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ISSN

: 234

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Edición Especial Noviembre | Special Edition November | 2015 Español | Inglés | Spanish | English

ENVIROFuturENVIROPROYECTOS, TECNOLOGÍA Y ACTUALIDAD MEDIOAMBIENTALP RO J E C T S , TE C H N O L O G I E S A N D E N V I RO N M E N T A L N E W S

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La planta de tratamiento de aguas residuales más grande de América Latina

Latin America’s Largest Wastewater Treatment Plant

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PTAR Atotonilco (Mexico D.F.)

Atotonilco WWTP (Mexico D.F.)

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La PTAR de Atotonilco es la instalación más grande del mun-do construida en una sola fase y la tercera en capacidad de tratamiento. Está ubicada dentro del Municipio de Atotonilco de Tula entre las localidades de San José Acoculco y Melchor Ocampo (El Salto), municipio de Tepeji del Río, en el estado de Hidalgo.

La PTAR de Atotonilco cuenta con una capacidad nominal de tra-tamiento medio de 35 m3/s y un máximo de 50 m3/s, incluida la evacuación final de los residuos sólidos y lodos que se generen. Igualmente la planta estará dotada de un sistema de cogenera-ción, para aprovechamiento del biogás producido en la digestión, permitiendo el máximo ahorro energético.

Se trata de un consorcio formado por Acciona Agua, Promoto-ra del Desarrollo de América Latina, S.A. de C.V., Controladora de Operaciones de Infraestructura, S.A. de C.V. (ICA); Atlatec, S.A. de C.V; Desarrollo y Construcciones Urbanas, S.A. de C.V. y Green Gas Pioneer Crossing Energy, LLC. El contrato firmado establece la prestación de los servicios de diseño, elaboración del proyecto, construcción y tratamiento de aguas residuales del Valle de Mé-xico por 25 años.

El contrato incluye la construcción y posterior explotación de la ma-yor planta de tratamiento de aguas residuales del mundo construi-da en una sola fase, situada en Atotonilco -en el estado mexicano de Hidalgo, que depurará las aguas residuales de 10,5 millones de habitantes. Las aguas residuales ya tratadas se reutilizarán para el regadío de 80.000 hectáreas y la inversión asciende a casi 660 M€.

La localización de esta planta obedece a que las aguas negras del Valle de México descargan en el municipio de Atotonilco de Tula, donde también comienzan los distritos de riego de la región, por lo que será posible el aprovechamiento de las aguas tratadas que actualmente son utilizadas en la agricultura sin ningún tipo de tratamiento. Hasta el momento las aguas residuales procedentes del ámbito metropolitano del Valle de México se utilizaban directa-mente para el riego en los terrenos de cultivo del Valle del Mezqui-tal del Estado de Hidalgo, sin tratamiento alguno desde hace más de 100 años. El riego, principalmente de los cultivos de maíz y forra-je, se realiza mediante el uso de la técnica de riego por inundación.

El proyecto de la PTAR de Atotonilco es el de mayor envergadura en saneamiento y depuración de México con notables beneficios sociales, ambientales y de sostenibilidad. El proyecto se asignó en Octubre de 2009, la construcción se inició en el año 2010, en la ac-tualidad en fase de “puesta en marcha” y para principios de 2016 entrará en operación.

Entre los beneficios sociales cabe mencionar que el agua produ-cida tiene por objeto fundamental su reutilización mejorando las prácticas y ampliando las zonas agrícolas actuales. Es una notable mejora sanitaria y medio ambiental de su ámbito de influencia de riego y de la presa Endhó.

Esta planta beneficiará principal-mente a 700.000 personas en el Valle del Mezquital (300.000 ha-bitan directamente en las zonas de riego), al sanear el 60% de las aguas residuales del Valle de Méxi-co. Esta obra será de gran beneficio para los habitantes del Estado de Hidalgo, ya que mejorará las con-diciones sanitarias de la población y permitirá utilizar agua tratada en la agricultura (conservando los nutrientes de las aguas residuales

The Atotonilco WWTP is the world’s largest facility built in a single phase and the third largest in terms of treatment capacity. It is located in the municipality of Atotonilco de Tula, between the districts of San José Acoculco and Melchor Ocampo (El Salto), a municipality of Tepeji del Río, in the State of Hidalgo.

The Atotonilco WWTP has a nominal treatment capacity of 35 m3/s and a maximum capacity of 50 m3/s, including final evacuation of the solid waste and sludge generated. The plant is equipped with a cogeneration system to avail of the biogas produced in digestion, thereby enabling maximum energy savings.

The contract for the construction and operation of the facility was awarded to a consortium made up of Acciona Agua, Promotora del Desarrollo de América Latina, S.A. de C.V., Controladora de Operaciones de Infraestructura, S.A. de C.V. (ICA); Atlatec, S.A. de C.V ; Desarrollo y Construcciones Urbanas, S.A. de C.V. and Green Gas Pioneer Crossing Energy, LLC. The contract entered into encompasses the provision of services for the preliminary design, detailed design and construction of the plant, as well as the treatment of wastewater from the Valley of Mexico for a period of 25 years.

The contract includes the construction and subsequent operation of the World’s largest wastewater treatment plant built in a single phase, which is located in Atotonilco, in the Mexican State of Hidalgo. The facility will treat the wastewater of 10.5 million people and the treated water will be reused for the irrigation of 80,000 hectares of land. Total investment in the plant amounted to almost €660 million.

The location of the plant was chosen because the black waters of the Valley of Mexico are discharged in the municipality of Atotonilco de Tula, where the irrigation districts of the region begin. Therefore, it will be possible to use the treated water for irrigation. For over 100 years, the wastewater from the metropolitan area of the Valley of Mexico has been used directly for the irrigation of the cultivated land of the Mezquital Valley of the State of Hidalgo, without undergoing any prior treatment. Flood irrigation is used for the cultivation of crops, primarily corn and fodder.

The Atotonilco WWTP is the largest sewage and wastewater treatment project undertaken in Mexico to date and it affords significant social, environmental and sustainability benefits. The design contract was awarded in October 2009 and construction began in 2010. The plant is currently at the commissioning stage and will go into operation at the beginning of 2016.

Outstanding amongst the social benefits is the fact that the water produced will be mainly reused to improve cultivation practices and extend current agricultural areas. This represents a significant improvement in terms of health and the environment within the area of influence of the WWTP and that of the Endhó dam.

