Ejemplo proyecto, Ejercicios de Ingeniería Química. Universidad del País Vasco / Euskal Herriko Unibertsitatea
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Ejemplo proyecto, Ejercicios de Ingeniería Química. Universidad del País Vasco / Euskal Herriko Unibertsitatea

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Asignatura: Organizacion y Gestion de Proyectos, Profesor: Ruben Fonseca, Carrera: Ingeniero Químico, Universidad: UPV-EHU
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Microsoft PowerPoint - Planta de reciclaje de aguas residuales Southwell Park.ppt

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PLANTA DE RECICLAJE DE AGUAS RESIDUALES EN SOUTHWELL PARK, CANBERRA (AUSTRALIA)

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En 1991 se realiza una auditoría medioambiental y de proceso (Enviromental Improvement Plan) de la mayor planta de depuración de aguas residuales de la región de Canberra (Australian Capital Territory), Lower Molonglo Water Quality Control Centre (LMWQCC)

Una de las recomendaciones de dicho estudio es fomentar y desarrollar la reutilización de las aguas residuales para conservar (ahorro) los suministros de agua potable

Las aplicaciones de las aguas residuales recicladas se centran en riego de parques y jardines, usos agrícolas e industriales y la acuicultura (no utilizable para consumo humano)

MOTIVACIÓN – NECESIDAD DEL PROYECTO

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MOTIVACIÓN – NECESIDAD DEL PROYECTO C

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Esta es una planta de reciclaje de aguas residuales situada en un barrio residencial. Se emplean 300.000 litros/día para regar las 10 hectáreas de los cercanos parques públicos de recreo y de juegos

Las aguas residuales se recogen por el colector principal y son tratadas in situ para mejorar su calidad mediante un proceso a tres niveles, con desinfección posterior. Las aguas residuales se devuelven al colector para un tratamiento en una zona más alejada, corriente abajo

La planta tiene gran capacidad y utiliza equipamientos garantizados. Cumple las normas más estrictas, siendo la planta más innovadora de Australia. Ha conseguido el prestigioso premio ACT Engineering Excelence, instituido por la Institution of Engineers Australia

RESUMEN DEL PROYECTO – OBJETIVOS

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Promotor – Patrocinador Commonwealth Department of Housing and Regional Development

Proyectista – Contratista ACTEW Corporation Limited Sepa Waste Water Treatment (responsable de la planta)

Beneficiarios Instituciones locales Comunidad social de Southwell Park, Canberra

AGENTES SOCIALES DEL PROYECTO C

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La extracción de agua es un concepto que consiste en la recogida de aguas residuales procedentes de un colector subterráneo y el posterior tratamiento de los componentes del agua, in situ, para mejorar su calidad con vistas a una utilización del agua reciclada en el área

Los sólidos se separan de las aguas residuales y se devuelven al colector para un último tratamiento en la planta central de tratamiento de aguas residuales

La mayor ventaja de este concepto es que no requiere costosas inversiones en grandes sistemas de conducciones subterráneas necesarios para devolver el agua desde las grandes plantas de tratamiento hasta las áreas donde se requiere el agua reciclada (viabilidad técnica y económica)

El concepto es aplicable a muchas zonas de acceso público como parques, campos de juego y jardines (producción- consumo)

CONSIDERACIONES PREVIAS - ANTECEDENTES

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Es necesario un tratamiento (desinfección incluida) de las aguas residuales para una correcta aplicación en el uso seleccionado (riego de parques públicos de recreo e instalaciones deportivas – 10 hectáreas)

Es conveniente que las ubicaciones de tanto la planta de reciclaje como del área de aplicación de las aguas recicladas estén cercanas entre sí y a la red de distribución de las aguas residuales urbanas

Se reducen costes de operación y se fomenta el nivel de reutilización de los efluentes

Debido a que el uso de las aguas residuales recicladas (especialmente cuando su uso está relacionado con el riego) está sometido a variaciones estacionales las aguas recicladas podrán ser almacenadas temporalmente

CONSIDERACIONES PREVIAS - ANTECEDENTES C

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APOYO SOCIAL DEL PROYECTO

El proyecto también contó con el apoyo por parte de la comunidad (aceptación social del proyecto)

Se llevaron promovieron foros públicos y encuestas de opinión entre los miembros de la comunidad para conocer sus puntos de vista respecto a los temas relacionados con los recursos del agua

También se recogieron opiniones acerca de la reutilización de efluentes para el suministro de agua potable.

