Aporte individual tratamiento aguas residuales francisco oliveros

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Aporte individual tratamiento aguas residuales francisco oliveros

  1. 1. Ensayo Tratamiento de Aguas Residuales Pág. 1 de 22 TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES Por: Ing. Edward Francisco Oliveros Montes Universidad de Manizales Maestría en desarrollo sostenible y medio ambiente Módulo V: Manejo Integrado del Agua Aporte Individual Actividad Colaborativa
  2. 2. Maestría en desarrollo sostenible y medio ambiente, Módulo V, Universidad de Manizales TABLA DE CONTENIDO ...........................................................................................................................................................1 1. RESUMEN........................................................................................................................................4 2. ABSTRACT.......................................................................................................................................4 3. PALABRAS CLAVES Y ABREVIATURAS........................................................................................4 4. INTRODUCCIÓN..............................................................................................................................4 5. OBJETIVOS......................................................................................................................................5 6. MARCO TEÓRICO Y DISCUSIÓN...................................................................................................5 6.1 Reseña histórica..........................................................................................................................5 6.2 Contexto general del agua, alcantarillado e inversión en Colombia.............................................6 6.3 Aspectos técnicos iniciales de los Sistemas de Tratamiento de Aguas Residuales ....................9 6.3.1 Consideraciones generales....................................................................................................................9 6.3.2 Caracterización de las aguas residuales................................................................................................9 6.4 Sistemas de tratamiento en el sitio de origen.............................................................................10 6.4.1 Aspectos preliminares...........................................................................................................................10 6.4.2 Trampa de grasa...................................................................................................................................11 6.4.3 Tanque Séptico.....................................................................................................................................12 6.4.4 Postratamiento......................................................................................................................................13 6.5 Sistemas de tratamiento centralizados.......................................................................................14 6.5.1 Aspectos preliminares...........................................................................................................................14 6.5.2 Selección del tratamiento......................................................................................................................14 6.5.3 Pretratamientos ....................................................................................................................................15 6.5.4 Tratamiento primario ............................................................................................................................15 6.5.5 Tratamiento secundario .......................................................................................................................15 6.5.6 Tratamientos anaerobios .....................................................................................................................15 6.5.7 Lagunas de oxidación o de estabilización ............................................................................................17 6.5.8 Desinfección ........................................................................................................................................19 6.5.9 Manejo de lodos ...................................................................................................................................19 6.6 Normas Técnicas y Legislativas.................................................................................................20 7. CONCLUSIÓN................................................................................................................................21 8. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS................................................................................................21 Ensayo Tratamiento de Aguas Residuales Pág. 2 de 22