By purifying 60% of the wastewater in the Valley of Mexico, this plant will mainly benefit 700,000 people in the Mezquital Valley (300,000 people live in the irrigation areas). The infrastructure will provide great benefits for the population of the State of Hidalgo. It will improve the health conditions of the people and will enable the use of treated water in agriculture (preserving the nutrients in

Apro Inoxidables suministra tubos, accesorios y bridas a la PTAR de Atotonilco Apro Inoxidables supplies pipes, fittings and fianges to Atotonilco WWTP

Apro Inoxidables ha participado en el suministro de tubería para to-dos los nuevos proyectos o reformas realizadas en España en todas las fábricas papeleras o de celulosa. Asimismo se encuentran entre sus clientes las ingenierías que desarrollan el diseño de plantas de-puradoras de agua, plantas desalinizadoras, potabilizadoras, plan-tas de energía hidráulica, plantas termosolares, etc. o los montado-res que realizan estas instalaciones, así como caldererías medias o pesadas que construyen equipos.

Para la PTAR de Atotonilco, Apro Inoxidables ha suministrado:

• 6000 metros de tubería en norma ASTM, en calidad AISI-316L en diámetros hasta 24” y con espesores en Schd 10S.

• Bridas de aluminio de acuerdo a ASME B16.5. con recubrimiento de Epoxi.

Apro Inoxidables has supplied pipes for all the new projects and renovation work carried out at all paper and pulp mills in Spain. The company’s clients also include the engineering firms that work on the design of wastewater treatment plants, desalination facilities, drinking water treatment plants, hydroelectric power stations, solar power plants, etc. Apro Inoxidables’ client portfolio also includes the fitters who carry out the installations, as well as boilermakers who produce heavy and medium-sized equipment

Apro Inoxidables supplied the following equipment for the Atotonilco WWTP:

• 6000 metres of ASTM compliant piping, made of AISI-316L grade stainless steel, in diameters until 24” and with Schd 10S thickness.

• ASME B16.5. class aluminium flanges with Epoxi resin coating.

pero eliminando los contaminantes), además de facilitar la tecnifi-cación de los sistemas de riego y la producción de cultivos de ma-yor valor añadido.

A continuación se describen, el sistema de drenaje del Valle de Mé-xico, del cual la PTAR Atotonilco forma parte y, se analizan con de-talle los objetivos, caudales a tratar, calidad del influente y efluente así como las líneas de tratamiento de agua.

SISTEMA DE DRENAJE

La zona Metropolitana del Valle de México está asentada sobre un antiguo sistema lacustre, compuesto por cinco grandes lagos, los cuales, durante las épocas de lluvia crecían al punto de unirse en un único gran lago. Desde la fundación de los primeros asentamientos alrededor de estos lagos, las poblaciones han sufrido severos pro-blemas para evitar las inundaciones producto de las lluvias.

En 1962 entró en servicio el Túnel Emisor Poniente y en 1975 se inau-guró el Túnel Emisor Central TEC, de 50 km de longitud y que es la parte central del sistema de drenaje profundo de la Ciudad de Mé-xico. Desde su inauguración el TEC, el sistema de drenaje del valle de México ha perdido aproximadamente el 30% de su capacidad, a la vez que la población prácticamente se duplicó, pasando de ser 10 millones de habitantes a ser casi 20 millones.

Actualmente, el Valle de México, una cuenca originalmente cerra-da, exporta caudales considerables de aguas de lluvia y aguas resi-duales al vecino Valle del Mezquital en el Estado de Hidalgo. La ciu-dad de México tiene un sistema de drenaje combinado. Las lluvias son estacionales, el 85% de la precipitación anual cae en sólo cinco meses del año (Junio-Octubre) con fuertes fluctuaciones estacio-nales en el caudal de aguas residuales.

Las descargas de aguas residuales a la red de drenaje se estiman entre 41 m3/s y 44 m3/s en promedio en las épocas de lluvias y es-tiaje, respectivamente, incluyendo una aportación por descargas industriales del orden de 3 m3/s. Descontando las extracciones de agua residual para reutilización urbana-industrial dentro de la cuenca de México y sumando las aportaciones de agua pluvial, los gastos totales manejados por el sistema de drenaje de la Zona Metropolitana del Valle de México promedian entre 46 m3/s y 74 m3/s, en estiaje y lluvias, respectivamente, de los cuales se extraen para riego agrícola dentro del Valle de México de 7.6 m3/s a 3.4 m3/s en estiaje y lluvias, lo que da como resultado las exportacio-nes fuera de la Cuenca de México: 38.5 m3/s y 70,1 m3/s en estiaje y lluvias, respectivamente. Las exportaciones tienen lugar por dos sitios: El río Salado que recibe las aguas del Gran Canal y El río El Salto que recibe las aguas del Emisor Central y el Emisor Poniente.

Los gastos exportados por estos dos sitios se han modificado sus-tancialmente en los últimos años y han ocasionado un de-cremento en la capacidad hidráulica. Para recuperarla, las autoridades locales y la federal decidieron cons-truir el Túnel Emisor Oriente (TEO). Esta obra de infraestructura tendrá una longitud de 60 km y un diámetro propuesto de 7 m, y permiti-rá incrementar la capacidad hidráulica del drenaje del Valle de México, aprovechar la época de estiaje para dar mantenimiento al Túnel Emisor Central (TEC) y que la PTAR Atotonilco siempre reciba su capacidad de diseño.

Objetivos de la PTAR Atotonilco

La PTAR Atotonilco tiene una capacidad nominal de tratamiento de 35 m3/s, con una capacidad hidráu-

the wastewater but removing the contaminants), as well as facilitating technical improvements in irrigation systems and the production of crops with a higher added value.

This report provides an outline of the sewage system in the Valley of Mexico, of which the Atotonilco WWTP forms part, as well as a detailed description of the objectives, raw water inflows, effluent and water treatment lines of the plant.

SEWAGE SYSTEM

The metropolitan area of the Valley of Mexico is located on an old lake system, made up of five large lakes, the levels of which, in times of heavy rainfall, rise to the point where they form a single large lake. Since the time of the first settlements around these lakes, the towns have suffered severe problems of flooding.

The West Outlet Tunnel (TEP) went into operation in 1962 and 1975 saw the inauguration of the Central Outlet Tunnel (TEC). The latter tunnel has a length of 50 km and forms part of the Mexico City central deep sewer system. Since the inauguration of the TEC, the sewer system of the Valley of Mexico has lost around 30% of its capacity, while the population has almost doubled from 10 million to nearly 20 million.

