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MANUAL DE DISEO

TRATAMIENTO Y REUSODE AGUAS RESIDUALES


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SERIE Manuales SGRNMAGobierno Regional JunnGerencia Regional del AmbienteSub Gerencia de Recursos Naturales y Medio Ambiente

Jr. Loreto N 363 Oficina 408Telefono (51-064) 232230 anexo 143http://www.regionjunin.gob.pe

Titulo: Manual de tratamiento y reuso de aguas residualesAo: 2010Edicin: Gobierno Regional Junn

Elaboracin de ContenidosIng. Ever Ingaruca lvarez

Diseo del TextoIng. Jhonny Corilloclla Aviles

Revisin de Contenidos y Diseo del TextoIng. Ever Ingaruca lvarez

Copyright Gobierno Regional JunnPrimera Edicin: Octubre 2010Tiraje: 1000 ejemplaresImpreso en el Per2010

Portada: Infraestructuras de tratamiento de aguas residuales en la regin Junn

El contenido de este documento tiene carcter educativo, puede ser empleado, difundido y/oreproducido siempre que se mencione la fuente.

Los contenidos en esta publicacin pertenecen a los autores y no son necesariamente lasdel Gobierno Regional y sus representantes.El contenido de este volumen no refleja necesariamente los puntos de vista del proyecto deGestin Ambiental en el Gobierno Regional y Municipios de la Regin Junn.

Impresin financiada en el marco del proyecto:Fortalecimiento de la Gestin Ambiental en el Gobierno Regional y Municipios de la ReginJunn

MANUAL DE DISEO, TRATAMIENTO Y REUSO DE AGUAS RESIDUALES

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ndice Pags.

INTRODUCCIN 5

I. Gestin de Aguas Residuales Municipales 6

1.1 . Agu as Residuales M un icipales

1.2. M arco Legal

1.3 . Reuso de las Agu as Residuales

1.3.1 . Reuso de Ag uas Residuales Tratadas en reas Verdes

1.3.2 . El At ractivo de Reusar Ag uas Residu ales en la Ag ricultura

II. Diseo de Sistemas de Tratamiento de Aguas Residuales Municipales 10

2.1 . Caractersticas de las Agu as Residuales M un icipales

2.2 . Recoleccin de A gu as Residuales M un icipales2.2 .1. Estudio s de Cobertu ra y Estad o d el Sistem a de recoleccin

2.2 .2. Estu dios de Calidad d e la Fuent e Recept ora

2.3 . Sistem a de Tratam iento de Ag uas Residuales M un icipales

2.3.1 . Tratam iento Prim ario

2.3.2. Tratamiento Secundario

2.3.3 . Tratam iento Terciario

2.3 .4. Criterios para Seleccionar Sistem as de Tratam iento de A gu as Residuales

2.3 .5. Alt ernativas de Diseo de Plant as de Tratam iento

2.4. Tratam iento s de las Ag uas Residu ales M un icipales2.4.1. Tratamiento Preliminar

2.4.2. Tratamiento Primario

2.4.3. Tratamiento Secundario

2.4 .4. Tratam iento Terciario

III. Operacin y Mantenimiento de Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales Municipales 27

3.1. Op eracin y M antenim iento d e Plantas de Tratamiento Aerobias

3.1.1. O peracin y M antenim iento d e Tanques Spticos

3.1.2. Op eracin y M antenim iento de Lagunas de Oxidacin3.1.3. Operacin y M antenim iento d e Filtros Percoladores

3.2. Op eracin y M antenim iento de Plantas de Tratamiento Anaerobias

3.2.1. Operacin y M antenimiento de Reactores RAFA

3.3. Capacitacin d e Operadores

3.3.1 . Person al

3.3.2 . Clase

3.3.3. Capacitacin

Bibliografia 34

Glosario 35


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INTRODUCCIN

Uno de los problemas importantes en la direccin del recurso agua, es el reuso de agua residual para elconsumo humano, como suministro de agua para uso industrial o para el aprovechamiento en laagricultura. En este contexto, el destino y los efectos de los contaminantes en el agua residual que ingresaal ambiente han ganado ms atencin debido a la contaminacin que genera cuando est en contacto conun cauce receptor. Por ello el tratamiento de las aguas residuales es un proceso que persigue disminuir lamayor cantidad posible de contaminacin que lleva consigo, antes de que provoque mayor contaminacinsobre un cuerpo receptor, de forma que los niveles de contaminacin que quedan en el efluente ya tratadopuedan ser asimilados de forma natural.

El tratamiento de las aguas residuales requiere una serie de operaciones que incluyen procedimientosmecnicos, qumicos, biolgicos y fisicoqumicos, el conocimiento de la composicin de las aguasresiduales es fundamental para la gestin correcta del tratamiento de las aguas residuales en cuanto a surecepcin, tratamiento y destino final.

Los objetivos fundamentales de las operaciones de tratamiento son reducir la contaminacin de losslidos en suspensin y la materia orgnica biodegradable, previa eliminacin de la materia no disuelta demayor tamao. Parte de los contaminantes se reducen en mayor o menor medida en las diferentes fasesde tratamientos primarios y secundarios, o de forma especfica en el tratamiento posterior o terciario, conla finalidad de que el agua residual va a ser reutilizada.



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I. GESTIN DE AGUAS RESIDUALES MUNICIPALES

1.1 AGUAS RESIDUALES MUNICIPALESLlamamos agua residuales, a las aguas que resultan despus de haberse utilizado en nuestros domicilios, en lasfbricas, en actividades ganaderas, etc. En nuestras ciudades la recoleccin de las aguas est mezclada entre lasaguas residuales domsticas y pluviales por lo que se les denomina aguas residuales municipales. Las aguasdomsticas contienen materia orgnica biodegradable (Protenas, CHO, G y A), SS, N, P, microorganismospatgenos y fecales, surfactantes, S, H S y olores; y en cambio las aguas de arrastre urbano (pluviales) contienen2SS, Pb, Zn, Cd y residuos de combustibles. Si en cambio a estas aguas municipales adicionamos aguas residualesindustriales que contienen slidos suspendidos y materia orgnica biodegradable en alta concentracin, N, P,metales pesados, sustancias txicas, sustancias recalcitrantes, S, pH extremos y color; el sistema de tratamiento deestas aguas se vuelven complejas. Actualmente en muchos distritos y ciudades de nuestro pas estas aguasresiduales se vienen evacuando sin previo tratamiento a los cuerpos receptores, las cuales provocan contaminaciny la proliferacin de contaminantes. Ante estos hechos se hace necesaria una gestin adecuada de un sistema detratamiento integral de las aguas residuales municipales.

1.2 MARCO LEGALLa norma fundamental para la gestin de los recursos hdricos en el Per fue la Ley General de Aguas D.L. N 17752(24 de Julio de 1969), y la autoridad de las aguas estuvo a cargo de la Intendencia de Recursos Hdricos (IRH) del

Instituto Nacional de Recursos Naturales (INRENA), organismo pblico descentralizado del Ministerio de Agriculturacreado mediante Decreto Ley N 25902 de 1992. La Autoridad Sanitaria, por su parte, es el Ministerio de Salud atravs de la Direccin General de Salud Ambiental (DIGESA), a quien mediante DS N 023-2005-SA de 2006 le fueraencargada la responsabilidad de velar por la preservacin de la calidad del recurso hdrico.

En este escenario, en mayo de 2008 mediante Decreto Legislativo N 1013 se crea el Ministerio del Ambiente(MINAM) como ente rector de la poltica ambiental nacional. En este mismo ao se aprueba el D. S. N 002-2008-MINAM, sobre los Estndares Nacionales de Calidad Ambiental para Agua. El objetivo es de establecer el nivel deconcentracin o el grado de elementos, sustancias o parmetros fsicos, qumicos y biolgicos presentes en el agua,en su condicin de cuerpo receptor y componente bsico de los ecosistemas acuticos, que no representen riesgosignificativo para la salud de las personas ni para el ambiente. Los estndares aprobados son aplicables a loscuerpos de agua del territorio nacional en su estado natural y son obligatorios en el diseo de las normas legales y laspolticas pblicas siendo un referente obligatorio en el diseo y aplicacin de todos los instrumentos de gestin

ambiental. Adicionalmente mediante el D. S. N 023-2009-MINAM se aprueban las Disposiciones para laimplementacin de los Estndares Nacionales de Calidad Ambiental (ECA) para Agua.

Mediante el D.S. N 003-2010-MINAM, se aprueban los Lmites Mximos Permisibles (LMP), presentados en la tabla1.1, para los Efluentes de Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales Domsticas o Municipales (PTAR). Lostitulares de las PTAR que se encuentren en operacin a la dacin del presente Decreto Supremo y que no cuentencon certificacin ambiental, tendrn un plazo no mayor de dos (02) aos para presentar al Ministerio de Vivienda,Construccin y Saneamiento su Programa de Adecuacin y Manejo Ambienta.

Tabla 1.1. Lmites Mximos Permisibles para los Efluentes de PTAR

D.S. N 003-2010-MINAM

En la actualidad la norma para la gestin del agua es la Ley de Recursos Hdricos, Ley N 20338 la cual estareglamentada por el D.S. N 001-2010-AG, y est a cargo de la Autoridad Nacional del Agua en coordinacin con elConsejo de Cuenca. La fiscalizacin y vigilancia se da en el lugar y el estado fsico en que se encuentre el agua, seaen sus cauces naturales o artificiales, con la finalidad de controlar, supervisar, fiscalizar el cumplimiento de las

normas de calidad ambiental del agua sobre la base de los Estndares de Calidad Ambiental del Agua (ECA-Agua) ylas disposiciones y programas para su implementacin establecidos por autoridad del ambiente. Tambin establece

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PARMETRO UNIDADLMP DE EFLUENTES PARAVRTIDOS A CUERPOS DE

AGUAS

Aceites y grasas mg/L 20Coliformes Termotolerantes NMP/100 mL 10,000

Demanda Bioqumica de Oxgeno mg/L 100

Demanda Qumica de Oxgeno mg/L 200

pH Unidad 6.5 8.5

Slidos Totales en Suspensin mg/L 150

Temperatura C < 35


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medidas para prevenir, controlar y remediar la contaminacin del agua y los bienes asociados a esta. Asimismo,implementa actividades de vigilancia y monitoreo, sobre todo en las cuencas donde existan actividades que ponganen riesgo la calidad o cantidad del recurso. La Autoridad Nacional del Agua autoriza el vertimiento del agua residualtratada a un cuerpo natural de agua continental o marina, previa opinin tcnica favorable de las AutoridadesAmbientales y de Salud sobre el cumplimiento de los Estndares de Calidad Ambiental del Agua (ECA-Agua) y los

Lmites Mximos Permisibles (LMP). Queda prohibido el vertimiento directo o indirecto de agua residual sin dichaautorizacin.

