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ANALISIS DEL USO DE UN BIORREACTOR DE MEMBRANA PARA EL USO DE AGUA RESIDUALES
Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones
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CARRERA : Ingeniería Química DOCENTE : Ing. María Elena Palma Sucre-Bolivia ANALISIS DEL USO DE UN BIORREACTOR DE MEMBRANA PARA EL USO DE AGUA RESIDUALES
1. Introducción El agua es nuestro principal recurso natural fuente de salud, bienestar y un elemento indispensable para los procesos industriales, agrícolas y entre otras actividades propias del ser humano para sobrevivir. Sin embargo, el progresivo deterioro de este recurso es debido principalmente a las actividades humanas. Los procesos de urbanización, desarrollo industrial, los vertimientos agropecuarios y la utilización, muchas veces es indiscriminada el agua, han degradado la calidad de muchos cuerpos de agua en nuestro país, perdiendo su capacidad como recurso apto para usos posteriores. Las aguas residuales urbanas e industriales cuando se vierten a cauces de los ríos, océanos, canales, lagos y los embalses pueden llevar unos niveles de contaminación orgánica e inorgánica muy altos y superiores a los que el ecosistema puede asimilar y auto depurar. Una importante alternativa para tratar la contaminación hídrica es el tratamiento de las aguas contaminadas, mediante plantas de tratamiento. Las cuales cuentan con varios procesos y diferentes disposiciones finales, su diferencia radica en la calidad final del agua. De forma genérica, los biorreactores de membrana (Membrana Bio- Reactor, MBR) pueden ser definidos como sistemas en los que se integra la degradación biológica de los efluentes de aguas residuales con una filtración por membrana. Las técnicas biológicas de tratamiento de aguas residuales se vienen usando desde hace más de cien años. De todos los procesos que se han desarrollado para el tratamiento de las aguas residuales el sistema convencional ha sido el más extendido. El uso de membranas en el tratamiento de las aguas residuales es más reciente y se han empleado en aquellas situaciones donde había
La humanidad ha sufrido los efectos del mal manejo de las aguas residuales y prueba de ello son los centenares de personas que murieron a lo largo de los años debido a brotes de cólera, tifoidea y otras plagas, antes de darse cuenta de que sus propios desperdicios estaban causando estos problemas. La relación entre la calidad del agua de consumo y los problemas sanitarios en la comunidad pudo probarse en la segunda mitad del siglo XIX, al relacionarse un brote de cólera surgido en Londres con la contaminación de un pozo público por aguas residuales. Las aguas residuales son vertidas a un cuerpo receptor natural (rio, lago) es necesario realizar un tratamiento para evitar enfermedades causadas por bacterias y virus en las personas que entran en contacto con esas aguas, y también para proteger a la fauna y flora presentes en el cuerpo receptor natural. En la búsqueda de mejorar el tratamiento de aguas residuales aparece la primera utilización de biorreactores con membrana (MBR), para el tratamiento de aguas residuales, data de los años 60 y es en la década de los 70 que la tecnología entra al mercado. El uso de membranas sumergidas ha reducido significativamente los consumos energéticos en los MBR y ha afianzado el incremento potencial de las membranas en el tratamiento del agua residual. Comparando con las tecnologías tradicionales de depuración de aguas residuales, la tecnología de MBR puede ser implementada en una superficie menor y produce un efluente depurado de mejor calidad, lo que hace que las plantas con MBR estén particularmente adaptadas para: Aplicación en áreas de elevada sensibilidad ambiental. Aplicaciones específicas donde el proceso convencional de lodos activados no puede producir un efluente de calidad adecuada a costos razonables. Aplicación en áreas donde existen limitaciones espaciales. Ampliaciones de plantas convencionales. Justificación