  3. 3. Ensayo Tratamiento de Aguas Residuales LISTA DE TABLAS Tabla 6-1 Línea de tiempo de acciones gubernamentales en cuanto a RAS.........................................6 Tabla 6-2 Distribución de aguas en Colombia.......................................................................................7 Tabla 6-3 Cuencas afectadas por los sitemas de alcantarillados a nivel nacional.................................8 Tabla 6-4 Coberturas de alcantarillados a nivel nacional.......................................................................8 Tabla 7-5 Limitaciones de saneamiento en Colombia en el año 2000.................................................21 LISTA DE FIGURAS Figura 6-1 Distribución de agua mundial...............................................................................................7 Figura 6-2 Inversión anual en el sector de agua y saneamiento básico.................................................9 Figura 6-3 Diagrama de flujo típico de tratamiento anaerobio..............................................................16 Figura 6-4 Diagrama de flujo típico de tratamiento anaerobio..............................................................17 Figura 6-5 Distribución y diagrama de lagunas de estabilización.........................................................18 LISTA DE FOTOGRAFÍAS Fotografía 6-1 Trampa de grasas........................................................................................................12 Fotografía 6-2 Tanque séptico.............................................................................................................13 Fotografía 6-3 Lagunas de estabilización............................................................................................19 Fotografía 6-4 Manejo de lodos...........................................................................................................20 Universidad de Manizales, Módulo V, MDSMA Pág. 3 de 22
  4. 4. Ensayo Tratamiento de Aguas Residuales 1. RESUMEN El presente informe presenta un panorama de afectación desde lo general a lo particular en cuanto a los Sistemas de Tratamiento de Aguas Residuales. Para definir el alcance de afectación, se exponen las principales condiciones del estado del agua a nivel mundial, el volumen que se puede aprovechar para el suministro de agua potable a nivel nacional, el porcentaje de alcantarillados en Colombia y los diferentes aspectos básicos de los diferentes sistemas de tratamiento de aguas residuales (diferenciados en sistemas de origen y centralizados). 2. ABSTRACT This report presents an overview of involvement from the general to the particular in terms of Systems Wastewater Treatment. To define the extent of involvement, sets out the main conditions of the state of global water, the volume which can be used for drinking water supply at the national level, the percentage of sewers in Colombia and the different basic aspects of the different systems, wastewater treatment (differentiated and centralized source systems). 3. PALABRAS CLAVES Y ABREVIATURAS  Sistema de Tratamiento de Aguas Residuales (STAR): Sistema con la funcionalidad de: 1) Captar un volumen de aguas residuales, 2) realizar un tratamiento adecuado con agentes naturales y químicos y 3) disponer de forma adecuada el agua tratada en una forma de participación dentro del ciclo hidrológico.  Empresa de Servicio Públicos (ESP): Empresa municipal autónoma que tiene como función mantener el buen estado de las instalaciones y suministros de los servicios del agua.  Reglamento Técnico del Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico (Norma RAS 2000): Norma técnica que se estableció desde el año 2000 para definir los conceptos de identificación, diseño y construcción de los diferentes sistemas de abastecimiento y tratamiento de agua. 4. INTRODUCCIÓN El proceso histórico correspondiente a la generación de algún tipo de sistema de tratamiento de aguas residuales, inicia desde las épocas remotas vinculadas con el origen y desarrollo del hombre bajo el contexto de “aprender a vivir”. En Colombia y desde 1950, se está implementando una serie de programas de participación ciudadana e institucional en cuanto al los STAR, que permitió establecer un compromiso entre las partes para fortalecer el concepto de tratamiento de aguas residuales. No obstante, el proceso fue lento y dispendioso en el sentido de no contar con un fuerte apoyo institucional, que solo hasta 1994 y a la fecha, vislumbra una mejora. Colombia presenta una excelente disponibilidad de agua por medio de las regiones hidrológicas del Caribe, Pacífico y Catatumbo. Sin embargo, el porcentaje de suministro y abastecimiento de agua es mucho mayor que el de la implementación de los Sistemas de alcantarillados. Muestra de lo anterior, Universidad de Manizales, Módulo V, MDSMA Pág. 4 de 22
