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TRIPTICO PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES SUR.
La Planta de Tratamiento de Aguas Residuales PTAR SUR para el Sistema de Agua de Durango, está
conformada con una serie de equipos y tecnología de punta para el tratamiento de las aguas
residuales provenientes de las diversas actividades humanas realizadas en la ciudad de Durango,
Dgo. El sistema de tratamiento se engloba en el siguiente diagrama de bloques:
Efluente ( Arroyo seco )
TRATAMIENTO DE LODOS
Digestión aerobia de lodos
Deshidratación de lodos
DISPOSICIÓN A RELLENO
SECUNADRIOS
Mesa espesadora
TRATAMIENTO
SECUNDARIO
Tanque Selector
SANITARIO
EFLUENTE
TRATADO
TRATAMIENTO
TERCIARIO
Desinfección
BIOLOGICOS
Lodos Activados
Clarificadores Secundarios
INFLUENTE
Cribado grueso
Bombeo de cárcamo
PRE-TRATAMIENTO
Cribado Fino
Desarenador-
Clasificador/Lavador de
Arenas
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INFLUENTE.
Inicialmente el agua residual generada por actividades humanas e industriales en diferentes sitios
de la Ciudad de Durango se conduce por gravedad por medio de un colector de 70” de diámetro
hasta la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales Durango Sur.
Se contempla que la planta trate un flujo promedio de 600 lps, y un flujo máximo de 1080 lps. Así
también, la concentración de carga orgánica (DBO5 promedio) estimada del influente es de 250
ppm y para el efluente de 20 ppm.
CRIBADO GRUESO.
De esta manera, el influente que ingresa a la PTAR se dirige hacia una primera etapa llamada
“cribado grueso”. En esta etapa existen tres (3) canales: dos (2) canales que controlan el paso de
agua residual cruda hacia las cribas gruesas automáticas y un (1) canal que cuenta con una rejilla
“gruesa” tipo manual. Cada uno de los tres canales cuenta con un par de compuertas manuales de
Aluminio para regular la admisión y la salida del flujo.
El cribado grueso automático se lleva a cabo por las cribas de barras de autolimpieza de 25 mm de
apertura, ambas tienen como objetivo captar los sólidos de gran tamaño (>25 mm) que provocan
problemas de mantenimiento y funcionamiento de los diferentes procesos de la PTAR. Manual
PTAR DURANGO SUR
Por su parte, los sólidos de ambas cribas son depositados en un sistema transportador de sólidos
que descarga los desechos de cribado fino a un contenedor de basuras para su disposición final.
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Por su parte, la rejilla manual de barras verticales (espacio entre barras de 25 mm) permite
retener residuos sólidos medianos con tamaños (> 25 mm). Estos sólidos son retirados
manualmente por el operador al menos dos (2) veces al día.
CÁRCAMO DE BOMBEO.
Después del cribado, el agua cruda se dirige al interior del cárcamo de bombeo de agua cruda. El
cárcamo tiene un volumen aproximado de 412 m3 y está construido para recibir un flujo máximo
de 1,080 lps, de tal forma que permite el ingreso del flujo máximo de agua cruda hacia la PTAR
(bombeo a sistema de tratamiento no mayor a 1080 lps), mientras que el flujo sobrante (bombeo
de demasías no mayor a 360 lps) es enviado al canal “Arroyo seco”.
Posterior al bombeo, el agua residual llega a la PTAR hacia la etapa de cribado fino. Antes de
ingresar a dicha etapa, el flujo es cuantificado por medio de un medidor/transmisor de flujo
magnético.
PRE-TRATAMIENTO.
CRIBADO FINO.
El cribado fino se efectúa por medio de las cribas de barras de limpieza automática de 2 mm de
apertura que se encargan de retener todos aquellos sólidos pequeños (> 2 mm), tales como,
fragmentos de papel, residuos de comida, etc., logrando así la remoción de una porción de los
sólidos sedimentables y suspendidos del influente. Los sólidos se retiran mediante un mecanismo
automático y son depositados en el equipo transportador-compactador de sólidos donde
descargan los sólidos de ambas cribas finas a un contenedor de basuras para su disposición final.
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Cabe mencionar que de manera similar al cribado grueso, en la etapa de cribado fino existen tres
(3) canales: dos (2) canales que controlan el paso de agua residual cruda
hacia las cribas finas y un (1) canal que cuenta con una rejilla “fina” tipo manual.
DESARENADOR.