La Resolucin Jefatural N 274-2010-ANA del 30 de Abril del 2010, permite regularizar el vertimiento de las aguasresiduales sin tratamiento; esto se logra presentando una Declaracin Jurada de Vertimiento y Reuso ante el ALA dela Regin. El Programa de Adecuacin de Vertimientos y Reuso de Agua Residual (PAVER) tiene como finalidad laadecuacin a las disposiciones de la Ley de Recursos Hdricos para aquellos operadores que a la fecha de entradaen vigencia del Reglamento de la citada ley no cuenten con las autorizaciones correspondientes.

1.3 REUSO DE LAS AGUAS RESIDUALESLos factores importantes para la descontaminacin de las aguas residuales deben soportarse entre lascaractersticas de las aguas residuales, el tipo de sistema de tratamiento a utilizar y en especial a la eleccin deltratamiento secundario biolgico. Tambin debe darse importancia a los microorganismos que se desarrollan en

estos reactores biolgicos y el control de los parmetros de operacin. El manejo racional de los recursos hdricos enel Per presenta dificultades, debido a la escasa competencia de funciones de las instituciones responsables delmanejo integral de las aguas residuales contaminadas que se descargan a los cuerpos receptores sin previotratamiento y/o son utilizadas directamente en el riego de los productos agrcolas, incrementando el riesgo deenfermedades infecciosas, especialmente en los grupos ms vulnerables.

Figura 1.1. Modelo de reuso de las aguas residuales

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AGUASRESIDUALES

AGUAS RESIDUALESTRATADAS

RECURSO HIDRICO

AGRO CIUDAD


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Figura 1.2. Flujograma de tecnologas de tratamiento de aguas residuales y potencialidades de reuso

El reuso de las aguas residuales en las nuevas reas verdes municipales podran ser implementadas en espaciosactualmente ociosos y desperdiciados, para que brinden una oportunidad a la poblacin vecina, y para que participenen el desarrollo de un rea verde productiva y recreativa, en lugar de mantener un espacio propenso al vertimiento de

basura y al riesgo de asaltos y pandillajes.

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Lagunas aireadas

Tanque Sptico

Sindesinfeccin

Condesinfeccin

No recomendable

No recomendable

No recomendable

Riego deacantilados

Norecomendable

Riego devegetales de

tallo alto,cultivos

industriales,reforestacin

Riego de reas

verdes, viveros,centros

recreativos,piscigranjas,

lavado deautos, piletas,

lagunasartificiales

Recarga de acuferos, recargaindustrial

Cribas

Desarenador

Tanque Imhoff

TRATAMIENTOPRELIMINAR

Para removerslidos gruesos

y arena

TRATAMIENTOPRIMARIO

Remocin deslidos

orgnicos einorgnicos

sedimentados

TRATAMIENTOSECUNDARIO

Incluye unproceso biolgico

en las quepredominan las

reaccionesbioqumicas

realizadas pormicroorganismos

que lograneficientes

resultados en laremocin del

DBO.

Medidores yrepartidoresde caudal

Zanjas de filtracin

Filtro percolador

filtro deFiltro percolador con

macrfilas

Humedalesartificiales

Humedales

artificiales

Laguna deestabilizacin

Lados activados poraireacin

Anaerbico de fluido

ascendente (RAFA)

Tratamientoterciario

Reuso del agua residual


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Estas reas verdes, segn el objetivo que se desea, deben ser regadas con aguas residuales tratadas ydesinfectadas, o provenientes de un tratamiento terciario, de tal forma que brinde toda la seguridad del caso. Ademsdebern ser aprobados por la municipalidad y diseadas de acuerdo al tamao, dimensiones y las caractersticasespecficas de cada terreno y conformado, si fuera posible, por los siguientes componentes:

rea forestal y viveros

Estanques de peces y otros ambientes acuticos Jardines y caminos de paseo rea paisajstica Centros recreativos

a) rea forestal y viverosLas reas forestales pueden ser ubicadas o distribuidas en bermas centrales, parques, reas bajo redes elctricasde alta tensin, u otros espacios abandonados. Las especies arbreas pueden ser implementadas bsicamenteen permetros para proteger las actividades internas y evitar impactos en la zona residencial vecina.

b) Estanques de peces y otros ambientes acuticosPueden construirse estanques para la crianza de peces, a fin de generar una produccin orientada alautoabastecimiento y la venta local de pescado. Estos ambientes productivos deben ser diseados en forma

artstica para cumplir con un rol paisajstico en forma simultnea. Tambin estos ambientes podran ser utilizadospara la crianza de patos. De ser posible se debe implementar otros ambientes recreativos, como piletasdecorativas y viveros acuticos para la primera etapa de crianza de los peces en la poca invernal.

c) Jardines y caminos de paseoLos espacios disponibles entre los componentes antes citados permiten desarrollar una ruta de paseo conjardines de gras, flores y arbustos, y caminos rsticos de tierra y grava. Tambin se debe prever la instalacin depequeos puentes de madera en los pases del sistema de canales de riego. Estas reas deben brindar facilidadespara el esparcimiento de la poblacin local.

d) rea paisajsticaEs una zona especialmente orientada a crear un entorno paisajstico de calidad, basado en una combinacin deflores y el diseo de un riachuelo artificial artstico. Este objetivo no limita el que las flores se puedan constituir en

una produccin comercial regular.

e) Centros recreativosEspacios libres donde se combinan actividades productivas y recreativas, donde se genera demanda deambientes para oficinas, baos, auditorios, tiendas y almacenes. Tambin, se puede incluir servicios de comidapara consumir los productos generados en el mismo mdulo, mediante la construccin de pequeos restaurantesrsticos y con mesas al aire libre.

1.1.1 El atractivo de reusar aguas residuales en la agriculturaEn estos tiempos la reutilizacin del agua en todos sus aspectos es de importancia primordial, especialmentepara la agricultura, porque: El agua residual contiene el 99.9% de agua. Habra suministro permanente, independiente de las aguas para regado.

Contiene nutrientes y materia orgnica, beneficiosos para las plantas. La calidad del agua depender del tipo de cultivo. Previene la contaminacin de los cursos de agua

Las experiencias de uso de aguas residuales tratadas desarrolladas en Lima desde hace ms de 10 aos,permiten recomendar la implementacin de actividades productivas como el cultivo de forraje (chala, pastoelefante y alfalfa), rboles frutales (olivos, pecanos, naranjos, chirimoyos, paltos, limoneros e higueras), tara,tuna para producir cochinilla, bamb y viveros de plantas ornamentales y forestales.

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II. DISEO DE SISTEMAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALESMUNICIPALES

En el diseo e implementacin de los sistemas de tratamiento se requiere de la asistencia y supervisin de un grupo deprofesionales en ingeniera. En caso de que el agua tratada sea usada para riego de vegetales de consumo crudo deberncumplir con los LMP y los ECA. La meta de tratamiento del agua residual es devolver el agua hacia el ambiente y que no

sea un peligro hacia la salud pblica o una amenaza medioambiental, para ello se conducen a los sistemas de tratamiento,donde se realiza el tratamiento ms adecuado para devolver el agua a la naturaleza en las mejores condiciones posibles.Al disearse los sistemas de tratamiento de aguas residuales deben integrarse las operaciones y procesos fsicos,qumicos y biolgicos, con la finalidad de depurar las aguas residuales hasta un nivel tal que permita alcanzar la calidadrequerida para su disposicin final, o su aprovechamiento mediante el reuso.

2.1. CARACTERSTICAS DE LAS AGUAS RESIDUALES MUNICIPALESLa principal caracterstica fsica, qumica y biolgica del agua residual es la temperatura, contenido de slidos,materia orgnica, componentes inorgnicos, metales, gases y componentes voltiles, olor y sabor as comoorganismos patgenos.

El conocimiento de la naturaleza del agua residual es fundamental para el diseo del sistema de tratamiento. Eltratamiento del agua residual depende de la recoleccin, el tipo de tratamiento y la disposicin final del agua tratada.Las caractersticas de las aguas residuales provenientes de los distintos sectores estan dadas en la tabla 2.1.

Tabla 2.1. Composic iones tpicas de las aguas residuales

Fuente: Metcalf & Eddy, Inc.. Wastewater Engineering Treatment, Disposal and Reuse. Revisado por Tchobanoglous, G. yBur ton F. McGraw Hil l, 3 Ed. Nueva York . 1991

2.2. RECOLECCIN DE AGUAS RESIDUALES MUNICIPALESLos sistemas de recoleccin combinadas estn dados por la combinacin de las aguas domsticas, de escurrimientopluvial e industriales. Es conveniente que las aguas residuales sean separadas para instalar un buen sistema detratamiento de las aguas residuales, utilizando las tecnologas convencionales; pero, cuando las aguas residualesestn combinadas es necesario utilizar tecnologas avanzadas y/o una combinacin de tecnologas aerobias yanaerobias. Si la aguas residuales industriales van ha ser descargadas en un sistema de recoleccin, estas aguaspreviamente deben ser tratadas en las mismas plantas industriales de acuerdo a la normatividad del Ministerio de laProduccin.

Fotog rafa 2.1. Aguas Residuales sin Tratamiento

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5(mg/l)

(mg/l)

(mg/l)

(mg/l)

PARMETRO DOMSTICO AGRCOLA INDUSTRIAL

pH 7.8 8.5 4.5

DBO 370 15000 8000DQO 670 25000 17400

ST 1300 22000 3200

SS 150 15000 600

N (mg/l) 50 2000 1


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2.2.1 Estudios de cobertura y estado del sistema de recoleccinSe deben evaluar los siguientes parmetros de la red de alcantarillado de tal manera que se asegure laintegracin entre la planta de tratamiento y el sistema de recoleccin de aguas residuales: Cobertura poblacional del sistema de alcantarillado. Proyeccin de expansin de cobertura para el periodo de diseo de la planta. Porcentaje de infiltracin y afluentes. Porcentaje de conexiones erradas. Porcentaje de recoleccin real de aguas residuales producidas por la poblacin. Aporte industrial de caudales y cargas. Ubicacin y cuantificacin de reboses de excesos.

2.2.2 Estudios de calidad de la fuente receptoraNo se debe perder de vista que el objetivo final del tratamiento de las aguas residuales municipales esasegurar que el cuerpo receptor tenga una calidad de agua y se debe disear para el caudal mximo semanalcon un perodo de retorno de 10 aos.

Deben tenerse en cuenta igualmente las interacciones entre la planta de tratamiento, el sistema dealcantarillado y el cuerpo de agua receptor, reconociendo que todos forman una unidad ntimamenterelacionada. Los anlisis de calidad de agua del cuerpo receptor debe considerar los vertimientos que serealizan por reboses del alcantarillado, o alcantarillados en caso de que existan sistemas independientes,junto con los vertimientos directos antes y despus del tratamiento.

