División de Ciencias Básicas e Ingeniería

Lic. en Ingeniería Química “DISEÑO DE UN REACTOR ANAEROBIO DE LECHO FLUIDIZADO

PARA UNA PLANTA DE TRATAMIENTO DE EFLUENTES LIQUIDOS DE LA EMBOTELLADORA COCA COLA TOLUCA”

Presenta: Roberto Cruz Velazquez

Asesor: Dr. Richard Steve Ruiz Martinez

Mexico D.F., a 25 de octubre de 2002

División de Ciencias Básicas e Ingeniería

Lic. en Ingeniería Química “DISEÑO DE UN REACTOR ANAEROBIO DE LECHO FLUIDIZADO

PARA UNA PLANTA DE TRATAMIENTO DE EFLUENTES LIQUIDOS DE LA EMBOTELLADORA COCA COLA TOLUCA”

Presenta: Roberto Cruz Velazquez

Asesor:

________________________________ Dr. Richard Steve Ruiz Martinez

Mexico D.F., a 25 de octubre de 2002

INDICE Justificación. 1 . objetivo 1 1.. Introducción 2 1.2 Situación nacional del agua 2 1.3 Marco legal 6 1.4 Disponibilidad y tratamiento de aguas residuales en el estado de México 8 2. Tratamiento de aguas residuales. 10 2.1 Clases de contaminantes 10 2.2 Métodos de tratamiento6 11 2.3 Tratamiento biológico 11 2.4 Tipos de procesos biológico 13 2.5 Tipos de reactores 17 3. Reactor de lecho fluidizado (RALF) 20 3.1 Descripción del proceso 20 3.2 Microbiología del proceso38 22 3.3 Cinética del proceso 24 3.3.1 Transferencia de masa 26 3.3.2 Fluidizacion 28 3.3.3 Velocidad global de conversión de sustrato1 31 3.4 Espesor crítico de la biopelícula 33 3.5 Estimación de parámetros 33 3.6 Consideraciones de diseño para reactores de lecho fluidizado 33 3.6.1 Distribución del flujo de entrada 33 3.6.2 Velocidad mínima de fluidización 34 3.6.3 Control de la altura del lecho 34 3.6.4 Separación de biopelícula y lavado de biomasa 35 3.6.5 Caída de presión 35 4. Lodos activados (mezcla completa) 36 4.1 Cinética del proceso 36 4.2 Volumen del reactor 37 4.3 Tiempo de residencia 38 4.4 Tasa de reciclo 39 4.5 Requerimientos de aire 39 4.6 Potencia de bombeo 40 4.7 Carga volumétrica (ovl 40 5 Diseño de planta de tratamiento 41 5.1 Datos generales del contratante 41 5.2 Bases técnicas 43

5.3 Elección del proceso biológico 45 5.4 Balance de materia 47 5.5 Balance de energía 48 5.6 Descripción del proceso 49 5.7.1 Especificaciones del reactor anaeróbico de lecho fluidizado 54 5.7.2 Especificaciones del reactor de lodos activados de mezcla completa 56 5.8 Resumen de costos de equipo 58 5. 9 Resultados. 59 5.10 Conclusiones 61 Nomenclatura 62 Glosario 64 Bibliografía. 67 ANEXO I Memoria de cálculo 71 ANEXO II Normas oficiales mexicanas relacionadas con la conservación de agua y el uso de aditamentos

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ANEXO III Norma oficial mexicana relacionada con la disposición final de lodos y biosólidos para la protección ambiental

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ANEXO IV Ley federal de derechos en materia de agua Cuotas por cobro de derechos de descarga de aguas residuales

107

ANEXO V Propiedades fisicoquimicas de coca cola 113 ANEXO VI composición microbiana y nutrientes básicos 115 ANEXO VII Seguridad e higiene. peligros en la construcción y mantenimiento de plantas de tratamiento de aguas residuales.

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ANEXO VIII Hojas de seguridad 122 Tabla 2 NOM-002-ECOL limites maximos permisibles para contaminantes basicos

Tabla 3 NOM-002-ECOL limites maximos permisibles para contaminantes basicos

1

JUSTIFICACIÓN. La continua disminución de los recursos hídricos a nivel nacional, así como el aumento de la contaminación de este recurso a provocado la necesidad de implementar nuevas técnicas de producción que minimicen la contaminación de los efluentes líquidos, de tal manera que se tengan industrias limpias. Es por ello que en el presente trabajo se presenta una alternativa biológica para el tratamiento de las aguas residuales provenientes de las embotelladoras de refresco, las cuales descargan altos niveles de carga orgánica. 1. OBJETIVO. General: Diseño de un reactor anaerobio de lecho fluidizado RALF para el tratamiento de efluentes líquidos, provenientes de la embotelladora de coca cola Toluca. Particulares: Montaje de un reactor de lecho fluidizado a escala laboratorio. Obtener a partir de datos experimentales, los parámetros de diseño necesarios para el adimensionamiento

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1.. INTRODUCCION 1.1.1. Problemática del agua. En la última década, la sobreexplotación de los recursos naturales ha generado altos niveles de contaminantes lo cual ha adquirido relevancia internacional, sobre todo por el carácter irreversible de la contaminación. En el caso del agua, existe una disponibilidad global de 1,500 millones2 de Km3, que aunque parece suficiente se ha observado que el volumen total renovable solo alcanza una tercera parte de esa cantidad; los escurrimientos naturales, tanto superficiales como subterráneos, llegan a solo a 40,000 Km3 al año, ante esta situación, es claro que la disponibilidad real del líquido es escasa. De persistir la sobreexplotación actual, para el año 2025, aproximadamente las dos terceras partes de la población mundial vivirán en regiones con baja disponibilidad del recurso hidráulico2. México cuenta con una superficie cercana a los 2 millones de Km2, donde más del 65% de su superficie es árido o semiárido9. Para el 2000, contaba con 98 millones de habitantes, 71% en las ciudades, y el resto en comunidades rurales9. Tiene una disponibilidad anual de agua de 5,000 m3 por persona al año, pero con grandes contrastes en su distribución; dicha cifra es inferior a la de USA y Canadá quienes cuentan con 10 mil y 99 mil m3 anuales respectivamente3. 1.2 Situación Nacional del Agua. 1.2.1 Oferta México recibe 1,511 Km3 de agua por precipitación, y pierde por evaporación

Fig. 1. disponibilidad de agua a nivel nacional} 1,089 Km3 con una oferta de agua a nivel nacional en 476 Km3.Con un escurrimiento superficial de 399 Km3, y el resto recarga a través de mantos subterráneos 75 Km3.

3

1.2.2 Demanda En 1995 se usaron 163 Km3 de aguas superficiales y 24 Km3 de mantos subterráneos, es decir 190 Km3 anuales2 ( 40% del total disponible) De esta cantidad la mayor parte se utiliza para la generación de electricidad (113 Km3 en plantas termoeléctricas). Puesto que esta agua vuelve a su cauce, y se le puede dar otro uso, en la práctica se considera que no se consume. Tomando en cuenta esto, entonces el volumen total consumido tanto de aguas superficiales como subterráneas asciende a 73 Km3 de los cuales el mayor porcentaje, corresponde al sector agrícola con 61 Km3 (83%); le sigue el uso domestico con 8.5 (12%); la industria con 2.5 Km3 (3%); finalmente sigue acuacultura intensiva con 1.4 Km3 (2%). México tiene un consumo de 780 m3 per capita, similar al promedio de los países de la OCDE, pero superior al de los países europeos. Al relacionar el consumo de agua con el PIB, para tener una aproximación de la eficiencia hidráulica, con la economía, con respecto a otros países se encuentra que México consume el doble de agua por dólar equivalente de PIB, que el promedio de los países integrantes de la OCDE, y entre tres a seis veces más que las naciones de mayor eficiencia hidráulica. Tabla 1 Consumo de agua/producto interno bruto 1998

POBLACIÓN MILLONES

CONSUMO KM3

PIB MILES DE MILLONES DE

USD 1990

M3/PIB DÓLAR

LITROS/PIB DÓLAR

México 95 74 642 0.1150 115 Canadá 30 47 561 0.0844 84 Japón 124 90 2476 0.0365 37

Francia 58 41 1064 0.0382 38 Fuente Cespedes. Se estima que la inversión requerida para agregar un m3 de agua potable al año durante el periodo 1976-1996, fue, en promedio 2.5 veces mayor que la que se necesito para el periodo 1950-1975 (precios constantes de 1996). 1.2.3 Contaminación. Los contaminantes presentes en el agua, ocasionan la disminución del oxígeno disuelto, vital para la vida acuática; provocan eutroficación; las grasas y aceites, ocluyen las agallas de los peces. Actualmente, en el Valle de México, Lerma, San Juan y Panuco se genera el 89% de la carga orgánica DQO. La distribución de aguas residuales por sector, excluyendo al eléctrico son::

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• Municipal (urbano) 231 m3/s • Industrial 174 m3/s • Agrícola 337 m3/s El DF, Monterrey y la Ciudad de Guadalajara, en su conjunto generan el 40% de aguas residuales y el 35% de la DBO a nivel nacional. Para el año 2020, se espera una demanda de agua potable para uso urbano de 381 m3/s; la cual generará 304 m3/s de aguas residuales con una DBO de 2.36 millones de toneladas; para el tratamiento de estas aguas se requerirán 2.78 mil millones de dólares más un gasto de operación anual estimado en 2.13 mil millones de dólares anuales suponiendo un tratamiento secundario, junto con el tratamiento de lodos2. La demanda de agua para uso industrial en el 2020 se estima en 95 m3/s, generando una descarga de aguas residuales de 76 m3/s y 1.88 millones de toneladas de DBO anuales. La infraestructura requerida será aproximadamente de 1.7 mil millones de dólares, con un costo promedio de operación anual estimado de 1.06 mil millones dólares. 1.2.4 Uso del agua en la industria. En 1999, el gasto del agua por parte del sector industrial representa aproximadamente el 4% de la extracción total de agua en el país2 (5 Km3 anuales), El 90% de este sector se abastece de fuentes propias, y el resto proviene de la red municipal. Tabla 2 Consumo de agua de los principales giros industriales 1999 INDUSTRIA EXTRACCIÓN % CONSUMO % Azucarera 35.2 38.8 Química 21.7 21.0 Petróleo 7.2 8.2 Papel y celulosa 8.2 6.0 Textil 2.6 2.7 Bebidas 3.3 2.4 Siderúrgica 2.5 1.7 Eléctrica 1.5 0.7 Alimentos 0.2 0.2 Fuente: SEDUE / Comisión Nacional de Ecología / indicadores ambientales INEGI El 50% del agua se emplea para enfriamiento; 35% en procesos; 5% en calderas; y en servicios generales 10%, Casi el 80% del consumo de agua de este sector lo tienen la rama azucarera y la química.

5

1.2.5 Aguas residuales en la industria. El caudal de aguas residuales descargado a la red de alcantarillado se estima en 174 m3/s de los cuales solo 10% reciben un tratamiento adecuado. La industria azucarera y la química, en su conjunto descargan el 59% del total descargado. (tablas 1,2), Tabla 3 Aguas residuales industriales 1999 DESCARGA ANUAL KM3

DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXÍGENO MILLONES DE TONELADAS

5.36 (170 m3/s) 6.16 caudal tratado 10.54 (1.7 m3/s) remoción anual de DBO 0.8 Fuente CNA Tabla 4 Participación de descarga por rama industrial RAMA DESCARGA % DBO % DQO % SST % Azucarera 42 63 55 66 Papelera 6 5 5 13 Química 23 6 7 6 Alimenticia 2 5 4 4 Bebidas 6 12 13 4 Petrolera 9 3 5 3 Siderúrgica 7 5 5 2 Minería 2 1 5 1 Textil 3 0 1 0 Fuente: estimación de descarga de contaminantes, Congreso Nacional de Hidráulica, Acapulco, México 1996 en Tecnología para tratamiento de aguas Los contaminantes más comunes de las descargas industriales, en general proceden de aguas de enfriamiento, purga de lodos y lavado de materias primas. 1.2.6 Tipos de tratamiento El 49% de agua residual recibe tratamiento por medio de lagunas de oxidación, 21% a través de lodos activados, 3.1% por medio de filtros biológicos, 2.7% por zanjas de oxidación, 1.2% por lagunas aireadas, 1% por tratamiento primario y 21% a través de otros procesos de tratamiento. Las plantas que cuentan con mayor capacidad conjunta de tratamiento se localizan en el estado de México (42 plantas, que tratan 3,952 l/seg.), Chihuahua (29 plantas, que tratan 3.830 l/seg) y Baja California (13 plantas, que tratan 3,768 l/seg

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1.3 marco legal. El marco jurídico vigente, que regula las actividades de conservación y uso eficiente del agua en México, consta de una serie de leyes y reglamentos de carácter federal y local. La regulación federal, incluye a la constitución de 1917; la Ley General de Equilibrio Ecológico y Protección al Ambiente (LGEEPA), de 1988; la Ley de Aguas Nacionales (LAN) de 1992; la Ley Federal de Derechos en Materia de Agua, de 2000: el Programa Hidráulico 1995-2000 y las Normas Oficiales Mexicanas NOM) 1.3.1 Constitución de 1917. Establece en el artículo 27, que las aguas son propiedad de la nación, y que solo pueden usarse mediante concesión otorgada por el ejecutivo federal. 1.3.2 Ley de aguas Nacionales.. Esta ley , junto con su reglamento de 1994 substituyó a la Ley Federal de Aguas de 1972. En ella se menciona que el sector privado puede participar mediante concesión, en la construcción y operación de la infraestructura hidráulica, y se establece también la obligación de todos los usuarios al pago de derechos para uso de aguas nacionales, incluyendo la de derechos por descargas de aguas residuales. También se definen aquí los plazos y términos para el cumplimiento de la ley así como las sanciones y medios de defensa para el usuario; la Comisión Nacional del Agua (CNA) es la encargada de hacer cumplir estas disposiciones. 1.3.3 Ley General de Equilibrio Ecológico para la Protección del Medio Ambiente. (LGEEPA). Esta Ley establece una serie de criterios para prevenir y controlar la contaminación del agua. Estos se refieren a la importancia ambiental del tema, a la responsabilidad del Estado en la materia, y a la necesidad de tratar las descargas de aguas residuales. De acuerdo a esta ley, estos criterios deben considerarse en la expedición de normas; en la entrega de agua en bloque a sistemas de usuarios, en el tipo de tratamiento que debe aplicarse a las aguas residuales e igualmente en los criterios para la clasificación de los cuerpos receptores con base a su carga contaminante. De acuerdo a la LGEEPA corresponde a SEMARNAT expedir las Normas Oficiales Mexicanas (NOM) para prevenir el control de la contaminación de las aguas nacionales, función que el reglamento interior de esa secretaría otorga al INE. cabe señalar que cada gobierno local tiene el control de las descargas, así como de la vigilancia de las normas, el cobro de derecho de descarga y sanciones. 1.3.4 Ley Federal de Derechos en Materia de Agua. La última modificación que entro en vigor data de 2000. Esta ley establece las disposiciones generales para el pago de derechos por el uso de agua. Así como para el pago de derechos por descarga de aguas residuales, los cuales se mencionan en el capitulo XIV, denominado “Derecho por uso o aprovechamiento de bienes de dominio público de la nación como cuerpos receptores de la descarga de aguas residuales” este, menciona que:

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♦ Es aplicable a usuarios que descarguen aguas residuales con concentraciones de contaminantes arriba de las permisibles, medidas en demanda química de oxígeno (DQO) y sólidos suspendidos totales (SST), y por m3 descargado.

♦ Se determina que los contribuyentes que tienen un proyecto para la mejora de la calidad del agua descargada, no pagarán el derecho por un plazo no menor a dos años.

♦ Se exenta del pago de derechos a las descargas agrícolas

Para determinar el pago de derechos por descarga de aguas residuales ver anexo I. La elaboración de las normas oficiales en materia de agua corresponde, de acuerdo a la LGEEPA, a la Ley de Aguas Nacionales y a la Ley Orgánica de la Administración Pública Federal, al INE y a la CNA, ambos órganos desconcentrados de la SEMARNAT. El INE tiene a su cargo las normas ambientales o ecológicas (NOM-ECOL) mientras que la CNA elabora normas de tipo técnico (NOM-CNA) 1.3.5 NOM 001 ECOL 1996. Instituto Nacional de Ecología. Establece límites máximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales a aguas y bienes nacionales. 6 de enero de 1997, se regulan los contaminantes de aguas residuales (urbanas e industriales) que se descargan en aguas y bienes nacionales, estableciéndose incentivos económicos para su tratamiento (pago de derechos por descarga y exención del mismo y condiciones favorables de crédito en caso de tratamiento) 1.3.6 NOM 002 ECOL 1996. Instituto Nacional de Ecología. Establece límites máximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales a los sistemas de alcantarillado urbano o municipal. 6 de abril de 1998. Se regulan los contaminantes de aguas residuales (urbanas e industriales) que se descargan a los sistemas de alcantarillado urbano o municipal, estableciéndose incentivos económicos para su tratamiento (pago de derechos por descarga y exención del mismo y condiciones favorables de crédito en caso de tratamiento) 1.3.7.NOM OO3 ECOL 1997. Instituto Nacional de Ecología. Establece Límites máximos permisibles de contaminantes para las aguas residuales tratadas que se reúsen en servicios al público. 21 septiembre de 1998. Se norma a los contaminantes de aguas recuperadas por entidades públicas y/o terceros que las vayan a reúsar en servicios al público 1.3.8. PROY-NOM-004-SEMARNAT-2002, Protección Ambiental. Establece las especificaciones y los límites máximos permisibles de contaminantes en los lodos y biosólidos provenientes del desazolve de los sistemas de alcantarillado urbano o municipal, de las plantas potabilizadoras y de las plantas de tratamiento de aguas residuales,

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1.4 Disponibilidad y tratamiento de aguas residuales en el Estado de México. El Estado de México, tiene una disponibilidad muy baja (zona III, 1962 m3/hab.) con una precipitación promedio anual de 999 mm3; de los cuales escurren 3,707 millones de m3 (117.53 m3/s) y se infiltran 1,067 millones de m3 (33.83 m3/s). Los aprovechamientos (agua disponible) en el estado ascienden a 3,099 millones de m3, de éstos, el 44% son de origen superficial y 56% de origen subterráneo. El balance estatal es positivo con 1,674 millones de m3 (53.1 m3/s) (excedente disponible), por otro lado existe una fuerte sobreexplotación subterránea de los recursos hidráulicos 21.1 m3/s.

Consumo de agua por tipo Los sectores doméstico y agrícola son los principales usuarios de agua en la entidad 90 m3/s, que en conjunto suman el 87% de la extracción total; de esta 40.3 m3/s son para agua potable, correspondiendo 27.9 m3/s al área metropolitana de la Cd. de México Debido al deterioro físico de la infraestructura, tan solo en la red de agua potable, se estima que la pérdida por fugas de este líquido es del 30%.

Fig. 2 distribución de agua en el Edo. de México Disponibilidad de agua El estado esta dividido en tres cuencas hidrograficas:: la cuenca del Valle de México-Río Pánuco, en la zona nororiente; la cuenca del Lerma localizado en la región central-oriente, y la del Balsas, ubicada al sur.

Fig. 3 cuencas hidrográficas, Panuco Lerma Balsas En la cuenca del Valle de México-Río Pánuco se concentra el 75.7% de la población, y escurre el 20.2% del agua superficial disponible con un balance

Agrícola31.7%

Doméstico55.3%

Pecuario0.6%

Industrial3.9%

Termoeléctrico8.5%

Usos del agua por sector

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negativo de 11.9 m3/s, debido a la gran sobreexplotación de las aguas subterráneas (24 m3/s). Asimismo 12.1 m3/s están contaminadas. En la región del Balsas, se concentra el 6.6% de la población, escurre el 58.3% del agua superficial disponible (45.8 m3/s),.exporta 15.6 m3/s de origen superficial, a la cuenca del Valle de México, a la cuenca del Lerma y al Distrito Federal, de este caudal el 64% corresponde al Distrito Federal. En la región Lerma hay un balance

positivo, pero la mayor parte están concesionadas además se exportan 6 m3/s de origen subterráneo, de los cuales el 17% se conducen a los municipios conurbados del Valle de México y 83% al Distrito Federal por otro lado 16.3 m3/s de sus aguas superficiales estan contaminadas La cuenca del Valle de México importa caudales para el uso urbano, que ascienden a 5.8 m3/s. Tratamiento de aguas residuales En la entidad se generan 32 m3/s de

aguas residuales municipales y se tiene una capacidad instalada para tratar 6,918 litros/segundo (7 m3/s), mediante 71 plantas, lo que proporciona una capacidad del 21%. Actualmente se estima que el caudal tratado es de 5 m3/s. En la zona metropolitana del Valle de México se genera la mayor cantidad de aguas residuales del estado, que sumadas a las que provienen del Distrito Federal se alcanza un volumen de 45 m3/s. En el caso particular del corredor industrial de Toluca, donde encuentra la empresa del presente trabajo, localizada en la cuenca del Lerma comprende los municipios de Toluca, Metepec, San Mateo Atenco, Tianguistenco, Lerma, Tenango del Valle, Zinacantepec, Almoloya del Río y Ocoyoacac se generan alrededor de 144.25 millones de metros cúbicos de aguas residuales que son vertidas al río Lerma previo tratamiento. Las aguas de descarga urbana son tratadas en dos plantas principales: la Macroplanta Toluca Norte y la Macroplanta Toluca Oriente, ambas tratan algo más de 2,000 litros por segundo (por encima de 60 M.m3 por año). En el caso de las aguas residuales industriales, estas son tratadas en Reciclagua que procesa aproximadamente 450 litros por segundo (14 M.m3 por año). El total tratado por las tres plantas es de unos 75 M.m3 por año. Las plantas Toluca Norte y Toluca Oriente gastaron durante el año 2000 entre 0.32 y 1.18 Kw/hora/m3 y el promedio anual fue de 0.41 Kw/hora/ m3 que se expresa en un costo de más de 0.06 U$ por m3. Si se agregan otros costos (incluyendo inversiones originales, mantenimiento, otros costos operativos) la cifra puede duplicarse (0.12 U$).

42

22

7

2,902

3,767

2480

1000

2000

3000

4000

Pánuco Lerma Balsas

Litro

s po

r seg

undo

0

15

30

45

Núm

ero de plantas

No de plantas de tratamiento para aguas residuales municipales y capacidad instalada (LPS) por

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2. TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES Las aguas residuales; se clasifican en tres categorías: Industriales, domesticas y agrícolas. Cada uno de estas, con un tipo de contaminante característico. Por ello es necesario conocer las características físicas; y características químicas, antes de elegir un determinado tratamiento. 2.1 Clases de contaminantes. En las descargas de aguas residuales municipales o industriales, generalmente se encuentran, seis clases de contaminantes que deben ser eliminados, de estas para que puedan ser descargadas a los cuerpos receptores de aguas negras. a) Organismos patógenos6,18. Son los contaminantes más nocivos, para el ser

humano, las aguas residuales dispersan estos organismos, causando gran parte de las enfermedades endémicas del mundo. Se han encontrado un gran número de agentes virales en las aguas residuales, tales como protozoarios (amebas, etc.), bacterias (cólera, Salmonella, E. coli, etc.), microplasmas y virus (hepatitis, enterovirus, etc.).

b) Materia orgánica18. Los principales compuestos del carbón procedentes de la industria, son carbohidratos, lipidos-aceites, hidrocarburos y proteínas. Otros compuestos, tales como los fenoles, surfactantes, herbicidas, pesticidas, y compuestos aromáticos, están presentes en pequeñas cantidades ( < 1g/L), estos últimos difíciles de degradar por medios biológicos. Una manera de determinar el contenido de materia orgánica en las aguas residuales, consiste en determinar el contenido de carbón presente, el cual puede ser determinado de diferentes maneras: demanda bioquímica de oxígeno (DBO5) demanda química de oxígeno (DQO) y carbón orgánico total (TOC). Cuando las aguas residuales son desechadas sin tratamiento en un lago, río o mar, esa materia orgánica provoca un aumento considerable en la población de bacterias. El metabolismo de las bacterias consume el oxígeno disuelto en el agua, causando que los seres vivos acuáticos (animales, plantas y microorganismos) mueran por falta de oxígeno.

c) Sólidos suspendidos (SS)6,18. Conjunto de todas las partículas presentes en las aguas residuales, con una gran variedad de formas, tamaños y constituyentes. Representa uno de los parámetros de mayor impacto ambiental y sanitario, por englobar toda la materia orgánica e inorgánica en suspensión, o sea, no disuelta en las aguas residuales. Los SS incluyen 100% de los organismos patógenos, 50% a 70% de la materia orgánica de las aguas residuales y 100% de la materia coloidal.

d) Nutrientes6,18. Cuando son liberados en el ambiente acuático, los compuestos orgánicos e inorgánicos del fósforo y nitrógeno (NH4

+, NO3, PO43-, HPO4

2-

,H2PO41-) contenidos en las aguas residuales, estimulan la reproducción

descontrolada de microalgas. Muchas de estas algas son altamente tóxicas, envenenando el agua para el uso humano y destruyendo el ecosistema. En

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agua dulce, las algas verde-azuladas (cianofíceas) y algunas diatomáceas producen toxinas cancerígenas y/o dan un olor y sabor desagradable al agua. En el mar, las algas dinoflageladas forman la «marea roja», que provoca la muerte de seres acuáticos y el envenenamiento de peces, mariscos y seres humanos. El elemento fósforo es el mayor responsable por los efectos de eutrofización del ambiente y del envenenamiento del agua.

e) Gases disueltos (H2S, NH3 y CH4)18. El gas sulfhídrico, (H2S) es generado por bacterias anaerobias a partir del azufre contenido en las aguas residuales. Es un gas tóxico para las plantas, animales y seres humanos, además de ser corrosivo a las cañerías, construcciones, materiales eléctricos y electrónicos. El olfato humano percibe el H2S, en concentraciones del orden de ppt (partes por trillón = 10 -12 ). El mal olor del H2S ("huevo podrido") duplica el costo del tratamiento convencional de las aguas residuales, ya que los procesos biológicos no eliminan el H2S, o inclusive es generado en los tratamientos anaerobios, UASB* (Upflow Anerobic Sludge Blanket, lagunas, etc.).

f) Metales pesados18: Son elementos, no degradables, por el medio ambiente altamente tóxicos, para todo ser viviente. Varios de estos elementos, tales como. (Ni2+, Pb2+, Cd2+, Fe2+, Cu2+, Zn2+, Hg2+) son liberados a las aguas residuales por las industrias con tratamiento inexistente o inadecuado. Estos elementos tienen, en general, un efecto acumulativo y muchas veces carcinogénico.

2.2 Métodos de tratamiento6,28

Los métodos de tratamiento, de aguas residuales, se clasifican en tres tipos físico, químico y biológico, aquí solo se tratara el biológico:

♦ Tratamiento físico. En este se provoca la sedimentación por medios mecánicos como: sedimentación, filtración flotación, etc.

♦ Tratamiento químico. Incluye la oxidación química (cloración, ozonización) y la precipitación química usando CaCl2, FeCl2, Ca(OH)2, o Al2(SO4)3.

♦ Tratamiento biológico. Este puede ser llevado a cabo de manera aeróbica, o bien anaerobia, ya sea en forma independiente o bien combinado. Para este tipo de tratamiento se emplean cultivos mixtos de microorganismos.

2.3 Tratamiento biológico18,28, 27. Este tipo de tratamiento, es el más vasto y amplio de todos los tipos de tratamiento, tiene como finalidad remover la materia orgánica soluble coloidal presente en las aguas residuales. También son metabolizados una pequeña parte de los sólidos suspendidos; la degradación de materia orgánica se lleva a cabo por la transferencia de materia orgánica presente en el seno del líquido, hacia la biomasa, por contacto interfacial, y adsorción. La materia orgánica adsorbida es utilizada por los microorganismos para su metabolismo, con generación de células

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nuevas, las que desplazan a las células muertas; la tendencia natural que tienen los microorganismos de agrupar en floculos sedimentables la nueva biomasa, así como los residuos restantes, permiten que al ser separara del agua residual se genere un agua casi sin materia orgánica soluble. 2.3.1 Niveles de tratamiento17,27. El tratamiento biológico está estructurado en una progresión de cuatro niveles de tratamiento. En cada nivel se eliminan distintas clases de contaminantes, con aumento de la complejidad técnica conforme se avanza en el tratamiento así como en el costo. a) Tratamiento primario consiste de una decantación de las aguas residuales

brutas para eliminar los sólidos sedimentables o gruesos. (Sedimentación, filtración, etc.); y acondicionamiento de las corrientes (ajuste de pH y adición de nutrientes) Por utilizar una estructura simple, tiene un costo bajo. Resulta en una pequeña reducción de DBO y SS de las aguas residuales, pero tiene un efecto mínimo sobre las otras clases de contaminantes

b) tratamiento secundario. Es el principal paso en el tratamiento biológico; este incluye la oxidación biológica de la materia orgánica soluble e insoluble. Los compuestos orgánicos son oxidados a CO2 y H2O por organismos en condiciones aeróbicas; o bien son descompuestos a una mezcla de CH4, CO2 y H2S, bajo condiciones anaerobias; en ambos casos con generación de lodos (material no descompuesto) los cuales deben ser purgados del sistema. . El costo de este nivel de tratamiento es considerablemente más elevado que el nivel anterior, especialmente en los procesos aerobios (lagunas aireadas, lodos activados, etc.) que utilizan energía eléctrica continuamente para la aireación de las aguas residuales. La eficacia del tratamiento varía conforme a la composición de las especies de bacterias presentes, su biomasa, su edad y su metabolismo. En este nivel se generan cantidades variables de lodos, los cuales deben se purgados del sistema, y además deben ser tratados antes de su disposición final.

c) Tratamiento terciario. Incluye la eliminación de compuestos inorgánicos (fosfatos, sulfatos amoniaco) junto con residuos de compuestos orgánicos residuales, por uno, o varios métodos físicos de separación; tales como adsorción por carbón; osmosis inversa; electrodiálisis; etc. Dado que este nivel de tratamiento tiene un costo elevado, pocas ciudades del mundo tienen los recursos suficientes para adoptarlo.

d) Tratamiento de lodos. En las plantas de tratamiento de aguas residuales se generan lodos, como deshecho. Debido a sus características y composición, estos no pueden ser depositados directamente al medio ambiente, debido a que ocasionarían problemas de olores, así como contaminación del lugar debido a las altas concentraciones de los contaminantes químicos (mayor que en las aguas residuales originales), materia orgánica no degradada, y de microorganismos patógenos. Además la consistencia de los lodos hace que sean problemáticos para su transportación. Por ello el tratamiento de lodos se enfoca a la reducción de agua y la estabilización de materia orgánica En general los procesos empleados en el tratamiento de lodos son:

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♦ espesamiento, ♦ elutriación, ♦ digestión (anaerobia o aeróbica), ♦ deshidratación ♦ Secado. ♦ Incineración

La disposición final de los lodos depende de sus características fisicoquímicas,

tipos de tratamiento previo al que fueron sometidos y las posibilidades y tipo de terreno que se tengan. Pueden ser empleados como fertilizante o bien incinerados, dependiendo de su composición química y cantidad generada.

2.4 Tipos de procesos biológico17,27. Los principales procesos biólogicos que se emplean en el tratamiento de aguas residuales (tratamiento secundario), son:

♦ Aeróbico ♦ Anoxicos ♦ Anaerobios ♦ Aeróbico combinado, anoxico y anaerobio ♦ De lagunas

Cada uno estos procesos, a su vez se subdivide en sistemas de crecimiento suspendido, adherido o combinado. El adherido, puede a su vez ser, con movimiento (reactor de lecho fluidizado) o sin movimiento (reactor de lecho fijo). Estos procesos son empleados para:

♦ Eliminación de la materia orgánica carbonosa DBO,DQO, TOC. ♦ Nitrificación ♦ Denitrificación ♦ Eliminación del fósforo ♦ Estabilización de los lodos

En la parte que sigue, solo se hará mención de los procesos aerobico y anaerobico. 2.4.1 Proceso aeróbico.6,8,28

Es empleado principalmente para la eliminación de materia orgánica carbonosa. Entrega efluentes de alta calidad que pueden ser descargados al alcantarillado o cursos de agua superficial, sin embargo implican altos costos de operación (aireación). Es llevado a cabo por microorganismos aerobios y/o facultativos (pseudomonas, nocardia, zoogloea, nitrobacter, etc) estos oxidan la materia orgánica en presencia de oxígeno a compuestos más estables (CO2, H2O). Las reacciones generales que se llevan a cabo son:

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Oxidación y síntesis: Bacterias + CHONS + O2 + nutrientes ----→ Biomasa + CO2 + H2O + NH3 + otros Respiración endógena: C5H7NO2 + 5 O2 + ----→ 5 CO2 + 2 H2O + NH3 + Energía El término C5H7NO2, representa la composición típica de la materia orgánica, degradada por las bacterias en presencia de oxígeno, con formación de moléculas más sencillas, que además se reincorporan a la atmósfera como bióxido de carbono, nitrógeno o agua. Los procesos empleados para llevar a cabo esta operación son: Lodos activados, lagunas aereadas, digestión aeróbica 2.4.2 Lodos activados17,28. Es uno de los procesos más antiguos, y más común, para el tratamiento de aguas residuales municipales e industriales. Este se subdivide en: convencional (flujo pistón); lodos activados de mezcla completa; aireación prolongada y lagunas aireadas. Solo nos enfocaremos en el de mezcla completa. Los lodos activados de mezcla completa son una suspensión de microorganismos, vivos y muertos. En el proceso se encuentran involucrados dos operaciones, generalmente separados en dos dispositivos, tanque de aireación y sedimentador. En primer lugar se encuentra el tanque de aireación , donde los microorganismos son mezclados con el agua a tratar y el oxígeno; y en donde además se oxida la materia orgánica, con la consecuente producción de productos y nueva biomasa. El mezclado dentro del reactor, debe ser adecuado, de manera que se evite la sedimentación de los microorganismos, y para mezclar el oxígeno junto con nutrientes, biomasa y agua residual. El contenido del tanque de aireación es conocido como “licor de mezcla”. La segunda operación que se lleva a cabo, consiste en la separación de la biomasa formada junto con otros sólidos suspendidos. Esta se lleva a cabo en un tanque sedimentador. El efluente clarificado, el cual sale por la parte superior del tanque, prácticamente se encuentra libre de partículas suspendidas. Los lodos son separados por la parte inferior, una parte de estos retornados nuevamente al tanque de aireación, y el resto es descargado para un ser tratado en otro proceso adicional. Algo del sustrato, será completamente oxidado, en H2O, CO2. El oxígeno para poder llevar a cabo dicha oxidación debe ser proporcionado en forma continua o semicontinua. Esta operación es la que mayor consumo de energía, se tiene dentro del proceso. Los requerimientos energéticos para el bombeo de lodos y clarificación son mucho menores que la de aireación. Otra porción del sustrato es empleado para la síntesis de biomasa. El metabolismo aeróbico es la forma más eficiente de conversión de sustrato en biomasa lo cual es una de las características de este proceso; debido a la grandes cantidades de biomasa generadas.

15

2.4.3 Proceso anaerobio6, 27,. La materia orgánica, es degradada por bacterias, que no necesitan el oxígeno para llevar a cabo está. Tienen la ventaja de tener bajos costos de operación además de que la generación de biogas amortigua los costos. Las desventajas que presentan, debe a la dificultad de ponerlos en marcha, la susceptibilidad a choques y los elevados costos de inversión. La reacción que se lleva a cabo se representa como: Bacterias + C5H7NO2 + ------→ Biomasa + CO2 + CH4 + H2 + H2O Hidrólisis Microorganismos 76% fermentativos 4% 20% acetogénesis 24% 52% acetogenicos metanogénesis metanogénicos 28% 72% metanogénicos hidrofilicos acetofilicos Fig. 2.1 descomposición anaerobia de materia orgánica Este proceso, es más lento, en comparación con el aerobio, debido a que tienen tiempos de residencia de hasta 30 días. Sin embargo los principales pasos involucrados en el proceso son: 1. solubilización de inorgánicos insolubles. Las aguas residuales pueden contener

grandes cantidades de sólidos provenientes de la celulosa (papel, residuos

Polímeros orgánicos

Alcoholes, ácidos carboxilicos

excepto acético

H2, CO2 Ácido acético

CH4, CO2

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agrícolas), almidones, proteínas, lípidos y grasas, las cuales son insolubles. Estos compuestos son solubilizados por ácidos o por hidrólisis enzimática ( celulosas, amilasas, lipasas, proteasas), constituyendo el primer paso de la digestión anaerobio

2. Formación de ácidos volátiles. Los compuestos orgánicos solubilizados, son entonces metabolizados por bacterias acetogenicas, de tipo facultativo, para la producción de ácidos orgánicos volátiles, tales como: acético, butirico, fórmico, y propionico, entre otros. Generalmente la temperatura y pH óptimos para llevar a cabo este paso son T=350 C y pH = 4-6. La presión parcial del H2, dentro del reactor puede influir marcadamente en el metabolismo.

3. Formación de metano. Los ácidos volátiles generados en el paso anterior, son convertidos en metano y CO2 por las bacterias metanogenicas las cuales son estrictamente anaerobias. Entre las bacterias anaerobias usadas para este propósito son methanobacterium, methanobacillus, methanococcus y methanosarcina. La temperatura y pH, óptimos de operación para este tipo de bacterias es, T= 35-400 C y pH = 6.5-7.5.