  5. 5. Ensayo Tratamiento de Aguas Residuales es el equivalente al 74% de alcantarillado implementado (tanto en la zona urbana y rural) de nuestro país, tal como se evidencia en el texto de “agua potable y saneamiento básico en Colombia”1 Producto de la intervención estatal mediante los programas de descentralización gubernamental de las ESP a nivel municipal, se viene observando una serie de mejoramientos en cuanto a la concepción del contexto de Tratamiento de Aguas Residuales, independientemente de la forma de conducción y generación, por lo cual, el porcentaje de tratamiento aumentará durante las próximas décadas (ver Línea de tiempo, Tabla 6 -1). Por ejemplo, a partir del año 2000, se implementó a nivel nacional la Norma de Reglamento Técnico del Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico RAS 2000, que marcó la formalización técnica de los diversos sistemas de acueductos, sistemas de potabilización, recolección de aguas residuales, sistemas de tratamientos de aguas residuales, aseo urbano y demás aspectos complementarios que permitieron mejorar el compromiso de las entidades institucionales con el medio ambiente. 5. OBJETIVOS Debido a la extensión que define el contexto del tema de tratamiento de aguas residuales, uno de los principales objetivos del presente trabajo es presentar los sistemas de tratamiento de agua más importantes, de acuerdo con su aplicabilidad, beneficio y facilidad de ejecución. Considerando que el aspecto técnico relacionado con el tema no es de fácil comprensión, se pretende exponer los conceptos más representativos que se deben tener en cuenta para la aplicación de un STAR. De la misma manera, se presenta una serie de características técnicas, estadísticas de consumo, porcentajes de uso del servicio, normas técnicas, legislativas y demás aspectos que permiten una mejor concepción del panorama que se trata en el presente informe. 6. MARCO TEÓRICO Y DISCUSIÓN 6.1 Reseña histórica Como se mencionó anteriormente, desde la pasada década de los 50’s se inició con un programa de participación ciudadana e institucional en el tema de Saneamiento Básico en Colombia. A continuación se presenta la línea de tiempo en cuanto a los programas y obligaciones gubernamentales que se tiene hasta a fecha: AÑO ALCANCE DE ACCIÓN LEGALIZADA 1 Biblioteca virtual wikipedia, Referencia bibliográfica No. 9. Universidad de Manizales, Módulo V, MDSMA Pág. 5 de 22
  6. 6. Ensayo Tratamiento de Aguas Residuales En 1950 Se creó el Instituto de Fomento Municipal (INSFOPAL). A través del Instituto Nacional de Fomento Municipal, creó las ACUAS, entidades departamentales conformadas con la participación del Departamento, los Municipios e Insfopal, las cuales se encargarían de administrar y conservar los acueductos y alcantarillados de las poblaciones afiliadas, canalizando la inversión del Estado en ese importante renglón de la salud pública. En 1976 En seguimiento de un cambio en la política sectorial del gobierno, las ACUAS se transformaban en EMPOS, organismos ejecutores de carácter regional o municipal, denominados Empresas de Obras Sanitarias (EMPOS). Las ACUAS y EMPOS eran las encargadas de la financiación, planificación, desarrollo y administración de los servicios públicos en la mayoría de los municipios. Década de los 80's El sector se encontraba en crisis. El INSFOPAL se liquidó en 1989 y la responsabilidad para brindar servicios regresó después de cuatro décadas a los municipios, salvo en algunos casos como en el Valle de Cauca donde las empresas regionales se mantuvieron. En 1994 En el marco de una política de apertura económica y modernización empresarial, los gobiernos liberales de (1990-1994) y (1994-1998) establecieron una nueva política sectorial. En 1995 Se otorgó una primera concesión de agua y saneamiento a una empresa mixta pública- privada en la ciudad de Cartagena, seguido de una segunda concesión en Barranquilla en 1996 y de otras concesiones después. En 2002 El gobierno lanzó el Programa de Modernización Empresarial para introducir la participación del sector privado en el sector también en medianos y pequeños municipios, con éxitos espectaculares sobre la calidad y eficiencia de la prestación