Tendencia tecnológica para el tratamiento de aguas y …ejkrause.com.mx/thegreenexpo.com.mx/2015/memogreen/w23-I... · 2015-10-09 · MBBR PROCESS. INNOVATION THAT WORKS: ... Nitrificación

1 1

Presentación:

Líderes en la Gestión del Agua y Rentabilidad Ambiental

México, D.F. Septiembre – 25 , 2015

http://www.thegreenexpo.com.mx/

2

1. Introducción. 2. Normatividad & Pagos derechos

3. Bases Diseño. 4. Secuencias Tecnológicas. 5. Tendencias tecnológicas.

Buena calidad de agua

Menor consumo

Ahorro económico y menos contaminantes


3

¿Por que Cuidar y Reutilizar el Agua?

February 21, 2014 Footer text here México, D.F. Septiembre – 25 , 2015

4

Precipitación Media Anual en México

February 21, 2014 Footer text here

Puebla

Precipitación

Media Anual

< 1 270 mm

Semarnat,

2005|


5

Comisión Nacional del Agua Subdirección General Técnica

Ser la autoridad en materia de cantidad y calidad de las aguas nacionales.

Misión: “Administrar y preservar las aguas nacionales y sus bienes inherentes, con la corresponsabilidad de los tres órdenes de gobierno y la sociedad en general”.

Gerencia de Calidad del Agua Realizar el monitoreo sistemático de la

calidad del agua en los cuerpos de agua del país

Uso sostenible

Gestión del recurso en el territorio nacional


6 México, D.F. Septiembre – 25 , 2015


8

¿Qué son los factores que impiden un mejor desempeño del sector?

Agua y saneamiento para todos y para siempre


9

Estándares de Calidad del Agua

February 21, 2014 Footer text here

Indicador Normas Oficiales Mexicanas

001 002 003 127

B1*

C2*

Contacto

indirecto

Contacto

directo

DBO mg/l 75 30 150 30 20

SST

mg/l

75

40

125

30

20

NT

Nitratos

Nitritos

Amoniacal

mg/l

40

15

----------

10.55

10.00

0.05

0.50

PT mg/l 20 5

Coliformes

Fecales

Totales

NPM/1

00ml

---------

--

--------

---

----------

--

5

240

<2

No

Detectable

Huevos de

helminto

h/l

1000

1

SDT mg/l 1000

1 Uso

público

urbano 2

Protección

de vida

acuática

* Muestra

simple

promedio


10 February 21, 2014 Footer text here

CAPITULO VIII DERECHO POR USO O APROVECHAMIENTO DE BIENES DEL DOMINIO PÚBLICO DE LA NACIÓN COMO CUERPOS RECEPTORES DE LAS DESCARGAS DE AGUAS RESIDUALES

Artículo 223.-

Por la explotación, uso o aprovechamiento de aguas nacionales

a que se refiere este Capitulo, se pagara el derecho sobre agua,

de conformidad con la zona de disponibilidad de agua y la

cuenca o acuífero en que se efectué su extracción y de acuerdo

con las siguientes cuotas:

A. Por las aguas provenientes de fuentes superficiales o

extraídas del subsuelo por cada metro cubico:


11

• Art . 88 de la LAN.

DESCARGAS DE AGUAS RESIDUALES

PERMISO DE DESCARGA DE AGUAS RESIDUALES

CUERPOS RECEPTORES

SISTEMAS DE DRENAJE O

ALCANTARILLADOS


12

1.- Para los contribuyentes que no cuenten con ningún tipo de tratamiento en su agua residual , deberán pagar el volumen descargado por trimestre por la cuota según actividad y cuerpo receptor.

• Artículo 277-B. El monto del derecho a pagar se determinará aplicando al volumen descargado durante el trimestre las siguientes cuotas por cada metro cúbico, según corresponda:

DETERMINACIÓN DE PAGOS DE DERECHOS (CONAGUA)

CUOTA SEGÚN ACTIVIDAD Y CUERPO

RECEPTOR VOLUMEN

$ DEL DERECHO A

PAGAR


13

INTERRELACIONES ENTRE LAS FRACCIONES DE SÓLIDOS EN AGUA RESIDUAL

Muestra Evaporación Cono Imhoff ST SSed

Filtro Evaporación

del filtro

Evaporación del

filtrado

SDT SST

Horno Horno

SDV SSF

SFT SVT ST

SDF SSV


14

ANÁLISE DO FLUXO DE MATERIAIS (AFM)