En general ambas reacciones se pueden llevar a cabo en el mismo reactor (una etapa), pero a veces es conveniente hacerlo en dos reactores, uno para la hidrólisis y otro para la formación de metano. Estos reactores generan menos biomasa, que los aerobios, (0.05 g de biomasa/g DQO), y dependerá del tipo de sustrato empleado. Con carbohidratos se obtienen los más altos rendimientos de biomasa, que con cualquier otro tipo de fuente de carbono. La velocidad de formación de metano, es más lenta que la formación de ácidos, en consecuencia este es el paso limitante en el tratamiento anaerobio de aguas residuales. Repentinos incrementos en la concentración de la carga orgánica, puede causar un repentino aumento en la concentración de ácidos volátiles (VA), disminuyendo el pH y alterando los niveles de H2, los cuales deprimen la formación de metano. Los valores típicos de degradación de materia orgánica son de alrededor de 0.2 g DQO/g biomasa día. La composición de la mezcla de gases formada, esta en función del tipo de sustrato empleado, junto con los factores ambientales. Una composición típica de gas es: • CH4 70-75% • CO2 20-25 • H2S , NO2, H2, CO 5% Parte del metano generado en los reactores anaerobios, puede ser empleado para mantener la temperatura de operación de estos. Se puede obtener un rendimiento de 0.75 - 1.2 m3/Kg de material descompuesto; el cual tiene un valor de calentamiento de 24 a 28 millones de J/m3. Uno de los problemas asociados a este tipo reactores es la formación de H2S, junto con el metano, aparte del mal olor, se tienen problemas de corrosión por lo que es necesario eliminarlo antes de

17

usarlo. Ciertos iones metálicos (Na+, K+, Ca2+,Mg2+), a altas concentraciones (>1000 mg/L) son tóxicos para este tipo de bioreactores; pero a bajas concentraciones (< 100 mg/L) son estimulantes del proceso. 2.5 Tipos de reactores.6,9, 26,17 Hasta la década de 1950s, los reactores se agrupaban en 2 tipos: tratamiento Aeróbico y Anaerobio: Inicialmente la “digestión anaerobia” sólo se empleaba en el tratamiento de lodos, generados en el tratamiento aerobio. Por otro lado los digestores anaerobios no contaban con un sistema de mezclado, ni de calentamiento, además los tiempos de residencia hidráulica (TRH), y de residencia de sólidos (TRS); eran iguales, estos son conocidos como reactores de baja tasa. En la actualidad incorporan en su configuración sistemas mecánicos de mezclado, calentamiento del material a digerir (lodos o aguas residuales), un sistema de captación y aprovechamiento de los gases de metano, y un sistema de recirculación con lo que es posible aumentar la concentración de biomasa dentro del reactor, (reactores de alta tasa). Este tipo de configuración permite reducir el TRH , aumentar el TRS, así como de aumentar la carga orgánica alimentada al reactor. Las variantes y desarrollos más importantes de estos reactores son:

♦ Proceso de contacto: digestión con clarificación y recirculación de lodos ♦ Filtro anaeróbico ♦ Reactor con clarificación integrada ( tipo UASB) ♦ Reactor con lecho fluidizado (FEB) o expandido ♦ Reactores con lecho fijo (DSFF)

Tabla 2.1 algunos tipos de reactores anaerobicos TIPO TERMINO EN

INGLES SIGLA AUTORES MARCA

UASB (Lecho de lodos)

Upflow anaerobic sludge blanket

UASB Lettinga

C.S.N. BIOTHANE ANODEK

Lecho fijo

Downflow- stationary fixed-film reactor

DSFF

Van den Berg y Kennedy

Lecho en suspensión

Anaerobic attached.film expanded bed

AAFEB

Jeris

Lecho fluidizado Fluidized bed reactor

FB Sutton y Li Heijnen

ANITRON Gist-Brocades

Fuente: Böhnke et al 1993 , en CONAMA

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La elección de uno, o bien de una combinación de estos procesos depende de los requisitos de calidad requeridos por la legislación vigente; del sistema de pretratamiento, de la disponibilidad de terreno y de consideraciones económicas En la tabla # 2, se presenta una comparación de las ventajas y desventajas de los métodos anaerobicos y aerobicos de tratamiento, además de sus combinaciones tabla 2.2 Ventajas y desventajas de los diferentes tipo de tratamiento de aguas TRATAMIENTO η (%) VENTAJAS DESVENTAJAS Aerobico 70 • Proceso rapido

• Alta Calidad del efluente (DBO5, DQO), apto para descarga de aguas residuales

• Necesita sistema de aireación (gasto de energia)

• Más residuos de lodos secundarios

Anaerobico 60 • Menor gasto de energía • Aprovechamiento de gas • Pocos residuos de lodos

secundarios • Procesos eficientes para residuos

líquidos de concentraciones altas (> 1000-2000 mg DBO5/L)

• Proceso lento • Muy complejo y sensible • reactores voluminosos • Costos altos de construcción • Calentamiento adicional

Anaerobico/ Aerobico

78 • Más rápido y más estable que el proceso anaerobico simple

• Aprovechamiento de gas • Alta Calidad del efluente.

• Necesita sistema de aireación. • Usa calentamiento adicional

Fuente: Böhnke et al 1993 en CONAMA.

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Fig. 2.2 Diferentes configuraciones de reactores que emplean biopeliculas (a) USB, (b) BFB, (c) EGSB, (d) BAS (i) IC

20

3. REACTOR DE LECHO FLUIDIZADO (RALF). Este tipo de reactor, es una de las más recientes innovaciones en el tratamiento de aguas residuales, donde estas son tratadas por biopeliculas las cuales se encuentran adheridas a un soporte, en suspensión, por efecto de las fuerzas de arrastre ascendentes, de un medio de nutrientes. 3.1 Descripción del proceso12,27. En este tipo dispositivo, el agua a tratar es bombeada en forma ascendente a través de un lecho de partículas pequeñas (silica, arena, carbón, etc.), a una velocidad, capaz de fluidizar estas. La fluidización permite, que toda el área de cada partícula, este disponible para la colonización biológica. Con frecuencia se tienen áreas superficiales de hasta 3000 m2/m3, esto permite que se puedan tener altas concentraciones de biomasa ( 30,000-40,000mg SSV/L), que generalmente son de un orden de magnitud mayor que en los procesos convencionales. Estas características permiten que tanto el tamaño del reactor, como el tiempo de tratamiento sean menores; con la ventaja adicional de no tener que emplear un sedimentador secundario. Durante el proceso la biopelicula adherida a las partículas aumenta en grosor y en consecuencia el volumen, y la densidad global de la biopartícula disminuye, y eventualmente esta será lavada fuera del reactor. En consecuencia se debe determinar el diámetro óptimo que debe tener la bioparticula para que pueda llevarse en forma adecuada la transferencia de masa desde el seno del líquido a través de la biomasa, pero al mismo tiempo se debe determinar la altura que alcanzaría el lecho fluidizado con este diámetro, para que una vez que el lecho alcance esta altura, se lavan las biopartículas que presentan un exceso de biomasa (se encuentran en la parte superior del lecho por ser más

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ligeras), este lleva a cabo por medio de un dispositivo mecánico el cual separa por medio de vibración la biopelícula de la partícula inerte; una vez limpio el soporte este es retornado al reactor, mientras que la biomasa separada es lavada como lodo. En la mayoría de los casos, el efluente se recicla para tener una fluidización adecuada y un suministro continuo de carga orgánica. Se ha encontrado que los soportes porosos son más adecuados en los lechos fluidizados que los no porosos, debido a que soportan mejor los esfuerzos de corte, lo cual evita que las biopeliculas se separen del soporte en la figura 1 se muestran materiales no porosos y porosos.

Fig. 3.2 en las 2 microfotografias superiores se muestra un granos de arena sin biomasa y con biomasa; en las dos microfotografias de abajo se aprecian granos de piedra pomez sin y con biomasa

22

En la tabla 1, se resumen las diferencias de este dispositivo con otros procesos biológicos, en términos de área superficial específica, concentración de biomasa y velocidad de carga orgánica. Tabla 3.1 Comparación de RLF con otros procesos.

TIPO DE PROCESO PARAMETRO Area superficial específica de medio,

por volumen de reactor m2/m3

Filtro percolador 12-30 Discos rotatorios 40-50 Reactor de lecho fluidizado 800-1,200 Concentración de biomasa

(mg/ L)a Lodos activados con puro oxígeno 3,000 - 5,000 Lodos activados convencional 2,000 - 3,000 Lodos activados para nitrificación 1,000 - 1,500 RLF (oxidación de carbón) 12,000 – 15,000 RLF ( Nitrificación) 8,000 - 12,000 RLF ( Denitrificación) 30,000 – 40,000 Velocidad de carga orgánica (OVLR)b Lodos activados con puro oxígeno 1.2 - 2.4 Lodos activados convencional 0.5 - 1.2 RLF (oxidación de carbón) 8 – 16

Fuente: fluidized bed biofilm reactor for wastewater a En términos de SSV, dentro del reactor b En términos de DBO eliminado, por m3 de reactor por día. . 3.2 Microbiología del proceso38,. Todas las ventajas derivadas de este reactor, están en función de la habilidad de estos de retener altas concentraciones de biomasa, en forma de biopelícula adherida a un soporte, por ello es esencial poder comprender el mecanismo de formación de esta, para poder llevar a cabo una adecuada aplicación de esta tecnología. Desafortunadamente existe un hueco de información en este rubro. 3.2.1 Formación de biopelicula38. Inicialmente, los microorganismos se encuentran suspendidos en el medio, los cuales son transportados a la superficie del soporte, vía diferentes mecanismos, tales como movimiento browniano, atracción electrostática, fuerzas de Van der Waals, entre otras. Una vez adheridos los microorganismos, requieren de un

23

tiempo de aclimatación, a su nuevo ambiente, antes de que puedan utilizar el sustrato que los rodea (fase de latencia). Después se presenta una fase de crecimiento logarítmico de la biomasa, la cual esta en función de su capacidad de procesar alimento y de su velocidad de duplicación; Una vez que la superficie del soporte se encuentra activa, los microorganismos cambian a una fase lineal, y la biopelicula continua creciendo hasta que se alcanza una meseta. Una cuarta fase se inicia cuando se agota el sustrato y se presenta el crecimiento de nuevas células junto con muerte de otras, presentándose además el desprendimiento de biomasa de las partículas. 3.2.2 Características de la biopelicula38. Esta es una matriz gelatinosa, formada primordialmente de carbohidratos, los cuales se polimerizan en polisacaridos lineales o, en ramificados. La biopelícula actúa como un pegamento donde se retienen las colonias de microorganismos. Las propiedades de esta, dependen del medio en el cual se encuentren en contacto la superficie de esta. 3.2.3Propiedades físicas12,38. Espesor de biopelícula. Aunque la masa de la biopelícula depende del espesor de esta, no ocurre lo mismo con la velocidad de conversión del sustrato, debido a la resistencia a la transferencia de masa impuesta por la estructura gelatinosa de la biopelicula. Se ha observado que la velocidad de degradación se incrementa linealmente, con el espesor de la biopelícula, hasta un cierto espesor. Cuando dicho espesor permanece menor a un cierto valor critico la biopelícula permanecerá activa, pero cuando se excede de este valor, solo una porción de la permanecerá activa. En consecuencia, un incremento en el espesor de la biopelícula no tiene correspondencia en el incremento en la velocidad de conversión. En los reactores de lecho fluidizado y expandido el espesor de biopelicula puede ser mantenida a un valor constante mediante el control de la altura del lecho fluidizado, junto con la eliminación del exceso de biomasa adherida. Por este medio, se ha logrado mantener el espesor de biopelicula, en reactores de lecho fluidizado en aproximadamente 150micrones, cuando son empleados fluidizado para el tratamiento de agua de maíz, aun cuando la carga orgánica, se varíe en un amplio rango. Densidad de biopelícula seca.38 Mulcachy y La Motta, observaron que existe una profunda relación entre la densidad seca de la biopelícula y el espesor de esta. Conforme crece el espesor, la densidad seca de esta disminuye. Esta disminución de la densidad seca, es una característica importante que debe ser tomada en cuenta en el diseño de los reactores de lecho fluidizado, debido a la estratificación que se presentaría, es decir las partículas menos densas, con biopelículas más gruesas tienden a concentrarse en la parte superior del reactor. Lo que conduce al lavado de las partículas presentándose problemas en le control de la altura del lecho.

24

Transferencia de masa. La estructura gelatinosa de la biopelícula, tiende a disminuir el transporte del sustrato a través de esta. Esto provoca que la concentración de sustrato alrededor de los microorganismos que se encuentran dentro de la biopelícula sea menor que la existente en el seno del líquido. Entonces, el transporte de masa a través de la biopelícula debe ser tomado en cuenta en el diseño de estos reactores. Composición química. La composición orgánica de las biopelículas varia de acuerdo con la composición del seno del fluido. Estas están altamente hidratadas, alrededor de 96% de agua 3.2.4 Factores que afectan la formación de la biopelícula. Entre los principales factores se encuentran: ♦ Polisacáridos. Los microorganismos, secretan polisacaridos, los cuales les

permite permanecer juntos. Estos compuestos poseen altas propiedades absorbentes.

♦ Características y concentración del sustrato. La naturaleza del sutrato afecta la producción de polisácaridos. Los carbohidratos estimulan el crecimiento de la biopelícula. En cambio son inhibidos por la presencia de coloides inorgánicos. Igualmente, también es estimulado por la presencia de nutrientes como nitrógeno, fósforo y azufre.

♦ Condiciones ambientales. A pH neutro se produce el mayor crecimiento de biopelicula y de producción de polisácaridos.

♦ Hidrodinámica. Grandes crecimientos de biopelícula se han observado, cuando fluidos pasan a altas velocidades.

♦ Condiciones ambientales. Se observan crecimientos máximos, cuando el pH se mantiene neutro, a temperaturas de 350 C.

3.3 Cinética del proceso35,38,39,40. En los reactores de lecho fluidizado o expandido, prácticamente toda la biomasa se encuentra adherida al soporte, entonces para que pueda llevarse a cabo la metabolización del sustrato este deberá ser transportado desde el seno del líquido hasta la interfase biopelícula-liquído (transferencia de masa externa). Posteriormente es transportado al interior de la biopelícula (transferencia de masa interna). Donde finalmente se lleva a cabo la conversión del sustrato a través de la biopelícula; la consistencia gelatinosa de esta última tiende a retardar el transporte, causando que la concentración del sustrato sea menor en la vecindad de los microorganismos que la existente en el seno del líquido. Debido a que la velocidad del proceso microbiano esta determinado por la concentración del sustrato alrededor de los microorganismos, es esencial tomar en cuenta la velocidad de proceso microbiologico junto con el transporte de masa y la mecánica de fluidización para modelar este dispositivo. El análisis de la mecánica de fluidización para un conjunto dado de condiciones de operación conducen hacia dos parámetros críticos: el espesor de biopelícula y la

25

porosidad del lecho. Los cuales pueden ser usados para calcular la concentración de biomasa.

Fig 3.3 transferencia de masa desde el seno del líquido hasta la biopelicula.

26

3.3.1 Transferencia de masa. La conversión del sustrato en reactores heterogéneos tales como reactores de lecho fluidizado puede describirse en los siguientes pasos:

1. transporte del sustrato desde el seno del líquido, hasta la interfase líquido-biopelícula (transferencia de masa externa). Fig. 3.3

2. Transporte de sustrato dentro de la biopelícula (transferencia de masa interna)

3. reacciones de conversión de sustrato dentro de la biopelícula. Los pasos 2 y 3 tienen lugar en forma simultanea, por lo que ninguno de ellos controla la reacción mientras el paso uno se encuentre en serie con estos pasos. Cuando se tienen reacciones que dependen de la concentración del sustrato (reacciones de primer orden, Michaelis Menten, etc.) disminuye la velocidad de reacción observada por decrecimiento de la concentración de sustrato intrabiopelicula. Para cinética intrínsecas de orden cero, los pasos 1 y 2 pueden hacer que disminuya la velocidad de reacción debido a limitaciones de penetración del sustrato dentro de la biopelícula. Transferencia de masa externa. En los reactores de lecho fluidizado y expandido se ha observado, que los efectos de transferencia de masa son despreciables, esto debido a las altas velocidades de flujo, dentro de este tipo de configuraciones las cuales permiten disminuir la capa limite que rodea a las biopartículas. Factor de efectividad. En general los efectos de transferencia de masa sobre las velocidades de reacción intrinsecas, son cuantificados por el factor de efectividad. Bajo la suposición de que la transferencia de masa es externa es despreciable, el factor de efectividad se define como:

η=velocidad de reaccion observada

velocidad de reaccion intrinseca, ocurre si S= S en cualquier punto de la peliculab, (1)

En ausencia de limitaciones debidas a la transferencia de materia, la velocidad de reacción observada es igual a la intrínseca, Robs=Rintrinseca, y el factor de efectividad, es igual a uno, η = 1 ; mientras; que si existe resistencia a la transferencia de masa, η < 1. La expresión que representa el factor de efectividad para una biopartícula, se hace bajo las siguientes suposiciones:

1. La biopelícula es homogénea, de espesor uniforme. 2. Soporte esférico de tamaño uniforme 3. Resistencia a la transferencia de masa externa despreciable 4. La transferencia de masa interna se define con la ley de Fick 5. sustrato soluble.

27

6. Condiciones de estado estacionario. La ecuación de continuidad de una biopartícula, que tiene al sustrato, como factor limitante es:

RDr

dd

rdSd

ef

r r=

2

2 (2)

Donde: Def = coef., de difusividad efectiva de sustrato en biopelícula, m2/s r = radio de biopartícula. M S = concentración de sustrato intrabiopelicula Kg/m3 R = velocidad de conversión de sustrato por unidad de masa de biopelícula Kg/m3 Cinética de orden cero. Las reacciones de orden cero evolucionan a una velocidad constante e independiente de la concentración de sustrato. Donde aplica la siguiente velocidad de reacción y condiciones de frontera: R K= ρ 0 (3) Condiciones de frontera: S= Sb; cuando r= rp dS/dr = S = 0 cuando r = rs donde: ro = densidad de biopelícula seca Kg/m3 k0 = constante de velocidad intrínseca de orden cero Sb = concentración de sustrato en el seno del líquido Kg/m3 rp = radio de bioparticula rs = radio de soporte sin biopelícula. Una forma sencilla de calcular el factor de efectividad, para cinética de orden cero, consiste en relacionarlo con parámetros mensurables. El módulo de Thile (ϕ.), esta expresión agrupa rp, Def, R, Sb. Los cuales son fácilmente mensurables. Una modificación de este módulo se representa como:

5.0

=

bef

pSDRr ρ

ϕ (4)

donde:

28

−= 2

33

3rrr

r mpp (5)

Esta ecuación se correlaciona con el factor de efectividad con la siguiente ecuación empírica: 0.1

02712.1 −= mϕη si Φ > 1.27 pero cuando Φ ≤ 1.27 entonces η = 1.0 De lo anterior, se induce que en las reacciones de orden cero, la transferencia de masa interna de masa es directamente proporcional al espesor de la biopelícula. Se requieren altas concentraciones de sustrato en el seno del líquido, para asegurar que la mayoría de la biopelícula estará activa. Cinética de primer orden. En este tipo de reacción la velocidad de reacción depende de la concentración del sustrato. Siguiendo para este orden de reacción el enfoque usado previamente para obtener una forma sencilla para el calculo del factor de efectividad se propone un módulo de módulo de Thile (ϕ)

11 ϕϕ

=

pm r

r (6)

Entonces el factor de efectividad para reacciones de primer orden se calcula como:

=

m

m

1

1 )3coth(ϕ

ϕη (7)

De las ecuaciones () y () se observa que el factor de efectividad para reacciones de primer orden es función del espesor e independiente de la concentración del sustrato. En los reactores de lecho fluidizado y expandido, se tienen altas eficiencias debido a la alta densidad microbiana y a valores altos en el factor de efectividad. 3.3.2 Fluidizacion38. La principal diferencia de los reactores convencionales y el reactor de lecho fluidizado, consiste en el libre movimiento de la biomasa adherida al soporte. Sin embargo el crecimiento de la biomasa adherida provoca cambios en la densidad global de la biopartícula, así como de la expansión del lecho. De manera que el número y tamaño de las biopartículas (y por lo tanto el espesor de la biopelicula)

29

por unidad de lecho proveen dos piezas claves para la estimación de la concentración de biomasa el modo más conveniente para obtener esta información, consiste en poder definir la mecanica de fluidización en términos de parámetros mensurables. Las correlaciones resultantes, proporcionaran la base para el calculo del espesor de biopelícula (δ), porosidad del lecho (ε); el grado de expansión del lecho, así como la concentración de la biomasa (X), para un conjunto dado de condiciones de operación. Son varias las correlaciones de fluidización que relacionan la concentración, con las características físicas de los reactores de lecho fluidizado, entre ellas se encuentran las de Richardson–Zaki, las cuales son ampliamente usadas.

n

tUU

ε= (8)

Donde, U es la velocidad superficial; Ut representa la velocidad de sedimentación; y n el índice de expansión. Para el caso de partículas esféricas, la velocidad de sedimentación terminal puede ser calculada, empleando la ley de Newton:

−=

1

)(75.0ρ

ρρ

D

plst C

gdU (9)

Donde ρs es la densidad de la biopartícula, g es la velocidad de aceleración de la gravedad y CD es el coeficiente de arrastre de Newton Las correlaciones para el coeficiente de arrastre (CD) y el índice de expansión (n) que se han desarrollado empíricamente para reactores de lecho fluidizado son:

CD = 36.7 Ret-.067, 40 < re <90

N = 10.35 Ret-0.18, 40 <Re <90

Donde: Ret =(dpρlUt/µ) corresponde al número de reynolds terminal Con ayuda de estas correlaciones modificadas para biopartículas se puede calcular la concentración de biomasa dentro del reactor

( )

−−=

3

11p

mfd d

dX ερ (10)

Donde ρfd corresponde a la densidad seca de la biopelicula. La predicción de la biomas a partir de estas correlaciones puede facilitarse empleando un procedimiento iterativo, como puede verse en el diagrama de flujo de la figura 2. Para una aplicación específica, primero se supone un espesor δ, después se introduce información adicional conocida ( U,A,Vm, etc).

30

Si No Nota: XB=29.2 Kg/m3

Fig. 2. Algoritmo para fluidización

ENTRADA U A HB rm g ρfw ρm ρl µ

−+

=

33

1p

mfw

p

mmp d

ddd

ρρρ

( ) 65.0

47.053.0

47.1

3.20

−=

µρ

ρρ

l

plpt

gdU

µ

ρ ptlt

dU=Re

1.0Re)45.4( −= tn 1< Ret <500

−−

=

n

lp

lmn

p

m

dd

65.096.0

0 ρρρρ

εε

( )

−−=

3

11p

mfd d

dX ερ es xB=xexp

SALIDA δ ε HB dp=dm+2δ

300

)1()1(

−−

=m

pB d

dAAh

Hεε

δ supuesta

31

3.3.3 Velocidad global de conversión de sustrato1,6,28, 34. La velocidad de conversión del sustrato es influido por las características hidráulicas de este tipo de reactores, debido a el flujo de reciclo proveniente del influente, a fin de proporcionar una adecuada fluidización. Condiciones de reactor en flujo piston (R ≤ 2). Los reactores de lecho fluidizado, pueden ser considerados como de flujo pistón (RFP), cuando presentan una tasa de recirculación menor o igual a 2 Un balance de masa sobre el sustrato, a través del reactor de lecho fluidizado, cuando se hace la suposición de que el factor de efectividad es de 1.0 se representa como:

0=

+ v

b RdzdSU (11)

sujeto a las condiciones de frontera: Sb = Sbi cuando z=0 Rv, representa la velocidad de consumo de sustrato, por unidad de volumen de lecho fluidizado, la cual es una modificación de la ecuación de Monod, para la velocidad específica de crecimiento celular:

XSK

kSUXRs

v )( +−

== (12)

Donde: Rv=velocidad de consumo de sustrato K = µmax/Yx/s X = concentración de biomasa por unidad de volumen Sbi= concentración de sustrato a la entrada en z=0 Z= posición axial, a lo largo del reactor Condiciones de reactor de mezcla completa (R>2) Cuando la tasa de recirculación, es mayor a 2, se consideran que están trabajando como reactores de mezcla completa. El balance de masa sustrato sobre el sustrato en el seno del líquido, para estas condiciones es: S S

R Xb i b−=

θ (12)

Ecuaciones comunes. Las siguientes ecuaciones aplican tanto para reactores de flujo pistón, como para reactores de mezcla completa, con las que se puede calcular:

32

La concentración de biomasa, por unidad de volumen de lecho fluidizado (X); tiempo de residencia hidráulico (θ), tiempo de residencia celular (θX); coeficiente estequiométrico de rendimiento celular con respecto a sustrato (Yx/s) producción de lodos (PX); velocidad expecífica de generación de biogas (UG); velocidad de específica de consumo de sustrato (U); volumen de reactor (Vr ); eficiencia de consumo de sustrato (E); y carga orgánica (OVL).

( )U

S SX

Q S SV X

e e=−

=−0 0

θ (13)

U

k SK S

e

s e=

+ (14)

e

rX QX

XV=θ (15)

Y

Ykobs

d X=

+1 θ (16)

U aUG = (17)

QV r=θ (18)

( )

( )XY S S

kX e

d X

=−

+

θ

θ θ0

1 (19)

1

θ XdY U k= − (20)

P Y Q S SX obs e= −( )0 (21 ) ( )

( )VQ Y S S

X kX e

d X

=−

+

θ

θ0

1 (22)

S S

R Xb i b−=

θ (23)

ES S

Se=

−0

0 (24)

O V LS QV r

= 0 (25)

33

Para ambos tipos de reactores se hacen las siguientes suposiciones:

Todas las reacciones se llevan a cabo dentro de la biopelícula La ecuación de Michaelis-Menten, o la de Monod, aplican para describir la

velocidad de consumo de sustrato dentro del lecho. Ningún microorganismo se encuentra, en la alimentación, por lo tanto todo los

SSV, en el efluente son generados dentro del reactor. La velocidad específica de producción de metano, es función lineal de la

velocidad específica de consumo de sustrato. Se tienen condiciones de estado estacionario.

3.4 Espesor crítico de la biopelícula. Este es un parámetro que puede ser controlable indirectamente. Para un medio dado, el espesor en equilibrio de biopelícula depende de la velocidad superficial ascendente, de la altura del lecho expandido, y del volumen del medio. Los cambios en el espesor de la biopelícula es lo que más afecta en la efectividad de la biomasa, así como en el funcionamiento global del reactor. Una excesiva acumulación de biomasa sobre la partícula conduce a un mayor incremento en la altura del lecho reduciendo su estabilidad, en casos extremos se produce el lavado de las biopartículas. 3.5 Estimación de parámetros28. Para cinéticas de primer orden; de Michaelis menten: o bien de orden cero, las constantes intrínsecas k1, k0 y Def pueden ser determinadas experimentalmente mediante una serie de corridas de reactores de lecho fluidizado, de preferencia en paralelo. Para cada caso la cantidad a variar para cada corrida es el espesor de biopelícula, mientras se mantiene constante la velocidad superficial ascendente así como la altura del lecho. El objetivo a alcanzar consiste en determinar las constantes intrínsecas de velocidad para espesores de biopelícula lo suficientemente delgadas donde las limitaciones por transferencia de masa sean despreciables, donde no hay variaciones de la constante intrínseca al variar el espesor. La difusividad efectiva Def puede determinarse, para aquellas corridas donde la constante intrínseca k0 o k1 disminuyan con el incremento del espesor de la biopelícula 3.6 Consideraciones de diseño para reactores de lecho fluidizado. 3.6.1 Distribución del flujo de entrada. Se deben tomar en cuenta dos aspectos, en la distribución del flujo a la entrada de un reactor de lecho fluidizado: Primero, el flujo debe mantenerse constante para tener una distribución uniforme por toda el área transversal, para evitar que la distribución del lecho se rompa y se

34

incremente el choque entre partículas, así mismo provocar que en el fondo del reactor se tenga una porción del lecho no fluidizado. Segundo, la energía cinética asociada con el flujo de entrada debe ser disipada en el fondo del reactor para asegurarse que los efectos de turbulencia sean mínimos, de otra manera el desarrollo de la biopelícula en este medio seria imposible. Para poder llevar a cabo las anteriores recomendaciones, se recomienda: Para pequeños reactores de lecho fluidizado, el agua se introduce por la parte inferior de manera ascendente. Debe colocarse en el fondo una capa de grava u otros materiales gruesos de manera que disipen la energía del agua. Deben colocarse unos distribuidores de flujo, como platos perforados de manera que se garantice una distribución de flujo uniforme a través de toda el área perpendicular al flujo. Para reactores más grandes se emplea un sistema de tubo paralelos, los cuales dirigen el flujo hacia abajo en dirección de una serie de distribuidores de forma cónica invertida. Estos distribuidores de flujo cambian la dirección de flujo en 1800 disipando una parte de la energía cinética. Debe diseñarse este sistema de manera de que la distribución sea siempre constante. 3.6.2 Velocidad mínima de fluidización32,38. La velocidad superficial ascendente (U) a emplear bajo un conjunto dado de condiciones de operación puede ser calculado vía ecuaciones de cinética, desarrolladas en secciones previas. Sin embargo, es esencial que durante el arranque de un reactor de lecho fluidizado, la velocidad superficial ascendente se mantenga arriba de la velocidad mínima de fluidización del medio empleado. Lo cual permite el desarrollo de la biopelícula., En toda la extensión del reactor se debe contar con una adecuada velocidad de flujo, para poder mantener la fluidización, si esta es mayor que la de sedimentación de la partícula, entonces estas saldrán fuera del reactor, por lo tanto la velocidad de flujo deberá estar dentro de un pequeño intervalo, entre la velocidad mínima de fluidización y la de sedimentación. Entre las correlaciones, existentes para calcular la velocidad mímima de fluidización esta:

( )

vd g

mfpart

=−2

1650ρ ρ

µ (26)

Donde: d= diámetro de partícula m ρpart, ρ = densidad de la partícula y agua respectivamente kg/m3 µ = viscosidad del agua g/m hora g = gravedad m/h2 3.6.3 Control de la altura del lecho38. El control de la altura del lecho, vía lavado y separación de la biomasa es una forma directa y conveniente de mantener en equilibrio el espesor de la biopelícula a un nivel deseable. En la práctica, el control de la altura no es controlado constantemente. Por otro lado, si la biomasa lavada, que se encuentra diluida

35

debe espesarse para que se pueda disponer de ella, esto necesariamente incrementa los costos. Una manera práctica de controlar la altura de los lechos expandidos, es permitir que estos fluctúen sobre un determinado rango de alturas, y velocidades de expansión. Supongamos que se tiene una determinada altura de lecho, HL m. y una determinada velocidad de expansión vex m/día; entonces se permite que el lecho se expanda entre (HL - vex) a (HL + vex)m. Una vez que el lecho alcanza la altura superior se enciende una bomba para eliminar las biopartículas, una vez alcanzada la altura inferior se apaga la bomba. La altura del lecho se calcula vía las ecuaciones cinéticas desarrolladas para esta configuración. 3.6.4 Separación de biopelícula y lavado de biomasa. Como se menciono anteriormente, el lavado del exceso de biomasa evita un crecimiento excesivo de la altura del lecho. Cooper, et al. mencionan un proceso que permite la separación de biopéliculas, por medio de unas pantallas vibratorias, en ellas se separa la biomasa del soporte, posteriormente el soporte es retornado al reactor mientras que la biomasa es enviada a un tratamiento de lodos. 3.6.5 Caída de presión. La caída de presión a lo largo del reactor de lecho fluidizado esta dado por:

( )( )

HH

Lp a r t

=− −γ γ ε

γ

1 (27)

Donde: HL= Perdida de presión m H = altura de lecho fluidizado m ε = porosidad γ = peso específico Kg/m3

36

4. LODOS ACTIVADOS (mezcla completa) 18,28 Una característica de este proceso, consiste en mantener en suspensión a los microorganismos vivos y muertos que intervienen en la oxidación de la materia orgánica; a diferencia del reactor de lecho fluidizado, donde estos son mantenidos adheridos a un soporte inerte en movimiento. El proceso, involucra dos operaciones, generalmente separados en dos operaciones unitarias: v 1 reactor aeróbico de tanque agitado. v 1 Tanque de sedimentación secundario.

En primer término se encuentra el reactor, en donde la biomasa y el oxígeno se mezclan con el agua residual, a esta combinación se le conoce como “licor de mezcla”, aquí es donde se lleva a cabo la oxidación del sustrato, una parte de este es convertido en dióxido de carbono, y el resto en nueva biomasa. Para que se tenga un adecuado funcionamiento del proceso, es necesario que el mezclado sea lo suficiente, para evitar que sedimenten los microorganismos El tanque de sedimentación secundario es alimentado con el efluente proveniente del reactor, en este precipitan los lodos por efecto de la gravedad, el líquido ya clarificado sale por la parte superior del tanque, prácticamente libre de partículas suspendidas; listo para ser enviado a el tratamiento terciario (desinfección). Por la parte inferior, salen los lodos separados, una parte de estos son reciclados nuevamente al reactor, y el resto enviado a un reactor de lodos anaerobio o aerobio para el acondicionamiento final de estos. Para que se pueda llevar a cabo la oxidación de materia orgánica, por organismos aerobios es necesario proporcionar en forma continua oxígeno al reactor; esto provoca que los costos del proceso sean elevados, debido al alto consumo de energía necesario para proporcionarlo Las suposiciones:

♦ Condiciones de estado estacionario. ♦ Aplica la ecuación de Michaelis-Menten, o la de Monod. ♦ La concentraciones de biomasa a la entrada del reactor es despreciable ♦ Reactor continuo de tanque agitado ♦ .La concentración de biomas del efluente clarificado es despreciable ♦ Proceso aerobio

4.1 Cinética del proceso.

37

Parámetros biocinéticos. Estos pueden ser obtenidos experimentalmente, a la temperatura de operación del reactor, partir de determinaciones de DQO del influente y efluente; así como de determinaciones de sólidos suspendidos volátiles SSV, a la salida y dentro del reactor. Si esto no fuera posible, se pueden emplear los parámetros reportados en la literatura, pero si la temperatura a la que están reportados no es la misma con la que se va a trabajar entonces estos se calculan a partir de la siguiente relación: )20(

20 )04.1( −= tCt kk (4.1)

Donde: K20 = constante cinética a 200C Kt = nueva constante a la temperatura t T = temperatura a la temperatura t Se considera que el reactor de lodos activados, funciona como un reactor continuo de tanque agitado (RCTA), debido a ello la velocidad de consumo de sustrato es la misma que la que se emplea en el reactor de lecho fluidizado, aunque la tasa de reciclo, no necesariamente tiene que ser mayor de 2

XSK

kSUXRs )( +

−== (4.2)

Debido a variaciones ambientales de temperatura durante el año, se tienen diferentes temperaturas dentro del reactor de lodos activados, por ello es necesario calcular las posibles temperaturas del reactor a las condiciones más extremas que se puedan presentar en el año, (verano e invierno)

HPQ

HPTQTT

fluido

ambafluidow 1134

)(1134lim

+

+=

δ

δ (4.3)

Donde: HP = [Q(DBO5ent-DBO5 sal)]/ 21 = estimación de potencia δ = densidad del fluido a la temp Talim Q = flujo de influente m3/ día Talim = temperatura de alimentación Tamb = temperatura ambiente Tw = temperatura del licor de mezcla (HP) (1134) = hA (coef. Transf. De calor ) (área) 4.2 Volumen del reactor, de igual manera este valor se calcula para dos temperaturas (invierno y verano) a partir de:

))(1(

)(/

XdSSV

FSXXr kX

SSQYVθ

θ+

−= (4.4)

38

De los dos volumenes calculados, se escoge para el diseño el que corresponde al mayor volumen, que en general corresponde a el de invierno. 4.3 Tiempo de residencia. También se debe calcular para las 2 condiciones extremas de temperatura, y se efectua mediante 2 criterios, con objeto de determinar cual es el que controla el diseño: Calidad del efluente.Con este criterio, se cálcula el tiempo de residencia hidráulico, que cumple con las especificaciones marcadas en la normatividad, esta en función de la velocidad específica de consumo de sustrato U, (ecuación 3.13). Carga orgánica en función de la relación alimento / microorganismo (A/M). En general, es deseable los lodos presenten óptimas condiciones de sedimentación , por ello, estos, deben presentar entre otras características, altas velocidades de sedimentación, junto con bajos índices volumétricos de lodos (IVL). El parámetro que correlaciona estas características es la relación alimento/Microorganismos. La cual es definido por algunos autores como:

))(()(

reactor)(volumen (día) reactor)en ssuspendido sólidos de (Kgutilizado sustrato de Kg/

rMLSSV

eF

VXSSQMA −

== (4.5)

Donde: A/M = Kg DBO5 influente/ (kg MLSSV) (día) Para la mayoría de las aguas residualles este parámetro se encuentra comprendido entre: 0.6>A/M>0.3 Cuando los valores de A/M, son inferiores a 0.3, indica que la cantidad de sustrato presente en el medio es insuficiente para mantener el crecimiento de organismos, entonces, estos viven a costa de los microorganismos que van muriendo. Debido a ello los lodos estan constituidos sobre todo de residuos celulares que no fueron metabolizados, como membranas celulares, los cuales resisten a la sedimentación. Para relaciones superiores a 0.6, predominan microorganismos de tipo filamentosos, los cuales no sedimentan y estos permanecen en suspensión casi continuamente. En cambio para valores comprendidos entre estos dos extremos, se tienen buenas características de sedimentación, por lo que es deseable mantenerse dentro de este intervalo. Incremento de biomasa. Como ya se menciono, el principal producto de la degradación de sustrato presente en las aguas residuales, es la formación de nueva biomasa, debido a ello es necesario conocer este valor, a fin saber cuantos lodos se deben purgar del sistema de manera que dentro del reactor se mantenga constante la concentración de lodos la cual deberá estar comprendida entre 4 000 y 6 000 mg/L. Para calcular este valor primero se debe conocer el coeficiente estequiométrico de formación de biomasa con respecto a la concetración de

39

sustrato X/S, y este a su vez se relaciona con la constante de decaimiento celular a la que se le conoce como Yobs. El calculo de este coeficiente es:

)(1 Xdobs K

YYθ+

= (4.6)

La variación diaria de biomasa es: )( eFobs SSYX −=∆ (4.7) Nota. Los lodos formados van acompañados por materia inorgánica, estos junto con SSV, pueden calcularse con la suposición de que: SSV/SST = 0.8. 4.4 Tasa de reciclo. Este es otro de los parámetros que debe ser tomado en cuenta por el diseñador, el cual puede ser calculado con:

)( VaXUF

VeFVF

XXQXQXXVaQ

R−

−∆−= (4.8)

4.5 Requerimientos de aire. Para que se pueda llevar a cabo la degradación de sustrato es necesario la transferencia de aire se haga de manera eficiente, para ello se emplean difusores de aire de burbuja fina, los cuales están conectados a sopladores de aire, a fin de mantener un suministro de aire en forma constante. Adjunto a los difusores se colocan unos agitadores, de manera que estos garanticen un la mezcla homogénea. Requerimientos de oxígeno teórico. Este se calcula en función de la DBOL, a partir de DBO5 = 0.68 DBOL: se tiene:

68.0)(DBO de Kg L eFF SSQ

día−

= (4.9)

Donde: QF = m3/día; SF = Kg DBOL / m3 . De igual manera que en los casos anteriores, el suministro diario de oxígeno para las temperaturas de verano e invierno, calcula a partir de:

))(42.1(DBO O de Kg L2 Xdía

kgdía

∆−= (4.10)

Calculo del volumen de aire. Primero se calcula el volumen de oxígeno teórico, después el real

40

a) Volumen de aire. Se sabe que el aire contiene 23.2% de oxígeno en peso, y conociendo la densidad del aire (δ), temperatura de operación, se puede calcular el volumen para las dos temperaturas de operación con:

)232.0(/O

díaaire de m 2

3

δdíakg

= (4.11)

b) Requerimientos de aire. cuando se tiene una eficiencia en la transferencia de 8%, se calcula con Volumen de aire con 8% de eficiencia = (m3 aire/día) / 0.8 c) Requerimientos de aire por unidad de volumen de influente:

)/inf()/(

infm

3

3

3

3

díaluentemdíaairem

luentemaire

= (4.12)

d) Requerimientos de aire por kg de DBO5 eliminado.