de los servicios. En 2006 Se creó el Viceministerio de Agua y Saneamiento, el cual ha iniciado cuatro programas nuevos. Fuente: Biblioteca virtual wikipedia, Referencia bibliográfica No. 9. Tabla 6-1 Línea de tiempo de acciones gubernamentales en cuanto a RAS 6.2 Contexto general del agua, alcantarillado e inversión en Colombia Para dimensionar el contexto de los Sistemas de Tratamiento de Aguas Residuales, se debe tener en cuenta todo el proceso y condiciones que se pueden identificar desde la recolección, suministro y entrega del recurso del agua. A continuación se presentan los principales factores y variables que se encuentran dentro del marco de generación de aguas residuales para hacer su respectivo tratamiento. Partiendo de lo general a lo particular, en la Figura 6 -1 se identifica el volumen de agua total que se encuentra en la naturaleza a nivel mundial y que se puede aprovechar para el abastecimiento. Universidad de Manizales, Módulo V, MDSMA Pág. 6 de 22
  7. 7. Ensayo Tratamiento de Aguas Residuales Figura 6-1 Distribución de agua mundial Fuente: Presentación: “Cobertura Y Calidad Saneamiento En Colombia”, Referencia bibliográfica No. 5. En Colombia, se presentan 3 cuencas hidrográficas que permiten tener un volumen de aprovechamiento para el suministro de agua a nivel nacional. En la Tabla 6 -2 se enseñan las características de cada una de las cuencas. Fuente: Presentación: “Cobertura Y Calidad Saneamiento En Colombia”, Referencia bibliográfica No. 5. Tabla 6-2 Distribución de aguas en Colombia Universidad de Manizales, Módulo V, MDSMA Pág. 7 de 22
  8. 8. Ensayo Tratamiento de Aguas Residuales Así mismo, en la Tabla 6 -3 se presentan las afectaciones sobre las principales cuencas a nivel nacional, generadas por los sistemas de alcantarillados sin dar un adecuado tratamiento de las aguas residuales. Fuente: Presentación: “Cobertura Y Calidad Saneamiento En Colombia”, Referencia bibliográfica No. 5. Tabla 6-3 Cuencas afectadas por los sitemas de alcantarillados a nivel nacional A nivel departamental se encuentran establecidos los sistemas de alcantarillados. En la Tabla 6 -4 se pueden visualizar los porcentajes de cobertura de sistemas de alcantarillados en Colombia. Fuente: Presentación: “Cobertura Y Calidad Saneamiento En Colombia”, Referencia bibliográfica No. 5. Tabla 6-4 Coberturas de alcantarillados a nivel nacional Desde el punto de vista de inversión, se observa un nivel de inversión a nivel nacional de manera estructurada desde al año 1995. Ver la Figura 6 -2. Universidad de Manizales, Módulo V, MDSMA Pág. 8 de 22
  9. 9. Ensayo Tratamiento de Aguas Residuales Figura 6-2 Inversión anual en el sector de agua y saneamiento básico Fuente: Biblioteca virtual wikipedia, Referencia bibliográfica No. 9. 6.3 Aspectos técnicos iniciales de los Sistemas de Tratamiento de Aguas Residuales Según la Norma RAS 2000, los aspectos generales establecidos en su contenido, busca generalizar los conceptos de definición, alcance, diseño, ejecución y mantenimiento de los diferentes tipos de STAR para mejorar la condición de definición y sostenibilidad de los diferentes sistemas a lo largo de su tiempo de uso. 6.3.1 Consideraciones generales Desde el punto de vista técnico, los principales pasos que se deben realizar para ejecutar un STAR son los que se mencionan a continuación: • PASO 1: Definición del nivel de complejidad del sistema • PASO 2: Justificación del proyecto y definición del alcance • PASO 3: Conocimiento del marco institucional • PASO 4: Acciones legales • PASO 5: Aspectos ambientales • PASO 6: Ubicación dentro de los planes de ordenamiento territorial y desarrollo urbano previstos • PASO 7: Estudios de factibilidad y estudios previos • PASO 8: Diseño y requerimientos técnicos • PASO 9: Construcción e interventoría • PASO 10: Puesta en marcha, operación y mantenimiento 6.3.2 Caracterización de las aguas residuales Con la caracterización del agua se busca identificar el estado, presentación y porcentajes de los diferentes parámetros, tales como: Oxígeno, fósforo, DBO, DQO, PH, acidez y demás variables que son las que permiten definir el tipo de sistema y el alcance del mismo. A continuación se mencionan las principales actividades que se deben realizar para obtener una adecuada caracterización de las aguas residuales: Universidad de Manizales, Módulo V, MDSMA Pág. 9 de 22
