Por favor, use este identificador para citar o enlazar este ítem: https://hdl.handle.net/20.500.12104/73556
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dc.contributor.advisorFajardo Montiel, Aida Lucia
dc.contributor.advisorVelázquez Machuca, Martha Alicia
dc.contributor.authorEspíritu Barragán, Heraclio Josafath
dc.date.accessioned2019-06-13T23:53:55Z-
dc.date.available2019-06-13T23:53:55Z-
dc.date.submitted2017
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.12104/73556-
dc.identifier.urihttp://wdg.biblio.udg.mx
dc.description.abstractEl manejo, tratami ento y disposición de las aguas residuales (AR) municipales contribuyen a la emisión de gases de efecto invernadero (G l) a través de los procesos de descomposición de la materia orgánica contaminante y de las actividades asociadas. Lo GEl emitidos son fundamentalmente metano (CH4 ) y dióxido de carbono (CO2). La utili zación de sistemas de tratamiento que incorporen el uso de microalgas puede reducir el consumo de energía en las plantas de tratamiento de aguas residuales (PT AR) y las emisiones de GEI a través de la oxigenación por fotosíntesis y la fijación del carbono orgánico en las microalgas. El objetivo de este trabajo fue determinar la generación de gases de efecto invernadero (GEI) en cuatro sistemas de tratamiento de aguas residuales y proponer un sistema de tratamiento de aguas residuales sustentabl e, mediante el uso potencial de las microalgas para reducir los GEL Se anali zaron las propiedade físico- químicas de las aguas residuales de Jiquilpan, Michoacán, determinando los sigui entes parámetros: conductividad eléctrica CE, pH, sólidos disueltos totales SDT, só lidos suspendidos total es SST, Temperatura, aniones (CO/-, HCO3 -, Cr SO/ -), D8O5, DQO, PO4, -NH3. Se calculó el CO2 (ton/año) generado, considerando las em isiones base de este contaminante y aquell as obtenidas en cuatro escenarios posibles, usando las metodologías aprobadas de la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Cl imático CMNUCC. Los cuatro escenarios (E) analizados fueron : E 1=Descarga directa de aguas residuales a un cuerpo anóxico; E2= tratami ento en Lagunas; E3=tratam iento aeróbico (Lodos activados), y E4=tratamiento anaeróbico con recuperación de metano. Los parámetros físico-químicos presentaron los sigui entes rangos de valores: pH=6.2-6.8, conducti vidad CE=450-l 579 ~tS/cm, DBO5= 114-3 1 O mg/L, DQO= 43-803 mg/L, PO4 =0.46-3.61 mg/L y N-Nl-1)=6.4-35.2 mg/L. El valor medio de CE indi ca que son aguas de salinidad alta y ligeramente ácidas. Los valores máximos de DBO5 y DQO son altos e indican de cargas de aguas fuertemente contaminadas. Los contenidos de PO4 y N- H3 son levados e indican un alto potencial de eutrofización de los cuerpos de agua donde sean vertidas estas AR. Para los cuatro escenarios propuestos, las emisiones estimadas de 0 2 en toneladas por año fue la sigui ente: E1= 525.06, E2= 630 a 2520, E3= 1404 a 2822 y E4= 2 433 ton/a ño. En el escenario E4 la producción de metano puede ser una fuente de energía en la PTAR; este sistema puede mejorarse con la utili zación de un cultivo de microaJgas cuyos sub-productos pueden aprovec harse en agricultura y ganadería, actividades importantes en la zona. Palabras clave: reducción de GEI; aguas residuales; sistema s de tratamiento
dc.description.tableofcontentsÍNDICE PAG. RESUMEN ..... ... .. ..... .... ..... ....... ..... ... .................. ...................................... ... ............. ........... ... 1 INTRODUCCIÓN ........ .. ..... ................ ...... ........ ............................................. ................... ..... 3 OBJETIVO GENERAL ...... ... ...... ....................... ... ......................................... ........ ........ ....... 6 OBJETIVOS ESPECÍFICOS .... ....... .... ........................... ............................................ .... ... 6 l. REVISIÓN DE LITERA TURA .. .......... ... .. ... .. ............................... ......... .................. .. ... 7 1. Generalidades del tratami ento de aguas residuales (AR) .... .... .... ............... .................... 7 1.1 Calidad de Aguas Residuales ................... ............. ....... .............. ........... ................... 8 1.2 1.2. l 1.3 1.4 1.4.] 1.4.2 1.4.3 1.5 1.5.1 1.5. 1.1 1.5.1.2 1.6 1.6.1 1.6.2 Contaminantes Emergentes ... .... ....... .. .. .............. ....... ... .... .... ... .............. .. ... .......... .. 11 Clasificación de Contaminantes Emergentes ........................ .. ... .. ... .. ........ .. ..... .. 13 Tratamientos primarios o pretratamiento ..................... .......... ............................ .... 14 Tratamientos secundarios .. ................ ... .......... ............ .. ...... ........... ....................... . 