)()/(

DBO

3

5

3

eFF SSQdíaairem

kgairem

−= (4.13)

4.6 Potencia de bombeo. La potencia necesaria del soplador, para el suministro de aire se calcula, suponiendo que se requieren 1 caballos de fuerza (HP), por cada 21 Kg de DBO5 consumido. Entonces:

)//()DBO kg 21()/DBO (

21)(

5

5

díaHPdíakgSSQHP eFF =

−= (4.14)

4.7 Carga volumétrica OVL.

r

FF

VQSOVL = (4.15)

Donde: Vr = volumen del reactor m3. SF = concentración sustrato Kg DBO5 (DQO)/m3

QF = flujo del influente m3/día

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5 DISEÑO DE PLANTA DE TRATAMIENTO 5.1 Datos generales del contratante. 1. Empresa: Embotelladora de Toluca S.A. de CV, franquicia de la compañía estadounidense COCA-COLA COMPANY. 2. Dirección: BOULEVARD ADOLFO LOPEZ MATEOS 124 SAN MIGUEL ZINANCANTEPEC CP: 51350 Frac. Ojuelos. Toluca, Edo., de México. 3. Giro: ELABORACION Y VENTA DE BEBIDAS GASEOSAS. 4 Productos: COCA COLA, SPRITE, FANTA, ONDA. 5 Principales insumos: Azúcar; alta fructosa, agua potable; agua natural, jarabes saborizantes y colorantes. 6 Horario de trabajo: La planta, se encuentra en operación las 24 horas del día, durante todo el año, incluyendo fines de semana. 7 Personal ocupado: 1442 8. Ventas brutas: alrededor de $ 30, 000, 000 anuales (2001). 5.1.1 Fuente y uso del agua: El agua empleada por la embotelladora proviene de dos fuentes: una proviene de la red municipal; y la otra, de un pozo ubicado dentro de la misma instalación.; en ambos casos se carece de información acerca de la composición, porcentajes empleados por cada fuente y distribuciones de uso del agua. Solo se sabe que la empresa emplea dos tipos de agua, las cuales se distribuyen de la siguiente manera:

♦ Agua potable, empleada para la elaboración de los diferentes refrescos, de la embotelladora

♦ Agua natural, empleada en servicios generales, calderas y en operaciones de lavado de los diferentes procesos dentro del área de embotellado. Esta última operación, es la que se consume el mayor volumen de agua, y por ende la que genera el mayor volumen de aguas residuales, además es donde se genera la mayor concentración de contaminantes orgánicos solubles.

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5.1.2 Tipo de aguas residuales. Las aguas residuales generadas dentro de la compañía se dividen en dos clases:

♦ Aguas procedentes de servicios generales: Proceden de cafetería,

baños, oficinas; lavado de camiones. Debido a la baja concentración de contaminantes orgánicos estas son descargadas directamente a la red de alcantarillado municipal.

♦ aguas de proceso: Derivadas principalmente del lavado de tanques de la mezcla de producto terminado, maquinas llenadoras, tanques de almacenamiento de jarabe, etc. Debido a las altas concentraciones de materia orgánica estas deberán ser tratadas antes de ser descargadas a los cuerpos receptores de aguas residuales.

5.1.3 Tipo de servicio solicitado. Diseño de una planta de tratamiento de aguas residuales, de los efluentes provenientes del lavado de los diferentes procesos que intervienen directamente en la elaboración de refrescos. 5.1.4 Calidad del efluente propuesta. La norma NOM-001-ECOL-1996, referente a los Limites Máximos Permisibles de Contaminantes Básicos, en las descargas de Aguas Residuales a Aguas y Bienes Nacionales, permite que estas contengan como máximo: 150 mg DBO5/L, mensual (200 mg DBO5 diario). Propuesta. Se sabe que la concentración de materia orgánica soluble procedente del proceso tiene una concentración promedio de 4500 mg DQO/L ( 3000 mg DBO5/L ). Por ello se propone reducir la concentración de DBO5 en el efluente, desde 3000 mg/L a 100 mg/L. promedio al mes. Lo cual supondría tener una eficiencia de degradación de 96.7 %.

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5.2 Bases técnicas: 5.2.1 Características físicas y químicas del efluente proveniente del proceso: Flujo, Q = 1800 m3/ día 75.0 m3/h. Demanda química de oxígeno, DQO 4 500 mg/L = 4.5 kg/m3. Demanda bioquímica de oxígeno DBO5 = 3000 mg/L = 3.0 Kg/m3. Carga orgánica, OL 8100 Kg./día = 337.5 kg./h. Grasas y aceites > 25 mg/L > 0.025 Kg/m3. Potencial Hidrógeno pH 3-4. Temperatura, 0C 30-33 Nitrógeno, N ausente Fósforo, P ausente Sólidos suspendidos totales SST 8-9 mg/L = 0.008 Kg/m3. Materia flotante información no proporcionada. Coliformes información no proporcionada. 5.2.2 Norma vigente. De acuerdo a la normatividad actual, los valores permitidos en los contaminantes básicos (Ver Tabla 2, de NOM-001-ECOL-1996, del anexo) son: Tabla No. 5.1 Limites máximos permisibles para contaminantes básicos.

PROPIEDAD

DIARIO MG/L

MES MG/L

Demanda química de oxígeno, DQO 300 225 Demanda Bioquímica de oxígeno, DBO5 200 150 Carga orgánica, LO - - Grasas y aceites 25 15 Sólidos suspendidos totales, SST 125 75 Nitrógeno, N 60 40 Fósforo, P 30 20 Materia flotante Ausente Ausente Potencial Hidrógeno, pH 5-10 5-10 Temperatura, 0C 40 40

Fuente: NOM-001-ECOL-1996 5.2.3 Características microbiológicas del efluente. Información no proporcionada. 5.2.4 Metales pesados. Información no proporcionada. Suposición: Debido a la carencia de información sobre la presencia o no de metales pesados en el efluente procedente del agua de proceso, se hace la suposición de que la

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concentración de estos, es despreciable, debido a que el agua empleada debe ser potable, en consecuencia con mínimos niveles de concentración de metales pesados (ver, NOM-127-SSA1-1994 anexoIII ), lo mismo ocurre con el resto de materias primas empleadas, las cuales deben ser de grado alimenticio, con bajas concentraciones de metales pesados.. 5.2.5 Coliformes. Información no proporcionada. 5.2.6 Costos por derecho de descarga. El pago de derechos por este concepto se hace de acuerdo al grado de violación de los limites permisibles de contaminantes en las descargas de efluentes, correspondientes a DQO, metales pesados, pH, microbiológico y temperatura. De acuerdo a la información proporcionada, y tomando como base las cuotas de la “Ley Federal de Derechos en Materia de Agua, 2000”, (ver anexo I), la empresa debería pagar por este derecho, en el año vigente (2002), alrededor de dos millones doscientos cuarenta y dos mil pesos anuales. Tabla No. 5.2 Desglose de Pago de derecho de descarga CONCEPTO TRIMESTRAL ANUAL pH $ 18 468 $ 73 872 Contaminantes básicos $ 542 251 $ 2 169 006 Temperatura 0C $ 0.00 $ 0.00 Metales pesados $ 0.00 $ 0.00 Coliformes $ 0.00 $ 0.00 Total $ 560 719 $ 2 242 878 Nota: No se conocen las concentraciones de coniformes en le efluente , debido a ello se hace la suposición de que el pago por este concepto no contribuye 5.2.7 Balance costos beneficio. El elevado costo por el pago de derechos de descarga, así como los altos niveles de concentración de contaminantes de materia orgánica soluble justifica el diseño y puesta en marcha de una planta de tratamiento de aguas residuales dentro de la planta. Esto redundara a futuro en el ahorro por el pago de derechos de descarga, así mismo se contribuye a disminuir la contaminación ambiental.

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5.3 Elección del proceso biológico. Esta empresa, al igual que otras embotelladoras de refrescos, trabaja con altas cargas orgánicas, OL, (altas concentraciones de DQO, > 4000 mg/L) así como altos caudales. Para caudales con altas concentraciones de DQO, es recomendable llevar a cabo el tratamiento en 2 etapas, en reactores de alta tasa. En una primera etapa, se eliminará la mayor parte de los contaminantes, con la ventaja de que así se protege a la segunda contra fluctuaciones de concentración. Esto tiene la ventaja adicional de disminuir el volumen de los reactores, así como del consumo de energía. Se conocen 2 métodos de tratamiento de aguas residuales, de alta carga:

1. Dos procesos aeróbicos en serie. 2. Un Proceso anaerobio-aerobio.

El tratamiento aeróbico, es el método más común, para el tratamiento de todo tipo de aguas, pero, presenta dos desventajas, tiene altos consumos de energía y de producción de lodos. Por ello el tratamiento anaerobio-aerobio, es la mejor opción, este ofrece bajos costos de operación; son más compactos que los sistemas aeróbicos; no necesitan de sistemas de aireación; tienen menor costo en el tratamiento de lodos; con la ventaja adicional de producir gas metano (puede emplearse como combustible). Desventajas del proceso anaerobio-aerobio. Altos costos de construcción, además de requerir de largos periodos de arranque; por otro lado se deben tomar medidas de seguridad en la construcción de estos reactores debido a la generación de gas metano y de H2S, aunque este último no presenta mucho problema, por la casi nula presencia de azufre en el influente de la embotelladora. 5.3.1 Tratamiento Propuesto. Los altos niveles de carga orgánica de la embotelladora, hacen prohibitiva la primera opción por los altos costos generados por el suministro de aire necesario para el funcionamiento de estos reactores. Por ello se recomienda tratar las aguas residuales de la planta mediante un tratamiento anaerobio-aerobio. Ventajas. Ocupa poco espacio; y presenta menores costos de mantenimiento. Durante el tratamiento se genera una cantidad de los lodos mucho menor que en el aeróbico. No consume oxígeno, por lo que no presenta gastos por el suministro este. Se generan altos volúmenes de gas metano, el cual puede ser empleado para la generación de energía eléctrica, o para el mantenimiento de calderas.

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En la tabla 1, se presenta un resumen comparativo de las principales características del tratamiento aeróbico contra el anaerobio. Tabla No 5.3 Comparación de sistemas aeróbico y anaerobio AERÓBICO ANAEROBIO Destino de materia orgánica degradable

50 % CO2 40-50 % lodos

90 % CH4 5 % lodos

Destino de energía 60 % metabolismo 40 % generación de calor

90% producción CH4 3-5% calor disipado 5-7% metabolismo

5.3.2 Tipo de reactores propuesto: Reactor anaeróbico. Se ha encontrado que se obtienen mayores conversiones, en reactores operando en modo pistón que en los reactores de mezcla completa, cuando estos trabajan con el mismo tiempo de residencia hidráulico, por ello se recomienda emplear un reactor de lecho fluidizado (RLF), operando en modo pistón; para lograr ello se debe trabajar con tasas de recirculación menores a 2. Material Acero inoxidable, con recubrimiento epóxico, al interior del reactor para evitar los efectos de corrosión por los ácidos volátiles generados en el tratamiento. Características. Reactor de alta tasa, ocupa poco espacio, y pueden trabajar con bajos tiempos de residencia hidráulicos, así como con altos tiempos de residencia celular. Reactor aeróbico. Para llevar a cabo la refinación de la degradación de materia orgánica, se recomienda, emplear un reactor de lodos activados que trabaje en modo de mezcla completa. Material. Todo el reactor deberá construirse con concreto. En la parte inferior se encuentran colocados los difusores de aire los cuales permitirán la transferencia de oxígeno, además deben colocarse pequeñas propelas que garanticen un eficiente mezclado

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5.4 BALANCE DE MATERIA. Solo se efectuó el balance a los reactores de lecho fluidizado y de lodos activados. Balance de masa del reactor de lecho fluidizado Flujo a tratar en la entrada al sistema QF 1800 m3/día Concentración de DQO a la entrada al sistema 4.5 kg. /m3 Concentración de Biomasa X 0.0 Flujo a la entrada del reactor Q0 2340 m3/día Concentración de DQO a la entrada del reactor Si 3.61 Kg/m3 Concentración de Biomasa X dentro del reactor 29.2 kg/m3 Flujo de reciclo Qr 540 m3/día Concentración de DQO a la salida del reactor Sf 0.643 Kg./ m3 Concentración de Biomasa X --- Flujo de gas metano generado a STP 2219 m3 CH4 / día Flujo de gas de dióxido de carbono a STP 1618 m3 CO2/día Tasa de reciclo 0.3 Flujo a la salida del sistema Qs 1800 m3/día Concentración de DQO a la salida del sistema 0.643 Kg./ m3 Balance de masa del reactor de lodos activados Flujo a tratar en la entrada al sistema QF 1800 m3/día Concentración de DQO a la entrada al sistema 0.643 Kg./ m3 flujo a la entrada del reactor, Q0 1955.8 m3/día flujo del efluente ya clarificado, QR 1800 m3/día Flujo de lodos a la salida del tanque de sedimentación Q 258.0 m3/día Concentración de DQO a la salida 0.100 Kg./ m3 Flujo de aire al reactor 36 850 m3 aire/ día

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5.5 Balance de energía. Únicamente se presentan los resultados de balance de energía del tratamiento secundario, los que corresponden al resto de la planta no se presentan por carecer de mayor información para poder calcularla. Tabla 5.4 Balance de energía de tratamiento secundario Balance del reactor de lecho fluidizado Descripción Kw-h / día Energía producida como CH4 +22 796 Energía gastada por bombeo -1 367 Energía gastada por calentamiento del agua -14 572 Balance de energía +6 857 Balance del reactor de lodos activados Descripción Kw-h / día Energía producida 0.0 Energía requerida por suministro de oxígeno -503.0 Balance de energía -503.0 Balance total de energía + 6 354 Kw-h / día

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5.6 Descripción del proceso El proyecto consta del siguiente tren de operaciones para el tratamiento de aguas residuales de la embotelladora. 5.6.1 Pretratamiento. Este tiene la finalidad de eliminar las partículas gruesas, tales como arena, etiquetas, pedazos de PET, y algún otro residuo que pueda dañar o interferir el funcionamiento adecuado de los procesos posteriores o el equipo de bombeo. Esto hace que los costos de construcción y operación de la planta disminuyan considerablemente. Rejas de limpieza manual. Estas permiten detener objetos entre 5-10 cm. Estas están formadas por barras metálicas inclinadas de sección rectangular, están colocadas con un ángulo de 450

antes de las estaciones de bombeo y del desarenador. Desarenador. Este permitirá detener, partículas más pequeñas, que no pudieran ser retenidas por las rejas, como arena, y otras basuras de tamaño similar. También tienen la finalidad de proteger a las bombas y otros equipos de la abrasión, además evitan que estos materiales se acumulen en los tanques, eludiendo de esta manera posibles taponamientos. El material de este dispositivo deberá ser de concreto. El parámetro de diseño que se debe tomar en cuenta además del flujo del influente, es la velocidad de sedimentación de las partículas que vienen arrastradas por el caudal. Este último dato se desconoce. 5.6.2 Tratamiento primario Este consistirá de un proceso de homogeneización, y neutralización, en un mismo tanque a fin de poder contar con un caudal homogéneo (pH, temperatura, y carga orgánica constantes). Homogeneización. Es una operación unitaria que tiene la finalidad uniformar el flujo, la carga orgánica, y el pH. Dependiendo del tipo de operación se clasifican en tanques de nivel constante y de nivel variable. Se recomienda emplear dentro de este tren, el de nivel variable debido a que permite tener un flujo de salida constante, además de que se puede emplear para la neutralización. Neutralización. Es necesario, llevar a cabo esta operación, debido a que el caudal procedente de la planta tiene un pH de 3-5, el cual resulta perjudicial para los microorganismos que participan en la degradación de la materia orgánica, se recomienda que el influente tenga un pH de 7, antes de que entre al reactor; para ello se debe

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emplear un buffer de bicarbonato de sodio a un pH de 7; o bien una solución concentrada de NaOH. Diseño del tanque. En este tipo de tanques, el nivel del agua varía constantemente, debido a que el influente cambia continuamente en el transcurso del día ello esta en función del gasto de agua de la empresa. Para diseño de este tipo de tanques, se debe determinar la variación de flujo en el transcurso del día, a fin de poder calcular el volumen promedio diario. Con los datos obtenidos se hace una gráfica de volumen acumulado vs. Tiempo, a fin de poder conocer los volúmenes mínimo y máximo que se tendrían durante el día, posteriormente se determina la suma de los puntos máximo y mínimo de la gráfica lo que proporciona el volumen que deberá tener el tanque de igualación. Características del tanque. Debido, a que no se proporcionaron datos referentes a las variaciones de flujo, el volumen del tanque, no se puede determinar con este método, pero tentativamente se puede recomendar un volumen para el tanque de igualación de 1800 m3, el cual corresponde al flujo promedio diario que descarga la embotelladora. El material deberá ser de concreto. 5.6.3 Tratamiento secundario. En este paso, se lleva a cabo la oxidación de materia orgánica soluble.. La eficiencia del proceso depende de las características del influente, (pH, temperatura, aireación para el caso aeróbico, nutrientes); condiciones ambientales y tipo de microorganismos. Proceso anaerobio aerobio. Reactor anaerobio: El primer dispositivo, de este paso es un reactor lecho fluidizado, de alta tasa, construido de acero inoxidable, con una eficiencia de remoción de materia orgánica soluble de 85.7%; capaz de generar como máximo 2219 m3 de CH4/ día, con un valor energético de 82 103 MJ; con un volumen total de 142 m3. Reactor aerobio. Este es un reactor de baja tasa, que opera en modo de mezcla completa denominado lodos activados, construido con concreto. Tiene una eficiencia de remoción de 76.63 %, de materia orgánica como máximo; una generación máxima de 201.5 Kg de SST / día; y un consumo de potencia por suministro de aire de 26 HP Eficiencia global. La máxima eficiencia teórica que se puede alcanzar, mediante la combinación de ambos reactores es de 99% 5.6.4 tratamiento terciario. Este se aplica al efluente, ya clarificado procedente del tratamiento secundario, con el fin de llevar a cabo la destrucción selectiva de los organismos patógenos

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presentes (desinfección); así como la remoción de compuestos inorgánicos; ya sea que estén en solución, o como sólidos precipitados; así como la eliminación de compuestos orgánicos que resistieron a la oxidación biológica. Tipo de desinfección El método de desinfección a emplear, depende del reuso que se pretenda dar al agua. Para el caso de la embotelladora, se propone que el agua ya tratada sea empleada para: el riego de áreas verdes; lavado de camiones repartidores, así como de equipos no relacionados directamente con el proceso con el proceso, como, el calentador de agua para mantener la temperatura del reactor a 350C. Por lo tanto, solo se efectuará la desinfección, empleando para ello hipoclorito de sodio (NaHOCl), a una concentración de 0.008 g/m3 de agua clarificada, la cual es una dosis típica de efluentes procedentes de lodos activados. Posteriormente, se hará pasar el agua, a través de un filtro de arena, de manera que este retenga los sólidos, que no fueron retenidos en pasos anteriores. Nota. En este paso del tratamiento, no se propone un método para la eliminación de metales pesados, debido a la probabilidad de que estos, estén en concentraciones muy bajas, como para ser tomados en cuenta. Por otro lado, los elementos procedentes de los elementos traza, suministrados para mantener a la biomasa de ambos reactores, a concentraciones bajas, (300 mg/L), no son considerados nocivos. 5.6.5 Tratamiento de lodos. El reactor de lecho fluidizado generará 424 Kg. de SSV/día en promedio; el de lodos activados 177 Kg. de SST/día, como máximo en verano, y 161 Kg. en invierno. La generación global de lodos anda entre 585-601 Kg. al día. Esta cantidad de lodos generada diariamente, no puede ser descargada directamente a los cuerpos receptores de aguas residuales, debido a las altas concentraciones de contaminantes químicos (mayor que en las aguas residuales originales), así como de organismos patógenos. Una alternativa para la disposición de estos lodos, consiste en emplearlos como fertilizantes, o bien incinerarlos; para cualquiera de las alternativas que se elija, estos primero deberán ser previamente tratados, a fin de disminuir el alto contenido de agua presente en ellos, así mismo se debe disminuir la masa de lodos, por ello estos son degradados en reactores anaeróbicos o, en aerobios, posteriormente estos son deshidratados, haciéndolos pasar a través de filtros prensa, para después ser incinerados o empleados como fertilizante. El tratamiento a elegir dependerá de los costos, por la cantidad moderada de lodos se elegirá el anaerobio debido a el alto costo por consumo de aire que implicaría el uso de un reactor aerobio.

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5.6.6 Lista de equipo de predimensionamiento Tabla 5.5 Lista de equipo de predimensionamiento

TRATAMIENTO PRIMARIO Clave Equipo Características S-101 Cribado No calculado L-101 Desarenador “ “ TT-101 Tanque de igualación y neutralización 1800 m3 TT-102 Tanque de flotación No calculado TT-103 Tanque de H2SO4 “ “ TT-104 Tanque de NaOH “ “ TT-105 Tanque de nutrientes “ “ P-101 Bomba (equalizador/flotación) “ “ P-102 Bomba (ácido/base) “ “ P-103 Bomba nutrientes “ “

TRATAMIENTO SECUNDARIO Clave Equipo Características E-101 Intercambiador de calor 15 000 kw h / día P-104 Bomba (flotación -reactor anaeróbico) 58.16 hp P-105 Bomba de recirculación 18.3 hp R-101 Reactor anaeróbico de lecho fluidizado 142 m3 R-102 Reactor aeróbico de lodos activados 295 m3

FG-101 Tanque de sedimentación secundario No calculado JB-101 Soplador 28.11 hp P-106 Bomba de recirculación de lodos No calculado B-101 Quemador de biogas No calculado

TRATAMIENTO TERCIARIO Clave Equipo Características TT-106 Tanque de hipoclorito No calculado TT-107 Tanque de contacto con cloro “ “ P-107 Bomba de alimentación de cloro “ “

TRATAMIENTO DE LODOS Clave Equipo Características TT-108 Tanque de espesamiento de lodos No calculado E-102 Intercambiador de calor “ “ R-103 Reactor anaerobio de lodos “ “ F-101 Filtro prensa “ “ B-101 Incinerador “ “ P-108 Bomba (espesador /reactor) “ “

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Fig. 5.1 Propuesta de planta para tratamiento de aguas residuales de Coca Cola Toluca.

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5.7.1 Especificaciones del reactor anaeróbico de lecho fluidizado. PLANTA: TRATAMIENTO DE EFLUENTES PARA EMBOTELLADORA DE TOLUCA S.A. DE CV. Localización: Toluca Edición Fecha Diseño Aprobado Contrato No: 001 Clave: DC-101 No. Unidades: 1 Hoja de Datos de Proceso EQUIPO: reactor anaeróbico de lecho fluidizado TIPO DE RESIDUO: Efluentes provenientes del embotellado de refrescos MODO DE OPERACIÓN: Reactor tubular, en flujo pistón POSICIÓN: Vertical Material: Acero inoxidable con recubrimiento epóxico TEMPERATURA DE OPERACIÓN: 350 C Máx.: 380 C mín.: 330 C pH: 6.7-7.5 Presión: atmosférica

CARACTERÍSTICAS FISICAS Volumen total: SECCIÓN SUPERIOR Volumen: Diámetro: 6.0 m Altura 7.0m: SECCIÓN INFERIOR Volumen: 142 m3 Diámetro: 3.09 m Altura: 19.0 m Volumen activo: 129 m3 Volumen máximo: 142 m3 Altura normal: 17.2 m Altura máx.: 19.0 m Área transversal: 7.5 m2

CARACTERISTICAS HIDRAULICAS Velocidad del influente 75.0 m3/h Velocidad de fluidización: 97.5 m3/h Velocidad superficial U: 13.04 m/h Tasa de reciclo R: 0.3 Tiempo de residencia hidráulica : 1.89 hora

CARACTERISTICAS DEL SOPORTE Masa de arena :56 089 kg. Conc. De soporte sin biomasa: 435 Kg/m3 Área disponible para colonización: 2440 m2/m3 Conc. De biomasa: 29.2 kg/m3

CARACTERISTICAS DEL PROCESO Máxima capacidad de carga 8 100 Kg DQO/día Máxima conversión de sustrato 85.7 % Máxima producción de gas 2219 m3/día Calor de calentamiento del influente 14 572 Kw-h / día Energía generada por el biogas: 22 796 Kw-h / día

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Fig.5.2 Reactor Anaerobio de lecho fluidizado AFBR

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5.7.2 Especificaciones del reactor de lodos activados de mezcla completa PLANTA: TRATAMIENTO DE EFLUENTES PARA EMBOTELLADORA DE TOLUCA S.A. DE CV. Localización: Toluca Edición Fecha Diseño Aprobado Contrato No: 001 Clave: DC-102 No. Unidades: 1 Hoja de Datos de Proceso EQUIPO: reactor DE LODOS ACTIVADOS TIPO DE RESIDUO: Efluentes provenientes del reactor de lecho fluidizado MODO DE OPERACIÓN: Reactor rectangular de mezcla completa RCTA POSICIÓN: Horizontal Material: concreto TEMPERATURA DE OPERACIÓN: 280 C Máx.: 330 C mín.: 24.50 C pH: 6.7-7.5 Presión: atmosférica

CARACTERÍSTICAS FISICAS Volumen total: 295 m3 : Volumen activo: 268 m3 Diámetro: 3.09 m Altura: 19.0 m Largo: 13.0 m Ancho: 7.0 m Altura: 3.25 m

CARACTERISTICAS HIDRAULICAS Velocidad del influente 75.0 m3/h Tasa de reciclo R: 0.656 Tiempo de residencia hidráulica : 3.6 horas

CARACTERISTICAS DEL LICOR DE MEZCLA Concentración de biomasa: 6 000. mg/L Tipo de biomasa: En suspensión Conc. De biomasa: 29.2 kg/m3

CARACTERISTICAS DEL PROCESO Máxima capacidad de carga 1 156 Kg DQO/día Máxima conversión de sustrato 76.63 % Máx. consumo de aire 38 437 m3/día Mínimo consumo: 36 850 m3/día Potencia de bombeo de aire: 29 Hp

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Fig. 5.3 reactor anaerobio de lodos activados

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5.8 Resumen de costos de equipo. COSTOS DE CONSTRUCCIÓN Y MANTENIMIENTO DE PLANTA AL 2002 COMPAÑIA: Embotelladora de Toluca S.A. de CV

Concepto Tiempo de

servicio Años

Costo de construcción Millones $ U.S

Costo por mantenimiento Millones $ U.S

Tratamiento primario 50 0.051 0.014 Reactor anaerobio 30 0.58 0.132 Reactor aeróbico 30 0.29 0.132 Sedimentador secundario 40 0.41 0.013 Tanque de cloración 15 0.073 0.107 Tanque Espesador 50 0.031 0.007 Reactor de lodos 50 0.14 0.132 Filtro prensa 15 0.17 0.09 Costo de la planta, Subtotal 1 1.745 0.627 10% de tubería; 8% electricidad 5%; instrumentación 5%; preparación del terreno (Total = 30%)

_______

0.488

________

Subtotal 2 2.233 -------------- Costo de Ingenieria y supervisión de construcción 15%; contingencias 15%; (Total = 30%)

_______ 0.669

_______

Costo de la planta 2.90 0.627 Nota: Los costos de bombas, están incluidos en cada uno de los equipos. Nota: En los costos referentes al mantenimiento de la planta, se incluyen los costos por mano de obra a precios de Estados Unidos, los cuales representan aproximadamente el 40% del monto total. Haciendo la suposición de que el costo de mano de obra estadounidense representa tres veces el del obrero mexicano, entonces el costo por mantenimiento se reduce a $ 0.459 millones US. Costo de construcción al tipo de cambio de $10.27 por dólar (agosto 2002): Veintinueve millones de pesos mexicanos, ($ 29 780 000). Costo por mantenimiento: aproximadamente cinco millones de pesos mexicanos $4 713 930 anuales.

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5. 9 Resultados. Se efectuó el prediseño de una planta de tratamiento de aguas residuales, procedentes de la Embotelladora de Toluca S.A. de CV. Esta consta de: Pretratamiento. En esta fase, se eliminara toda partícula gruesa, orgánica e inorgánica, que no serian degradadas en el tratamiento secundario. Tratamiento primario. Tiene la finalidad de: llevar a cabo la homogenización de corrientes a fin de tener un flujo constante a la entrada del tratamiento secundario; neutralizar la mezcla, (pH ≈7.0), a fin de permitir la degradación de materia orgánica soluble por los microorganismos; separación de grasas y aceites del agua residual, los cuales no son digeridos en el tratamiento secundario. Tratamiento secundario. Donde se lleva a cabo la degradación de materia orgánica, esta se lleva a cabo en dos etapas:

Fase anaerobia. Tiene un rendimiento de degradación de materia orgánica soluble de 85.7 %; y una producción de 2 219 m3 CH4 / día, con un valor energético de: 22 796 Kw -h /día (19.6 Gcal), el cual, de acuerdo a la Comisión Reguladora de Energía (CRE), tendría un costo de venta al mes de octubre de 2002 de: $ 2 956.66, ($ 150.85 / Gcal a nivel industrial), y un costo anual de $ 1 079 000 (pesos mexicanos), se propone emplear este gas para el funcionamiento de los intercambiadores de calor para el calentamiento del agua que va a entrar a el reactor anaerobio. Se generan 424 Kg lodos/día. Fase aeróbica. Tiene una conversión máxima de 76.63%, sin generación de energía adicional. Genera como máximo 201.Kg. de lodo/día (invierno)

En global, se tiene: § Soporta un máximo de carga orgánica (OVL) de: 8 100 Kg DQO / m3 día. § Una eficiencia de degradación, de 96.66 %. § Una salida de 100 mg DBO5 / m3. § Genera como máximo 625 Kg lodos / día (invierno)

Tratamiento terciario. Donde se llevará a cabo la desinfección del agua, para su posterior uso dentro de la embotelladora, como agua de riego de áreas verdes, y lavado de vehículos de la empresa. Tratamiento de lodos. En esta sección de la planta se llevará a cabo el tratamiento de los lodos generados en el tratamiento secundario, con el fin de poder incinerarlo, posteriormente.

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Fig. 5.4 construcción de reactor de lecho fluidizado

Fig. . 5.5 a)reactores de lecho fluidizado, para tratamiento de aguas residuales en Gist Brocades, Holanda. b) reactor de 140 m3 para tratamiento de bebidas en Brasil

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5.10 CONCLUSIONES. El objetivo original del presente trabajo consistía en el diseño de un reactor de lecho fluidizado para el tratamiento de efluentes líquidos a partir de parámetros experimentales. Debido a la dificultad para mantener estable el reactor, (fallas de energía eléctrica lavado del soporte, problemas para volver a arrancar el reactor, etc.) no fue posible obtener dichos parámetros por ello se emplearon los datos experimentales reportados en la literatura, para el diseño. De ello se puede concluir que aunque este tipo de reactores tienen una buena eficiencia, tanto la construcción como el mantenimiento de este, resulta demasiado oneroso como para poder tenerlos como una alternativa para el tratamiento de aguas residuales Una alternativa para disminuir los costos de mantenimiento, podría ser sustituir esta configuración por un reactor de lecho fluidizado inverso, el cual emplea polietileno como soporte en lugar de arena.

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NOMENCLATURA % = Por ciento de expansión en la altura del lecho, m/día ∆Vm = Incremento de volumen medio, en ∆HB, L3

A = Área de sección transversal del reactor, L2. Def = Difusividad efectiva del sustrato dentro de la biopelícula, L2/ T. dm = Diámetro de soporte inerte (arena), L. Dp = Diámetro de biopartícula, L. g = Fuerza de gravedad, L/ T2. HB = Altura del lecho expandido, L. k0 = Constante de velocidad intrínseca de orden cero, M / MT. Kex = Coeficiente de transferencia de masa externo, L / T. MLVSS = Sólidos suspendidos volátiles dentro del licor de mezcla Q = Flujo del influente, L3 / T. QR = Flujo de reciclo, L3 / T. r = Relación de reciclo, adimensional. R = Vel., de conversión de sustrato por unidad de volumen biopelícula, M/MT. Rc = Distancia recorrida por el sustrato, dentro de la biopelícula, L rp = radio de biopartícula, L. S = Concentración de sustrato dentro de la biopelícula, M / L3. Sb = Concentración de sustrato en el seno del líquido, M / L3. Sbi = Concentración de sustrato a la entrada del reactor, M / L3. SSV = Sólidos suspendidos volátiles. U = Velocidad superficial, L / T Umf = Velocidad mínima de fluidización, L / T. Ut = Velocidad de sedimentación de la partícula, L / T Vm = Volumen medio, L3. Vs = Volumen de biopartícula, L3. X = Concentración de biomasa dentro del reactor (SSV), M / L3. ♦ Para el Balance de Masa. a = constante de rendimiento de biogas. E = por ciento de eficiencia del proceso, k = Velocidad máxima de consumo de sustrato, por unidad de masa de biomasa, (µ / Yx/s), día-1. Kd = Coeficiente de decaimiento endógeno, día-1 Ks = Constante de concentración de sustrato a ½, de vel., de crecimiento máxima ., (constante de Michaelis-Menten), mg/L (g/m3). O2 = Velocidad de consumo de oxígeno, Kg/día. Px = Lodos lavados (SSV), Kg/día.

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Q = Flujo de influente, m3/día. Qe = Flujo de efluente, m3/día. QwR = Flujo de lodos lavados de la línea de recirculación, m3/día. Rv=velocidad de consumo de sustrato RTH = Tiempo de retención hidráulico, día. Sbi= concentración de sustrato a la entrada en z=0 S0 = Concentración de DBO5 ( o, DQO), a la entrada del reactor, mg/L (g/m3). Se = Concentración de DBO5 (o, DQO), a la salida del reactor, mg/L (g/m3). U = Velocidad de específica de consumo de sustrato, Kg DQO / Kg SSV día-1. UG = Velocidad específica de producción de metano, kg CH4 / Kg. SSV día. Ver = Volumen del reactor, m3. X = Concentración de lodos retenida dentro del reactor (MLVSS), mg/L (g/m3) Ex = Concentración de SSV en el efluente, mg/L (g/m3). XR = Concentración de lodos en la recirculación, mg/L (g/m3). Yobs = rendimiento observado, g/g. Yx/s = Coeficiente de rendimiento de biomasa respecto a sustrato en un periodo finito de crecimiento, g/g. ♦ Letras Griegas. δ = Espesor estimado de la biopelícula, L. ε0 = Porosidad inicial del lecho, sin biopelícula, adimensional. ε = Porosidad del lecho con la biopartícula, adimensional. µ = Viscosidad del líquido. η = Factor de efectividad, adimensional. η0 = Factor de efectividad de la biopartícula de orden cero, adimensional. ρ = Densidad en base seca de la biopelícula, M / L3 θ = Tiempo de retención hidráulica, TRH, T. θX = Tiempo de retención celular, SRT, T ϕ0 = Módulo de Thile convencional de orden cero, adimensional.