Los parmetros a analizar en el cuerpo de agua receptor sern aquellos que afecten las calidades de aguaestipuladas en los usos definidos en las normas vigentes, como mnimo, se deben realizar los siguientesestudios de calidad de la fuente receptora: Oxgeno Disuelto (OD). Demanda Bioqumica de Oxgeno (DBO ).5 Coliformes Totales y Fecales. Nutrientes (Nitrgeno y Fsforo). Slidos Suspendidos.

2.3 SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES MUNICIPALESEl tratamiento de aguas residuales (o agua servida, domstica, etc.) incorpora procesos fsicos, qumicos ybiolgicos, que tratan y remueven contaminantes fsicos, qumicos y biolgicos introducidos por el uso humanocotidiano del agua. El objetivo del tratamiento es producir agua limpia (o efluente tratado) o reutilizable. Los esfuerzosde recoleccin y el tratamiento de las aguas residuales domsticas o municipales estn tpicamente sujetos a lanormatividad ambiental y cumplimiento de los LMP y el ECA. Para cumplir con estas exigencias el sistema detratamiento esta tpicamente relacionado con: Tratamiento primario, secundario y terciario.

Fotografa 2.2. Tratamiento de aguas residuales porlodos activados y discos rotatorios

2.3.1 Tratamiento primarioEI objetivo del tratamiento sedimentacin primaria es la reduccin del contenido de slidos en suspensin(40 al 75%); de la materia orgnica suspendida (20 al 40%) representada como DBO , as como del 30 al 60%5de los organismos coliformes fecales y de huevos de helminto de las aguas residuales sujetas a tratamiento.En un tratamiento preliminar o primario se utilizan rejillas gruesas, rejillas finas, desarenadores, tanques

spticos, sedimentadores primarios, sedimendadores primarios de alta tasa y sedimentadores secundarios.`

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2.3.2 Tratamiento secundarioLos principales objetivos de instalar un tratamiento secundario o tratamiento biolgico son:

Remover la materia orgnica, representada por la DBO , presente en las aguas residuales y que no es5posible de remover por tratamientos fsicos o fisicoqumicos convencionales, con lo cual es posible alcanzareficiencias de remocin que varan del 75 al 98%.

Remover los slidos suspendidos totales (SST) en el mismo rango de eficiencia que la DBO .5 Remover microorganismos patgenos y parsitos (>99%) de tal forma que los efluentes producidos sean

factibles de reusar en diversos fines. En algunos procesos la remocin de coliformes se complementa con ladesinfeccin.

Remover o reducir el contenido de nutrientes como fsforo y nitrgeno del efluente producido. Alcanzar la estabilizacin (digestin) de los slidos voltiles de las aguas residuales as como de los

producidos en el tratamiento de las aguas residuales, para su seguro reuso o disposicin final. Aprovechamiento de los subproductos como biogas para la produccin de energa.

2.3.3 Tratamiento terciarioSon procesos adicionales para lograr una desinfeccin completa de los contaminantes. Se realiza con lafinalidad de cumplir con las normas ambientales. Estos procesos avanzados incluyen tratamientos especficospara cada un de los contaminantes, en algunos casos pueden ser la eliminacin de compuestos nitrogenadosy fosforados.

Figura 2.1. Sistema de tratamiento de aguas residuales

2.3.4. Criterios para Seleccionar Sistemas de Tratamiento de Aguas ResidualesCuando se quiere optar por un sistema de tratamiento de aguas residuales se debe tener en cuenta losiguiente:

Identificar las exigencias de calidad del agua a tratar para su disposicin en un cuerpo receptor o con fines

de reuso, de manera coherente con la realidad local (actual y proyectada). Buscar las mejores posibilidades del reuso de las aguas tratadas, para obtener el mayor bene?cio social

(salud pblica), ambiental (gestin ambiental de los recursos hdricos) y econmico. Incluir dentro de los costos de inversin, operacin y mantenimiento, un presupuesto para la intervencin

social y los anlisis de agua necesarios para la evaluacin y monitoreo del sistema de tratamiento. Contar con la informacin bsica para elaborar el estudio definitivo y el expediente tcnico, cuyo contenido

y especificaciones se encuentran regulados en sus aspectos tcnicos y de parmetros de calidad del agua. Planificar la disponibilidad del rea, conseguir la aceptacin de la poblacin (la cual debe ser capacitada y

sensibilizada), y, por ltimo, lograr el compromiso y organizacin de la sociedad civil y sus autoridades. Conocer la normatividad legal y tcnica sobre plantas de tratamiento de aguas residuales. Se deber

considerar tambin la calidad del efluente, para los fines de aprovechamiento deseado. Ser eficiente en la remocin de patgenos y ajustarse a los parmetros convencionales de los procesos

ms empleados (vase los LMP y ECA) Contar con personal responsable para la operacin y el mantenimiento de la planta, debidamente

capacitado y sensibilizado.

2.3.4.1 Estudios de anlisis de alternativasDe acuerdo al nivel de tratamiento deseado existen diferentes alternativas para lograr el objetivo. La tabla 2.2presenta un resumen de los rendimientos tpicos que se logran con las diferentes etapas y procesos detratamiento, en la tabla 2.4 se presenta una lista de los parmetros que deben ser regulados para prevenir lageneracin de olores. Todas estas tablas deben ser usadas por el diseador de forma que sirva de gua en laseleccin del proceso.

La implementacin del tratamiento preliminar y/o primario va a depender de las caractersticas del aguaresidual a tratar; pero, para elegir el tratamiento secundario debemos tener presente la eficiencia de remocinde los contaminantes de cada uno de los procesos de tratamiento.

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TRATAMIENTOPRIMARIO


TRATAMIENTOTERCIARIO

AGUA RESIDUAL


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Tabla 2.2. Remocin esperada de materia orgnica, slidos en suspensin y microorganismospatgenos, segn el tipo de procesos de tratamiento de aguas residuales

Fuente: Feachem et-al., 1983; Mara et al ., 1992; Yez, 1992; Norma Tcnica OS.090

(a) Precedidos de tratamiento primario y seguidos de sedimentacin secundaria.

(b) Incluye laguna secundaria.(c) Dependiente del tipo de lagunas.(d) Seguidas de sedimentacin.(e) Dependiendo del nmero de lagunas y otros factores como: Temperatura, periodo de retencin y forma de las lagunas.1 ciclo de log =90% remocin;102 ciclos = 99%;3 ciclos = 99.9%; etc.

Cuando existen limitaciones por la disponibilidad de terreno, las PTARs se podrn ubicarse dentro de unazona no muy poblada y que cumplan con los LMP y ECA. En este caso es necesario usar otras tecnologas dealta eficiencia comparable y que muchas veces tienen mayores costos de inversin, operacin ymantenimiento. Estas tecnologas incluyen a los filtros percoladores, a los lodos activados y a los ReactoresAnaerobios de Flujo Ascendente (RAFA). En algunos casos se deben incluir procesos de tratamiento terciariocomo la precipitacin qumica y la cloracin para remover los quistes de nematodos intestinales y reducir lacarga bacteriana, respectivamente. El rea necesaria para cada una de estas tecnologas se presenta en la

tabla (2.3).

Tabla 2.3. Requerimientos de rea por tipo de tecnologa PTAR de 500 l/s

Fuente: Norma tcnica OS-900 (rangos de periodo de retencin T, profundidad h y carga hidrulica)

.

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70 - 85 (c) 1 - 6 1 - 4 2 -4

PROCESOS DETRATAMIENTO

REMOCIN (%) REMOCIN (CICLOS Log10)

DBOSLIDOS ENSUSPENSIN

BACTERIAS HELMINTOS QUISTES

Sedimentacin primaria 25 - 30 40 - 70 0 - 1 0 - 1 0 -1Lodos activados (a) 70 - 95 70 - 95 0 - 2 0 - 1 0 -1

Filtros percoladores (a) 50 - 90 70 - 90 0 - 2 0 - 1 1 -2

Lagunas aireadas (b) 80 - 90 (c) 1 - 2 0 - 1 0 -1

Zanjas de oxidacin (d) 70 - 95 80 - 95 1 - 2 0 - 1

Lagunas de estabilizacin (e)

Biofiltros 80 - 95 80 - 95 1 - 2 0 - 2 0 -1Desinfeccin - - 1 - 2 1 - 3 0 -1

TECNOLOGA T (Das) H (m) REA PROMEDIO(Ha)

Lagunas facultativas 10 - 20 1,5 43.20

Lagunas aireadas 2-7 3-5 4.86

Lagunas anaerobias 1 - 5 2.5 - 5 3.46

Lodos activados 0.6-2


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Tabla 2.4. Parmetros que deben ser regulados para que no cont ribuyan a los problemas de oloresen sistemas de tratamiento de aguas residuales

Fuente: Patterson , J.W. 1978. Wastewater treatment technology, 3. ed. Ann Arbor : Ann Arbor Science

Para elegir un buen sistema de tratamiento aerobio, adems se deben tener en cuenta los siguientes aspectosde operacin y mantenimiento para prevenir la generacin de sulfuro de hidrgeno:

Suministro de la suficiente turbulencia para prevenir la deposicin de slidos y para asegurar una mezclacompleta (excesiva turbulencia liberar olores siempre generados en la fase lquida).

Mantener al menos 1 mg/l de oxgeno disuelto. Mantener los lodos sedimentados frescos a travs de unas tasas de retorno adecuadas. Asegurar unos tiempos de retencin hidrulica y de slidos apropiados en todos los tanques.

2.3.5. ALTERNATIVAS DE DISEO DE PLANTAS DE TRATAMIENTO EN PEQUEAS POBLACIONESPara el tratamiento de las aguas residuales de pequeas poblaciones, el sistema de tratamiento puedeelegirse a partir de la tabla 2.5.

Tabla 2.5. Alternativa de diseo para el tratamiento de aguas residuales

Fuente: Manual de sis tema de tratamiento de aguas residuales para albergues en zonas ru rales

2.4 TRATAMIENTOS DE LAS AGUAS RESIDUALES MUNICIPALES

2.4.1 TRATAMIENTO PRELIMINAREl tratamiento preliminar busca eliminar o separar: Los slidos de gran tamao (canal de rejas) Slidos inorgnicos pesados, inertes y arenas (desarenador)

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PARMETROS PROBLEMA

Limitaciones de pHA pHs por debajo de 8.0, el sulfuro cambia a sulfuro degaseoso.Altas temperaturas incrementan la accin microbial de bacteriasanaerobias.

Altas temperaturas incrementan la liberacin de componentesorgnicos voltiles del lquido a la fase gaseosa.

Inhibe o mata microorganismos involucrados en sistemas detratamiento biolgico.

Se pueden degradar anaerobiamente.