15 Sistemas de lagunas .................. ... .. ..................... ..... ........ .. ...... ... ......... ........... .... 1 5 Proceso de lodos activados con aireación ...... ...... ....................................... ..... .. 1 7 Proceso anaerobio con lodos activados .... ...... ..... ...... ...... .. ... ... ....... ........... ........ . 20 Sis temas natural es de tratami ento de aguas ....... .. ...... .............. ... ............ ............... 21 Humedales artificiales ........ .. ................ .. ... ..... .... ........... ................ ............. ........ 21 Humedales de flujo horizontal. ..................... .......... ........ ... .. .......... ............ ..... 22 Humedales de flujo vertical ... .. ... .. ............. ................... , ........... .. ........ ............ 23 Microalgas .. .... ..... ... .............. ..... .. .......... ......... ...... .................... ......... .. ........ ........ .. 23 Lagunas algales de alta tasa ... .... ... ......... ................................. .. ....... ........... ...... . 27 Principales características y funcionamiento de las lagunas algales de alta tasa28 1.7 Tratamientos Terciarios ......... .... .............. .. .. .... ............... ......... ............ ........ ... ... .... 29 1. 7 .1 Oxidación química por cloración ............................................................... ........ 29 1.7.2 O idación quími ca por ozonifi cación .. ..... ............................ .... ......................... 30 1. 7.3 Luz ultravioleta ....... ......... ...... ................ .......... .................... .. ............ ....... ......... 31 1.8 Base para el diseño de una pl anta el e tratami ento de agua residuales (PT R) ... 32 2. Tratami ento de agua su emi ione ele ga e de efecto in ernacl ro G J ................ 33 2. 1 Tratado ele Kioto ... ....... .... ....... .... .... .. .... ........ .... ..... .......... .. .............. ......... .. ... .... .... ..,.., 2.2 Certifi cados de Reduc ión de Emi ione ( ER) ................................................... 34 2.3 Mecanismos de De arroll o Limpi (MDL) ..... ... ......... ...... ... .. ..................... ... ..... .. 35 2.4 Autoridad Nacional Designada de Méx ico .................. ........... ......................... .... .. "6 2.4.1 El omité Mex icano para pro ectos de reducción de emi iones captura de gases de efecto invernad ro COMEG 1 .................... ............. .... ... .. ... .. .... ...... ....... .. ... ..... . 36 2.5 Emi iones de GEl en plantas d tratami ent .... ..... ....... ....... ... ......... ...................... 37 2.5.1 Emi ión de metano .......... ..... ............. ... ..... .... .. ... ... ..... .. ..... ..... ...... .. ............ .. ... ... 37 2. 5.2 Emisión de óx ido nitroso ... ... ................. .. ... .. ... .............. ....... .. ............................ 40 2.5.3 Potencial de r du ci , n d emi ion s d ga de efecto inv rnad r G ~ I ........ 41 2. 5.4 on un10 de energía ... ..... ...... ...... ... ..... .. ........ .. .... .... .. .. .... .. ... ... .... .......... .. .... .. .. ... 42 2.5.5 G n ración de en rgía ....... ...... ......... ..................... .. .......................................... .43 3. Marco legal para el tratami ento de agua residual urbanas ............ .... .. ..... ......... ... ... .45 3.1 011 titución Política ....... ..................... ................. ............................. ...... .............. 45 3.2 Ley el gua Nacional s .. ............. ... ... .......... ... ................................................ .... 45 3.3 Ley statal el e Aguas .................... .. ..... .... ....... .. ..... ...... .. ........... ..... ........................ 45 3.4 a rma Oficiale M xicanas ..................................................... ................ ...... ...... 46 3.5 Plan Nacional de Desarrollo 20 13-2018 .............. ...... .................................... ...... .. 46 3.6 on ención Marco el e la Na ion s Unidas sobre el Cambio limáti co ............. .47 Il . MATERJALE Y MÉTODO .... ....... ...... ... ...... ........ .................... ............................... 48 1. Bases para I diseño d una PTAR ...... ... .... .. ..... ... .... ................ .. ... .. ................. ........... .48 l .1 Calidad físico-química de las aguas residuales urbanas ........................................ 48 1.1 .1 Zona de estudio y sitios de muestreo ................................................................. 48 1.2 Metodología del muestreo ..................................................................................... 49 1.3 Parámetros físico-químicos de las aguas residuales analizadas ............................. 