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GLOSARIO Acidez. Mide la concentración de ácidos volátiles generadas en un proceso anaerobio (butírico, propiónico, acético), y son calculados como ácido acético. Aguas residuales. Las aguas de composición variada provenientes de las descargas de uso municipal, industriales, comerciales de servicios, agrícola; y en general de cualquier otro uso, así como la mezcla de ellas. Alcalinidad. En el agua es la capacidad de ésta para neutralizar ácidos. La alcalinidad de las aguas naturales es debida primariamente a las sales de ácidos débiles y a la presencia de bases; el bicarbonato representa la mayor forma de alcalinidad. En ciertas condiciones las aguas naturales pueden contener cantidades significativas de alcalinidad debida al carbonato y al hidróxido, particularmente en aguas superficiales en las que abundan las algas y donde se puede alcanzar un pH entre 9 y 10. La alcalinidad en el agua potable rara vez excede los 300 mg/l. Aprovechamiento Sustentable. La utilización de los recursos naturales en forma que se respete la integridad funcional y las capacidades de carga de los ecosistemas de los que forman parte dichos recursos, por periodos indefinidos. Carga de contaminante. Cantidad de un contaminante expresado en unidades de masa sobre unidad de tiempo, aportada en una descarga de aguas residuales. Cuando el contribuyente, no separe en la descarga de agua residual el agua que no tiene este carácter, toda la descarga se considerará de agua residual para los efectos de la Ley Federal de Derechos en Materia de Agua. Coliformes Fecales. Bacterias aerobias gram-negativas no formadoras de esporas, de forma bacilar las cuales al ser incubadas a 440 C en un termino de 48 horas fermentan la lactosa, con formación de gas, pudiendo ser residentes del tracto digestivo humano y de animales de sangre caliente. Cuenca Hidrológica. Corresponde al territorio donde las aguas fluyen hacia el mar a través de una red de cauces que convergen en uno principal, o bien el territorio en donde las aguas forman una unidad autónoma o diferenciada de otras, aún ain que desemboquen en el mar. Cuerpo Receptor. Corrientes, depósitos naturales de agua, presas, cauces, zonas marinas o bienes nacionales donde se descargan aguas residuales, así como los terrenos en donde se infiltran dichas aguas donde puedan contaminar los suelos y mantos acuíferos. Demanda Bioquímica de Oxigeno. DBO5.Representa la cantidad de materia orgánica que es oxidada por bacterias en un periodo de 5 días. I.5 veces este valor equivale a el DQO. Desarrollo Sustentable. El proceso evaluable mediante criterios e indicadores del carácter ambiental, económico y social que tiende a mejorar la calidad de vida y la productividad de las personas, que se funda en medidas apropiadas de preservación del equilibrio ecológico, protección del ambiente y aprovechamiento de recursos naturales, de manera que no se comprometa la satisfacción de las necesidades de las generaciones futuras. Descarga. Acción de verter o inyectar aguas residuales, a un cuerpo receptor en forma continua intermitente o fortuita.

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Demanda Química de Oxígeno DQO se expresa (en mg/L) como la cantidad de oxígeno consumido en la oxidación de una sustancia química durante una prueba específica. Como tal, la DQO es una medición de la capacidad de consumo de oxígeno de la materia orgánica presente en agua residual. Los resultados de la DQO no están necesariamente relacionados con la DBO, porque el oxidante químico responsable de utilizar el oxígeno puede reaccionar con substancias que las bacterias no atacan. Las aguas no contaminadas tienen valores de DQO de 1 a 5 ppm, o algo superiores. Las aguas residuales domésticas suelen contener entre 250 y 600 ppm, y en las residuales industriales la concentración depende del proceso de fabricación. Efluente. Agua residual, tratada o sin tratar, que sale de una planta de tratamiento, una alcantarilla o una desembocadura industrial; generalmente se refiere a aguas residuales descargadas en aguas superficiales. Elutriación. Separación de partículas más ligeras de las más pesadas que se encuentran en forma pulvurulenta, por medio de una corriente de un fluido. Eutrofización. ECOL. Acumulación de sustancias y residuos orgánicos en las aguas de lagos y embalses y mares, que provoca la proliferación excesiva y perjudicial de ciertas algas. Grasas y Aceites: Cualquier material que puede ser recuperado como una sustancia soluble, en los siguientes solventes: n-hexano, triclorotrifluoroetano o una mezcla de 80% de n-hexano y 20% de metilterbutileter Índice de Incumplimiento. Cantidad de veces que la concentración de cada contaminante en las descargas de aguas residuales vertidas rebasa los limites máximos permisibles. Esta se obtiene de la diferencia entre la concentración de contaminantes de la descarga de aguas residuales y la concentración establecida como limite permisible, dividida entre esta última. Influente. Flujo de entrada de aguas residuales a un sistema de tratamiento. Limite Máximo Permisible. Valor o rango asignado a un parámetro, el cual no debe ser excedido en la descarga de aguas residuales. Potencial Hidrógeno (pH). Concentración de iones hidrógeno expresado como logaritmo negativo que representa la acidez o alcalinidad del agua. Promedio Diario (P.D.). Es el valor que resulta del análisis de una muestra compuesta. En el caso del parámetro grasas y aceites, es el promedio ponderado en función del caudal, y la media geométrica para los coliformes fecales, de los valores que resulten del análisis de cada una de las muestras simples tomadas para formar la muestra compuesta. Las unidades de pH no deberán estar fuera del rango permisible, en ninguna de las muestras simples. Promedio Mensual (P.M.). Es el valor que resulte de calcular el promedio ponderado en función del caudal, de los valores que resulten del análisis de al menos dos muestras compuestas (Promedio diario). Sólidos Disueltos SD.- Substancias orgánicas e inorgánicas solubles en agua, que no se pueden separar por filtración. Sólidos Disueltos Totales SDT. Suma de todos los sólidos disueltos (volátiles y no volátiles). Peso por unidad de volumen de agua de sólidos después de la filtración o evaporacion.

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Sólidos fijos SF son el residuo que queda después de calcinar la materia disuelta o en suspensión. Sólidos sedimentables SD.- Materiales que se depositan en el fondo de un recipiente debido a la operación de sedimentación. Sólidos Suspendidos Totales, SST. Los sólidos suspendidos totales representan la suma de todos los sólidos suspendidos y disueltos (volátiles y no volátiles) en el agua o en las aguas residuales cuyo tamaño de partícula no pase un filtro estándar de fibra de vidrio, (1.5 micrómetros de diámetro de poro) Los suspendidos o insolubles flotan en la superficie, o están en suspensión. Representan la cantidad de material removido de las aguas residuales en un ensayo de laboratorio, conocido como residuo no filtrable. Los Sólidos disueltos como el cloruro de sodio y otras sales no se pueden remover por filtración;. solo pueden ser retenidos en un proceso de filtración fina. En general, los sólidos disueltos están constituidos por: 40% de orgánicos y un 60% inorgánicos. Sólidos Suspendidos Volátiles, SSV. Sólidos constituidos por sólidos sedimentables, sólidos en suspensión y sólidos coloidales, capaces de volatizarse por el efecto de la calcinación a 823 K (550°C) en un tiempo de 20 a 60 minutos. Dejan residuos sólidos inorgánicos no volátiles (cenizas). Sólidos Totales Volátiles STV. Cantidad de materia, capaz de volatizarse por el efecto de la calcinación a 823 K (550°C) en un tiempo de 15 a 20 minutos. Sólidos totales ST. El peso de todos los sólidos presentes en el agua por unidad de volumen. Esto es usualmente determinado por evaporación. El peso total concierne tanto a materia suspendida y disuelta orgánica e inorgánica. Tiempo de residencia de sólidos, (SRT). O tiempo de residencia celular, es el Tiempo promedio que una unidad dada de masa celular permanece dentro del sistema. Se calcula como el total de sólidos en suspensión en el efluente, dividido por el régimen de purga. Tiempo de retención hidráulico, (TRH). Tiempo teórico requerido para que se desplace un determinado volumen, dentro del reactor a una determinada velocidad de descarga (volumen total del reactor dividido por el influente). Tipos de Contaminantes. a) Contaminantes Básicos. Son aquellos que se presentan en las descargas de aguas residuales y que pueden ser removidos o estabilizados mediante tratamientos convencionales. En lo que respecta a este trabajo solo se consideran: grasas y aceites, materia flotante, sólidos sedimentables, sólidos suspendidos totales, demanda bioquímica de oxígeno5, nitrógeno total (suma de las concentraciones de nitrógeno Kjeldahl, de nitritos y de nitratos, expresadas como mg/litro de nitrógeno), fósforo total, temperatura y pH. b) Contaminantes Patógenos y Parasitarios. Son aquellos microorganismos, quistes y huevos de parásitos que pueden estar presentes en las aguas residuales y que representan un riesgo para la salud humana, flora o fauna. Aquí se consideran los coliformes fecales, expresados como número más probable de organismos por cada 100 mililitros. c) Metales Pesados y Cianuros. Son aquellos que en concentraciones por encima de determinados limites pueden producir efectos negativos en la salud humana, flora o fauna. Aquí se consideran los siguientes: arsénico, cadmio, cobre, cromo, níquel, plomo, zinc y cianuros expresados en su forma total.

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71

ANEXO I

MEMORIA DE CÁLCULO I. DISEÑO DE REACTOR ANAEROBIO DE LECHO FLUIDIZADO. (RLF) A. Características necesarias para el diseño del reactor. Volumen del reactor Volumen de lodos generado Generación de metano Valor energético del biogás Gasto de energía por calentamiento Requerimiento de nutrientes 1 Datos: Flujo de entrada: 1800 m3/día Concentración DQO: 4.5 kg. /m3 2 Suposiciones:

Los SSV en el influente son despreciables. Condiciones de estado estacionario. Aplica la ecuación de Michaelis-Menten Reactor en modo tipo pistón El coeficiente de efectividad, (η) es igual a 1.

3 Pasos a seguir:

1. selección de los parámetros biocinéticos k, Ks kd Yx/s 2. determinación de tasa de reciclo 3. determinación del volumen optimo. 4. Se calcula el tiempo de residencia hidráulico 5. Calculo de la producción de biomasa anaerobia ∆XSSV.. 6. Se determina el tiempo de residencia celular. 7. Se calcula el volumen y poder calorífico del biogas 8. Calor requerido para elevar la temperatura de 25 a 350 C 9. estimación de las necesidades de nutrientes

A continuación, en cada paso se hace una breve descripción de cada uno de los cálculos efectuados, un ejemplo de calculo y finalmente el resultado final. Paso 1.Selección de los parámetros biocinéticos.

72

Debido a la imposibilidad para obtener parámetros biocinéticos a partir de datos experimentales se emplearon para el diseño del RLF los resultados experimentales obtenidos para la degradación de dextrosa, reportados en la literatura el cual es un carbohidrato de composición semejante al empleado por la embotelladora Parámetros biocinéticos a 350C: k = 2.0 día-1; KS = 154 mg/L; Yx/s = 0.08; kd = 0.03 día-1 Paso 2.Determinación del volumen, altura y diámetro del reactor. a) VOLUMEN. El reciclado del efluente de los reactores de lecho fluidizado es empleado para tener una fluidización uniforme, y una adecuada velocidad de carga del sustrato; por ello las expresiones que representan la velocidad global de conversión de sustrato se ven afectadas sustancialmente por las características del RLF. Por otro lado un RLF puede ser caracterizado como de flujo pistón si la tasa de reciclado es menor o igual a 2. O bien puede considerarse de mezcla completa si la tasa de reciclado es mayor a 2.. De lo anterior puede suponerse que el gasto de energía para tener un reactor como de mezcla completa es mayor que el tenerlo en flujo pistón, además de menor volumen que el de mezcla completa, por ello para el presente trabajo se diseñarán las características de un reactor en modo pistón (R ≤ 2) El balance de masa de la concentración de sustrato en el seno del líquido a través del RLF en flujo pistón conduce a la siguiente ecuación diferencial (1)

0=

+ v

b RdzdSU 1

Donde: u = velocidad superficial a través de la columna. Rv= velocidad de consumo de sustrato. dSb/ds = gradiente de concentración a lo largo de la columna. Después de sustituir en (1), la ecuación de velocidad para degradación de sustrato (Rv) (2):

XSK

kSRs

v )( +−

= 2

73

Haciendo la suposición de que u y los parámetros biocinéticos son constantes se puede integrar separando variables con la condición limite S=Sbi en z=0 se obtiene:

A partir de la expresión de tiempo de residencia:

Sustituyendo (4) en la ecuación (3) se obtiene:

Las ecuaciones (3) y (5) permiten calcular la longitud del reactor así como el tiempo de residencia necesarios para alcanzar una determinada conversión de sustrato Sbi con una velocidad superficial U Determinación de concentración de biomasa. Para obtener esta se emplearon los resultados experimentales para la degradación de dextrosa en un RLF, reportados por Shieh [ ], a partir de estos datos y por interpolación se obtuvieron las concentraciones de biomasa (X), para diferentes TRH, cuando la concentración del influente es de 4.5 kg/m3 la cual es representativa de la que existe en la embotelladora. Tabla 1. Tabla No.1 Concentración de biomasa para diferentes TRH, cuando el influente es de 4.5kg/m3

Tiempo de residencia (θ) hora

Concentración de biomasa (X)

Kg/m3

8 22.0 4 26.4 2 28.7

1.5 29.2 Por otro lado con ayuda de las ecuaciones (13) y (14) del capitulo 3, y las concentraciones de biomasa para diferentes TRH, se puede determinar las

5 lnkX

SSSS

kXK fi

f

i −+

=θ

3 ln

−+

=

kXSS

SS

kXKUL fi

f

i

4 UL

AQAV

QV

=

==θ

74

concentraciones de sustrato a la salida del RLF cuando la entrada es de 4.5 Kg DQO/m3, para diferentes tasas de reciclo (≤ 2), posteriormente con ayuda de la ecuación para tasa de reciclo se calcula el flujo de entrada al reactor cuando z = 0, ecuación (6) y el volumen del reactor, ecuación (4), tabla 2.

QQQR R+= (6)

Tabla No 2 Volumen de RLF para diferentes R cuando X=28.7Kg/m3

R Si en z=0 Kg/m3

Sf Kg/m3

Q*en z=0 M3/h

θ hora

Vr M3

0.3 3.61 0.6427 97.5 1.33 129 0.4 3.398 0.6427 1105 1.29 135 0.5 3.214 0.6427 112.5 1.2 135.1 1.0 2.571 0.6427 150 0.92 137 2.4 1.816 0.6427 247.5 0.56 140

Si escoge como tasa de reciclo R=0.3, por ser este valor con el que se obtiene el menor volumen del reactor 129 m3 Si a partir de una R=0.3 se varia el TRH así como la concentración de biomasa dentro del RLF se obtiene diferentes valores de volumen de reactor tabla 3. Tabla No 3 Comparación de concentración de biomasa (X), conversión de sustrato (Sf) y tiempos de residencia hidráulico (θ)

HRT Hora

Biomasa Kg/m3

Sf Kg/m3

Vr m3

Conversión %

R

10.0 19.4 0.0583 750.6 98.7 0.3 8.0 22.0 0.066 599.9 98.5 0.3 7.0 22.9 0.0762 525 98.3 0.3 6.0 24.1 0.0889 450 98.0 0.3 5.0 25.3 0.1099 374.9 97.5 0.3 4.0 26.4 0.1504 300 96.6 0.3 3.0 27.5 0.2494 225 94.4 0.3 2.0 28.7 0.6427 129 85.7 0.3 1.5 29.3 1.2416 112.5 72.4 0.3 1.0 29.9 2.1766 74.9 51.6 0.3

Se grafican volumen de reactor y % de conversión vs. TRH se obtiene la gráfica 1, En ella se puede observar como aumenta el volumen del reactor conforme aumenta el tiempo de residencia, además se ve que a partir de 0.1 días (2.4 horas) casi no varia el porcentaje de degradación de materia orgánica. Todo esto cuando se mantiene la tasa de recirculación en 0.3.

75

De los resultados obtenidos la tasa de recirculación óptima es de 0.3

Gráfica No. 1, variación del volumen del reactor para diferentes tiempos Sf Q R Uf=13.0 m/h Qr S0=4.5 kg/m3

Q =75.0 m3/d Q*= Qr + Q Si Fig.1 diagrama de flujos de reactor de lecho fluidizado.

TIEMPO DE RESIDENCIA vs. PORCENTAJE DEGRADACION; VOLUMEN REACTOR

0

200

400

600

800

1000

1200

0.0000 0.1000 0.2000 0.3000 0.4000 0.5000

T iem po de residencia hidraulico T R H ( dí as)

% degradacion

volumen reactor

76

Ahora bien, cuando la concentración a la entrada (Si) del reactor tiene un valor de 3.61 Kg/m3, con una tasa de recirculación de 0.3 y una concentración de biomasa de 29.2 kg/m3, la concentración de DQO a la salida tiene un valor de: Sf = 0.643 Kg. DQO/ m3, con tiempo de residencia de 1.33 horas para un volumen de 129.7 m3 (tablas 2 y 3). Volumen activo = 129 m3 Como se debe dejar un 10% adicional de espacio de seguridad, entonces: Volumen real = 142 m3

b) altura y diámetro. Se sabe que θ=Vr/Q = h/U, donde h representa la altura del reactor; U, la velocidad de fluidización de las partículas, la cual experimentalmente se encontró que tiene un valor de 13.0 m/h. Entonces despejando h, se puede conocer la altura del reactor. h = θ U = (1.33 horas) (13.0 m /h) h = 17.3 metros Finalmente, Area = (flujo, Q*) (Velocidad de fluidización) = (97.5 m3/h) (13.0 m/h) A = 7.5 m2 Por lo tanto de Area, A = 0.785 (Diámetro, D)2

D = 3.09 m c) DIMENSIONES: Volumen reactor, Vr = 142 m3 Altura, h = 19.0 m Diámetro, D = 3.09 m Tasa de reciclo, R = 0.3 Paso 3. Cálculo del tiempo de residencia hidráulico. Este se obtiene a partir de: t= Vr / Q t = 142 m3 / 75 m3 /h t = 1.89 horas

77

Paso 4. Velocidad específica de consumo de sustrato A partir de la ecuación 13 del capitulo 3, la velocidad específica de consumo de sustrato U, queda: U = [4.5-0.6427](Kg. /m3 )/ (29.3 kg. /m3día)(0.078 día ) = 1.6717 Kg. DQO /Kg. SSV día Paso 5. Velocidad específica de generación de metano UG = Y U Donde Yp/s = Kg. metano / Kg. DQO 0.23 valor experimental 35

UG = (0.23) (1.6717) = 0.3844 Kg. metano / Kg. SSV día Paso 6.Tiempo de residencia celular, θX A partir de la ecuación 20, del valor de U, calculado en el paso 3, y de los valores experimentales reportados33 YX/S = 0.08 kd = 0.03 día -1 1/θ = 0.1037 día –1 por lo tanto: θ = 9.7 días Paso 7. Yobs observada. A partir de la ecuación 16 del capitulo 3.Con Y = 0.08 Kg. SSV/Kg. DQO; Kd = 0.03 dia-1 ; θX = 9.7 días, entonces Yobs = 0.08 / [1+ (0.03) (9.7)] = 0.0612 Kg. SSV / Kg. DQO Paso 8. Se determina la producción de biomasa (lodos), ∆X: Del valor de Yobs, del paso anterior, para S0 = 4.5 Kg. DQO / m3; Se = 0.6427 Kg. DQO/m3 y Q = 1800 m3 QSSYX eobsSSV )( 0 −=∆ 4241800)643.05.4(0612.0 =−=∆ SSVX = 424 Kg. de lodos generados / día Paso 9.Volumen de metano generado a STP De la ecuación:

SSVeG XSSQV ∆−−= 42.1)([35.0 0

78

VG = 2219 m3 CH4 / día Nota: La relación de metano producido con respecto al dióxido de carbono es de 2:1, es decir la tercera parte es CO2 entonces: Volumen total de gas (a STP)= 2219 / 0.67 = 3312.5 m3 de biogás Volumen (G) a condiciones de planta (p = 585 Mm. Hg.) G = VG/0.67(760/p)(3080K/2730K) G = 4854 m3 de biogás al día Paso 10. Poder calorífico del biogás. Se generan 37 MJ, por cada metro cúbico de gas metano generado en condiciones normales de temperatura y presión. Si se generan 2219 m3 de CH4 Energía generada = 37MJ (2219 m3/día) = 82,103 MJ/día = 22 796 Kw-h Paso 11. Calor requerido para elevar la temperatura a 350 C La temperatura del efluente a la entrada del reactor es de 300C, entonces el calor requerido para elevarlo a la temperatura de trabajo del reactor es: Q = m Cp (Tf-Ti) = (1800m3/Día) (997 Kg de agua/m3 de agua) (4176 J/Kg. 0C)(350C-300C) Calor requerido = 37 471 MJ = 10.41 Kw-h Paso 12. Demanda de nutrientes. Además de la fuente de carbono proveniente del agua residual, se proporciona:

Nitrógeno 0.12 ∆XSSV

Fósforo 0.02 ∆XSSV Nitrógeno = (0.12)(424 Kg/día) =50.088 Kg /día 195 35 Kg. como NH4Cl Fósforo = (0.02)(424 kg/día)= 8.48 Kg / día 14.60 Kg. como NaH2PO4 Finalmente se suministran elementos traza, necesarios para la activación de enzimas que permitan llevar a cabo la metano génesis. De acuerdo a la tabla del anexo los requerimientos diarios para el RLF se muestran en la tabla No 4. Ejemplo de cálculo: FeCl2 4H2O = (0.03 mg/g DQO) (8 100,000 g DQO) = 0.243 Kg./día

79

Tabla No 4 Requerimientos de elementos traza para reactor de lecho fluidizado (142 m3)

Elemento Cantidad Kg./día Hierro, como FeCl2 4H2O 0.243 Cobalto, CoCl2 2H2O 0.0243 Níquel, NiCl2 6H2O 0.0324 Zinc, ZnCl2 0.162 Cobre, CuCl2 2H2O 0.0324 Manganeso, MnCl2 4H2O 0.0324 Molibdeno, NaMoO4 2H2O 0.0324 Selenio, Na2SeO3 0.0324 Tungsteno NaWO4 2H2O 0.0324 Boro H3BO3 0.0324 Total 0.654

B Determinación del diámetro de biopartícula, expansión del lecho con biomasa y del factor de efectividad, η Aplicando la ecuación (4) del capitulo 3

Donde: ϕ, es módulo de Thile; r, el radio promedio; Sb, la concentración de DQO en el seno del líquido; ρ, densidad del líquido; Def, Coeficiente de efectividad del sustrato en la biopelícula. es posible calcular el factor de efectividad: Si ϕm ≤1.27 entonces el factor de efectividad η = 1.0 Si ϕm entonces el factor de efectividad se calcula como:

Para poder aplicar esta ecuación es necesario conocer el diámetro de la biopartícula, el cual es posible calcular si se emplea el algoritmo del capitulo 3, (Fig. 2), el además permite conocer la expansión del lecho y en consecuencia la altura del reactor.

befm SD

kr 0ρϕ =

5.02

03

0.1

1

814.32712.1 bp

ef

p

m

m Srk

D

rr

−

== −

ρϕη

80

1 Datos a) Arena Diámetro, φ = 0.425 mm = 425 µm = 425 x 10-6 m Densidad ρm = 2.512 g/ml 2512 Kg/m3 = 2512 g/L Peso específico γ = 24642 N/m3 b) Agua Densidad ρl (350C) = 994 kg/m3 = 0.994 g/mL Peso específico γ = (350C) = 9751 KN/m3 Viscosidad dinámica µ = 8.0 x 10 –4 Kg. / m s = 2880 g/m h c) Características de biopelícula. Densidad húmeda32 ρfw = 1.10 g/ml Densidad seca38 ρfd = 105 mg/ml 0.105 g/ml =105 kg/m3 Concentración de biomasa calculada en sección anterior = 29.2 kg/m3 Difusividad efectiva calculada36 a 350C, Def = 3.11 x 10-5 m2/día d) Características del lecho sin biomasa. Masa de arena = 0.777 Kg. Volumen sin expansión = 0.525 L Altura sin expansión = 21.33 cm Diámetro del reactor = 5.6 cm Area transversal, A = 24.62 cm2 Altura después de la expansión inicial = 25.6 cm % de expansión = 20.2 Volumen del lecho después de la expansión = 0.630 L Flujo de fluidización de arena a esta expansión = 32.13 L/h Velocidad superficial, U = 13.04 m/h Concentración de la arena después de la expansión = 1233 g/L Porosidad después de la expansión ε0 = 0.5091 2 Resultados del algoritmo para la fluidización. Tabla No 5

Corrida 1 2 Espesor de biopelícula, δ µm 77 80 Diámetro de biopartícula dp µm 579 585 Densidad de biopartícula ρp g/ml 1.6584 1.6414 Velocidad de sedimentación cm/s 2.7445 2.726 Número de Reynolds terminal 19.748 19.81 Indice de expansión 3.302 3.301 Porosidad lecho 0.5475 0.5487 Concentración de biomasa mg/ml 0.0289 0.0292 Altura de lecho experimental cm 70.22 72.59

81

Usando los datos de la corrida No 2, se calcula:

a) Volumen del lecho Vlecho = 0.785(altura lecho) (área transversal) = 0.785 (72.59 cm) (5.6 cm)2 = 1786.9 cm3 ≅1.787 L

b) Concentración de arena Concentración = Masa / volumen Conc = 777g/1.787L = 434.8 g/L 434.8 Kg/ m3

c) Número de partículas, por unidad de volumen

n = 4, 306,302 partículas / L

d) Área disponible para colonización A = (Num. de partículas) (área de 1 partícula)

= (4, 306,302 partículas / L) (5.67 x 10-7 m2) = 2.44 m2/L = 2441 m2/m3

e) Volumen de partículas sin biomasa V = masa arena / densidad arena = (434.8 Kg. / m3) / 1233 Kg./m3

=46.0 m3

f) Altura de lecho con biomasa

3

00

)1()1(

−−

=m

pB d

dAAh

Hεε

HB = 17.20 m

g) Modulo de Thile: Radio promedio, r = 6.00 x 10-5 Constante de conversión de sustrato k0 = UX = (1.6717)(29.2) = 48.81 Modulo de Thile, ϕ = 0.9331

1210particula) de(Volumen g/mL) (Densidad

(g/L) arena de Conc n particulas de ×⋅

=Numero

82

Por lo tanto el factor de efectividad vale 1.0 II. DISEÑO DEL REACTOR DE LODOS ACTIVADOS. A. Características necesarias para el diseño del reactor. Volumen del reactor Volumen de lodos generado Requerimientos de aire Requerimiento de nutrientes 1 Datos: Caudal = 1800 m3 Concentración de DQO = 642.7 mg/L Concentración de DBO5 = 428.5 mg/L Concentración de DBO5 a alcanzar en el efluente = 100 mg/L 2 suposiciones:

1. Los SSV en el influente son despreciables. 2. Concentración de SSV, en el licor de mezcla = 3000 -6000 mg/L. 3. Condiciones de estado estacionario. 4. Temperatura ambiente variable 0 - 350 C. 5. Tiempo de residencia celular = de 10 días. 6. Aplica la ecuación de Monod. 7. Concentración de SSV en la recirculación: 15 000 mg/L

3. Pasos a seguir:

1. Elección de parámetros biocinéticos 2. Calculo de constantes cinéticas a la temperatura de operación real. 3. Calculo del volumen del reactor. 4. Calculo del tiempo de residencia hidráulico. 5. Determinación del incremento de biomasa. 6. Incremento de sólidos totales. 7. Determinación de la tasa de reciclo. 8. Calculo de flujos. 9. Calculo de requerimientos de oxigeno y aire.

Paso 1. Elección de los parámetros biocinéticos Al igual que en el reactor anaerobio, los parámetros biocinéticos se obtuvieron de datos empíricos reportados en la literatura para la degradación de glucosa en un reactor aeróbico de lodos activados. A una temperatura de 200 C.

83

µmax = 1.2 día. Ks = 355 mg kd = 0.045 día Yx/s = 0.42

Paso 2. Variaciones de los parámetros con la temperatura. Primero, se calcula la temperatura del licor de mezcla (Tw), del reactor para las dos temperaturas más extremas que se puedan presentar en el transcurso del año, con ayuda de la ecuación (4.3) del capitulo 4

Tw Verano = 330C TW Invierno = 24.50C Tamb Verano = 300C Tamb invierno = 00C

Posteriormente, se calculan las variaciones de los parámetros biocinéticos con la ecuación (4.1) para las dos temperaturas Tw más extremas encontradas en el párrafo anterior

Kd = verano = 0.0749; kd Invierno = 0.0537 Paso 3. Calculo del volumen del reactor. Este volumen puede ser calculado con la ecuación (4.4) del capitulo 3. Volumen Vr = 236 m3 Verano Volumen Vr = 268 m3 Invierno Se escoge para el diseño el mayor volumen con un 10 % de seguridad se obtiene un volumen de 295 m3, se escoge una distribución rectangular de la siguiente forma: Dimensiones:

Volumen 295 m3 Largo = 13.00 m Ancho = 7.00 m Fondo = 3.25 m

Paso 4. Cálculo del tiempo de residencia hidráulico. A partir de θ = V/Q = 268 m3/1800 m3/día = 0.149 día = 3.57 horas (invierno) = 0.131 día = 3.14 Horas (verano) Paso 5. Determinación del incremento de biomasa. Primero se obtiene Yobs = Y/(1+KdθX), después, con la ecuación (4.7) se obtiene: Px = 161.18 Kg. SSV/día Invierno = 141.69 Kg. SSV/día Verano

84

Paso 6. Incremento de sólidos totales SST. Se supone la siguiente relación: SSV/SST = 0.8 (Invierno) = 201.47 kg SST/día (Verano) = 177.11 kg SST/día Paso 7.Carga volumétrica. A partir de la ecuación ( 4.15); OVL = SFQ/Vr OVL = 2.875 Kg DBO5/m3 día Paso 8. Cálculo de tasa de reciclo. Se conoce que la tasa de reciclo, se puede calcular con:

F

R

QQ

R = (1)

Donde QR = flujo reciclado; QF = Flujo de alimentación; R = Tasa de reciclo Cuando no se conoce el valor del flujo de reciclo, se puede transformar la ecuación (1), de manera que quede en función del flujo de alimentación; para ello primero se hace un balance de masa global de SSV ver fig1.: SSV que entran + SSV generados adentro = SSV en efluente + SSV en lodos QFXVF + Y (SF-Se) QF = QFXVF + ΔXV = Qe XVe + QW XVU (2) Después, se efectúa un balance de masa de SSV, alrededor del tanque de sedimentación: Q0 XVa = Qe XVe + QW XVU + QR XVU (3) Donde: Q0 XVa = flujo de SSV, procedentes del reactor Qe XVe = flujo de SSV, en el efluente del tanque de sedimentación QW XVU = SSV purgados fuera del sistema QR XVU = SSV recirculados. ΔXV = Y (SF-Se) QF = incremento de biomasa Por otro lado, se sabe que el flujo de entrada al reactor es: Q0 = QF + QR = QF + RQF = QF (1+R) (4) Finalmente se sustituyen: QF, de (1), QW XVU de (2), y Q0 de (4), en la ecuación (3). quedando:

85

[QF(R+1)] XVa = [Qe XVe] +[ ΔXV + QFXVF - Qe XVe ] + RQF VVU (5) finalmente se despeja R:

)( VaXUF

VeFVF

XXQXQXXVaQ

R−

−∆−= ( 6)

Con esta ecuación se obtuvieron varias tasas de reciclo para diferentes concentraciones de XVa, Tabla 1. Tabla 1 Valores de concentración vs. Tasa de reciclo. XVa mg/L 10 000 11 000 12 000 13 000 14 000 15 000 R 1.47 1.18 0.985 0.844 0.738 0.656 Se decidió por la tasa de reciclo R = 0.656 Paso 9. Cálculo de caudales. Donde: flujo de reciclo QR; flujo a la entrada del reactor, Q0; flujo del efluente ya clarificado, QR; flujo de lodos, QR QR = R QF = (0.656) (1800) = 1180.8 m3/día = 49.2 m3/h Q0 = QF ( R+1) = 81.47 m3/h Qw= ΔXV / XVu = (161.2 Kg. SSV/día) /(12 Kg. / m3) = 10.75 m3/día = 0.447 m3/h (invierno) Qe= QF - QW = 75 m3/h - 0.447 m3/h = 75 m3/h Paso 10. Determinación de requerimientos de oxígeno. A partir de la ecuación (31) Kg. O2/día = 1800(0.4285-0.1)/0.68 – 1.42(161.2) = 639.33 Kg. O2/día Invierno = 667.0 Kg. O2/día Verano

86

Paso 11 Cálculo de aire teórico Si el aire tiene 23.2 % de oxígeno Volumen de aire = (oxígeno teórico) / (densidad aire) (0.232) = 639.33 Kg. O2/día/(0.9347 Kg/m3) (0.232) = 2948 m3 aire/ día Invierno = 3075 m3 aire / día Verano Al aplicar un 8 % como seguridad se tiene: Volumen de aire real = 3094.3/0.8 = 36 850 m3 aire/ día Invierno Volumen de aire real = 3163.5 /0.8 = 38 437 m3 aire/ día Verano Paso 12. Requerimientos de aire por unidad de volumen de influente. Volumen = (36 850 m3 aire/ día) / (1800 m3 influente/ día) =20 m3 aire / m3 influente (Invierno) = 21.35 aire / m3 influente (verano) Paso 13. Requerimientos de aire por Kg. de DBO5 eliminado (36 850 m3 aire/ día) / {(1800 m3 influente/ día) [(0.428 – 0.1)] (Kg DBO5 /m3)} = 62.4 m3 aire / Kg DBO5 (invierno) = 65.1 m3 aire / Kg DBO5 (verano)

Fig. 2 Diagrama de reactor de lodos activados.

Se XVa

O2

Qe Se XVe

QW Se XVU

QF SF XVF=0

QR = R QF Q F = Qe + Qw

Q0 Se

Q0 S0 XV0

87

88

III. CALCULO DE BOMBAS. Dentro de la planta de tratamiento de aguas, se necesitan colocar varios impulsores, de manera que estos que permitan el desplazamiento de los diferentes fluidos, que intervienen en el tratamiento de aguas. Como son: Ø 1 Bomba de alimentación principal, colocada a la entrada de la planta Ø 1 Bomba centrifuga de alimentación al reactor de lecho fluidizado Ø 1 Bomba centrifuga para el reciclado del flujo proveniente del reactor de

lecho fluidizado. Ø 1 Bomba centrifuga para distribución de lodos. Ø 1 Bomba de alimentación al tanque de contacto de cloración Ø 1 Bomba de descarga de efluentes fuera de la planta de tratamiento. Ø 1 soplador de aire para el reactor de lodos activados.

Debido a la carencia de información sobre especificaciones de la mayoría de las operaciones unitarias involucradas, solo se hacen los cálculos de las bombas del reactor de lecho fluidizado y del soplador del reactor de lodos activados.

A. Reactor de lecho fluidizado.

1. Datos. Se cuenta con la siguiente información: Ø QF = 1800 m3 / día = 75 m3 / h = 2.083 x 10-2 m3 / s. Ø Temperatura de operación del fluido = 350C Ø Densidad del efluente de la refresquera ≈ agua ≈ 994 kg/m3 Ø Peso específico del efluente ≈ agua ≈ 9.75 KN/m3 Ø Viscosidad dinámica, (μ) = 7.18 x 10-4 N s/ m2 ó (pa s) Ø Viscosidad cinemática (υ) = 7.22 x 10-7 m2/s Ø Presión atmosférica = 585 mm Hg = 77.67 Kpa (KN/m2) Ø Tasa de reciclo del reactor, R = 0.3 Ø Flujo de reciclo, QR = 22.5 m3/h = 6.25 x 10-3 m3 / s. Ø Altura del reactor, Z = 19.0 m, (con el 10% extra), punto D-B Ø Fuerza de gravedad, g = 9.81 m/s2 Ø Longitud A-bomba 1 = 4.0 m Ø Longitud entre bomba 1, y bomba 2 = 1.0 m Ø Longitud entre C y D = 1.0 m Ø Longitud entre D y E = 4.0 m

2. Balance de masa. A partir del balance de flujos en el punto B (Fig. 1), se determina que:

QF + QR = Q0 75 m3/h + 22.5 m3/h = Q0 Q0 = 97.5 m3/h = 2.7083 x 10-2 m3 / s.

89

El balance de sustrato en el punto B. QF(SF) + QR(SR) = Q0(S0) La concentración de sustrato a la salida del reactor es 0.643 Kg/m3 y como la concentración de sustrato en QR = Qe0, entonces QR = 0.643 Kg./m3. Por otro lado la concentración SF = 4.5 Kg. / m3. Sustituyendo valores queda: S0 = 3.609 Kg. / m3

Figura 3. Diagrama de flujos del reactor de lecho fluidizado 3. Ecuación general de energía mecánica. El balance de energía para flujos en tuberías se representa como:

gvZPHW

gvZP B

BB

LsA

AA

22

22

++=−+++γγ

Donde: P = presión (N / m2) Z = altura (m) v = velocidad superficial (m/s) Ws = trabajo de eje o energía entregada al fluido (N m/ N) o (m) HL = perdida de cabeza, o de energía debida a la fricción, (N m/ N) o (m). γ = peso especifico del fluido (KN/m3)

E Qe

A QF

D

QR

Q0

R = QR/QF R = 0.3 QF = 75 m3/ h QR = 22.5 m3/ h

Bomba 1 Bomba 2 B

C Qe0

90

4. Perdida de cabeza del reactor. La perdida de energía dentro del reactor se puede calcular a partir de:

liquido

liquidoparticulaL

HH

γ

εγγ )1)(( −−=

Donde: HL = Perdida de cabeza del reactor (m) γ particula = peso especifico de la partícula sin biomasa = 24.642 KN/m3

γ (liquido) = peso especifico del liquido = 9.75 KN / m3 ε = porosidad del lecho = 0.5475 Sustituyendo valores se encuentra que: HL = 18.75 m 5. Potencia de la bomba de recirculación. (Bomba 2) Se hace un balance de energía alrededor de los puntos B y C, para ellos se hacen las siguientes suposiciones: Ø Son despreciables las pérdidas de energía en el distribuidor de

alimentación al reactor Ø Son mínimas las pérdidas por fricción, (f) en la tubería. Ø La longitud, (L) del tubo entre bomba 2 y reactor es 1.0 m Ø El diámetro, (D) de la tubería, entre la bomba 2, y el reactor no varia a lo

largo de ella, entonces, la energía cinética a la entrada y salida son iguales vA = vB.