Nowadays, the Valley of Mexico, originally a closed river basin, exports considerable flows of rainwater and wastewater to the neighbouring Mezquital Valley in the State of Hidalgo. Mexico City has a combined sewer system. The rains are seasonal, with 85% of the annual precipitation falling in just five months (June-October), resulting in heavy seasonal fluctuations in the flow of wastewater.

Discharge of wastewater into the sewer network is estimated at an average of between 41 m3/s and 44 m3/s in rainy and dry seasons, respectively, including industrial discharges of around 3 m3/s. Not counting wastewater extractions for urban/industrial reuse within the Valley of Mexico and adding rainwater flows, the total average flow managed by the sewer system in the Metropolitan Area of the Valley of Mexico is between 46 m3/s and 74 m3/s, in dry and rainy seasons, respectively. From this total, extractions for agricultural irrigation in the Valley of Mexico ranges from 7.6 m3/s to 3.4 m3/s in dry and rainy seasons, meaning that total exports to the system from the Valley of Mexico range from 38.5 m3/s in dry seasons to 70.1 m3/s in rainy seasons.

The exports take place at two points: the Salado River, which receives water from the Gran Canal and the El Salto River, which receives the waters from the Central Outlet Tunnel and the Western Outlet Tunnel.

The flows discharged into these two points have changed substantially in recent years and have led to a decrease in

hydraulic capacity. In order to recover this capacity, local and federal authorities decided to build the East

Outlet Tunnel (TEO). This infrastructure will have a length of 60 km and a proposed diameter of

7 m. it will enable an increase in the hydraulic capacity of the Valley of Mexico sewer system, whilst allowing the dry season to be availed of for maintenance work on the Central Outlet Tunnel (TEC) and ensuring that the Atotonilco WWTP receives design capacity inflows.

Objectives of the WWTP

The Atotonilco WWTP has a nominal treatment capacity of 35 m3/s, with an additional

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Túnel Emisor Oriente (TEO) East Outlet Tunnel (TEO). CONAGUA.

PTAR Atotonilco: La mejor referencia de Dimasa Grupo Atotonilco WWTP: The best reference for Grupo Dimasa

Desde el inicio de la obra, en el año 2011 hasta la actualidad, DI-MASA GRUPO , ha estado presente en la Planta de Tratamien-to de Aguas Residuales (PTAR) en Atotonilco (México). DIMASA GRUPO ha suministrado 1.220 m de cubierta en sectores para canal de alimentación de desarenadores, para sellar y contener herméticamente los vapores y olores formados en el canal. 140 unidades de tapas en PRFV para rejillas finas y gruesas de cuatro aguas y marco de ángulo, de distintas medidas. Más de 2.000 m. de tuberías (desde 03” a 30”) para desodorización en el Área 600 y Área 700, aéreas y enterradas, montaje alineado e instalación, sus accesorios, bridas, empaques y tornillería en INOX, conexio-nes ,Bridas, Codos (45º y 90º), Injertos para tubería, Manguitos de dilatación, Reducciones excéntricas, Válvulas, etc. 36 tanques en PRFV para almacenamiento de Cloruro Férrico de 90 m3; Áci-do Clorhídrico de 5 m3; Cloruro Férrico en TPQ de 90 m3; Cloruro Férrico en lodos de 58 m3; polielectrolito de 48 m3 e Hipoclorito Sódico de 180 m3 (Ø5,5m).

Limpieza del biogás La limpieza de biogás está compuesta por 6 líneas gemelas (de 2 Ud. cada una) para un caudal de tratamiento de 2700 m3/h por cada línea. El suministro de Dimasa incluye además 120 m de tube-rías y accesorios de diámetro 300, con soportación y calorifugado y kit de equipo de control para la limpieza del biogás, así como el montaje y la puesta en marcha.

DIMASA GRUPO has been present at the Atotonilco Wastewater Treatment Plant (WWTP) in Mexico since construction work began in 2011. The company supplied 1,220 m of roofing in sectors for the degritter feed channel, in order to hermetically seal vapours and odours that form in the channel. 140 GRP covers with corner framing of different dimensions for fine and course bar screens to filter four water types. Over 2,000 m of pipes (from 03” to 30”) for odour control in Area 600 and Area 700, including overhead and underground pipes, flush installation, fittings, flanges, gaskets, stainless steel screws, connections, flanges, elbow joints (45º and 90º), pipe branches, expansion sleeves, eccentric reducers, valves, etc. 36 GRP tanks for storage, including: Ferric Chloride storage tanks of 90 m3; Hydrochloric Acid storage tanks of 5 m3; Ferric chloride storage tanks of 90 m3 for chemical treatment processes; Ferric Chloride storage tanks of 58 m3 for sludge treatment; Polyelectrolyte storage tanks of 48 m3 and Sodium hypochlorite storage tanks of 180 m3 (Ø5.5m)

Biogas cleaning

Biogas cleaning comprises 6 twin lines (2 units per line) with a treatment flow of 2700 m3/h per line. The Dimasa supply also included 120 m of pipes and fittings of 300 mm in diameter, with support structures and lagging, a control unit for biogas cleaning, as well as assembly and commissioning.

Cubiertas de canales desarenadores Roofs in degritter channels

Batería de depósitos para almacenamiento de Cl3Fe Battery of Cl3Fe storage tanks

Filtros de Carbón Activo – Retención Siloxanos Activated Carbon Filter – Removal of Siloxanes

Recuperador energético – Deshumidificador – 6 líneas Energy recovery system – Dehumidifier – 6 lines

lica adicional del 20% para manejar los gastos de aguas pluviales que se mezclan con las aguas residuales que permite tratar un gas-to medio de 42 m3/s en los meses de lluvias. Actualmente, recibe los caudales del Túnel Emisor Central (TEC) y en un futuro próximo, recibirá además, caudales del Túnel Emisor Oriente (TEO).

Los objetivos de calidad planteados para la PTAR Atotonilco inclu-yen los siguientes conceptos: Cumplimiento con la normatividad aplicable; Protección a la salud de los trabajadores del campo y sus familias; Saneamiento de cauces; Prevención de formación de bancos de materiales sépticos en los canales de riego; Restauración ecológica de la presa Endhó; Posibilitar riego tecnificado y Posibi-litar el cambio de cultivos restringidos a cultivos no restringidos, incluyendo cultivos de invernaderos.

