diseÑo de una alternativa para el manejo adecuado de …
TRANSCRIPT
1
DISEÑO DE UNA ALTERNATIVA PARA EL MANEJO ADECUADO DE LOS
LODOS GENERADOS POR LA PLANTA DE TRATAMIENTO DEL
ACUEDUCTO PIENDAMÓ – MORALES, MUNICIPIO DE PIENDAMÓ.
GUILLERMO ANDRÉS GARZÓN SÁNCHEZ
CORPORACIÓN UNIVERSITARIA AUTÓNOMA DEL CAUCA
FACULTAD DE CIENCIAS AMBIENTALES Y DESARROLLO SOSTENIBLE
PROGRAMA INGENIERÍA AMBIENTAL Y SANITARIA
POPAYÁN
2019
DISEÑO DE UNA ALTERNATIVA PARA EL MANEJO ADECUADO DE
LOS LODOS GENERADOS POR EL ACUEDUCTO PIENDAMÓ – MORALES,
MUNICIPIO DE PIENDAMÓ
2
GUILLERMO ANDRÉS GARZÓN SÁNCHEZ
Trabajo de grado para optar el título de Ingeniero Ambiental y Sanitario
Director:
FABIAN FERNANDEZ
CORPORACIÓN UNIVERSITARIA AUTÓNOMA DEL CAUCA
FACULTAD DE CIENCIAS AMBIENTALES Y DESARROLLO SOSTENIBLE
PROGRAMA INGENIERÍA AMBIENTAL Y SANITARIA
POPAYÁN
2019
3
_____________________________
Director
_____________________________
Jurado
_____________________________
Jurado
Popayán 2019
4
AGRADECIMIENTOS
Dios, tu amor y tu bondad no tienen fin, me permites sonreír ante todos mis logros
que son resultado de tu ayuda, y cuando caigo y me pones a prueba, aprendo
de mis errores y me doy cuenta que lo pones en frente mío para que mejore
como ser humano y crezca como persona.
A mis padres y mi hermana por su acompañamiento y apoyo a lo largo de mis
años en la universidad para que lograra terminar mis estudios y por siempre
inculcarme valores que cada día forjan en mí la persona que soy actualmente y
el profesional que quiero llegar a ser.
5
DEDICATORIA
A mis padres por ser los principales promotores de mis sueños, por cada día
confiar y creer en mí y en mis expectativas. A mi madre por estar dispuesta a
acompañarme y brindarme todo su amor y apoyo incondicional. A mi padre por
siempre desear y anhelar lo mejor para mi vida, por cada consejo y cada una de
sus palabras que me guiaron durante mi vida. A mi hermana por su apoyo y
consejos que me fueron de mucha ayuda a lo largo de mi carrera.
6
TABLA DE CONTENIDO
INTRODUCCIÓN 12
CAPÍTULO 1: PROBLEMA .............................................................................. 13
1.1 Planteamiento del problema................................................................... 13
JUSTIFICACIÓN .............................................................................................. 15
OBJETIVOS ..................................................................................................... 16
Objetivo General .......................................................................................... 16
Objetivos Específicos ................................................................................... 16
CAPÍTULO 2: REFERENTES CONCEPTUALES ............................................ 17
2.1 Antecedentes ......................................................................................... 17
2.2 Bases teóricas ....................................................................................... 19
2.2.1. Características de un residuo peligroso por acción química ............... 19
2.2.2. Características de un residuo peligroso por ser reactivo: ................... 19
2.2.3. Composición de un residuo peligroso explosivo: ................................ 19
2.2.4. Propiedad de un residuo inflamable: .................................................. 20
2.2.5. Cualidad de un desecho peligroso tóxico: .......................................... 20
2.3. Prueba TCLP ........................................................................................ 21
2.4. Bases legales........................................................................................ 22
CAPÍTULO 3: METODOLOGÍA ........................................................................ 23
Primera Fase: Caracterización de la generación de lodos de la PTAP ........ 24
Actividad 1.1 Visita a la laguna “Cruz victoria” (donde son depositados los
lodos residuales del tratamiento de potabilización). ..................................... 25
Actividad 1.2 Diagnóstico de la calidad del agua potable y la regularidad con
que analizan los parámetros del agua cruda. ............................................... 26
Actividad 1.3 Caudal captado por la planta y caudal tratado diario. ............. 27
Actividad 1.4 Tipo y dimensión de las estructuras con que cuenta la
planta. .......................................................................................................... 28
Actividad 1.5 Encuesta a la comunidad aledaña a la planta y al personal .... 28
Actividad 2. Caracterización. ........................................................................ 29
Actividad 2.1 Determinación de los parámetros y el laboratorio certificado para
el análisis de la peligrosidad o del potencial de aprovechamiento de los lodos.
.................................................................................................................... 30
Actividad 2.2. Determinación de la concentración ........................................ 31
Actividad 2.3 Determinación del volumen de lodos generados por la PTAP. 32
7
Segunda Fase: Diseño de una alternativa para el manejo de lodos. ............ 32
Actividad 1. Formulación de medidas de optimización de los procesos para la
minimización de la generación de lodos:...................................................... 32
Actividad 2. Formular las medidas de tratamiento de lodos generados en la
PTAP del acueducto Piendamó – Morales. .................................................. 34
Actividad 3. Plantear medidas para el aprovechamiento de lodos:............... 38
Actividad 4. Formulación de una guía de transporte y disposición final seguro
de los lodos residuales: ............................................................................... 38
Tercera Fase: Elaboración y socialización de la alternativa para el manejo de
lodos. ........................................................................................................... 40
Actividad 1. Elaboración de una guía de manejo de lodos, en la cual se
explique de manera clara y dinámica el correcto manejo de los mismos: .... 40
Actividad 2. Socialización de la guía de manejo de lodos y los resultados
obtenidos a lo largo de la pasantía: ............................................................. 41
CAPÍTULO 4: RESULTADOS .......................................................................... 42
2.1.3. Ubicación del punto de muestreo ....................................................... 65
2.1.2. Protocolo de muestreo ....................................................................... 65
2.1.3. Muestreo ............................................................................................ 66
2.2.1. Determinación de la concentración según la norma técnica
(ras2000) ..................................................................................................... 70
Actividad 2.3 Determinación del volumen de lodos generados por la PTAP 72
Fase 2: Diseño de alternativa para manejo de lodos. ....................................... 74
Actividad 1. Formulación de medidas de optimización de los procesos para la
minimización de la generación de lodos....................................................... 74
Actividad 2. Formular las medidas de tratamiento de lodos generados en la
PTAP: .......................................................................................................... 75
Actividad 3. Plantear medidas para el aprovechamiento de lodos:............... 77
Actividad 4 Formulación de una guía de transporte y disposición final seguro
de los lodos residuales: ............................................................................... 80
Fase 3: Elaboración y socialización de la alternativa para el manejo de lodos. 81
Actividad 1 elaboración de una guía de manejo de lodos ............................ 81
Actividad 2. Socialización de la guía de manejo de lodos y los resultados
obtenidos a lo largo de la pasantía: ............................................................. 86
CAPITULO 5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ............................. 87
BIBLIOGRAFIA ................................................................................................ 90
ANEXOS .......................................................................................................... 92
8
ÍNDICE DE FIGURAS
FigurA 1. Etapas Involucradas en el Tratamiento de los Lodos ........................25
FigurA 2. Canaleta parshall ..............................................................................27
Figura 3. Lecho de secado ...............................................................................40
Figura 4. Bocatoma PTAP Piendamo – Morales; Fuente propia. ....................42
Figura 5. Procesos de coagulación por medio de canaleta Parshall y metodo de jarras; Fuente propia. ................................................................................43
Figura 6. Floculadores de pantallas horizontales; Fuente Propia. ....................44
Figura 7. Sedimentadores de flujo vertical descendiente; Fuente Propia. ........45
Figura 8. Retrolavado del filtro; fuente propia ...................................................46
Figura 9. Sistema de inyección de cloro gaseoso; Fuente Propia. ...................46
Figura 10. Presencia de algas, pérdida del espejo de agua; fuente propia.......48
Figura 11. la laguna es propiedad privada. ......................................................48
FigurA 12. Canal conector de la laguna cruz victoria con la PTAP ...................49
Figure 13. Canaleta Parshall ............................................................................52
Figura 14. vista superior de la ptap piendamo-morales ....................................53
Figura 15. vista de perfil sedimentadores de flujo vertical descendiente. .........53
Figura 16. vista superior sedimentadores de flujo vertical descendiente. .........54
Figura 17. vista frontal de los sedimentadores. ................................................54