Ø ZA = 0.0 m ; ZB = 19.0 m Ø HL = 18.75 m Ø PA = PB = presión atmosférica

Después de sustituir valores en la ecuación de energía general se obtiene el trabajo entregado por la bomba 2: Ws = 31.05 m La potencia entregada por la bomba 2, se encuentra con: P = Ws γ Q γ = 9.75 KN/m3 (del influente a 350 C) Q0 = flujo a la entrada del reactor = 0.02708 m3/s Ws= 31.05 m P = 8 198 N m/s = 8 198 W = 10.98 hP

91

Finalmente la potencia de la bomba cuando la eficiencia es de 60% se encuentra con: Potencia = potencia transmitida al fluido / eficiencia = 10.98 hP/0.6 = 18.3 hP 6. Determinación del diámetro de tubería Se hace la suposición que el diámetro de todas las tuberías que alimentan y descargan fluidos al reactor son iguales. El procedimiento de cálculo para determinar el diámetro de las tuberías es el siguiente: a) Se sabe que la perdida de energía en términos de velocidad lineal, cuando se emplea la ecuación de Darcy es:

gv

DLfhL 2

2

=

b) La velocidad lineal en términos de la velocidad volumétrica y del diámetro de tubería es:

22

4 CDQ

AQv ===

π

c) sustituyendo la velocidad v, en la ecuación de Darcy del inciso a:

= 52

28Df

gLQhL π

d) despejando el diámetro de la ecuación del inciso c:

( ) 2.01

5/1

2

28 fCfgh

LQDL

=

=

π

e) Calculo del número de Reynolds

υµ

ρ vDvD==Re

Sustituyendo C2, en el número de Reynolds:

92

DC 2Re =

f) secuencia de cálculo: Ø Suponer un valor inicial de f, generalmente de 0.02 Ø Calcular D = (C1f)0.2 Ø Calcular Re = C2/D Ø Calcular D/ε Ø Determinar un nuevo valor de f, mediante el diagrama de Moody. Ø La secuencia continua hasta que f supuesto = fcalculado que corresponde al

diámetro correcto. 7. Determinación del diámetro, entre la bomba 2, y la entrada al reactor. Donde L=1.0 m; C1 = 1.951 x 10-6 ; C2 = 47 755; Re = 1.447 x 106 ; D/ε = 717; ε= 4.6 x 10-5 este valor corresponde a la rugosidad del acero comercial. Después de 2 iteraciones se encuentra que: Diámetro, Φ = 0.0333 m, En el caso de tubería de acero comercial, cedula 40, corresponde a: Tamaño nominal = 1 ¼ pulgada Diámetro exterior = 42.2 mm = Diámetro interior = 35.1 mm = 1 ¼ pulgada Área interior = 9.653 m2 8. Determinación de velocidad superficial. esta se determina a partir de v =Q/A donde: Q = flujo volumétrico; A = área de flujo; v = velocidad de flujo. Entonces: Velocidad en A donde QF = 0.02083 m3/s ; v = 28.05 m/s Velocidad entre D y B, donde QR = 0.00625 m3/s; v = 6.47 m/s Velocidad entre bomba 2, y reactor donde Q0 = 0.02708 m3/s; v = 21.58 m/s 9. Potencia de bomba de alimentación (bomba 1). Para calcular este valor se hace un balance de energía entre los puntos A y B del diagrama de la Fig. 1, para ello se debe conocer primero la presión de succión en el punto B, por ello se hace antes un balance de energía entre los puntos E y D, donde se supone que la presión en el punto E, corresponde a la presión atmosférica (77.67 Kpa); lo cual da como resultado que en el punto D la presión tiene un valor de: PD = 67.84 Kpa

93

Después se hace el mismo balance de energía para los puntos colocados entre D y B; dando por resultado: PB = 61.27 Kpa. Finalmente se efectúa el balance de energía entre los puntos A y B; se hacen las suposiciones: la presión en el punto A, corresponde a la atmosférica (77.67 Kpa); La velocidad en A = velocidad en B; la altura no cambia, ZA = ZB; después de hacer sustituciones queda: Trabajo de Bomba 1 = Ws = 128 m Potencia entregada por bomba 1 = 26 025 N m/S = 26.025 Kw = 34.9 hP potencia proporcionada a la bomba, suponiendo una eficiencia, ε de 0.6: Potencia de proporcionada = 58.16 hP.

B. Reactor de lodos activados. 1. Calculo de soplador. La potencia necesaria del soplador, para el suministro de aire se calcula, suponiendo que se requieren 1 caballos de fuerza (HP), por cada 21 Kg de DBO5 consumido. Entonces:

)//()DBO kg 21()/DBO (

21)(

5

5

díaHPdíakgSSQHP eFF =

−=

Entonces: hP = [1800 m3 / día (0.428-0.1) Kg. DBO5 / m3)] / 21 = 28.11 hP

94

IV BALANCE DE ENERGIA. Aunque solo se efectuó el balance de energía, de los dos reactores involucrados en el tratamiento de aguas, es el más significativo dentro de la planta, los demás balances de energía no se efectuaron por carecer de mayor información. A Calor de calentamiento para el reactor anaeróbico de lecho fluidizado. Calor requerido para elevar la temperatura del influente de 28 a 350C. Q = m Cp (Tf -Ti) = 14 572 Kw h/día Donde: δ = 997 Kg/m3 Cp = 4176 J/kg 0K Flujo = 1800 m3 / día Ti = 280C Tf = 350C B Energía generada por el metano. Se generan 2218 m3 metano/día Energía del metano = 37 MJ / m3 Energía / día = 82 x 106 KJ /día = 22 796 Kw h/día C Energía por bombas del reactor de lecho fluidizado. Del cálculo de las bombas se tiene: Bomba de alimentación = 58.16 hp = 43.37 Kw h Bomba de recirculación = 18.3 hp = 13.65 Kw h Energía total de ambas bombas = 57.02 Kw h Energía total = 57 02 KJ/s = 4 924 MJ/día = 1 367 Kw h/ día D Energía del soplador del reactor aeróbico. Igualmente del cálculo de bombas. Energía del soplador = 28.11 hp = 20 KJ / s = 1 811 MJ/día = 503 Kw h/día E Balance de energía total. El balance de energía, de ambos reactores es.

95

Energía de reactor de lecho fluidizado:

Energía producida como metano: + 22 796 Kw h / día Energía por bombeo: - 1 367 Energía por calentamiento: - 14 572 Total: + 6 857 Kw h / día

Energía de reactor de lodos activados:

Energía producida 0.0 Energía requerida por el soplador - 503 Kw h/día

Balance total de ambos reactores: Balance de reactor anaerobio – balance de reactor aeróbico = Balance total Balance total = 6354 Kw h/ día

96

V. COSTOS DE CONSTRUCCION Y MANTENIMIENTO. Los costos de construcción y mantenimiento de las operaciones unitarias de la planta de tratamiento de aguas residuales, se calcularon a partir de las curvas de costos del Areavide Assessment Procedures Manual: Performance and Cost apéndice H del libro de tratamiento de aguas de SYED. Los costos de estas curvas están referenciados a 1976, del Index de costos de construcción ENR, reportados mensualmente en Engineering news record, Base de diseño de las curvas de costos. Base de costos:

1. ENR = 2475, septiembre 1976 2. ENR , Agosto 2002, = 3648 3. Costo de trabajo, esta referenciado a 1500 h de trabajo al año por hombre,

para USA. Se hace un ajuste al suponer que este valor es de tres veces el costo de la mano de obra de México.

Base de diseño.

1. Todos los costos de construcción, operación y mantenimiento; se hacen sobre la base del flujo del influente.

2. Los costos de operación y mantenimiento, incluyen: mano de obra, costo de materiales, de equipo, de químicos y de combustible.

97

ANEXO II

Normas Oficiales Mexicanas relacionadas con la conservación de agua y el uso de aditamentos RESUMEN En la actualidad la elaboración de las normas oficiales en materia de agua corresponden, de acuerdo a la LGEEPA, a la Ley de Aguas Nacionales y a la Ley Orgánica de la Administración Pública federal, al Instituto Nacional de Ecología (INE) y a la Comisión Nacional del Agua (CNA), ambos órganos desconcentrados de la SEMARNAT. El INE tiene a su cargo las normas ambientales o ecológicas (NOM-ECOL) mientras que la CNA elabora normas sólo de tipo técnico analítico (NOM-CNA). Existen otras instituciones gubernamentales que en el pasado han estado relacionadas con la elaboración de normas, como es el caso de la Secretaría de Fomento y Comercio Industrial (SECOFI) y la Secretaría de Desarrollo Social (SEDESOL), cuyas normas o proyectos de normas, en el futuro son, o serán substituidos por normas oficiales publicadas por la CNA. Son tres ,de las normas que están relacionadas con la calidad que deben tener los efluentes, las cuales fueron elaboradas por la CNA: NOM 001 ECOL 1996 TITULO:Limites máximos permisibles en las descargas de aguas residuales a aguas de bienes nacionales. FECHA DE PUBLICACIÓN: 6 de enero de 1997 DESCRIPCIÓN: En esta norma se describe como se regulan los contaminantes de aguas residuales (urbanas e industriales) que se descargan en aguas y bienes nacionales, en donde además se establecen incentivos económicos( pago de derechos de descarga y exención del mismo y condiciones favorables de crédito en caso de tratamiento). NOM 002 ECOL 1996 TITULO:Limites máximos permisibles en las descargas de aguas residuales a los sistemas de alcantarillado urbano o municipal FECHA DE PUBLICACIÓN: 6 de abril de 1998 Describe como se regulan los contaminantes de aguas residuales (urbanas e industriales) que se descargan a los sistemas de alcantarillado urbano o municipal estableciendo incentivos económicos( pago de derechos de descarga y exención del mismo y condiciones favorables de crédito en caso de tratamiento). NOM 003 ECOL 1997 TITULO:Limites máximos permisibles de contaminantes para las aguas residuales tratadas que se reúsen en servicios al público 21 de septiembre de 1998

98

Se norma a los contaminantes de aguas recuperadas por entidades públicas y/o terceros que las vayan a reúsar en servicios al público. NORMA OFICIAL MEXICANA NOM-001-ECOL-1996, QUE ESTABLECE LOS LIMITES MAXIMOS PERMISIBLES DE CONTAMINANTES EN LAS DESCARGAS RESIDUALES EN AGUAS Y BIENES NACIONALES 1. OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACION Esta Norma Oficial Mexicana establece los límites máximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales en aguas y bienes nacionales, con el objeto de proteger su calidad y posibilitar sus usos, y es de observancia obligatoria para los responsables de dichas descargas. Esta Norma Oficial Mexicana no se aplica a las descargas de aguas provenientes de drenajes separados de aguas pluviales. 34. ESPECIFICACIONES 4.1 La concentración de contaminantes básicos, metales pesados y cianuros para las descargas de aguas residuales a aguas y bienes nacionales, no debe exceder el valor indicado como límite máximo permisible en las Tablas 2 y 3 de esta Norma Oficial Mexicana. El rango permisible del potencial hidrógeno (pH) es de 5 a 10 unidades. 4.2 Para determinar la contaminación por patógenos se tomará como indicador a los coliformes fecales. El límite máximo permisible para las descargas de aguas residuales vertidas a aguas y bienes nacionales, así como las descargas vertidas a suelo (uso en riego agrícola), es de 1,000 y 2,000 como número más probable (NMP) de coliformes fecales por cada 100 ml para el promedio mensual y diario, respectivamente. 4.3 Para determinar la contaminación por parásitos se tomará como indicador los huevos de helminto. El límite máximo permisible para las descargas vertidas a suelo (uso en riego agrícola), es de un huevo de helminto por litro para riego no restringido, y de cinco huevos por litro para riego restringido, lo cual se llevará a cabo de acuerdo a la técnica establecida en el anexo 1 de esta Norma. NORMA OFICIAL MEXICANA NOM-002-ECOL-1996, QUE ESTABLECE LOS LIMITES MAXIMOS PERMISIBLES DE CONTAMINANTES EN LAS DESCARGAS DE AGUAS RESIDUALES A LOS SISTEMAS DE ALCANTARILLADO URBANO O MUNICIPAL 1. OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACION

99

Esta Norma Oficial Mexicana establece los límites máximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales a los sistemas de alcantarillado urbano o municipal con el fin de prevenir y controlar la contaminación de las aguas y bienes nacionales, así como proteger la infraestructura de dichos sistemas, y es de observancia obligatoria para los responsables de dichas descargas. Esta Norma no se aplica a las descargas de las aguas residuales domésticas, pluviales, ni a las generadas por la industria, que sean distintas a las aguas residuales de proceso y conducidas por drenaje separado. 4. ESPECIFICACIONES 4.1 Los límites máximos permisibles para contaminantes de las descargas de aguas residuales a los sistemas de alcantarillado urbano o municipal, no deben ser superiores a los indicados en la Tabla 1. Para las grasas y aceites es el promedio ponderado en función del caudal, resultante de los análisis practicados a cada una de las muestras simples. TABLA 1 LIMITES MAXIMOS PERMISIBLES PARAMETROS (miligramos por litro, excepto cuando se especifique otra)

Promedio Mensual

Promedio Diario

Instantáneo

Grasas y aceites 50 75 100 Sólidos sedimentables (mililitros por litro)

5 7.5 10

Arsénico total 0.5 0.75 1 Cadmio total 0.5 0.75 1 Cianuro total 1 1.5 2 Cobre total 10 15 20 Cromo hexavalente 0.5 0.75 1 Mercurio total 0.01 0.015 0.02 Níquel total 4 6 8 Plomo total 1 1.5 2 Zinc total 6 9 12 4.2 Los límites máximos permisibles establecidos en la columna instantáneo, son únicamente valores de referencia, en el caso de que el valor de cualquier análisis exceda el instantáneo, el responsable de la descarga queda obligado a presentar a la autoridad competente en el tiempo y forma que establezcan los ordenamientos legales locales, los promedios diario y mensual, así como los resultados de laboratorio de los análisis que los respaldan. 4.3 El rango permisible de pH (potencial hidrógeno) en las descargas de aguas residuales es de 10 (diez) y 5.5 (cinco punto cinco) unidades, determinando para

100

cada una de las muestras simples. Las unidades de pH no deberán estar fuera del intervalo permisible, en ninguna de las muestras simples. 4.4 El límite máximo permisible de la temperatura es de 40°C. (cuarenta grados Celsius), medida en forma instantánea a cada una de las muestras simples. Se permitirá descargar con temperaturas mayores, siempre y cuando se demuestre a la autoridad competente por medio de un estudio sustentado, que no daña al sistema del mismo. 4.5 La materia flotante debe estar ausente en las descargas de aguas residuales, de acuerdo al método de prueba establecido en la Norma Mexicana NMX-AA-006, referida en el punto 2 de esta Norma Oficial Mexicana. 4.6 Los límites máximos permisibles para los parámetros demanda bioquímica de oxígeno y sólidos suspendidos totales, que debe cumplir el responsable de la descarga a los sistemas de alcantarillado urbano o municipal, son los establecidos en la Tabla 2 de la Norma Oficial Mexicana NOM-001-ECOL-1996 referida en el punto 2 de esta Norma, o a las condiciones particulares de descarga que corresponde cumplir a la descarga municipal.

101

NORMA OFICIAL MEXICANA NOM-003-ECOL-1997 QUE ESTABLECE LOS LIMITES MAXIMOS PERMISIBLES DE CONTAMINANTES PARA LAS AGUAS RESIDUALES TRATADAS QUE SE REUSEN EN SERVICIOS AL PUBLICO. 1. OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACION Esta Norma Oficial Mexicana establece los límites máximos permisibles de contaminantes para las aguas residuales tratadas que se reusen en servicios al público, con el objeto de proteger el medio ambiente y la salud de la población, y es de observancia obligatoria para las entidades públicas responsables de su tratamiento y reuso. En el caso de que el servicio al público se realice por terceros, éstos serán responsables del cumplimiento de la presente Norma, desde la producción del agua tratada hasta su reuso o entrega, incluyendo conducción o transporte de la misma. 4. ESPECIFICACIONES 4.1 Los límites máximos permisibles de contaminantes en aguas residuales tratadas son los establecidos en la Tabla 1 de esta Norma Oficial Mexicana.

TABLA 1 LIMITES MAXIMOS PERMISIBLES DE CONTAMINANTES

PROMEDIO MENSUAL TIPOS DE REUSO

Coliformes fecales NMP/100 ml

Huevos de Helminto (h/l)

Grasas y aceites m/l

DBO5 mg/l

SST/mg/l

SERVICIOS AL PUBLICO CON CONTACTO DIRECTO

240

< 1

15

20

20

SERVICIOS AL PUBLICO CON CONTACTO INDIRECTO U OCASIONAL

1,000

< 5

15

30

30

4.2 La materia flotante debe estar ausente en el agua residual tratada, de acuerdo al método de prueba establecido en la Norma Mexicana NMX-AA-006, referida en el punto 2 de esta Norma Oficial Mexicana.

102

4.3 El agua residual tratada reusada en servicios al público, no deberá contener concentraciones de metales pesados y cianuros mayores a los límites máximos permisibles establecidos en la columna que corresponde a embalses naturales y artificiales con uso en riego agrícola de la Tabla 3 de la Norma Oficial Mexicana NOM-001-ECOL-1996, referida en el punto 2 de esta Norma.

NORMA Oficial Mexicana NOM-CCA-016-ECOL/1993, que establece los límites máximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales a cuerpos receptores, provenientes de la industria de bebidas gaseosas Norma publicada en el Diario Oficial de la Federación el 28 de junio de 1993) 1.OBJETO Esta norma oficial mexicana establece los límites máximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales a cuerpos receptores provenientes de la industria de bebidas gaseosas. ( 2.CAMPO DE APLICACION La presente norma oficial mexicana es de observancia obligatoria para los responsables de las descargas de aguas residuales a cuerpos receptores provenientes de los procesos de la industria de bebidas gaseosas 5.ESPECIFICACIONES 5.1 Las descargas de aguas residuales provenientes de la industria de bebidas gaseosas deben cumplir con las especificaciones que se indican en la tabla 1. Tabla 1 LIMITES MÁXIMOS PERMISIBLES PARÁMETROS PROMEDIO DIARIO INSTANTÁNEO PH 6-9 6-9 Demanda Bioquímica de Oxígeno (mg/L)

180 240

Sólidos Sedimentables (mg/L) 1.0 1.2 Sólidos Suspendidos Totales (mg/L) 180 240 Grasas y Aceites (mg/L) 30 40 5.2 Los límites máximos permisibles de coliformes totales, medidos como número más probable por cada 100 ml, en las descargas de aguas residuales provenientes de la industria de bebidas gaseosas, considerando las aguas de servicios son:

103

5.2.1 1,000 como límite promedio diario y 1,000 como límite instantáneo en las aguas residuales de los procesos industriales. 5.2.2 10,000 como límite promedio diario y 20,000 como límite instantáneo cuando se permita el escurrimiento libre de las aguas residuales de servicios o su descarga a un cuerpo receptor, mezcladas con las aguas residuales del proceso industrial. 5.2.3 Sin límite, en el caso de que las aguas residuales de servicios se descarguen separadamente y el proceso para su depuración prevea su infiltración en terreno, de manera que no se cause un efecto adverso en los cuerpos receptores. 12.VIGENCIA 12.1 La presente norma oficial mexicana entrará en vigor al día siguiente de su publicación en el Diario Oficial de la Federación. ABREVIATURAS

(*) Medidos de manera total. P.D. =Promedio Diario; P.M. = Promedio mensual; N.A. = No es aplicable (A), (B) y (C): Tipo de Cuerpo Receptor según la Ley Federal de Derechos (1) Instantáneo

(2) Muestra Simple Promedio Ponderado Ausente según el Método de Prueba definido en la NMX-AA-006

104

ANEXO III Norma Oficial Mexicana relacionada con la disposición final de lodos y biosólidos para la protección ambiental Durante el proceso de tratamiento de aguas residuales municipales se produce agua tratada y lodos. Estos lodos tienen un contenido alto de materia orgánica y nutrientes. Si los lodos se someten a un proceso de digestión microbiana anaerobia una parte de la materia orgánica se convierte en gas metano y dióxido de carbono. El metano tiene valor como combustible y la disminución de materia orgánica previene procesos de putrefacción posteriores (estabilización de lodos). Además, durante el proceso de digestión el contenido de organismos patógenos es reducido considerablemente (desinfección de lodos). Debido a estas características los lodos digeridos, denominados biosólidos, pueden ser utilizados en forma segura, como fertilizante o como material para restaurar suelos ya que mantienen un contenido alto de nutrientes. Sin embargo, los lodos digeridos pueden tener contenidos altos de metales pesados y de contaminantes orgánicos tóxicos que no son degradados durante la digestión anaerobia. La presencia de estos contaminantes representa un riesgo en el uso benéfico de los biosólidos Es por ello que para su aprovechamiento como mejorador de suelos y fertilizantes, los biosólidos deben ser declarados no peligrosos para el ambiente en base al ánalisis CRETIB (corrosividad, reactividad, explosividad, toxicidad, inflamabilidad y biológico-infeccioso) de la ley general de equilibrio ecológico y protección al ambiente (LGEEPA) de la SEMARNAT PROYECTO de Norma Oficial Mexicana PROY-NOM-004-SEMARNAT-2002, Protección ambiental.- Lodos y biosólidos.- Especificaciones y límites máximos permisibles de contaminantes para su aprovechamiento y disposición final. 1. Objetivo y campo de aplicación 1.1 Objetivo Esta Norma Oficial Mexicana establece las especificaciones y los límites máximos permisibles de contaminantes en los lodos y biosólidos provenientes del desazolve de los sistemas de alcantarillado urbano o municipal, de las plantas potabilizadoras y de las plantas de tratamiento de aguas residuales, con el fin de posibilitar su aprovechamiento o disposición final y proteger el medio ambiente y la salud humana. 1.2 Campo de aplicación Es de observancia obligatoria para todas las personas físicas y morales que generen lodos y biosólidos, provenientes del desazolve de los sistemas de alcantarillado urbano o municipal, de las plantas potabilizadoras y de las plantas de tratamiento de aguas residuales. 3.7 Biosólidos

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Lodos provenientes de las plantas de tratamiento de aguas residuales, que por su contenido de nutrientes y por sus propias características o por las adquiridas después de un proceso de estabilización, pueden ser susceptibles de aprovecharse. 4. Especificaciones 4.1 Para que los lodos y biosólidos se puedan aprovechar o disponer se debe demostrar, cada dos años, que éstos no son corrosivos, reactivos, explosivos, tóxicos o inflamables de acuerdo con la Norma Oficial Mexicana NOM-052-ECOL-1993, referida en el punto 2 de esta Norma. Los responsables podrán quedar exentos de dicha prueba, siempre que por las características del proceso generador de los lodos y biosólidos, el contenido de los patógenos, parásitos y metales pesados sea homogéneo o no presenten variaciones significativas; manifestándolo ante la autoridad competente, por escrito y bajo protesta de decir verdad. 4.2 Los lodos y biosólidos que cumplan con lo establecido en la especificación 4.1, pueden ser manejados y aprovechados o dispuestos en forma final como residuos no peligrosos. 4.3 Para que los biosólidos puedan ser aprovechados, deben cumplir con la especificación 4.4 y lo establecido en las tablas 1 y 2. 4.4 Los generadores de biosólidos deben controlar la atracción de vectores, demostrando su efectividad. Para tal efecto se pueden utilizar cualquiera de las opciones descritas, de manera enunciativa pero no limitativa, en el Anexo 1. 4.5 Para efectos de esta Norma Oficial Mexicana los biosólidos se clasifican en tipo: Excelente y Bueno con base en su contenido de metales pesados; y en clase: A y B en función de su contenido de patógenos y parásitos. 4.6 Los límites máximos permisibles de metales pesados en los biosólidos se

establecen en la Tabla 1 TABLA 1 LIM. MAX. PERMISIBLES PARA METALES PESADOS EN BIOSOLIDOS

CONTAMINANTE (DETERMINADOS EN FORMA TOTAL)

EXCELENTE MG/KG

EN BASE SECA

BUENO MG/KG

EN BASE SECA

Arsénico 41 75 Cadmio 39 85 Cromo 1 200 3 000 Cobre 1 500 4 300 Plomo 300 840 Mercurio 17 57 Níquel 420 420 Zinc 2 800 7 500

106

4.7 Los límites máximos permisibles de patógenos y parásitos en los biosólidos se establecen en la Tabla 2.

TABLA 2 LIMITES MAXIMOS PERMISIBLES PARA PATOGENOS Y PARASITOS EN BIOSOLIDOS

PATOGENOS PARASITOS CLASE Coliformes fecales

NMP/g en base en base seca

Salmonella sp NMP/g en base

seca

Huevos de helminto/g en base

seca A menor de 1000 menor de 3 menor de 10 B menor de

2 000 000 menor de 300 menor de 35

4.8 Para el aprovechamiento de los biosólidos en jardines, macetas de casas habitación y edificios públicos y privados, áreas verdes para recreación pública y privada con contacto directo humano, viveros y campos deportivos, camellones urbanos y en vías de comunicación, panteones y bosques, la calidad debe ser Excelente, clase A, su contenido de humedad debe ser de 70% o menor. 4.9 Los biosólidos clasificados en el punto 4.5 que se pretendan aprovechar en terrenos con fines agrícolas, mejoramiento de suelos y restauración de paisajes, no deben aplicarse si los suelos están congelados; inundados; cubiertos por nieve o con un pH de 5 o menor. 4.10 La aplicación de biosólidos en terrenos con fines agrícolas, mejoramiento de suelos y restauración de paisajes, se sujetará a lo establecido en la Ley Federal de Sanidad Vegetal. 4.11 El aprovechamiento de biosólidos en terrenos comprendidos en zonas

declaradas como áreas naturales protegidas, sólo podrá realizarse previa autorización de la Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales.

4.12 Los lodos y biosólidos que cumplan con lo establecido en la presente Norma Oficial Mexicana pueden ser almacenados hasta por un periodo de 2 años. El predio en donde se almacenen, debe contar con sistema de recolección de lixiviados.

TRANSITORIOS SEGUNDO.- La presente Norma Oficial Mexicana entrará en vigor a los 60 días posteriores al de su publicación en el Diario Oficial de la Federación. México, Distrito Federal, a los cuatro días del mes de febrero de dos mil dos.-

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ANEXO IV LEY FEDERAL DE DERECHOS EN MATERIA DE AGUA La Ley de Aguas Nacionales establece que para descargar las aguas residuales se requiere un permiso de descarga expedido por la CNA. Este a su vez se inscribe en el Registro Público de Derechos de Agua (Repda). Por otro lado en la Ley Federal de Derechos (LFD) en el TITULO SEGUNDO (De los Derechos por el Uso o Aprovechamiento de Bienes del Dominio Público), CAPITULO VIII (Agua) artículos 222 al 231-A; así como en el CAPITULO XIV (Derecho por uso o aprovechamiento de bienes del dominio público de la nación como cuerpos receptores de las descargas de aguas residuales) artículos 276 al 286-A; se establece el pago por la descarga de aguas residuales, así como los diversos trámites que deben realizarse. LEY FEDERAL DE DERECHOS EN MATERIA DE AGUA 1998 TÍTULO II DE LOS DERECHOS POR EL USO O APROVECHAMIENTO DE BIENES DEL DOMINIO PÚBLICO CAPÍTULO VIII AGUA. ARTÍCULO 222.- Las personas físicas o morales, están obligadas al pago del derecho sobre agua por la explotación, uso o aprovechamiento de aguas nacionales por el volumen total consignado en el título de asignación, concesión, autorización o permiso, otorgado por el Gobierno Federal, o por la que exploten, usen o aprovechen de hecho, de acuerdo a la zona de disponibilidad de agua en que se efectúe su extracción de conformidad con la división territorial contenida en el artículo 231 de esta Ley. ARTÍCULO 223.- Por la explotación, uso o aprovechamiento de aguas nacionales a que se refiere este Capítulo, se pagará el derecho sobre agua, de conformidad con la zona de disponibilidad de agua en que se efectúe su extracción y de acuerdo con las siguientes cuotas: A.- Por las aguas provenientes de fuentes superficiales o extraídas del subsuelo, a excepción de las del mar, por cada metro cúbico: 1er. sem. 2do. Sem. I.- Zona de disponibilidad 1 ....……. $ 8.5958 $ 9.3273 II.- Zona de disponibilidad 2 …....….. $ 6.8766 $ 7.4617 III.- Zona de disponibilidad 3 .......….. $ 5.7305 $ 6.2181 IV.- Zona de disponibilidad 4 .........…. $ 4.7277 $ 5.1300 V.- Zona de disponibilidad 5 .......…..... $ 3.7249 $ 4.0418 VI.- Zona de disponibilidad 6 ......…..... $ 3.3666 $ 3.6530 VII.- Zona de disponibilidad 7 ....….......... $ 2.5342 $ 2.7498

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VIII.- Zona de disponibilidad 8 .......…...... $ 0.9007 $ 0.9773 IX.- Zona de disponibilidad 9 .......… $ 0.6752 $ 0.7326 ZONA III DE DISPONIBILIDAD. Estado de México: Acambay, Almoloya de Alquisiras, Almoloya de Juárez, Atlacomulco, Calimaya, Capulhuac, Coatepec Harinas, Cocotitlán, Coyotepec, Chapultepec, Chicoloapan, Isidro Fabela, Ixtlahuaca, Jalatlaco, Jaltenco, Joquicingo, Malinalco, Nextlalpan, Rayón, San Antonio la Isla, Soyaniquilpan de Juárez, Temascalcingo, Teoloyucan, Tianguistenco, Texcaltitlán, Texcalyacac, Tonatico, Zinacantepec y Zumpango. CAPÍTULO XIV DERECHO POR USO O APROVECHAMIENTO DE BIENES DEL DOMINIO PÚBLICO DE LA NACIÓN COMO CUERPOS RECEPTORES DE LAS DESCARGAS DE AGUAS RESIDUALES. ARTÍCULO 276.- Están obligados a pagar el derecho por uso o aprovechamiento de bienes del dominio público de la Nación como cuerpos receptores de las descargas de aguas residuales, las personas físicas o morales que descarguen en forma permanente, intermitente o fortuita aguas residuales en ríos, cuencas, cauces, vasos, aguas marinas y demás depósitos o corrientes de agua, así como los que descarguen aguas residuales en los suelos o las infiltren en terrenos que sean bienes nacionales o que puedan contaminar el subsuelo o los acuíferos, en términos de lo dispuesto en esta Ley. ARTÍCULO 277.- Para los efectos del presente Capítulo se consideran: X.- Indice de Incumplimiento: Cantidad de veces que la concentración de cada contaminante en las descargas de aguas residuales vertidas, rebasa los límites máximos permisibles establecidos en las condiciones particulares de descarga o a falta de éstas, los establecidos en esta Ley, la cual se obtiene de la diferencia entre la concentración de contaminantes de las descargas de aguas residuales y la concentración establecida como límite máximo permisible en esta Ley y dividida entre esta última. Indice de Incumplimiento = (Conc. descarga - Conc. Norma)/ Conc Norma ARTÍCULO 278-A.- Los cuerpos de propiedad nacional, receptores de las descargas de aguas residuales, se clasifican como sigue: Se consideran tipo A, todos los que no se señalan como tipos B o C: se consideran tipo B todos los Estuarios y Humedales Naturales. Asimismo, se consideran tipo B, todos los Embalses Naturales o Artificiales, a excepción de los que se clasifican como tipo C. CUERPOS RECEPTORES TIPO "B":

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Estado de México: Río Amanalco en el municipio de Amanalco CUERPOS RECEPTORES TIPO "C" Estado de México: Presa Salazar en los municipios de Lerma y Ocoyoacac; Presa Villa Victoria en el municipio de Villa Victoria; Presas Valle de Bravo y Colorines en el municipio de Valle de Bravo; Presa Santo Tomás en el municipio de Santo Tomás; Presa Madín en los municipios de Naucalpan de Juárez, Jilotzingo y Cuautitlán-lzcalli; Presa Chilesdo en el municipio de Donato Guerra; Presa Tilostoc en el municipio de Valle de Bravo; Presa Tecuán en el municipio de Amatepec. ARTÍCULO 278-C.- Para calcular el monto del derecho a pagar por cada tipo de contaminante que rebase los limites máximos permisibles, se considerará el volumen de aguas residuales descargadas por trimestre y la carga de los contaminantes respectivos, de la siguiente forma: I. Para coliformes fecales, si la descarga presenta un valor que supere el

limite de 1000 como número más probable (NMP) de coliformes fecales por cada 100 ml., entonces el volumen descargado en m3, se multiplicara por $ 0.7872, si se trata de un cuerpo receptor de tipo A; y por $0.3934 para un cuerpo receptor tipo B o C.

II. Para el potencial hidrógeno (pH), si la descarga se encuentra fuera de los limites permisibles, superior a 10 o inferior a 5 unidades, el volumen descargado se multiplicara por la cuota que corresponda a la tabla II

Tabla II (art. 278-C, frac II) CUOTAS EN PESOS POR METRO CÚBICO PARA POTENCIAL HIDROGENO (pH).

Rango en unidades de pH

Cuota por cada metro cúbico descargado

Rango en unidades de pH

Cuota por cada metro cúbico descargado

Menor de 5 y hasta 4 $ 0.025 Mayor de 10 y hasta 11 $ 0.115 Menor de 4 y hasta 3 0.075 Mayor de 11 y hasta 12 0.349 Menor de 3 y hasta 2 0.225 Mayor de 12 y hasta 13 0.494 Menor de 2 y hasta 1 0.650 Mayor de 13 0.700 Menor de 1 0.900 III. Para los contaminantes básicos, metales pesados, o cianuros, que rebasen

los limites máximos permisibles, expresadas en mg/L, se multiplican primero por el factor 0.001, para convertirlos a Kg/m3. Este resultado a su vez se multiplicará por el volumen de aguas residuales en m3 descargados en el trimestre correspondiente, obteniéndose así la carga de contaminantes en Kg/trimestre. Después se determina el indice de incumplimiento, para cada contaminante, y con este valor se selecciona el rango que le corresponda de la tabla III, y se identifica la cuota en pesos por Kg de contaminante. Finalmente se multiplican los Kg contaminante/trimestre por la cuota en pesos por Kg que corresponda a su indice de incumplimiento. Para el caso de los contaminantes básicos, el resultado se multiplicara por 0.56, cuando la descarga, sea a un cuerpo receptor de tipo “A”; por 1.0, cuando la descarga, sea a un cuerpo receptor de tipo “B”; y por 1.2, cuando la descarga sea a un cuerpo receptor tipo “C”.

