Tema 9 GIQUI (Saneamiento. AR. Parámetros.Normativa) PDF

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Tratamiento de Aguas 4º Curso Grado en Ingeniería Química Industrial Mención en Ingeniería Ambiental y Sostenibilidad Tema 9 SISTEMAS DE SANEAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES. PARÁMETROS DE CONTAMINACION. NORMATIVA Profesora: Yolanda FERNÁNDEZ NAVA 1 CONTENIDO RESIDUALES. PARÁMETROS DE CONTAMINACION. Tema 9. SISTEMAS DE SANEAMIENTO DE AGUAS 1. Redes de saneamiento o alcantarillado: Tipos 2. Elementos de las redes de saneamiento o alcantarillado 3. Parámetros de contaminación (Recordatorio) 4. Tipos de aguas residuales y caracterísiticas NORMATIVA 4.1. Aguas residuales urbanas 4.2. Aguas residuales industriales 5. Normativa sobre vertidos 5.1. Vertidos al sistema de saneamiento 5.2. Vertido al dominio público hidráulico 5.3. Vertidos procedentes de estaciones de tratamiento de AR 6. Cálculo de caudales en redes de saneamiento: Aguas negras y aguas de lluvia 7. Aspectos a considerar en el dimensionado de la red de saneamiento 8. Plantas de tratamiento de aguas residuales: Explotación y operación 2  1. REDES DE SANEAMIENTO O ALCANTARILLADO: Tipos RESIDUALES. PARÁMETROS DE CONTAMINACION. Tema 9. SISTEMAS DE SANEAMIENTO DE AGUAS  El objetivo de las redes de alcantarillado es la recolección y conducción de las aguas residuales (domésticas, comerciales e industriales) y de lluvia hacia la EDAR o hacia el medio receptor.  Las AR circulan en las alcantarillas en lámina libre o a presión, preferentemente por gravedad en lámina libre. NORMATIVA  Fundamentalmente existen dos tipos de redes:  Redes unitarias: las conducciones que constituyen estas redes transportan en tiempo seco las aguas negras y cuando llueve conducen las aguas negras junto con las aguas pluviales procedentes de la escorrentía urbana.  Redes separativas: por una de ellas circulan exclusivamente las aguas negras; por la otra lo hacen las aguas de lluvia cuando hay episodios de lluvia. A veces las aguas pluviales se encauzan superficialmente por bordillos o cunetas hacia el medio receptor, sin existir una red de tuberías enterradas (en pueblos pequeños o zonas próximas a cauces naturales). 3 1. REDES DE SANEAMIENTO O ALCANTARILLADO: Tipos RESIDUALES. PARÁMETROS DE CONTAMINACION. Tema 9. SISTEMAS DE SANEAMIENTO DE AGUAS REDES SEPARATIVAS REDES UNITARIAS Doble red y doble acometida Red y acometida única Coste de 2 tuberías Coste : 1,5-2 veces menor Coste de 2 acometidas Coste : La mitad NORMATIVA Lluvia: Colectores Menores Lluvia: Aliviaderos Coste levantamiento y reposición Coste : 1,5-2 veces menor de pavimento mayor Alto coste Coste conservación/explotación conservación/explotación menor Mayor velocidad, menor Menor velocidad, más sedimentación, menor coste sedimentación, mayor coste limpieza limpieza En conducciones forzadas: En conducciones forzadas: Menores necesidades de bombeo Instalaciones de bombeo costosas y complicadas Depuración: Caudal “Constante” Depuración: “Sobredimensionamiento” 4  1. REDES DE SANEAMIENTO O ALCANTARILLADO RESIDUALES. PARÁMETROS DE CONTAMINACION. Tema 9. SISTEMAS DE SANEAMIENTO DE AGUAS NORMATIVA Sistema de saneamiento: http://www.chcantabrico.es/index.php/es/actuaciones/infraeshidraulicas/saneamien 5 to 2. ELEMENTOS DE LAS REDES DE SANEAMIENTO O ALCANTARILLADO RESIDUALES. PARÁMETROS DE CONTAMINACION. Tema 9. SISTEMAS DE SANEAMIENTO DE AGUAS Una red de saneamiento puede estar compuesta, junto con los conductos, de los siguientes elementos:  Imbornales o sumideros  Caces  Acometidas NORMATIVA  Pozos de registro  Cámaras de descarga (actualmente su empleo es escaso)  Rápidos  Aliviaderos o vertederos  Colectores  Compuertas de marea (en zonas costeras)  Instalaciones de bombeo  Depósitos de almacenamiento o tanques de tormenta 6  2. ELEMENTOS DE LAS REDES DE SANEAMIENTO O ALCANTARILLADO Reja RESIDUALES. PARÁMETROS DE CONTAMINACION. Tema 9. SISTEMAS DE SANEAMIENTO DE AGUAS  Imbornales o sumideros: Facilitan la entrada de las aguas de Pozo de escorrentía hacia la red de recogida saneamiento. Se colocan en los (sifónico) bordillos, entre la calzada y la acera. NORMATIVA Conexión a la red  Caces: Franjas estrechas que discurren a lo largo de la calzada junto a los bordillos y que tienen poca profundidad. Facilitan la conducción de las aguas de escorrentía hacia los imbornales.  