Un porcentaje mayoritario de la población, cerca del 97% era partidaria de la reutilización de efluentes para el riego.

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APOYO INSTITUCIONAL DEL PROYECTO

Apoyo gubernamental de la estrategia propuesta para conseguir un desarrollo ecológico sostenible

Aporte de fondos por parte del gobierno central para fomentar el ahorro de agua (viabilidad financiera). Actúa como supervisor

Aprobación de los departamentos de planificación, salud, protección ambiental y administración ciudadana

Establecimiento de sistemas de gestión eficaces, transparentes y responsables en sus procedimientos burocráticos

Utilización de los recursos humanos, técnicos, financieros y naturales de forma eficiente

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EMPLAZAMIENTO – UBICACIÓN DE LA PLANTA

Los requerimientos para un emplazamiento óptimo fueron: - espacio urbano libre - próximo a la red principal de alcantarillado de un área

residencial - con recursos energéticos y facilidades de transporte

En Canberra existían varios lugares con estas características, pero el Programa Best Cities del gobierno de la Commonwealth seleccionó Southwell Park en Lyneham como la mejor opción

Se informó a la comunidad sobre los beneficios e impacto de la planta de reciclaje

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CALIDAD E INTEGRACIÓN AMBIENTAL DEL PROYECTO

Cuestión clave para la viabilidad del proyecto: Determinar los efectos/riesgos sobre la población (niños que disfrutan de las instalaciones regadas)

Calidad de las aguas recicladas ajustadas al ACT Department of Health

Incorporación en el diseño de la planta de tratamientos específicos de desinfección

Condicionantes de diseño (altura y tamaño del edificio) para su integración y compatibilidad con el área urbana

La planta no debe producir olores ni ruidos y ocasionar un aumento de tráfico mínimo en la zona

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DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE LA PLANTA

ACTEW formuló las condiciones preliminares para indicar qué tipo de instalaciones innovadoras cumplían los requisitos de higiene, entorno ambiental y superficie exigidos en la planta

El coste presupuestado era 2,5 millones de $ con unos costes anuales de operación de 100.000 $

Una vez establecido el presupuesto, los ingenieros de ACTEW recorrieron Australia y el extranjero para investigar nuevas tecnologías que pudieran adaptarse al proyecto (estudio de viabilidad – diseños plausibles)

Tras esta investigación, se estudiaron ofertas y se seleccionó una compañía australiana, la SEPA Waste Treatment, para el diseño y manufactura del equipamiento para proceso (selección del diseño final -el mejor-, desarrollo: ing. básica, de detalle y compra, y producción -montaje y puesta en marcha-)

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DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE LA PLANTA

Criterios de diseño El agua reciclada debe recibir un alto índice de tratamiento y

control de calidad para adecuarla a los usos de agua no potable en las áreas residenciales con acceso público (riego de parques y jardines municipales, praderas, cultivos, huertos, viñedos y bosques, riego de jardines privados, relleno de estanques o contenedores en los que no se permita el baño, y fuentes ornamentales)

. Los criterios para determinar el diseño de la planta fueron:

Caudal: 300.000 litros/día Demanda bioquímica de oxígeno (DBO)< 5 mg/l Sólidos en suspensión (SS)< 5 mg/l Coliformes fecales< 1/100 ml

Alta salubridad

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DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE LA PLANTA

Criterios de diseño Todos los sólidos se devuelven al colector para ser tratados en

el Centro de Control de Calidad de Aguas de Lower Molonglo. No se requiere su tratamiento en la planta de reciclaje

Las previsiones incluyen una parcela para la floculación y reducción de nitrógeno y fósforo en el futuro (futuras ampliaciones)

Diseño compacto y de bajo impacto ambiental (libre de olores)

La planta está totalmente automatizada y controlada por un sistema informático conectado mediante una red terrestre al Centro de Control de Calidad de Aguas de Lower Molonglo para su supervisión, alarmas y señales de control. Su mantenimiento sólo requiere una visita semanal

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DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESO DE RECICLAJE

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Tratamiento primario (separación de sólidos) Tamizado

Tamiz rotatorio: dp>0,5 mm Caudal: 10 litros/s. Desechos devueltos al colector Diseño: Contra-Shear Engineering Ltd.

