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  • 1. TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALESJulie Andrea Gil, Luis Bernardo Cañón, Sonia Yulieth Guerrero, Néstor Ruiz RESUMENEl presente documento reflexiona sobre la importancia del tratamiento de lasaguas residuales, especialmente en Colombia, un país con un recurso hídricoimportante pero que gracias a su escasa gestión presenta una problemáticaseria relacionada con la contaminación de las fuentes hídricas por losvertimientos de las aguas residuales. En ese sentido las PTAR, se configurancomo una solución que apunta a resolver problemas de índole social,económico y ambiental, derivados del escaso tratamiento de las aguasresiduales, esta reflexión a la luz de aspectos técnicos, pero también sociales yambientales que dejan ver la urgente necesidad de implementar políticascoherentes sobre la gestión del recurso hídrico. INTRODUCCIONEl agua es un elemento indispensable para la vida, está presente y esnecesario para el desarrollo humano, tanto en escalas mínimas (mínimo vital yusos domésticos) como en grandes escalas (industria y agricultura). Losúltimos siglos, especialmente, han sido testigos de la importancia de esterecurso, que ha sido el motor de desarrollo para muchos países, losdesarrollados, y ha sido también factor de atraso de los países del tercermundo, en los que la contaminación, las dificultades de acceso, la escasagestión de saneamiento básico, los conflictos armados, el cambio climático seaúnan para conformar un panorama en el que el manejo del recurso hídrico, espor más una necesidad urgente. Si bien la mayor parte del planeta estáconformada por agua, sólo el 3% del agua, es agua dulce, este mínimo
  • 2. porcentaje hace que cada vez sea más necesario que existan políticaseficientes de gestión del agua, que incluyan, como elemento fundamental eltratamiento de las aguas contaminadas por los residuos, además de lapreservación y cuidado de las fuentes hídricas existentes y de una emergentenecesidad de configurar dentro del sistema de educación, una educaciónambiental, no para llenar requisitos de planes inefectivos, sino por que se hacenecesario que todos seamos educados y consientes del uso de los recursos,no tanto para procurar ahorros individuales, sino para gestar realmente lo quese ha llamado, un pensamiento ambiental (Leff, 2004).Dentro de este espectro, el agua es evidentemente un factor indispensablepara alcanzar el desarrollo sostenible, especialmente en los países en vía dedesarrollo, en América Latina, por ejemplo, es sorprendente que “el 60 porciento de la población urbana {…} no tiene acceso a sistemas de alcantarillado,y más del 90 por ciento de las aguas residuales se descargan, sin ningúntratamiento, en los cuerpos de agua…con lo que…se puede apreciar lamagnitud del deterioro de nuestro ecosistema urbano. (Guimaräes, 1994, pág.34)Esta perspectiva demanda que existan acciones decididas para enfrentar lasproblemáticas, una de esas acciones tiene que ver con el tratamiento de lasaguas residuales que significan un factor altamente contaminante. Estedocumento describe en un primer momento los factores que inciden en lacontaminación del agua, las problemáticas derivadas de la misma, así como losinstrumentos de control (normativos y legales) que existen en Colombia,haciendo una pequeña evaluación de la efectividad de los mismos;posteriormente se examina la problemática de las aguas residuales domesticasy la importancia de su tratamiento para luego discurrir sobre aspectos técnicosde las llamadas Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales, y el impacto delas mismas en el ámbito social, económico y ecológico, finalmente seestablecen algunas conclusiones generales que resumen entre otros laimportancia de la gestión del agua mediante un sistema integrado quecontemple aspectos relacionados con el tratamiento del agua residual, lacontaminación de las fuentes hídricas y la importancia del agua como underecho fundamental que garantiza la vida del ser humano.
  • 3. MARCO TEORICOLa contaminación del agua.El agua no se encuentra, naturalmente, en estado pura y siempre contienecierto número de sustancias que provienen de diversas fuentes: laprecipitación, su propia acción erosiva, el viento, su contacto con la atmósfera.En las aguas que no han recibido vertidos artificiales se pueden encuentrarsólidos y coloides en suspensión (que afectan la transparencia), sólidosdisueltos (que se reflejan en la alcalinidad, valor del pH, dureza, conductividad),oxígeno disuelto (que influye decisivamente en la vida acuática), etc., queconstituyen los caracteres y cualidades del agua. (MOPU 2005, p 280)Caracteres y cualidades se relacionan con la calidad del agua, aunque demodo distinto según el uso a que está se destine, como ya se ha apuntado: losvertidos artificiales los alteran y pueden, además, introducir en el medioacuático otras sustancias no presentes naturalmente (tóxicos, detergentes),modificando así la calidad natural. (MOPU 2005, p 279)A continuación se describen muy brevemente los efectos de la adición demateria o de energía, que llamaremos contaminación, con independencia de suorigen natural o artificial, aunque sea este último el más frecuente. . (MOPU2005, p 280) El aumento de sólidos en suspensión disminuye la transparencia (aumenta la turbidez): las plantas acuáticas disponen de menos luz y, en consecuencia, se reduce el oxígeno disuelto y el alimento de los animales. Si los sólidos se sedimentan pueden cubrir el lecho del río y afectar a los plantas acuáticas pequeñas. Los líquidos no miscibles (grasas, aceites) afectan a la transparencia lo mismo que los sólidos; son, en general, más ligeros que el agua y pueden formar una película sumamente delgada sobre la superficie, de modo que una cantidad pequeña contamina a una extensión grande. Al