Gases olorosos.

hidrgeno

Temperatura

Descargas txicas

Aceites y grasas

Descargas qumicas

CARACTERSTICAS

TRATAMIENTOPRIMARIO


DISPOSICIN DELOS LODOS

PROVENIENTE DELTANQUE IMHOFF

Tanque Imhoff Humedad Artif icial Lecho de Secado

N de unidades 1 unidad 3 unidades 1 unidad

Caudal 22.5 m3/da 7.5 m3/da por cadahumedal

1.4 m3/da

Largo 1.3 m 10 m 4 m

Ancho 2.9 m 5 m 3 mProfundidad 3.5 m 0.5 m 1.4 m

Borde libre 0.9 m 0.5 m 0.53 m

Mantenimiento Cada tres meses Cada tres meses Una vez al ao

Reuso del agua tratada Hacia el humedalartificial

Para riego agrcola Para riego agrcola


14/35


Cantidades excesivas de aceites y grasas (trampas de grasas)

Figura 2.2. Clasificacin de s lidos encontrados en aguas residuales urbanas (Metcalfand Eddy,1987)

2.4.1.1 Canales de rejasRemueven material flotante de gran tamao, as como material de cierto tamao predeterminado en el diseo.Los canales de rejas debe usarse en toda Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR).

Segn su funcionamiento pueden ser manuales o mecnicos La distancia entre barras se debe disear segn las caractersticas del agua residual (material a retener):

gruesos 40 a 100 mmmedios de 20 a 40 mmfinos de 10 a 20 mmlos ms usados 25 mm

Velocidad de paso: Mnima 0.4 m/s, mxima 0.75 m/s Las rejas deben incluir iluminacin para operacin nocturna Espacio suficiente para almacenar temporalmente el material retenido en condiciones sanitarias

adecuadas. Solucin tcnica para la disposicin final del material retenido (relleno sanitario, incinerador,

enterramiento).

2.4.1.2 Desarenador3Es obligatorio su uso en PTAR municipal, se disean para retener partculas de 0.20 mm y =2.65 g/cm .

Tienen la finalidad de evitar que se produzcan depsitos en las obras de conduccin, proteger las bombas de laabrasin y evitar sobrecargas en los procesos posteriores de tratamiento. Un desarenador estn divididafsicamente en:

a) Zona de entrada. Tiene como funcin el conseguir una distribucin uniforme de las lneas de flujo dentrode la unidad, uniformizando a su vez la velocidad.

b) Zona de desarenacin. Parte de la estructura en la cual se realiza el proceso de depsito de partculas poraccin de la gravedad.

c) Zona de salida. Conformada por un vertedero de rebose diseado para mantener una velocidad que noaltere el reposo de la arena sedimentada.

d) Zona de depsito y eliminacin de la arena sedimentada. Constituida por una tolva con pendientemnima de 10% que permita el deslizamiento de la arena hacia el canal de limpieza de los sedimentos.

Las caractersticas principales de un desarenador son: Velocidad de flujo 0.24 a 0.36 m/s, el control de la velocidad se hace instalando un vertedero en la salida del

desarenador. Relacin entre largo (L) y Altura (H) (lamina de agua) 25.

15

SOLIDOS

SUSPENDIDOS

(30.5%)

FILTRABLE

(69.5 %)

SEDIMENTABLE (2.2 %)

NO SEDIMENTABLE (4%)

COLOIDAL (9 %)

DISUELTO (62.5 %)


15/35


2.4.1.3 Trampa de grasasTanques en los cuales se permite flotar en la superficie las partculas con gravedad especfica menor que la delagua. Se deben eliminar las grasas por que incrementan la DQO en un 20 y 30 % de las contenidas en el aguaresidual y adems por que las grasas perturban el proceso de digestin de lodos.Es obligatorio usarlas para tratar aguas residuales industrialesDebe tenerse un lugar especfico para la disposicin final del material retenido.El tiempos de retencin se determina dependiendo del flujo

- Q


16/35


Lo mejor de este sistema, es que los residuos de excretas, agua de lavado, aguas negras y de cocina, sepueden introducir a la fosa sptica. Esta retendr en su interior estos residuos hasta transformar el aguaresidual en agua depurada, la cual pasa directamente al manto fretico.

2.4.2.4 Campo de oxidacin o infiltracinSe utiliza despus de la fosa sptica y busca oxidar las aguas servidas y eliminarla por infiltracin. Para

optimizar el funcionamiento del campo de oxidacin, se debe evaluar la capacidad de infiltracin del terreno,esto se hace realizando una prueba de infiltracin.La prueba de infiltracin consiste en hacer varias excavaciones en el rea determinada, todas estas de 30 x 30cm. de seccin, por la profundidad proyectada para las zanjas de absorcin (menor de 90 cm). En estas fosasabiertas se deposita grava fina al fondo a una altura de 5 cm, luego se llena agua hasta una altura de 30 cm .sobre la grava; despus de 24 horas se verifica si el agua ha permanecido o se ha infiltrado totalmente. Si se haretenido el agua con un tirante mayor a 15 cm, entonces el terreno es inapropiado para un campo deinfiltracin; caso contrario si el agua se ha filtrado, entonces se proceder a llenar la fosa nuevamente conagua hasta 15 cm de altura midindose el tiempo que demora en infiltrarse, estos resultados se divide entre 6para obtener la velocidad de absorcin por 2.5 cm de profundidad, con la cual se determina la longitud de lastuberas del campo.

2.4.2.5 Pozo de absorcin

Pueden sustituir o ser complementarios al campo de oxidacin. Consisten en excavaciones de dimetro yprofundidad variables, en donde el agua se infiltra por paredes y piso que debern ser permeables. Se llenancon aproximadamente un metro de grava para lograr una buena distribucin de agua al fondo.

2.4.2.6 Tanque ImhoffEl tanque Imhoff est constituido por dos zonas. La primera zona se denomina cmara superior y la segundazona cmara inferior. El agua servida est constituida por parte lquida y slida, sta llegar a la cmarasuperior para su sedimentacin, es decir se efectuar la separacin de los lquidos y del slido. En la cmarainferior se produce la digestin de los slidos, en donde las bacterias descomponen a la materia orgnica y laconvierten en lodo. El lodo acumulado se extraer a travs de un tubo, llamado tambin tubo de purga. Eltanque Imhoff est constituido por tres compartimientos o cmaras: sedimentacin, espuma y digestin.

Fotografa 2.3. Tratamiento Primario de las aguas residuales

2.4.3 TRATAMIENTO SECUNDARIO

2.4.3.1 Comparacin de tecnologasEl tratamiento secundario de las aguas residuales con la finalidad de biodegradar la materia orgnica serealiza mediante el tratamiento aerobio que utiliza oxgeno y el tratamiento anaerobio que no requiere de

oxgeno para su operacin, una comparacin de estas tecnologas se presenta en la tabla 2.7.

Tabla 2.7 Comparacin de la tecnologa aerobia y anaerobia

Fuente: Journal of the sanitary engineering divisio n

17

PARMETRO

ANAEROBIA

AEROBIA

Requerimiento de energa Baja Alta

Grado de tratamiento Alta(90 a 95%) Moderada(70 a 90%)

Produccin de lodo Baja Alta

Proceso de estabi lidad (a componentestxicos y cambios de carga) Moderada a alta Baja a Moderada

Puesta en marcha 2 a 4 meses 2 a 4 semanas

Olor Problema de olor Bajo problemade olores

Produccin de biogs Si No


17/35


El tratamiento especfico del agua residual a las condiciones adecuadas promueven las diferentes alternativasde soluciones tcnicas. Para acceder a una tecnologa simple, econmica y de bajo requerimiento de energadebe analizarse la utilizacin posterior de agua. A continuacin se presenta las diferencias generales entreestos sistemas de tratamiento biolgico, tomado de las referencias de una serie de estudios aplicados a casosdiferentes de tratamiento de aguas residuales (tabla 2.8).

Tabla 2.

8. Tecnologas para el tratamiento de aguas residuales

Fuente: Sundst rom, K.W., and H.E. Klei. 1979.Wastewater treatment. Englewood Cliff s, NJ: Prentice-Hall

Otra comparacin de estas tecnologas lo podemos realizar mediante sus ventajas y desventajas (tabla 2.9).

Tabla 2.9. Ventajas y desventajas del tratamiento aerobio , facultativo y anaerobio

Fuente: SUNASS

2.4.3.2 Tratamiento aerobioLa tecnologa aerobia es una alternativa de tratamiento de las aguas residuales que ha sido desarrollada paramejorar el tratamiento primario de los sistemas spticos y los tanques primarios. Sus ventajas y desventajas

frente a estos tratamientos se presentan en la tabla 2.10.Tabla 2.10. Tecnologa aerobia

18

TIPO DE TECNOLOGA DESCRIPCIN

Lagunas de estabilizacin

Lagunas aireadas

Lodos activados

Humedales artific iales,biofiltros o Wetlands

Filtros percoladores

Reactores anaerbicos de

Lagunas que permiten la estalibilizacin de materia orgnica y la reduccinde bacterias de las aguas residuales.Lagunas en las que se inyecta aire por accin mecnica o difusin de airecomprimido con sistemas artificiales de aireacin.Unidades ms compactas que las anteriores que tambin usan aireacinartificial para la degradacin aerbica de la materia orgnica.Las clulas microbianas forman flculos que sedimentan en un tanque declarificacin.Superficies de inundacin peridica, con medios filtrantes de piedras degrava y arena, sembrados con vegetacin nativa (carrizo, juncos, papiros,entre otros).

Medio filtrante de piedra gruesa o material sinttico, en donde se desarrollauna pelcula de microorganismos que degrada la materia orgnica del aguaresidual.Proceso anaerobio en donde el agua residual circula en forma ascendente yatraviesa un manto de lodos para la estabilizacin parcial de la materiaorgnica.

TIPO DE TRATAMIENTO VENTAJAS DESVENTAJAS

Baja generacin de GEI (slo CBaja extensin de rea o2). Altos costos de operacinmantenimiento. Alto costo de Inversin.(energa) y

Ba jo cos tos de operac inBajo costo de inversin

Mediana Generacin de GEInecesidades de rea.

Grandes

Aerob ios completos

Facultativos

Anaerobios completos Bajo costomantenimiento

de operacin yAlta generacin de GEI (Coy aprovechamiento controlara su emisin a laatmsfera. Medianos costos de inversin.

2 Y CH4), cuya captura

VENTAJAS DESVENTAJAS

P u e d e n p r o p o r c i o n a r u n m e j o r n i v e l d etratamiento que los sistemas spticos.

Ayudan a proteger valiosos recursos de agua en zonas endonde existen sistemas spticos en mal estado defuncionamiento.

Son una alternativa para sitios en donde los sistemasspticos no son adecuados.

Pueden extender la vida til del campo de drenaje. Pueden permitir la reduccin en el tamao del campo de

drenaje.Reducen la descarga de amoniaco a las aguas receptoras.

Son ms costosos de operar que lossistemas spticos.

