en el km 15 ca-rretera Villahermosa a Frontera, cuenta con una extensin de 141,695.58 m2, correspon-diendo a superficie restringida con 968.44 m2, rea de vialidad con 44,178.78 m2, rea de donacin con 9,987.08 m2, rea vendible con 72,817.64 m2 y rea de equipamiento con 3,952.68 m2. Dicho fraccionamiento co-linda; al Nort