  10. 10. Ensayo Tratamiento de Aguas Residuales I. MEDICIÓN DE CAUDALES: Donde se establecen las siguientes actividades:  Estimación del caudal máximo  Caudal durante periodos de lluvia  Aporte Institucional e industrial  Caudal de diseño  Conducciones y Rebosaderos de exceso II. RECOLECCIÓN Y PRESERVACIÓN DE MUESTRAS: Se requiere las siguientes actividades:  Tipos de muestras  Metodologías de aforo  Cadena de custodia  Métodos de muestreo  Recipientes para las muestras  Número de muestras  Cantidad Otros parámetros que se deben medir son: III. PARÁMETROS MÍNIMOS DE CALIDAD DEL AGUA IV. ESTIMACIÓN DE CARGA UNITARIA V. EVALUACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO VI. ESTUDIOS DE TRATABILIDAD Y/O TOXICIDAD 6.4 Sistemas de tratamiento en el sitio de origen2 Son los sistemas que se caracterizan por tratar las aguas residuales de cantidades de población unitaria, familiar o grupal mínima. Según RAS 2000 se identifica como: Los sistemas de tratamiento en el sitio son aquellos que se utilizan en lugares aislados, donde no existen redes de alcantarillado, o donde se requiere remover la cantidad de sólidos suspendidos antes de verter el agua residual al sistema de alcantarillado. Para comunidades de más de 200 habitantes se deben hacer estudios y recopilar información necesaria. Las principales actividades y tipos de los sistemas de origen se mencionan a continuación: 6.4.1 Aspectos preliminares Considera los temas relacionados con:  La definición de sistema,  información necesaria (cantidad de agua residual, tipo de suelo, temperatura, uso de tierra, etc),  Estudios mínimos requeridos (Inspección visual, estudio de suelos, topográficos, hidrológicos, inundaciones, entre otros). 2 Tomado de la Norma RAS 2000, numeral E.3. página E-27. Universidad de Manizales, Módulo V, MDSMA Pág. 10 de 22
  11. 11. Ensayo Tratamiento de Aguas Residuales 6.4.2 Trampa de grasa Es un sistema que se fundamenta en la capacidad de almacenamiento en Kg. Según RAS 2000, se define como: Son tanques pequeños de flotación donde la grasa sale a la superficie, y es retenida mientras el agua aclarada sale por una descarga inferior. No lleva partes mecánicas y el diseño es parecido al de un tanque séptico. Recibe nombres específicos según al tipo de material flotante que vaya a removerse. 1. Domiciliar: Normalmente recibe residuos de cocinas y está situada en la propia instalación predial del alcantarillado. 2. Colectiva: Son unidades de gran tamaño y pueden atender conjuntos de residencias e industrias. 3. En Sedimentadores: Son unidades adaptadas en los sedimentadores (primarios en general), las cuales permiten recoger el material flotante en dispositivos convenientemente proyectados, para encaminarlo posteriormente a las unidades de tratamiento de lodos. Las actividades de diseño básicas del sistema son: I. LOCALIZACIÓN: Se deben ubicar lo más cerca posible a la fuente del agua residual. II. PARÁMETROS DE DISEÑO: El tanque debe tener 0.25m² de área por cada litro por segundo, una relación ancho/longitud de 1:4 hasta 1:18, una velocidad ascendente mínima de 4mm/s. III. ENTRADAS Y SALIDAS: Deben colocarse elementos controladores de flujo en las entradas para protección contra sobrecargas o alimentaciones repentinas. El diámetro de la entrada debe ser de un diámetro mínimo de 50 mm y el de la salida de por lo menos 100 mm. El extremo final del tubo de entrada debe tener una sumergencia de por lo menos 150 mm. El tubo de salida haga la recolección debe localizarse por lo menos a 150 mm del fondo del tanque y con una sumergencia de por lo menos 0.9m. IV. OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO Las trampas de grasa deben operarse y limpiarse regularmente para prevenir el escape de cantidades apreciables de grasa y la generación de malos olores. La frecuencia de limpieza debe determinarse con base en la observación. Generalmente, la limpieza debe hacerse cada vez que se alcance el 75% de la capacidad de retención de grasa como mínimo. Universidad de Manizales, Módulo V, MDSMA Pág. 11 de 22
  12. 12. Ensayo Tratamiento de Aguas Residuales Fotografía 6-1 Trampa de grasas Fuente: Imágenes google 6.4.3 Tanque Séptico Son tanques generalmente subterráneos, sellados, diseñados y construidos para el saneamiento rural. Deben llevar un sistema de postratamiento. Se recomiendan solamente para:  Áreas desprovistas de redes públicas de alcantarillados.  Alternativa de tratamiento de aguas residuales en áreas que cuentan con redes de alcantarillado locales.  Retención previa de los sólidos sedimentables, cuando la red de alcantarillado presenta diámetros reducidos. No está permitido que les entre:  Aguas lluvias ni desechos capaces de causar interferencia negativa en cualquier fase del proceso de tratamiento.  Los efluentes a tanques sépticos no deben ser dispuestos directamente en un cuerpo de agua superficial. Deben ser tratados adicionalmente para mejorar la calidad del vertimiento. I. TIPOS: Se permiten los siguientes tipos de pozos sépticos,  Tanques convencionales de dos compartimentos.  