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G.A.I.AGRUPOAMBIENTAL
DEINVESTIGACION
AVANZADA
AndrsBeltrn*,MarthaCastellanos*,ArleyGuevara*,
LorenaLombana*
.*EstudiantesIngenieraAmbiental,SemillerodeInvestigacinGAIA,
U.D.F.J.C Contacto:[email protected]
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TratamientodeAguasResidualesTratamientodeAguasResiduales
Concentracin
de
la
poblacin enlasreasurbanas.
El
sistema
de
alcantarillado unificado
con
el
de
aguas
lluvia
LasPTARcomosolucin.
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La
generacin
de
bioslidos
por
parte
de
las
grandes
PTAR
colombianas
ha
propiciado
la
investigacin
de
este
tipo
de
materiales,
con
el
fin
de
identificar
la
mayor
cantidad
de
formas
de
aprovechamiento
y
garantizar
as
la
sostenibilidad
ambientaldeltratamientodelasaguasresiduales.
En
la
actualidad,
las
Plantas
de
Tratamiento
de
Aguas
Residuales
(PTAR)
de
Colombiageneran274toneladasdebioslidosalda(94toneladasbaseseca).El
97%
de
esta
produccin
es
generada
por
tres
plantas:
El
Salitre
(Bogot),
Caaveralejo(Cali)ySanFernando(Medelln).
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NormatividadNormatividad
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Reglamento
Tcnico
del Sector
Agua
Potable
y
Saneamiento
Bsico
(RAS 1998).
Resolucin
822
de
1998.
Norma
Tcnica
Colombiana
NTC
5167
(31/05/2004):
Materiales orgnicos
utilizados
como
fertilizantes
o
acondicionadores
de
suelos.
RAS2000.Resolucin1096de2000.Defineeltrminobioslido
peronoreglamentalagestin.
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ProcesoparalosLodosProcesoparalosLodos
1.
ExtraccindeLodosPrimarios2.
EspesamientodelodosPrimarios
3.
Digestin4.
DeshidratacindeLodosDigeridos.
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DigestiDigestinMesnMesfilaAnaerobiafilaAnaerobia
Losmicroorganismosbacterianosmesfilosanaerbicosdegradan
loscompuestosorgnicosdandocomoresultadounlododigerido
ricoennitrgeno,fsforoypotasio.
El
pH
que
deben
tener
los
lodos
no debe
ser
menor
a
un
pH
de
6.6
y
mayor
a
7.6.
Si
se
acumulan
cidos orgnicos,
estos
microorganismos
se
inhiben
y
no
funciona
el tratamientoprimario.
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Temperatura:Optimadefuncionamientoalrededordelos35C
Acidez:pHptimooscilaentre6,6y7,6
Contenidoenslidos:sesueleoperarenmejorescondicionesconmenos
de
un
10%
en
slidos,
lo
que
explica
que
la
biomasa
ms
adecuada
sea
la
dealtocontenidoenhumedad
Nutrientes:paraelcrecimientoylaactividaddelasbacterias,
stastienen que
disponer
de
carbono,
nitrgeno,
fsforo,
azufre
y
algunas
sales
minerales
Txicos:apartedeloxgeno,inhibenladigestinconcentracioneselevadas
de
amonaco,
sales
minerales
y
algunas
sustancias
orgnicas
como
detergentesypesticidas
VariablesqueinfluyenenelprocesoVariablesqueinfluyenenelproceso
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ReaccionesInvolucradasReaccionesInvolucradas
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EstabilizaciEstabilizacindelpHenbiodigestoresndelpHenbiodigestores
enlaPTARSalitreenlaPTARSalitre
La
cal
hidratada
presenta desventajas
frente
a
sustancias
buffer:
fisicoqumicas,
ambientales yeconmicas.
Seproponeimplementarfosfatos para
estabilizar
el
pH
en
los
biodigestores.
Estabilizacin
qumica:
es
aquella
que
se
realiza
por
la
adicin
a
los
lodos de
productos
qumicos
que
los
inactivan
generalmente
se
usa
cal
que
aumenta
el
pH,
lo
que
dificulta
la
accin
biolgica
de
los
lodos; favorecindose
la
liberacin
de
amoniaco
(le
quita
valor
fertilizante
al
lodo).
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Suconcentracindehidrogenionesvaramuypocoal
aadirlescidosobasesfuertes.
Especiecida:Neutralizahidroxilos(OH)
Especiebsica:Neutralizalosprotones(H+).
cidodbilHXH+
+X
SalderivadaMXM+
+X
SolucionesamortiguadorasobufferSolucionesamortiguadorasobuffer
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PreparaciPreparacindesolucionesbufferndesolucionesbuffer
Sepuedenpreparardostiposdeamortiguadores:
cidos:cidodbil+baseconjugada.