  • 4. adherirse a la vegetación dan a las márgenes del curso de agua un aspecto poco grato a la vista. La aireación del agua que contiene detergentes, al caer por un pequeño salto o al aumentar la turbulencia, se traduce en la formación de espumas, una de las más llamativas de contaminación física. Los compuestos inorgánicos disueltos pueden alterar la calidad del agua de muy diversas maneras. Pueden ser tóxicos en sí mismos: muchas sales de metales para los organismos acuáticos, incluso en concentraciones muy bajas. Otras veces pueden serlo al combinarse entre sí o con sustancias presentes en el agua. En todo caso, al alterar la diferencia en concentración de sales disueltas entre el agua y los organismos pueden causar la muerte de estos. Problemática de la contaminación hídrica del país La contaminación de un cuerpo de agua depende del tamaño y calidad del vertimiento así como del tamaño de la fuente y su capacidad de asimilación. Los cuerpos hídricos del país son receptores de vertimientos de aguas residuales y su calidad se ve afectada principalmente por los vertimientos no controlados provenientes del sector agropecuario, doméstico e industrial.Tabla 1. Producción diaria de DBO por sector Sector Toneladas Descripción Agrícola y 7.100 Vertimientos de aguas residuales agrícolas con gran número de Pecuario contaminantes y del sector pecuario con alta carga orgánica. Doméstico 800 Los mayores aportantes de carga contaminante centros urbanos como
  • 5. Bogotá, Cali, Medellín, Barranquilla, Cartagena y Manizales.Industrial 520 En orden de importancia por su aporte, el subsector de alimentos, producción de licores, fabricación de sustancias químicas industriales y la industria del papel y cartónFuente. Departamento Nacional de Planeación (1994)Los vertimientos de aguas residuales de los centros urbanos se estiman en 67m3/s donde Bogotá representa el 15%, Antioquia 13%, Valle del Cauca 10% ylos demás departamentos están por debajo del 5%. El impacto que generanestos vertimientos varía a lo largo del país, dependiendo del volumen de losvertimientos puntuales frente a la capacidad de asimilación de los cuerpos deagua donde se vierten. Entre los casos de impacto más conocidos seencuentran las descargas domésticas de Bogotá al humedal Juan Amarillo y elrío Fucha. Sin embargo, en la actualidad no existe un diagnóstico confiablesobre contaminación doméstica a escala nacional, ni información suficientesobre el estado del recurso hídrico que considere elementos como la capacidadde asimilación del cuerpo receptor y el efecto nocivo real de los vertimientos.(Departamento Nacional de Planeación 1994)Por otra parte, los principales centros industriales del país (Bogotá-Soacha,Medellín-Valle de Aburrá, Cali-Yumbo, Barranquilla, Manizales-Villa María y laBahía de Cartagena), también generan altos impactos puntuales en los cuerposreceptores por su gran contenido de metales pesados y sustancias peligrosas.(Departamento Nacional de Planeación 1994)En general todos estos vertimientos ponen en riesgo la salud de los habitantes,dificultan la recuperación de las fuentes, disminuyen la productividad,aumentan los costos de tratamiento del recurso hídrico y, cuando los desechosindustriales se vierten a un sistema de alcantarillado municipal, aumentan los
  • 6. costos de operación y mantenimiento de las redes, de los sistemas detratamiento y disminuye el periodo de vida útil de estas inversiones.(Departamento Nacional de Planeación 1994) Instrumentos para el control de la contaminación hídrica y el manejo de aguas residuales.Según el documento COMPES, el Ministerio de Salud expidió en 1984 elDecreto 1594 modificado por el Decreto 3930 de 20011 mediante el cualreglamentó parcialmente lo relacionado con los usos del agua y los residuoslíquidos, que define las normas de vertimiento permisibles para la descarga deresiduos líquidos a un cuerpo de agua o alcantarillado sanitario; igualmenteestablece los conceptos de cargas combinadas, sustancias de interés sanitario,planes de cumplimiento de los usuarios contaminadores, tasas retributivas ymarcos sancionatorios, entre otros aspectos.Este decreto establece límites permisibles para las descargas de aguasresiduales, basados en la remoción en porcentaje de carga de contaminantescomo DBO, SST, grasas y aceites. Este criterio ha generado inequidades entrelos diferentes usuarios, por ser menos restrictivo con los mayorescontaminadores.Así mismo, fija plazos muy bajos para la implementación de proyectos detratamiento, los cuales han sido incumplidos. Aunque la norma contemplavarios contaminantes, después de 15 años de su expedición, no se ha logradouna disminución significativa de la contaminación vertida, aun cuando muchosgrandes industriales han realizado inversiones importantes para alcanzar elcumplimiento de dicha norma.Aunque esta norma ha presentado dificultades por su rigidez para alcanzarmetas reales de descontaminación (metas de responsabilidad compartida dedescontaminación, falta de control en parámetros inorgánicos y tóxicos,factores regionales incrementales), ha sido un instrumento normativo utilizadopara consolidar en muchas regiones procesos de producción limpia, cultura detratamiento de efluentes residuales, cumplimientos sectorizados de límitespermisibles, y alcance de metas parciales de descontaminación.