Figura 18. Acueducto piendamo morales, Piendamó – Cauca. ........................65
Figura 19. Determinacion de la concentracion de volumenes; fuente propia ....72
Figure 20. Registro fotografico cantidad de lodos producidos. .........................73
Figura 21. Esquema de la alternativa de lechos de secado..............................76
FigurA 22. Lechos de secado Fuente: SIAM. Servicios industriales y ambientales limitada .....................................................................................................76
Figura 23. socializacion alternativa y manejo de lodos .....................................87
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1. Bases legales ..................................................................................... 22
Tabla 2. Parametros de calidad de agua para consumo humano ..................... 26
Tabla 3. Cantidad Teórica de Lodos Generados según Caudal Tratado .......... 29
Tabla 4. Volumen Total Teórico de Lodos Generados. .................................... 29
Tabla 5. Concentraciones maximas de contaminantes para la prueba TCLP ... 31
Tabla 6. Comparación Sistemas de Disminución del Agua .............................. 33
Tabla 7. alternativas de tratamiento de lodos de ptap ...................................... 35
9
Tabla 8. Parametros y frecuencia con la que se analiza los parametros de calidad de agua ..................................................................................................... 50
Tabla 9. Características de los lodos ............................................................... 64
Tabla 10. BICACIÓN DEL PUNTO DE MUESTREO ........................................ 65
Tabla 11. Dimensiones sedimentador .............................................................. 66
Tabla 12. resultados de laboratorio .................................................................. 67
Tabla 13. Determinacion de la concentración de lodos .................................... 71
Tabla 14. Descarga de lodos generados a la laguna cruz victoria. ................... 73
Tabla 15. Área requerida según la fuente del lodo y el cubrimiento del lecho .. 76
Tabla 16. . Alternativas para El Uso o La Disposición de Lodos ....................... 77
ÍNDICE DE ANEXOS
Anexo 1. Encuesta poblacion aledaña a la zona. .............................................92
Anexo 2. Encuesta trabajadores PTAP ............................................................94
Anexo 3. Caracterización de residuos solidos ..................................................96
Anexo 4. Parametros de diseño .......................................................................96
Anexo 5. Guía de transporte y disposición final................................................98
Anexo 6. Guía de manejo de lodos ................................................................ 100
10
RESUMEN
Actualmente la PTAP de Piendamo-Morales ubicada en la cabecera municipal
de Piendamo no realiza el tratamiento de los lodos que se generan de su
operación. Tampoco realiza disposición adecuada de los mismos y no cuenta
con un estudio que le permita determinar el potencial de aprovechamiento de los
lodos que genera y las alternativas de tratamiento propias a las condiciones
específicas de su operación, por lo que actualmente se ve obligada a evacuar
los lodos junto con el afluente que se genera en la laguna Cruz Victoria, los
cuales son conducidos por medio de un canal que conecta con el sistema de la
PTAP. Este trabajo de grado tuvo como objetivo seleccionar una alternativa de
tratamiento y aprovechamiento de lodos, que mejor se ajustara a las condiciones
específicas de la PTAP Piendamo-Morales.
Por medio de una caracterización de toxicidad y prueba de PCL se determinó el
aprovechamiento de los lodos generados, como también se realizó visitas de
campo a la PTAP, a la cuenca de cual se abastece el acueducto, a la comunidad
cercana a La Laguna Cruz Victoria; la cual permitió analizar alternativas y
formular una guía de implementación, de transporte y disposición final con
actividades necesarias para lograr aprovechar los lodos generados e impactar
negativamente el medio ambiente.
Se espera que el presente trabajo pueda ser aplicado en la PTAP convencional,
considerando el factor económico de la ejecución y operación de dicho sistema,
finalmente se destacan conclusiones y recomendaciones presentando una
documentación anexa que tiene como finalidad mostrar las herramientas
utilizadas para la ejecución del trabajo realizado e información general sobre el
estudio de campo
11
ABSTRACT
Currently PTAP Piendamo-Morales located in the municipal seat of Piendamo
does not perform the treatment of sludge generated from its operation. Neither
does it make an adequate provision of the same and does not have a study that
allows it to determine the potential for the use of the sludge it generates and the
treatment alternatives specific to the specific conditions of its operation, for which
it is currently obliged to evacuate the sludge along with the tributary that is
generated in the Cruz Victoria lagoon, which are conducted through a channel
that connects with the PTAP system. The objective of this graduate work was to
select an alternative for the treatment and utilization of sludge, which would be
better adjusted to the specific conditions of PTAP Piendamo-Morales.
Through a characterization of toxicity and PCL test, the use of generated sludge
was determined, as well as field visits to the PTAP, to the basin from which the
aqueduct is supplied, to the community near La Laguna Cruz Victoria ; which
allowed to analyze alternatives and formulate a guide of implementation,
transport and final disposal with necessary activities in order to take advantage
of the generated sludge and negatively impact the environment.
It is expected that the present work can be applied in the conventional PTAP,
considering the economic factor of the execution and operation of said system,
finally conclusions and recommendations are highlighted presenting an annexed
documentation that has as purpose to show the tools used for the execution of
the work done and general information about the field study.
12
INTRODUCCIÓN
Las plantas de tratamiento de agua son un conjunto de sistemas y operaciones
unitarias de tipo físico, químico o biológico cuya finalidad es reducir la
contaminación o las características no deseables de las aguas; el Departamento
del Cauca cuenta con 81 acueductos [1] que en su mayoría no tienen un proceso
de tratamiento de lodos. Hasta hace muy pocos años en las PTAP sólo se
gestionaba la producción de agua potable, no prestando mucha atención a los
lodos que se producían, tanto en los decantadores como en el lavado de los
filtros.
El manejo de lodos en América Latina ha avanzado exponencialmente, países
como Brasil y México fortalecieron sus normas, donde sus leyes y reglamentos
son cada vez más estrictos. En Colombia existen leyes para el manejo y
disposición de los lodos producto del tratamiento de agua cruda [2] además de
normas que proponen parámetros para la disposición de estos [3] sin embargo
los resultados no son los esperados, ya que estas pautas no son cumplidas como
deben ser, solucionando el problema de la forma más fácil y frecuente como es
el arrojar los desechos nuevamente a las cuencas. Aunque se cuenta con una
reglamento ambiental exigente, el cual plantea el pago de un impuesto (tasa
retributiva) por parte de las empresas que contaminan. Haciendo que las
empresas realicen tratamientos adecuados a sus desechos para así evitar los
altos costos que estos pueden ocasionar.
El presente trabajo tiene como objetivo diseñar una alternativa sostenible para la
implementación de un sistema de manejo de los lodos generados en el proceso
de potabilización del agua en el acueducto regional Piendamó – Morales,
municipio de Piendamo en el departamento del Cauca. A través de una
caracterización general de los lodos, donde se plantearon medidas de
minimización, como también construir y socializar de una guía de manejo y
disposición adecuada de lodos, siguiendo la alternativa definida del acueducto.
13
CAPÍTULO 1: PROBLEMA
1.1 Planteamiento del problema
Los lodos producidos por las PTAP son descargas que generalmente terminan
en cauces naturales, la cual es problemática a tener en cuenta, ya que si bien
estos residuos son principalmente inorgánicos, van formando “banco de fangos”,
a la vez que aumentan la turbiedad y el color de las aguas receptoras[4].
Si bien los impactos ambientales y sociales generados por el manejo y disposición
final de los lodos dependen de las características particulares de la zona
geográfica, es importante tener un manejo adecuado de estos residuos [4]. En el
barrio Los Andes de Piendamó, se ubica la planta de tratamiento de agua potable
- PTAP del Acueducto Piendamo – Morales. Ésta, en su proceso de potabilización
del agua, utiliza el sulfato de aluminio como floculante – coagulante y en la etapa
de sedimentación se acumula en forma hidrolizada junto con los demás residuos
sólidos atrapados (lodos). Estos lodos no cuentan con un adecuado manejo ni un
sistema de tratamiento, no se mide el volumen generado y cada 21 días vierte
directamente a la laguna Cruz Victoria, causando un impacto importante y visible
a toda la biodiversidad alrededor.
El tipo de estructuras del acueducto Piendamó – Morales es convencional con
una capacidad instalada de 70 Lps. Esta planta consta de una canaleta Parsahall
(mezcla rápida), mezcla de coagulante, 2 floculadores, dos sedimentadores de
alta tasa, 3 filtros con un tanque para lavado, desinfección, un tanque de
almacenamiento y equipamiento de laboratorio para muestras inmediatas, para la
prestación del servicio.
Uno de los aspectos más críticos en la operación de esta planta de tratamiento
es el manejo de los lodos producidos en los procesos de sedimentación y
filtración. Los lodos que se producen en los sedimentadores constituyen entre el
60 y el 70% de los sólidos totales y en los filtros entre el 30 y el 40%.