• Ferramenta de apoio ao gerenciamento;

• Permite a avaliação dos fluxos de resíduos, bem como a identificação de suas fontes geradoras;

AFM

Lei de conservação da matéria

Insumos e subprodutos

do tratamento de esgoto

impactos negativos e

custos

• AFM em ETEs ainda é incipiente;

• Aplicação da AFM em uma ETE dotada de reatores anaeróbios e pós-tratamento com flotadores por ar dissolvido


15

RESULTADOS: AFM



PROCESOS DE TRATAMIENTO DE AGUAS INDUSTRIALES

17

TECNOLOGÍA. REVISIÓN & INNOVACIÓN


18 18

•Agua Industrial & Congénita y su

ciclo No convencional en la

producción de petróleo y gas de lutita.

(Shale)

•Cada etapa de este ciclo, requiere

de estándares, para su

dimensionamiento.

Problemática & Oportunidades


20

PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES LODOS ACTIVADOS


21

Reutilización de aguas residuales para una planta de cogeneración.

Uso de filtros y UF

Membrana dual

Pre-tratamiento Coagulantes +

UF + RO


Deionización

22

FINE SCREENING

• Increase the operational stability of membrane-

activated sludge plants

(in particual hollow fibre membranes).

• Remove hairs, fibres and fine suspended

material.

• Reduce COD/BOD5 in river

and sea outfall applications.

• Remove overflowing activated sludge flocs from the secondary clarifier effluent.

• Allow to reduce AFS by 95%, COD/BOD5 by 65% and phosphorus by up to 60% through addition of precipitants and coagulants.

Innovative machines ....


23

Features of different screen and mesh shapes. Huber

wedge wire

e = 6 – 0.5 mm

High separation efficiency

High throughput capacity

square mesh

w = 1.0 – 0.2 mm

Maximum separation efficiency

due to the square mesh that

provides a defined separation size

The mesh separates up to 65% more screenings than

the wedge wire.

The wedge wire achieves a higher throughput. México, D.F. Septiembre – 25 , 2015


FILTRO CONTINUO ESPIRAL

Criba filtrante. 0.1 a .35 mm Rastra cepillo interno espiral Descarga continua filtrado & lodos espeso

25

REACTORES BIOLÓGICOS

Eficiencia


26

Material: HDPE (virgin or recycled)

Size: 12 mm

Surface area (effective): 650 m²/m³ of carriers

Geometry: Highly open external surface

MBBR PROCESS. INNOVATION THAT WORKS: AQWISE BIOMASS CARRIERS


27

Adequate wastewater treatment processes for industrial plants:

AGAR® Applications

DAF MBBR/FFAST DAF/

Clarifier Wastewater From plant

Treated effluent

Anaerobic

DAF MBBR/FFAST DAF/

Clarifier Wastewater From plant

Treated effluent


28 28

2. - Proceso UASB

La digestión anaerobia es un proceso de oxidación parcial de la

materia orgánica por bacterias en ausencia de oxígeno.

Proceso muy utilizado para tratar aguas residuales altamente cargadas en

DQO, por sus bajos costes de explotación:

Disminución importante de la potencia instalada en la planta

Producción de fangos entre 5 y 10 veces menor que los procesos aerobios

Y por sus ingresos:

Producción de electricidad y calor

Venta del fango granular

Tomas de

muestra

Drenaje Tuberías

alimentación Recirculación y mezcla


29 29

3. - Proceso UASB (Cont.)

Funcionamiento del proceso:

En el proceso UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanquet) el agua a tratar

es alimentada por la parte inferior del reactor por medio de un sistema de

distribución especialmente diseñado para facilitar un óptimo contacto entre

el influente y la biomasa.

El agua residual de entrada pasa a través de la capa granular de biomasa

del interior del reactor, mientras tiene lugar el proceso de conversión

biológica anaerobia de la DQO. Este proceso se desarrolla según

C6H12O6 3 CO2 + 3 CH4.

En la parte superior del reactor se separan, mediante un sistema de

decantadores-separadores lamelares , las tres fases formadas:

Agua, biogás y biomasa sólida.