Requieren electricidad. Incluyen partes mecnicas que se

pueden descomponer.Requieren un mayor mantenimiento

rutinario que los tanques spticos. Pueden liberar ms nitratos al agua

subterrnea que los tanques spticos.


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A. Tanques Imhoff

a. Consideraciones para el diseo Compartimento de sedimentacin

Tasa de desbordamiento superficial de 25 a 40 (m/m/d)Tiempo de retencin de 2 a 4 (horas)

Cmara de digestinCapacidad de almacenamiento de lodo = 6 meses de lodo

B.Lodos activadosa. Consideraciones para el diseo

Las consideraciones que deben tenerse en cuenta en el diseo de los procesos de lodos activadosy los factores operacionales que estn envueltos en la seleccin del sistema de tratamiento son: Las reacciones cinticas que gobiernan el proceso de tratamiento. Los requerimientos de transferencia de oxgeno. Naturaleza del agua residual que va a tratarse: Cuando existan problemas de sustancias txicas

para los microorganismos se recomienda el uso de un reactor completamente mezclado en lugarde uno de flujo pistn.

Condiciones ambientales locales: Las condiciones ambientales ms importantes son: la

temperatura, el pH y la alcalinidad. Los cambios de temperatura en el agua residual puedenafectar las tasas de reaccin biolgicas. La alcalinidad y el pH son muy importantes en laoperacin de procesos de nitrificacin.

Costos de construccin, operacin y mantenimiento.

Tabla 2.11. Parmetros empricos de diseo para el proceso de lodos activados

Fuente: Patterson, J.W. 1978. Wastewater treatment technology, 3. ed. Ann Arbor: Ann Arbor Science

Las aguas residuales son estabilizadas biolgicamente en un tanque de aireacin en condiciones aerobiasobtenidas por el uso de equipos mecnicos de aireacin o por la difusin de aire. La masa biolgica resultantedel lquido es un tanque de sedimentacin. Una parte de los slidos biolgicos sedimentados es recirculadacontinuamente. En el proceso de lodos activados las bacterias son especficas e importantes por cuanto sonlas responsables de la descomposicin de la materia orgnica.

El oxigeno se suministra por varios medios tales como: agitadores o inyeccin de aire dentro de la mezcla delodo, causando mezcla turbulenta con burbujas de aire pequeas. La aireacin es seguida de una separacinliquido, solido, y una porcin del lodo sedimentado se recircula al agua residual que ingresa. En la etapa de

aireacin, la fraccin de orgnicos sujetos a degradacin biolgica se convierte en fraccin de inorgnicos, yel remanente queda como lodo activado adicional.

19

TIPO DEPROCESO

CARGAORGNICAKg DBO5/Kg

SSVLM/d

CARGAVOLUMTRICAKg DBO5/m/d

TIEMPO DEDETENCIN

(h)

EDADDE

LODOS (d)

SSLM (mg/l)

RETORNO

FRACCIN

(f/m)

(fq/v)

(td)

(qq c)

(xt)

(r)

Convencional 0.2 - 0.5 0.3 - 1.0 4 - 8 5 - 15 1500 - 3000 0.25 - 0.5

Completamentemezclado

0.2 - 0.6 0.8 - 2.0 4 - 8 5 - 15 3000 - 6000 0.25 - 1.0

Aireacinescalonada

0.2 -

0.5 0.6 -

1.0 3 -

5 5 -

15 2000 -

3500 0.25 - 0.7

Al ta tasa

0.4 -

1.5 0.6 -

2.4 0.25 -

3 1 -

3 4000 -

5000 1.0 - 5.0Aireacinmodificada

1.5 -

5.0 1.2 -

2.4 1.5 -

3 0.2 -

0.5

200 -

1000 0.05 - 0.25

Estabilizacin porcontacto ContactoEstabilizado

0.2 -

0.5 -

1.0 -

1.2incluido ya

0.5 -

1.0 3 -

6 5 -

15 -

1000 -

30004000 -10000

0.2 - 1.0

Aireacinextendida

0.05 -

0.25


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C. Lagunas de oxidacin o de estabilizacin

a. TiposPara el tratamiento de aguas residuales domsticas se consideran nicamente los sistemas de lagunasque tengan unidades anaerobias, aireadas, facultativas y de maduracin. Estas unidades de remocinde materia orgnica tienen sus ventajas y desventajas de acuerdo a la combinacin de ellas (tabla 2.12).

Tabla 2.12. Ventajas y desventajas de las lagunas de estabilizacin

h: profundidad promedioFuente: Adaptado de la National Association of Towns and Townships (1989)

El tratamiento por lagunas de estabilizacin puede ser aplicable en los casos en donde la biomasa dealgas y los nutrientes que se descargan al efluente puedan ser asimilados sin problema por el cuerporeceptor.

b. Localizacin de lagunasLa ubicacin del sistema de lagunas debe ser aguas abajo de la cuenca hidrogrfica, en un rea extensay fuera de la influencia de cauces sujetos a inundaciones y avenidas. En el caso de no ser posible, debenproyectarse obras de proteccin. El rea debe estar lo ms alejada posible de urbanizaciones conviviendas ya existente; se recomiendan las siguientes distancias: 1000 m como mnimo para lagunas anaerobias y reactores descubiertos 500 m como mnimo para lagunas facultativas y reactores cubiertos 100 m como mnimo para sistemas con lagunas aireadas

c. Diagramas de Flujo Serie Facultativa y de maduracin

Este es el caso ms usual de lagunas en serie, en el cual las unidades de maduracin pueden teneruna o ms unidades. Para un adecuado diseo primero debe comprobarse que la carga superficial enla primera unidad sea adecuada.

20

TIPOAEROBIAS

AEREADAS (H:0,4 A7,5 M)

FACULTATIVASAEREADAS

FACULTATIVASAEROBIAS (H: 0,6

A 1,5 M)

AEROBIAS

Descripcin

La aereacin de lalaguna se logra atravs de difusoresmecnicos deoxgeno; se requiereplantas desedimentacin

Usa soloaereadoressuperficiales; parte de ladescomposicinanaerobia ocurreen los sedimentosdel fondo de lalaguna

El oxgeno essuministrado enla superficie atravs de algas ymezcla delviento; ocurrecierta actividadanaerobia en lossedimentos delfondo

Lagunas pocoprofundas donde eloxgeno llega atravs de las algaspara mantener lascondicionesaerobias en lalaguna

Ventajas

-Requiere un rea

de tamao yvolumenrelativamentepequeo -Libre deolores -Alto grado detratamiento

-

Requiere un rea

de tamao yvolumenrelativamentepequeo -Relativamentelibre de olores -Alto grado detratamiento

-Bajos costos de

O&M -Alto gradode tratamiento

-Bajos costos de

O&M

Desventajas

-Costo ms elevadode O&M quecualquier otrosistema

-Costossustanciales deO&M

-Requiere unrea de grantamao yvolumen -Posibles olores

-

Requiere un reade gran tamao yvolumen -Posiblesolores

Mano de obra

Mantenimiento deaereadores;remocin de lodo

Mnimo

Mnimo

Mnimo

Energa

Moderada

Poca

(para los

aeredores)

Ninguna

Ninguna

Grado decomplejidad

Moderado; serequiere pocadestreza paramantener el equipo

Simple; norequiere personalcalificado

Simple; norequierepersonalcalificado

Simple; no requierepersonal calificado

Residuos

Lodo Remocin de lodocada 10 a 20 aos

Remocin delodo cada 10 a20 aos

Clulas de algas


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Serie anaerobia, facultativa y de maduracinEsta debe usarse cuando hay necesidad de una reduccin apreciable de bacterias y reduccin enrea. Adicionalmente debe considerarse la alternativa de reactores anaerobios de alta tasa comosustitutos de las lagunas anaerobias.

Serie aireada, facultativa y de maduracin

Debe escogerse este sistema de lagunas en serie en situaciones en las que haya una limitadadisponibilidad de terreno o cuando el costo del mismo sea elevado o cuando no se puedan considerarlagunas anaerobias por razones de cercanas de viviendas. El diseo de la laguna facultativa deberealizarse comprobando que la carga (incluidos los slidos de la laguna aireada) sea adecuada, o porel mtodo del balance de oxgeno. La determinacin de la DBO en las lagunas secundaria y terciariadebe efectuarse con el uso de correlaciones de carga; el nivel de coliformes fecales se determina conun modelo de flujo disperso.

Fotografa 2.4. Laguna de ox idacin

D. Lagunas aireadasSimilares a los tanques de estabilizacin, excepto en el suministro de oxigeno, que se realiza medianteaireadores mecnicos superficiales con lo que se logra un aumento de rendimiento y reduccin de lasuperficie necesaria.

E. Lagunas facultativasLas caractersticas principales de este tipo de lagunas son el comensalismo entre las algas y bacterias enel estrato superior y la descomposicin anaerobia de los slidos sedimentados en el fondo. Su utilizacincomo unidad de tratamiento en un sistema de lagunas puede ser: Como laguna primaria nica (caso de climas fros en los cuales la carga de diseo es tan baja que

permite una adecuada remocin de bacterias) o seguida de una laguna secundaria y/o terciaria(normalmente referida como laguna de maduracin).

Como una unidad secundaria despus de lagunas anaerobias o aireadas, para cumplir el propsito deprocesar sus efluentes a un grado mayor.

a. Tiempo de retencin hidrulicaEl tiempo de retencin hidrulica para lagunas facultativas debe estar dentro de un rango de 5 a 30 das.

b. ProfundidadPara evitar el crecimiento de plantas acuticas con races en el fondo, la profundidad de las lagunasdebe estar por encima de 1.0 m. La profundidad varia entre1.0 y 2.5 m. Se debe proveer una alturaadicional para acumulacin de lodos entre perodos de limpieza de alrededor de 10 aos. Esta alturaadicional es generalmente del orden de 0.3 m y debe ser determinada calculando la disminucin delvolumen por concepto de digestin anaerobia en el fondo.

c. Consideraciones para el diseoLos criterios de diseo referentes a temperaturas y mortalidad de bacterias deben determinarse enforma experimental. Como alternativa, y en caso de no ser posible la experimentacin, se pueden usarlos siguientes criterios:La temperatura de diseo es la promedio del mes ms fro (temperatura del agua), a travs de

correlaciones de las temperaturas del aire - agua.En donde no exista ningn dato se usar para diseo la temperatura del aire del mes ms fro.

-1El coeficiente de mortalidad bacteriana (neto) ser adoptado entre el intervalo de 0.8 a 1.6 (dia ) para-120C. Se recomienda un valor alrededor de 1.0 dia .

21


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Para lagunas facultativas primarias deben determinarse los volmenes de lodo acumulado teniendo encuenta un 80% de remocin de slidos en suspensin en el efluente, con una reduccin del 50% deslidos voltiles por digestin anaerobia, una densidad del lodo de 1.05 Kg/l y un contenido de slidosdel 10% en peso.

Con estos datos debe determinarse la frecuencia de remocin de lodo en una instalacin.

