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El agua residual, un recurso valioso
Universidad Centroccidental Lisandro Alvarado Programa de Ingeniería Agroindustrial
IV Simposio Internacional Gestión del Agua en
la Agricultura y Agroindustria: Nuevas Tecnologías
Marzo, 2017
Prof. María Carolina Pire Sierra
Día Mundial
Agua
Reducir Aguas
Residuales
Reutilizar Agua
Residuales
Día Mundial del Agua
Objetivo Desarrollo Sostenible 6
“Aguas y
Aguas
Residuales”
Recurso Valioso
Manejo seguro
Salud humanos y del ecosistemas
Año 2030 cooperación internacional !!
ONU (2017)
AGUAS RESIDUALES (EFLUENTES)
Urbanas Industriales
Agrícolas
Pecuarias
M.O. y m.o. M.O. , M.I. T
M.O. , Fertilizantes, Plaguicidas
M.O. y m.o.
Mezcla de residuos líquidos y sólidos
(Corbitt,2003)
Aceites y Grasas
Material particulado
Nutrientes
Químicos :::::::::::::::Tóxicos
Bacterias y patógenos
Emergentes
Características Aguas Residuales
Materia Orgánica (DBO,DQO)
Nutrientes (N y P)
Grasas y Aceites
Sólidos
Metales*
Sólidos/Sedimentos
Patógenos
Org. Persistentes:
*Plaguicidas
*Fertilizantes
Agroindustria = Vertido orgánico Agrícola/Pecuario/Forestal
Fuentes no localizadas
Parámetro Efluente
Cervecero Efluente Lácteo
Efluente Tenería
pH 7,14-8,36 2,0 - 11,0 3,0 – 12,0
DQO (mg/L) 1100-2048 7.000 – 210.000 2510 – 72.935
NT (mg/L) 11,25 69,3-98,8 171,2 – 5.993,7
PT (mg/L) 13,54 30,2 17,8 – 151,3
Varios (mg/L) ND Cl- (1500) Cr (6,3 – 492,4)
Caracterización de A.R. Agroindustriales
Tejerina y col., 2004; Rodríguez, 2010; Cárdenas y col., 2014; Pire y col., 2011
Ley Amb. (883)
6-9
350
40
10
Destilerías > 30.000 mg/L Pulpa y papel > 100.000 mg/L
M.O., N, P Problema
Parámetro Efluente porcino
Efluentes Frutas/Hortal
pH 6,14-7,83 3,5 – 11,0
DQO (mg/L) 3.339 – 38.544 10.000
NT (mg/L) 405 – 2033 Bajo
Metales pesados Cu / Zn
PT (mg/L) 28,6 – 180,1 Bajo
Varios 4,6 x 104 – 9,2 x 108 NMP/100 mL (CF)
180 mg SS/L
Caracterización de A.R. Pecuarias/Agrícolas
Garzón-Zúñiga y Buelna (2014), Com. Nac. Medio Ambiente (Chile)
Ley Amb. (883)
6-9
350
40*
10
M.O., N, P, emergentes
Problema
La selección del sistema tratamiento para AR depende de:
Características del agua residual.
Calidad del efluente de salida requerido.
Costo y disponibilidad del terreno.
Tratamientos de A.R.
Mat. Org. (DBO,DQO)
Nutrientes
Grasas y Aceites
Sólidos
Metales
Agroindustria = Vertido orgánico
Procesos biológicos
Trampa grasas
Desbaste/Sedimentac.
Procesos avanzados
Tren de tratamiento para A.R.
Trat. 1º Trat. 2º
Trat. 3º
Pre-trat.
Sólidos grandes G y A
Sólidos Metales*
M.O, N, P Metales
A.R.
Agroindustriales Se remueve:
Usos Agua
Tratada
Metales M.O. inerte
?
Tratamiento A.R.
Sólidos/Sediment
Patógenos
Metales*
Plaguicidas
Fertilizantes (NO3-)
Agrícola/Pecuario/Forestal
Fuentes no localizadas Escorrentías
Desbaste/Sedimentac.