30 30

6. Tratamiento fracción líquida: Eliminación del nitrógeno

30 ·

Proceso NAS®:

Hibrido fangos activos/Anammox, para eliminación del nitrógeno del

agua clarificada de salida del UASB o de la fracción líquida de la

digestión anaerobia de residuos orgánicos

Tecnología probada en el tratamiento de aguas residuales

industriales con baja relación C/N (Instalaciones operativas desde

2.004)

Nitrificación parcial a nitrito y desnitrificación en combinación con la

mutación autotrófica del amonio.

Resultado

Reducción de los costes energéticos en más del 60 %

No se necesita fuente de carbono externa

Se produce poco o nulo fango en exceso


31

PROCESOS SEPARACIÓN. FLUJO TRANSVERSAL EN LA MEMBRANA

.... .. . ..... .

..

.

.

.

......... . .

.....

..

..

.. .

.

.

..

........ . ....

.

.........

.

.

...

.

Filtered Water


http://www.google.com.mx/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&docid=HdqQ9hniedjsFM&tbnid=poUN-tRqwNS-wM:&ved=0CAUQjRw&url=http://gopani.wordpress.com/2012/05/12/30/&ei=YlNLUeGdKcTo2AW3uYGYBg&bvm=bv.44158598,d.dmQ&psig=AFQjCNEcXXEVw5ETBXAg6j74ryvg4idm6Q&ust=1363977429699790

32

¿QUE FILTRAN LOS MICRO & ULTRA FILTROS?



34

Elements Removed or Reduced with TMF Membrane Systems

Tubular Micro Filtration (TMF). Membranas Poliméricas & Cerámica

Regulated heavy metals (Cd, Cu, Cr, Ni, Pb, Zn.)

Arsenic (As)

Fluoride (F) removal

Removal of specific contaminants such as Ba, Mo, Fe, Al, Sn, Ra, phosphates (PO4), phosphorus (P), glass particles (Wafer and glass grinding)

Hardness removal (Ca, Mg)

Removal of dyes, pigments

Reduction of SO4 BOD5, COD, TOC

Pre treat for RO and increased recovery of RO with chemical softening

Removal of oil emulsion from water


35

Cooling Tower Blow Down

Location: Europe

• Flow rate: 450m3/h

• Operation date: April. 2005

• Application : Cooling tower blow-down

• TMF as pretreatment of RO

• System recover: 97％ (ZLD)



Membranas Poliméricas. Fibra Hueca


38

BIOLOGICAL TREATMENT EVOLUTION Conventional Activated SludgeTreatment

MBR treatment

Pre-Treatment Primary Clarifier Biological Reactor Secundary Clarifier

Thickener

Sand Filters & Desinfection

Dehidratation

system

Influent Effluent

Effluent

Pre-Treatment Biological Reactor Membrane Filtration System

Dehidratation

system

Influent


39

Membrane Technology

Membrane Technology | 2014 | www.berghof.com

RECOMMENDED MBR CONFIGURATION

Compact Screening System

If the influent has O&G

Homogenization Tank (if required)

BMT UF Unit

or

Sand & Coarse solids removal

Mixing system

DAF or Similar Hairs & Fibers removal (recommended discs filters 0,25 mm)

Fine Screening (If the influent has hairs and fibers)

Strainer protection (0,8 – 1,2 mm)

Permeate

Biological Reactor


40

ANMBR CONFIGURATIONS


41

MBR CONCEPTS

Permeate

Air

Feed

Submersible membranes


42

MBR CONCEPTS External membranes


43

PRINCIPLE OF SIDESTREAM INSIDE-OUT MEMBRANE FILTRATION


44

EXTERNAL VS SUBMERGED MBR TECHNOLOGY SUBMERGED MBR EXTERNAL MBR

BioAir DS Membrane FLAT SHEET HOLLOW FIBER TUBULAR

UF Air supply

Submerged 0.3 – 0.6 Nm³/h 0.3 – 0.8 Nm³/h

BioAir DS 0.1 – 0.2 Nm³/h

Average life time

Industrial 2 - 6 years

2 - 5 years

3 - 7 years

municpal 6 - 8 years

5 - 7 years

6 - 10 years

Average fluxrate

Industrial 5 -15 l/m².h 5 -15 l/m².h

20 - 40 l/m².h

municpal 15 - 30 l/m².h

15 - 30 l/m².h 30 - 60 l/m².h

Electrical consumption UF

0.2 – 0,5 kWh/m³

0.2 – 0,5 kWh/m³

0.2 – 0,5 kWh/m³


45

Module type MO 83G 37.03 I8

Membrane 8mm PES

Capacity 210 m³/h

Feed MLSS 15 - 20 g/l

14 loops

98 modules

Membrane surface 2646 m2

flux 80 l/m².h

Waste Water from Tannery

BERGHOF BioFlow


http://www.nationalflaggen.de/shop/catalog/product_info.php?cPath=21_23&products_id=171


Small footprint

47

Adaptability in design configuration

Membrane Technology 47

48

II.1. Biogas desulphurization

What?