50 1.4 Extracción de contaminantes emergentes. Método de extracción con solventes orgánicos ........................................................................................................................... 52 1.5 Cálculo del potencial de reducción de emisiones de gases efecto invernadero (GEI) ............................... .. ................................................................................ ............... 53 JII. RESULTADOS Y DISCUSIÓN .............................................................................. 56 1. Zona de estudio ............................................................................................................ . 56 2. Crecimiento poblacional .. ............................................................................................. 56 3. Plan de desarrollo municipal ........................................................................................ 58 4. Condiciones del saneamiento actuales ......................................................................... 59 5. Usos del agua en la región ............................................................................................ 63 6. Bases para el diseño .................. .... ...... ............................................................. .......... ... 65 6.1 Dotación de agua por habitante ........................................... ................................... 66 6.2 Habitante equivalente ..... ................................. .. ................. .. ... ..... ....................... .. 69 6.3 Aportación de aguas residuales .............................................................................. 69 7. Propiedades físico-químicas de las aguas residuales urbanas ...................................... 71 7 .1 Identificación de grupos funcionales y probables contaminantes emergentes mediante el análisis FT-IR ................................................................................................ 73 8. Cálculo del potencial de reducción de gases de efecto invernadero (GEI) ante diferentes escenarios de sistemas de tratamiento de AR ...................................................... 75 8 .1 Escenario l. Descarga directa a un curso de agua anóxico ........... ................... ...... 7 5 8.2 Escenario 2. Tratamiento en lagunas de estabilización ......................................... 77 8.3 Escenario 3. Tratamiento aeróbico (con aireación forzada) .............. ...... .............. 79 8.4 Escenario 4. Tratamiento anaeróbico ................ .... ... .............................................. 82 CONCLUSJONES ................................................................................................................ 85 BIBLIOGRAFÍA ........ .. ....... .... ....... ...... ...................... .. .............. ............................. ............. 90 A EXO l ....... ......... ........................... ...... ....... .................. ...... ........... ...... ............................ 96 Resultados de los análisis rea li zados a las aguas residuales de la ciudad de Jiquilpan Michoacán .... ....... ...... ............. .... ..... .... ........ ..... .................................................................... 96 ANEXO 2 ............. .......... ..... .... ............... ............ .............................................. ........ .... .... .. 105 CUADRO A. Factores de emisión de electricidad estimados por programa GEI México ···························· ···································································································· 105 CUADRO B. Consideraciones para el Factor de Corrección de Metano MCF ............. 105 CUADRO C. Nomenclatura para las variables de los diferentes proyectos ............... ... 106 CUADRO D El factor de cotTección de metano para sitios de disposición final (MCF ) define la proporción en que se encuentra presente el oxígeno en el medio .................... 107
dc.formatapplication/PDF
dc.language.isospa
dc.publisherBiblioteca Digital wdg.biblio
dc.publisherUniversidad de Guadalajara
dc.rights.urihttps://wdg.biblio.udg.mx/politicasdepublicacion.php
dc.titlePROPUESTA PARA EL DISEÑO SUSTENTABLE DE UNA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES, MEDIANTE LA OXIGENACIÓN POR MICROALGAS Y LA MEDICIÓN DE SU POTENCIAL PARA LA REDUCCIÓN DE GASES EFECTO INVERNADERO, EN EL MUNICIPIO DE JIQUILPAN DE JUÁREZ, EN EL ESTADO DE MICHOACÁN DE OCAMPO
dc.typeTesis de Maestria
dc.rights.holderUniversidad de Guadalajara
dc.rights.holderEspíritu Barragán, Heraclio Josafath
dc.type.conacytmasterThesis-
dc.degree.nameMAESTRIA EN INGENIERÍA DEL AGUA Y LA ENERGÍA-
dc.degree.departmentCUTONALA-
dc.degree.grantorUniversidad de Guadalajara-
dc.degree.creatorMAESTRO EN INGENIERÍA DEL AGUA Y LA ENERGÍA-
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