  • 7. Así mismo, la legislación colombiana contempla algunos instrumentoseconómicos para el control de la contaminación, incorporando temas como elde las tasas ambientales y los incentivos tributarios (Decreto 2811 de 1974). Encuanto a estos últimos, durante 1996, se introdujeron a la legislación algunasexenciones tributarias, las cuales han constituido una variable importante parala realización de inversiones ambientalmente sanas frente a aquellas quedeterioran al medio ambiente. Igualmente dichas exenciones disminuyen loscostos de ejecución de inversiones como los sistemas de tratamiento de aguasresiduales. (Ministerio de ambiente Vivienda y Desarrollo Territorial, 2010).En cuanto a la tasa retributiva establecida en primera instancia por el Códigode los Recursos Natural, ésta actuaba sobre usuarios ambientales dedicados ala realización de actividades lucrativas, dejando por fuera grandescontaminadores y usuarios como los entes territoriales. Por esta razón la Ley99 de 1993 modificó el esquema de tasas, quedando sujetos al pago de lasmismas todos los usuarios de los recursos naturales renovables,independientemente de que ejerzan actividades lucrativas o no.Debido a que durante los últimos 15 años no se alcanzaron los mejoresresultados en cuanto a la descontaminación del recurso hídrico a través de losinstrumentos de comando y control, se reglamentó el cobro de la tasaretributiva por vertimientos líquidos puntuales (Decreto 901 de 1997, el cual fuederogado por el Decreto 3100 de 2003), definida en el artículo 42 de la Ley 99de 1993.Este instrumento económico, basado en el principio de “el que contaminapaga”, establece un cobro por la utilización directa de las fuentes de agua comoreceptoras de vertimientos puntuales y por sus consecuencias nocivas para elmedio ambiente (Ministerio de Ambiente Vivienda y Desarrollo Territorial,2010).De acuerdo con la nueva reglamentación (Decreto 3100 de 2003), la TasaRetributiva por Contaminación Hídrica es un cobro por la utilización directa delas fuentes de agua como receptoras de vertimientos puntuales y susconsecuencias nocivas para el medio ambiente.
  • 8. El Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial estableceráanualmente, mediante resolución, el valor de la tarifa mínima de la tasaretributiva para los parámetros sobre los cuales se cobrará dicha tasa, basadoen los costos directos de remoción de las sustancias nocivas presentes en losvertimientos de agua, los cuales forman parte de los costos de recuperación delrecurso afectado (Decreto 3100 de 2003).Para efectos de establecer la meta individual de reducción de la cargacontaminante, los usuarios prestadores del servicio de alcantarillado sujetos alpago de la tasa deberán presentar a la Autoridad Ambiental Competente elPlan de Saneamiento y Manejo de Vertimientos de conformidad con lareglamentación que para tal efecto expida el Ministerio de Ambiente, Vivienda yDesarrollo Territorial, que deberá contener las actividades e inversionesnecesarias para avanzar en el saneamiento y tratamiento de los vertimientos.Dicho plan contendrá la meta de reducción que se fijará con base en lasactividades contenidas en el mismo. El cumplimiento de la meta se evaluará deacuerdo con el cumplimiento de los compromisos establecidos en el Plan deSaneamiento y Manejo de Vertimientos. (Ministerio de ambiente Vivienda yDesarrollo Territorial, 2010).La implementación, facturación, cobro y recaudo de la tasa, es competencia delas Autoridades Ambientales Regionales (AAR) y los recursos recaudados poreste concepto son rentas propias de las mismas.Todos los usuarios que realicen vertimientos puntuales a los cuerpos de aguaestán obligados a pagar la tasa; sin embargo, cuando el vertimiento se realiza auna red de alcantarillado, la AAR cobran la tasa a la entidad que presta dichoservicio. (Ministerio de ambiente Vivienda y Desarrollo Territorial, 2010).La evaluación nacional del Programa de Tasas Retributivas indica que en lasAAR donde se ha implementado adecuadamente la tasa es posible documentaruna reducción promedio de la contaminación en 26% para la DBO y 27% paralos SST. La mayor parte de la reducción se explica por esfuerzo del sectorindustrial, mientras que en el sector doméstico se ha presentado un fuerterezago en el cumplimiento de metas de descontaminación y en el pago de las
  • 9. cuentas a las AAR. (Ministerio de ambiente Vivienda y Desarrollo Territorial,2010). Acciones prioritarias y lineamientos para la formulación del plan nacional de manejo de aguas residuales (PMAR)Con el propósito de articular los diferentes instrumentos de política, el MAVDTha identificado un conjunto de acciones cuya ejecución deberá iniciarse en elcorto plazo.Paralelamente se avanzará en la formulación del PMAR, con el objeto depromover el mejoramiento de la calidad del recurso hídrico de la Nación en elcorto, mediano y largo plazo. Las acciones prioritarias y los lineamientos parala construcción del PMAR se presentan a continuación: Selección y priorización de los municipios para la construcción de sistemas de tratamiento de aguas residuales. Estrategias de Gestión. Revisión, actualización y desarrollo normativo para el ajuste de instrumentos de política. Articulación de las fuentes de recursos para la financiación del Plan. Estrategia institucional.Aguas residuales domesticas Origen de las aguas residuales domesticasPara Sáenz (1985), las aguas residuales domesticas se originan principalmenteen las habitaciones, instalaciones sanitarias, lavado de utensilios domésticos,grifos de baño, lavado de ropa y otros usos domiciliarios. El volumen generadoesta en función del nivel de educación y de las costumbres de los habitantesde las ciudades.Llamamos aguas residuales a los líquidos provenientes de la actividad humana,que llevan en su composición gran parte de agua y que poseen un sistema deabastecimiento de aguas interconectadas a una red de alcantarillado y