Pozos de registro: Sirven para acceder al interior de la red de alcantarillado, o, de no ser visitable, facilitar las labores de limpieza y mantenimiento. La solera lleva una pendiente de aprox. 5% para impedir acumulaciones de agua o suciedad y es atravesada por un conducto que permite la continuidad del flujo de agua. 7 2. ELEMENTOS DE LAS REDES DE SANEAMIENTO O ALCANTARILLADO RESIDUALES. PARÁMETROS DE CONTAMINACION.  Rápidos Tema 9. SISTEMAS DE SANEAMIENTO DE AGUAS Se emplean en el caso de que sea necesaria la construcción de un tramo de alcantarilla con gran pendiente, con objeto de disipar parte de la energía. Son elementos en forma de peldaños, semejante a una escalera, en los que el agua va perdiendo energía.  Aliviaderos o vertederos NORMATIVA Permiten distribuir parte de las aguas que le llegan hacia otros elementos de la red de saneamiento. Muy útiles en periodos de fuertes lluvias. Se clasifican en frontales y laterales según la dirección en la que salga el agua desviada. En los frontales el reboso se produce en la dirección del flujo, en los laterales formando un eje de hasta 90%. Las aguas de escorrentía se consideraban “limpias” y el dimensionado de los aliviaderos se basaba en un factor de dilución de las aguas negras entre 4 y 10: por cada volumen de agua negra debía haber en el depósito del aliviadero 4 a 10 de agua de escorrentía. Actualmente se recurre a medios informáticos que permiten evaluar el comportamiento de los aliviaderos ante una serie de lluvias y según su 8 volumen de almacenamiento.  2. ELEMENTOS DE LAS REDES DE SANEAMIENTO O ALCANTARILLADO RESIDUALES. PARÁMETROS DE CONTAMINACION. Tema 9. SISTEMAS DE SANEAMIENTO DE AGUAS  Colectores Es el conducto que recibe aportaciones de la red municipal de saneamiento. Según las redes, los colectores pueden ser de aguas residuales, pluviales o mezcla de ambas. Debe proyectarse poder transportar en todo momento la totalidad de los caudales aportados hasta la EDAR. NORMATIVA  Instalaciones de bombeo Las aguas residuales circulan por las redes casi siempre en lámina libre por gravedad. Para ello es necesario una cierta pendiente pero a medida que se avanza en planta también se aumenta la profundidad de excavación, encareciendo mucho los costes de construcción. Se recurren entonces a las estaciones de bombeo para elevar las aguas hasta una altura desde la que nuevamente vuelven a circular en lámina libre.  Depósitos de almacenamiento o tanques de tormenta Se emplean para reducir la frecuencia de vertido de los aliviaderos. Cuando la lluvia cesa, el agua almacenada se conduce gradualmente hacia el colector situado aguas abajo. 9 3. PARÁMETROS DE CONTAMINACIÓN (Recordatorio) RESIDUALES. PARÁMETROS DE CONTAMINACION. Tema 9. SISTEMAS DE SANEAMIENTO DE AGUAS  Oxígeno disuelto  pH y conductividad  Sólidos  Materia orgánica (DQO, DBO5)  Nutrientes: N (NT, N-orgánico, NTK, N-NH4+, N-NO3-, N-NO2-), P (PT, P- NORMATIVA orgánico, P-PO43-)  Aceites y grasas  Detergentes  Color  Temperatura  Metales  Sulfuros  Cianuros  Fluoruros  Fenoles  Patógenos: Coliformes fecales, estreptococos fecales, clostridium 10 sulfitoreductoras  4. TIPOS DE AGUAS RESIDUALES Y CARACTERÍSTICAS RESIDUALES. PARÁMETROS DE CONTAMINACION. Tema 9. SISTEMAS DE SANEAMIENTO DE AGUAS Contaminación de las aguas naturales: impurificación artificial, directa o indirecta, producida por el hombre o sus actividades. CLASIFICACIÓN:  Según las causas o actividades que originan la contaminación:  Aguas residuales urbanas: AR domesticas, AR de escorrentía urbana