INSTITUTO TECNOLOGICO Y DE ESTUDIOS SUPERIORES DE MONTERREY
Cv-95-078 DISEÑO DE PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUA
DATOS GENERALES
Cv-95-078 Diseño de Plantas de tratamiento de agua
(3-0-8) Requisito: haber aprobado Ingeniería Ambiental I
Equivalente a: Cv-90-079
OBJETIVOS GENERALES DEL CURSO

  1. Proporcionar los conceptos teóricos y prácticos que le permitan al alumno adquirir capacidad para participar correctamente en las etapas de planeación, selección y diseño de unidades para el tratamiento del agua y de aguas residuales.

  2. Desarrollar en el alumno habilidades y actitudes que le permitan identificar factores limitantes en el desarrollo del proyecto y contribuya con propuestas de solución para mantener y/o conservar la calidad del agua y de esta manera colaborar con el uso ordenado del agua y el desarrollo sustentable.

 
TEMAS Y SUBTEMAS DEL CURSO.

  1. Bases y etapas para la planeación del proyecto

    1. El entorno: tecnologías limpias, minimización, reutilización, costumbres, cultura

    2. El concepto de operación y de proceso unitario

    3. La calidad del efluente de acuerdo a la normatividad actual y a tendencias esperadas en el ámbito nacional e internacional

    4. El diagrama de flujo y el diseño modular

    5. Tratabilidad de los efluentes


  2. Implementación de un programa de caracterización y de aforo

    1. Técnicas de aforo aplicadas a corrientes residuales

    2. Uso del hidrograma

    3. Estimación de flujos mediante factores de uso del agua

    4. Criterios de muestreo, selección de parámetros analíticos, métodos estándar e interpretación de resultados.


  3. Análisis y diseño de unidades de pretratamiento

    1. Teoría y conceptos básicos de las operaciones unitarias utilizadas en el pretratamiento convencional

    2. Dimensionamiento de estaciones y selección de equipos de bombeo de aguas residuales

    3. Selección de unidades para el desbaste de sólidos gruesos

    4. Diseño y/o selección de unidades desarenadoras

    5. Selección de equipos de medición de corrientes

    6. Pretratamiento industrial: igualación, neutralización, tratamientos específicos


4.0 Análisis y diseño de unidades para control de partículas suspendidas
4.1 Teoría de la sedimentación floculenta y aplicación del modelo de la columna de sedimentación
4.2 Diseño básico de unidades de clarificación: convencionales, separadores centrífugos y sedimentadores de alta tasa
4.3 Teoría de la sedimentación impedida, aplicación del flujo másico

    1. Diseño básico de sedimentadores secundarios


5.0 Análisis y diseño de sistemas biológicos convencionales de medio suspendido
5.1 Conceptos básicos de la cinética de crecimiento microbiano suspendido

    1. Teoría y características y clasificación de las unidades de lodos activados

5.3 Balance de biomasa y de remoción de sustrato
5.4 Diseño de unidades de lodos activados: completamente mezclado, aereación extendida, zanja de oxidación, reactor secuencial.
5.5 Selección de equipo de aereación

6.0 Análisis y diseño de sistemas biológicos convencionales de medio fijo
6.1 Conceptos básicos de la cinética de crecimiento microbiano fijo
6.2 Diseño de biofiltros en medio aerobio
6.3 Diseño de biofiltros en medio anaerobio

7.0 Análisis y diseño de sistema naturales de tratamiento de aguas
7.1 Teoría y diseño de laguna mezcladas.

    1. Teoría y diseño de lagunas de facultativas

    2. Teoría y diseño de humedales


8.0 Purificación: filtración y desinfección

    1. Especificaciones del material y criterios de selección de material

    2. Hidráulica de la filtración y del retrolavado. Ecuaciones de Fair

    3. Dimensionamiento de celda de filtración

    4. Diseño hidráulico y de foso de retrolavado

    5. Selección de equipos de desinfección


9.0 Manejo de efluentes y de lodos
9.1 Integración del manejo y tratamiento de lodos a la planta

    1. Automatización y control de efluentes

      1. Distribución de la unidades en planta

    1. Edificación y construcción complementaria: oficina, laboratorio, personal, etc.


10.0 Diseño de servicios parta la planta de tratamiento
10.1 Instalaciones hidráulicas y de drenaje
10.2 Control de aguas pluviales
10.3 Equipamiento electromecánico
10.4 Criterios de construcción y especificaciones del uso de materiales
10.5 Costos y presupuestos

 
OBJETIVOS ESPECIFICOS DE APRENDIZAJE POR TEMA.

  1. Adquirir capacidad para definir estrategias para coordinar y/o participar en proyectos de ingeniería de plantas de tratamiento de aguas.

  2. Adquirir capacidad para dirigir proyectos de caracterización y de aforo de aguas y de aguas residuales

  3. Adquirir capacidad para dimensionar y/o seleccionar la(s) unidad(es) de pretratamiento necesaria(s) para el desbaste de materiales y/o para el control de la operación hidráulica, de acuerdo a las características de la corriente residual

  4. Adquirir capacidad para dimensionar o seleccionar unidades para remover partículas en suspensión, de acuerdo al contenido de sólidos o a los procesos previos

  5. Entender y aplicar los fundamentos de la cinética de crecimiento microbiano, al desarrollo de ecuaciones que permitan dimensionar unidades de medio suspendido.