  • 10. generalmente son vertidos a cursos o a masa de agua continentales o amasas de aguas continentales o marinas. (Fresenius, et al. 1989)Su origen puede ser muy diverso: Fresenius, et al (1989) las agrupa en 5categorías de origen:− Mecánico y físico.− Inorgánico y mineral.− Orgánico.− Urbano.− Colectivo.Las aguas residuales urbanas se originan a causa de:− Excretas.− Residuos domésticos.− Arrastres de lluvia.− Infiltraciones.− Residuos industriales.Razones para su tratamientoSegún Sáenz (1970) señala la necesidad del tratamiento de las aguasresiduales como una consecuencia de la civilización y el progresocaracterizado por el aumento de la densidad demográfica y la expansiónindustrial, que obliga a ciertas medidas sanitarias, entre estas, un control de lacontaminación.Las razones que justifican el tratamiento de las aguas residuales pueden serresumidas en cuatro: Razones higiénicas (causa relacionada a la salud pública). Razones económicas (áreas despreciadas por estar contaminadas) Razones estéticas de confort (desprendimiento de gases a la atmósfera) Razones legales (derechos propietarios marginales).Base de diseño de una Planta de tratamiento de aguas residuales
  • 11. Las características claves de las aguas residuales que deben considerarse almomento de diseñar una PTAR incluyen el flujo y las características físicas,químicas y biológicas de las aguas residuales. El flujo de aguas residuales,comúnmente expresado en m3/día, determina el tamaño de una PTAR.Las tasas mínimas y máximas de flujo deben calcularse de la manera másprecisa posible ya que afectan a los cálculos hidráulicos y la medición decanales y tuberías de distribución. Los flujos del diseño también deben incluirfuturos incrementos previstos. Las grandes variaciones temporales de los flujos(por ejemplo, fluctuaciones diurnas, respuesta de afluencia/infiltración frente ala precipitación) pueden requerir el uso de lagunas o tanques de compensacióna fin de permitir un nivel constante o casi constante de flujo para los procesosde tratamiento aguas abajo. Otro beneficio de las tanques de compensacionesreducir el efecto del exceso de tóxicos sobre los procesos de tratamientocausado por descargas accidentales de sustancias tóxicas. Esta reducción selogra al mezclar aguas residuales con concentraciones inferiores en elestanque de compensación. (Kreissl, et al 1987)Las características físicas importantes incluyen sólidos, temperatura, color yolor. Los sólidos en forma de residuos flotantes y capas de grasa y aceiteindican residuos altamente contaminados y son evidencia de residuos notratados o en todo caso tratados de manera ineficiente. Los sólidos ensuspensión contribuyen a la turbiedad y a arrastres y por lo general tienen queser removidos mediante sedimentación o filtración. La temperatura de lasaguas residuales es un parámetro importante, ya que afecta las reaccionesquímicas y biológicas y la solubilidad de gases, como el oxígeno. En general,las altas temperaturas elevan las tasas de reacción y solubilidad hasta el puntoen que la temperatura se vuelve lo bastante alta como para inhibir la actividadde la mayoría de microorganismos (aproximadamente 35 °C). El color y olorsirven como indicadores del grado de contaminación de residuos y supresencia en aguas residuales es signo de un pretratamiento inadecuado antesde la descarga. (Kreissl, et al 1987)Las características químicas importantes de las aguas residuales incluyensustancias orgánicas, sustancias inorgánicas en solución y gases. La demandabiológica de oxígeno (DBO) es un indicador de la cantidad de sustanciasorgánicas de origen biológico (proteínas, carbohidratos, grasas y aceites) y de
  • 12. productos químicos orgánicos, sintéticos y biodegradables en las aguasresiduales. La comparación entre la DBO de las aguas residuales afluentes ylos efluentes tratados permite medir la efectividad de una PTAR para estabilizarla sustancia orgánica. La demanda química de oxígeno (DQO) es un indicadorde las sustancias biodegradables y no biodegradables. (Martin & Martin 1991)La proporción entre la DBO5 (demanda bioquímica de oxígeno en una pruebade 5 días) y la DQO es un indicador del tratamiento biológico. Generalmente,los procesos de descomposición biológica comienzan y ocurren de manerarápida con proporciones de BOD5:DQO de 0,5 o mayor. Las proporciones entre0,2 y 0,5 son susceptibles al tratamiento biológico; sin embargo, ladescomposición puede ocurrir de manera más lenta debido a que losmicroorganismos degradantes necesitan aclimatarse a las aguas residuales.Una proporción de menos de 0,2 representa graves limitaciones para eltratamiento biológico. Normalmente, la proporción de DBO:DQO de las aguasresiduales industriales es menor que 0,5, a excepción de las aguas residualesde las industrias