En la actualidad se ve que las plantas o empresas incumplen las normas de vertimiento de aguas residuales, desconocen el protocolo de operación, no hacen el mantenimiento adecuado a la infraestructura y son vulnerables a fenómenos naturales. A esto se suman las deficiencias técnicas y operativas de los sistemas, lo que generan un impacto negativo en lo social y ambiental. Uno de los aspectos más críticos es que se están alterando las fuentes hídricas que no cuentan con sistemas de tratamiento de aguas residuales. Con la necesidad de buscar nuevas alternativas de tratamiento de las aguas residuales más eficientes, se ha visto por conveniente aplicar el método de biorreactor de membrana. El tratamiento de aguas residuales mediante procesos de fangos activados consiste en la degradación biológica de la materia orgánica bajo condiciones aeróbicas, en un reactor de biomasa suspendida. Una vez que el agua residual ha sido tratada en el reactor, la masa biológica resultante es separada del líquido en un tanque de sedimentación de donde se extrae el agua tratada y parte de los sólidos sedimentados son retornados al reactor con el objetivo de mantener una concentración determinada de sólidos en el reactor Esta investigación toma como principal fundamento la conservación del medio ambiente y regulaciones medio ambientales en las entidades de control del recurso agua. Y la producción de agua limpia como una alternativa tecnológica muy importante para nuestro entorno local, y cumplir con una tendencia global de la cultura de conservación a través de la restauración del medio ambiente. Situación problemática Se presenta una inadecuada recolección, tratamiento y disposición de vertimientos de aguas residuales generadas por la industria, el uso doméstico cada día están más contaminados los ríos y demás corrientes de agua, causando un daño ambiental y a la salud pública. Tal situación hace necesario aplicar programas ambiciosos que incluyan la implementación de nuevas tecnologías para el tratamiento y la disposición final de las aguas servidas.
Analizar la tecnología de biorreactores de membrana para tratamiento de aguas residuales Objetivos específicos Realizar un análisis comparativo entre la tecnología existente o convencional con la tecnología de MBR Resaltar la importancia de la transferencia de tecnología MBR en cuanto al tratamiento de aguas residuales domésticas, del tratamiento primario y secundario que se realiza en las PTAR. Determinar la viabilidad técnica y económica del uso de membranas como tratamiento terciario para aguas residuales domesticas en las PTAR Dar a conocer las razones porque se debe hacer un buen manejo de las aguas residuales domesticas utilizando la nueva tecnología de membranas MBR que puedan contribuir con el medio ambiente. Hipótesis La implementación de la tecnología de una membrana en un biorreactor para el tratamiento de aguas residuales nos podrá contribuir con mejores beneficios en el tratamiento de agua residual. Idea a defender Documento donde se describirá el proceso de aguas residuales empleando reactor MBR e innovación de la nueva tecnología MBR para el tratamiento de aguas residuales Delimitaciones del proyecto
El presente proyecto de investigación surgió para minimizar contaminates que están presentes en las aguas residuales y poder reutilizar el agua una vez realizada un tratamiento de estas aguas y ampliar específicamente. Es importante indicar la importancia de hacer un tratamiento de aguas residuales ya que este tema está legislado en el manejo del recurso hídrico. El tratamiento de aguas residuales consiste en una serie de procesos físicos, químicos y biológicos que tienen como fin eliminar los contaminantes físicos, químicos y biológicos presentes en el agua efluente del uso humano Metodología de la investigación Para cumplir con los objetivos planteados en el proyecto se utilizaran distintos métodos teóricos, lógico, sistematico, estructural y funcional, método empírico, método procedimental. Métodos, técnicas e instrumentos de investigación Objetivo general Analizar la tecnología de biorreactores de membrana para tratamiento de aguas residuales Objetivo Especifico Metodología Técnica y/o Instrumento Actividad Resultado esperado Análisis comparativo entre la tecnología existente o convencional con la tecnología de MBR Análisis documental Método histórico Registros Revisar la tecnología que se tiene en el país de MBR Comparación con PTAR actuales con plantas PTAR que tienen MBR