Para el diseo de lagunas facultativas que reciben el efluente de lagunas aireadas debe tenerse encuenta las siguientes recomendaciones:

El balance de oxgeno en la laguna debe ser positivo, teniendo en cuenta: la produccin de oxgenopor fotosntesis, la reaireacin superficial, la asimilacin de los slidos voltiles del afluente, laasimilacin de la DBO soluble, el consumo por solubilizacin de slidos en la digestin de lodos defondo y el consumo neto de oxgeno de los slidos anaerobios.

Deben determinarse los volmenes de lodo acumulado a partir de la concentracin de slidos ensuspensin en el efluente de la laguna aireada, con una reduccin del 50% de slidos voltiles pordigestin anaerobia, una densidad del lodo de 1.03 Kg/l y un contenido de slidos del 2% al peso. Conestos datos debe determinarse la frecuencia de remocin de lodo en la instalacin.

El uso de una de las metodologas debe estar debidamente sustentado, con indicacin de la forma enque se determina la concentracin de DBO (total o soluble). En el uso de correlaciones de carga deDBO aplicada a DBO removida, debe tenerse en cuenta que la carga de DBO removida es la diferenciaentre la DBO total del afluente y la DBO soluble del efluente. Para lagunas en serie debe tomarse enconsideracin que la laguna primaria no se torne anaerobia por exceso de carga orgnica.

F. Filtro biolgico percoladorConsiste de tanques poco profundos, usualmente circulares, con un lecho de piedra o de materialplstico. El lquido se aplica por medio de un distribuidor, continua o intermitentemente, sobre la partesuperior del tanque. El lquido escurre por entre el filtro o lecho, pasa a travs de l, y se recoge por elfondo. El tamao de los vacios o agujeros permite que el lquido fluya sobre el medio y circule el aire. Elnombre de estas unidades como filtros es incorrecto porque la remocin principal ocurre por un procesode absorcin que se presenta sobre las superficies por la poblacin biolgica que cubre el mediofiltrante.

a. Consideraciones para el diseoSe debe utilizar una metodologa racional de diseo que garantice los objetivos de calidad deltratamiento, minimice los impactos ambientales y provea robustez al proceso bajo las condicionesde operacin. En la tabla 2.13 se presentan las metodologas ms utilizadas:

Tabla 2.13. Caractersticas de los diferentes tipos de filtros perco ladores

Fuente: Patterson, J.W. 1978. Wastewater treatment technology, 3. ed. Ann Arbor: Ann Arbor Science

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MEDIOFILTRANTE

TASA BAJA

TASAINTERMEDIA

TASAALTA

SUPERRUGOSO

DOSETAPAS

ROCA,ESCORIA

ROCA,ESCORIA

ROCA

PLSTICO

PLSTICO,MADERA

ROJA

ROCA,PLSTICO

Carga hidrulica,m/(md) 0.9 -

3.7

3.7 -

9.4

9.4 -

37.4

14.0 -

84.2

46.8 -

187.1

(no incluyerecirculacin)

9.4 -

37.4

(no incluyerecirculacin)

Carga orgnica,kgDBO5/(md)

0.1 -

0.4

0.2 -

0.5

0.5 -

1.0

0.5 -

1.6

1.6 -

8.0

1.0 -

1.9

Profundidad, m

1.8 -

2.4

1.8 -

2.4

0.9 -

1.8

3.0 -

12.2

4.6 -

12.2

1.8 -

2.4

Tasa derecirculacin

0

0

1

1 -

2

1 -

2

1 -

4

0.5 -2

Eficiencia deremocin de

DBO5, %80 -

90

50

70

65 -

85

65 -

80

40 -

65

85 -

95

Efluente Bien nitrificadoParcialmente

nitrificadoPoca

nitrificacinPoca

nitrificacinNo

nitrificacinBien

nitrificadoDesprendimiento Intermitente Intermitente Continuo Continuo Continuo Continuo

ALTA TASA


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Fotografa 2.5. Filtro Perco lador

G. Humedales artificiales de flujo sumergido

a. Consideraciones para el diseoSe debe seleccionar una metodologa de diseo que garantice el correcto funcionamiento delsistema teniendo en cuenta los siguientes criterios: Conductividad hidrulica. Granulometra. Flujo sumergido para todas las condiciones de caudales.

Adems, se recomiendan los siguientes parmetros, para el caso de humedales de flujosubsuperficial

b. rea superficialPara la determinacin del rea superficial del humedal se recomiendan dos alternativas: Usar los siguientes valores de carga hidrulica: 0.032 m/l/da (para zonas fras o donde haya

restricciones de espacio), y 0.021 m/l/da (para zonas donde haya restricciones de espacio) Mtodo incluyendo la cintica del proceso

c. Seccin transversalPara determinar el rea de la seccin transversal se recomienda el uso de la ley de Darcy.

La conductividad utilizada para el diseo nunca puede ser mayor que la del medio de soporte. Sedebe reducir dicha conductividad en un orden de magnitud para tener en cuenta los efectos deatascamiento asociados a la retencin de slidos en los humedales.

2.4.3.3 Tratamiento anaerobioDescompone la materia orgnica en ausencia de oxigeno molecular. Las bacterias que provocan ladescomposicin de la materia orgnica son de dos clases:

Formadoras de cidosLas cuales hidrolizan y fermentan los compuestos orgnicos pasndolos a cidos orgnicos,

principalmente actico y propinico.

Formadoras de metanoLas cuales convierten a estos cidos en metano y dixido de carbono. As los productos finales de la accinde bacterias anaerbicas son: CO , CH , NH , H S y cidos grasos. El NH se combina con el CO para2 4 3 2 3 2formar bicarbonato de amonio. Un diseo y control inadecuados ocasionan la produccin incontrolada deH S y de cidos aminos causantes de olores molestos.2

El tratamiento anaerbico se utiliza para aguas residuales que tienen una alta concentracin de materiaorgnica; es decir, mayores a 1200 mg DQO/L. las plantas de tratamiento anaerobias bien diseadas puedenremover en forma efectiva y con bajos costos de operacin, la remocin de materia orgnica llegan hasta un90%. El tratamiento anaerbico es efectivo para el tratamiento de aguas residuales complejas o combinadas(aguas residuales domsticas, aguas residuales industriales y aguas pluviales), para aguas residuales de

camales y para aguas residuales de todo tipo de industrias.

Una de las desventajas de los procesosanaerbicos es la necesidad de emplear temperaturas elevadas (35C) para alcanzar rendimientosadecuados.

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A. Reactor Anaerbico de Flujo Ascendente (RAFA)El Reactor Anaerobio de Flujo Ascendente, o tambin conocido como RAFA, es una unidad de tratamientobiolgico del tipo anaerobio, cuyo diseo permite mantener en suspensin el agua residual a tratar,haciendo ingresar el a?uente por la parte inferior a travs de un sistema de distribucin localizado en elfondo de la unidad.El agua residual que ingresa asciende, atravesando por un manto de lodos conformado por

microorganismos de tipo anaerobio. En la parte superior existe una campana que facilita la separacin de lafase lquida y gaseosa, de modo que el e?uente clari?cado se evacua a los cuerpos receptores. Los tiemposde permanencia son relativamente cortos. Los parmetros de diseo usualmente empleados para elclculo de las dimensiones de la unidad se dan en la siguiente tabla.

Tabla 2.14. Parmetros de diseo para un RAFA

Fuente: Manual de sis tema de tratamiento de aguas residuales para albergues en zonas rurales

El proceso de depuracin se produce cuando el agua que ingresa es conducida hacia la cmara de rejas,donde se retienen los slidos ms grandes. Luego pasa por un desarenador, donde ocurre unasedimentacin ligera de slidos bsicamente grandes y, medianos. El paso siguiente es el medidor decaudal, luego del cual se hace llegar al RAFA. Estas aguas residuales ingresan al RAFA por ductos que vanhacia el fondo de la estructura. En la parte superior del sistema debe existir un dispositivo para captar el gasmetano CH producido. Se debe evitar la emisin de los gases que producen olores desagradables.4

Existen dos tipos de reactores RAFA, segn el tipo de biomasa. El primer tipo de reactor se denomina delodo granular. Como su nombre lo indica, se genera el lodo granular, que por sus buenas caractersticas desedimentacin y actividad metanognica permite altas cargas orgnicas especficas; el segundo sedenomina de lodo floculento, que soporta cargas menores tanto orgnicas como hidrulicas.

Tabla 2.15.Cargas aplicables para los tipos de lodo granular y lodo floculento

* Aplicacin para reactores RAFA no comprendida en estas condiciones

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CRITERIOS PARA FLUJO PROMEDIO

Carga volumtrica hidrulica 2000

10 -30%30 -60%60 -100%

2 -42 -4

*

8 -128 -14

*

2 -42 -4

*

2000 6000

10 -30%30 -

60%

60 -100%

3 -54 -

6

4 -8

12 -1812 -

24

*

3 -52 -

6

2 -6

6000 9000

10 -30%

30 -60%

60 -100%

4 -6

5 -7

6 -8

15 -20

15 -24

*

4 -6

3 -7

3 -8

9000

18000

10 -30%

30

-

60%

60 -100%

5 -8

dudoso a

SST>6 -8g/L **

15 -24

dudoso a

SST>6 -8g/L

4 -6

3 -

7

3 - 7


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a. Tiempo de retencin hidrulicaPara el tratamiento de aguas residuales municipales deben utilizarse tiempos mnimos de retencin deseis horas, que pueden llevar a una remocin hasta del 80% de la DBO . El tiempo de retencin aplicable5para las aguas residuales municipales depende de la temperatura. En la tabla 2.16 se presentan algunosvalores aplicables para un reactor RAFA de 4 m de altura.

Tabla 2.16. Tiempos de retencin hidruli cos para diferentes temperaturas

Fuente: Patterson, J.W. 1978. Wastewater treatment techno logy, 3. ed. Ann Arbor : Ann A rbor Science

b. Altura del reactorEl reactor puede considerarse dividido en dos espacios, uno inferior en donde ocurren las reacciones dedescomposicin y uno superior en donde ocurre la floculacin o sedimentacin de los lodos. El espacioinferior debe tener una altura entre 4.0 y 5.0 m y superior entre 1.5 y 2.0 m. Adicionalmente debeproveerse un borde libre de 40 cm.

c. Separador gas-slido-lquidoEsta estructura debe dividir al reactor en dos espacios: el inferior, que presenta alta turbulencia debido algas, y el superior o de sedimentacin, con baja turbulencia. El separador provee de una superficie decontacto entre el lquido y el gas, de modo que los flocs que llegan a dicha superficie puedan transferir elgas a la atmsfera y les ayudan a flotar y luego a sedimentar hacia la cmara principal.

d. Control de olores

Para el control de los olores, los gases deben captarse y luego tratarse adecuadamente mediante losprocesos de separacin qumica. Si el contenido de los gases es de poco volumen puede optarse por lainoculacin de estos gases.

e. ArranqueEl control del proceso, especialmente durante la fase de arranque del reactor debe ser de granimportancia para garantizar altas eficiencias en la remocin de la materia orgnica. La operacin es muysimple pero conceptualmente es bastante compleja.