Desinfección
Procesos avanzados: Adsorción
Bioreactores de membrana Bioreactores no
convencionales
Desbaste Sediment. Bioreactor Coagul +
Flocul Desinfe
cción
Tren de tratamiento para A.R.
Trat. 1º Trat. 2º Trat. 3º Pre-trat.
Sólidos grandes
Sólidos M.O, N, P Metales
Patógenos Metales M.O. inerte
A.R.
Pecuaria
Reusar Cuerpos de agua
Desbaste Sedimentación
asistida Desinfección MBR
Tren de tratamiento para A.R.
Trat. Avanzados (3º) Pre-trat.
Sólidos grandes
Sólidos Metales Comp. Org. Inerte
Patógenos Plaguicidas Metales Nutrientes
A.R.
Agrícolas/Pecuarias
Coagulante Cloro, UV Usos ?
Uso del agua tratada
Infiltración en el terreno
Riego de cultivos
Descarga a cuerpos de agua
Centros urbanos Producción continua de AR
Experiencias a nivel mundial
NEWater (Singapur)
Water Factory 21 (EEUU)
Agua Regeneradas:
Reuso del agua:
Latinoamérica
Water Factory 21 Orange County, California
Coagulación
Floculación
Sedimentación
Remoción NH4+
Neutralización
Filtración
AGUA RESIDUAL
Adsorción
Ósmosis Inversa
Desinfección (Cloro)
Mezclado
Inyección a pozos
(81 puntos)
57.000 m3/d
19.000 m3/d
V ≈requerimiento de 150 mil personas/año
Caso 1
Reducción descargas Disponibilidad AR
Elimina dependencia (importar)
Ósmosis Inversa
PTAR del Baix Llobregat (España)
Tecnología de punta
tratamiento AR
Producción agua regenerada de calidad
Inicio 1970, pero fue 2002 (1º fábrica)
Agua lluvia (reservorios)
Agua importada
Desalinizada (mar)
NEWater (Planta trat. AR)
Fuentes de agua Singapur
NEWater*
Uso indirecto Agua Potable
Uso directo agua NO potable
Uso Industrial (agua no potable)
Combina reservorio
Planta Potabilización
Agua potable: Uso doméstico Uso industrial
*Apta consumo (potable), pero…: Adición trazas Autodepuración Ganar confianza
Tratamiento basado en
tecnología de membranas
Caso 2 NEWater
(Singapur)
Tan (2016)
Inició 1956
Industria (enfriamiento)
Actividades recreativas
Lavado de vehículos
Riego áreas verdes
Regeneración Lago Texcoco
Uso
s A
R
Reuso
260 m3/s
Con tratamiento
(según uso)
Sin tratamiento
Remover patógenos
Preservar nutrientes
Caso 3 Reuso en México
Agrícola
Estrada Corona (2011)
Diferentes usos! *Reuso indirecto 500 mil personas usan agua acuífero recargado con AR
Riesgoso
Reuso en Latinoamérica* • Sólo 20% AR reciben tratamiento, infraestructura instalada (35% AR) • Consumo agua de fuentes contaminadas con heces fecales. • 842.000 muertes/año a nivel mundial • 40 mil – 60 mil Km2 de tierras son regadas con AR no tratadas.
*Problema no es la tecnología, es falta recursos económicos y humanos
Mateo-Sagasta y col., 2013 (FAO)
¿Qué estamos haciendo en Venezuela?
Parte sector agroindustrial privado brinda tratamiento AR
Inexistencia de PTAR municipales (mayoría)
AR es reusada sin tratamiento (riego)
AR se descarga a cuerpos de agua
Oportunidad !!!
¿Qué estamos haciendo en la UCLA?
Investigación aplicada a tratamiento Aguas Residuales Agroindustriales
Diseño de PTAR a comunidades
Investigación sobre el reuso de aguas grises en la universidad (fase inicial)
Descarga pocetas
Riego
Limpieza de áreas
Tenerías Bebidas carbonatadas Beneficiadoras aves Fábrica de embutidos*
SBR Humedales Artificiales Coag + Flocul