NORMATIVA  Aguas residuales pecuarias  Aguas de escorrentía agrícola  Aguas residuales industriales POBLACIÓN EQUIVALENTE: Concepto empleado para generalizar la carga contaminante contenida en las aguas residuales, por lo menos en lo que respecta a la concentración de materia orgánica, en previsión a tratamientos en plantas depuradoras. Se define como la relación entre la DBO del agua residual y la que aporta un habitante por día; aproximadamente 60 gr de DBO5. Ejemplo: Una industria genera un efluente de 800 m3/d que tiene una concentración media de DBO5 de 700 g/m3. La carga de DBO5 equivale a: 800 m3/d x 700 g/m3 = 560 000 g BOD5/dia, que corresponde a una población equivalente de: 560 000 /60 = 11 9333 habitantes -equivalentes (h-e) 4.1. AGUAS RESIDUALES URBANAS RESIDUALES. PARÁMETROS DE CONTAMINACION. Tema 9. SISTEMAS DE SANEAMIENTO DE AGUAS Las aguas residuales urbanas son las que circulan por las redes de alcantarillado de los núcleos urbanos. Son mezcla de ARD, ARI, aguas de infiltración y aguas de escorrentía (si la red de alcantarillado es unitaria). A la red de alcantarillado llega del orden del 80% del agua de abastecimiento. Las aguas residuales domésticas son las generadas en viviendas, NORMATIVA instalaciones comerciales, públicas y similares. Están compuestas por aguas fecales y aguas de lavado y limpieza. Su composición varía según los hábitos de la población que los genera. Principales contaminantes: Gérmenes patógenos - Materia orgánica, tanto en suspensión como disuelta – Sólidos – Detergentes - Compuestos nitrogenados - Compuestos de fósforo Las aguas de escorrentía urbana proceden de las precipitaciones de nieve o lluvia sobre una cuenca urbana. Son de carácter intermitente. No es un agua limpia, ya que barre las superficies, transportando abundantes sólidos en suspensión y disueltos, también aceites y grasas. Está ligada al tipo de actividad que soporta el suelo. Las aguas de infiltración proceden del subsuelo y penetran en las redes de alcantarillado debido al mal estado de las mismas. 12  4.1. AGUAS RESIDUALES URBANAS RESIDUALES. PARÁMETROS DE CONTAMINACION. Tema 9. SISTEMAS DE SANEAMIENTO DE AGUAS NORMATIVA Tratamiento de Aguas 13 Curso académico: 2012-13 4.1. AGUAS RESIDUALES URBANAS RESIDUALES. PARÁMETROS DE CONTAMINACION. Tema 9. SISTEMAS DE SANEAMIENTO DE AGUAS Cargas de contaminación de las ARU Al igual que se realiza la estimación de los caudales de abastecimiento de una población (dotación global por persona y día), se utiliza una dotación de carga contaminante en gramos por habitante y día. En ARU sin una gran incidencia de la industria, se pueden adoptar las siguientes dotaciones de contaminación: NORMATIVA A lo largo del día las concentraciones de contaminantes de un ARU varían de modo similar a como lo hacen los caudales. Las puntas de caudal son más marcadas en poblaciones pequeñas. 14  4.1. AGUAS RESIDUALES URBANAS RESIDUALES. PARÁMETROS DE CONTAMINACION. Tema 9. SISTEMAS DE SANEAMIENTO DE AGUAS NORMATIVA 15 4.2. AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALES RESIDUALES. PARÁMETROS DE CONTAMINACION. Tema 9. SISTEMAS DE SANEAMIENTO DE AGUAS Aguas Residuales de Proceso: provienen del empleo del agua como medio de transporte, lavado, refrigeración directa, etc. TIPOS DE AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALES:  Industrias con efluentes principalmente orgánicos: papeleras, azucareras, mataderos, curtidos, conserveras, lecherías y NORMATIVA subproductos, fermentaciones, preparación de productos alimenticios, bebidas y lavanderías.  Industrias con efluentes orgánicos e inorgánicos: refinerías y Petroquímicas, coquerías, químicas y textiles.  Industrias con efluentes principalmente inorgánicos: Químicas, limpieza y recubrimiento de metales, explotaciones mineras y salinas.  Industrias con efluentes con materias en suspensión: lavaderos de mineral y carbón, corte y pulido de mármol y otros minerales, laminación en caliente y colada continua.  