de alimentos y bebidas, que a menudo son significativamentemayores que 0,5 (Fresenius, et al, 1989).Los elementos inorgánicos comunes en las aguas residuales incluyen cloruro,iones de hidrógeno (que influyen en el pH), compuestos que causanalcalinidad, nitrógeno, fósforo y azufre. El nitrógeno y fósforo son los nutrientesesenciales para el crecimiento de plantas y cuando se encuentran en excesoen los efluentes tratados y descargados a las aguas superficiales, puedencausar un crecimiento excesivo de algas. Las concentraciones de metalespesados y otros compuestos tóxicos, como cianuros, son consideracionesimportantes en el diseño de una PTAR. (Kreissl, et al 1987)La acción microbiana asociada con métodos de tratamiento biológico de aguasresiduales produce una variedad de gases, incluidos nitrógeno, dióxido decarbono, sulfuro de hidrógeno, amoníaco y metano. El tipo de gases en lasaguas residuales tratadas indica si se está produciendo una degradaciónaerobia o anaerobia. La mayoría de procesos biológicos deben ser aerobios,por ello, el mantenimiento del oxígeno disuelto es un elemento básico deldiseño. La degradación anaerobia, indicada por la presencia de gases talescomo sulfuro de hidrógeno y metano, tiende a generar productos finales
  • 13. nocivos y representa un diseño inadecuado, a menos que se use un procesoespecífico de tratamiento anaerobio. (Fresenius, et al, 1989).SISTEMAS DE TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL DOMESTICA.El tratamiento de aguas residuales puede dividirse en cuatro etapasprincipales: 1. El tratamiento preliminar puede incluir varios procesos unitarios para eliminar las características indeseables de las aguas residuales provenientes del sistema de recolección. Los procesos incluyen el uso de tamices, grillas y cámaras de rejas para remover partículas grandes, trituradores para desintegrar sólidos gruesos, preaereación para el control de olores y remoción de grasa. (Water Pollution Control Federation. 1992) 2. El tratamiento primario, también llamado clarificación primaria, incluye la remoción de sólidos fácilmente sedimentables antes del tratamiento biológico. Las cuencas o cámaras de sedimentación son la unidad principal, pero también pueden usarse diversos procesos auxiliares, tales como flotación, floculación y tamices de malla fina. (Water Pollution Control Federation. 1992) 3. El tratamiento secundario incluye la purificación de aguas residuales principalmente mediante la descomposición de la materia orgánica suspendida y disuelta por la acción microbiana. Existen varios procesos unitarios de tratamiento biológico disponibles, pero la mayoría puede clasificarse como tratamiento en el terreno, estanques o lagunas, lodos activados o métodos de filtración biológica, como filtros biológicos rotatorios de disco. (Water Pollution Control Federation. 1992) 4. El tratamiento terciario abarca un gran número de procesos unitarios básicamente físicos y químicos que pueden usarse antes o después del tratamiento biológico secundario para cumplir con los objetivos específicos del tratamiento. El término clarificación secundaria o tratamiento auxiliar puede aplicarse a procesos unitarios que siguen al tratamiento secundario. (Water Pollution Control Federation. 1992)
  • 14. El diseño de una PTAR incluye la selección de una cadena de procesos ocadenas de procesos alternativos basados en la capacidad de los procesosunitarios de tratamiento para remover componentes residuales específicos. Etapa del Nombre/descripción del proceso Tipo de tratamiento unitario tratamiento P I II III PRETRATAMIENTOEl estanque de compensación mezclalas aguas residuales para reducir las FISICO Xvariaciones en las concentraciones yevitar “picosEl desarenador remueve la arena y FISICO XpolvoEl tamiz de malla ancha (barra, malla) FISICO Xremueve sólidos de gran tamañoEl triturador pulveriza los sólidos para FISICO Xreducir su tamañoEl separador de aceite y grasa FISICO Xremueve los materiales aceitosos TRATAMIENTO PRIMARIOLa sedimentación remueve fácilmentesólidos inertes y orgánicos FISICO X X XsedimentalesLos tamices de malla fina remueven X Xsólidos inertes y orgánicosLa flotación de aire remueve grasa y FISICO Xsólidos ligerosLa floculación (aérea y mecánica)mejora la remoción de sólidos FISICO X X XsuspendidosEl sistema de descomposición de la FISICO X
  • 15. emulsión remueve el aceite y grasadispersos TRATAMIENTO SECUNDARIOEl tratamiento en el terreno se basaen la filtración y tratamiento aerobiode aguas residuales. Los métodos BIOLOGICOIncluyen: (1) infiltración rápida, (2) X FISICOQUIMICOaspersión, (3) flujosuperficial, (4) absorción subterráneadel sueloLas lagunas o estanques deestabilización tratan las aguasresiduales mediante procesosnaturales. Éstos incluyen (1) lagunas BIOLOGICOaerobias y facultativas, (2) lagunas X X FISICOfacultativas y aerobias aereadas, (3)contención total (4) descargahidrográfica controlada (5) lagunas depulimentoEl lodo activado convencional, brindatratamiento aerobio mediante el usode partículas microbianas BIOLOGICO Xsuspendidas de flóculo y aereadoresen una o varias series únicas decuencas del reactor.Otros métodos de lodos activados condiseños variados incluyen: (1)estabilización por contacto, (2) BIOLOGICO Xaeración prolongada, (3) zanjas deoxidación y (4) reactores porlotes secuencialesLos filtros biológicos usan el BIOLOGICO Xcrecimiento microbiano en medios