Los procesos que deben continuar para un adecuado manejo de estos residuos
se dividen en la evacuación de los lodos, ya sea en forma periódica o continua, y
la disposición final de los lodos para un post tratamiento de estos que sea
14
amigable con el medio ambiente. De acuerdo a lo anterior, el manejo integral de
lodos producidos por acueductos, es una necesidad marcada de generar
alternativas sostenibles al manejo de lodos.
15
JUSTIFICACIÓN
A nivel nacional las empresas prestadoras de servicios públicos están en la
obligación de cumplir con la normatividad vigente emitida tanto por los entes
nacionales y territoriales; a pesar de esto existen falencias en la administración
de los recursos que nos sugiere la necesidad de establecer lineamientos claros
para fortalecer la actual gestión de los residuos desde su generación en la fuente
hasta su disposición final [5]. En el caso de los lodos provenientes de plantas de
tratamiento de agua potable, es muy común observar acciones de disposición
inadecuada debido a la falta de planificación y control. Los lodos son depositados
generalmente en cuerpos de agua, alterando con ello sus características y
afectando su riqueza natural [6].
La planta de tratamiento de agua potable Piendamo Morales descarga los lodos
residuales en la Laguna Cruz Victoria, si bien una práctica muy corriente es
reciclar o recuperar el agua procedente del lavado de filtros enviándola a
cabecera de tratamiento, o bien evacuar hacia el desagüe general y de aquí a
las corrientes naturales de aguas más cercanas [7], estas acciones afectan a la
comunidad cercana, flora y fauna endémica del área de descarga. El principal
objetivo de este trabajo de grado es diseñar una alternativa sostenible para
aprovechamiento, tratamiento y/o disposición final, ya que se han encontrado
alternativas a bajo costo y con un funcionamiento óptimo en otras regiones de
Colombia y el mundo
16
OBJETIVOS
Objetivo General
Diseñar una alternativa sostenible para la implementación de un sistema de
manejo de los lodos generados en el proceso de potabilización del agua en el
acueducto regional Piendamó – Morales.
Objetivos Específicos
Caracterizar la generación de lodos residuales de la Planta de Tratamiento de Agua Potable (PTAP).
Plantear medidas de minimización y manejo de lodos, de acuerdo con las características de los mismos y las condiciones locales.
Construir y socializar de una guía de manejo y disposición adecuada de
lodos, siguiendo la alternativa definida para el caso del acueducto
Piendamó – Morales
17
CAPÍTULO 2: REFERENTES CONCEPTUALES
2.1 Antecedentes
La sub - producción de lodos es uno de los principales impactos al ambiente y la
salud. La generación, por parte de las plantas de tratamiento se ha convertido
en tema de preocupación por su creciente volumen en los últimos años, el
deterioro a los cuerpos de agua y el paisaje natural es uno de los muchos
problemas que genera el inadecuado manejo de los lodos [8].
En 2001, en Uganda un grupo de expertos japoneses estudió el efecto de la
descarga del lodo obtenido de un coagulante de aluminio en el lago Victoria y
encontraron anormalidades en las raíces de algunas plantas y deficiencia de
fósforo. Esto último se atribuyó a la presencia de aluminio, que impide la correcta
asimilación de fósforo por las raíces de la planta [9].
En cuanto a América Latina, México es uno de los países latinoamericanos que
más ha estudiado los problemas del no tratamiento de los lodos en la
potabilización del agua, demostrando con hechos la importancia del tema y
brindando las pautas para que el resto de países de la zona inicien con las
respectivas medidas para la mitigación de los posibles impactos de la
acumulación de los lodos por la falta de tratamientos dentro de las cuales se
destaca el hecho que los recursos para la operación de sistemas de tratamiento
de lodos en las plantas potabilizadoras de América Latina son escasos, punto
que es de vital importancia a tenerse en cuenta al proponer alternativas para
aplicarlas en la región[10].
Con respecto al impacto ambiental de los residuos sólidos en el recurso agua, la
mayoría de las corporaciones autónomas regionales afirman que los mismos se
vierten en altas proporciones en los cuerpos de agua y que, en muchos casos,
el agua es utilizada para consumo humano. La CVC menciona que 3% de las
basuras son vertidas al río Cauca y 20% a la bahía de Buenaventura;
CORPOMAG, que 100% de los municipios por los que pasa el río Magdalena
18
disponen sus residuos sólidos en sus riberas; la CRC, que la mayoría de los
municipios del departamento del Cauca vierten sus residuos al río Cauca [9]
En Colombia el problema tiende a ser especialmente grave por la falta de
verticalidad al momento de hacer cumplir la normatividad y la falta de
instalaciones y tecnología para el manejo de estos residuos [11], lo que genera
el aumento en la contaminación de fuentes hídricas, como también la
contaminación de suelos, afectando a las personas que se encuentran en estas
áreas donde se arrojó el residuo.
La información publicada en torno a experiencias de reutilización y tratamiento
de los lodos provenientes de PTAP es escasa en Colombia, [12] en el municipio
de Caldas (Antioquia) se cuenta con una planta piloto para el tratamiento de
lodos donde se espesan por medio de polímeros hasta su secado para su
posterior disposición. Así mismo, han sido pocas las publicaciones para la
reutilización y tratamiento de lodos provenientes de PTAP [11]. Entre los
métodos más utilizados para el tratamiento de los lodos generados en los
sistemas convencionales de potabilización de agua se encuentra la
sedimentación con la adición de polímeros coagulantes y floculantes [13].
Para determinar la peligrosidad y clasificar los residuos generados en el
Sedimentador de la PTAP del Acueducto Piendamó Morales, se lleva a cabo la
caracterización y realización de pruebas analíticas en el laboratorio según el
Decreto 1076 de 2015, del Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible.
De acuerdo con la EPA, la caracterización de los residuos se debe realizar con
base en los análisis de la prueba denominada CRETIB – Corrosividad,
Reactividad, Explosividad, Inflamabilidad, Toxicidad (TCLP) del residuo, la cual
permite determinar el tipo de residuo al que corresponde y clasificarlo como
peligroso o no peligroso.
Para mayor claridad en los resultados a continuación se dan las siguientes
definiciones de acuerdo al Decreto 1076 de 2015.
19
2.2 Bases teóricas
2.2.1. Características de un residuo peligroso por acción química
Característica que hace que un residuo o desecho por acción química, pueda
causar daños graves en los tejidos vivos que estén en contacto o en caso de
fuga puede dañar gravemente otros materiales, y posee cualquiera de las
siguientes propiedades:
Ser acuoso y presentar un pH menor o igual a 2 o mayor o igual 12.5
unidades.
Ser líquido y corroer el acero a una tasa mayor de 6.35 mm por año a
una temperatura de ensayo de 55º C.
2.2.2. Características de un residuo peligroso por ser reactivo:
Es aquella característica que presenta un residuo o desecho cuando al
mezclarse o ponerse en contacto con otros elementos, compuestos, sustancias
o residuos tiene cualquiera de las siguientes propiedades:
Generar gases, vapores y humos tóxicos en cantidades suficientes para
provocar daños a la salud humana o al ambiente cuando se mezcla con
agua.
Poseer, entre sus componentes, sustancias tales como cianuros,
sulfuros, peróxidos orgánicos que, por reacción, liberen gases, vapores
o humos tóxicos en cantidades suficientes para poner en riesgo la salud
humana o el ambiente.
Ser capaz de producir una reacción explosiva o detonante bajo la acción
de un fuerte estímulo inicial o de calor en ambientes confinados.
Aquel que produce una reacción endotérmica o exotérmica al ponerse
en contacto con el aire, el agua o cualquier otro elemento o sustancia.
Provocar o favorecer la combustión.
2.2.3. Composición de un residuo peligroso explosivo:
Se considera que un residuo (o mezcla de residuos) es explosivo cuando en
estado sólido o líquido de manera espontánea, por reacción química, puede
desprender gases a una temperatura, presión y velocidad tales que puedan
20
ocasionar daño a la salud humana y/o al ambiente, y además presenta
cualquiera de las siguientes propiedades:
Formar mezclas potencialmente explosivas con el agua.
Ser capaz de producir fácilmente una reacción o descomposición
detonante o explosiva a temperatura de 25º C y presión de 1.0
atmósfera.
Ser una sustancia fabricada con el fin de producir una explosión o efecto
pirotécnico.
2.2.4. Propiedad de un residuo inflamable:
Característica que presenta un residuo o desecho cuando en presencia de una
fuente de ignición, puede arder bajo ciertas condiciones de presión y
temperatura, o presentar cualquiera de las siguientes propiedades:
Ser un gas que a una temperatura de 20ºC y 1.0 atmósfera de presión
arde en una mezcla igual o menor al 13% del volumen del aire.