Equipados con un filtro anaerobio.  Según el material: de concreto o de fibra de vidrio o de otros materiales apropiados.  Según la geometría: rectangulares o cilíndricos II. LOCALIZACIÓN Deben conservarse las siguientes distancias mínimas:  1.50 m distantes de construcciones, límites de terrenos, sumideros y campos de infiltración.  3.0 m distantes de arboles y cualquier punto de redes públicas de abastecimiento de agua.  15.0 m distantes de pozos subterráneos y cuerpos de agua de cualquier naturaleza. III. DIMENSIONAMIENTO Las condiciones mínimas de dimensionamiento debe identificar: el volumen útil, la geometría, número de cámaras, filtro de grava, volumen útil del medio filtrante y área. Universidad de Manizales, Módulo V, MDSMA Pág. 12 de 22
  13. 13. Ensayo Tratamiento de Aguas Residuales IV. OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO  Los lodos y las espumas acumuladas deben ser removidos en intervalos equivalentes al periodo de limpieza del proyecto  Estos intervalos se pueden ampliar o disminuir, siempre que estas alteraciones sean justificadas y no afecten los rendimientos de operación ni se presenten olores indeseables.  Debe realizarse una remoción periódica de lodos por personal capacitado que disponga del equipo adecuado para garantizar que no haya contacto entre el lodo y las personas.  Antes de cualquier operación en el interior del tanque, la cubierta debe mantenerse abierta durante un tiempo suficiente (>15 min.) para la remoción de gases tóxicos o explosivos.  En ningún caso los lodos removidos, pueden arrojarse a cuerpos de agua. En zonas aisladas, los lodos pueden disponerse en lechos de secado.  Los lodos secos pueden disponerse en rellenos sanitarios o en campos agrícolas; cuando estos últimos no estén dedicados al cultivo de hortalizas, frutas o legumbres que se consumen crudas. Fotografía 6-2 Tanque séptico Fuente: Imágenes google 6.4.4 Postratamiento I. CAMPO DE INFILTRACIÓN Consiste en una serie de trincheras angostas y relativamente superficiales rellenadas con un medio poroso (normalmente grava). II. FILTROS INTERMITENTES La filtración intermitente puede definirse como la aplicación intermitente de agua residual previamente sedimentada, como el efluente de un pozo séptico, en un lecho de material granular (arena, grava, etc.) que es drenado para recoger y descargar el efluente final. Universidad de Manizales, Módulo V, MDSMA Pág. 13 de 22
  14. 14. Ensayo Tratamiento de Aguas Residuales III. HUMEDALES ARTIFICIALES DE FLUJO SUMERGIDO Los humedales deben localizarse aguas abajo de un tanque séptico. Para esto, debe hacerse una evaluación de las características del suelo, localización de cuerpos de agua, topografía, localización geográfica, líneas de propiedad y vegetación existente para localizar adecuadamente el humedal. IV. FILTROS SUMERGIDOS AIREADOS Proceso de tratamiento de aguas residuales que utiliza un medio sumergido en el reactor para la fijación de los microorganismos; el aire se suministra a través de un equipo de aireación. Se caracteriza por la capacidad de fijar grandes cantidades de microorganismos en la superficie del medio y reducir el volumen del reactor biológico, permitiendo una depuración avanzada de las aguas residuales sin necesidad de recircular los lodos, como sucede en el proceso de lodos activados. V. TANQUES IMHOFF Se conocen también como tanques de doble acción. Se dividen en tres cámaras que son: a. La sección superior, que se conoce como cámara de sedimentación. b. La sección inferior, que se conoce como cámara de digestión de lodos c. El respiradero y cámara de natas o área de ventilación del gas. El tanque Imhoff generalmente se utiliza para poblaciones tributarias de 5,000 personas o menos. Las principales actividades que se deben realizar para la emplear este sistema son: Definir tipos de tanque y su localización, definir dimensiones, definir los parámetros de diseño y las condiciones de operación y mantenimiento. 6.5 Sistemas de tratamiento centralizados3 6.5.1 Aspectos preliminares Son los sistemas que se caracterizan por presentar una gran capacidad de tratamiento. Regularmente se implementan cuando existe una población de gran magnitud. 6.5.2 Selección del tratamiento Para realizar la selección del sistema de tratamiento centralizado más óptimo, se deben considerar las siguientes actividades:  Estudios de cobertura y estado del sistema de recolección  Estudios de calidad de la fuente receptora  Selección de sitios de ubicación de los sistemas centralizados  Modularización y expansión  Estudios de análisis de alternativas  Redundancias  Perfil hidráulico de la planta  Aliviaderos de crecidas 3 Tomado de la Norma RAS 2000, numeral E.4. página E-41. Universidad de Manizales, Módulo V, MDSMA Pág. 14 de 22