El agua tratada tendrá dos destinos: a) El Canal Salto-Tlamaco para rie-go agrícola y que alimenta directamente las zonas del riego del Valle del Mezquital, y b) El río Tula de cuyo cauce se derivan algunos canales de riego, en particular el Canal Viejo Requena, y que descarga sus gas-tos excedentes en la presa Endhó. Entre los objetivos generales antes mencionados, merecen especial significancia la reutilización de aguas tratadas y la limitada eliminación de nutrientes, ambos factores que han sido considerados en el diseño de la instalación y que aportan un valor añadido importante al desarrollo futuro de la zona.

Caudales de diseño la PTAR

En la época de lluvias (Junio- Octubre) se alcanzan unos caudales que triplican los de las épocas de estiaje (Noviembre-Mayo). Para ello se estableció como recomendable contemplar tres escenarios basados en un tratamiento convencional TPC para, el común deno-minador y, un tratamiento químico TPQ, que fuera modular y per-mitiera una mayor polivalencia del tratamiento.

Los tres escenarios de base de diseño quedaron establecidos según:

Escenario A: para un caudal de diseño de 23 m3/sEscenario B: para las transiciones estiaje-lluvia y viceversa. Caudal de 23 m3/s a 35 m3/s.Escenario C: para caudales hasta 42 m3/s con una sobrecarga pun-tual del 20% (50 m3/s)

El efluente tratado del TPC será descargado al Canal El Salto–Tla-maco, donde será aprovechada para riego agrícola en el Distrito de Riego 03 y, eventualmente, al río Tula. El efluente tratado del TPQ será descargado principalmente hacia al río Tula, y ocasionalmente al Canal El Salto-Tlamaco.

Calidad del agua

La calidad del agua influente considerada en las bases de diseño para los principales parámetros se resume en la tabla 2, así como la calidad prevista para el agua tratada:

Los límites establecidos para la calidad del agua tratada, se aseme-jan a los límites establecidos para la protección de vida acuática de ríos de la Norma Oficial Mexicana NOM-001-SEMARNAT (SEMAR-NAT, 1996) que establece los límites máximos permisibles de con-taminantes en las descargas de aguas residuales en aguas y bienes nacionales.

hydraulic capacity of 20% to manage the stormwater that mixes with the wastewater, giving a total capacity of 42 m3/s in rainy periods. It currently receives the flows from the Central Outlet Tunnel (TEC) and, in the future, it will also receive flows from the East Outlet Tunnel (TEO).

Quality targets set for the Atotonilco WWTP encompass the following concepts: Compliance with applicable legislation; Protection of the health of workers in the field and their families; Ecological restoration of the Endhó dam; Facilitating use of modern irrigation systems and Facilitating the change from restricted cultivation to unrestricted cultivation, including greenhouse crops.

The treated water will have two destinations: a) The Salto-Tlamaco Canal for agricultural irrigation, which directly feeds the irrigation areas of the Mezquital Valley and b) The Tula River, which is the source of a number of irrigation channels and whose excess flows are discharged into the Endhó dam Outstanding amongst the aforementioned general objectives are the reuse of treated water and the limited removal of nutrients. Both factors were taken into account in the design of the facility and contribute significant added value to the future development of the area.

Design flow for the WWTP

Flows in the rainy season (June-October) can be three times as large as those in the dry season (November-May). For this reason, it was considered recommendable to contemplate three scenarios based on a conventional processes train (TPC), the common denominator, and a modular chemical processes train (TPQ) to lend more versatility to the treatment process.

The three basic design scenarios established were:

• Scenario A: for a design flow of 23 m3/s• Scenario B: for transition periods between dry seasons and

rainy seasons and vice versa. Flow from 23 m3/s to 35 m3/s.• Scenario C: for flows of up to 42 m3/s with occasional excess

flows of 20% (50 m3/s)

The treated effluent from conventional treatment (TPC) will be discharged into the El Salto–Tlamaco Canal, where it will be used for agricultural irrigation in Irrigation District 03, prior to final discharge into the Tula River. The treated effluent from chemical treatment (TPQ) will mainly be discharged into the Tula River and occasionally into El Salto-Tlamaco Canal.

Water quality

The main parameters of the quality of influent to the plant and treated effluent from the plant envisaged in the design plans

are summarised in Table 2. The limits established for treated water quality are similar to those set out for the protection of aquatic life in rivers in the Mexican Official Standard NOM-001-SEMARNAT (SEMARNAT, 1996), which sets out the maximum permitted limits of pollutants in wastewater discharges into national waters and assets.

Parámetro | Parameter Unidades | Units Influente | Influent Efluente | Effluent Remoción | Removal Estiaje | Dry Lluvia | Rainy Tpc | Tpc Tpq | Tpq % | %

Materia Organica (Dbo) | Organic Matter (Bod) Mg/L 250 200 30-35 83-88Materia Suspensión (Sst) | Suspended Solids (Tss) Mg/L 250 400 40-70 45-75 83-84Coliformes Fecales | Faecal Coliforms Nmp/100 Ml 20,000,000 100,000,000 1,000 1,000 99.0

Tabla 2. Calidad del agua influente, efluente y % de remoción Table 2. Quality of influent, effluent and removal %

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LÍNEAS DE TRATAMIENTO DE AGUAPre-tratamiento

Es común para ambos tratamientos: TPC y TPQ, ésta etapa tiene como objetivo remover de la corriente la basura, los sólidos gruesos o pesados así como eliminar grasa y aceites. Está compuesto por la obra de toma y protección; con 10 rejillas ejillas de desbaste con un paso de 76,2 mm con cuchara bivalva anfibia de 2 m3, además cuenta con 10 rejillas gruesas automáticas con un paso de 35 mm. Además 20 rejillas finas automáticas con paso de 6 mm y 16 unida-des de desarenado – desengrasado con lavado de arenas y sistema de concentración de flotantes y grasas. La producción de residuos y arenas será de 100.000 ton/año con destino relleno a sanitario.

TPC (Tren de Procesos Convencionales)

Se encarga de la degradación biológica de la materia orgánica que contiene el agua residual. Está compuesto por una clarificación prima-ria lamelar (18 Ud.), un bombeo de agua cruda 28 Ud. de 1.435 m3/s, reactores biológicos (24 Ud.), clarificación secundaria (48 Ud.), desin-fección mediante cloro gas. Se complementa con sistemas de agua de servicios, contra incendio y torres de absorción de fugas de cloro.