Ser un líquido cuyo punto de inflamación es inferior a 60ºC de
temperatura, con excepción de las soluciones acuosas con menos de
24% de alcohol en volumen.
Ser un sólido con la capacidad bajo condiciones de temperatura de 25ºC
y presión de 1.0 atmósfera, de producir fuego por fricción, absorción de
humedad o alteraciones químicas espontáneas y quema vigorosa y
persistentemente dificultando la extinción del fuego.
Ser un oxidante que puede liberar oxígeno y, como resultado, estimular
la combustión y aumentar la intensidad del fuego en otro material.
2.2.5. Cualidad de un desecho peligroso tóxico:
Se considera residuo o desecho tóxico aquel que en virtud de su capacidad de
provocar efectos biológicos indeseables o adversos puede causar daño a la
salud humana y/o al ambiente. Para este efecto se consideran tóxicos los
residuos o desechos que se clasifican de acuerdo con los criterios de toxicidad
(efectos agudos, retardados o crónicos y ecotóxicos) definidos a continuación y
21
para los cuales, según sea necesario, las autoridades competentes establecerán
los límites de control correspondiente:
Dosis letal media oral (DL50) para ratas menor o igual a 200 mg/kg para
sólidos y menor o igual a 500 mg/kg para líquidos, de peso corporal.
Dosis letal media dérmica (DL50) para ratas menor o igual de 1000
mg/kg de peso corporal.
Concentración letal media inhalatoria (CL50) para ratas menor o igual a
10 mg/l.
Alto potencial de irritación ocular, respiratoria y cutánea, capacidad
corrosiva sobre tejidos vivos.
Susceptibilidad de bioacumulación y biomagnificación en los seres vivos
y en las cadenas tróficas.
Carcinogenicidad, mutagenecidad y teratogenecidad.
Neurotoxicidad, inmunotoxicidad u otros efectos retardados.
Toxicidad para organismos superiores y microorganismos terrestres y
acuáticos.
Otros que las autoridades competentes definan como criterios de riesgo
de toxicidad humana o para el ambiente.
2.3. Prueba TCLP
Además se considera residuo o desecho Tóxico aquel que, al
realizársele una prueba de lixiviación para característica de Toxicidad
(Conocida como prueba TCLP), contiene uno o más de las sustancias,
elementos o compuestos que se presentan en concentraciones
superiores a los niveles máximos permisibles en el lixiviado para cada
contaminante establecidos en la tabla 1.
22
TABLA 1. CONCENTRACIONES MAXIMAS DE CONTAMINANTES PARA LA PRUEBA TCLP
PARÁMETRO Unidades DTO. 4741/05
Arsénico mg /L 5.0
Bario mg /L 100
Cadmio mg /L 1.0 Cromo mg /L 5.0
Plomo mg /L 5.0
Mercurio mg /L 0.20
Selenio mg /L 1.0 Plata mg /L 5.0
Fuente: decreto 474 de 2005
Adicionalmente se evalúa toxicidad del residuo hacia el medio ambiente,
específicamente la toxicidad acuática, mediante el análisis de toxicidad aguda
para Daphnia. Para considerar eco toxico un residuo la muestra objeto de
análisis debe tener un porcentaje de inmovilización ≥ 50% en la prueba de eco
toxicidad con Daphnia.
2.4. Bases legales
Tabla 2. BASES LEGALES
NORMATIVIDAD DESCRIPCION
Ley 99 de 1993.
Reordenó el sector público encargado de la gestión y conservación del medio ambiente y los recursos naturales renovables, creó el Ministerio de Medio Ambiente y Desarrollo Sostenible, el Sistema Nacional Ambiental – SINA, y el Consejo Nacional Ambiental. Así mismo establece que en temas relacionados con salud, el MAVDT realizará la consulta respectiva al MPS.
Decreto 2811 de 1974.
“Código Nacional de los Recursos Naturales Renovables y de Protección al Medio Ambiente” – CNRN, constituye una de las fuentes principales de la política ambiental del país. Este Decreto-Ley fue expedido y se estableció como un conjunto de normas coherentes, cohesionadas y armónicas que persiguen un fin común, como es la preservación y manejo sostenible de los recursos naturales renovables del país.[14]
23
NORMATIVIDAD DESCRIPCION
Decreto 1575 de 2007.
Por el cual se establece el “Sistema para la Protección y Control de la Calidad de Agua para consumo Humano, así mismo mediante Decreto 1323 de 2007 por medio del cual se crea el Sistema de Información de Recurso Hídrico – SIRH,
Decreto 3930 de 2010. Por el cual se reglamenta parcialmente en cuanto a usos del agua y residuos líquidos y se dictan otras disposiciones.
Decreto 1287 de 2014. Por el cual se establecen criterios para el uso de los biosólidos generados en plantas de tratamiento de aguas residuales municipales
Decreto 1076 de 2015 Por medio del cual se expide el decreto único reglamentario del sector ambiente y desarrollo sostenible.
Resolución 1096 de 2000 Reglamento técnico del sector de agua potable y saneamiento básico –RAS 2000 [2].
Artículo 13º Ley 9 de 1979
Cuando por almacenamiento de materias primas o procesadas existe la posibilidad de que éstas alcancen los sistemas de alcantarillado o las aguas, las personas responsables del establecimiento deberán tomar las medidas específicas necesarias para el cumplimiento de la presente Ley y sus reglamentaciones. [14]
CAPÍTULO 3: METODOLOGÍA
El desarrollo de este trabajo de grado “DISEÑO DE UNA ALTERNATIVA PARA
EL ADECUADO MANEJO DE LOS LODOS GENERADOS POR LA PLANTA DE
TRATAMIENTO DEL ACUEDUCTO PIENDAMÓ – MORALES, MUNICIPIO DE
PIENDAMÓ”; inicia con la recopilación de información (pre-fase) diseñada como
punto de partida para establecer contacto con la PTAP, con el fin de levantar una
línea base sobre los temas que requieren mayor atención en cuanto al manejo y
operación de la PTAP y establecer el tema objeto del presente trabajo de grado.
Se realizaron visitas de campo con el propósito de caracterizar la generación de
lodos de la PTAP teniendo en cuenta que es necesario saber el estado actual de
24
la planta y los procesos. Se realizó una descripción de los tratamientos utilizados
en la PTAP; como también una breve descripción de la laguna “La Victoria”
asumiendo como referencia la apreciación de los habitantes de la zona. A partir
de esta fase de diseñó una alternativa para el manejo de lodos, en la que se
formulan medidas de optimización, de tratamiento, transporte y disposición final
de los lodos; para finalizar se elabora y se socializa una alternativa para el
tratamiento de lodos.
Uno de los aspectos más críticos en la operación de las plantas de potabilización
es el manejo de los lodos producidos en los procesos de sedimentación y
filtración, según sean provenientes de coagulación con sulfato de aluminio, o de
compuestos férricos, para remoción de color o turbiedad, ya que, tanto sus
características fisicoquímicas como sus volúmenes son distintos en cada caso
[15], porque pueden también cambiar, anual, estacional o diariamente,
dependiendo de las condiciones climáticas de la cuenca de donde es captada el
agua para el tratamiento de potabilización.
Los lodos que se producen en los sedimentadores constituyen entre el 60% y el
70% de los sólidos totales y en los filtros entre el 30% y el 40%. Sin embargo, en
las plantas que remueven hierro y manganeso los filtros retienen la mayoría de
los lodos: 50% al 90%. Los polielectrolitos tienden a reducir los volúmenes de
estos lodos. [16] Los volúmenes pueden estimarse así: los sedimentadores
producen entre el 2% y el 4% del caudal que se procesa y los filtros entre el 1%
y el 2%. En total, el flujo de lodos de una planta no debe ser mayor en promedio
del 5%, pero hay casos en que es mayor. Los volúmenes pueden estimarse así:
los sedimentadores producen entre el 2% y el 4% del caudal que se procesa y
los filtros entre el 1% y el 2%. En total, el flujo de lodos de una planta no debe
ser mayor en promedio del 5%, pero hay casos en que es mayor. [17].
Primera fase: Caracterización de la generación de lodos de la PTAP
Actividad 1: Descripción del estado actual de la planta y sus procesos.
La cual incluye la apreciación de la comunidad frente al manejo que se
está dando en planta.