  • 16. filtrantes para brindar un tratamientoaerobio a las aguas residuales. Losprincipales tipos incluyen: (1) filtroscon medios fijos (clasificados según eltipo de medio, tasa deflujo y frecuencia de dosificación), y(2) contactores biológicos rotatoriosLos sistemas de tratamiento dual o dedoble etapa combinan los lodos BIOLOGICO Xactivados y los procesos de filtrobiológicoLos procesos de tratamientoanaerobio usan bacterias facultativasy anaerobias para degradar lossólidos disueltos y orgánicos. Incluyenunidades de flotación y BIOLOGICO X Xsedimentación. Los principales tipos FISICOincluyen: (1) tanques séptico/Imhoff,(2) tanques biolíticos (biomasasuspendida), (3) filtros y discossumergidos (biomasa fija)El tratamiento con humedales o“wetlands” construidos, aprovechan lacapacidad natural que poseen ciertas BIOLOGICO X Xespecies vegetales y ecosistemasacuáticos para depurar agentescontaminantes. TRATAMIENTO TERCIARIOLa filtración con medios granularesremueve los sólidos suspendidos FISICOmediante el tamizado, sorción y BIOLOGICO X Xdescomposición biológica. Existen QUIMICOvarios tipos: (1) filtros de arena (lento,
  • 17. rápido, intermitente, recirculante), (2)filtros ascendentes, de presión y detasa alta con limpieza mecánica, (3)los filtros duales o de medios múltiplesLa precipitación y coagulaciónquímica se usan principalmente parala remoción de sólidos disueltos yfósforo en combinación con lafloculación y sedimentación. Los QUIMICO X X Xproductos químicos comunes usadospara promover la coagulaciónincluyen: cal, cloruro férrico, polímero,carbonato de sodio, cloruro de bario,hidróxido de sodio y alumbreLa oxidación química se usaprincipalmente para la desinfección ycontrol de olor. QUIMICO X X XLos métodos principales incluyen (1)cloración, (2) ozonización y (3)radiaciónOtros métodos de tratamiento químicoque pueden usarse para eltratamiento de aguas residualesincluyen: (1) adición de nutrientes QUIMICO X Xpara mejorar los procesos detratamiento biológico, (2)recarbonación para reducir el pH y (3)otros métodos de neutralizaciónLa adsorción de carbono activado FISICO- X Xremueve sólidos y material orgánico QUIMICOFuente: (Water Pollution Control Federation. 1992)Procesos de tratamiento físicos y químicos
  • 18. Tratamiento preliminar Emisario final: estructura de entrada del agua residual a la PTAR., con su estanque de compensacion Aliviadero: asegura el caudal de entrada a la PTAR. Trampa de grasas: remueve grasas y aceites por diferencia de densidades.
  • 19. Canaleta Parshal: homogeniza y permite la medición del cuadal Desarenador Tamices o sistema de cribado.Fuente: Autores. Tratamiento primario.
  • 20. Sedimentación y lodos activados Floculación. Flotación.Fuente: Autores. Tratamiento primario
  • 21. Tratamiento en terreno (infiltración)Laguna facultativa.Reactor UASB
  • 22. Reactor anaerobio Humedales Filtro biológico percoladorTratamiento terciario
  • 23. Desinfección. Dosificación de cloro. Inyección de Oxigeno.Fuente Autores. Combinación de procesos unitarios en PTAR`s
  • 24. Flujograma de los procesos PTAR Almeida 11 7 1 10 2 3 4 5 6 8 9 7 8 7. Reactores UASB 1. Afluente 8. Filtros anaerobios 2. Sistema de cribado 9. Sedimentador secundario 3. Aliviadero 10. Canal de aireación 4. Canal de aproximación 11. Efluente 5. Control de caudal 6. Desarenador Flujograma de los procesos PTAR Ciénega 101 2 3 4 12 5 6 7 8 9 11 1. Afluente 7. Reactor de lodos 2. Aliviadero 8. Reactor UASB 3. Canal de aproximación 9. Lecho percolador de rociado estático 4. Sistema de cribado 10. Lechos de secado 5. Trampa de grasas 11. Sistema de desinfección 6. Sedimentador primario 12. Afluente
  • 25. Flujograma de los procesos PTAR Guateque sector Lajas 1 2 3 4 5 8 9 11 6 7 10 8 1. Afluente 6. Desarenador 2. Aliviadero 7. Reactores UASB 3. Canaleta Parshall 8. Canal de aireación 4. Canal de aproximación 9. Escalera de aireación 5. Sistema de cribado 10. Humedal artificical 11. EfluenteFuente: Autores DISCUSIONLas políticas de descentralización de Colombia, han traído como consecuencia,entre muchas, que los municipios se responsabilicen del manejo del agua, sinembargo esta descentralización, escasamente provee mecanismos de controlnetamente normativos, que en la realidad no tienen mayor efecto. Ademásestas políticas de descentralización en conjunto con los mecanismosneoliberales han dejado nuestros recursos naturales en manos de empresasmultinacionales, que sólo buscan el lucro económico. El panorama de la
  • 26. contaminación que producen las aguas residuales es abrumador, entre ellasque “el 97% de las aguas residuales (AR) producidas en el país, se vierten alas fuentes receptoras sin ningún tratamiento” (Gandini, Pérez, & Madera,2005, pág. 2) esto porque solo el 22 % de los municipios colombianos tratan lasaguas residuales, a este propósito es importante mencionar que cerca de 1300cuerpos de agua son contaminados por aguas residuales (Inventario Nacionaldel sector de Agua Potable y Saneamiento del Ministerio de Desarrollo) y quehacia 1998, de los “1068 municipios , 938 contaban con alcantarillado y sólo154 tenían planta de tratamiento” otro dato importante es que según elInventario Nacional del sector de Agua Potable y Saneamiento del Ministerio deDesarrollo, 300 municipios no realizan la desinfección de las aguas