Industrias con efluentes de refrigeración: centrales térmicas y centrales nucleares 16  4.2. AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALES RESIDUALES. PARÁMETROS DE CONTAMINACION. Tema 9. SISTEMAS DE SANEAMIENTO DE AGUAS CARACTERÍSTICAS DELAS AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALES  Industria lechera: concentración de materia orgánica.  Industria petroquímica: concentración de materia orgánica, aceites, fenoles, amoniaco y sulfuros.  Industria del curtido: alcalinidad, concentración de materia orgánica, NORMATIVA materia en suspensión, materia decantable, sulfuros y cromo.  Industria papelera: color, concentración de materia orgánica, materia en suspensión y materia decantable, pH y AOX-EOX.  Industrias de lavado de mineral: concentración de productos tóxicos empleados, sólidos en suspensión y sedimentables.  Industria de acabado de metales: pH, concentración de cianuros y metales pesados  Industria siderúrgica: concentración de materia orgánica, fenoles, alquitranes, cianuros libres y complejos, sulfuros, materias en suspensión, hierro, aceites, grasas y pH.  Industria de laminación en caliente: concentración de aceites, grasas y sólidos en suspensión.  Plantas de ácido sulfúrico: concentración de ácidos, sólidos sedimentables, arsénico, selenio y mercurio. 17 4.2. AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALES RESIDUALES. PARÁMETROS DE CONTAMINACION. Tema 9. SISTEMAS DE SANEAMIENTO DE AGUAS NORMATIVA 18  5. NORMATIVA SOBRE VERTIDOS RESIDUALES. PARÁMETROS DE CONTAMINACION. Tema 9. SISTEMAS DE SANEAMIENTO DE AGUAS Vertido directo: emisión directa de contaminantes a las aguas continentales o a cualquier otro elemento del DPH, así como la descarga de contaminantes en el agua subterránea mediante inyección sin percolación a través del suelo o del subsuelo. Vertido indirecto: los realizados en aguas superfiaciales o en cualquier otro elemento del DPH a través de redes de colectores de recogida de aguas residuales o de aguas pluviales o por cualquier otro medio de desagüe NORMATIVA 19 5.1. VERTIDOS INDIRECTOS A REDES DE SANEAMIENTO RESIDUALES. PARÁMETROS DE CONTAMINACION. Tema 9. SISTEMAS DE SANEAMIENTO DE AGUAS Titularidad municipal: Ordenanzas de vertido para Aguas Residuales Industriales (Ayto. Gijón) Titularidad autonómica: Si van a EDAR del Principado (Ley 5/2002 sobre vertidos de aguas residuales industriales a los sistemas públicos de saneamiento - BOPA 14-06-2002) NORMATIVA Los titulares de actividades industriales o comerciales que pretendan utilizar los sistemas públicos de saneamiento para el vertido de aguas residuales deberán solicitar la correspondiente autorización de vertido si cumplan alguna de estas condiciones:  Las instalaciones que superen un caudal de abastecimiento o autoabastecimiento de 22.000 m3/año.  Las instalaciones cuyo caudal de abastecimiento y autoabastecimiento sea superior al 10% del caudal de abastecimiento de la población fija servida por el sistema público de saneamiento al que se realice el vertido.  La actividad se encuentra incluida en un listado de sectores industriales recogido en la Ley 20  5.1. VERTIDOS A REDES DE SANEAMIENTO RESIDUALES. PARÁMETROS DE CONTAMINACION. Tema 9. SISTEMAS DE SANEAMIENTO DE AGUAS Otra normativa autonómica: Ley 5/2015, de 13 de marzo, de modificación de los artículos 74, 85 y 87 del texto refundido de las disposiciones legales del Principado de Asturias en materia de tributos propios, aprobado por Decreto Legislativo 1/2014, de 23 de julio: Regula todo lo referente al IMPUESTO SOBRE LAS NORMATIVA AFECCIONES AMBIENTALES DEL USO DEL AGUA (que sustituye al anterior canon de saneamiento). Finalidad: Potenciar un uso racional y eficiente del agua y obtener recursos con los que preservar, proteger, mejorar y restaurar el medio hídrico. Hecho imponible: Cualquier uso potencial o real del agua de toda procedencia por razón de la afección que pueda producir al