Determinación de los parámetros hidrológicos, hidráulicos e índices de calidad para la recuperación de la laguna del sistema de tratamiento natural en la UAM-Azcapotzalco

166 páginas. Doctorado en Ciencias e Ingeniería.Las lagunas de estabilización son construidas para el tratamiento de aguas residuales domésticas, municipales y una amplia variedad de aguas industriales. Estos sistemas se han diseñado frecuentemente bajos los métodos de diseño racional que dan una explicación en términos cinéticos de lo que ocurre en estas lagunas. En la presente tesis se pretende describir de manera eficiente las condiciones y parámetros de operación de una laguna de maduración que complementa el tratamiento del agua residual que proviene del tratamiento de un humedal, con el objeto de dar continuidad al tratamiento destinado a la remoción de materia orgánica y lograr la obtención de un efluente de calidad, según la Norma Oficial Mexicana NOM-003-SEMARNAT-1997. Dicho sistema está ubicado en las instalaciones de la Universidad Autónoma Metropolitana de la Unidad Azcapotzalco. Se analizaron en primer lugar los tiempos de retención hidráulica y el comportamiento del flujo, para lo cual se construyó en un prototipo a escala; se modeló a través de un software IBER, el cual trabaja en dos dimensiones, analizando los módulos de sólidos sedimentables, turbulencia, número de Froude y velocidad, con la finalidad de evaluar de forma adecuada el comportamiento del sistema, asimismo se construyeron curvas peraltadas en los cambios de canal para evitar la formación de cortos circuitos. Se analizaron los parámetros fisicoquímicos in situ como son: temperatura, pH, conductividad eléctrica, sólidos totales, oxígeno disuelto, potencial redox, así como parámetros ex situ como son: DBO, DQO, alcalinidad, dureza, nitratos y algunos metales como fueron: magnesio, calcio, hierro, potasio y también fueron cuantificados los fosfatos. Se realizaron dos fases de muestreo principalmente en primavera e invierno en los años 2016 y 2017. Se llevó a cabo la obtención de la constante cinética de la degradación (k) de primer orden considerando la etapa de crecimiento exponencial y su relación con el tiempo de decaimiento de la DQO y DBO y con el modelo de Polprasert-Bhattarai se obtuvó el número de dispersión óptimo justificando el incremento de mamparas pasando de 3 a 6 y obteniendo así un régimen de flujo disperso con tendencia a pistón. Posteriormente se analizaron dos modelos de Índice de Calidad del Agua (ICA) correspondiente al modelo colombiano y modelo mexicano, los cuales contemplaron 5 y 9 parámetros respectivamente. Los resultados de ambos modelos clasificaron el agua del sistema bajo un criterio “aceptable”, es decir que resultó óptima para cultivos y para el desarrollo de la vida acuática.Stabilization ponds are built for treatment of domestic and municipal wastewater and a wide variety of industrial waters. These systems have been designed frequently under methods of rational design that give an explanation in kinetic terms of what happens in these gaps. In the present thesis it is tried to describe efficiently conditions and parameters of operation of a lagoon of maturation that complements the treatment of the residual water that comes from the treatment of a wetland, with the intention of giving continuity to the treatment destined to the removal of matter organic and achieve the obtaining of a quality effluent, according to the Official Mexican Standard NOM-003-SEMARNAT-1997. This system is located in the facilities of the Autonomous Metropolitan University of the Azcapotzalco Unit. The hydraulic retention times and the flow behavior were analyzed first, for which it was built in a prototype at scale; It was modeled through an IBER software, which works in two dimensions, analyzing the sedimentable solids modules, turbulence, Froude number and velocity, in order to adequately evaluate the behavior of the system. channel changes to avoid the formation of short circuits. Physicochemical parameters were analyzed in situ such as: temperature, pH, electrical conductivity, total solids, dissolved oxygen, redox potential, as well as ex situ parameters such as: BOD, COD, alkalinity, hardness, nitrates and some metals such as: magnesium , calcium, iron, potassium and phosphates were also quantified. Two sampling phases were carried out mainly in spring and winter in 2016 and 2017. The kinetic constant of the first-order degradation (k) was carried out considering the stage of exponential growth and its relation with the time of decay of the COD and BOD and with the model of Polprasert-Bhattarai the optimum dispersion number was obtained justifying the increase of screens from 3 to 6 and thus obtaining a dispersed flow regime with tendency to piston. Subsequently, two models of the Water Quality Index (ICA) corresponding to the Colombian model and Mexican model were analyzed, which contemplated 5 and 9 parameters respectively. Results of both models classified the water of the system under an "acceptable" criterion, which means that it was optimal for crops and for the development of aquatic life.Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (México)