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Tesis

PResentación de tesis
by

Katherine Hernández López

on 20 November 2012

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Transcript of Tesis

Katherine Hernández López
A32474 Dimensionamiento y costeo de una planta de tratamiento de aguas residuales para un laboratorio de reactivos químicos Menos del 5 % de las aguas residuales de CR reciben tratamiento adecuado, a pesar de las exigencias de la legislación nacional [Ministerio de Salud, 2003].

El ingeniero químico es clave, puesto que el tratamiento de las aguas residuales involucra múltiples operaciones y procesos unitarios. Justificación Afectan los recuros
naturales Impactos ambientales Actividades humanas Dimensionar y costear un sistema de tratamiento de aguas residuales para un laboratorio de manufactura de productos químicos básicos (CIIU 24110) Objetivo General Caracterizar las aguas residuales
Delimitar las alternativas prácticas de sistemas de tratamiento
Plantear una herramienta de selección
Aplicar la herramienta de selección
Elaborar el diagrama de flujo
Realizar los balances de masa y energía
Dimensionar el sistema de tratamiento
Estimar los costos
Redactar el manual de operación Objetivos específicos Laboratorio de Reactivos Químicos Procesos tipo Batch Generación de aguas residuales Ciclos de producción Dextrosa y desinfectantes Medios Reactivos y colorantes Lavado cubículo Lavado cristalería Lavado cubículos Lavado tanques Lavado botellas Lavado cubículo Almacenamiento aguas residuales en tanque de 14000 L $7000 anuales Caracterización: Caudal 6,36 m3/d Proyectado a 10 años

30% crecimiento de la producción

Max: 8,26 m3/d
Promedio: 4,36 m3/d Perfil de aguas residuales Caracterización: Composición •Lodos activos con un reactor del tipo mezcla completa (CSTR)
•Lodos activos con un reactor del tipo flujo pistón (PFR)
•Reactor secuencial por tandas (Sequencing Batch Reactor, SBR)
•Filtro percolador convencional de dos etapas con soporte de roca
•Filtro percolador de torre con soporte plástico
•Contactores biológicos rotativos o Biodisco (RBC)
•Laguna de estabilización aerobia
•Laguna aerobia con mezcla completa Matriz de selección Ubicación: Distrito tercero, en la Pitahaya de San Francisco de Heredia.

Abastece los laboratorios clínicos, hospitales nacionales y clínicas de la C.C.S.S.

Productos:
Dextrosa al 40%
Desinfectante limpiador
Desinfectante quirúrgico
Medios de cultivo
Reactivos
Colorantes (Sets de tinción) Limitaciones:
Presencia de pozos
Falta de espacio Dimensionamiento Laboratorio de Reactivos Químicos C.C.S.S Cumplir
parámetros de vertido Dimensionamiento Aguas residuales Ausencia de
sistema adecuado para tratamiento
de aguas Consideraciones: Ciclos productivos generan escenarios Vertedero y canal abierto Unidad de retención Reactor secuencial por lotes (SBR) DQO soluble
Análisis de confiabilidad: Cálculo valores efluente Cumplimiento de límites de vertido 95%
XMLSS: 1500-5000 g/m3
XMLVSS/XMLSS=0,85
Adición de carbón activado para eliminar color Producción de lodos en el tanque de sedimentación: 0,25 kg/d
Producción máxima de lodos en los Reactores Secuenciales: 3,86 kg/d Tratamiento de lodos Bolsa de geomembrana Baja permeabilidad
Químicamente resistente
No hay volatilización
Resistencia a los rayos ultravioleta
Resistencia a altas temperaturas
Capacidad: 25 m3 Geotanque de armado rápido Bolsa en geomembrana de PVC reforzada
Resistencia a rayos UV
Resistencia al ataque químico
Doble fondo
Estructura liviana en acero con tratamiento anticorrosivo
Drenaje
Cobertor
Capacidad variable: 1000, 2000, 3000, 5000 y 10000 galones. Descripción del proceso de generación de aguas residuales
Procesos de tratamiento
Información básica del diseño
Personal:
-Jefe de planta (1/2 jornada)
-2 Operarios (Jornada completa)
-Auxiliar de laboratorio (Jornada completa)
Equipos
Arranque y puesta en marcha
Operación
Control operacional
Posibles problemas
Mantenimiento
Reportes Operacionales Manual de Operación y Mantenimiento Costos de Inversión Este costo se puede apreciar es considerablemente mayor al invertido actualmente para tratar las aguas residuales, sin embargo es necesario señalar que con el sistema propuesto se depuraría la totalidad del agua residual generada y por consiguiente se elimina la dependencia a una empresa externa para el tratamiento, la cual está condicionada a disponibilidad y a la variación tarifaria. Costos de Operación y Mantenimiento Se refiere al uso o modificación de procesos que reducen o eliminan la generación de contaminantes o residuos en la fuente y cuando éstos no pueden ser impedidos, la utilización de procesos ambientalmente sensatos. Producción más limpia (P+L)
Reducción del consumo de materias primas e insumos
Mejora de la calidad del producto y de la eficacia del proceso
Disminución del volumen de desechos generados
Disminución del costo de tratamiento
Acceso a nuevos mercados
Prevención de contaminación
Mejora de imagen empresarial Beneficios Establecer lineamientos en conjunto con el proveedor para la mejora de la calidad de los envases.
Disminuir el volumen de las botellas, ya que éstas se llenan 1a un 56% de su capacidad.
Aumentar la concentración de desinfectantes para a sí disminuir el tamaño de presentación y a su vez, el consumo de agua.
Neutralizar los ácidos empleados en el lavado de cristalería, previo a su disposición.