Por su parte, el agua ya cribada pasa por gravedad hacia la fase del desarenado. Los
desarenadores tienen un volumen aproximado de 86 m3 y están formados por una cámara
rectangular con un mecanismo de agitación (aireación) transversal que promueve la separación
entre materia orgánica y las arenas. Así mismo, cada uno está equipado con diversos dispositivos
que permiten la extracción de arenas. El objetivo es retener y evacuar partículas de arena y
partículas inorgánicas cuyo peso específico sea igual o mayor a 2.65 kg/l ó que posean velocidades
de sedimentación superiores a la sedimentación de sólidos orgánicos de las aguas residuales.
CLASIFICADOR/LAVADOR DE ARENAS.
las partículas sedimentadas en cada desarenador se extraen mediante un dispositivo air-lift y son
llevadas a un transportador/lavador de arena tipo tornillo. El transportador deposita las arenas
sobre un contenedor de almacenamiento para que sean llevadas a disposición final. Por su parte,
el agua de lavado de arenas (agua drenada) es descargada nuevamente a la línea de desarenado.
Cada desarenador cuenta con su alimentación de aire proveniente de los sopladores lobulares
para asegurar la operación continua del dispositivo air-lift.
TRATAMIENTO SECUNDARIO.
TANQUE SELECTOR.
El tratamiento biológico inicia con el tanque selector también llamado tanque bio-selector. Este
tanque es diseñado para mantener en contacto óptimo el flujo de retorno de los lodos biológicos
(RAS) y la materia orgánica contenida en el agua residual proveniente de los desarenadores. El
bioselector cuenta con un mezclador hiperbólico de alta eficiencia respectivamente, para
mantener el licor mezclado en suspensión.
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Durante esta etapa de contacto en ausencia de oxígeno, se favorece el crecimiento selectivo de
organismos formadores de flóculos, al asegurar un nivel elevado de la relación
alimento/microorganismo. La presencia de una gran cantidad disponible de alimento, permite la
rápida adsorción de la materia orgánica soluble por parte de los organismos formadores de
flóculos, que a su vez inhibe el crecimiento de los organismos filamentosos, ya que estos se
desarrollan en muy bajas concentraciones de materia orgánica. Esto es importante en el proceso
de lodos activados debido a que los organismos filamentosos generan problemas de
sedimentación en los clarificadores secundarios lo cual propicia mala calidad del agua tratada.
El bioselector fue diseñado a un volumen de 3,161 m3, con lo cual se tiene un tiempo de
residencia hidráulica de 1.5 hrs con el flujo medio de diseño de 600 lps. Este tiempo es suficiente
para provocar una fermentación de la materia orgánica contenida en el agua residual y permitir a
los microorganismos formadores de flóculos tomar otros aceptores de electrones que provean la
energía de mantenimiento celular, tales como las moléculas de fosfatos y nitratos, estimulando la
remoción de fosforo y la desnitrificación.
LODOS ACTIVADOS.
Posterior a la etapa de bioselección, el licor mezcla llega a un registro que reparte por gravedad el
flujo a dos (2) reactores de lodos activados del tipo convencional. Cada reactor tiene un volumen
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de 6,350 m3 para manejar un tiempo de retención hidráulico de 6.3 hrs a un flujo medio de 300
lps por reactor.
El sistema de aireación en cada reactor esta auxiliado por la difusión de aire a través de difusores
de burbuja fina instalados en el fondo de los tanques. Este sistema permite el contacto de los
contaminantes del agua residual con un consorcio de millones de microorganismos (lodos
activados) que viven bajo condiciones aerobias ayudando a la degradación completa de la materia
carbonácea. Bajo estos criterios de diseño, se produce un efluente con alta calidad de agua
tratada, cumpliendo con el requerimiento de la normatividad oficial vigente o con la condición
particular exigida.
El aire requerido en los reactores es suministrado por ocho (8) sopladores lobulares. Cada reactor
cuenta con dos analizadores de oxígeno disuelto respectivamente, que dan la pauta para controlar
vía automático el residual de oxígeno en las diferentes zonas del reactor.
Por otra parte, una vez que los lodos biológicos alcanzan la parte final de cada reactor, el licor
mezcla pasa a una etapa integrada de separación, a través de un clarificador secundario de flujo
transversal (uno por reactor respectivamente), donde los flóculos se asientan o sedimentan por
gravedad hacia el fondo.
CLARIFICADORES SECUNDARIO.
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Los lodos sedimentados son acopiados en el fondo de los clarificadores a través de módulos
flotantes llamados “rastras”. Estos equipos tienen un recorrido reversible a lo ancho de los
clarificadores gracias a la fuerza de un motor reductor, que permite que la cama de lodos sea
acopiada y extraída. La extracción de lodos es realizada de manera secuencial en diferentes áreas
del fondo del clarificador a través de la apertura y cierre de válvulas automáticas.