110

Para determinar el índice de incumplimiento y la cuota en pesos por kilogramo, a efecto de obtener el monto del derecho para cada uno de los contaminantes básicos, metales pesados o cianuros, se procederá conforme a lo siguiente: a).- Para cada contaminante que rebase los límites señalados, a la concentración del contaminante correspondiente, se le restará el límite máximo permisible respectivo, cuyo resultado deberá dividirse entre el mismo límite máximo permisible, obteniéndose así el índice de incumplimiento del contaminante correspondiente. b).- Con el índice de incumplimiento, determinado para cada contaminante conforme al inciso anterior, se seleccionará el rango que le corresponda de la Tabla III de este Capítulo y se procederá a identificar la cuota en pesos por kilogramo de contaminante que se utilizará para el cálculo del monto del derecho. c).- Para obtener el monto a pagar por cada contaminante, conforme al tipo de cuerpo receptor de que se trate, se multiplicarán los kilogramos de contaminante por trimestre, obtenidos de acuerdo con esta fracción, por la cuota en pesos por kilogramo que corresponda a su índice de incumplimiento, de acuerdo con la Tabla III de este Capítulo, obteniéndose así el monto del derecho. Para los contaminantes básicos, el resultado se multiplicará por 0.56 cuando la descarga sea a un cuerpo receptor tipo “A”; por 1.0 cuando la descarga sea a un cuerpo receptor tipo “B”; y por 1.2 cuando la descarga sea a un cuerpo receptor tipo “C”. Tabla III (Art. 278-C, fracc.III) CUOTA EN PESOS POR KILOGRAMO POR ÍNDICE DE INCUMPLIMIENTO DE LADESCARGA. RANGO DE

INCUMPLIMIENTO CUOTA POR KILOGRAMO RANGO DE

INCUMPLIMIENTO CUOTA POR KILOGRAMO

Contaminantes Básicos

Metales Pesados y Cianuros

Contaminantes Básicos

Metales Pesados y Cianuros

mayor de 0.0 y hasta 0.10

$0.00 $0.00 mayor de 2.60 y hasta 2.70

$2.12 $85.06

mayor de 0.10 y hasta 0.20

$0.94 $37.99 mayor de 2.70 y hasta 2.80

$2.14 $85.86

mayor de 0.20 y hasta 0.30

$1.12 $45.10 mayor de 2.80 y hasta 2.90

$2.16 $86.64

mayor de 0.30 y hasta 0.40

$1.24 $49.86 mayor de 2.90 y hasta 3.00

$2.18 $87.39

mayor de 0.40 y hasta 0.50

$1.33 $53.53 mayor de 3.00 y hasta 3.10

$2.20 $88.13

mayor de 0.50 y hasta 0.60

$1.41 $56.57 mayor de 3.10 y hasta 3.20

$2.22 $88.85

mayor de 0.60 y hasta 0.70

$1.47 $59.18 mayor de 3.20 y hasta 3.30

$2.24 $89.55

mayor de 0.70 y hasta 0.80

$1.53 $61.48 mayor de 3.30 y hasta 3.40

$2.25 $90.23

mayor de 0.80 y $1.58 $63.55 mayor de 3.40 y $2.27 $90.90

111

hasta 0.90 hasta 3.50 mayor de 0.90 y hasta 1.00

$1.63 $65.43 mayor de 3.50 y hasta 3.60

$2.29 $91.55

mayor de 1.00 y hasta 1.10

$1.67 $67.15 mayor de 3.60 y hasta 3.70

$2.30 $92.19

mayor de 1.10 y hasta 1.20

$1.71 $68.76 mayor de 3.70 y hasta 3.80

$2.32 $92.82

mayor de 1.20 y hasta 1.30

$1.75 $70.25 mayor de 3.80 y hasta 3.90

$2.34 $93.44

mayor de 1.30 y hasta 1.40

$1.79 $71.66 mayor de 3.90 y hasta 4.00

$2.35 $94.04

mayor de 1.40 y hasta 1.50

$1.82 $72.98 mayor de 4.00 y hasta 4.10

$2.37 $94.63

mayor de 1.50 y hasta 1.60

$1.85 $74.24 mayor de 4.10 y hasta 4.20

$2.38 $95.21

mayor de 1.60 y hasta 1.70

$1.88 $75.44 mayor de 4.20 y hasta 4.30

$2.39 $95.78

mayor de 1.70 y hasta 1.80

$1.91 $76.58 mayor de 4.30 y hasta 4.40

$2.41 $96.34

mayor de 1.80 y hasta 1.90

$1.94 $77.67 mayor de 4.40 y hasta 4.50

$2.42 $96.89

mayor de 1.90 y hasta 2.00

$1.96 $78.71 mayor de 4.50 y hasta 4.60

$2.44 $97.43

mayor de 2.00 y hasta 2.10

$1.99 $79.72 mayor de 4.60 y hasta 4.70

$2.45 $97.96

mayor de 2.10 y hasta 2.20

$2.01 $80.69 mayor de 4.70 y hasta 4.80

$2.46 $98.48

mayor de 2.20 y hasta 2.30

$2.04 $81.62 mayor de 4.80 y hasta 4.90

$2.48 $99.00

mayor de 2.30 y hasta 2.40

$2.06 $82.52 mayor de 4.90 y hasta 5.00

$2.49 $99.50

mayor de 2.40 y hasta 2.50

$2.08 $83.40 mayor de 5.00 $2.50 $100.00

mayor de 2.50 y hasta 2.60

$2.10 $84.24

IV.- Una vez efectuado el cálculo trimestral del derecho por cada contaminante, el contribuyente estará obligado a pagar únicamente el monto que resulte mayor para el trimestre que corresponda. ARTÍCULO 282-A.- No pagarán el derecho a que se refiere este Capítulo, aquellos usuarios cuyas descargas contengan contaminantes que rebasen los límites máximos permisibles establecidos en la presente Ley, ARTÍCULO 282-C.- Los contribuyentes que cuenten con planta de tratamiento de aguas residuales y aquéllos que en sus procesos productivos hayan realizado acciones para mejorar la calidad de sus descargas y éstas, sean de una calidad superior a la establecida en los límites máximos permisibles señalados en sus condiciones particulares de descarga y a falta de éstas, los establecidos en esta Ley, podrán gozar del descuento en el pago del derecho por uso o aprovechamiento de aguas nacionales a que se refiere el Capítulo VIII de esta

112

Ley. Este beneficio se aplicará únicamente a los aprovechamientos de aguas nacionales que generen la descarga de aguas residuales, de acuerdo con lo indicado en la Tabla IV, de este Capítulo, siempre y cuando los contribuyentes cumplan con las disposiciones de la Ley de Aguas Nacionales, su Reglamento y esta Ley. TABLA IV

Descuento en el pago del derecho por uso o aprovechamiento de aguas nacionales

CALIDAD ESTABLECIDA PARA DESCARGAS A

CUERPOS RECEPTORES TIPO

Tipo de calidad de la descarga % DE DESCUENTO

A B ríos con uso público urbano 12 A C 18 A NOM-127-SSA1-1994 44 B C 6 B NOM-127-SSA1-1994 32 C NOM-127-SSA1-1994 26

Este porcentaje de descuento, se aplicará al monto del derecho a que se refiere el Capítulo VIII del Título II de esta Ley, sin incluir el que corresponda al uso consuntivo del agua. En este caso, a la declaración del pago del derecho por uso o aprovechamiento de aguas nacionales, se deberán acompañar, bajo protesta de decir verdad, los resultados de la calidad del agua. ARTÍCULO 282-D.- Los usuarios que con posterioridad al 7 de enero de 1997, hayan iniciado o inicien operaciones que originen descargas de aguas residuales y aquellos que incrementen la carga de contaminantes en su descarga, como consecuencia de la realización de una ampliación a su planta productiva o para el caso de localidades que incorporen usuarios industriales a su sistema de alcantarillado que previamente hayan descargado a un cuerpo receptor nacional, no deberán rebasar los límites máximos permisibles de contaminantes establecidos en sus condiciones particulares de descarga, o en la presente Ley. En caso contrario, deberán pagar el derecho conforme a lo señalado en el presente Capítulo. Asimismo, los usuarios que cuenten con planta de tratamiento, cuando su descarga no cumpla con los límites máximos permisibles establecidos en sus condiciones particulares de descarga o a falta de éstas en la presente Ley, están obligados a operar y mantener dicha infraestructura de saneamiento. Los que se encuentren en este supuesto y que descarguen una calidad de agua superior a la que están obligados, podrán gozar del beneficio citado en el artículo 282-C de este Capítulo, si es el caso. Si el usuario deja de operar la infraestructura, pagará el derecho a que se refiere este Capítulo.

113

ANEXO V

PROPIEDADES FISICOQUIMICAS DE COCA COLA Los refrescos gaseosos se dividen en normales y dietéticos pero en general su composición es: • Agua. Los refrescos normales (con edulcorante), contienen alrededor de 90%

de agua; y las bebidas dietéticas hasta un 99%. • Bióxido de Carbono CO2. Contienen bióxido de carbono a alta presión el cual

forma una solución sobresaturada de ácido carbonico. • Edulcorantes. La mayoría de los refrescos normales, son endulzados con

sacarosa, (C12H22O11), el cual ha sido sustituido en gran parte por alta fructosa (HFCS), o bien una mezcla de ambos. El rango de concentración para cualquier combinación que sea empleada se encuentra entre 7 y 14% Los refrescos dietéticos emplean emplean como edulcorante: Aspartame, Sacarina, Sucrolasa entre otros, se emplean solos o en combinación, aunque la mayoría solo emplean Aspartame (50 mg/100 ml).

En el caso de la coca cola clásica, originalmente fue una mezcla de extractos de hoja de coca y nuez de cola con agua y azúcar. Actualmente no se conoce su composición exacta, pero es probable que tenga extracto de nuez de cola por su contenido de cafeína (86-137 mg/L) que estimula los jugos digestivos; edulcorante; ácido fosfórico (106 mg/L) que en combinación del ácido carbónico proporciona un sabor característico; conservadores y colorante. Tabla 1. Composición de refrescos de Coca Cola.

PRODUCTO CARBOHIDRATOS G/100 ML

PH ENERGÍA CALORÍAS /100 ML

Coca Cola clásica

10.6 2.5 41.0

Lift 12.0 3.0 47.0 Diet Coke 0.0 3.1 0.41

Fanta 13.0 2.6 52.0 Sprite 10.0 3.2 40.0

Los carbohidratos son el ingrediente más importante por ser los responsables de la generación de DBO en las aguas residuales (7000-14000 mg/L ) ALTA FRUCTOSA HFCS 55 Composición química: 55% de D-Fructosa (C6H12O6); 41% dextrosa,(D-Glucosa, C6H12O6)); 4% altos sacaridos, sólidos totales 77%, pH=3.5, µ 20 = 700 cps, densidad 1.38. Jarabe muy dulce incoloro, ausencia de agentes microbiológicos y de partículas en suspensión. Tiene un poder edulcorante de 120-130% con

114

respecto al azúcar, la industria refresquera lo emplea en una relación de fructosa 55 y azúcar de 70/30. SACAROSA. Composición química: C12H22O11 Peso molecular: 342.30; Estado fisico: Sólido blanco,sinónimo azúcar; NºCAS 57-50-1; Solubilidad en agua, g/100 ml a 25°C; Densidad: 1.6 g/cm3 http://www.numarkhealth.com/hn/Food_Guide/Soft_Drinks.htm http://sci-toys.com/ingredients/soft_drinks.html http://www.coke.com.au/about_dietary.asp http://www.gewater.com/library/tp/722_Soft_Drink.jsp http://www.bevnet.com/reviews/cocacolac2/facts.asp

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ANEXO V COMPOSICION MICROBIANA Y NUTRIENTES BASICOS El proceso de degradación de materia orgánica en un reactor anaerobio depende de diversos factores: pH, temperatura, disponibilidad de nutrientes, presencia de sustancias tóxicas, tiempo de retención, relación carbono – nitrógeno (C:N ) y nivel de carga . En el caso de los nutrientes, además de una fuente de carbono orgánico, los microorganismos requieren de nitrógeno, fósforo (macronutrientes) y otros factores de crecimiento (micronutrientes). Por ello, para un adecuado funcionamiento del bioreactor es necesario conocer las características del agua residual a degradar para que, en caso de ser necesario se suministren los suplementos necesarios para la nutrición de las bacterias metanogenicas Composición química de las bacterias. La composición celular, varia de un tipo de organismo a otro, pero en general están compuestas de Carbón, 45 - 55%; Nitrógeno, 6 - 14%; Fósforo, 1 - 3%; entre los principales elementos (en base seca); pero además tienen en su composición una serie de elementos traza, tabla 1: TABLA 1 Composición de Bacterias metanogenicas, mg/L.

ELEMENTO CONCENTRACIÓN C 370,000 - 440,000 H 55,000 - 65,000 N 95,000 - 128,000 Na 3,000 - 40,000 K 1,300 - 50,000 S 5,600 - 12,000 P 5,000 - 28,000 Ca 8 - 4500 Mg 900 - 5,300 Fe 700 - 2,800 Ni 65 - 180 Co 10 - 120 Mo 10 - 70 Zn 50 - 630 Cu 10 - 160 Mn 5 - 25 Se 14 - 320

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Nutrición microbiana Macronutrientes. Cuando se tiene un medio de cultivo, para el tratamiento de aguas residuales, el cual va a ser alimentado con un sustrato carente de los nutrientes necesarios para el correcto funcionamiento de su metabolismo, es necesario suministrar suplementos, tales como nitrógeno y fósforo, en una relación DQO:N:P, 100:5:1. Micronutrientes. Estos elementos son necesarios para la activación de enzimas clave en la metanogénesis, entre los que destaca el Hierro, Cobalto y Níquel. La carencia de alguno de estos elementos puede causar fallas en el tratamiento anaerobio. La concentración requerida varia de acuerdo al agua que se va a tratar. Por ejemplo el hierro requerido puede llegar alcanzar concentraciones de hasta 40 mg/L, pero en ocasiones 1 mg/L es suficiente para el consorcio bacteriano. Ver Tabla no. 2 Tabla 2. Micronutrientes para cultivo mixto mg/L

COMPUESTO REQUERIMIENTO MG/G DQO

NiSO4 6 H2O 0.004 MnCl2 4 H2O 0.004 FeSO4 7 H2O 0.03 ZnSO4 7 H2O 0.02 H3BO3 0.004 Na2MoO4 2 H2O 0.004 CaCl2 6 H2O 0.003 CuSO4 5 H2O 0.004 CoCl2 6 H2O 0.003

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ANEXO VI SEGURIDAD E HIGIENE. PELIGROS EN LA CONSTRUCCIÓN Y MANTENIMIENTO DE PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES. 6.1. Peligros biológicos en plantas de tratamiento de aguas residuales. La construcción y el mantenimiento de las plantas de tratamiento de aguas negras y desechos, pueden traer como consecuencia muertes por caídas dentro de los tanques, y/o exposición a los gases de cloro o de gas de sulfuro de hidrógeno, además de enfermedades por estar en contacto con todo tipo de microorganismos patógenos o no. Las aguas negras y los desechos acarrean bacterias, hongos, parásitos y virus que pueden causar infecciones intestinales, pulmonares y de otro tipo. Incluso hay ciertas bacterias que pueden introducirse por la piel, aunque no se tengan heridas o la piel irritada. Si las costumbres laborales y el equipo de protección personal (PPE) no son lo suficientemente adecuadas el trabajador puede enfermar e incluso morir. Durante cualquier parte del tratamiento, el transporte o disposición de los desechos de aguas negras, el trabajador puede verse expuesto a materiales que ocasionan enfermedades. Esto puede suceder aun si trabaja alrededor de biosólidos tratados (de clase B). Por ello los trabajadores deben conservar buenos hábitos a fin de minimizar riesgos 6.1.1. Microorganismos que se encuentran en las aguas negras o residuales Bacterias Se han encontrado más de 100 tipos de bacterias diferentes dentro de las aguas residuales; Entre las principales se encuentran: e.coli, salmonella; y shigella causantes de: shigellosis, fiebre tifoidea, y cólera. Estas pueden causar diarrea, fiebre, calambres y algunas veces vómitos, dolores de cabeza, debilidad o pérdida del apetito. Hongos Son bastante abundantes en el tratamiento de aguas residuales; se encuentran en grandes cantidades dentro de los filtros biológicos. El hongo aspergillus y otros crecen en el abono orgánico (abono de estiércol) ocasionando síntomas alérgicos, como moqueadera, y algunas veces ocasionan infección en los pulmones o empeoran el asma. Si se tienen otros problemas de salud, el riesgo de enfermarse con el aspergillus es aun mayor. Parásitos Los parásitos más comúnmente encontrados son: cryptosporidium y giardia lamblia los cuales pueden causar diarrea y retortijones e incluso náuseas o un poco de fiebre.

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También se encuentran Gusanos de tipo nematodos (ascariasis). La mayoría de la gente no tiene síntomas. Con una gran cantidad de nematodos podría darle tos y tener dificultad para respirar o podría experimentar dolor en el estómago y oclusión intestinal. Virus Los posibles riesgos de enfermedad causada por virus son. La hepatitis A causa enfermedad en el hígado. Podría sentirse cansado, tener dolor en el estómago, tener náuseas que van y vienen; podría darle ictericia (la piel se le pone amarilla) o diarrea o que se le quite el apetito. El Centro para el Control de las Enfermedades (CDC) de Estados Unidos de América, hace mención que las personas que trabajen en aguas negras no corren un riesgo mayor de enfermarse con la infección de la hepatitis A en comparación a otros trabajadores. Pero si mucha gente de la comunidad tiene hepatitis A, su riesgo puede ser mayor de lo normal. Los virus acarreados por la sangre Son un peligro principalmente para las personas que trabajan en instituciones de salud. El virus de la hepatitis B y el VIH son acarreados por la sangre: La hepatitis B causa enfermedad del hígado. Podría sentirse cansado, tener ictericia (la piel se le pone amarilla), dolor en el estómago, tener náuseas que van y vienen, ganas de vomitar o no tener hambre. En Estados Unidos, esta enfermedad no ha sido relacionada al trabajo en aguas negras El virus de inmunodeficiencia humana (VIH) causa el SIDA. En Estados Unidos no se conoce ningún caso de trabajadores que se hayan enfermado con el VIH por causa de este trabajo 6.1.2. Vacunas Las vacunas contra el tétano y la difteria debe tenerlas al día. Si quiere saber de las vacunas para evitar la hepatitis A, pregúntele a una enfermera o al médico. 6.2. Riesgos no biológicos en las plantas de tratamiento de aguas residuales. 6.2.1. Areas cerradas. Los espacios cerrados, son el mayor riesgo, que tienen los trabajadores al laborar dentro de estas áreas. Los espacios cerrados incluyen: tanques de almacenamiento, reactores, válvulas, estaciones de bombeo, y en general cualquier espacio, que carezca de ventilación Los peligros que se generan dentro de estas zonas, incluyen deficiencia de oxigeno; oxígeno enriquecido; y atmósferas flamables o tóxicas. 6.2.2. Riesgos atmosféricos. Son tres los gases tóxicos que más comúnmente se encuentran en áreas cerradas, monóxido de carbono, metano y sulfuro de hidrógeno. Estos compuestos, se originan por efecto del tratamiento de aguas residuales.

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♦ Monóxido de carbono. Gas combustible, incoloro, inodoro, se origina por la combustión incompleta, generado por máquinas de combustión interna. A altas concentraciones este gas puede producir la muerte por asfixia.

♦ Sulfuro de hidrógeno. Gas incoloro e inflamable, este es creado por el decaimiento de la materia orgánica por el tratamiento de aguas residuales. El sulfuro de Hidrógeno presenta un fuerte olor a huevo podrido, actúa sobre las membranas mucosas y pulmonar. Es altamente explosivo cuando la relación H2S/aire se encuentra entre 4.3-45.5%; altamente corrosivo de las tuberías.

♦ Metano. Es el principal producto de una planta de tratamiento anaerobio. Además de ser un gas asfixiante puede ser peligroso como explosivo. Los limites de inflamabilidad son de 6-15%. Una mezcla de 6-10% CH4/aire es explosiva.

6.2.3. Riesgos por químicos empleados en desinfección. Cloro. Es el material tóxico más común dentro de la planta de tratamiento de aguas. Este se encuentra disponible en forma gaseosa, líquido o granular. Este es empleado en el control de olores, ayuda para la sedimentación y eliminación de grasas. En forma gaseosa es de color amarillo verdoso, más pesado que el aire. A bajas concentraciones (1-3 ppm), causa ardor en ojos, nariz y garganta; a 30 ppm, los síntomas se agudizan causando tos. A altas concentraciones, se puede provocar sangrado en nariz y garganta del trabajador. Hipocloríto de sodio. Cloro líquido, este es potencialmente inflamable y explosivo. Extremadamente irritante para ojos y piel, puede causar en casos extremos ceguera permanente. El manejo de este compuesto deberá hacerse con ropa impermeable, guantes y googles. En el área donde se encuentre el hipocloríto de sodio debe contar con un lavador de ojos. 6.2.4. Riesgos por químicos empleados en el proceso. Cloruro férrico. Este compuesto se descompone en ácido clorhídrico en presencia de la luz, humedad y aire, por lo tanto es altamente corrosivo. El lugar donde se almacene debe contar con lavaojos y mascarillas de respiración. Cal. El manejo de este producto debe hacerse con guantes, googles, camisas de manga largo y cuello cerrado, pantalones largos. Debe almacenarse en lugares secos para evitar que absorba humedad. Al contacto con pequeñas cantidades de agua puede provocar fuego. Acidos. Ácido clorhídrico, nítrico, fosfórico y sulfúrico son empleados para el control del pH y limpieza de equipo. Al contacto con la piel se pueden provocar severas quemaduras. Debe usarse equipo de protección adecuado para el manejo de estos materiales, guantes, googles. Sosa. El hidróxido de sodio, es empleado para el control del pH, ayudar en la coagulación, limpiar filtros. Metales pesados. Estos son empleados 2 como nutrientes, ayuda filtros, coagulantes. El contacto con estos materiales puede causar serias quemaduras.

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6.3. Medidas preventivas de seguridad. Para poder trabajar cerca de las aguas negras o sus desechos, los controles de ingeniería y los hábitos laborales son las mejores formas de proteger a los trabajadores en contra del riesgo de contraer una enfermedad. Cuando los controles de ingeniería no son posibles, el trabajador debe usar equipo de protección personal (PPE). Para algunos trabajos y alrededor de algunos peligros, es necesario tener protección respiratoria. La Occupational Safety & Health Administration, OSHA de los Estados Unidos recomienda que el empleador debe proveer al trabajador de: ♦ Capacitación y educación sobre los peligros de las aguas negras y desechos ♦ Un lugar dentro de la obra donde se pueda lavar las manos con agua limpia ♦ Un lugar para lavarse y limpiarse después del trabajo ♦ El PPE indicado como guantes, anteojos de protección, una máscara, un traje

impermeable o un respirador, según la labor ♦ Áreas apartadas y limpias, especialmente para comer y fumar ♦ Lugares para limpiar o servicios de lavandería para la ropa y el equipo. (Si la

ropa queda muy sucia, cámbiesela. Mantenga limpio el equipo para disminuir su exposición a los agentes que ocasionan las enfermedades.)

Por otro lado, el trabajador debe: ♦ Lo más importante: lávese bien las manos con agua y jabón antes de comer

o fumar y después del trabajo. ♦ No se toque la nariz, boca, ojos u oídos con las manos a menos que estén

recién lavadas. La mayoría de las veces, la gente contrae las enfermedades cuando tiene gérmenes en las manos y se toca la boca o la nariz o los ojos.

♦ Mantenga las uñas bien recortadas; use un cepillo para limpiarse bien debajo de las uñas.

♦ Use equipo de protección personal y ropa resistente a químicos. ♦ Use googles de seguridad en todos aquellos casos donde los ojos puedan estar

expuestos a suciedad o partículas suspendidas. ♦ Use guantes impermeables cuando vaya a limpiar bombas o mallas y cuando

vaya a manipular residuos, lodo o arena. ♦ Use guantes todo el tiempo cuando tenga las manos agrietadas o quemadas o

tenga alguna irritación o herida. ♦ No mezcle químicos sin la supervisión de un superior o personal de seguridad. ♦ Tener extremo cuidado en el manejo de agentes altamente corrosivos como

cloro, ácidos concentrados o álcalis o cuando gases tóxicos sean emitidos. ♦ Obedezca las instrucciones de seguridad con respecto al ingreso a espacios

cerrados, cheque la calidad del aire: contenido de oxígeno y presencia de gases venenosos, use equipo de protección respiratoria y no actúe solo.

♦ No fumar, nni encender cerillos cerca de un reactor anaerobio.

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♦ Donde se queme el metano, asegurase que los dispositivos trabajan adecuadamente.

♦ Asegúrese que cerca de los reactores y accesorios auxiliares se cuenta con equipo eléctrico a prueba de explosiones.

♦ Si se trabaja cerca de los reactores, se debe checar que la relación CH4/aire se encuentra dentro de los limites marcados.

♦ No fume coma o beba en áreas donde pueda existir contaminación biológica o química.

♦ Báñese y quítese la ropa de trabajo antes de irse para su casa. ♦ No deje la ropa de trabajo junto con la otra la ropa. ♦ Informe de inmediato cualquier lesión o enfermedad. ♦ Si se enferma, asegúrese de decirle al médico que usted trabaja en plantas

de aguas negras o residuales. Esa información le ayudará al médico a saber qué buscar.

AFSCME. Risky Business: An AFSCME Health and Safety Guide for Water and Wastewater Treatment Plant Workers.2000. http://www.afscme.org/health/riskybtc.htm Advertencia de peligro Peligros biológicos en plantas de tratamiento de aguas negras y desechos http://www.cdc.gov/elcosh/docs/d0200/d000283/d000283-s.html

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ANEXO VII HOJAS DE SEGURIDAD La Administración de Seguridad y Salud Ocupacional (OSHA) estableció la “Norma de Información y Comunicación sobre Riesgos” en noviembre de 1985. Esta norma evalúa los riesgos presentado por todo producto químico importado, producido o usado en los lugares de trabajo y que esta información sobre los riesgos sea transmitida a los trabajadores y/o estudiantes que estén expuestos, dicha información debe ser comunicada a los trabajadores por medio de etiquetas en los envases o recipientes y de “Hojas de Datos sobre la Seguridad de los Materiales” (MSDS). La Norma de Información y Comunicación sobre Riesgos, difiere de otras normas de salud de OSHA, ya que cubre todos los productos químicos de alto riesgo. La norma determina que los productores de productos químicos tienen la responsabilidad fundamental de generar y diseminar información, mientras que los usuarios de dichos productos deben obtener la información y transmitirla a sus propios empleados. La hoja de datos de seguridad (MSDS) de una sustancia es una fuente de información extremadamente útil para prevenir riesgos laborales, accidentes y posibles enfermedades La MSDS debe incluir: 1. El nombre del producto y sus ingredientes y componentes. 2. Las características físicas y químicas del material. 3. Los peligros de incendio, explosión y radioactividad. 4. Los efectos a la salud: síntomas, rutas de entrada, el potencial de causar 5. cáncer. 6. Los límites permisibles de exposición (PEL). 7. Precauciones para el uso y manejo seguros. 8. Métodos de control. 9. Equipo de protección personal. 10. Medidas de emergencia y primero auxilios. 11. Procedimientos para fugas y derrames. IDENTIFICACION Y ROTULADO DE PRODUCTOS PELIGROSOS El objetivo del rotulado e identificación de los productos peligrosos es hacer que estos puedan ser reconocidos a corta distancia por las características del rotulo. Así como Proporcionar una fácil identificación de la naturaleza del riesgo que se puede presentar durante la manipulación y almacenamiento de las mercaderías. Además de Facilitar por medio del color de los rótulos, una primera guía para la manipulación y estiba o almacenamiento del producto. Siglas utilizadas CAS: Chemical Abstracts Service. Número asignado por Chemical Abstracts a la sustancia.

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UN: United Nations. Número asignado por la ONU a la sustancia químicas peligrosas, se utiliza internacionalmente en los transportes terrestres, ferroviarios y aéreos. NFPA: National Fire Protection Association. Esta asociación creó una etiqueta con forma de un rombo o diamante de colores en el cual se representa el riesgo de una sustancia química ante un siniestro mediante números del 0 al 4. Los colores para cada diamante dentro del rombo, Fig. 1. son: azul (izquierda) para riesgo a la salud; rojo (arriba) para riesgo de inflamabilidad; amarillo (derecha) para riesgo de reactividad y blanco para riesgos especiales en la parte inferior donde se coloca una palabra ttruncada, por ejemplo: oxi (oxidante), etc. Los símbolos que pueden aparecer en el diamante blanco son:

1. OX Oxidante 2. W tachada No usar agua 3. ACID Acido 4. P Polimerización 5. CORR Corrosivo 6. ALK Alcalí

Tabla 1.Interpretacion de colores dentro del diamante NÚMERO SALUD

AZUL INFLAMABILIDAD ROJO EN BASE A FLASH POINT

REACTIVIDAD AMARILLO

0 Sin riesgo no inflamable Estable 1 Ligeramente

peligroso Más de 93º C Inestable si se calienta

2 Peligroso Menos de 93º C Cambio químico violento 3 Peligro extremo Menos de 38º C Detona con calor y/o golpe 4 Mortal Menos de 23º C Detona

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Además se deben tener etiquetas de identificación del producto las cuales deben incluir:

1. El nombre de la sustancia química (el mismo nombre que se encuentra

en la MSDS). 2. Alertas sobre los efectos en la salud de corto y largo plazo. 3. El nombre y la dirección del fabricante.

Figura 1. Diamante de información para los bomberos sobre los riesgos del material en cuestión.

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HOJA DE DATOS DE SEGURIDAD PARA MATERIALES PELIGROSOS

I. DATOS GENERALES DEL RESPONSABLE DE LA SUSTANCIA NOMBRE DEL FABRICANTE O PROVEEDOR DOMICILIO COMPLETO:

LOGO DE PROVEEDOR

EN EMERGENCIAS COMUNICARSE AL TELEFONO: II. IDENTIFICACION DE LA SUSTANCIA

ACIDO NOMBRE QUIMICO:

CLORHIDRICO

NOMBRE COMERCIAL: Acido Clorhídrico al 33%

SINONIMOS: Acido Muriático,

FORMULA QUIMICA: HCl FORMULA MOLECULAR HCl FORMULA DESARROLLADA: H-Cl GRUPO QUIMICO: Acido Fuerte Inorgánico

PESO MOLECULAR: 36.5 gr / mo IDENTIFICACION: UN 1789, CAS 7647-01-0, EINEC 231-595-7, RTECS MW4025000

III. IDENTIFICACION DE COMPONENTES RIESGOSOS CPT CCT P IPVS GRADO DE RIESGO NOMBRE DEL

COMPONENTE % PESO

No. ONU

No. CAS mg/m3 mg/m3 mg/m3 mg/m3 S I R ESP E.P.P.

Cloruro de Hidrógeno 30 - 33 1789 7647-01-0 - 7 7 70 3 0 0 ACID

Traje completo de hule, gogles, careta, guantes

IV. PROPIEDADES FISICOQUIMICAS

1. ESTADO FISICO Líquido 13. CAPACIDAD CALORIFICA No Relevante 2. COLOR Incoloro, amarillo 14. DENSIDAD DE VAPOR (aire = 1) 1.257 3. OLOR (olor umbral 0.31 ppm en aire) Picante, irritante 15. DENSIDAD RELATIVA (agua = 1) 1.19 4. TEMPERATURA DE EBULLICION 90° C (30%) 16. DENSIDAD DEL GAS SECO No Aplica 5. TEMPERATURA DE FUSION -46.2° C

(31.24%) 17. DENSIDAD DEL LIQUIDO 1.19 gr / cc ( 30%)

6. TEMPERATURA DE INFLAMACION No Aplica 18. RELACION GAS / LIQUIDO No Aplica 7. TEMPERATURA DE AUTOIGNICION No Aplica 19. COEFICIENTE DE EXPANSION No Aplica 8. L.S. INFLAMABILIDAD-EXPLOSIVIDAD No Aplica 20. SOLUBILIDAD EN AGUA 823 gr/lt (0°C), alcohol, éter, benceno 9. L.I. INFLAMABILIDAD-EXPLOSIVIDAD No Aplica 21. PRESION DE VAPOR 15 mm Hg (20° C y 30%) 10. CALOR DE COMBUSTION No Aplica 22. % DE VOLATILIDAD (Por Volumen) No determinado 11. CALOR DE VAPORIZACION 98.6 cal/gr 23. VEL. DE EVAPORACION (butilacetato=1) Menor de 1 12. CALOR DE FUSION 476 cal/mol 24. TEMPERATURA DE DESCOMPOSICION 1,782° C

V. RIESGOS DE FUEGO O EXPLOSION A. MEDIO DE EXTINCION: CO2: X NIEBLA DE AGUA: ESPUMA: X PQS: X OTRO (especificar): Ninguno B. EQUIPO DE PROTECCION PERSONAL: Usar ropa de hule ( traje completo, guantes, botas), gogles, careta y casco de seguridad. Como protección para los vapores use una mascarilla con cartucho para vapores ácidos o equipo de respiración autónoma (SCBA) con aire a presión. C. PROCEDIMIENTO Y PRECAUCIONES ESPECIALES EN EL COMBATE DE INCENDIOS: Aísle de 25 a 50 metros para derrames pequeños y de 800 metros en todas direcciones si un carrotanque o pipa se ve involucrada en un incendio. Aléjese si las válvulas de seguridad abren o si se presentan ruidos, deformaciones o decoloración en los recipientes. Evalúe los riesgos y haga su plan de ataque. Use niebla de agua para minimizar la dispersión en el aire de los vapores de ácido si existe algún derrame. Enfriar los recipientes y tanques de almacenamiento con niebla de agua. No aplique el agua directamente o al interior de los recipientes. D. CONDICIONES QUE CONDUCEN A OTRO RIESGO ESPECIAL: El ácido es una sustancia no combustible, no inflamable, no explosiva, pero Reacciona con la mayoría de los metales generando hidrógeno gas pudiendo éste formar mezclas inflamables y explosivas en el aire. E. PRODUCTOS DE LA COMBUSTION TOXICOS O NOCIVOS PARA LA SALUD: Muy reactivo con los gases de combustión de sustancias químicas Involucradas en un incendio, formándose los respectivos cloruros.

VI. RIESGOS DE REACTIVIDAD A. SUSTANCIA: ESTABLE: Sí INESTABLE: EXTREMADAMENTE INESTABLE: B. CONDICIONES A EVITAR: Evite la generación de vapores y su emisión al ambiente. Evite el almacenamiento con materiales incompatibles. C. INCOMPATIBILIDAD (Sustancias a Evitar): Reacciona violentamente con: anhídrido acético, alcohol + cianuro de hidrógeno, hidróxido de amonio, Carburo de calcio, fosfuro de calcio, 2-amino etanol, ácido clorosulfónico, etilendiamina, oleum, ácido perclórico, óxido de polipropileno, perclorato de Plata + tetracloruro de carbono, ácido sulfúrico, acetato de vinilo, U3P4, CsC2H, Cs2C2, Li6Si, Mg3B2, HgSO4, RbC2H, Rb2C2, metales alcalinos (Na, K, Li, Cs), Hg, Ag, Au, Pt, Ta, alloys de cobre. Mezclado con formaldehído genera el bis clorometil éter que es un potente cancerígeno humano. D. PRODUCTOS PELIGROSOS DE LA DESCOMPOSICION: Hidrógeno, Cloruro de Hidrógeno

POLIMERIZACION ESPONTANEA: PUEDE OCURRIR: No CONDICIONES A EVITAR: No almacene ácido con materiales incompatibles

HOJA DE DATOS DE SEGURIDAD PARA MATERIALES PELIGROSOS

VII. RIESGOS A LA SALUD (TOXICIDAD)

VII.1 Efectos a la Salud por Exposición Aguda Límite de Exposición ppm mg/m3 Tipo de Organismos que se Sometieron a la Exposición del Agente Químico LMPE ó TLV: CPT o´ TWA - - Exposición promedio ponderada en 8 horas de trabajo para humanos sin efectos adversos a la salud LMPE ó TLV: CCT o´ STEL 5 7 Exposición única a corto tiempo (15 min) en 8 horas de trabajo para humanos, sin efectos adversos LMPE ó TLV: P o´ C 5 7 Exposición única e instantánea que no se debe rebasar para humanos en sus 8 horas de trabajo IPVS ó IDLH: CTBaja ó TCLO 50 70 Concentración tóxica baja por inhalación reportada para humanos en una hora de exposición IPVS ó IDLH: DTBaja ó TDLO Dosis tóxica baja por inhalación reportada para humanos en una hora de exposición LCLO inhl 1,300 1,950 Concentración letal baja por inhalación para seres humanos para media hora de exposición. LDLO

LC50 inhl 3,124 4,686 Concentración letal por inhalación para el 50% de las ratas en una hora de exposición. LD50 oral 900 mg/kg/día Dosis letal oral para el 50 % de los conejoente

Rutas Potenciales de Ingreso al Organismo A. INHALACION: Principal Riesgo de Exposición. Puede ocasionar rinitis (inflamación de las mucosas de la nariz), tos, ronquera, inflamación y Ulceración del tracto respiratorio, necrosis del epitelio bronquial, dolor de pecho, sofocación, perforación nasoséptica, erosión dental, laringitis, Bronquitis, neumonía y edema pulmonar, dolor de cabeza, palpitación ( latido acelerado del corazón), desequilibrio, la muerte por asfixia debido al Edema glótico o laringeal. B. INGESTION: Puede ocasionar desde irritación hasta corrosión de boca, garganta, esófago y estómago. Puede producir debilidad y pulso rápido, Salivación, náuseas, vómito con sangre y perforación del tracto intestinal, diarrea, convulsiones y fiebre, ansiedad, nefritis (inflamación del riñón), Shock y sobrevenir la muerte por colapso circulatorio, peritonitis o hemorragia gástrica. Las quemaduras en la boca y labios se tornan de color Blanquecino y posteriormente pueden presentar color café oscuro. C. OJOS (contacto): A baja concentración de vapores o nieblas (10-35 ppm) puede ocasionar irritación inmediata con enrojecimiento de los ojos, Vapores mas concentrados o salpicaduras pueden causar irritaciones severas de las conjuntivas (conjuntivitis) con sensación de intenso ardor y Fuerte lagrimeo, erosión corneal, necrosis de la conjuntiva y epitelio corneal. Puede provocar quemaduras químicas graves y ceguera permanente. D. PIEL (contacto y absorción): Causa depilación, zonas de eritema (inflamación de la piel) con ardor, enrojecimiento. Puede provocar ulceraciones y Quemaduras químicas pudiendo dejar cicatrices.

VII.2 Efectos a la Salud por Exposición Crónica SUSTANCIA CONSIDERADA COMO: CANCERIGENA: NO TERATOGENICA: NO MUTAGENICA: NO OTRO: Irritante Corrosiva POR LA DEPENDENCIA U ORGANISMO: STPS (NOM-010-STPS-1999): X OSHA: X NIOSH: X ACGIH: X OTRO: EPA

VII.3 Información Complementaria La exposición prolongada y repetida aún a bajas concentraciones de vapores de ácido puede provocar dermatitis crónica, fotosensibilización, sangrado de nariz, gastritis, clorosis, corrosión y decoloración de dientes, agravar problemas de asma, bronquitis, enfisema, baja en la capacidad pulmonar y daño crónico a la garganta y senos nasales. Para un LOAEL en ratas de 15 mg/m3, la EPA ha reportado una RfC de 0.02 mg/m3 para una vida media estimada en humanos sin que se presenten efectos adversos en la salud, pero no ha establecido una RfD. Exposición prolongada de ratas a inhalación de ácido clorhídrico desarrollaron severa disnea, cianosis, se alteró su ciclo reproductivo y se incrementó la mortalidad fetal por bajo peso. No se considera al ácido clorhídrico potencialmente genotóxico o carcinógeno en humanos. La LC50 inhl en ratas es de 4,686 mg/m3 y de 1, 662 mg/m3 en ratones, ambos en una hora de exposición. Una LCLo inhl reportada para seres humanos es de 3,000 ppm en 5 minutos de exposición. El límite de exposición al ácido clorhídrico establecido por OSHA (PEL), ACGIH (TLV), NIOSH (REL) y DFG (MAK) es de 5 ppm ó 7 mg/m3. Los órganos blanco son principalmente: vías respiratorias, piel, ojos.