TPQ (Tren de procesos Químicos)

El tren de procesos químico (TPQ) se encarga de la eliminación físico-química del material que contiene el agua residual. El proceso está compuesto por un proceso físico-químico para la sedimentación la-melar con 5 líneas con cámara de coagulación y cámara de flocula-ción, sedimentación lamelar-espesador (5 Ud.), Físico-químico para los filtros de malla (6 cámaras de coagulación y 24 cámaras de flocu-lación), filtración mediante filtros de malla rotativos 30 Ud. (paso: 50 µm), desinfección mediante cloro gas y 10 bombas de 1.5 m3/s para el bombeo de agua al canal Salto de Tlamaco.

WATER TREATMENT LINESPretreatment

This stage is common for the two treatment processes (TPC and TPQ) and has the aim of removing waste, coarse and heavy solids, grease and oils from the raw water. Pretreatment comprises the intake and protection structure; with 10 filter screens with a passage size of 76.2 mm, an amphibious clamshell grab, 10 automatic coarse filtering bar screens with a passage size of 35 mm. It also features 20 automatic screens for fine filtering, with a passage size of 6 mm, 16 degritter-degreasers, and a floating solids and grease concentration system. 100,000 ton/annum of waste and grit will be generated

and this will be sent to landfill.

Conventional Processes Train (TPC)

This conventional processes train is responsible for the biological degradation of the organic matter in the wastewater. It is composed of primary lamella settling (18 units), a raw water pumping station (28 units of 1,435 m3/s), bioreactors (48 units), secondary settling (24 units), disinfection by means of chlorine gas. It is complemented by systems for service water and fire protection.

Chemical Processes Train (TPQ)

The chemical processes train (TPQ) is responsible for the physicochemical removal of matter contained in the wastewater. The process is made up of a 5-line physicochemical process for lamella settling with coagulation and flocculation chambers, lamella settler-thickeners (5 units), physicochemical mesh filters (6 in coagulation chambers and 24 in flocculation chambers), filtration by means of rotary mesh screens (30 units - mesh size: 50 µm), chlorine gas disinfection and 10 1.5 m3/s pumps to pump water into the Salto de Tlamaco Canal.

WASTE

The figures for water output at the plant are quite spectacular, as are those for waste and biosolids. The annual output of compacted waste and cleaned grit, produced in pretreatment and by the screening system is estimated at 100,178 t/annum, all of which is sent to landfill.

Final production of biosolids generated in the sludge line (25% dry matter content) is estimated at 837,408 t/annum (average of 2,294.27 t/day). The stabilised sludge has type C sludge characteristics, the quality of which, according to the NOM-004-SEMARNAT-2002 Standard (SEMARNAT, 2002), is suitable for application in forests, soil enhancement and agriculture. The treatment of this sludge is completed in the sludge processing area (monorelleno) located alongside the WWTP prior to final disposal.

Sludge treatment line

This line performs the function of screening, thickening, stabilising and dewatering the sludge from three sources: Primary Settling, Biological Treatment (TPC) and Chemical Treatment (TPQ).

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Soplantes de alta eficiencia en la PTAR de Atotonilco High-efficiency blowers at the Atotonilco WWTP

Mapner como expertos en soluciones de bombas neumáticas ro-tativas para aplicaciones de cogeneración, que pueden trabajar para agitación de digestores, transporte del biogás, sistemas de almacenamiento ó dosificación del biogás principalmente, en la PTAR de Atotonilco han suministrado varios equipos.

En concreto, los equipos suministrados por Mapner son 8 unida-des de SEM41G GCA ATEX, lo cual implica un equipo apto para tra-bajar con gases y ambientes explosivos.

Este modelo con DN200 es un equipo robusto que viene equipado con todos los complementos necesarios: presostato, termostato, set de juntas expansión, sistema de limpieza y cabina insonori-zante... todos estos accesorios junto con el motor cumplen con la norma ATEX establecida.

El objeto de estos equipos es realizar la agitación de los digestores de lodos, que al ser unos digestores cerrados permiten una recircu-lación del biogás hasta obtener una calidad del mismo que bien se dosifica a los quemadores, motogeneradores o turbinas.

En resumen son unos sopladores de émbolos rotativos con for-ma constructiva GCA, accionamiento por correas y poleas, y con cabina de insonorización con ventilación independiente, que garantizan el máximo rendimiento de estos equipos y su equi-pamiento.

Mapner specialises in pneumatic rotary vane pump solutions for different CHP applications, including mixing in digesters, biogas transportation, and biogas storage and dosing processes. The company supplied a number of units for the Atotonilco WWTP.

Mapner supplied 8 SEM41G GCA ATEX units, a model suitable for work with gases and in explosive environments.

This DN200 model is a robust unit that comes with all the necessary accessories: pressure switch, thermostat, expansion joints, cleaning system and soundproofed cabin. All these accessories and the motor are ATEX compliant.

The objective of these units is to carry out mixing in the sludge digesters. Because these digesters are closed, biogas can be circulated until sufficient quality is achieved to allow it to be used as fuel for burners, generators sets or turbines.

In summary, the units supplied are rotary vane blowers with GCA type construction, using belts and pulleys. They have soundproofed housing with independent ventilation, which guarantees maximum performance of blowers and accessories.

RESIDUOS

Al igual que las cifras de producción de agua resultan espectacula-res, no menos lo son las de producción de residuos y biosólidos. La producción anual de basuras compactadas y arenas lavadas descri-tas por el sistema de pretratamiento anteriormente descrito y los sistema de tamices, se estiman en 100,178 t/año, siendo su destino un relleno sanitario.

La producción final de biosólidos generados por la línea de lodos al 28% se estiman en 837.408 t/año (2.294,27 t/día promedio). La ca-lidad del lodo estabilizado producido reúne características de lodo tipo C que según la NOM-004-SEMARNAT-2002 (SEMARNAT, 2002). pueden ser utilizados para usos forestales, mejoramiento de suelos y usos agrícolas. En el Monorelleno anexo a la PTAR se completa su tratamiento y disposición final.

Línea de tratamiento de lodos

Tiene por objetivo tamizar, espesar, estabilizar y deshidratar los lo-dos provenientes de las tres fuentes de generación: Clarificación Primaria, Tratamiento Biológico y TPQ.

