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ESQUEMAS INNOVADORES DE POTABILIZACIÓN Y SUMINISTRO DE AGUA POTABLE
FORO ALCALDES DE MÉXICO 2015
¿HACE FALTA TECNOLOGÍA?
FUENTES PREDOMINANTES PARA USO CONSUNTIVO
Fuentes subterráneas205.1 m3/s
(62%)
Fuentes superficiales 124.7 m3/s
(38%)
Agua para abastecimiento ( 329.8 m3/s)
CUENCAS FUERTEMENTE CONTAMINADAS PARA DBO5, DQO Y/O SST
Red Nacional de Monitoreo (2012), 5,150 sitios.
CONTAMINACIÓN POTENCIAL DIFUSA POR AGROQUÍMICOS
ACUÍFEROS CON INTRUSIÓN SALINA Y/O SALINIZACIÓN DE SUELOS
32 acuíferos con presencia de suelos salinos y agua salobre.
15 acuíferos costeros a nivel nacional con intrusión salina.
ACUÍFEROS CON PROBLEMAS ESPECÍFICOS DE CALIDAD
Acuíferos con concentraciones de arsénico por arriba de la NOM-127-SSA-1994 (>0.25 mg/L) FUENTES: (SSA, CONAGUA, ESTUDIOS IMTA)
Agua producida para consumo humano Superficial Subterránea Caudal potabilizado
Municipal
Caudal SIN potabilizar
Cobertura oficial de agua
potable
Parámetros críticos en cuerpos de agua subterráneos destinados a
consumo humano Estado m3/s % % m3/s % %
Aguascalientes 3.77 0.0 100.0 0.02 99.3 98.8 F- Baja California 5.68 55.9 44.7 6.16 0.0 95.9 F-
Baja California Sur 1.97 4.8 95.2 0.21 89.1 92.6 F-, DCa Campeche 4.50 0.7 99.3 0.02 99.5 90.0
Chiapas 8.69 81.4 18.2 2.57 70.4 77.3 Chihuahua 15.00 10.8 89.2 0.38 97.5 94.6 As y F- Coahuila 5.93 9.6 90.4 1.71 71.2 98.3 As y F-, SO4
= Colima 2.73 45.3 54.7 0.005 99.8 98.6
Distrito Federal 34.56 28.3 71.7 3.09 91.1 97.7 Durango 4.85 7.8 91.5 0.02 99.5 93.9 As y F-
Guanajuato 20.64 14.4 85.6 0.36 98.2 94.4 As y F- Guerrero 9.16 48.1 51.9 2.96 67.6 69.8 F-
Hidalgo (Valle del Mezquital) 5.49 27.2 72.3 0.13 97.6 90.7 As, F-, NO3-, SO4
=, Mg, Hg, Al, Pb, ST Jalisco 23.05 53.5 46.5 9.49 58.8 95.8 As y F- México 40.59 22.0 78.0 16.74 58.8 94.0 Cr+6
Michoacán 10.05 56.8 43.2 2.49 75.2 91.6 F-, NH4, Turbiedad, SAAM Morelos 8.53 9.3 90.7 0.001 100.0 91.5 As, F- Nayarit 3.39 18.7 81.3 0.00 100.0 92.4
Nuevo León 16.24 69.5 30.5 7.20 55.7 96.6 SO4=, NO3
- Oaxaca 6.53 39.8 60.7 0.77 88.2 76.1 DCa, SO4
= Puebla 12.27 36.2 63.6 0.545 95.6 87.2 F-, H2S
Querétaro 9.35 51.2 48.5 1.56 83.3 94.7 F-, NO3-,NH4
Quintana Roo 6.41 0.0 100.0 0.00 100.0 92.4 DCa, ST, SO4=
San Luís Potosí 5.45 16.9 83.1 0.96 82.5 85.5 As, F- Sinaloa 16.14 55.0 45.0 7.84 51.4 94.7 Sonora 34.69 59.2 40.8 1.92 94.5 96.6 As, F-, NO3
- Tabasco 5.77 57.7 42.3 8.61 0.0 81.2
Tamaulipas 10.08 87.1 13.2 11.54 0.0 95.9 Tlaxcala 2.85 10.0 90.0 0.00 100.0 98.2 Veracruz 17.19 58.9 41.1 4.39 74.4 80.3 Yucatán 7.80 0.0 100.0 0.00 100.0 97.2
Zacatecas 3.61 5.3 94.7 0.01 99.7 94.3 F-, SO4=, ST
CONTAMINANTES ORGÁNICOS PERSISTENTES Y EMERGENTES
• Contaminantes previamente desconocidos o no reconocidos como tales, cuya presencia en el medio ambiente no es necesariamente nueva, pero sí la preocupación por las posibles consecuencias de la misma.
• Aparecen en residuos y aguas residuales • No hay datos de su impacto en la salud y medio ambiente, pero son
persistentes y bioacumulativos .