  6. Entender y aplicar los fundamentos de la cinética de crecimiento microbiano mediante la utilización de ecuaciones para su aplicación al diseño de unidades de medio fijo aerobias y anaeróbias

  7. Entender y aplicar los fundamentos cinéticos de las unidades de purificación natural, para lograr el dimensionamiento de sistemas lagunares y de humedales construidos

  8. Conocer y aplicar los principios de la hidráulica de filtración al tipo de materiales seleccionados, para dimensionar las unidades de filtración.

  9. Adquirir capacidad para integrar el proyecto de planta de tratamiento de aguas

  10. Adquirir capacidad para generar catálogos de obra, fabricación y montaje de las unidades y de sus equipos periféricos. Costeo y elaboración de presupuesto base.


 
ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE
Se tendrán además de las actividades de aprendizaje, visita a plantas de tratamiento, pláticas de proveedores, visita a sitios en la red, revisión de literatura comercial.

  1. Exposición y discusión de temas. Análisis de casos.

  2. Exposición de metodología estandarizada, desarrollo de un programa de caracterización y de aforo para una situación dada.

  3. Exposición de conceptos y de características de aplicación de las unidades. Ejemplos de diseño por el profesor y tarea para solucionar por el alumno.

  4. Exposición de conceptos y de características de aplicación de las unidades. Interpretación de criterios y de bases para el diseño y para la selección de equipo Ejemplos de diseño y de selección de equipo de proveedores. Ejemplo con tema diferente para ser desarrollado en equipo, presentación de resultados por parte de los alumnos.

  5. Exposición de conceptos de cinética y de balance de masas. Aplicación de criterios de diseño, de cinética y de operatividad de acuerdo al tipo de residuo por tratar y a la alternativa por diseñar. Revisión de criterios de diseño entre las unidades biológicas consideradas, revisión al diseño y al equipamiento, discusión de resultados por el grupo.

  6. Exposición de conceptos de cinética y de ecuaciones propuestas. Aplicación de criterios de diseño y de operatividad de acuerdo al tipo de residuo por tratar y a la alternativa por diseñar. Revisión de criterios de diseño entre las unidades biológicas consideradas, revisión al diseño y al equipamiento, discusión de resultados por el grupo.

  7. Exposición de conceptos de cinética y de balance de masas. Aplicación de criterios de diseño, de cinética y de operatividad de acuerdo al tipo de residuo por tratar y a la alternativa por diseñar. Revisión de criterios de diseño entre los sistemas lagunares. Revisión al diseño de humedales construidos. Diseño de alternativas por equipo, presentación y discusión de resultados por el grupo.

  8. Exposición de conceptos y de criterios de selección de materiales. Revisión de conceptos de la hidráulica de filtración y de desinfección. Ejemplo de aplicación y de selección de equipo de proveedores, realizado conjuntamente entre los alumnos y el profesor, revisión y discusión de resultados.

  9. Exposición de conceptos y de características de aplicación para la elaboración de la ingeniería correspondiente. Revisión de casos diversos, presentación de videos y sites de internet. Discusión.

  10. Exposición de conceptos y de características de aplicación para el diseño de tuberías. Revisión de equipo mecánico con proveedores. Desarrollo integrado de un ejemplo de elaboración de catálogos y de presupuestos por todo el grupo.


 
TIEMPO ESTIMADO POR TEMA

Tema 1 3 horas
Tema 2 3 horas
Tema 3 3 horas
Tema 4 6 horas
Tema 5 9 horas
Tema 6 6 horas
Tema 7 5 horas
Tema 8 3 horas
Tema 9 3 horas
Tema 10 3 horas
 
 
POLITICAS DE EVALUACION SUGERIDAS

Primer parcial 20 %
Segundo parcial 20 %
Tercer parcial 25 %
Examen final 35 %
Notas:
Cada parcial se integrará por tareas, cuestionarios, trabajos y tareas
La calificación del examen final se integrará además del examen escrito, de un proyecto de aplicación tecnológica a un caso dado.

 
LIBRO DE TEXTO

1. Wastewater Engineering
Metcalf & Eddy
Third edition
Mc Graw Hill, 1991

 
LIBROS DE CONSULTA

  1. Introduction to Environmental Engineering

Mackenzie L. Davis & David A. Cornwell
Mc Graw Hill International Editions
Second Edition, 1991

2. Standard Methods for the examination of water and wastewater.
APHA, WEF, AWWA. 19 Th. edition 1995

3. Handbook for sampling and sample preservation of water and
wastewater. EPA-600/4-82-029.

4. Metcalf & Eddy. Wastewater Engineering: Collection and Pumping
of Wastewater. Mc Graw Hill, 1981.

5. Fundamentals of Hydraulic Engineering Systems. Hwang &
Houghtalen. Third edition. Prentice Hall.1996

  1. Environmental Engineering.

    2. Peavy Howard S; Donald R. Rowe and George Tchobanouglous
    Mc Graw Hill
    Third edition, 1990

  2. Normas oficiales en materia de protección ambiental

    3. Diario Oficial de la Federación

  3. Water Environmental Federation. Manual of Practice (MOP 11)

Operation of Municipal Wastewater Treatment Plants. Vol I y II.