El proceso de arranque debe realizarse por personal especializado. Las reacciones bioqumicas entrelos diferentes organismos que llevan a cabo el tratamiento anaerobio se establecen lentamente con elpaso del tiempo. Igualmente, los bajos tiempos de replicacin de las bacterias acetognicas ymetanognicas demoran considerablemente la aclimatacin del reactor.

El reactor debe arrancarse a plena capacidad por un mes, posteriormente se suspende la alimentacinpor una semana para permitir la digestin del material acumulado, y luego continuar el arranque con uncaudal al 60% de la capacidad total. Posteriormente se hacen incrementos mensuales del 20% hastallegar a plena capacidad.

No es necesario contar con semilla pues las aguas residuales municipales contienen losmicroorganismos necesarios. Sin embargo, en caso de contarse con semilla de un reactor que trateaguas residuales municipales esta puede usarse y se acortar el periodo de arranque.

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RANGO DETEMPERATURA

C

VALORES DE TRH (h)

PROMEDIODIARIO

MXIMODURANTE 4 -6

HORAS

PICO ACEPTABLEDURANTE 2-6

HORAS

16 -19 > 10 -14 > 7 -9 > 3 -5

22 -26 > 7 -9 > 5 -7 > -3

> 26 > 6 > 4 > 2.5


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Fotografa 2.6. Tratamiento de Aguas Residuales

por Tecnologa RAFA

2.4.4 TRATAMIENTO TERCIARIOEl tratamiento terciario proporciona una etapa final de tratamiento para asegurar la calidad del efluente alestndar requerido, antes de que el agua tratada sea descargado al ambiente (ros, lagos, etc.). Existe ms deun proceso terciario de tratamiento que puede ser usado en una planta de tratamiento.

2.4.4.1 Fi ltracinLa filtracin de arena remueve gran parte de los residuos de materia suspendida. El carbn activado sobrantede la filtracin remueve las toxinas residuales. Tambin se puede realizar el proceso de osmosis inversa,nanofiltracin, ultrafiltracin y microfiltracin dependiendo del tamao de las partculas o contaminantes quese encuentran presentes en el agua residual.

2.4.4.2 Remocin de nutrientesLas aguas residuales pueden contener altos niveles de nutrientes (nitrgeno y fosforo) que en ciertas formaspueden ser txicos para peces e invertebrados, aun en concentraciones muy bajas (por ejemplo amoniaco) ocrear condiciones insanas en el ambiente de recepcin (por ejemplo: mala hierba o crecimiento de algas). Lasmalas hierbas y las algas pueden parecer ser una adicin esttica, pero las algas pueden producir toxinas, y sumuerte y consumo por las bacterias (decaimiento) pueden agotar el oxigeno en el agua y sofocar a los peces yotra vida acutica. Cuando se recibe una descarga de los ros a los lagos o mares, los nutrientes agregadospueden causar prdidas severas de peces sensibles a la limpieza del agua. El retiro del nitrgeno o del fosforo

de las aguas residuales se puede alcanzar mediante la precipitacin qumica o biolgica. Estas conversionesrequieren condiciones muy controladas para permitir la formacin adecuada de comunidades biolgicas. Losfiltros de arena, las lagunas y las camas se pueden utilizar para reducir el nitrgeno. Algunas veces, laconversin del amoniaco toxico al nitrato se refiere como tratamiento terciario de nitrificacin y desnitrificacin.

2.4.4.3 DesinfeccinLa desinfeccin tiene como objetivo reducir el nmero de organismos vivos en el agua que se descargaranuevamente al ambiente. Se utiliza el ozono, la cloramina o la luz UV. La efectividad de la desinfeccindepende de la calidad del agua que es tratada (turbiedad, pH, etc.), del tipo de desinfeccin que es utilizada, dela dosis de desinfectante (concentracin y tiempo) y otras variables ambientales.

La desinfeccin con cloro sigue siendo la forma ms comn de desinfeccin de las aguas residuales debido asu bajo costo y efecto residual. Una desventaja es que esta desinfeccin del material orgnico residual puede

generar compuestos orgnicamente clorados carcingenos o dainos al ambiente. La clorina o cloraminaresidual puede tambin ser capaz de tratar el material con cloro orgnico en el ambiente acutico natural, peroes txica para especies acuticas; por lo tanto el efluente tratado debe ser qumicamente desclorinado, la cualimplica complejidad y el costo en el tratamiento.

La luz ultravioleta (UV) se est convirtiendo en el medio ms comn de la desinfeccin en los pasesdesarrollados, para evitar los impactos de la clorina en el tratamiento de aguas residuales y en la clorinacionorgnica en aguas receptoras. La radiacin UV se utiliza para daar la estructura gentica de las bacterias,virus, y otros patgenos, hacindolos incapaces de la reproduccin. Las desventajas de la desinfeccin UVson la necesidad de mantenimiento y reemplazo frecuente de la lmpara y la necesidad de un efluentealtamente tratado para asegurarse de que los microorganismos objetivo no estn blindados de la radiacin UV,ya que cualquier slido presente en el efluente tratado puede proteger a los microorganismos contra la luz UV.El agua turbia es tratada con menor xito puesto que la materia solida impide que llegue la luz ultravioleta a los

microorganismos. Generalmente, tiempos de contacto cortos a la luz, dosis bajas y altos flujos influyen encontra de una desinfeccin eficaz.

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III. OPERACIN Y MANTENIMIENTO DE PLANTAS DE TRATAMIENTO DEAGUAS RESIDUALES MUNICIPALES

3.1 OPERACIN Y MANTENIMIENTO DE PLANTAS DE TRATAMIENTO AEROBIAS

3.1.1 OPERACIN Y MANTENIMIENTO DE TANQUES SPTICOSLos lodos y las espumas acumuladas deben ser removidos en intervalos equivalentes al periodo de limpiezadel proyecto ( tabla 3.1).

Tabla 3.1 Valores de tasa de acumulacin de lodos digeridos

Fuente: WEF Manual of Practice No. 8.Design of Municipal Wastewater Treatment Plants. Estados Unidos. 1992

Estos intervalos de limpieza presentados en la tabla 3.1, se pueden ampliar o disminuir, siempre que estasalteraciones sean justificadas y no afecten los rendimientos de operacin ni se presenten olores indeseables.Debe realizarse una remocin peridica de lodos por personal capacitado que disponga del equipo adecuadopara garantizar que no haya contacto entre el lodo y las personas. Antes de cualquier operacin en el interiordel tanque, la cubierta debe mantenerse abierta durante un tiempo suficiente (>15 min.) para la remocin de

gases txicos o explosivos. En ningn caso los lodos removidos, pueden arrojarse a cuerpos de agua. Enzonas aisladas, los lodos pueden disponerse en lechos de secado. Los lodos secos pueden disponerse enrellenos sanitarios o en campos agrcolas; cuando estos ltimos no estn dedicados al cultivo de hortalizas,frutas o legumbres que se consumen crudas.

Durante la operacin y mantenimiento de los tanques spticos se deben tener en cuenta las siguientesconsideraciones:

Para una adecuada operacin del sistema, se recomienda evitar el uso de qumicos en la limpieza deltanque sptico.

Debe ser inspeccionado al menos una vez por ao, para determinar cundo se requiere mantenimiento ylimpieza. Dicha inspeccin deber limitarse a medir la profundidad de los lodos y de la nata. Los lodos seextraern cuando los slidos llegan a la mitad o a las dos terceras partes de la distancia total entre el nivel

del lquido y el fondo. Se retira los lodos asentados en el fondo, y no los que se encuentran en contacto conel lquido. La limpieza se debe efectuar de forma manual, de tal forma que se pueda sacar el lodo con baldes. Cuando

se extraen los lodos de un tanque sptico, ste no debe lavarse ni desinfectarse completamente, ya que serequiere una pequea cantidad de lodo para asegurar que le proceso de digestin contine.

Se debe disponer los lodos en trincheras o montculos al sol, donde se procede al secado. Una vez secos seprocede a enterrarlos o usarlos como fertilizante de suelo. Las zonas de enterramiento deben estaralejadas de las viviendas (por lo menos 500 m. de la vivienda ms cercana).

3.1.2 OPERACIN Y MANTENIMIENTO DE LAGUNAS DE OXIDACINLa operacin y mantenimiento de las lagunas de oxidacin se centra en dos aspectos fundamentales: Cuidadode la obra civil, en cuanto a la limpieza de la unidad de pretratamiento, medidores de caudal, verjas, caminos,jardinera, retirada de lodos acumulados en las lagunas y otros, y por otra parte la deteccin de problemas de

funcionamiento y adopcin de medidas correctoras.

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INTERVALO DELIMPIEZA (Aos)

VALORES DE K POR INTERVALO TEMPERATURAAMBIENTE (T) EN C

t 1 0 10 t < 2 0 t 2 01 94 65 57

2 134 105 973 174 145 137

4 214 185 177

5 254 225 217


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Fotografa 3.1 Diseo inadecuado y mala operacin de una planta de tratamiento de aguasresiduales

3.1.3 OPERACIN Y MANTENIMIENTO DE FILTROS PERCOLADORESLos requisitos para un buen rendimiento del filtro percolador son la distribucin uniforme de las aguasresiduales sobre la superficie y la buena ventilacin. La fuerza de empuje de la regadera giratoriarequerida para ello debe mantenerse. Tambin es posible reducir la velocidad de la regadera haciendogirar en 180 uno de sus brazos, de modo que el chorro de aguas residuales salga contra la direccin enque gira.

Por esa razn, peridicamente debe controlarse si los tubos de la regadera y sus aberturas estnbloqueados y, en caso necesario, deben limpiarse. Esto rige tambin para todos los otros dispositivos dealimentacin (sifones). En el caso de que existan varios filtros percoladores, la entrada de las aguasresiduales debe distribuirse de acuerdo con la capacidad de cada uno de ellos. Las acumulaciones deagua sobre la superficie de los filtros deben eliminarse. Los canales recolectores del fondo de los filtrosdeben mantenerse sin depsitos y en caso necesario se enjuagarn. Los desarenadores existentesdeben vaciarse ocasionalmente y las aberturas para ventilacin deben mantenerse libres.

Al entrar a un filtro percolador cerrado es conveniente observar si el ventilador funciona y si hay entradade sustancias explosivas o cambios de color en la superficie del material de relleno. Si se diera alguna deestas situaciones, deben notificarse a la jefatura de la planta.