queconsumen y 450 no tienen plantas de tratamiento.El impacto social, económico y ambiental de no realizar tratamiento de Aguasresiduales es bastante grande, en el ámbito social por ejemplo produceenfermedades asociadas a la contaminación, como cólera, gastroenteritis,hepatitis A, etc., situación alarmante si se tiene en cuenta que muchos de losmunicipios consumen agua de mala calidad, además se presenta escasez en ladisponibilidad de los recursos, inequidad en el acceso y en generaldesmejoramiento de la calidad de vida; en el ámbito económico se evidenciadetrimento de las actividades económicas (turismo e industria), sobrecostospara eliminar la contaminación, mayores demandas económicas para enfrentarproblemas de saneamiento y salubridad; ambientalmente el daño que causanlas aguas residuales es determinante, el deterioro de los ecosistemas esevidente y con este el desequilibrio ecológico de amplias zonas del país, eldaño a las fuentes hídricas es prácticamente irreparable, haciendo de nuestromedio ambiente algo insostenible.Teniendo en cuanta que muy pocos municipios de Colombia cuentan conPTAR, se hace evidente la necesidad de implementar proyectos que apunten almejoramiento sustancial de nuestras fuentes hídricas mediante laimplementación de PTAR ya que “el uso de una fuente de agua como receptorde desechos acarrea una disminución de la disponibilidad del recurso en
  • 27. términos de calidad que amenazan otros posibles usos aguas abajo del foco decontaminación“ (Gandini, Pérez, & Madera, 2005, pág. 5)En la construcción e implementación de PTAR, es indispensable tener encuenta el contexto particular donde se desarrollará a si como la evaluación desus posibles impactos tanto positivos como negativos. Gandine, Pérez &Madera, estiman que “los objetivos de tratamiento para cada caso en particulardeben estimarse a partir de un análisis integral que contemple aspectosambientales, técnicos, económicos y socioculturales” (pág.5) y en concordanciaestablecen una especie de metodología para que los objetivos de tratamientosean efectivos.Al respecto mencionan los siguientes pasos: - Caracterización de las Aguas Residuales (AR): calidad y cantidad el agua - Caracterización de la fuente receptora: Capacidad de asimilación de la fuente. - Identificación del impacto sobre la fuente receptora: Como se afecta el recurso por los vertimientos. - Identificación de los usos actuales y potenciales de la fuente receptora: Análisis de la cantidad de recurso que se requiere para los usos actuales como para los posibles. - Cuantificación de eficiencias remocionales para alcanzar la calidad de los usos actuales y posibles: Garantizar la calidad del agua - Reconocimiento de la oferta tecnológica para alcanzar las eficiencias: tecnología disponible - Estimación de costos asociados: relación entre las eficiencias y tecnología - Concertación de los objetivos de tratamiento entre todos los actores participantes:
  • 28. Estos aspectos técnicos se complementan con otros aspectos sociales yecológicos que también deben estudiarse con cuidado como son: - Población afectada por las descargas de aguas residuales: - Tipo, frecuencia y costo de tratamiento de enfermedades atribuibles al contacto directo e indirecto con las aguas residuales municipales - Descripción de la actividad productiva que utiliza el agua de la fuente que está contaminada por aguas residuales (CEPEP, 2006, pág. 3)La Guía General para la Preparación y Presentación de Estudios de EvaluaciónSocioeconómica de Proyectos para la Construcción de Plantas de Tratamientode Aguas Residuales Municipales de México (2006) estima entre los beneficiosderivados de construir PTAR los siguientes: Incremento en el excedente neto de actividades productivas: en virtud que muchas actividades productivas, entre ellas la agricultura se ven afectadas por la contaminación del agua, una PTAR ofrece una mejoría notoria en dichas actividades Disminución en el índice de enfermedades hídricas: puesto que al realizar el tratamiento adecuado del agua residual, se elimina la contaminación y con esto el peligro de adquirir enfermedades relacionadas directamente con la calidad del agua. Postergación de inversiones en agua potable: ya que el agua se puede reutilizar reduciendo desperdicios. Disminución de malos olores y fauna nociva: que contribuyen al confort y equilibrio ambiental Uso racional de los recursos: se establecen usos racionales para el agua de consumo y el agua para otras actividades como las agrícolas e
  • 29. industriales. (CEPEP, 2006, págs. 7-9)Otros beneficios, según lo establece Guillermo León Suematsu (1995) son: Diversificación de cultivos Disminución de la contaminación Educación de los pobladores sobre la importancia del saneamiento y la justificación del gasto Mejora en la calidad de vida de la población por la generación de espacios recreativos, áreas verdes públicas y entornos ecológicos Generación de entornos ecológicos y mantenimiento de la capacidad de reproducción del ecosistema Mejora del paisaje (Suematsu, 1995, pág. 3)Entre los aspectos negativos de la construcción de la PTAR se puedenmencionar: Problemas de operación, falta de tratamiento, olores y mosquitos Pérdida de valor de los terrenos aledaños si se presentan malos olores o molestias por el diseño incorrecto o inadecuada operación y mantenimiento de la planta de tratamiento Efectos adversos a la salud de los agricultores por la falta o inadecuada aplicación de medidas de protección Efectos adversos a la salud de los consumidores de los productos generados. Contaminación del agua subterránea a causa de elementos contaminantes no removidos por el sistema de tratamiento, en caso el acuífero sea vulnerable y no exista una impermeabilización adecuada de las lagunas Presencia de elementos potencialmente fitotóxicos que pueden acumularse en los cultivos y transmitirse a lo largo de la cadena alimenticia, si se permite la descarga de efluentes industriales sin tratamiento previo