VII.4 Emergencias y Primeros Auxilios A. INHALACION: INHALACION: Retirar a la víctima del área contaminada llevándola a un lugar ventilado. Si hay paro respiratorio aplicar respiración Artificial ó puede aplicar oxígeno húmedo con borboteador. Obtenga atención médica de inmediato. B. INGESTION: Si la persona esta consciente dé a beber agua fría de 228.6 ml (8 onzas) para adultos y 114.3 (4 onzas) para niños, agua de cal o Demulcentes como huevo, leche, crema o leche de magnesia. No induzca el vómito. Obtenga atención médica de inmediato. C. OJOS (contacto): Lave los ojos con abundante agua corriente ocasionalmente girando el globo ocular y abriendo y cerrando los párpados con el Objeto de lavar perfectamente toda la superficie del ojo. Haga el lavado al menos durante 30 minutos. Use soluciones oftálmicas tópicas. Consulte a un médico de inmediato. D. PIEL (contacto y absorción): Bajo el agua retire de inmediato la ropa contaminada y lave la piel con abundante agua corriente mínimo durante 30 Minutos y de preferencia bajo una regadera de emergencia. Jabones alcalinos pueden ayudar a calmar el ardor. Consulte a un médico de inmediato. E. OTROS RIESGOS A LA SALUD: Sustancia con pH ácido (1.1), corrosiva a todos los tejidos por contacto, inhalación o ingestión provocando Ulceraciones y quemaduras de severas. F. ANTIDOTO (dosis en caso de existir): No Conocido G. INFORMACION PARA ATENCION MEDICA PRIMARIA: Evaluaciones médicas deben ser hechas al personal a partir de cuando presentan signos o Síntomas de irritación de piel, ojos o tracto respiratorio alto, algunos tratamientos médicos exitosos fueron los siguientes: a) Para ingestión de a beber leche 240 ml (8 onzas) seguida de una canalización para lavado gástrico. Evalúe quemaduras por medio de una endoscopía o laparotomía para descartar hemorragias gástricas o perforación gastrointestinal. Administre de 10 a 20 ml/kg de fluidos isotónicos para casos de hipotensión y si ésta persiste administre dopamina de 5 a 20 mcg/kg/min o norepinefrina de 0.1 a 0.2 mcg/kg/min. b) Para inhalación monitore el estrés respiratorio. Si persiste la tos evalúe la irritación o quemaduras en tracto respiratorio, desarrollo de bronquitis o neumonía química, suministre oxígeno húmedo de 10 a 15 litros/min y trate los broncoespasmos con corticoesteroides en aerosol, broncodilatadores y antibióticos. Si existe edema pulmonar no cardiogénico mantenga la oxigenación y evalúe frecuencia arterial y oximetría de pulso. Si existe hipotensión siga el tratamiento anterior. El isoproterenol o aminofilina resultó exitosa en conejos que inhalaron ácido clorhídrico. c) Para irritación o quemaduras de piel lave con agua y jabones alcalinos. En caso de desarrollar hipersensibilización usar corticoesteroides sistémicos y tópicos o antihistaminas.

HOJA DE DATOS DE SEGURIDAD PARA MATERIALES PELIGROSOS

VIII.- PROTECCION PERSONAL EN CASO DE EMERGENCIAS A. PROTECCION RESPIRATORIA: De 0 a 50 ppm use mascarilla COMFO con filtros para vapores ácidos, cubre nariz y boca. De 51 a 200 ppm use mascarilla tipo barbilla la cual cubre toda la cara y equipo con suministro de aire autónomo (SCBA). Más de 200 ppm use equipo de respiración autónoma con aire a presión y traje encapsulado. El equipo de respiración debe estar autorizado por normas oficiales mexicanas o la NIOSH. B. PROTECCION PARA LA PIEL: Use traje completo, botas y guantes de hule, neopreno o PVC. Use las botas por dentro del pantalón. C. PROTECCION PARA LOS OJOS: Use gogles y careta contra salpicaduras. D. HIGIENE: Evite el contacto con la piel y evite respirar vapores de ácido. No coma, no beba, no fume en el área donde se maneja el ácido. Lávese Las manos antes de comer, beber o usar el retrete. Lave con agua la ropa o equipo de protección contaminado antes de ser usado nuevamente. E. VENTILACION: La necesaria para mantener la concentración en el aire abajo de 5 ppm ó 7 mg/m3. La ventilación debe ser directa al exterior e Independiente. F. OTRAS MEDIDAS DE CONTROL Y PROTECCION: Regaderas y lavaojos de emergencia deben estar cerca de los lugares donde se maneja el Ácido. Efectúe monitoreos de ácido en el medio ambiente laboral con regularidad para proteger la salud del trabajador NOM-010-STPS-1999

IX.- INDICACIONES EN CASO DE FUGA O DERRAME A. Restrinja el acceso al área afectada. Use el equipo de protección recomendado. B. Trate de controlar el derrame proveniente del contenedor: cierre válvulas, tapone orificios, reacomode el contenedor, trasvase el recipiente, etc. C. Los derrames deberán ser contenidos por diques de material inerte y absorbente tales como: arena, tierra, vermiculita, poliacrilamida no iónica o Hidroxietilcelulosa u otro dispositivo apropiado. Evite que el derrame llegue a fuentes de abastecimiento de agua o al alcantarillado. Use niebla de Agua sobre los vapores para evitar su dispersión. D. Recoja el material derramado en recipientes apropiados.Una vez recogido el derrame y sobre el área afectada: a) Neutralice con carbonato de sodio, óxido de calcio, carbonato de calcio, bicarbonato de sodio o hidróxido de calcio (cal) y lave con agua .

X.- INFORMACIÓN SOBRE ECOLOGIA A. AIRE: No hay suficiente evidencia del impacto ambiental del ácido clorhídrico en el aire (atmósfera). B. AGUA: El ácido clorhídrico se disocia casi completamente y reacciona rápidamente con sales presentes sobre todo en aguas residuales. Esta Reacción produce cloruros. C. AGUA PARA BEBER: Los cloruros en el agua para beber no deben ser mayores a 250 ppm, ya que a concentraciones superiores pudiera generar Diarreas. D. SUELO: El ácido clorhídrico reacciona con todos los componentes químicos del suelo formando cloruros que dependiendo de su solubilidad, son Fácilmente lavados con agua así mismo disuelve todos los carbonatos. Un derrame de ácido pudiera dañar temporalmente la zona de suelo afectado Formando cloruro férrico y manchando el suelo de color amarillento rojizo. E. FLORA Y FAUNA: El ácido es tóxico para los seres vivos (plantas y animales), sobre todo para los de medio acuático, (peces y microorganismos). La TLm en Gambusia affinis (pez mosquito) es de 282 ppm/96 horas en agua fresca y una LC50 en Carassius auratus (pez dorado) es de 178 mg/litro. La toxicidad aguda en plantas se manifiesta por amarillamiento y defoliación. No existe potencialidad de factores de bioacumulación o Bioconcentración. F. Los residuos de absorbentes con ácido no neutralizados se clasifican como peligrosos de acuerdo al análisis CRETIB ya que son CORROSIVOS. G. Su manejo y disposición final debe ser acorde a: Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente, Reglamento de la L.G.E.E.P.A. en Materia de Residuos Peligrosos, las Normas Oficiales Mexicanas: NOM-052-ECOL/93 y NOM-053-ECOL/93 y demás ordenamientos técnico-legales

XI.- PRECAUCIONES DE MANEJO: ALMACENAMIENTO A. Evite la formación de neblinas durante las maniobras de carga y descarga en sus almacenes. Instale sistemas de absorción de vapores ácidos. B. Use el equipo de protección personal recomendado y tenga disponible regadera y lavaojos de emergencia en el área de almacenamiento. C. Almacene en contenedores cerrados de FRP (fibra de vidrio reforzada con poliéster) o acero al carbón con recubrimiento interior. D. Coloque la señalización de riesgo de acuerdo a la normatividad aplicable tales como: etiquetas, rombos o señalamientos de advertencia. E. El lugar de almacenamiento debe estar ventilado y separado de las áreas de trabajo y mucho tránsito. F. Inspeccione periódicamente los recipientes para detectar daños y prevenir fugas. G. Es recomendable que los tanques de almacenamiento tengan diques o dispositivos de control de derrames. H. Evite almacenar otros productos químicos incompatibles junto al ácido ya que pudieran reaccionar violentamente: inflamables, oxidantes, orgánicos,

XII.- INFORMACION ADICIONAL Marco Regulatorio: Las soluciones de hipoclorito de sodio al 12% están reguladas por las siguientes dependencias: SCT, SEMARNAT (PPA), STPS, SSA, DOT, EPA (SARA III / EPCRA 302, 313, CAA 112 HAP, CERCLA 42 RQ , TRI, FIFRA, TSCA, SDWA / NPDWR, CWA 311), FDA, OSHA, NIOSH.

X.- INFORMACIÓN SOBRE TRANSPORTACION A PRECAUCIONES PARA TRANSPORTE: Use solo unidades autorizadas para el transporte de materiales peligrosos que cumplan con la regulaciónde la SCT y demás autoridades federales así como con las sugerencias hechas por el fabricante. B. CLASIFICACION SCT ó DOT: C. ETIQUETA DEL ENVASE ó D. ROMBO DE IDENTIFICACION E. ROMBO PARA EL EMBALAJE EN TRANSPORTE: UN 1789 ALMACENAMIENTO

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I. DATOS GENERALES DEL RESPONSABLE DE LA SUSTANCIA NOMBRE DEL FABRICANTE O PROVEEDOR DOMICILIO COMPLETO:

LOGO DE PROVEEDOR

EN EMERGENCIAS COMUNICARSE AL TELEFONO: II. IDENTIFICACION DE LA SUSTANCIA

NOMBRE QUIMICO: HIDROXIDO DE SODIO

NOMBRE COMERCIAL: SOSA CAUSTICA

SINONIMOS: Sosa Grado Industrial, Lejía, Lejía Cáustica, Hidrato de Sodio, Sosa, Pennvidral,

FORMULA QUIMICA: NaOH FORMULA MOLECULAR NaOH FORMULA DESARROLLADA: NaOH GRUPO QUIMICO: Base Fuerte

PESO MOLECULAR: 39.9971 gr / mol IDENTIFICACION: UN 1824, CAS 1310-73-2, EINEC 215-185-5, RTECS WB4900000

III. IDENTIFICACION DE COMPONENTES RIESGOSOS CPT CCT P IPVS GRADO DE RIESGO NOMBRE DEL

COMPONENTE % PESO

No. ONU

No. CAS mg/m3 mg/m3 mg/m3 mg/m3 S I R ESP E.P.P.

Hidróxido de Sodio 48.5 1824 1310-73-2 - - 2 10 3 0 1 ALC

Traje completo de hule

IV. PROPIEDADES FISICOQUIMICAS

1. ESTADO FISICO Líquido Viscoso 13. CAPACIDAD CALORIFICA No Relevante 2. COLOR Blanquecino 14. DENSIDAD DE VAPOR (aire = 1) No Aplica 3. OLOR Sin olor 15. DENSIDAD RELATIVA (agua = 1) 1.530 (15.6° C y 50% peso) 4. TEMPERATURA DE EBULLICION 145° C (al 50%

peso 16. DENSIDAD DEL GAS SECO No Aplica

5. TEMPERATURA DE FUSION 10° C (al 50% peso) 17.

17. DENSIDAD DEL LIQUIDO 1.530 gr/cc (15.6° C y 50% peso)

6. TEMPERATURA DE INFLAMACION No Aplica 18. RELACION GAS / LIQUIDO No Aplica 7. TEMPERATURA DE AUTOIGNICION No Aplica 19. COEFICIENTE DE EXPANSION No Aplica 8. L.S. INFLAMABILIDAD-EXPLOSIVIDAD No Aplica 20. SOLUBILIDAD EN AGUA 823 gr/lt (0°C), alcohol, éter, benceno 9. L.I. INFLAMABILIDAD-EXPLOSIVIDAD No Aplica 21. PRESION DE VAPOR 6.3 mmHg (40° C, 50% peso) 10. CALOR DE COMBUSTION No Aplica 22. % DE VOLATILIDAD (Por Volumen) No Aplica 11. CALOR DE VAPORIZACION No Aplica 23. VEL. DE EVAPORACION (butilacetato=1) No Aplica 12. CALOR DE FUSION No Relevante 24. TEMPERATURA DE DESCOMPOSICION No Aplica

V. RIESGOS DE FUEGO O EXPLOSION A. MEDIO DE EXTINCION: CO2: X NIEBLA DE AGUA: X ESPUMA: X PQS: X OTRO: No usar agentes extintores halogenados B. EQUIPO DE PROTECCION PERSONAL: Use ropa de hule ( traje completo, botas, guantes y mandil), careta, gogles y casco de seguridad. C. PROCEDIMIENTO Y PRECAUCIONES ESPECIALES EN EL COMBATE DE INCENDIOS: Aísle de 25 a 50 metros para derrames pequeños y de 800 metros en todas direcciones si un carrotanque o pipa se ve involucrada en un incendio. Aléjese si se presentan ruidos, deformaciones o decoloración en los recipientes. Evalúe los riesgos y haga su plan de ataque. Enfriar los recipientes y tanques de almacenamiento con niebla de agua. No aplique el agua directamente o al interior de los recipientes. La sosa cáustica o hidróxido de sodio en cualquiera de sus presentaciones comerciales, es un material no combustible, no inflamable y no explosivo. Usar agua en un incendio donde se involucre la sosa cáustica, pudiera generar calor por la dilución de la sosa y que en un momento dado pudiera agravar las condiciones del incendio. D. CONDICIONES QUE CONDUCEN A OTRO RIESGO ESPECIAL: Evite el contacto directo con la piel, ingestión o inhalación. Es un material altamente corrosivo para cualquier tejido orgánico vivo. Evite fugas o derrames o formación de nieblas en el medio ambiente de trabajo. E. PRODUCTOS DE LA COMBUSTION TOXICOS O NOCIVOS PARA LA SALUD: Ninguno

VI. RIESGOS DE REACTIVIDAD A. SUSTANCIA: ESTABLE: Sí INESTABLE: EXTREMADAMENTE INESTABLE: B. CONDICIONES A EVITAR: No almacene ni transporte sosa cáustica al 48.5% peso de concentración con las siguientes sustancias incompatibles, evite el uso de agua ya que al diluirse la sosa se generan grandes cantidades de calor.. C. INCOMPATIBILIDAD (Sustancias a Evitar): Reacciona violentamente con hidrocarburos clorados, acetileno, acroleína, aluminio, amoniaco, trifluoruro de cloro, ácido acético, acetaldheído, anhídrido acético, acrilonitrilo, alcohol alílico, cloruro alílico, clorhidrina, hidroquinona, anhídrido maleico, pentóxido de fósforo, cloronitrotoluenos, ácido clorosulfónico, 1,2-dicloroetileno, etileno, fósforo, ácido sulfúrico, alcohol metílico con tetraclorobenceno, alcohol metílico con triclorometano, tetrahidrofuranos, tricloroetileno, agua, cianuros, ácido clorhídrico, ácido fluorhídrico, ácido nítrico, nitrometano, nitroetano, nitroparafinas, nitropropano, pentanol, oleum, zinc, plomo, estaño. D. PRODUCTOS PELIGROSOS DE LA DESCOMPOSICION: Ninguno POLIMERIZACION ESPONTANEA: PUEDE OCURRIR: No

CONDICIONES A EVITAR: No almacene sosa cáustica con sustancias incompatibles

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VII. RIESGOS A LA SALUD (TOXICIDAD)

VII.1 Efectos a la Salud por Exposición Aguda Límite de Exposición ppm mg/m3 Tipo de Organismos que se Sometieron a la Exposición del Agente Químico LMPE ó TLV: CPT o´ TWA - - Exposición promedio ponderada en 8 horas de trabajo para humanos sin efectos adversos a la salud LMPE ó TLV: CCT o´ STEL - - Exposición única a corto tiempo (15 min) en 8 horas de trabajo para humanos, sin efectos adversos LMPE ó TLV: P o´ C - 2 Exposición única e instantánea que no se debe rebasar para humanos en sus 8 horas de trabajo IPVS ó IDLH: CTBaja ó TCLO 10 Concentración tóxica baja por inhalación reportada para humanos en una hora de exposición IPVS ó IDLH: DTBaja ó TDLO Dosis tóxica baja por inhalación reportada para humanos en una hora de exposición LCLO inhl LDLO 500 mg / Kg Dosis letal mas baja reportada en ratas o conejos

Rutas Potenciales de Ingreso al Organismo

A. INHALACION: La inhalación de nieblas de sosa de 2 a 8 mg/m3 puede causar ligeras irritaciones en las vías respiratorias. Concentraciones superiores pueden causar quemaduras más severas del tracto respiratorio (edema), resuello muy ruidoso, daños a pulmones como edema y neumonía química, falla respiratoria. B. INGESTION: Los niveles de efectos tóxicos pueden ser desde irritación hasta severas quemaduras de labios, boca, lengua, garganta, esófago y estómago después de pocos minutos de haber tragado la sosa, respiración corta y agitada, piel fría, salivación profusa, dolor abdominal, náuseas y vómito con sangre. Una aparente recuperación puede detenerse por la perforación del esófago o perforación gástrica desarrollando mediastinitis, peritonitis, fiebre intensa y acidosis metabólica. La muerte puede ocurrir por shock, asfixia por edema glótico o infección por neumonía C. OJOS (contacto): Principal riesgo de exposición. Los niveles de efectos tóxicos pueden ser desde irritación, severas quemaduras de cornea, conjuntiva y tejido episcleral, quemosis, fotofobia o visión limitada a la percepción de la luz, desintegración y desprendimiento del epitelio de la conjuntiva y de la cornea, edema corneal, ulceración y opacidad, isquemia limbal, adhesión de los párpados con el globo ocular, sobrecrecimiento de cornea por vascularización de membranas y opacidad corneal permanente. Daños de las estructuras intraoculares (retina) y perforación del globo ocular es raro que ocurran. D. PIEL (contacto y absorción): Mayor riesgo de exposición. Los niveles de efectos tóxicos pueden ser desde irritación y dolor, dermatitis irritante primaria, múltiples quemaduras con pérdida temporal de cabello, deterioro del material queratinoso, edema intracelular, quemaduras profundas y corrosión del tejido y ulceraciones profundas (destrucción de piel y tejidos). Exposiciones a nieblas o polvos cáusticos pueden causar múltiples ulceraciones o quemaduras pequeñas y pérdida temporal de cabello.

VII.2 Efectos a la Salud por Exposición Crónica SUSTANCIA CONSIDERADA COMO: CANCERIGENA: NO TERATOGENICA: NO MUTAGENICA: NO OTRO: Irritante Corrosiva POR LA DEPENDENCIA U ORGANISMO: STPS (NOM-010-STPS-1999): X OSHA: X NIOSH: X ACGIH: X OTRO: EPA VII.3 Información Complementaria El contacto repetido con esta sustancia y a bajas concentraciones puede causar dermatitis crónica y ulceraciones de los pasajes nasales. No se conocen otros efectos a largo plazo sobre los organismos vivos. El límite de exposición a nieblas de sosa cáustica por OSHA (PEL), ACGIH (TLV), NIOSH (REL) y DFG (MAK) es de 2 mg/ m3. Los órganos blanco de la sosa cáustica son principalmente la piel, ojos y sistema respiratorio. La LD50 intraperitoneal en ratones es de 40 mg/kg/día. En términos de la dosis total los cáusticos alcalinos han matado humanos adultos que los han ingerido en cantidades menores de 10 gramos.

VII.4 Emergencias y Primeros Auxilios A. INHALACION: Mueva a la víctima a un lugar con aire fresco. Puede suministrar oxígeno húmedo con borboteador. Si la respiración ha cesado administre respiración artificial. Consulte a un médico de inmediato. B. INGESTION: Sí la persona está consciente de a beber agua fría, leche o leche de magnesia en cantidades de 228.6 ml (8 onzas) para adultos y 114.3 (4 onzas) para niños con el objeto de diluir y neutralizar la sosa. No induzca el vómito. Canalice a la víctima para lavados gástricos. Obtenga atención médica de inmediato. C. OJOS (contacto): Lave los ojos con abundante agua corrediza ocasionalmente girando el globo ocular y abriendo y cerrando los párpados con el objeto de lavar perfectamente toda la superficie del ojo. Haga el lavado al menos durante 30 minutos. Aplique una solución salina al 0.9% para restablecer el pH (compruébelo con papel indicador). Consulte a un médico de inmediato. D. PIEL (contacto y absorción): Retire la ropa contaminada inmediatamente y lave la piel con abundante agua corrediza mínimo durante 30 minutos de preferencia bajo una regadera de emergencia. Puede lavarse posteriormente con una solución diluida de ácido bórico o vinagre. Obtenga atención médica de inmediato. E. OTROS RIESGOS A LA SALUD: Sustancia con pH alcalino, fuertemente corrosivo a todos los tejidos por contacto, inhalación o ingestión provocando quemaduras de segundo y tercer grado en pocos segundos. F. ANTIDOTO (dosis en caso de existir): No determinado G. INFORMACION PARA ATENCION MEDICA PRIMARIA:: a) Para ingestión de sosa cáustica con quemaduras graves, practique un estudio completo de sangre. Considere la inserción de un tubo orogástrico o nasogástrico, pequeño y flexible para la succión del contenido gástrico. Evalúe quemaduras por medio de una endoscopía o laparotomía. Si hay signos y síntomas de perforación y sangrado realice pruebas de funcionalidad renal, PT, INR, PTT y tipo sanguíneo. Si lo considera administre corticoesteroides, paracetamol y antibióticos. Secuelas de la ingestión de sosa cáustica pueden ser fístulas traqueoesofagales y aortoesofagales, estricturas de boca, esófago y estómago así como carcinoma esofagal.. b) Para quemaduras en ojos si el daño es menor aplique soluciones oftálmicas tópicas, antibióticos o analgésicos sistémicos. Si hay quemaduras graves considere retirar diariamente los despojos del tejido necrosado y aplicación de atropina local, antibióticos, esteroides, ACTH sistémico, vitaminas, antiácidos, enzimas proteolíticas , acetazolamida, timolol, ácido ascórbico al 2%, citratos, EDTA, cisteina, NAC, penicilamina, tetraciclina, hidrocloruro de proparacaina para irrigación, lentes de contacto suaves, evitando la opacidad corneal y logrando la visión en el ojo.

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VIII.- PROTECCION PERSONAL EN CASO DE EMERGENCIAS A. PROTECCION RESPIRATORIA: De 2 a 20 mg / m3 usar respirador con cartuchos para nieblas de sosa (cubre nariz y boca) con un filtro para partículas de alta eficiencia. De 21 a 200 mg / m3 usar mascarilla tipo barbilla (respirador que cubre cara, nariz, boca y ojos) y equipo autónomo con suministro de aire a presión. Mas de 200 mg / m3 usar equipo de respiración autónoma con aire a presión y traje encapsulado. El equipo de respiración debe estar aprobado de preferencia por normas oficiales mexicanas o la NIOSH. B. PROTECCION PARA LA PIEL: Use traje completo, botas y guantes de neopreno, PVC, hule natural, nitrilo, SBR. Las botas por dentro del pantalón. C. PROTECCION PARA LOS OJOS: Use gogles y careta facial contra salpicaduras. D. HIGIENE: Evite el contacto con la piel y evite respirar neblinas. No coma, no beba, no fume en el área donde se maneja la sosa. Lávese las manos antes de comer, beber o usar el retrete. Lave con agua la ropa o equipo de protección contaminado antes de ser usado nuevamente. E. VENTILACION: La necesaria para mantener la concentración en el aire debajo de 2 mg/m3. Ventilación directa al exterior e independiente.

IX.- INDICACIONES EN CASO DE FUGA O DERRAME A. Restrinja el acceso al área afectada. Use el equipo de protección recomendado B. Trate de controlar el derrame proveniente del contenedor: cierre válvulas, tapone orificios, reacomode el contenedor, trasvase el recipiente, etc. C. Los derrames al suelo deberán ser contenidos por diques de material inerte: arena, tierra, vermiculita, poliuretano espumado o concreto espumado u otro dispositivo apropiado. Evite que el derrame llegue a fuentes de abastecimiento de agua o al alcantarillado. Use niebla de agua para el control de vapores o aerosoles de sosa cáustica en el aire. D. Recoja el material derramado en recipientes apropiados. E. Una vez recogido el derrame y sobre el área afectada: Lave cuidadosamente con soluciones muy diluidas de ácido clorhídrico.

X.- INFORMACIÓN SOBRE ECOLOGIA A. AIRE: No hay suficiente evidencia del impacto ambiental de la sosa en el aire (atmósfera). El CO2 atmosférico tiende a carbonatarla. B. AGUA: La sosa cáustica forma hidróxidos con las sales del agua, muchos de ellos precipitables. Incrementa la conductividad eléctrica del agua. C. AGUA PARA BEBER: La sosa cáustica es usada para el lavado de recipientes para envasar alimentos ya que destruye todo microorganismo patógeno. D. SUELO: La sosa reacciona con los componentes químicos del suelo formando hidróxidos que dependiendo de su solubilidad, son fácilmente lavados con agua. Un derrame de sosa cáustica pudiera quemar temporalmente la zona de suelo afectado. E. FLORA Y FAUNA: La sosa cáustica es peligrosa para el medio ambiente, especialmente para organismos de medio acuático (peces y microorganismos). La ecotoxicidad como LC100 en Cyprinus carpio es de 180 ppm / 24 Hrs a 25° y el TLm en pez mosquito es de 125 ppm / 96 Hrs en agua fresca. No existe potencialidad de factores de bioacumulación o bioconcentración. F. Al controlar una fuga de sosa y usar materiales absorbentes posiblemente se generen residuos peligrosos de acuerdo al análisis CRETIB. G. Su manejo y disposición final debe ser acorde a la Ley General del Equilibrio Ecológico y Protección al Ambiente, Reglamento de la L.G.E.E.P.A en Materia de Residuos Peligrosos, Normas Oficiales Mexicanas NOM-052-ECOL/93 y NOM-053-ECOL/93,

XI.- PRECAUCIONES DE MANEJO: ALMACENAMIENTO A. Use el equipo de protección personal recomendado y tenga disponible regadera y lavaojos de emergencia en el área de almacenamiento. B. Almacene en contenedores cerrados de acero al carbón si la temperatura es al ambiente. Nunca use recipientes de aluminio. C. Coloque la señalización de riesgo de acuerdo a la normatividad aplicable tales como: etiquetas, rombos o señalamientos de advertencia. D. El lugar de almacenamiento debe estar ventilado y separado de las áreas de trabajo y mucho tránsito. E. Inspeccione periódicamente los recipientes para detectar daños y prevenir fugas. F. Es recomendable que los tanques de almacenamiento tengan diques o dispositivos de control de derrames. G. Evite almacenar otros productos químicos incompatibles junto a la sosa ya que pudieran reaccionar violentamente. H. Evite derrames y la formación de neblinas durante las maniobras de carga y descarga en sus almacenes.,

XII.- INFORMACION ADICIONAL Marco Regulatorio: Las soluciones de hipoclorito de sodio al 12% están reguladas por las siguientes dependencias: SCT, SEMARNAT (PPA), STPS, SSA, DOT, EPA (SARA III / EPCRA 302, 313, CAA 112 HAP, CERCLA 42 RQ , TRI, FIFRA, TSCA, SDWA / NPDWR, CWA 311), FDA, OSHA, NIOSH.

X.- INFORMACIÓN SOBRE TRANSPORTACION A PRECAUCIONES PARA TRANSPORTE: Use solo unidades autorizadas para el transporte de materiales peligrosos que cumplan con la regulaciónde la SCT y demás autoridades federales así como con las sugerencias hechas por el fabricante. B. CLASIFICACION SCT ó DOT: C. ETIQUETA DEL ENVASE ó D. ROMBO DE IDENTIFICACION E. ROMBO PARA EL EMBALAJE EN TRANSPORTE: UN 1789 ALMACENAMIENTO

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I. DATOS GENERALES DEL RESPONSABLE DE LA SUSTANCIA

NOMBRE DEL FABRICANTE O PROVEEDOR DOMICILIO COMPLETO:

LOGO DEL PROVEEDOR

EN EMERGENCIAS COMUNICARSE AL TELEFONO: II. IDENTIFICACION DE LA SUSTANCIA HIPOCLORITO NOMBRE QUIMICO: DE SODIO

NOMBRE COMERCIAL:

HIPOCLORITO DE SODIO AL 12 %

SINONIMOS: Agua de Javel, Sosa Blanqueadora, Clorox, Cloro, Blanqueador

FORMULA QUIMICA: NaClO FORMULA MOLECULAR: NaClO FORMULA DESARROLLADA: Na-Cl-O GRUPO QUIMICO: Solución alcalina de Hipoclorito de Sodio, Sal, Sosa Cáustica y Agua. Hipocloritos (Agente Oxidante).

PESO MOLECULAR: 74.45 gr / mol

IDENTIFICACION: UN 1791, CAS 7681-52-9, EINEC 231-668-3, RTECS NH3486300

III. IDENTIFICACION DE COMPONENTES RIESGOSOS CPT CCT P IPVS GRADO DE RIESGO NOMBRE DEL

COMPONENTE % PESO

No. ONU

No. CAS mg/m3 mg/m3 mg/m3 mg/m3 S I R ESP E.P.P.

Hipoclorito de Sodio 12 1017 7681-52-9 Valores no reportados 2 0 2 OXI Hidróxido de Sodio 10 gpl 1824 1310-73-2 - - 2 10 3 0 1 ALC

Traje, botas, guantes y gogles de hule, careta facial

IV. PROPIEDADES FISICOQUIMICAS 1. ESTADO FISICO Líquido 13. CAPACIDAD CALORIFICA 0.908 BTU / lb°F 2. COLOR Amarillo verdoso (limón) 14. DENSIDAD DE VAPOR (aire = 1) No Aplica 3. OLOR (olor umbral 0.31 ppm en aire) Picante, irritante como cloro 15. DENSIDAD RELATIVA (agua = 1) 1.07 – 1.14 (20° C, 12%) 4. TEMPERATURA DE EBULLICION Se descompone a 40° C 16. DENSIDAD DEL GAS SECO No Aplica 5. TEMPERATURA DE FUSION -6° C 17. DENSIDAD DEL LIQUIDO 1.21 gr / cc (20° C, 13%) 6. TEMPERATURA DE INFLAMACION No Inflamable 18. RELACION GAS / LIQUIDO No Aplica 7. TEMPERATURA DE AUTOIGNICION No Inflamable 19. COEFICIENTE DE EXPANSION No Aplica 8. L.S. INFLAMABILIDAD-EXPLOSIVIDAD No Inflamable 20. SOLUBILIDAD EN AGUA Miscible: 293 gr / litro 9. L.I. INFLAMABILIDAD-EXPLOSIVIDAD No Inflamable 21. PRESION DE VAPOR vapor de agua + gases de descomposición 10. CALOR DE COMBUSTION No Aplica 22. % DE VOLATILIDAD (Por Volumen) No Aplica 11. CALOR DE VAPORIZACION No Aplica 23. VEL. DE EVAPORACION (butilacetato=1) No Aplica 12. CALOR DE FUSION No Aplica 24. TEMPERATURA DE DESCOMPOSICION V. RIESGOS DE FUEGO O EXPLOSION A. MEDIO DE EXTINCION: CO2: X NIEBLA DE AGUA: ESPUMA: X PQS: X OTRO (especificar): Ninguno B. EQUIPO DE PROTECCION PERSONAL: Los bomberos deben usar traje, botas y guantes de hule, careta contra salpicaduras y respirador canister. Si existe emisión de cloro equipos de respiración autónoma (SCBA) y traje encapsulado. C. PROCEDIMIENTO Y PRECAUCIONES ESPECIALES EN EL COMBATE DE INCENDIOS: El hipoclorito de sodio se descompone fácilmente a Temperaturas de 40° C o en presencia de ácidos fuertes, generando gas cloro. Reacciona vigorosamente con materiales orgánicos y otros agentes Reductores pudiendo generarse un incendio por sí sólo. Si por alta temperatura o por reacción química se genera cloro, haga lo siguiente: Aísle de 100 a 200 metros para emisiones pequeñas y de 800 metros en todas direcciones si un autotanque (pipa) o almacén se ve involucrada en un incendio. Aléjese si las válvulas de seguridad abren o si se presentan ruidos, deformaciones o decoloración en los recipientes. Evalúe los riesgos y haga su plan de ataque. Retire los recipientes del fuego si es posible o enfriarlos con agua siempre y cuando no exista fuga de cloro. Use sólo niebla de agua para evitar la dispersión rápida del cloro en el aire y tener tiempo de una evacuación. D. CONDICIONES QUE CONDUCEN A OTRO RIESGO ESPECIAL: Nunca usar agua directamente en un recipiente que por reacción o temperatura este generando cloro. Puede usar agua solo para control del fuego alrededor de los recipientes o para minimizar la dispersión de la nube de cloro. E. PRODUCTOS DE LA COMBUSTION TOXICOS O NOCIVOS PARA LA SALUD: El hipoclorito es no inflamable, no combustible y no explosivo. Pero al descomponerse por calentamiento o reacción genera cloro gas, el cual es altamente tóxico principalmente por inhalación y puede reaccionar con los gases de combustión de las sustancias químicas involucradas en un incendio. VI. RIESGOS DE REACTIVIDAD A. SUSTANCIA: ESTABLE: INESTABLE: X EXTREMADAMENTE INESTABLE: B. CONDICIONES A EVITAR: Las soluciones con menos del 10 % en peso de hipoclorito son estables. Evite la contaminación con metales pesados o hacer mezclas con sustancias orgánicas o ácidos fuertes. Evite calentar o cerrar herméticamente los tanques de almacenamiento, los cuales deben estar en lugar fresco y protegidos de la luz solar. C. INCOMPATIBILIDAD (sustancias a evitar): Metales pesados ( cobre, níquel, plomo, plata, cromo, fierro) aceleran su descomposición, sustancias orgánicas (aminas primarias), sales de amonio (acetato de amonio, oxalato de amonio, nitrato de amonio, fosfato de amonio, carbonato de amonio), celulosa, azúcar, éter, amoniaco, urea ( forma NCl3 el cual explota espontáneamente en el aire), benzilcianuro, ácidos fuertes (ácido clorhídrico, sulfúrico, nítrico, fosfórico), ácido fórmico, fenilacetonitrilo. El hipoclorito anhidro ( sólido y seco) es altamente explosivo por calentamiento o fricción. D. PRODUCTOS PELIGROSOS DE LA DESCOMPOSICION: Puede descomponerse en cloro gas, ácido hipocloroso y ácido clorhídrico, esto ocurre cuando aumenta la temperatura ó a pH ácidos. Los productos adicionales de la descomposición son: Cloruro o Clorato de Sodio y Oxígeno y la formación de ellos dependerá de las variaciones de pH, temperatura y tiempo de reacción.

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E. POLIMERIZACION ESPONTANEA: PUEDE OCURRIR: NO CONDICIONES A EVITAR: No almacene soluciones de hipoclorito de sodio al 12% con sustancias incompatibles

VII. RIESGOS A LA SALUD (TOXICIDAD) VII.1 Efectos a la Salud por Exposición Aguda Límite de Exposición ppm mg/m3 Tipo de Organismos que se Sometieron a la Exposición del Agente Químico LMPE ó TLV: CPT o´ TWA No Reportado Exposición promedio ponderada en 8 horas de trabajo para humanos sin efectos adversos a la salud LMPE ó TLV: CCT o´ STEL No Reportado Exposición única a corto tiempo (15 min) en 8 horas de trabajo para humanos, sin efectos adversos LMPE ó TLV: P o´ C No Reportado Exposición única e instantánea que no se debe rebasar para humanos en sus 8 horas de trabajo IPVS ó IDLH: CTBaja ó TCLO No Reportado Concentración tóxica baja por inhalación reportada para humanos en una hora de exposición IPVS ó IDLH: DTBaja ó TDLO No Reportado Dosis tóxica baja por inhalación reportada para humanos en una hora de exposición LD50 oral 13 ó 5 gr / kg Dosis letal para el 50% de las ratas con soluciones del 12.5% y 5.25 % de NaClO respectivamente

Rutas Potenciales de Ingreso al Organismo A. INHALACION: La inhalación de nieblas de solución de hipoclorito puede causar daños muy graves debido a los ingredientes activos peligrosos: sosa cáustica (10 gpl) e hipoclorito de sodio (12 %) y éste en caso de descomposición por reacción química o alta temperatura (40° C) puede generar cloro gas. a) El cloro es un gas irritante de las vías respiratorias muy agresivo ya que forma ácido clorhídrico y ácido hipocloroso en presencia de humedad de las mucosas. Concentraciones en el aire de 0.014 a 0.097 ppm causa cosquilleo en la nariz y garganta, de 0.1 a 0.3 ppm causa comezón y sequedad de nariz y garganta, de 0.35 a 0.72 ppm causa quemadura de la conjuntiva y dolor después de 15 min, arriba de 1.0 ppm causa irritación ocular y respiratoria con tos, respiración corta y dolor de cabeza, de 1 a 3 ppm causa irritación de las membranas mucosas medias. Con 10 ppm se puede causar severa irritación del tracto respiratorio alto y los ojos. Con 15 ppm se puede causar tos muy intensa. Con 30 ppm causa dolor de pecho intenso, disnea, tos muy intensa y vómito, con 46 a 60 ppm causa neumonía química y edema pulmonar, con 430 ppm es fatal después de 30 min, con 1,000 ppm es letal (paro respiratorio y la muerte) en pocos segundos. Si alguien sobrevive a una exposición aguda a cloro, usualmente se recupera sin secuelas. b) La inhalación de nieblas de sosa de 2 a 8 mg/m3 puede causar ligeras irritaciones en las vías respiratorias. Concentraciones superiores pueden causar quemaduras más severas del tracto respiratorio (edema), resuello muy ruidoso, daños a pulmones como edema y neumonía química, falla respiratoria. B. INGESTION: La ingestión accidental de solución de hipoclorito puede causar daños muy graves debido a los ingredientes activos peligrosos: sosa cáustica (10 gpl) e hipoclorito de sodio (12 %). a) En caso de descomposición por reacción química o alta temperatura (40° C) se puede generar cloro gas, el cual es poco probable que se ingiera. b) Los niveles de efectos tóxicos por la sosa cáustica pueden ser desde irritación hasta severas quemaduras de labios, boca, lengua, garganta, esófago y estómago después de pocos minutos de haber tragado la solución de hipoclorito de sodio al 12 %, respiración corta y agitada, piel fría, salivación profusa, delirio, dolor abdominal, náuseas y vómito con sangre. Una aparente recuperación puede detenerse por la perforación del esófago o perforación gástrica desarrollando mediastinitis, peritonitis, fiebre intensa y acidosis metabólica. La muerte puede ocurrir por shock, asfixia por edema glótico o infección por neumonía. C. OJOS (contacto): Principal riesgo de exposición. El contacto con una solución de hipoclorito puede causar daños muy graves debido a los Ingredientes activos peligrosos: sosa cáustica (10 gpl) e hipoclorito de sodio (12 %). a) En caso de descomposición por reacción química o alta temperatura (40° C) se puede generar cloro gas el cual puede ocasionar irritación, enrojecimiento, fuerte lagrimeo o quemaduras. b) Los niveles de efectos tóxicos por la sosa cáustica pueden ser desde irritación, severas quemaduras de cornea, conjuntiva y tejido episcleral, quemosis, fotofobia o visión limitada a la percepción de la luz, desintegración y desprendimiento del epitelio de la conjuntiva y de la cornea, edema corneal, ulceración y opacidad, isquemia limbal, adhesión de los párpados con el globo ocular, sobrecrecimiento de cornea por vascularización de membranas y opacidad corneal permanente. Daños de las estructuras intraoculares (retina) y perforación del globo ocular es raro que ocurran. D. PIEL (contacto y absorción): Mayor riesgo de exposición. El contacto con una solución de hipoclorito puede causar daños muy graves debido a los ingredientes activos peligrosos: sosa cáustica (10 gpl) e hipoclorito de sodio (12 %). a) En caso de descomposición por reacción química o alta temperatura (40° C) se puede generar cloro gas el cual puede ocasionar irritación, depilación o quemaduras. b) Los niveles de efectos tóxicos por la sosa cáustica pueden ser desde irritación y dolor, dermatitis irritante primaria, múltiples quemaduras con pérdida temporal de cabello, deterioro del material queratinoso, edema intracelular, quemaduras profundas y corrosión del tejido y ulceraciones profundas (destrucción de piel y tejidos).