El proceso está formado por: Tamizado de lodos primarios 4 Ud. (paso: 3 mm), Espesamiento de lodos primarios 16 Ud. Espesamien-to de lodos secundarios 12 Ud. Tamizado de lodos del TPQ 2Ud. (paso: 3 mm), Digestión anaeróbica mesofílica 30 Ud de 13.000 m3, Sistema de calentamiento de lodos (30 intercambiadores de 26 m2) con 4 calderas de 7.400 kW (únicamente en puesta en marcha) y deshidratación con 12 Ud. de 100 m3/h.

El proceso de espesamiento se inicia con unas concentraciones pro-medio del 5% para lodos del TPQ, del 2,5% para lodos primarios y del 0,85% para los lodos secundarios. Los lodos del TPQ pasan directa-mente a tamices suministrados por Huber y al depósito de homo-geneización previo a la Digestión Anaerobia, los lodos primarios a espesadores de gravedad y los lodos secundarios a espesamiento por flotación con aire disuelto. De los espesadores de gravedad se espera una concentración a la salida del 5% y a la salida de la flota-ción se espera una concentración del 4%.

Los lodos se mezclan y homogenizan en dos depósitos de 562,5 m3 de capacidad desde donde el lodo es impulsado a 30 digestores de 13.000 m3. Los digestores mesofílicos están calorifugados y dispo-nen de agitación mecánica mediante turbina de 55 kW que capta el lodo de la parte baja del digestor y lo impulsa a la superior.

El calentamiento del lodo se produce mediante 30 intercambiadores de 894 kW que reciben energía térmica desde los motores de coge-neración o en su defecto de las calderas alimentadas por biogás o diésel. Para prevenir la presencia excesiva de gas sulfhídrico en el bio-gás, se cuenta con adición de Cloruro Férrico en los digestores tam-bién de utilidad en la prevención de formación de estruvita.

Para el control del proceso de acetogénesis, los digestores también cuentan con sistema de preparación y dosificación de cal. El deshi-

The process comprises: Primary sludge screening (4 units - mesh size: 3 mm), Primary sludge thickening (16 units), Secondary sludge thickening (12 units), Screening of sludge from TPQ (2 units – mesh size: 3 mm), Mesophilic anaerobic digestion (30 units of 13,000 m3), Sludge heating system (30 exchangers of 26 m2) with four 7,400 kW boilers (only for system start-up) and Dewatering system (12 units of 100 m3/h).

The thickening process starts with average concentrations of 5% for sludge from chemical treatment (TPQ), concentrations of 2.5% for primary sludge and concentrations of 0.85% for secondary sludge. The sludge from TPQ is sent directly to screens supplied by Huber and to the homogenisation tank, prior to Anaerobic Digestion. The primary sludge is sent to gravity thickeners and the secondary sludge goes to a dissolved air floatation process. The sludge exiting the gravity thickeners has an envisaged concentration of 5%, while the sludge from floatation has an envisaged concentration of 4%.

The sludge is mixed and homogenised in two 562.5 m3 tanks, from which it is pumped to 30 digesters of 13,000 m3. The mesophilic digesters are lagged and fitted with 55 kW mechanical mixing turbines, which catch the sludge in the lower part of the digester and send it to the upper part of the unit.

Sludge heating is carried out by means of 30 894-kW heat exchangers, which receive thermal energy from the gensets or the biogas/diesel fired boilers. In order to prevent an excessive sulphide content in the biogas, ferric chloride is dosed in the digesters, which also helps to prevent the formation of struvite.

The digesters are also equipped with a lime preparation and dosing system for the control of the acetogenesis process. Final sludge dewatering takes place in centrifuges and polymer is dosed to achieve the aforementioned dry matter content of 28%.

The thickeners, supplied by JSF Hidraúlica, screening channels, homogenisation tanks and buffer tank, as well as specific pumping stations, are fitted with covers and biofilter odour control systems.

The biosolids are stabilised by means of Mesophilic Anaerobic Digestion and mechanically dewatered until a 72% moisture content is achieved. This sludge has type “C” characteristics, as mentioned previously.

The sludge processing area (monorelleno) has a surface area of 100 hm2. This is divided into a processing area of 78.14 hm2

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Válvulas de control Samson en la PTAR de Atotonilco Samson control valves at the Atotonilco WWTP

Las válvulas de control Samson, de cons-trucción modular, se adaptan de forma flexible a los problemas individuales y también cumplen con las exigencias más difíciles en las condiciones ambientales más duras. Para la PTAR de Atotonilco, Samson suministró el sistema de válvula de control de tres vías para el control de la temperatura de los intercambiadores de calor en el sistema de calentamiento

de los fangos y lodos generados en esta planta. En concreto para el calentamiento de fangos el suministro fue el siguiente:

• 30 unidades de la válvula 3244 (3 Vías/Mezcladora) con acciona-miento PS-AutomationTipo PSL 214.

• 30 unidades del regulador del proceso industrial Trovis 6495• 60 sensores Tipo 5204 -100 roscado y con termopozo

Además para las instalaciones generales de la PTAR de Atotonilco su-ministró:

• Tres válvulas reductoras de presión de aire 2405• Válvula mantenedora de presión de aire 2406• Dos válvulas reductoras de presión de agua 41-23

Samson modular control valves adapt flexibly to specific problems and meet the most stringent demands in the toughest environments. Samson supplied the three-way control valve system to the Atotonilco WWTP for control of the temperature of the heat exchangers in the sludge heating system. The specific supply for the sludge heating system was as follows:

• 30 3244 valves (3-way/Mixing) with PS-Automation Type PSL 214 actuator.

• 30 Trovis Type 6495 process industrial controllers

• 60 Sensors Type 5204 (PT-100 ) threaded with thermowell

In addition, the company supplied the following elements for the general Atotonilco WWTP facilities:

• Three 2405 air pressure reducing valves • 2406 excess pressure valve• 41-23 water pressure reducing valve

dratado final del lodo se realiza por centrífugas y adición de polí-mero, para alcanzar la sequedad, ya referenciada, del 28%.

Los espesadores suministrados por JSF Hidraúlica, canales de ta-mizado, depósitos de homogeneización y tampón así como deter-minados cárcamos de bombeo específicos cuentan con cubiertas y sistemas de control de olores por biofiltros.