  • 30. Generación de malos olores por diseño, operación y mantenimiento inadecuados; Presencia de vectores de enfermedades, si no hay control adecuado Deterioro del suelo por incremento de la tasa de salinización (Suematsu, 1995, págs. 3,4)Entre otros aspectos negativos, se puede mencionar por ejemplo, que si elmanejo y la gestión del agua se deja en manos privadas (como lo demandanlas políticas neoliberales actuales) se pueden presentar costos excesivos enlos servicios públicos, perdida del control de los recursos por parte del estado ycon ello privatización de los recursos naturales, el territorio, la biodiversidad(por ejemplo) además de las largas concesiones, que sin hacer mayor inversiónse lucran de los aportes de los ciudadanos. CONCLUSIONES Es necesario que en los instrumentos de la política ambiental se busquen resultados eficientes, y que se trascienda la normativa del papel por propuestas y planes estratégicos articulados en un sistema de gestión coherente con las realidades del país. Una adecuada gestión del agua solo es posible mediante una armonización de todos los actores que inciden en el tratamiento y uso del recurso hídrico, sin privilegiar la obtención de ganancias económicas sino por el contrario buscando equidad social y equilibrio ambiental. Cada vez se hace más urgente la adecuada Gestión de los recursos hídricos, esto implica que exista un sistema de gestión articulado y coherente que trabaje en pro de la soberanía, el territorio y el uso equitativo y sostenible de los recursos disponibles. Todo proyecto para la implementación de PTAR, debe ser resultado de un estudio y diagnóstico serio, que tenga en cuenta tanto los efectos positivos de la misma como los posibles impactos negativos, para que se puedan mitigar con acciones a mediano, corto y largo plazo. En los proyectos de implementación de la PTAR es necesario tener en cuenta tres aspectos determinantes: los sociales, los económicos y los
  • 31. ecológicos y se deben establecer objetivos de tratamiento que apunten a satisfacer necesidades de la comunidad en pro de mejorar la calidad de vida, así como establecer los aspectos tecnológicos adecuados, según el diagnóstico preliminar. En toda PTAR, además de su implementación, se hace necesario un programa constante de mantenimiento, que mantenga las condiciones de calidad e tratamiento y que evite la aparición de impactos ambientales negativos.REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS CEPEP. (2006). Guía General para la Preparación y Presentación de Estudios de Evaluación Socioeconómica de Proyectos para la Construcción de Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales Municipales de México. México: Banco Nacional de Obras y Servivios Públiocs S.N.C. COMPES (2002) Ministerio Del Medio Ambiente. Ministerio De Desarrollo Económico. Acciones prioritarias y lineamientos para la formulación del plan nacional de manejo de aguas residuales. Bogotá . p. 3. Departamento Nacional De Planeacion – PNUD. Estudio de contaminación industrial en Colombia. Bogotá : DNP, 1994. Fresenius, W., Schneider, W.; Böhnke, B.; Pöppinghaus, K. eds. (1989.) Waste water technology: origin, collection, treatment and analysis of waste water. Nueva York: Springer-Verlag. Gandini, M., Pérez, M., & Madera, C. (2005). Política de control de contaminación hídrica en Colombia. Elementos de discusión asociados a objetivos de tratamiento. Universidad del Valle, Instituto Cinara. Calí: Univalle. Guimaräes, R. (1994). Desarrollo sustentable: ¿Propuesta alternativa o retórica neoliberal? TEMAS{Versión electrónica}, 31-47.
  • 32. Kreissl, J.F.; Gilbert, W.G. (1987). Preliminary treatment facilities: designand operational considerations. EPA/430/09-87-007 (NTISPB88124078).Leff, E. ( 2004). Racionalidad ambiental. La reapropiación social de lanaturaleza. México: Siglo XXI editores.Martin, E.J.; Martin, E.T.( 1991). Technologies for small water andwastewater systems. Nueva York: Van Nostrand Reinhold.MOPU, 2005. Centro de estudios de ordenación del territorio. Ministeriode obras públicas y urbanismo). Guía para la elaboración de estudios delmedio físico, contenido y metodología. Madrid, España: CEOTMA, p.279- 281.Saenz, R.(1970) Modernización y Avances en el Uso de Aguas Negraspara el Irrigación Intercambio de Aguas Uso Urbano y Riego. Asesor dela División de Salud y Ambiente OPS/ OMS. Riego y SaludSuematsu, G. L. (1995). Impacto Ambiental de los proyectos de uso deaguas residuales . CEPIS/OPS.Water Environment Federation; American Society of Civil Engineers.1992. Design of municipal wastewater treatment plants. 2 vol.Alexandria, VA. WEF Manual of Practice No. 8/ASCE Manual and Reporton Engineering Practice No. 36. [Sustitución del WCPF/ASCE (1977)).