Por medio de estas bombas se conduce el RAS (recirculated activated sludge) de cada reactor
biológico hasta la parte inicial del tanque selector. Antes de que ingresen a dicho tanque, cada
flujo de RAS es cuantificado por medio de los medidores/transmisores de flujo del tipo ultrasónico
respectivamente.
El objetivo de retornar los lodos biológicos al sistema y cuantificarlos, es para mantener el
equilibrio dinámico entre la población de microorganismos que son requeridos para degradar la
cantidad de materia orgánica disponible. Otra parte del lodo biológico acopiado en los
clarificadores es enviado a un tratamiento de lodos, posteriormente para su disposición final.
En la parte superior de cada uno de los clarificadores, el agua tratada derrama por gravedad a
través de los vertederos perimetrales tipo “v” para que sea recolectada en un canal que se dirige a
la etapa de desinfección.
TRATAMIENTO TERCIARIO.
DESINFECCIÓN.
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El agua tratada es conducida a gravedad al tanque de contacto con cloro. Este tanque tiene un
volumen de 480 m3 y un tiempo de residencia de 13.5 min para un flujo medio de 600 lps, tiempo
suficiente para garantizar la desinfección o inactivación de bacterias de tipo patógeno. A partir del
tanque de contacto de cloro el agua es enviada al canal natural llamado “arroyo seco”.
TRATAMIENTO DE LODOS BIOLOGICOS SECUNDARIOS.
Por otro lado, los lodos secundarios excedentes generados dentro del sistema de tratamiento
biológico, no son inofensivos al medio ambiente porque aún tienen dentro de su estructura
cantidades presentes de materia orgánica (sólidos volátiles), por lo tanto tienen que someterse a
una digestión aerobia en el tanque digestor de lodos para ser estabilizados completamente
mediante un proceso de oxidación.
El proceso se realiza de la siguiente manera: el exceso de lodos biológicos de los reactores de
lodos activados se purga de la línea de recirculación (RAS) que sale de las bombas de recirculación
de lodos. El flujo de purga (WAS: waste activated sludge) se deriva de forma automática por medio
de las válvulas de control de flujo (una por cada línea de RAS), hacia la etapa de pre-concentrado.
MESA ESPESADORA.
A continuación, el WAS ingresa a la etapa de pre-concentrado integrada por un mezclador
hidrodinámico y una mesa espesadora. La función de esta etapa es concentrar los lodos de
desecho por medio de la adición de polímero en el mezclador hidrodinámico y de la previa
deshidratación en la mesa espesadora. Esta acción garantiza que el lodo que ingrese al tanque
digestor aerobio, contenga la mínima cantidad de agua y la oxidación realizada en dicho tanque
sea más eficiente. El lodo espesado se dirige a gravedad hacia el digestor, mientras que el agua
recuperada de la mesa espesadora es enviada al cárcamo de bombeo de aguas crudas que
reincorpora el agua al pretratamiento de la PTAR. Por su parte, el polímero dosificado proviene de
las bombas de polímero las cuales toman dicha sustancia de la central de polímero.
DIGESTIÓN AEROBIA DE LODOS.
El tanque digestor tiene un volumen de 4,847 m3 y está diseñado para un tiempo de retención de
15 días respecto a la producción de lodos (543.6 m3/d) para flujo medio de (600 lps). El tanque
está provisto de un sistema de (46) paneles de difusión de micro burbuja para mantener en
condiciones aeróbicas los lodos de purga, mientras que el aire es suministrado por los mismos
sopladores lobulares-
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DESHIDRATACIÓN DE LODOS Y DISPOSICIÓN A RELLENO SANITARIO.
Una vez que los lodos secundarios son estabilizados (fracción volátil convertida en fracción
mineral), son retirados del digestor por medio de las bombas de lodo para ser deshidratados por
medio del sistema: mezclador hidrodinámico mesa espesadora / filtro banda y transportarlos a
disposición final o confinamiento.
Por su parte, el polímero inyectado para llevar a cabo el proceso del deshidratado proviene de la
central de polímero.
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BENEFICIOS DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
SUR:
Reducción de enfermedades relacionadas con la contaminación ambiental.
Recuperación de sitios contaminados con aguas residuales. / Arroyo Seco).
Captación, conducción y tratamiento de aguas residuales presentes y
futuras.
Promoción de desarrollo urbano y sustentable.
Plusvalía de las propiedades.
Reuso de agua tratada para riego de parques, jardines y uso agrícola.
Actualmente se está tratando un flujo promedio de 320 lps
Junio de 2012.