  15. 15. Ensayo Tratamiento de Aguas Residuales 6.5.3 Pretratamientos Debe realizarse por medio de procesos físicos y/o mecánicos, como rejillas, desarenadores y trampas de grasa, dispuestos convencionalmente de modo que permitan la retención y remoción del material extraño presente en las aguas negras y que pueda interferir los procesos de tratamiento. Las principales estructuras que se deben dimensionar son:  Rejillas  Remoción de grasas  Desarenadores 6.5.4 Tratamiento primario  Sedimentadores primarios El objeto de este tratamiento es básicamente la remoción de los sólidos suspendidos y DBO en las aguas residuales, mediante el proceso físico de asentamiento en tanques de sedimentación. Las principales actividades que se realizan en el diseño técnico de los sedimentadores primarios son: Geometría, tiempo de retención, profundidad, tasa de desbordamiento, profundidad de almacenamiento de lodos, rebosaderos, pantallas y control de olores.  Tamices Las actividades que deben considerarse dentro del diseño de los tamices son: Tipo, capacidad hidráulica, eficiencia, control de olores y remoción de material cernido. 6.5.5 Tratamiento secundario Los procesos biológicos, o secundarios, se emplean para convertir la materia orgánica fina coloidal y disuelta en el agua residual en floc biológico sedimentable y sólidos inorgánicos que pueden ser removidos en tanques de sedimentación. Estos procesos se emplean junto con procesos físicos y químicos para el tratamiento preliminar y primario del agua residual. Los procesos biológicos más comúnmente usados son:  Procesos de lodos activados  Lagunas aireadas  Filtros percoladores  Biodiscos  Lagunas de estabilización 6.5.6 Tratamientos anaerobios El tratamiento anaerobio es el proceso de degradación de la materia orgánica por la acción coordinada de microorganismos, en ausencia de oxígeno u otros agentes oxidantes fuertes (SO= 4, NO= 3, etc.). Como subproducto de ella se obtiene un gas, denominado usualmente biogás, cuya composición básica es metano CH4 y dióxido de carbono CO2 en un 95%, pero con la presencia adicional de nitrógeno, hidrógeno, amoníaco y sulfuro de hidrógeno, usualmente en proporciones inferiores al 1%. Universidad de Manizales, Módulo V, MDSMA Pág. 15 de 22
  16. 16. Ensayo Tratamiento de Aguas Residuales Los principales sistemas anaerobios son:  Diagramas de flujo  Tipos  Manejo de gases  Control de olores  Operación y mantenimiento  Reactores UASB  Reactores RAP  Filtros anaerobios  Postratamientos En la siguiente figura se pueden apreciar los diagramas de flujo típicos con tratamientos anaerobios: Figura 6-3 Diagrama de flujo típico de tratamiento anaerobio Fuente: Norma RAS 2000, Referencia bibliográfica No. 1. Universidad de Manizales, Módulo V, MDSMA Pág. 16 de 22
  17. 17. Ensayo Tratamiento de Aguas Residuales Figura 6-4 Diagrama de flujo típico de tratamiento anaerobio Fuente: Norma RAS 2000, Referencia bibliográfica No. 1. 6.5.7 Lagunas de oxidación o de estabilización El tratamiento por lagunas de estabilización puede ser aplicable en los casos en los cuales la biomasa de algas y los nutrientes que se descargan en el efluente puedan ser asimilados sin problema por el cuerpo receptor. En caso de que las algas descargadas al cuerpo receptor no pueden sobrevivir en el, generando una demanda de oxígeno adicional, que impida cumplir con los objetivos de calidad estipulados, debe incluirse en el proyecto la remoción de éstas en el efluente final antes de ser descargado. En los niveles bajo, medio y medio alto de complejidad deben siempre considerarse las lagunas de estabilización dentro de la evaluación de alternativas que se realiza para la selección del sistema de tratamiento. Los principales aspectos técnicos que definen el diseño de las lagunas de oxidación son:  Tipos  Localización de lagunas y reactores  Diagramas de Flujo  Lagunas anaerobias  Lagunas aireadas  Lagunas facultativas  Lagunas de maduración  Operación y mantenimiento A continuación se presentan los esquemas representativos de la distribución de las lagunas de sedimentación: Universidad de Manizales, Módulo V, MDSMA Pág. 17 de 22
  18. 18. Ensayo Tratamiento de Aguas Residuales Figura 6-5 Distribución y diagrama de lagunas de estabilización LAGUNAS EN SERIE Fuente: Norma RAS 2000, Referencia bibliográfica No. 1. Universidad de Manizales, Módulo V, MDSMA Pág. 18 de 22