–Pesticidas –Productos químicos industriales –Emisiones de la industria –Residuos farmacéuticos –Estrógenos naturales y sintéticos –Drogas –Detergentes y Tenso activos –Otros
TECNOLOGÍAS PARA POTABILIZACIÓN
Desinfección Inorgánicos Orgánicos volátiles
Orgánicos sintéticos
Agua Superficial Radionucleidos
Cloro gas Adsorción Aeración Carbón A. OI II
Hipocloritos II Carbón A. Cloración NF OI
Cloraminas Ablandamiento Ozono FD Ablandamiento
Dióxido de cloro Deionización capacitiva
Aeración Coagulación convencional
Filtración en arena verde
Oxidantes generados in situ
Oxidación-adsorción
Oxidación Avanzada
Filtración lenta en arena
Precipitación con sulfato de bario
UV
Electro Coagulación
UF/MF
Adsorción en óxidos de Mn
Ozono OI/NF Electro Coagulación EDI
EDI
Secuestrantes
Aeración
Filtración D.
Adsorción en alúmina activada F- y As (+5)
Agua cruda
HCl
Tanque de oxidación
Agua tratada
Agua de retrolavado
NaOH
Agua cruda
NaOCl
HCl
Tanque de Agua tratada
Agua de retrolavado
NaO
Intercambio en carbón de hueso F-
Intercambio iónico en resinas Inorgánicos
Agua a tratar
FeCl3
Filtración
Coagulación-filtración (filtración directa) As, Cr
Agua a tratar
Ca(OH)2
Floculación Sedimentación Mezcla rápida Filtración CO2
Recarbonatación Recirculación de lodos Lodos
Ablandamiento químico Dureza, contaminantes disueltos
Floculación Sedimentación Coagulación
Agua a tratar
FeCl3 Fe2(SO4)3 FeSO4 Al2(SO4)3 Filtración
Clarificación convencional (química) Sólidos disueltos y suspendidos
Floculación Sedimentación Electrocoagulación
( Fe+2 ó Al+3)
Agua a tratar + -
Filtración
Electrocoagulación Sólidos disueltos y suspendidos
zeolita 1
zeolita 2
zeolita 3
Mn2+
Na+
K+
Mn2+
HOCl Mn2+ + HOCl + H2O MnO2(S) + Cl- + 3H+
Intercambio iónico
Oxidación
MnOX(S) (cubierta)
zeolita 4
Adsorción
Mn2+
zeolita 5
Mn2+
HOCl
Oxidación
zeolita 6
Adsorción
Oxidación-adsorción en zeolita tipo clinoptilolita Fe y Mn
Electrodo positivo
Purga Agua de rechazo
Electrodo negativo
Electrodo positivo
Electrodo negativo
-
+ + +
- - - -
+ + +
-
+
- - - - - - -
+ + + + + +
+ + + +
+ + + - - - -
- - -
Agua tratada
Agua contaminada
Sales
Arsénico
Amoniaco
Nitratos
Metales
Desionización capacitiva Sólidos disueltos
Electrodiálisis Sólidos disueltos
Ósmosis inversa (agua salobre) Solidos disueltos
Nanofiltración Sólidos disueltos
Micro Ultra
Coagulación + micro/ultra filtración Sólidos suspendidos y disueltos
PROCESOS DE MEMBRANA
tipo de filtración
tamaño de
algunos materiales contenidos en el agua
peso molécularaproximado
(Da)
macro-partículasmicro-partículasmacromolécularmoléculariónicotamaño, µm
tipo de filtración
tamaño de
algunos materiales contenidos en el agua
peso molécularaproximado
(Da)
macro-partículasmicro-partículasmacromolécularmoléculariónicotamaño, µm
0,001 0,01 0,1 1 10 100 1000
ósmosis inversa
nanofiltración
ultrafiltración
microfiltración
filtración convencional
ionesmetálicos
sales acuosas
virus
materia orgánica natural
bacterias
algas
arenas
quistes
lodosarcillas
fibras de asbesto
100 200 10.000 100.000 500.00020.0001.000
0,001 0,01 0,1 1 10 100 1000
ósmosis inversa
nanofiltración
ultrafiltración
microfiltración
filtración convencional
ionesmetálicos
sales acuosas
virus
materia orgánica natural
bacterias
algas
arenas
quistes
lodosarcillas
fibras de asbesto
100 200 10.000 100.000 500.00020.0001.000
OXIDACIÓN AVANZADA
PLANTAS PILOTO PARA REALIZAR ESTUDIOS TÉCNICOS ECONÓMICOS
Adsorción Coagulación convencional Electrocoagulación
Deionización capacitiva Coagulación/microfiltración Nanofiltración
Filtración directa
VARIABLES A CONSIDERAR
• Relativas al costo de operación Eficiencia de remoción del contaminante Consumo de reactivos Consumo de energía eléctrica Generación de desechos sólidos o líquidos Demanda de mano de obra
• De factibilidad técnica
Estabilidad del sistema en operación continua (1-4 semanas) Cantidad de espacio requerido Facilidad de acoplamiento a la infraestructura existente Facilidad de operación
COMPARACIÓN DE TECNOLOGÍAS (As) (Q= 30 L/S)
Tecnología Adsorción Coagulación convencional
Electro- coagulación
Micro- filtración
Nano- filtración
Filtración Directa
Agua perdida % 1 2 2 1 20 a 25 1 Lodos de desecho si si si si no si Remoción de otros SD1
No No No No Calcio, magnesio, sulfatos y cloruros
No
Costo de inversión (M$)
6.0 8.02 a 12.03
9.52 a 13.53
12.30 11.9 7.04
Costo de operación ($/m3)
3.25 1.52 2.09 1.23 2.84 0.6
1 Con base en los parámetros medidos en campo. 2 Fabricada en acero 3 Construida en concreto armado 4 Incluye tratamiento de lodos