Bsicos:basedbil+cidoconjugado.
Laconcentracindeacidoybasedebensercercanas:
pKa=pH
-
El
cido
fosfrico
es
triprtico
y,
por
lo
tanto,
disocia
en tresetapas:
Especiedefosfatoconcapacidaddetamponar:H2PO4
, pK=6,8.
pKa=2.12
pKa=6,8
pKa=12,66
-
Sustanciasutilizadas:
Fosfatomonocidodepotasio(k2HPO4).Fosfatodicidodesodio(NaH2PO4).
pKa=6,8pHdeseado:6.8
Nombre Gramos requeridos
Fosfato monoacido de potasio 184,56
fosfato diacido de sodio
119,489
Gramosparaprepararsolucinbuffer
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CantidaddesustanciabufferaaplicarenlosreactoresdelaPTARsalitre:
3.0mldeCa(OH)2/10.0mlsustanciabuffer=0.3
Valoracindeuncidofuerteconuna
basefuerteValoracindeuncidodbilpoliprtico
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Tonsustanciabuffer=2.3tondeCa(OH)2
*0.3=0.609toneladasde sustanciabuffermensuales
Nombre Cantidad aplicada al mes en los biodigestores. (Ton)
Sustancia buffer 0.609
Cal 2.03
Determinacindelacantidaddefosfatosenellodoporlaadicindela
sustanciabuffer:
Nmerodemolesdefosfatoformados:
NaH2
PO4+K2
HPO4
3H+
2PO4+3
2molesdePO4+3
porunamoldeNaH2
PO4
ydeK2
HPO4
.
+
-
Revisindefuentes
BibliogrficasyNormatividad
lodos.Planteamientodel
problema.
Diseopreliminardemtodo
paracaracterizaciny
evaluacindelodos.
Evaluacindeparmetros
fisicoqumicosymicrobiolgicosdel
lodoenestadoinicialyalagregarla
sustanciaBuffer.
Anlisiscualitativoyestadstico
deresultadosconposibles
propuestasparaoptimizaciny
utilizacindellodo
Construccindemodelode
simulacinmolecularpara
resultadosesperados
Elaboracindedocumentoparapublicaciny
soporteunificadodeimplementacindemtodo
paraIngenieraAmbiental
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VentajasydesventajasambientalesVentajasydesventajasambientales
econeconmicasmicas
Hidrxidodecalcio(calhidratada):
Revisinconstantedelaacidez.
Cal:
requiere
32%
de
su
peso
en agua
ser
hidratada
(consumo
excesivodeagua).
Puedeproducirespuma.
Atraemetalespesados.
Precio
menor
al
de
sustancias buffer.
Fosfatosdibsicodepotasio,Fosfato Monosdico:
Noproduceefectosgravessobrelos mediosacuticos.
Absorbidos
por
plantas
y
utilizados connutrientesesenciales.
Forman
precipitados
(Ca
y
Mg)que se
convierten
en
parte
del
suelo
o
sedimento.
mascostosoquelacalhidratada
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VENTAJASADICIONALES:
El
bioslido
que
sale
de
la
planta
posee
fosfatos
uno
de
los
nutrientes inorgnicosrequeridosporplantasymicroorganismos.
Aprovechamientodelbioslidocomofertilizanteagrcola:Las
plantas
absorben
nicamente
el
fsforo
en forma
de
HPO42 (in
fosfatomonocido)yH2
PO41
(infosfatodicido).
EvaluaciEvaluacincostencostebeneficiobeneficio
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1.Evaluacin
fisicoqumica,
biolgica
y
econmica
del
funcionamiento
delasustanciabufferdefosfatosdentrodelbiodigestor.
2.Diseodemtodoquepermitaregistrarpropiedadesfisicoqumicas y
biolgicas
del
lodo
provenientes
de
la
PTAR para
su
posterior
clasificacin
en
tipoA
o
B
segn
la
norma
colombiana
y
la
40CFR503 delaEPAparadisposicinagrcola.
3.
Creacin
de
modelos
que
permitan
simular
procesos
de reconversin
de
sustancias
dentro
del
ecosistema
(Modelacin
MolecularAmbiental
),
ResultadosesperadosResultadosesperados
Slide Number 1Slide Number 2Slide Number 3Slide Number 4Slide
Number 5Proceso para los LodosDigestin Mesfila AnaerobiaSlide
Number 8Reacciones InvolucradasEstabilizacin del pH en
biodigestores en la PTAR SalitreSoluciones amortiguadoras o
bufferPreparacin de soluciones bufferSlide Number 13Slide Number
14Slide Number 15Slide Number 16Slide Number 17Ventajas y
desventajas ambientales-econmicasEvaluacin coste-beneficioSlide
Number 20