medio ambiente su vertido directo o a través de las redes de alcantarillado. Exenciones: - Utilización de agua para regadío (Registro de explotaciones agrarias). - Utilización de agua que hagan los ganaderos (Registro de explotaciones ganaderas) - Agua consumida en centros ictiogénicos e ictiológicos (sistemas acuáticos y de regulación de las pesca) - Usos domésticos cuyo vertido posterior no pueda realizarse a través de 21 redes públicas de alcantarillado 5.1. VERTIDOS A REDES DE SANEAMIENTO RESIDUALES. PARÁMETROS DE CONTAMINACION. Tema 9. SISTEMAS DE SANEAMIENTO DE AGUAS IMPUESTO SOBRE LAS AFECCIONES AMBIENTALES DEL USO DEL AGUA: Cálculo Producto de: Base imponible (m3) × Cuota Tributaria €/m3)  Base imponible: Volumen de agua usado, consumido o estimado (m3). NORMATIVA  Contadores u otros dispositivos de medición  Captaciones subterráneas sin dispositivos de aforo: - En función del volumen autorizado en la autorización de concesión - En función de la potencia nominal del grupo elevador Q: Consumo mensual facturable en m3; P: potencia nominal del grupo o grupos elevadores en kW; h: profundidad dinámica media del acuífero en la zona considerada, en m.  Captaciones superficiales cuyo consumo no pueda ser medido por contador - En función del volumen autorizado en la autorización de concesión. 22  5.1. VERTIDOS A REDES DE SANEAMIENTO RESIDUALES. PARÁMETROS DE CONTAMINACION. Tema 9. SISTEMAS DE SANEAMIENTO DE AGUAS IMPUESTO SOBRE LAS AFECCIONES AMBIENTALES DEL USO DEL AGUA: Cálculo Producto de: Base imponible (m3) × Cuota Tributaria (€/m3)  Base imponible en función de la carga contaminante NORMATIVA En el caso de usos industriales que supongan la realización de vertidos con cargas contaminantes específicas, la base imponible es la contaminación efectivamente producida o estimada, expresada en m3 de agua vertida Condiciones para solicitar la determinación de la base imponible en función de la carga contaminante:  Actividades industriales con un consumo anual inferior a 22.000 m3 en cuya autorización de vertido se establezca la existencia de instalaciones propias de tratamiento de aguas residuales.  Las actividades industriales con un consumo anual igual o superior a 22.000 m3 con autorización de vertido en vigor. 23 5.1. VERTIDOS A REDES DE SANEAMIENTO RESIDUALES. PARÁMETROS DE CONTAMINACION. Tema 9. SISTEMAS DE SANEAMIENTO DE AGUAS IMPUESTO SOBRE LAS AFECCIONES AMBIENTALES DEL USO DEL AGUA: Cálculo  Cuota tributaria Estará compuesto por una parte fija más otra variable en función del NORMATIVA consumo o de la carga contaminante del vertido. Diferente según que el consumo de agua sea doméstico o industrial.  Consumos domésticos: - Cuota fija: 3 euros/abonado.mes - Cuota variable: 0.3993 €/m3 (hasta 15000 m3/mes) 0.4792 €/m3 (entre 15001 y 25000 m3/mes) 0.5590 €/m3 (más de 25000 m3/mes) 24  5.1. VERTIDOS A REDES DE SANEAMIENTO RESIDUALES. PARÁMETROS DE CONTAMINACION. Tema 9. SISTEMAS DE SANEAMIENTO DE AGUAS  Consumos industriales - Cuota fija: resultará de aplicar el siguiente baremo en función del volumen anual consumido (según tabla siguiente): NORMATIVA 25 5.1. VERTIDOS A REDES DE SANEAMIENTO RESIDUALES. PARÁMETROS DE CONTAMINACION. Tema 9. SISTEMAS DE SANEAMIENTO DE AGUAS  Consumos industriales - Cuota variable: 0.5990 €/m3 - Cuota variable reducida aplicable a determinados usos: 0.00006 €/m3  vertidos de agua de refrigeración al DPH o al DPMT en los que la calidad de las aguas vertidas no sea inferior a las aguas captadas, con NORMATIVA excepción del incremento térmico  Vertidos de instalaciones de acuicultura y aguas de drenaje de minas al DPH o al DPMT, siempre que se cumplan las condiciones establecidas en la autorización de vertido.  En aguas utilizadas para la producción de energía hidroeléctrica  En aguas para riego de instalaciones deportivas con suministro independiente - Cuota variable en función de la carga contaminante (fórmula polinómica) para actividades con vertido anual