Acondicionamiento del pH Adición de caliza hidratada para ajustar el pH para el tratamiento biológico

Sedimentación y separación de grasas Tanque de sedimentación con deflectores (placas) Recogida de sólidos: parte inferior Recogida de grasas: parte superior Desechos devueltos al colector Caudal: 10 litros/s; tiempo de residencia 20 min Diseño: SEPA Waste Water Treatment Pty Ltd.

Almacenamiento del agua tratada Capacidad de unos 100.000 litros, desde donde se bombea al primer reactor biológico

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DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE LA PLANTA

Tratamiento secundario (materia orgánica disuelta) Filtración biológica aireada en dos etapas BIOFOR en serie Diseño: Lyonnaise des Eaux-Dumez (Degremont)

Se seleccionó este tipo de tratamiento por la naturaleza compacta del proceso, el mantenimiento mediante control remoto y la posibilidad de ser instalado bajo tierra con baja emisiones de olores (selección del diseño final)

1º reactor: eliminación aerobia de materia carbonosa 2º reactor: conversión de amonio a nitrato (nitrificación)

Superficie del lecho: 5 m2 Caudal de 5 litros/segundo para el proceso en serie Soporte de 3 mm de espesor Pulverización de aire para proporcionar el oxígeno necesario

para la actividad biológica Renovación del filtro biológico

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Tratamiento secundario (materia orgánica disuelta) C

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DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE LA PLANTA

Tratamiento terciario (sólidos finos y patógenos) Microfiltración

Filtración a traves de membrana Diseño: Memtec Tamaño medio de huecos de 0,2 micras. Lavado del medio filtrante con agua (detergentes y sosa

caústica) Desinfección - cloración

Eliminación de las bacterias coliformes, virus y parásitos Mezcla con cloro (hipoclorito) Concentración residual: 0,5 mg/litro Tiempo de contacto: 1 hora

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CONTROL DEL PROCESO

Controles rutinarios de las aguas recicladas para asegurar que la planta cumple los requisitos de calidad, incluidos los criterios de salubridad (ACT Department of Health)

Desarrollo de un programa de aseguramiento de la calidad del agua (producto) – ajuste a legislación

Control de los efectos sobre el suelo, las aguas subterráneas y otros aspectos ambientales (filtraciones y emisiones gas)

Implantación de una base de datos para llevar a cabo eficazmente un programa de control durante el ciclo de vida de la planta de reciclaje

Control de los costes de operación, ajustados a lo prefijado

Análisis de posibles mejoras del funcionamiento de la planta

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IMPACTO AMBIENTAL - SOSTENIBILIDAD

La reducción del consumo de agua procedente de la red pública de suministro beneficia los objetivos de la sostenibilidad ecológica. Reducción de costes de operación

Planta de demostración para mostrar la viabilidad del proceso

El proyecto utiliza tecnologías para el proceso seguras, garantizadas y ya disponibles (contrastadas)

Ejecución del proyecto en 11 meses gracias a unos sistemas de administración y gestión eficaces

El éxito del proyecto se ha basado en la colaboración y cooperación gradual entre departamentos gubernamentales, comunidad y sector privado

Al extraer agua del sistema de alcantarillado, se reduce el caudal de entrada a la depuradora central

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MARCO DEL PROYECTO EN RELACIÓN A LA CLASIFICACIÓN DE PROYECTOS

Objetivo (campo de aplicación) producto manufacturado

materia prima: agua residual producto: agua (parcialmente depurada) con calidad para el

uso (aplicación) establecida Campo de ingeniería involucrada

Ingeniería química/Ingeniería ambiental (Ingeniera civil) Diseño del producto (agua depurada)

Relativamente sencillo, con especificaciones establecidas por la legislación

Diseño del proceso (sistema de producción) Planta diseñada por ensamblaje de unidades de producción (tipos

de tratamientos requeridos) Tecnología convencional (no novedosa) disponible comercialmente

Nueva instalación Volumen: mediano (pequeño) Naturaleza: físico-química Origen

Propio (concepto/idea + proceso) Instalaciones/unidades proporcionadas por suministradores

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Prime Minister’s Science, Engineering and Innovation Council, Recycling water for our cities, Melbourne, 2003

J. Neal, Wastewater reuse studies and trials in Canberra, Desalination 106 (1996) 399-405

http://www.actewagl.com.au/wastewater/reuse/southwellwatermining.aspx

http://www.sciencealert.com.au/water-recycling-time-to-get-serious.html

http://habitat.aq.upm.es/bpn/bp007.html

INFORMACIÓN ADICIONAL

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