Los biosólidos estabilizados por medio de la Digestión Anaeróbica Mesofílica y deshidratados mecánicamente hasta un 72% de hu-medad cuentan con las características de lodo tipo “C” antes co-mentadas.

El área afectada por el monorrelleno es de 100 hm2. El total corres-ponde a 78,14 hm2 (7,99 hm2 se utilizarán como celda temporal, 0,94 hm2 como lagunas de lixiviados y 69,21 hm2 como celdas de disposición final de biosólidos) y 21,86 hm2 de caminos de acceso. Las celdas están impermeabilizadas, disponen de un sistema de drenaje y recogida de lixiviados y una capa de 0,40 cm de materia-les de excavación seleccionados.

El principal objetivo del monorrelleno es la reducción del volu-men de disposición de lodos. El biosólido es esparcido sobre el suelo de la celda, con la ayuda de una terragator vehículo es-parcidor de biosólidos), lo más desintegrado posible y en capas muy delgadas (del orden de 1 cm. de espesor). Posteriormente el biosólido se integra con el suelo por medio de discos de arado (10-15 cm. profundidad) resultando una mezcla (90-95% suelo con 5-10% biosólido). El disco de arado, minimiza el espesor for-mado, propiciando la aireación y maximizando a su vez la eva-poración, así como evitando la generación de biogás, ya que al secarse el contenido orgánico del biosólido, gran parte se oxida, lo que mineraliza el material fermentable.

La disposición de los biosólidos en la macro-celda será intensiva en períodos de calor y más secos y puede reducirse o eliminarse en tiempos de lluvia intensa o de nula evaporación neta. En caso de períodos largos de exceso de precipitación pluvial, así como en caso de emergencia, se realizará una disposición temporal del biosólido, en una celda diferente a la anteriormente descrita, denominada celda temporal. Pasando el período de precipitaciones intensas, así como de emergencia en caso de ser necesario, los biosólidos serán trasladados para su disposición final a la macro-celda.

La disposición final se realizará a largo y ancho de la misma, de una forma que permita la integración del biosólido al suelo de la celda.

ENERGÍA

En el proceso de estabilización de lodos en los digestores, se genera biogás, el cual se emplea para la producción de energía eléctrica para el auto consumo de la planta y para calentar los digestores.

El proyecto original contempla una producción de biogás anual de 90.760,238 Nm3/año con un poder calorífico esperado PCI de

(temporary cell - 7.99 hm2, leachate ponds - 0.94 hm2 and final bio-solids disposal cells - 69.21 hm2) and 21.86 hm2 of access roads. The cells are waterproofed and have a drainage system and leachate collection system, as well as a 0.40 cm layer of selected excavation materials.

The main objective of the sludge processing area is to reduce the volume of sludge sent to landfill. The biosolids, which have been disintegrated to the greatest possible degree, are spread on the cell floor (with the aid of a Terra gator biosolids spreader vehicle) in very thin layers (around 1 cm thick). The biosolids are then mixed into the soil by means of disc harrows (depth of 10-15 cm) resulting in a mix of 90-95% soil and 5-10% biosolids. The disc harrow minimises the thickness of the mix, promoting aeration, maximising evaporation and preventing the generation of biogas, due to the fact that as the organic content of the biosolids dries, a large percentage of it oxidises, which mineralises the fermentable material.

Deposits of biosolids in the macro-cell will be intensive in dry, hot periods and can be reduced or done away with at times of intense rain or negligible net evaporation. In the case of long periods of excessive rainfall, or in cases of emergency, biosolids are deposited temporarily in a different cell to the one described above, called the temporary cell. If necessary, when the period of intense precipitation or the emergency is over, the biosolids are transferred to the macro-cell for final disposal.

The biosolids are deposited along the length and width of the macro-cell in a way that facilitates the mixing of the biosolids with the soil in the cell.

ENERGY

Biogas is generated in the sludge stabilisation process in the digesters. This biogas is used for the production of electricity for self-consumption in the plant and to heat the digesters.

The original design envisages annual biogas production of 90,760.238 Nm3/annum, with an expected net calorific value of 4730 kcal/Nm3, of which only 3.7% is burnt off by means of a gas flare. Use for heating and electricity accounts for 82% of the total energy available. 43.7% of this corresponds to recovery as thermal energy and 38.3% as electricity.

The total installed capacity is estimated at 2,717 kWe x 12 engines with total annual electricity consumption of 245,800,055 kWh, of which 197,291,002 kWh comes from electricity generated in the cogeneration process.

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Sattler suministra siete gasómetros de doble membrana en la PTAR de Atotonilco Sattler supplies 7 double membrane gas holders to Atotonilco WWTP

La planta de tratamiento de aguas residuales más grande del mun-do se encuentra a una hora en coche al norte de la Ciudad de Méxi-co. La PTAR Atotonilco se encuentra en una zona muy importante en el Valle de Tula en el estado de Hidalgo, México. El proyecto que es emblemático para el gobierno mexicano, tratará las aguas residua-les de la metrópoli de la ciudad de México con más de 10 millones de habitantes. Con una capacidad de procesamiento de hasta 50 m3 de las aguas residuales por segundo, Atotonilco es una de las insta-laciones más grandes del mundo y los costes de inversión alcanzan casi los 500 M€.

La sostenibilidad juega un papel crucial en este importante proyecto y el agua residual tratada se utiliza para el riego de 80.000 hectáreas de tierras agrícolas. El biogás generado en el proceso de tratamiento de aguas residuales se utiliza para producir electricidad y cubre el 70% de las necesidades energéticas de la planta de tratamiento de aguas residuales. Hay 12 motores de gas con una capacidad de 2.717 kW y siete gasómetros de doble membrana que han sido suministrados por Sattler. Cada gasómetro tiene un volumen de almacenamiento de 8,500 m3, una altura de 20,5 metros y un diámetro de 27,2 metros.

El funcionamiento del sistema por el consorcio operador se fijó en 22 años de vida útil, por lo que la calidad ha sido el parámetro en alza en este proyecto, además del diseño, la funcionalidad, así como la renta-bilidad en la planificación y licitación.

Los 7 gasómetros fueron instalados con éxito en tan sólo 2 semanas, adelantándose al tiempo estimado. Gracias al equipo supervisor for-mado por dos operarios de Sattler se realizó la completa instalación para la plena satisfacción del cliente.