25
El acueducto Piendamo – Morales comparte espacio con la empresa
EMPIENDAMO, estos acueductos tratan la misma agua pero en diferentes
estructuras, cada uno maneja sus procesos. E l método utilizado para lograr
describir el estado de la planta, consistió en una descripción visual, apoyado de
registro fotográfico, lista de chequeos, donde se Inició una inspección en la
bocatoma la cual capta el agua del rio Piendamo, luego se visitó la etapa de
coagulación, la etapa de dosificación, posteriormente los floculadores, después
los sedimentadores, luego se describió la zona de filtración que está
comprendida por filtros, por último se describe el área de cloración y el tanque
de almacenamiento,. En la Figura 1 se muestran las etapas involucradas en el
tratamiento de los lodos en las plantas de tratamiento de agua potable.
FIGURA 1. ETAPAS INVOLUCRADAS EN EL TRATAMIENTO DE LOS LODOS
Fuente: ESCOBAR RIVERA, Juan Carlos. Gestión Integral del Manejo de Lodos de Plantas de Tratamiento de
Agua Potable. ACODAL. 2004
Actividad 1.1 Visita a la laguna “Cruz victoria” (donde son depositados
los lodos residuales del tratamiento de potabilización).
Las actuales condiciones socio-ambientales obligan a plantear acciones que
mejoren los sistemas de aprovechamiento y que mitiguen sus impactos sobre el
medio que las rodea, en especial los cuerpos de agua. Gracias a investigaciones
de proyectos se ha logrado evidenciar que al verter estos sólidos de forma
26
indiscriminada en las fuentes de agua, se tienden a formar depósitos de
sedimentos, alterando de manera significativa los cauces, haciendo que
disminuya la actividad fotosintética de las plantas acuáticas, aumentando la
turbiedad, variando el color de las aguas receptoras y en general ocasionando
impactos ambientales de consideración. Por esta razón se visitó la laguna “Cruz
Victoria” la cual en este momento se encuentra como propiedad privada, el
propietario manifiesta que a raíz de la descarga de lodos provenientes de la
PTAP la gente dejo de frecuentar el lugar.
Actividad 1.2 Diagnóstico de la calidad del agua potable y la regularidad
con que analizan los parámetros del agua cruda.
Con la idea de conocer la calidad del agua en la PTAP se realizó un diagnóstico
de las condiciones en la que se encuentra el punto de abastecimiento, lugar de
captación, entrada y a la salida de la planta; para determinar si cumplen con las
condiciones y características que permite ser consumida por la población
humana sin producir efectos adversos a la salud. Estas características se
encuentran reguladas en al decreto 1575 de 2007.
Para garantizar que el agua cumpla con las condiciones para consumo humano,
la PTAP cuenta con un laboratorio interno en la cual realizan las pruebas y miden
los parámetros establecidos, En la tabla 2 se relacionan los parámetros de mayor
relevancia y control en el monitoreo de la calidad de agua, según la resolución
2115 de 2007:
TABLA 3. PARAMETROS DE CALIDAD DE AGUA PARA CONSUMO HUMANO
Resolución 215 de 2007
Características Físicas Valor Máximo Aceptable
Color aparenté 15
Olor y Sabor Aceptable
Turbiedad 2
Características Químicas Valor Máximo Aceptable
Cloro residual 0.3 a 2.0
pH 6.5 a 9.0
Carbono Orgánico Total 5.0
Nitritos 0.1 Nitratos 10
Alcalinidad Total 200
Cloruros 250
27
Aluminio 0.2 Dureza Total 300
Hierro Total 0.3
Manganeso 0.1 Sulfatos 250
Coliformes totales 0 UFC/100 cm3
Coliformes fecales 0 UFC/100 cm3
Mercurio 0,001 Cianuro libre y disociable 0,05
Características microbiológicas
Valor Máximo Aceptable
Coliformes Totales 0
Escherichia coli 0
Mesófilos < 100
Fuente: RAS 2000
De acuerdo a la resolución 2115 del 2007, tanto la frecuencia como el número
de muestras dependen de la población atendida, la PTAP analiza los parámetros
dependiendo de la época si es invierno o verano, ya que en épocas de lluvias se
presenta mayor turbiedad en el agua, por ende aumenta el número de frecuencia
para medir los parámetros.
Actividad 1.3 Caudal captado por la planta y caudal tratado diario.
La medición del caudal en una planta de tratamiento es fundamental para el
desarrollo de las siguientes etapas, aunque existen modernos y nuevos sistemas
tecnológicos para medir el flujo; La PTAP Piendamo – Morales opta la canaleta
Parshall para determinar cuál es la cantidad de agua que llega a la planta.
FIGURA 2. CANALETA PARSHALL
Fuente: Romero Rojas (2000)
28
Esta canaleta se encuentra construida en cemento, con paredes revestidas. Una
de las principales funciones es la dosificación de Sulfato de Aluminio, este
coagulante es usado en los demás procesos de la planta (coagulación-
floculación-sedimentación y filtración). En una de las paredes de la canaleta
parshall se encuentra la regleta con la que miden el flujo continuo de agua, esa
medición se hace todos los días cada dos horas, dependiendo del tiempo de
lluvia o la temporada de verano.
Actividad 1.4 Tipo y dimensión de las estructuras con que cuenta la
planta.
Para entender el proceso y el modo de operar de la planta de tratamiento de
agua potable de Piendamó – Morales se realizó un chequeo del tipo y de las
dimensiones estructurales con la que cuenta la planta, ya que algunos municipios
ejercen este servicio sin contar con la infraestructura necesaria; teniendo en
cuenta el apoyo de los operarios de la PTAP fue posible conocer todo el proceso.
El acueducto se encuentra ubicada en el casco urbano del municipio de
Piendamó vía al municipio de Silvia Cauca. Tiene estructuras de tipo
convencional con una capacidad instalada de 70 Lps para abastecer unos 8700
usuarios, consta de una Canaleta Parsahall (Mezcla rápida), mezcla de
coagulante, 2 Floculadores, dos sedimentadores de alta tasa, 3 filtros con un
tanque para lavado, desinfección, un tanque de almacenamiento y equipamiento
de laboratorio para muestras inmediatas, para la prestación del servicio. En el
desarrollo de este trabajo de grado, la PTAP no se tenían presentes los planos
de cada una de las estructuras, por lo que fue necesario tomar las dimensiones,
datos y plasmarlas con ayuda de la herramienta AutoCAD.
Actividad 1.5 Encuesta a la comunidad aledaña a la planta y al
personal.
Con el fin de tener una percepción de la comunidad aledaña a la planta de
tratamiento y cercana a la laguna “Cruz victoria” se realizó una encuesta (anexo
1), la cual busco tener un punto de vista de las personas que viven cerca de la
zona donde desechan los residuos, teniendo en cuenta que son uno de los
29
principales afectados por esta actividad, además de conocer como ha sido el
proceso de cambio de muchos años atrás con el estado actual de la laguna.
Como también se realizó una encuesta a los operarios de la PTAP, con el
objetivo de medir el conocimiento del manejo de lodos y de la construcción de
una alternativa para el manejo de estos (anexo 2).
Actividad 2. Caracterización.
Teniendo en cuenta la línea base de este trabajo de grado sobre el origen de los
lodos dentro del proceso de potabilización, se conoce de manera general las
etapas sobresalientes de la PTAP que generan los lodos residuales.
Según Romero Rojas [17] durante el tratamiento de potabilización del agua se
puede decir que:
El Proceso de sedimentación produce entre el 2% y el 4% de lodos de
la cantidad de caudal que procesa;
Los lodos de lavado de filtros, entre el 1% y el 2% del caudal procesado;
y Que el total, del flujo de lodos no debe ser mayor en promedio al 5%
TABLA 4. CANTIDAD TEÓRICA DE LODOS GENERADOS SEGÚN CAUDAL TRATADO
Caudal de agua tratada Volumen Teórico de los lodos producidos
l/s m3/d Sedimentadores (4%) Lavado de filtros (2%)
57 4,942 198 99
80 6,912 277 138
86 7,430 297 149
90 7,776 310 155
96 8,294 332 166
98 8,467 338 169
Fuente: PROPUESTA METODOLÓGICA PARA TRATAMIENTO DE LODOS PROVENIENTES DE PLANTAS DE POTABILIZACIÓN EN LA SABANA DE BOGOTÁ (ESTUDIO DE CASO MADRID, CUNDINAMARCA)
TABLA 5. VOLUMEN TOTAL TEÓRICO DE LODOS GENERADOS.
Q Agua tratada (m3/d)
Volumen de lodos (m3/d)
Proporción (%)
Proporción teórica de caudal tratado (5%)
4,942 297 6 247
6,912 415 6 346
7,430 446 6 372
7,776 465 6 389
8,294 498 6 415
8,467 507 6 423
Fuente: PROPUESTA METODOLÓGICA PARA TRATAMIENTO DE LODOS PROVENIENTES DE PLANTAS DE POTABILIZACIÓN EN LA SABANA DE BOGOTÁ (ESTUDIO DE CASO MADRID, CUNDINAMARCA)
30
Las características de los lodos varían generalmente con la calidad del agua
cruda tratada, origen, tecnología de tratamiento, tipo y cantidad de elementos
químicos empleados, de forma tal que es difícil establecer una composición
definitiva para estos; razón por la cual una caracterización de acuerdo con la
naturaleza fisicoquímica y microbiológica se hace de suma importancia con el fin
de poder establecer los métodos y equipos más apropiados para su tratamiento.