La investigación tiene un propósito para mejorar la calidad de agua los beneficios que se obtendría en el cuidado del medio ambiente respetando la ley 1333 y mejora del medio ambiente. Aporte practico La propuesta del proyecto es la implementación de la membrana de un biorreactor en una planta de tratamientos de aguas residuales se obtendría mayores beneficios, también se caracterizan por ocupar menor espacio con nuevas tendencias en las tecnologías disponibles en el tratamiento de agua residual. Resultados esperados Directos Con la elaboración de proyecto se pretendía la implementación de una Membrana Bioreactor para la Planta de Tratamientos de Aguas Residuales promoviendo hacia un desarrollo sostenible que contribuya con el medio ambiente así la eliminación de microorganismos patógenos. Indirectos En base a los resultados de la investigación se espera la implementación de MBR para la planta de tratamientos de aguas residuales Beneficios Directos Se puede beneficiarlos directos a la población ya que el consumo de agua es importante para todos y el obtenido será de la mejor calidad, además sería un mejoramiento en la calidad y avance con la tecnología así siendo que el efluente final puede ser planificada para una posible reutilización del agua en diversos usos. Indirectos
Los beneficiarios indirectos serían las actuales y futuras generaciones que podrían tener agua con una mejor calidad, también que el proceso contribuye con el medio ambiente. Contribución al desarrollo local y regional El proyecto contribuye con el desarrollo local y regional con una propuesta para tener un avance con la tecnología MBR para el tratamiento de aguas residuales y mejor la calidad del agua y cumpliendo con la ley 1333. Cronograma de actividades Actividades Semana 1 Semana 2 Semana 3 Semana 4 Semana 5 Semana 6 Semana 7 Semana 8 Semana 9 Semana 10 Investigación Bibliográfica
Recopilación de información sobre MBR
Observación y análisis de la información
Caracterización de las MBR
Procesamiento y análisis de la información
Emisión de resultados e informe final
La siguiente encuesta tiene como objetivo el análisis de un biorreactor para el uso de tratamiento de agua residuales por tal motivo le pedimos que marque las respuestas más adecuadas desde su punto de vista. Si tiene alguna duda pregunte al que le encuesta. SEXO: Femenino Masculino 1 -. ¿USTED VIVE EN ZONA? Rural Urbana Mixta 2-. EDAD: MARCA UNA OPCIÓN MENOS DE 18 AÑOS 18 - 29 AÑOS 30 - 42 AÑOS 43 - 54 AÑOS 55 - 65 AÑOS MÁS DE 65 AÑOS 3- ¿ESTARIA DISPUESTO A DARCE UN TIEMPO PARA ANALIZAR LAS AGUAS RESIDUALES PARA UN TRATAMIENTO ADECUADO? SI NO 4-. ¿CUAL ES LA IMPORTANCIA DE PROCESOSO DE TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUALES? MUY BAJA ALTA
BAJA MUY ALTA 5-. ¿CÓMO SON LOS PROCESOS DE LAS AGUASESIDUALES PERJUDICIALES PARA LA PRODUCCION DE CULTIVOS? MUY BAJA CONTAMINACIÓN ALTA CONTAMINACION BAJA LA CONTAMINACION MUY ALTA LA CONTAMINACION 6-. ¿LAS AGUAS RESIDUALES QUE SE ORIGINAN EN EL PROCESO A DONDE SON ARROJADAS? RIO REPRESA QUEBRADA HACEN UN ADECUADO TRATAMIENTO PARA SU DISPOSICION FINAL 7-. EL PROCESO DE TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUALES REDUCIRA GASTOS DE AGUA EN LAS EMPRESAS SI SE INSTALA UNA PLANTA TRATADORA? MUCHO MUY POCO POCO NADA 8-. LOS ALTOS PROCESOS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES AFECTARA AL LUGAR EN LOS ALTOS QUIMICOS QUE SE PASO EL AGUA PARA TRATARLA? MUCHO POCO 9.- ¿USTED CREE QUE DE ALGUNA MANERA EL AGUA RESIDUAL UNA VEZ TRATADA PUEDE SER REUTILIZADO? SI NO
6-. 7.- RIO REPRESA QUEBRADA TRATAMIENTO 0 10 20 30 40 50 60 Series Series 8-. 9-. 68% 32% MUCHO POCO MUCHO POCO MUY POCO NADA 0 10 20 30 40 50 60 Series SI 62% NO 38%