A un filtro percolador solo puede entrarse cuando la regadera giratoria est detenida y haya seguridadde que no se pondr en marcha de modo involuntario. En un filtro percolador cerrado el ventilador no

debe desconectarse, ni siquiera en el caso de que la regadera giratoria est detenida. El materialplstico de relleno de los filtros slo se pisar sobre parrillas protectoras.

Si hay trastornos dentro de la planta de tratamiento no slo deben eliminarse sus efectos, sino tambinsus causas.

a. Obstrucciones y acumulaciones de aguaEn el caso de obstrucciones y acumulaciones de agua deben tomarse las siguientes medidas: Reforzar la fuerza de empuje, aumentando la carga del filtro. Efectuar una recirculacin intensa o disminuir la velocidad de la regadera giratoria, haciendo girar

uno de sus brazos hasta que el chorro de agua salga contra la direccin en que gira. Enjuagar la superficie del filtro con un chorro de agua de alta presin o con una regadera giratoria

en reposo que se accione sobre las reas obstruidas.

Aflojar el material de relleno en la superficie con un rastrillo o una herramienta similar (que no seapesada).

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Cargar el filtro percolador, bajo direccin tcnica, con productos qumicos adecuados. Al final,enjuagar fuertemente.

Si ninguna de estas medidas tiene efecto, primero es necesario sacar una parte del material derelleno, lavarlo y volverlo a colocar. Antes de volver a colocarlo hay que repetir varias veces elenjuague del filtro. Si es necesario, se saca todo el material de relleno, se lava y se vuelve acolocar. En este caso deben revisarse el tamao y la forma de los granos. El material inservible

debe ser reemplazado.

b. Moscas en los filtrosUna cantidad excesiva de moscas en los filtros puede producir molestias. Para evitarlas, se puedentomar las siguientes medidas: Cargar en forma continua y, en caso necesario, aumentar la carga. Lavar la superficie con chorros de agua para disminuir la acumulacin de biomasa. Lavar fuertemente las partes internas de las paredes del filtro que estn libres en su parte superior. Aplicar productos qumicos adecuados, bajo direccin tcnica. Eventualmente, repetir la

aplicacin para matar las larvas. Aplicar insecticidas en la superficie del filtro y en las paredes, bajo direccin tcnica (por la

toxicidad slo en casos excepcionales). El uso de sustancias qumicas puede producir efectos secundarios perjudiciales sobre la biomasa

del filtro y del cuerpo receptor. Por tal razn, deben preferirse las primeras medidas mencionadas. Al sembrar plantas en el rea del filtro pueden reducirse las molestias causadas por las moscas.

Es conveniente no plantar rboles con copas anchas, sino rboles bajos por la cada de las hojas yel peligro subsecuente de formacin de acumulaciones de agua u obstrucciones en la superficiedel filtro.

3.2 OPERACIN Y MANTENIMIENTO DE PLANTAS DE TRATAMIENTO ANAEROBIAS

3.2.1 OPERACIN Y MANTENIMIENTO DE REACTORES RAFAEn un reactor RAFA, se recomienda evacuar los lodos cuando el lecho se haya expandido hasta unpunto tal que se haya deteriorado la eficiencia en la remocin de los slidos suspendidos porque loslodos son arrastrados con el efluente.

El muestreo de los lodos floculentos del reactor debe hacerse a tres diferentes alturas y debe purgarsepara mantener constante la cantidad de lodo en el reactor. Si la diferencia de nivel del terreno lo permiteo cuando el bombeo de lodo est previsto, se puede considerar colocar un pozo en el fondo del reactor,al lado de este, se colocan las vlvulas de muestreo. En el caso de menores diferencias de nivel puedeimplementarse el llamado sistema de flautas. Para la facilidad de operacin este debe disearse conuna cabeza esttica suficiente y debe tener la posibilidad de destaponamiento. Con este sistema demuestreo de lodos la vaciada del reactor puede ser ms complicada, ya que debe trabajarse desde elinterior del reactor.

Durante la operacin del reactor deben monitorearse los siguientes parmetros

a. pH y alcalinidadEn el caso de que la alcalinidad comience a descender (antes de que lo haga el pH), es necesario

agregar especies alcalinas para evitar el colapso por acidificacin. El valor mnimo recomendable delpH es 6.5.

b. Produccin de gasDebe hacerse un mantenimiento peridico a todas las estructuras y equipos de recoleccin y manejode los gases generados para asegurar que se minimicen los potenciales impactos a la comunidad porolores indeseables. Debe verificarse que no existan fugas. Deben colocarse avisos de advertenciasobre el riesgo de explosiones generadas por chispas, fuegos, etc. No se permite fumar en lasinmediaciones de la planta.

c. Cantidad de lodo efluenteSe debe modificar el contenido de slidos voltiles en el efluente como una forma de controlar lacantidad de biomasa en el reactor. Cuando el contenido de slidos sea superior a 60 mg/L es

necesario revisar el funcionamiento hidrulico del sedimentador o drenar los lodos para disminuir laaltura del manto interno.

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3.3 CAPACITACIN DE OPERADORESUna planta de tratamiento de aguas residuales solo puede cumplir su objetivo, si se opera en forma apropiaday se efecta un mantenimiento peridico, por medio de personal calificado. La frecuencia y la magnitud de estemantenimiento se rigen por el tipo y el tamao de la planta. La operacin y el mantenimiento, incluida ladisposicin de los lodos, deben seguir las instrucciones entregadas por parte del diseador o del fabricante.Estas deben ser detalladas, de fcil proceso y corresponder al sitio especfico. Deben describirse la frecuencia

y el alcance de los trabajos de rutina, as como las medidas necesarias para el mantenimiento de todos loscomponentes de la planta, incluido el control de su grado de rendimiento. El operador de la planta debe llevarun diario de la operacin, en el cual deben anotarse por separado los trabajos rutinarios efectuados, lasmedidas de mantenimiento, los resultados obtenidos del tratamiento, y los sucesos especficos. Deben existirlos equipos necesarios para efectuar el mantenimiento.

El objetivo del mantenimiento es garantizar la operacin y la seguridad. Deben eliminarse de inmediato lasobstrucciones, la formacin de nudos, sedimentaciones, fugas, y repararse los daos en las construcciones ola maquinaria. La operacin y el mantenimiento deben efectuarse de modo tal, que no presenten ningnpeligro o molestias para los seres humanos, ni el ambiente. Esto se aplica en especial a la extraccin y ladisposicin final del lodo, de las natas y del material acumulado en las rejillas.

Deben mantenerse repuestos para piezas de desgaste. Es preferible contratar el mantenimiento de varias

plantas pequeas de tratamiento de aguas residuales a travs de una empresa calificada, que elmantenimiento individual de cada una de ellas. Si el operador no cuenta con personal calificado en trabajos delimpieza, debe establecer un contrato de mantenimiento con el constructor de la planta o con una entidadapropiada. nicamente los trabajos de rutina que se efectan diaria y semanalmente pueden ser ejecutadospor el personal entrenado. Por ende, un contrato de mantenimiento debe abarcar todos los trabajosnecesarios.

3.3.1 PERSONALSolo debe emplearse personal cuyo estado de salud previo al establecimiento de la relacin laboralhaya sido dictaminado por un mdico autorizado. En caso necesario, se le prescribirn exmenespreventivos peridicos.

3.3.2 CLASELos requerimientos de personal variarn dependiendo del nivel en que se encuentre la planta. Elempleado responsable de la planta de tratamiento (quin, segn el nivel en que se encuentre la planta,ser un ingeniero, tcnico especialista o trabajador; ver tabla 3.2), que en lo sucesivo ser denominadoresponsable, ejecutar sus tareas segn las instrucciones de una jefatura de mayor jerarqua en laplanta.

Tabla 3.2. Empleado responsable segn niveles

El responsable tendr a su cargo la distribucin de labores en la planta. En la designacin de esteresponsable y el personal, deben tomarse en cuenta sus conocimientos tcnicos y destrezas, de modoque se garantice un manejo adecuado, lo ms rentable posible y que brinde seguridad laboral. Ademsdel responsable, segn el nivel en que se encuentre la planta, se recomienda el personal especificadoen la tabla 3.3

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NIVELES INGENIEROTCNICO

ESPECIALISTATRABAJADOR

Bajo X

Medio X

Medio alto X

Alto X


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Tabla 3.3. Personal recomendado segn niveles

Fuente: WEF Manual o f Practi ce No. 8.Design of Munic ipal Wastewater Treatment Plants. Estados Unidos . 1992

3.3.3 CAPACITACINIndependientemente de la capacitacin, al aplicar los procedimientos operativos debe procederse tal ycomo se especifica a continuacin.

3.3.3.1 Capacitacin bsicaDebe ofrecerse una capacitacin bsica intensa, segn los criterios que se detallan: Visin general de los parmetros que se analizarn. Capacitacin para la toma de muestras especficas segn parmetro. Ensayo en la matriz correspondiente, siguiendo las instrucciones de manejo para cada

parmetro del procedimiento (ejecucin y manejo propio). Indicacin de los peligros que encierra el uso de productos qumicos, haciendo referencia al

empleo del equipo de proteccin personal (por ejemplo anteojos y guantes de proteccin) y alos primeros auxilios.

Evacuacin de los residuos slidos y las aguas residuales.

3.1.1.2 Seguimiento de la capacitacinLos especialistas en qumica deben comprobar y actualizar peridicamente las habilidades ylos conocimientos transmitidos en la instruccin bsica. Debe drsele un valor especial alregistro y a la interpretacin de los valores obtenidos.

3.1.1.3 Funciones Operacin y mantenimiento de equipo

Debe darse un mantenimiento adecuado para prevenir las emergencias o daosimprevisibles. Tres factores deben tenerse en cuenta para el debido mantenimiento: diseo,construccin y operacin. Si el diseo bsico es adecuado y se construye el aparato conmejor material y segn las reglas del arte, la operacin debe lograrse con un mnimo demantenimiento. Los planos o copias de los diseos de la planta, en que aparecen lasdimensiones de cada unidad, as como de las tuberas, vlvulas, compuertas, etc., debentenerse a la mano.Para un mantenimiento adecuado deben seguirse las siguientes reglas sencillas:a. Conservar la planta perfectamente aseada y ordenada.b. Establecer un plan sistemtico (tanto interior como exterior) para la ejecucin de las

operaciones cotidianas.c. Establecer un programa rutinario de inspeccin y lubricacin.

d. Llevar los datos y registros de cada pieza de equipo, enfatizando en lo relativo a incidentespoco usuales y condiciones operatorias deficientes.

e. Observar las medidas de seguridad.

Para el mantenimiento de los equipos de la planta, deben seguirse las siguientes acciones:a. Sistemas de rejillas: el funcionamiento del sistema de rejillas, junto con el de la prensa de

sus desechos, en caso de que haya una, debe controlarse al comenzar y al terminar lajornada de trabajo. En el caso de rejillas mecnicas los controles deben limpiarse ymantenerse funcionando de manera adecuad

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