Para realizar la caracterización de lodos, se seleccionó un tipo de muestreo
entorno al estudio. De acuerdo con la EPA, la caracterización de los residuos se
debe realizar con base en los análisis de la prueba denominada CRETIB –
Corrosividad, Reactividad, Explosividad, Inflamabilidad, Toxicidad (TCLP) del
residuo, la cual permite determinar el tipo de residuo al que corresponde y
clasificarlo como peligroso o no peligroso.
Actividad 2.1 Determinación de los parámetros y el laboratorio
certificado para el análisis de la peligrosidad o del potencial de
aprovechamiento de los lodos.
La selección de los parámetros a medir para el análisis de peligrosidad se
delimito según el Decreto 1076 de 2015 del Ministerio de Ambiente y Desarrollo
Sostenible; el laboratorio certificado que realizó el análisis de la peligrosidad o
del potencial de aprovechamiento de los lodos fue “ANALISIS AMBIENTAL.
INGENIERIA Y LABORATORIO” NIT: 890.329.571-7 en concordancia con el
gerente del acueducto. Además se considera residuo o desecho Tóxico aquel
que, al realizársele una prueba de lixiviación para característica de Toxicidad
(Conocida como prueba TCLP), contiene uno o más de las sustancias,
elementos o compuestos que se presentan en concentraciones superiores a los
niveles máximos permisibles en el lixiviado para cada contaminante establecidos
en la tabla 6.
31
TABLA 6. CONCENTRACIONES MAXIMAS DE CONTAMINANTES PARA LA PRUEBA TCLP
PARÁMETRO Unidades DTO. 4741/05
Arsénico mg /L 5.0
Bario mg /L 100
Cadmio mg /L 1.0
Cromo mg /L 5.0
Plomo mg /L 5.0
Mercurio mg /L 0.20
Selenio mg /L 1.0
Plata mg /L 5.0
Fuente: DECRETO NÚMERO 4741
Adicionalmente se evalúa toxicidad del residuo hacia el medio ambiente,
específicamente la toxicidad acuática, mediante el análisis de toxicidad aguda
para Daphnia. Para considerar eco toxico un residuo la muestra objeto de
análisis debe tener un porcentaje de inmovilización ≥ 50% en la prueba de eco
toxicidad con Daphnia
Actividad 2.2. Determinación de la concentración
Para determinar la concentración de lodos, se tuvieron en cuenta dos momentos.
Primero se determinó el porcentaje de concentración masa – volumen (% m/v),
para lograr este proceso se tomó una muestra de lodos disueltos en agua con el
fin de medir la cantidad de lodos que hay por cada mililitro de agua. Para este
proceso se llenó una probeta con un litro de agua con lodos y se dejó sedimentar
durante cinco días, luego que la muestra estaba sedimentada se extrajo el agua
sin alterar el sedimento, después esta muestra se puso en un vaso con un medio
filtrante y se dejó secar durante 6 días; para terminar se pesó la muestra de lodos
secos.
El segundo procedimiento se llevó a cabo bajos los lineamentos (RAS 2000), se
definió los parámetros y se realizó el análisis de peligrosidad. El día 20 de
noviembre inicio este proceso y cada cuatro días se tomaron muestras hasta
completar el día 20, el día 21 se tomó otra muestra ya que es el día que se realiza
la limpieza. En total se tomaron 6 muestras en diferentes probetas.
32
Actividad 2.3 Determinación del volumen de lodos generados por la
PTAP.
Uno de los aspectos más importantes en la operación de plantas de tratamiento,
es el manejo de los lodos producidos en los procesos de sedimentación y
filtración; después de realizar los estudios previos, analizar las características
requeridas en cada proceso junto con los parámetros de diseño y el control que
estos procesos tienen, los lodos que se producen en los sedimentadores
constituyen entre el 60 y 70% de los sólidos totales y en los filtros entre el 30 y
el 40%.
Con el objetivo de medir el volumen de lodos se tomó la profundidad de la cama
de lodos en el sedimentador, cada 4 días hasta el día 20 y otra medida el día 21
usando una manguera transparente atada a una vara de madera. Esta vara se
sumergió en el sedimentador y se tapó en el orificio de arriba de la manguera,
antes de sacarla del agua se tapó el otro orificio y luego se midió la altura de
lodos.
SEGUNDA FASE: DISEÑO DE UNA ALTERNATIVA PARA EL MANEJO
DE LODOS.
Actividad 1. Formulación de medidas de optimización de los procesos
para la minimización de la generación de lodos:
Para formular medidas de tratamiento de lodos la optimización está inmersa en
esta actividad, porque no se puede generar un buen tratamiento sin generar una
buena optimización en la generación de lodos. Ahora bien, para minimizar las los
procesos de generación de lodos, se deben tomar medidas que lleven a la
optimización del tratamiento de los lodos generados; esto ofrece alternativas a
la hora de utilizar o disponer los lodos producto de los sistemas de potabilización.
La selección de uno o más procesos está influenciada por la necesidad de
cumplir con la reglamentación ambiental y la necesidad de contribuir a la
preservación del medio ambiente a un bajo costo. La selección del proceso de
tratamiento, uso y disposición de los lodos es una tarea que posee un grado de
33
complejidad, debido a que las condiciones pueden cambiar dependiendo la
instalación, al punto que pueden variar dentro de la misma instalación.
Según Arundel [18], los factores que deben estar incluidos en las decisiones de
los procesos de tratamiento de lodos comprende:
Calidad del lodo;
Adecuación a las condiciones existentes del proceso de potabilización;
Flexibilidad del proceso;
Capacidad de la instalación;
Costos (mantenimiento, operación y construcción);
Compatibilidad ambiental; y
Calidad del material procesado.
Debido al alto contenido de humedad del lodo se deben realizar procesos de
deshidratación, en la siguiente tabla Hernández compara algunas
características de los sistemas de deshidratación para orientar la selección
de la alternativa.
TABLA 7. COMPARACIÓN SISTEMAS DE DISMINUCIÓN DEL AGUA
Procedimiento Base Teórica Procesos unitarios
Contenido final de agua %
Grado de eliminación
Deshidratación
Gravedad (campos gravitatorios naturales) y fuerzas térmicas (evaporación)
Lechos de secado
70 – 60 Medio
50 – 30 Fácil
85 – 75 Difícil
Lagunas de fangos
< 50 Medio
permanencia muy larga
50 Fácil
85 – 80 Difícil
Procedimientos estáticos
Filtro banda
65 – 60 Medio
60 – 50 Fácil
85 – 80 Difícil
Generación de sobrepresión o depresión
Filtración de vacío
80 – 70 Medio
Procedimientos dinámicos: campos gravitatorio artificiales
Centrifugas
80 – 70 Medio
70 – 50 Fácil
85 – 80 Difícil
Secado Secadores 10 – 20 Fácil (Costos)
34
Fuerzas térmicas
Eras de secado
20 – 30 Fácil pero solo
en zonas cálidas y árida
Espesado Gravedad Espesado continuo o discontinuo
90 – 85 Medio
75 Fácil
99 – 97 Difícil
Fuente: HERNÁNDEZ MUÑOZ Aurelio. Depuración de Aguas Pág. 888
Actividad 2. Formular las medidas de tratamiento de lodos generados
en la PTAP del acueducto Piendamó – Morales.
La constitución nacional del 91 en la ley 99 de 1993 impulsa una relación de
respeto y armonía del hombre con la naturaleza y de definir, en los términos de
la presente ley, las políticas y regulaciones a las que se sujetarán la
recuperación, conservación, protección, ordenamiento, manejo, uso y
aprovechamiento de los recursos naturales renovables y el medio ambiente de
la nación a fin de asegurar el desarrollo sostenible.
Teniendo en cuenta que el aprovechamiento del residuo es el factor que evalúa
el grado de utilización del residuo para obtener el producto, lo que se traduce en
el rendimiento del proceso en cada aplicación. La siguiente matriz nos permite
analizar comparar cualitativamente las alternativas de manejo, ya que
dependiendo de los costos y presupuesto de la PTAP de Morales-Piendamo se
evaluó tomar la alternativa más acorde a las comodidades.