Why?

How?

H2S is a colorless, very poisonous, flammable gas with odor

With H2S content in biogas, SO2 and H2SO4 can be formed during combustion

SO2 and H2SO4 lead to heavy corrosion, increase the maintenance costs and

reduce the life time of the engines/boilers

H2S below 250 ppm commonly required by engine manufactories for full warranty

SOx emission limited by EU regulation

Iron sponge & activated carbon

Chemical scrubbler

Biological scrubbler

Regular media replacement

High chemical requirements

Operational cost !

High process efficiency

No solid disposal

No chemical requirement

Sustainable

Cost-effective

process !

www.colsen.nl México, D.F. Septiembre – 25 , 2015

49

II.2. About BIDOX®

＝ BIological biogas Desulphurization by OXidation BIDOX®

Air supply: oxygen

Temperature: 35-37°C

Packed media

Process conditions

Nutrients supply

Fresh water supply

H2S + 2O2 → SO42- + 2H+

www.colsen.nl México, D.F. Septiembre – 25 , 2015

50

• Una corriente eléctrica sacrifica

iones (Fe/Al) hacia la solución

• Contaminantes Disueltos y suspendidos reaccionan con los gases, iones y sus sub productos y precipitados/co-precipitados de la solución

Coagulación

Eléctrica


51

La Electrocoagulación es un proceso, que enlaza y combina campos de investigación por separado en un solo proceso.

Electrocoagulación combina:

electro-química + flotación + coagulación

Electrocoagulación de aguas residuales de crudo sintético usando ánodos de hierro, Lorgio V. Gonzales. , A. Gutierrez, G. Huaman, D. Veneu, A. Cardoso, and Mauricio Torem

Coagulación

Eléctrica


52

Coagulación Electrolisis

RLGRESSY


53

Modern society manufactures toxic organic chemicals – they

enter the environment – very difficult to remove

Organic chemicals in the environment


54

“Conventional” technologies – partially effective

Solids

Treated effluent

Wastewater treatment plants

Offgas

Ash Burn/Incinerate

Problem is “transferred” México, D.F. Septiembre – 25 , 2015

55

Secuencia de Procesos de Tratamientos. Remoción Orgánicos No Biodegradables

•Micro filtración (UF) •Osmosis inversa (RO) •Luz ultravioleta (UV) •Proceso de oxidación (AOP) •Ozono (O3)

World Water: Water Reuse & Desalination / 2015


56

Electro-oxidation – the “Holy Grail” since

the 1960s

Direct generation of hydroxyl radicals = no “limitations”

1987 – Boron Doped Diamond – BDD – Eureka!


57

AOP Performance

Fenton’s

Time

100%

Pollutant

reduction

0%

Ozone + ultraviolet

Ozone + hydrogen peroxide 50%

25%

75% Electro-Fenton’s

Electro-oxidation BDD eOx


58

• Limited recovery per

stage

• Fouling of lead

elements

• Scaling in low X-flow

zones 58

Conventional Reverse

Osmosis


59

The CCD Process


60

Membrane Performance

60

Conventional

Reverse

Osmosis

CCD

Reverse Osmosis



Altela. Proceso de Evaporación por Humidificación

62

ClearFlo. Oasys. Concentrador de Salmuera con Membrana (MBC) TM


http://oasyswater.com/clearflo-mbc







63

Sin una visión compartida

example presentation title

Con una visión compartida


¿Como debemos actuar?

64

El Arte de un Buen Sistema de Tratamiento de Agua Industrial.



Muchas Gracias


Documents

Tendencia tecnológica para el tratamiento de aguas y …ejkrause.com.mx/thegreenexpo.com.mx/2015/memogreen/w23-I... · 2015-10-09 · MBBR PROCESS. INNOVATION THAT WORKS: ... Nitrificación