VII.2 Efectos a la Salud por Exposición Crónica SUSTANCIA CONSIDERADA COMO: CANCERIGENA: NO TERATOGENICA: NO MUTAGENICA: NO OTRO: Irritante Corrosiva POR LA DEPENDENCIA U ORGANISMO: STPS (NOM-010-STPS-1999): X OSHA: X NIOSH: X ACGIH: X OTRO: EPA

VII.3 Información Complementaria

HOJA DE DATOS DE SEGURIDAD PARA MATERIALES PELIGROSOS

a) Hipoclorito de Sodio: El contacto repetido con esta sustancia y a bajas concentraciones puede causar dermatitis crónica. b) Sosa Cáustica: El contacto repetido con esta sustancia y a bajas concentraciones puede causar dermatitis crónica y ulceraciones de los pasajes nasales. No se conocen otros efectos a largo plazo sobre los organismos vivos. El límite de exposición a nieblas de sosa cáustica por OSHA (PEL), ACGIH (TLV), NIOSH (REL) y DFG (MAK) es de 2 mg/ m3. Los órganos blanco de la sosa cáustica son principalmente la piel, ojos y sistema respiratorio. La LD50 intraperitoneal en ratones es de 40 mg/kg/día. En términos de la dosis total los cáusticos alcalinos han matado humanos adultos que los han ingerido en cantidades menores de 10 gramos. c) Cloro Gas: Sí se presenta descomposición ya sea por reacción química o alta temperatura 40° C y se genera cloro, éste puede agravar problemas de asma, enfisema, bronquitis crónica, tuberculosis, baja en la capacidad pulmonar, daño crónico a la garganta, corrosión de dientes y senos nasales así como dermatitis crónica. No Clasificado como Cancerígeno Humano (A4) ya que los datos son insuficientes para clasificar al cloro en términos de su carcinogenicidad en humanos y animales. El límite de exposición al cloro establecido por OSHA (PEL), ACGIH (TLV), NIOSH (REL) y DFG (MAK) es de 0.5 ppm ó 1.5 mg/m3. La LC50 inhl en ratas es de 293 ppm y 137 ppm en ratones en 1 hora. La LCLo para puercos de guinea es de 330 ppm en 7 horas, 660 ppm para conejos y gatos en 4 horas. Los órganos blanco para toxicidad aguda y crónica en humanos es tracto respiratorio y sangre y en animales es sistema inmunológico, sangre, sistema cardiovascular y tracto respiratorio. No se han observado efectos adversos en humanos ingiriendo agua con cloro a concentraciones de 50 a 90 ppm (1.4 a 2.6 mg/kg/día). La EPA establece para una dosis experimental en humanos de 14.4 mg/kg/día una RfD de 0.1 mg/kg/día.

VII.4 Emergencias y Primeros Auxilios A. INHALACION: Lleve a la víctima a un lugar fresco y bien ventilado. Si no respira proporcione respiración artificial. Si respira con dificultad suministre oxígeno húmedo a una presión inferior a 4 cm de columna de agua o a razón de 10 a 15 litros / minuto. Si está en shock mantenga a la víctima en reposo y abrigado para mantenerlo caliente. Obtenga atención médica de inmediato. B. INGESTION: Sí la persona está consciente de a beber agua fría, leche o leche de magnesia en cantidades de 228.6 ml (8 onzas) para adultos y 114.3 (4 onzas) para niños con el objeto de diluir y neutralizar la sosa. No induzca el vómito, pero si éste ocurre lave y dé a beber más agua. Canalice a la víctima para lavados gástricos. Mantenga a la víctima en reposo y caliente. Obtenga atención médica de inmediato. C. OJOS (contacto): Lave los ojos con abundante agua corrediza ocasionalmente girando el globo ocular y abriendo y cerrando los párpados con el objeto de lavar perfectamente toda la superficie del ojo. Haga el lavado al menos durante 30 minutos. Aplique una solución salina al 0.9% para restablecer el pH (compruébelo con papel indicador). Consulte a un médico de inmediato. D. PIEL (contacto y absorción): Retire la ropa contaminada inmediatamente y lave la piel con abundante agua corrediza mínimo durante 30 minutos de preferencia bajo una regadera de emergencia. Puede lavarse posteriormente con una solución diluida de ácido bórico o vinagre. Obtenga atención médica de inmediato. E. OTROS RIESGOS A LA SALUD: Sustancia con pH alcalino, fuertemente corrosivo a todos los tejidos por contacto, inhalación o ingestión provocando quemaduras de segundo y tercer grado en pocos segundos. F. ANTIDOTO (dosis en caso de existir): NO se conoce antídoto. G. INFORMACION PARA ATENCION MEDICA PRIMARIA: Evaluaciones médicas deben ser hechas al personal a partir de cuando presentan signos o síntomas de irritación de piel, ojos o tracto respiratorio alto. Los daños son causados por los ingredientes activos peligrosos de la solución de hipoclorito de sodio: sosa cáustica (10 gpl) e hipoclorito de sodio (12 % o 140 gpl de cloro disponible) o si éste se descompone ya sea por reacción química o alta temperatura (40° C) a cloro gas. Cada emergencia médica es única dependiendo del grado de exposición a las sustancias mencionadas VIII.- PROTECCION PERSONAL EN CASO DE EMERGENCIAS A. PROTECCION RESPIRATORIA: Los daños son causados por los ingredientes activos peligrosos de una solución de hipoclorito de sodio: sosa cáustica (10 gpl) e hipoclorito de sodio (12 % o 140 gpl de cloro disponible) o si éste se descompone ya sea por reacción química o alta temperatura (40° C) a cloro gas. a) Para niebla de sosa cáustica e hipoclorito de sodio: de 2 a 20 mg / m3 usar respirador con cartuchos para nieblas de sosa (cubre nariz y boca) con un filtro para partículas de alta eficiencia. De 21 a 200 mg / m3 usar mascarilla tipo barbilla (respirador que cubre cara, nariz, boca y ojos) y equipo autónomo con suministro de aire a presión. Mas de 200 mg / m3 usar equipo de respiración autónoma con aire a presión y traje encapsulado. b) Para cloro: de 1 a 10 ppm usar respirador con cartuchos para gases y vapores ácidos (cubre nariz y boca), de 11 a 25 ppm usar respirador con careta facial con cartucho tipo canister (cubre cara, nariz, boca y ojos), de 26 ppm o más usar un equipo de respiración autónomo de aire comprimido con regulador de presión a demanda (SCBA).. B. PROTECCION PARA LA PIEL: Use traje, botas y guantes de neopreno, PVC, hule natural, nitrilo, SBR, clorobutilo. Las botas dentro del pantalón. C. PROTECCION PARA LOS OJOS: Use gogles y careta facial contra salpicaduras. D. HIGIENE: Evite el contacto con la piel, respirar neblinas o gas cloro en caso de descomposición del hipoclorito. No coma, no beba, no fume en el área donde se maneja soluciones de hipoclorito de sodio al 12%. Lávese las manos antes de comer, beber o usar el retrete. Lave con agua la ropa o equipo de protección contaminado antes de ser usado nuevamente. E. VENTILACION: La necesaria para mantener la concentración en el ambiente laboral de los ingredientes activos peligrosos de una solución de hipoclorito de sodio: sosa cáustica (10 gpl) e hipoclorito de sodio (12 % o 140 gpl de cloro disponible) o si éste se descompone ya sea por reacción química o alta temperatura (40° C), por debajo de los límites máximos permisibles establecidos: para cloro menor a 1.0 ppm y para sosa cáustica abajo de 2 mg/m3. F. OTRAS MEDIDAS DE CONTROL Y PROTECCION: Regaderas de emergencia y lavaojos deben estar cerca de los lugares donde se maneja soluciones de hipoclorito de sodio al 12%. Efectúe monitoreos en el ambiente laboral de los ingredientes activos peligrosos: sosa cáustica (10 gpl) y cloro (12 % de NaClO o 140 gpl de cloro disponible, sólo si éste se descompone ya sea por reacción química o alta temperatura 40° C), a) Para sosa usar método de análisis 40 de la misma norma o método NIOSH 7401. Se recomienda hacer las siguientes pruebas médicas al personal potencialmente expuesto a sosa cáustica: rayos X de pulmones y pruebas de funcionalidad pulmonar. b) Para cloro usar método de análisis 24 de la misma norma o método NIOSH 6011. Se recomienda realizar las siguientes pruebas médicas a los trabajadores expuestos: rayos X de pecho, aire expirado, y pruebas de funcionalidad pulmonar.

HOJA DE DATOS DE SEGURIDAD PARA MATERIALES PELIGROSOS

IX.- INDICACIONES EN CASO DE FUGA O DERRAME A. Mantenga y conserve siempre la calma. Evalúe la magnitud del problema. Restrinja el acceso al área afectada. Reporte el accidente. B. Si hay la intervención de bomberos, protección civil, policía de tránsito o caminos u otro organismo gubernamental, explíqueles los riesgos del hipoclorito de sodio para que tomen las medidas de protección pertinentes. C. EN CASO DE UN DERRAME DE SOLUCION DE HIPOCLORITO DE SODIO al 12%: a) Use el equipo de protección recomendado y trate de controlar el derrame proveniente del contenedor: cierre válvulas, tapone orificios, reacomode el contenedor, trasvase el recipiente, etc. b) Los derrames al suelo deberán ser contenidos por diques de material inerte: arena, tierra, vermiculita, poliuretano espumado o concreto espumado u otro dispositivo apropiado. Evite que el derrame llegue a fuentes de abastecimiento de agua o al alcantarillado. Use niebla de agua para el control de vapores o aerosoles de sosa cáustica e hipoclorito en el aire. c) Una vez recogido el derrame y sobre el área afectada espolvoree sulfito, bisulfito o metasulfito de sodio para quitar el poder oxidante al hipoclorito residual, CaO, CaCO3, NaHCO3 y lave con abundante agua. E. EN CASO DE UNA EMISION DE CLORO POR DESCOMPOSICION DEL HIPOCLORITO DEBIDO A TEMPERATURAS ALTAS (40° C): a) Aísle de 100 a 200 metros para emisiones pequeñas y de 800 metros en todas direcciones si una pipa o almacén se ve involucrada en un incendio. b) Nunca usar agua directamente en el punto de fuga de cloro ya que la fuga se haría más grande. Use niebla de agua para evitar la dispersión rápida del cloro en el aire y tener tiempo de una evacuación. X.- INFORMACIÓN SOBRE ECOLOGIA A. AIRE: No hay suficiente evidencia del impacto ambiental de los ingredientes peligrosos de las soluciones de hipoclorito en el aire (atmósfera): sosa cáustica 10 gpl o hipoclorito de sodio 12% o 140 gpl de cloro disponible. Con el CO2 del aire ambiente la sosa tiende a formar carbonato de sodio y con la luz solar (UV) el hipoclorito se descompone a sal (NaCl) y oxígeno. B. AGUA: El cloro disponible (ClO_) de la solución del hipoclorito reacciona rápidamente con compuestos orgánicos presentes sobre todo en aguas residuales. Esta reacción produce compuestos orgánicos oxidados tales como cloraminas, trihalometanos, oxígeno, cloratos, bromatos y bromoorgánicos. Concentraciones de hasta 0.02 – 0.05 mg/litro provocan inhibición del 50% en la composición de especies del fitoplacton marino. La sosa cáustica forma hidróxidos con las sales del agua, muchos de ellos precipitables. Incrementa la conductividad eléctrica del agua. C. AGUA PARA BEBER: Las sales de hipoclorito añadido al agua potable destruye todo microorganismo en 20 minutos a concentraciones de 0.03 a 0.06 mg/litro a rangos de pH de 7.0 a 8.5 y temperaturas de 4 a 20° C. Las redes de suministro de agua potable aplican cloro a concentraciones de 1 a 29.7 mg/litro para mantener niveles de cloro residual de 0.2 a 6 mg/litro, sin que se haya observado efectos adversos en la salud humana. El agua para beber se vuelve de mal sabor a concentraciones de cloro arriba de 25 ppm. La sosa cáustica es usada para el lavado de recipientes para envasar alimentos ya que destruye todo microorganismo patógeno. D. SUELO: El hipoclorito oxida los componentes químicos del suelo que dependiendo de su solubilidad, son fácilmente lavados con agua. La sosa también reacciona con los componentes químicos del suelo formando hidróxidos que dependiendo de su solubilidad, son fácilmente lavados con agua. Un derrame de hipoclorito de sodio al 12 % pudiera quemar temporalmente la zona de suelo afectado. E. FLORA Y FAUNA: La sosa cáustica es peligrosa para el medio ambiente, especialmente para organismos de medio acuático (peces y microorganismos). En plantas causa necrosis, clorosis y defoliación. La ecotoxicidad como LC100 en Cyprinus carpio es de 180 ppm / 24 Hrs a 25° y el TLm en pez mosquito es de 125 ppm / 96 Hrs en agua fresca. No existe potencialidad de factores de bioacumulación o bioconcentración. F. Al controlar un derrame de hipoclorito o neutralizar la acidez que esta generando una emisión de cloro se usa absorbentes que se convierten en residuos los cuales deben clasificarse de acuerdo al análisis CRETIB. G. Su manejo y disposición final debe ser acorde a la Ley General del Equilibrio Ecológico y Protección al Ambiente, Reglamento de la L.G.E.E.P.A en Materia de Residuos Peligrosos, las Normas Oficiales Mexicanas NOM-052-ECOL/93 y NOM-053-ECOL/93, demás ordenamientos técnicos legales federales, estatales o municipales aplicables. XI.- PRECAUCIONES DE MANEJO: ALMACENAMIENTO A. Evite las emisiones de niebla de solución de hipoclorito de sodio durante las maniobras de carga y descarga en sus almacenes. B. Use el equipo de protección personal recomendado y tenga disponible regadera y lavaojos de emergencia en el área de almacenamiento. C. El área de almacenamiento debe estar bajo techo, protegida de la luz solar (UV), bien ventilada, libre de humedad y alejada de fuentes de calor. D. Coloque la señalización de riesgo de acuerdo a la normatividad aplicable tales como: etiquetas, rombos o señalamientos de advertencia. E. Inspeccione periódicamente los recipientes para detectar daños y prevenir fugas. F. Las tuberías y equipos para el manejo de soluciones de hipoclorito al 12% deben ser de FRP, PVC, kynar o acero recubierto con teflón, kynar o EPDM, libres de materia orgánica, polvo, humedad, grasas minerales, etc. G. Evite almacenar otros productos químicos incompatibles junto al hipoclorito de sodio ya que pudieran reaccionar violentamente. H. El lugar de almacenamiento debe estar ventilado y separado de las áreas de trabajo y mucho tránsito. I. Inspeccione periódicamente los recipientes para detectar daños y prevenir fugas. y tengan diques de control de derrames. XII.- INFORMACION ADICIONAL Marco Regulatorio: Las soluciones de hipoclorito de sodio al 12% están reguladas por las siguientes dependencias: SCT, SEMARNAT (PPA), STPS, SSA, DOT, EPA (SARA III / EPCRA 302, 313, CAA 112 HAP, CERCLA 42 RQ , TRI, FIFRA, TSCA, SDWA / NPDWR, CWA 311), FDA, OSHA, NIOSH.

X.- INFORMACIÓN SOBRE TRANSPORTACION A PRECAUCIONES PARA TRANSPORTE: Use solo unidades autorizadas para el transporte de materiales peligrosos que cumplan con la regulaciónde la SCT y demás autoridades federales así como con las sugerencias hechas por el fabricante. B.CLASIFICACION SCT ó DOT: C. ETIQUETA DEL ENVASE ó D. ROMBO DE IDENTIFICACION E. ROMBO PARA EL EMBALAJE EN TRANSPORTE: UN 1791 ALMACENAMIENTO

HOJA DE DATOS DE SEGURIDAD PARA MATERIALES PELIGROSOS

I. DATOS GENERALES DEL RESPONSABLE DE LA SUSTANCIA NOMBRE DEL FABRICANTE O PROVEEDOR DOMICILIO COMPLETO:

LOGO DE PROVEEDOR

EN EMERGENCIAS COMUNICARSE AL TELEFONO: II. IDENTIFICACION DE LA SUSTANCIA

NOMBRE QUIMICO:

Metano

NOMBRE COMERCIAL: Metano,

SINONIMOS: Hidruro de Metilo, Gas de los Pantanos

FORMULA QUIMICA: CH4 FORMULA MOLECULAR CH4 FORMULA DESARROLLADA: CH4 GRUPO QUIMICO: Hidrocarburos alifáticos

PESO MOLECULAR: 16.04 gr / mol IDENTIFICACION: UN 1971, CAS 74-82-8 EINEC 200-812-7

III. IDENTIFICACION DE COMPONENTES RIESGOSOS CPT CCT P IPVS IDENTIFICACION DE GRADO DE RIESGO NOMBRE DEL

COMPONENTE %

PESO No.

ONU No. CAS mg/m3 mg/m3 mg/m3 mg/m3 S I R ESP E.P.P.

Hidróxido de Sodio 16.04 1971 74-82-8 - - - - 0 4 0

Traje completo de hule

IV. PROPIEDADES FISICOQUIMICAS

1. ESTADO FISICO GAS 13. CAPACIDAD CALORIFICA NO DISPONIBLE

2. COLOR INCOLORO 14. DENSIDAD DE VAPOR (aire = 1) 0.6

3. OLOR INODORO 15. DENSIDAD RELATIVA (agua = 1) NO APLICA

4. TEMPERATURA DE EBULLICION -161.4 ºC 16. DENSIDAD DEL GAS SECO 0.673 Kg/m3

5. TEMPERATURA DE FUSION -182 ºC 17. DENSIDAD DEL LIQUIDO pto ebullicion 424.7 kg/m3

6. TEMPERATURA DE INFLAMACION -188 ºC 18. RELACION GAS / LIQUIDO NO APLICA

7. TEMPERATURA DE AUTOIGNICION 580 ºC 19. COEFICIENTE DE EXPANSION NO APLICA

8. L.S. INFLAMABILIDAD-EXPLOSIVIDAD 17.0 % 20. SOLUBILIDAD EN AGUA 26 mg/l

9. L.I. INFLAMABILIDAD-EXPLOSIVIDAD 3.8 % 21. PRESION DE VAPOR NO DISPONIBLE

10. CALOR DE COMBUSTION 802.6 kj/mol 22. % DE VOLATILIDAD (Por Volumen) NO DISPONIBLE

11. CALOR DE VAPORIZACION 8.16kj/mol 23. VEL. DE EVAPORACION (butilacetato=1) NO APLICA

12. CALOR DE FUSION 0.941 kj/mol 24. TEMPERATURA DE DESCOMPOSICION NO DISPONIBLE

V. RIESGOS DE FUEGO O EXPLOSION A. MEDIO DE EXTINCION: CO2: X NIEBLA DE AGUA: X ESPUMA: X PQS: X OTRO: B. EQUIPO DE PROTECCION PERSONAL: Usar ropa de hule ( traje completo, guantes, botas), gogles, careta y casco de seguridad. Como protección para los vapores use una mascarilla con cartucho para vapores ácidos o equipo de respiración autónoma (SCBA) con aire a presión C. PROCEDIMIENTO Y PRECAUCIONES ESPECIALES EN EL COMBATE DE INCENDIOS: Aísle de 25 a 50 metros para derrames pequeños y de 800 metros en todas direcciones si un carrotanque o pipa se ve involucrada en un incendio. Aléjese si se presentan ruidos, deformaciones o decoloración en los recipientes. Enfriar los recipientes y tanques de almacenamiento con niebla de agua No aplique el agua directamente o al interior de los recipientes. D. CONDICIONES QUE CONDUCEN A OTRO RIESGO ESPECIAL: Si la flama es extinguida, y el flujo de gas continua incremente la ventilación para prevenir una atmosfera explosiva, El metano, es ligeramente, más pesado que el aire, y puede desplazarse a considerables distancias, hasta la fuente de ignición. E. PRODUCTOS DE LA COMBUSTION TOXICOS O NOCIVOS PARA LA SALUD: La combustión incompleta puede conducir a la formación de monoxido de carbono

VI. RIESGOS DE REACTIVIDAD A. SUSTANCIA: ESTABLE: Sí INESTABLE: EXTREMADAMENTE INESTABLE: B. CONDICIONES A EVITAR: Altas temperaturas, y fuentes de ignición ( flamas, descargas estáticas) C. INCOMPATIBILIDAD (Sustancias a Evitar): Es incompatible con sustancias oxidantes (cloro, bromo, pentafluoruro trifluoruro de nitrogeno)

D. PRODUCTOS PELIGROSOS DE LA DESCOMPOSICION: dioxido de carbono, monoxido de carbono, una rápida descompresión produce quemaduras frías

POLIMERIZACION ESPONTANEA: no se ha observado

HOJA DE DATOS DE SEGURIDAD PARA MATERIALES PELIGROSOS

VII. RIESGOS A LA SALUD (TOXICIDAD) VII.1 Efectos a la Salud por Exposición Aguda Límite de Exposición ppm mg/m3 Tipo de Organismos que se Sometieron a la Exposición del Agente Químico LMPE ó TLV: CPT o´ TWA No establecido Exposición promedio ponderada en 8 horas de trabajo para humanos sin efectos adversos a la salud LMPE ó TLV: CCT o´ STEL No establecido Exposición única a corto tiempo (15 min) en 8 horas de trabajo para humanos, sin efectos adversos LMPE ó TLV: P o´ C No establecido Exposición única e instantánea que no se debe rebasar para humanos en sus 8 horas de trabajo IPVS ó IDLH: CTBaja ó TCLO No establecido Concentración tóxica baja por inhalación reportada para humanos en una hora de exposición IPVS ó IDLH: DTBaja ó TDLO Dosis tóxica baja por inhalación reportada para humanos en una hora de exposición LCLO inhl LDLO Dosis letal mas baja reportada en ratas o conejos

Rutas Potenciales de Ingreso al Organismo

A. INHALACION: La inhalación de altas concentraciones en el aire producen una deficiencia de oxígeno con riesgo de perdida de conocimiento o muerte B. INGESTION: no disponible C. OJOS (contacto): no disponible D. PIEL (contacto y absorción): congelación grave VII.2 Efectos a la Salud por Exposición Crónica: No disponible. SUSTANCIA CONSIDERADA COMO: CANCERIGENA: NO TERATOGENICA: NO MUTAGENICA NO OTRO: POR LA DEPENDENCIA U ORGANISMO: STPS (NOM-010-STPS-1999): X OSHA: X NIOSH: X ACGIH: X OTRO: EPA

VII.3 Información Complementaria No disponble

VII.4 Emergencias y Primeros Auxilios A. INHALACION: Retirar a la víctima del área contaminada llevándola a un lugar ventilado. Si hay paro respiratorio aplicar respiración artificial ó puede aplicar oxígeno húmedo con borboteador. Obtenga atención médica de inmediato.. B. INGESTION: No disponible. C. OJOS (contacto): Lave los ojos con abundante agua corrediza ocasionalmente girando el globo ocular y abriendo y cerrando los párpados con el objeto de lavar perfectamente toda la superficie del ojo. Haga el lavado al menos durante 30 minutos. Aplique una solución salina al 0.9% para restablecer el pH (compruébelo con papel indicador). no introducir aceites o ungüentos sin supervisión médica Consulte a un médico de inmediato. D. PIEL (contacto y absorción): En caso de CONGELACION lave la piel con abundante agua corriente mínimo no quitar la ropa. Obtenga atención médica de inmediato. E. OTROS RIESGOS A LA SALUD: Sustancia con pH ácido (1.1), corrosiva a todos los tejidos por contacto, inhalación o ingestión provocando ulceraciones y quemaduras de severas F. ANTIDOTO (dosis en caso de existir): No determinado G. INFORMACION PARA ATENCION MEDICA PRIMARIA:: No disponible

VIII.- PROTECCION PERSONAL EN CASO DE EMERGENCIAS A. PROTECCION RESPIRATORIA: Respirador de media máscara con filtro para gases ácidos B. PROTECCION PARA LA PIEL: Guantes y botas de caucho butilo C. PROTECCION PARA LOS OJOS: Use gogles

IX.- INDICACIONES EN CASO DE FUGA O DERRAME A. Evacuar el área afectada B. Usar un explosímetro calibrado para monitorear la concentración de metano existe un riesgo de explosión con concentraciones mayores del 5% C. Use equipo de respiración autonomo y ropa resistente al fuego.

X.- INFORMACIÓN SOBRE ECOLOGIA A. AIRE: No hay suficiente evidencia del impacto ambiental del metano. B. AGUA: no disponible C. AGUA PARA BEBER: no establecido D. SUELO: No establecido E. FLORA Y FAUNA: No establecido

HOJA DE DATOS DE SEGURIDAD PARA MATERIALES PELIGROSOS

XI.- PRECAUCIONES DE MANEJO: ALMACENAMIENTO A Condiciones de manipuleo: Evitar las llamas, NO producir chispas y NO fumar. Sistema cerrado, ventilación, equipo eléctrico y de alumbrado a prueba de explosiones. Una vez utilizado cerrar la válvula; verificar regularmente la tubería, y comprobar si existen escapes utilizando agua y jabón. B Condiciones de almacenamiento: A prueba de incendio. Mantener en lugar fresco. Ventilación a ras del suelo.

XII.- INFORMACION ADICIONAL Marco Regulatorio: Las soluciones de hipoclorito de sodio al 12% están reguladas por las siguientes dependencias: SCT, SEMARNAT (PPA), STPS, SSA, DOT, EPA (SARA III / EPCRA 302, 313, CAA 112 HAP, CERCLA 42 RQ , TRI, FIFRA, TSCA, SDWA / NPDWR, CWA 311), FDA, OSHA, NIOSH.

X.- INFORMACIÓN SOBRE TRANSPORTACION

A PRECAUCIONES PARA TRANSPORTE: Use solo unidades autorizadas para el transporte de materiales peligrosos que cumplan con la regulaciónde la SCT y demás autoridades federales así como con las sugerencias hechas por el fabricante. B. CLASIFICACION SCT ó DOT: C. ETIQUETA DEL ENVASE ó D. ROMBO DE IDENTIFICACION E. ROMBO PARA EL GAS INFLAMABLE EMBALAJE EN TRANSPORTE: UN 1971 ALMACENAMIENTO

HOJA DE DATOS DE SEGURIDAD PARA MATERIALES PELIGROSOS

I. DATOS GENERALES DEL RESPONSABLE DE LA SUSTANCIA NOMBRE DEL FABRICANTE O PROVEEDOR DOMICILIO COMPLETO:

LOGO DE PROVEEDOR

EN EMERGENCIAS COMUNICARSE AL TELEFONO: II. IDENTIFICACION DE LA SUSTANCIA

MONOXIDO NOMBRE QUIMICO:

DE CARBONO

NOMBRE COMERCIAL: Monóxido de Carbono,

SINONIMOS: Monóxido de Carbono, Oxido de Carbono

FORMULA QUIMICA: CO FORMULA MOLECULAR CO FORMULA DESARROLLADA: C-O GRUPO QUIMICO: Oxido no metálico

PESO MOLECULAR: 28.0 gr / mol IDENTIFICACION: UN 1016, CAS 630-08-0 EINEC

III. IDENTIFICACION DE COMPONENTES RIESGOSOS CPT CCT P IPVS IDENTIFICACION DE GRADO DE RIESGO NOMBRE DEL

COMPONENTE %

PESO No.

ONU No. CAS mg/m3 mg/m3 mg/m3 mg/m3 S I R ESP E.P.P.

Hidróxido de Sodio 28.00 1016 630-08-8 - - - - 4 4 1

IV. PROPIEDADES FISICOQUIMICAS

1. ESTADO FISICO GAS 13. CAPACIDAD CALORIFICA No disponible

2. COLOR INCOLORO 14. DENSIDAD DE VAPOR (aire = 1) No disponible

3. OLOR INODORO 15. DENSIDAD RELATIVA (agua = 1) 0.96

4. TEMPERATURA DE EBULLICION -191.50C 16. DENSIDAD DEL GAS SECO 1.15 kg/m3

5. TEMPERATURA DE FUSION No disponible

17. DENSIDAD DEL LIQUIDO pto ebullicion 793 Kg/m3

6. TEMPERATURA DE INFLAMACION No disponible 18. RELACION GAS / LIQUIDO No disponible

7. TEMPERATURA DE AUTOIGNICION 6300C 19. COEFICIENTE DE EXPANSION No disponible

8. L.S. INFLAMABILIDAD-EXPLOSIVIDAD No disponible 20. SOLUBILIDAD EN AGUA 2.3 ml/100 ml a 200C

9. L.I. INFLAMABILIDAD-EXPLOSIVIDAD No disponible 21. PRESION DE VAPOR NO APLICA

10. CALOR DE COMBUSTION 283 KJ/mol 22. % DE VOLATILIDAD (Por Volumen) No disponible

11. CALOR DE VAPORIZACION 5.91 KJ/mol 23. VEL. DE EVAPORACION (butilacetato=1) No disponible

12. CALOR DE FUSION 0.841 KJ/mol 24. TEMPERATURA DE DESCOMPOSICION No disponible

V. RIESGOS DE FUEGO O EXPLOSION A. MEDIO DE EXTINCION: CO2: X NIEBLA DE AGUA: X ESPUMA: X PQS: X OTRO: B. EQUIPO DE PROTECCION PERSONAL: En situaciones de emergencia use ropa resistente al fuego, y emplee equipo autonomo de respiración C. PROCEDIMIENTO Y PRECAUCIONES ESPECIALES EN EL COMBATE DE INCENDIOS: Aísle de 25 a 50 metros para derrames pequeños y de 800 metros en todas direcciones si un carrotanque o pipa se ve involucrada en un incendio. Aléjese si se presentan ruidos, deformaciones o decoloración en los recipientes. Evalúe los riesgos y haga su plan de ataque. Enfriar los recipientes y tanques de almacenamiento con niebla de agua No aplique el agua directamente o al interior de los recipientes. D. CONDICIONES QUE CONDUCEN A OTRO RIESGO ESPECIAL: Gas inflamable que puede causar explosión E. PRODUCTOS DE LA COMBUSTION TOXICOS O NOCIVOS PARA LA SALUD: La combustión incompleta puede conducir a la formación de monoxido de carbono

VI. RIESGOS DE REACTIVIDAD A. SUSTANCIA: ESTABLE: Sí INESTABLE: EXTREMADAMENTE INESTABLE: B. CONDICIONES A EVITAR: Fuentes de calor e ignición. C. INCOMPATIBILIDAD En presencia de polvo metálico forma carbonilos tóxicos e inflamables. Reacciona vigorosamente con oxígeno, acetileno, cloro fluor y óxidos nitrosos

D. PRODUCTOS PELIGROSOS DE LA DESCOMPOSICION no disponible POLIMERIZACION ESPONTANEA: PUEDE OCURRIR: No

HOJA DE DATOS DE SEGURIDAD PARA MATERIALES PELIGROSOS

VII. RIESGOS A LA SALUD (TOXICIDAD)

VII.1 Efectos a la Salud por Exposición Aguda Límite de Exposición ppm mg/m3 Tipo de Organismos que se Sometieron a la Exposición del Agente Químico LMPE ó TLV: CPT o´ TWA 55 mg/m3 Exposición promedio ponderada en 8 horas de trabajo para humanos sin efectos adversos a la salud LMPE ó TLV: CCT o´ STEL No establecido Exposición única a corto tiempo (15 min) en 8 horas de trabajo para humanos, sin efectos adversos LMPE ó TLV: P o´ C No establecido Exposición única e instantánea que no se debe rebasar para humanos en sus 8 horas de trabajo IPVS ó IDLH: CTBaja ó TCLO No establecido Concentración tóxica baja por inhalación reportada para humanos en una hora de exposición IPVS ó IDLH: DTBaja ó TDLO Dosis tóxica baja por inhalación reportada para humanos en una hora de exposición LCLO inhl LDLO Dosis letal mas baja reportada en ratas o conejos

Rutas Potenciales de Ingreso al Organismo

A. INHALACION: Confusión mental, vértigo, dolor de cabeza, nauseas, debilidad y perdida del conocimiento B. INGESTION: no disponible C. OJOS (contacto): no disponible D. PIEL no disponible VII.2 Efectos a la Salud por Exposición Crónica SUSTANCIA CONSIDERADA COMO: CANCERIGENA: NO TERATOGENICA: NO MUTAGENICA: NO OTRO: POR LA DEPENDENCIA U ORGANISMO: STPS (NOM-010-STPS-1999): X OSHA: X NIOSH: X ACGIH: X OTRO: EPA

VII.3 Información Complementaria No disponble

VII.4 Emergencias y Primeros Auxilios A. INHALACION: proporcione aire limpio, reposo, .respiración artificial si estuviere indicada B. INGESTION: No disponible. C. OJOS (contacto): Enjuáguese los ojos inmediatamente con grandes cantidades de agua, por lo menos por un período de 15 minutos, y levántese y baje los párpados superiores e inferiores con los dedos repetidas veces D. PIEL (contacto y absorción): En caso de producirse el contacto con el monóxido de carbono líquido, sumerja la parte afectada en agua tibia E. OTROS RIESGOS A LA SALUD: no disponible. F. ANTIDOTO (dosis en caso de existir): No determinado G. INFORMACION PARA ATENCION MEDICA PRIMARIA:: No disponible

VIII.- PROTECCION PERSONAL EN CASO DE EMERGENCIAS A. PROTECCION RESPIRATORIA: usar equipo autónomo de respiración B. PROTECCION PARA LA PIEL: no disponible C. PROTECCION PARA LOS OJOS: Use gogles

IX.- INDICACIONES EN CASO DE FUGA O DERRAME A. Evacuar el área afectada B. Retire toda fuente de ignición C. Use equipo de respiración autonomo y ropa resistente al fuego D.- Ventile el área.

X.- INFORMACIÓN SOBRE ECOLOGIA A. AIRE: No hay suficiente evidencia del impacto ambiental del metano. B. AGUA: no disponible C. AGUA PARA BEBER: no establecido D. SUELO: No establecido E. FLORA Y FAUNA: No establecido

XI.- PRECAUCIONES DE MANEJO: ALMACENAMIENTO A Condiciones de manipuleo: Evitar las llamas, NO producir chispas y NO fumar. Sistema cerrado, ventilación, equipo eléctrico y de alumbrado a prueba de explosiones.Una vez utilizado para la soldadura, cerrar la válvula; verificar regularmente la tubería, etc., y comprobar si existen escapes utilizando agua y jabón. B Condiciones de almacenamiento: A prueba de incendio. Mantener en lugar fresco. Ventilación a ras del suelo y tacho.

HOJA DE DATOS DE SEGURIDAD PARA MATERIALES PELIGROSOS

XII.- INFORMACION ADICIONAL

Marco Regulatorio: Las soluciones de hipoclorito de sodio al 12% están reguladas por las siguientes dependencias: SCT, SEMARNAT (PPA), STPS, SSA, DOT, EPA (SARA III / EPCRA 302, 313, CAA 112 HAP, CERCLA 42 RQ , TRI, FIFRA, TSCA, SDWA / NPDWR, CWA 311), FDA, OSHA, NIOSH.

X.- INFORMACIÓN SOBRE TRANSPORTACION

A PRECAUCIONES PARA TRANSPORTE: Use solo unidades autorizadas para el transporte de materiales peligrosos que cumplan con la regulaciónde la SCT y demás autoridades federales así como con las sugerencias hechas por el fabricante. B. CLASIFICACION SCT ó DOT: C. ETIQUETA DEL ENVASE ó D. ROMBO DE IDENTIFICACION E. ROMBO PARA EL GAS INFLAMABLE EMBALAJE EN TRANSPORTE: UN 1016 ALMACENAMIENTO