The largest sewage treatment plant in the world is located about an hour’s drive north of Mexico City. The Atotonilco WWTP is located on a huge site in the Tula Valley of Hildago, Mexico. The plant is considered a prestige Mexican government project and will treat the sewage of more than 10 million inhabitants of the metropolis, Mexico City. With a processing capacity of up to 50 m3 of wastewater per second, Atotonilco is among the largest facilities in the world and total investment in the plant amounted to almost €500 million.

The concept of sustainability played a crucial role in the planning of this major project. The treated wastewater is used for the irrigation of 80,000 hectares of agricultural land. The biogas generated in the wastewater treatment process is used to produce electricity, which can meet 70% of the energy needs of the WWTP. The plant is equipped with 12 gas engines with an output of 2,717 kWth and 7 individual double membrane gas holders supplied by Sattler. Each has a storage volume of 8,500 m3, a height of 20.5 meters and a diameter of 27.2 meters.

Operation of the system by the operating consortium was fixed at 22 years. Therefore, at the planning and tendering stage, the greatest emphasis was placed on design quality, functionality and cost-effectiveness.

The 7 gas holders were successfully installed within just 2 weeks, well ahead of the schedule envisaged, with the 2-man installation supervision team from Sattler ensuring that installation was carried out to the full satisfaction of the customer.

4730 kcal/Nm3 del cual únicamente el 3.7% se destina a su que-mado en antorcha. Los aprovechamientos térmicos y eléctricos alcanzan un 82% de la energía total disponible de los cuales un 43.7% corresponde a la recuperación como energía térmica y un 38.3% como energía eléctrica.

La potencia total instalada prevista es de 2.717 kWe x 12 motores, con un consumo anual total de energía eléctrica de 245.800,055 kWh, de los cuales 197.291,002 kWh procederá de la cogeneración eléctrica.

Proceso de cogeneración

El almacenamiento de biogás a baja presión se realiza en 7 gasó-metros de 8.500 m3 de volumen unitario suministrados por Sattler con dos antorchas para excedentes. El biogás, además del trata-miento preventivo en digestores con Cloruro Férrico, dispone de un sistema de lavado y eliminación de siloxanos consistente en una “trampa de frio” con enfriamiento y condensación con una adsor-ción final con carbón activo en grano. El biogás tratado alimenta a 12 sopladores de 1.200 Nm3/h, que alimentan individualmente a los 12 motores de cogeneración de una producción unitaria de 2.717 kWe. Estos motores disponen de un sistema de recuperación térmica por medio de varios intercambiadores que suministran fi-nalmente energía térmica al proceso de digestión.

Conclusiones

Entre los objetivos sanitarios y ambientales de la PTAR de Atoto-nilco destaca la reutilización de aguas tratadas y la conservación de la mayor parte de los nutrientes aportando un valor añadido al desarrollo futuro de la zona mayoritariamente regadas con aguas crudas provenientes del Valle de México.

Para alcanzar esos objetivos se ha adaptado su capacidad de trata-miento a los actuales flujos de caudales considerando las diferen-cias entre las estaciones climatológicas propias de la zona con un periodo estiaje de 7 meses seguido de otro de lluvias de 5 meses.

El tratamiento de base es biológico convencional TPC de 23 m3/s, consistente en una clarificación primaria lamelar seguida de reac-tores biológicos, clarificación secundaria y desinfección mediante cloro gas. El complemento a la variabilidad de caudales se lleva a cabo con un proceso físico-químico TPQ de 12 m3/s consistente en una sedimentación lamelar (con cámaras previas de coagulación y floculación), físico-químico (coagulación-floculación) con filtros de malla rotativos y, finalmente, desinfección mediante cloro gas. Am-bos tratamientos pueden alcanzar, en época de lluvias, un caudal adicional nominal de un 20% superior (27,6 y 14,4 m3/s respectiva-mente) con un total de 42 m3/s.

Como cifras más significativas, la PTAR de Atotonilco implica: la re-generación de más de mil millones de m3 al año (del orden de 3 millones de m3 al día); la generación de energía de 200 GWh/año y, el tratamiento en monorrelleno de 837.408 t/año de biosólidos, siendo estas las principales apuestas por la sostenibilidad de la PTAR Atotonilco.

Cogeneration process

The biogas is stored at low pressure in 7 gasholders with a unitary volume of 8,500 m3, supplied by Sattler, and two safety flares are installed to burn off excess gas. Apart from preventive treatment in the digesters with ferric chloride, a “cold trap” type system is installed for biogas cleaning and removal of siloxanes. This system is based on cooling and condensation with final adsorption using granular activated carbon.

The treated biogas feeds 12 1,200 Nm3/h blowers, which individually feed the 12 gas engines of the CHP system. These engines each have an output of 2,717 kWe. The engines feature a heat recovery system consisting of a number of heat exchangers, which then supply thermal energy to the digestion process.

Conclusions

An important health and environmental objective of the Atotonilco WWTP is the reuse of treated water and the preservation of most of the nutrients in this water to provide added value for the future development of an area mostly irrigated with the raw water from the Valley of Mexico. In order to achieve these goals, the treatment capacity of the plant has been adapted to current flows, taking into account the seasonal climate differences that characterise a region with a dry period of 7 months followed by a rainy season of 5 months.

The base conventional biological treatment (TPC) with a capacity of 23 m3/s consists of primary lamella settling followed by the bioreactors, secondary settling and chlorine gas disinfection. The complementary treatment in place to deal with the variability of flows is a physicochemical (TPQ) treatment with a capacity of 12 m3/s, consisting of lamella settling (subsequent to flocculation and coagulation in chambers arranged prior to the sedimentation process), physicochemical treatment (coagulation-flocculation) with rotary mesh filters and final disinfection by means of chlorine gas. In the wet season, both treatments can treat an additional nominal flow of 20% higher (27.6 and 14.4 m3/s respectively) for a total treatment capacity of 42 m3/s.

The most significant figures in terms of the Atotonilco WWTP’s contribution to sustainability in the region are as follows: reclamation of over 1,000 million cubic metres of water per annum (around 3 million cubic meters per day); energy generation of 200 GWh/annum and the treatment of biosolids in the sludge processing area.

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Limpieza y tratamiento de biogás. Filtros de Carbón Activo – Retención Siloxanos de Dimasa. | Dimasa Grupo - Biogas treatment and cleaning. Activated Carbon Filters - Siloxanes Removal