  19. 19. Ensayo Tratamiento de Aguas Residuales Fotografía 6-3 Lagunas de estabilización Fuente: Imágenes google 6.5.8 Desinfección El proceso de desinfección debe realizarse en el efluente de plantas de tratamiento cuando éste último pueda crear peligros de salud en las comunidades aguas abajo de la descarga.  Tipos: Los tipos de desinfección más implementados son: Cloración y ultravioleta. 6.5.9 Manejo de lodos Todos los niveles de complejidad deben contemplar el manejo de lodos en su sistema de tratamiento de aguas residuales. Para esto, deben presentarse balances de masa de los procesos con los trenes de tratamiento de agua y lodos. Los efluentes líquidos del tren de lodos deben integrarse en los balances de masa del tren líquido. Además deben tenerse en cuenta las siguientes consideraciones: • No deben descargarse dichos efluentes a cuerpos de agua superficiales o subterráneos. • Los lodos primarios deben estabilizarse. • Se debe establecer un programa de control de olores. • Se debe establecer un programa de control de vectores. Los aspectos más importantes que se deben tener en cuenta a la hora de aplicar el manejo de lodos es:  Caracterización  Generación  Diagramas de flujo  Espesadores por gravedad  Digestión de lodos  Lechos de secado de lodos Universidad de Manizales, Módulo V, MDSMA Pág. 19 de 22
  20. 20. Ensayo Tratamiento de Aguas Residuales Fotografía 6-4 Manejo de lodos Fuente: Imágenes google 6.6 Normas Técnicas y Legislativas A continuación se relacioanan las principales Normas Técnicas y Legislativas que rigen los alcances y parámetros relacionados con los STAR. I. Normas Técnicas Colombianas  NTC-ISO 5667-10: Calidad de agua. Muestreo. Muestreo de aguas residuales.  GTC 31: Guía para la realización de pruebas de toxicidad. II. Normas Técnicas en Latinoamérica  Código de aguas residuales de puerto rico  Reglamento nacional. reglamentos técnicos de diseño para unidades de tratamiento no mecanizadas para sistemas de agua potable y aguas residuales. Bolivia.  NB-7229 projeto, construcao e operacao de sistemas de tanques sépticos.projeto de norma.  02:144.07-002 projeto, construcao e operacao de unidades de tratamento complementar e disposicao final dos efluentes líquidos de tanques sépticos. procedimento. III. Leyes y decretos, legislación  Decreto 1594 de 1984 Universidad de Manizales, Módulo V, MDSMA Pág. 20 de 22
  21. 21. Ensayo Tratamiento de Aguas Residuales 7. CONCLUSIÓN El panorama de socialización e implementación de nuevas técnicas de sistemas de tratamientos de aguas residuales está en una línea de crecimiento tanto institucional, educativo y comunitario; a tal punto, que los programas de gobierno inscritos por los gobernantes a nivel nacional, referencian en cierto porcentaje el tema de manejo de aguas residuales. A pesar de que el tema de tratamiento de agua residual tiene normativas no mayores a 50 años, se observan grandes avances en cuanto a la definición, análisis y solución de los problemas de este tipo. Muestra de ello, es la oficialización de la Norma RAS 2000, que de alguna forma permitió mejorar las condiciones ambientales de la época, de las cuales, se aprecian algunas en la Tabla 7 -5. Fuente: Presentación: “Cobertura Y Calidad Saneamiento En Colombia”, Referencia bibliográfica No. 5. Tabla 7-5 Limitaciones de saneamiento en Colombia en el año 2000 8. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. Comisión de Regulación de Agua Potable y Saneamiento Básico, Norma RAS 2000. http://www.cra.gov.co/ 2. Tratamiento agua el latinoamerica http://www.agualatinoamerica.com/ 3. Artículo Prensa el espectador. http://www.elespectador.com/impreso/negocios/articuloimpreso-colombia-solo-trata-9-de-sus- aguas-residuales 4. Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial http://www.minambiente.gov.co/ 5. Presentación: “Cobertura Y Calidad Saneamiento En Colombia”, Ing. Zulma Lorena Durán, Universidad Nacional de Colombia, Ingeniería Ambiental, Módulo Introductorio. http://www.slideshare.net/zlduranh/cobertura-y-calidad-saneamiento-en-colombia Universidad de Manizales, Módulo V, MDSMA Pág. 21 de 22
  22. 22. Ensayo Tratamiento de Aguas Residuales 6. http://www.cepis.ops-oms.org/cdrom-repi86/titulo.html 7. Informe de la evaluación regional de los servicios de manejo de residuos sólidos municipales en América Latina y el Caribe., Organizaci´pon Panamericana de la >Salud, OPS; Washington, D.C.; OPS; 2005. 147 p. Ilus.; tab. http://www.cepis.ops-oms.org/cdrom-repi86/fulltexts/bvsars/e/fulltext/residuos/residuos.htm 8. Apuntes material Tratamiento de aguas residuales, UNAL, 2004, Bogotá 9. Biblioteca virtual wikipedia http://es.wikipedia.org/ http://es.wikipedia.org/wiki/Agua_potable_y_saneamiento_en_Colombia Universidad de Manizales, Módulo V, MDSMA Pág. 22 de 22

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