35
TABLA 8. ALTERNATIVAS DE TRATAMIENTO DE LODOS DE PTAP
PROCESO VENTAJAS DESVENTAJAS APLICABILIDAD
Espesamiento
•Reduce el tamaño de material a ser dispuesto lo que permite obtener un lodo con mayor consistencia; •Produce un lodo más concentrado, ayudando a ecualizar el lodo para su posterior deshidratación y facilitar el proceso de deshidratación, dependiendo la disposición, puede facilitar el transporte para la aplicación en el terreno; y • Se usan no solo para incrementar la concentración del lodo, sino que también mejora la calidad del agua clarificada en el efluente del tanque espesador, permitiendo la descarga de esta a una fuente receptora, previo cumplimiento de las normas o su recirculación al inicio del tratamiento.
•Deben adicionarse polímeros para incrementar el tamaño de la partícula, reducir los sólidos en el agua de lavado retenida y condicionar los hidróxidos de aluminio y hierro de tal forma que se aumente la velocidad de sedimentación; •No es recomendada para plantas pequeñas debido a que no es costo eficiente; •Debe controlarse el tiempo para obtener un grado determinado de espesamiento, debido a que el uso de polímeros tiene un efecto mínimo sobre el grado de compresión de los lodos; y •Deben controlarse las altas concentraciones de hidróxido de magnesio debido a que este reduce el secado en los lodos, lo que genera disminución de la densidad del lodo de secado.
Media Debido a que se necesitan insumos adicionales para la PTAP (polímeros) y de un operario adicional que controle la dosificación y uso de dichos insumos para el espesamiento.
Filtración a vacío o presión
•Es efectiva para el secado de lodos provenientes del ablandamiento del agua; • Logra secar los lodos provenientes de los procesos de coagulación – floculación; •Puede usarse cuando las características del lodo son difíciles de manejar ya que puede mantener los sólidos bajo presión por extensos periodos de tiempo lo que permite regular los tiempos con el fin de obtener una consistencia deseada; • Logra producir una torta del lodo dentro de un rango de concentración de sólidos del 15% al 25%, como mínimo; y
Siendo un sistema que basa su trabajo en la presión, preocupa el hecho que la máxima presión diferencial que puede aplicarse, es la teórica, 14.7 psi (103 Kpa) y lastimosamente en la práctica solo alcanza una presión diferencial de aproximadamente 10 psi (70 Kpa); •Se debe controlar la concentración del hidróxido de magnesio, proveniente de los lodos de ablandamiento; •Se debe mantener un control sobre el lienzo del filtro debido a que está sometido a una presión;
Media Aunque se debe realizar un acondicionamiento previo del lodo, es un método altamente eficiente y altamente aplicable a los lodos producto de procesos de ablandamiento.
36
• Se puede operar a altas presiones con el fin de producir una mayor concentración de sólidos, lo que produce una torta de entre 30% al 45% de concentración, que es una de las concentraciones más altas de lodos que se puede generar entre los equipos de deshidratación mecánica.
•Se debe realizar un acondicionamiento previo del material a tratar; y • El operador debe estar capacitado, ya que debe manejar variables que afectan el funcionamiento tales como el tipo de lodo, tensión, velocidad, entre otros.
Centrifugación
•El espesamiento de lodos de aluminio produce una concentración de sólidos del 11% después de un ciclo de 40 minutos; •Pueden concentrarse los residuos del retrolavado del filtro produciendo un 6% de sólidos en 20 minutos sin polímero y un 10 % de sólidos en 80 minutos con polímero; y • Las recuperaciones alcanzadas deben acercarse al 90% sin polímeros y al 99% con 0.5 a 1.0 kg de polímeros por tonelada de residuos sólidos.
•Es un sistema que trabaja a baja presión; •Debe realizarse un control sobre los porcentajes de remoción de magnesio y los tiempos para llevarse a cabo; •El uso de centrifugas en plantas potabilizadoras ha sido limitado, en particular, al secado de lodos químicos del proceso de ablandamiento. Su uso con lodos de alúmina ha resultado en concentraciones de 17 a 18%, lo cual es inferior al 20% requerido para poder transportar lodos por medios mecánicos; y •Alto consumo de energía.
Baja Debido a que no es muy recomendado en los sistemas que realizan ablandamiento y a que se requiere de personal extra para su operación.
Ecualizador
•Permite que el tratamiento de lodos sea un proceso continuo, recibiendo todos los desagües de la planta en un mismo punto; •Razón por la cual mantiene no solo cargas sino también flujos constantes; •Permite retornar el agua clarificada al proceso, permitiendo una reutilización de la misma; y •Reduce el impacto por la alteración hidráulica.
•Debido a que su función es la de almacenar los desagües de la planta, puede generar problemas con vectores; y •Aunque es un sistema económico se necesita espacio para su construcción y operación.
Media Debido a los problemas de impacto por vectores
Lechos de secado
•Debe adaptarse con arena de bajo drenado, grava y tuberías perforadas. Pueden trabajar por gravedad o al vacío; •Varios lechos secadores de arena son utilizados en un mismo lugar, lo que ofrece algunas ventajas
•El uso de la camas de secado está limitada por el clima pero los rangos pueden variar de 1 a 20 por año, esta tasas de utilización puede incrementarse con el uso de polímeros;
Alta Se adapta a las condiciones actuales de operación del
37
desde un punto de vista de operación de mantenimiento; y •Capacidad de rotar el uso de los lechos, de forma que cuando un lecho de secado este cargado y los residuos comiencen a secarse, otro lecho este limpio y listo para una nueva aplicación de residuos.
•El almacenamiento de los lodos debe programarse para periodos en los cuales se faciliten las condiciones climáticas para el secado, dado que si estas no son favorables pueden afectar una efectiva operación de secado; •El número de veces que las camas pueden ser usadas depende del tiempo de secado y el tiempo requerido para remover los sólidos y preparar las camas para su siguiente aplicación; y •El diseño y construcción es muy específico del lugar debiendo considerarse condiciones tales como la topografía, suelo disponible y restricciones de operación.
proceso es viable debido a que el factor climático es definitivo para la aplicación de este tratamiento a los lodos y el área libre asignada al proceso.
Lagunas de deshidratación
•Operan a cargas iníciales mayores que los lechos de secado, además, tiene mayor tiempo de secado entre limpieza de igual forma están equipados con una estructura decantadora y de drenaje inferior; y •Utilizan una tasa de carga mayor, el volumen drenado es un porcentaje del volumen total aplicado que generalmente sería menor que el del lecho.
• La dificultad principal para fijar el tamaño de este sistema es predecir la concentración de sólidos drenados después de completada la carga; y •Durante la fase de operación las capas inferiores no secan
Porque la eficiencia de este método es baja y además requiere de grandes áreas para su manutención.
Fuente: PROPUESTA METODOLÓGICA PARA TRATAMIENTO DE LODOS PROVENIENTES DE PLANTAS DE POTABILIZACIÓN EN LA SABANA DE BOGOTÁ (ESTUDIO DE CASO MADRID, CUNDINAMARCA)
38
Teniendo en cuenta la matriz anterior y las características como humedad de los
lodos, sulfato de aluminio como coagulante en el proceso de potabilización, el área
de ubicación de la PTAP; se analizó con el equipo de la planta de tratamiento lo
siguiente metodología: de descarte
1. Descartar las lagunas de deshidratación por el limitado espacio de la PTAP
2. Las alternativas como Ecualizador, Centrifugación y Filtración al vacío se
descartaron por costos
En ese sentido, la selección de la mejor alternativa se determinó por adecuación a
la zona, costos, y efectiva en el tratamiento.
Actividad 3. Plantear medidas para el aprovechamiento de lodos:
Antes de aprovechar los lodos generados por la PTAP Piendamo-Morales se deben
estabilizar los lodos, ya que estos presentan altos índices de acidez y de presencia
de metales. Analizando las bases teóricas existen alternativas de aprovechamiento
para lechos de secado, que depende de la institución cual se elija, se presentaron
estas medidas a la empresa:
a) Estabilización + Reducción de aluminio (Al+3)
b) Estabilización + Reducción de aluminio (Al+3) + tratamiento (e.g. compostaje)
c) Solo estabilización.
Luego se analizó una matriz de ventajas y desventajas de estudios realizados en
municipios de Colombia, para conocer mejor cual sería la alternativa potencial de
aprovechamiento. Teniendo en cuenta costos de diseños, planos, uso de energía
energética, cual genera menor impacto, si necesita tratamiento físico, químico o
biológico, compra de otros terrenos. Para lograr un aprovechamiento óptimo.