Realizar estudios para la transición a desinfectante biodegradable. Propuesta P+L Conclusiones Conclusiones y Recomendaciones Elaborar un perfil de composición de forma más rigurosa para obtener curvas de carga orgánica que permitan adecuar los parámetros del SBR de acuerdo a cada ciclo.
Realizar un estudio topográfico para obtener las curvas de nivel del terreno.
Analizar la eficiencia de remoción del carbón activado
Implementar un sistema de control automático.
Evaluar la posibilidad de transición a desinfectantes biodegradables. Recomendaciones •Los procesos biológicos aerobios se adaptan mejor al tratamiento de las aguas residuales del Laboratorio de Reactivos Químicos C.C.S.S., debido a sus características particulares.

•Los diferentes ciclos productivos presentan características propias de carga orgánica y caudal, por lo que originan diversos escenarios. Se identifican 10 ciclos productivos distintos, de los cuales 5, requieren de la acción biológica.

•El reactor secuencial por tandas (SBR) es el método de remoción de carga orgánica favorecido a través de la herramienta de selección.

•Mediante la combinación de una unidad de retención (que a su vez remueve grasas) acción del SBR, es posible alcanzar concentraciones de DQO de alrededor de 210 mg/l y de grasas de hasta 11,4 mg/l,.

•Se dimensionó un canal abierto con un tramo inicial de 1 m que incluye 10 mamparas y que además cuenta con un tramo restante libre de 1,5 m; que tiene como propósito dirigir el agua a un vertedero de pared delgada triangular,

•Se dimensionó una unidad de retención, que ecualiza el caudal y que permite la remoción de las grasas, con un volumen de 9,12 m3 y con un tiempo de retención hidráulico equivalente a un día operacional
•Se dimensionaron dos SBR con volúmenes de 8,11 m3 y un tiempo de retención hidráulica que varía de acuerdo al ciclo productivo. Cuentan con un sistema de aireación constituido por 12 aireadores de burbuja fina que suministran un caudal total de aire de 87,19 m3/aire h, para satisfacer los requerimientos de oxígeno y promover la mezcla. Además presentan tolvas en el fondo para facilitar el proceso de sedimentación.


•La adición de carbón activo granulado en el reactor, durante el ciclo en el que se producen reactivos y en el lavado de cristalería, permiten la remoción del color en el efluente final.

•El costo de inversión de capital para el sistema de tratamiento de aguas residuales propuesto, es de 15 700 000 colones.


•El costo de operación y mantenimiento del sistema de depuración es de aproximadamente 25 934 000 colones., lo cual representa un incremento de más del 700% respecto a lo invertido actualmente para la limpieza del tanque de almacenamiento por parte de un ente externo.

•Si bien la diferencia en el costo de mantenimiento es significativo, el sistema de depuración permitiría el tratamiento de todas las aguas residuales generadas en el proceso productivo.

•La implementación de estrategias de producción más limpia, no solo para disminuir la carga contaminante y asegurar la vida útil de la planta de tratamiento, sino también para disminuir los costos de operación.
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