Actividad 4. Formulación de una guía de transporte y disposición final
seguro de los lodos residuales:
Actualmente la PTAP descarga los lodos a laguna cruz victoria, que se encuentra
muy cerca de la planta, aunque se realizó la caracterización de los lodos,
demostrando que no son peligrosos, en estudios similares se ha comprobado que
estas descargas afectan a la biota de las fuentes hídricas o de los suelos; se
39
presentaron un grupo de alternativas que requiere estabilización (+ reducción de
Al+3) algunas de aplicación al suelo relacionadas con crecimiento de especies
vegetales (revegetalización o paisajismo) o como material terreo para cobertura. La
razón por la que este grupo de alternativas no son viables es fundamentalmente
porque requieren de tratamiento de los biosólidos para reducción de la alta
concentración de aluminio (Al3+) para poder disponerlos en el suelo. Esto debido a
que la alta concentración de aluminio en los suelos está asociada a la acidez del
suelo y también a que estudios realizados demuestra que el alto contenido de
aluminio tiene efectos nocivos y/o negativos en el suelo y en las plantas. En Uganda,
Kaggawa y colaboradores (2001), estudiaron el efecto de la descarga de lodo
obtenido de un coagulante de aluminio en el lago Victoria, encontrando
anormalidades en las raíces de algunas plantas y deficiencia de fósforo atribuyendo
esto último a la presencia de aluminio que impide la correcta asimilación de fósforo
por las raíces de las plantas.
Otros autores aun estudiado la afectación del sistema radicular de las plantas en
suelos con altas concentraciones de aluminio y han concluido que: La concentración
de Al3+ en las plantas cultivadas usualmente es más alta en las raíces que en los
otros tejidos; cuando se presenta toxicidad por Al3+ se reduce el crecimiento
radicular en longitud, las raíces laterales resultan seriamente afectadas y de esta
manera se disminuye considerablemente el volumen de la raíz (Ownby y Popham,
1989). Las raíces afectadas por Al3+ exploran un volumen muy limitado del suelo y
así se reduce su capacidad para tomar los nutrientes y el agua. El Al3+ interfiere con
la toma, el transporte y la utilización de los elementos nutritivos del suelo (Wright,
1989).
Teniendo que se seleccionó lechos de secado como alternativa de manejo de lodos,
se elaboró una guía de transporte y disposición final para depositarlos en las camas
de secado. Según la información recopilada se debe instalar una tubería de
desviación la cual transporte los lodos procedentes de las unidades de la PTAP
evitando así que se contamine o altere los valores de los lodos con las aguas
residuales provenientes del alcantarillado. La tubería que transporta los lodos
40
residuales debe tener al final una válvula que permite el ingreso de los lodos a las
celdas de los lechos de secado.
TERCERA FASE: ELABORACIÓN Y SOCIALIZACIÓN DE LA ALTERNATIVA
PARA EL MANEJO DE LODOS.
Actividad 1. Elaboración de una guía de manejo de lodos, en la cual se
explique de manera clara y dinámica el correcto manejo de los mismos:
Dependiendo de las técnicas de recolección y de transporte se elaboró una guía
que permitiera darle un manejo a los lodos, teniendo en cuenta que se existen varias
técnicas y procedimientos para esta actividad. Los empleados que ejercen esta
actividad deben contar con todos los elementos de bioseguridad y otros equipos de
operación en buen estado; Además, deben informar a sus superiores de las
reparaciones que sean necesarias.
La alternativa para procesar, aprovechar y optimizar los lodos generados por la
PTAP fue lechos de secado, debido a que las condiciones y costos lo permiten,
estos lechos de secado constituyen uno de los métodos más antiguos para reducir
el contenido de humedad de los lodos en forma natural. El lecho típico de arena
para secado de lodos es un lecho rectangular poco profundo, con fondos porosos
colocados sobre un sistema de drenaje. (Figura 3)
FIGURA 3. LECHO DE SECADO
Fuente: (Romero, 2000)
41
El lodo se aplica sobre el lecho en capas de 20 a 30 cm y se deja secar. El
desaguado se efectúa mediante drenaje de las capas inferiores y evaporación de la
superficie por acción del sol y del viento. Inicialmente el agua percola a través del
lodo y de la arena para ser removida por la tubería de drenaje en un periodo mínimo
de un día. Una vez formada una capa de lodo sobrenadante, el agua es removida
por decantación y por evaporación. La pasta se agrieta a medida que se seca,
permitiendo evaporación adicional y el escape de agua lluvia desde la superficie.
Se debe realizar dimensionamiento del área a ser utilizada, como también la
adecuación del terreno. El lecho de secado debe tener mínimo cuatro celdas. Su
diseño depende del caudal de salida de la descarga de lodos o de espesamiento,
con profundidades de aplicación de 0.3 a 0.9 metros; para lodos sin acondicionar,
se deben aplicar cargas de entre 15 a 20 lt de lodo/m2/día, con un ciclo de secado
de 3 a 4 días.
Actividad 2. Socialización de la guía de manejo de lodos y los resultados
obtenidos a lo largo de la pasantía:
El día 18 enero del 2018 se citó a los operarios y trabajadores de la planta, con el
fin de socializar el trabajo realizado y presentarles cual sería la alternativa que la
PTAP que debe tener en cuenta para realizarla a futuro y asi lograr minimizar los
impactos que generan a la laguna cruz victoria. Esta socialización se logró con el
acompañamiento de la gerencia.
42
CAPÍTULO 4: RESULTADOS
Fase 1. Caracterización de la generación de lodos de la PTAP
Actividad 1: Descripción del estado actual de la planta y sus procesos.
Para lograr el desarrollar el diagnostico de del estado de la planta de tratamiento de
agua potable fue de vital importancia el acompañamiento de los operarios y el
gerente de la empresa; desde la captación, tanques de almacenamiento hasta la
inspección en la red de distribución. El día 16 de julio de 2017 se realizó la visita a
la planta de tratamiento Acueducto Piendamo – Morales con el fin de iniciar el
diagnóstico de la planta y el procesamiento para tratar los lodos, la visita inicio en la
fuente de abastecimiento, para alta del rio Piendamo a 10 kilometros de la PTAP.
La bocatoma de rejilla lateral capta un caudal de 70 Lps para abastecer
aproximadamente a 7800 usuarios rurales registrados en la empresa.
FIGURA 4. BOCATOMA PTAP PIENDAMO – MORALES; FUENTE PROPIA.
El día de la visita se encontró con una bocatoma funcionando normalmente, es
notable la falta de mantenimiento, ya que se evidencio presencia de material
orgánico pegado en las paredes exteriores e interiores, como también hojas dentro
de la bocatoma, el fontanero de la PTAP hace limpieza cada 15 días dependiendo
de la época, si es de verano o de lluvias, el agua luego de ser captada es
transportada por una tubería de 12 pulgadas hasta el tanque de almacenamiento.
Seguidamente se visitó el proceso de coagulación, que se realiza con una canaleta
Parshall, la cual tiene una regla al costado para medir el caudal que llega a diario a
43
la PTAP, este proceso es vital para continuar con el transcurso de las etapas, ya
que de aquí depende el buen funcionamiento de la planta. La aplicación de sulfato
de aluminio se realiza mediante un dosificador constantemente, la cantidad de
coagulante se determina periódicamente, aproximadamente se usan 9000 kg en un
periodo de 18 – 25 días, según la turbiedad con que llegue el agua se realiza una
prueba de jarras con diferentes dosis de coagulante y así determinar la dosis de
coagulante más eficiente.
FIGURA 5. PROCESOS DE COAGULACIÓN POR MEDIO DE CANALETA PARSHALL Y METODO DE JARRAS; FUENTE PROPIA.
Luego de la coagulación continua la floculación, un proceso que está compuesto
por dos floculadores de pantallas horizontales, cada uno cuenta con 18 pantallas
que permiten aglomerar los floculos recién formados, con el fin de aumentar su
tamaño y peso necesario para sedimentar con facilidad. El agua transcurre
lentamente entre las pantallas de izquierda a derecha.
44
FIGURA 6. FLOCULADORES DE PANTALLAS HORIZONTALES; FUENTE PROPIA.
Posteriormente el agua transcurre por un canal de cemento a dos sedimentadores
de flujo vertical descendiente de tipo acelerado, en la cual utiliza paneles de asbesto
cemento, cuyas dimensiones son las siguientes: 2,80m de largo por 2,46m de
ancho. El agua se sedimenta aproximadamente un tiempo de 2 horas, luego sale
por desborde a 4 canales que tiene cada sedimentador, posteriormente es dispuesta
a un canal principal que la transporta a la zona de filtración.
Es de resaltar que el acueducto no tenía estas dimensiones por la cual fue necesario
entrar a los sedimentadores, tomar las medidas y diseñarlos con ayuda de la
herramienta AutoCad.
45
FIGURA 7. SEDIMENTADORES DE FLUJO VERTICAL DESCENDIENTE; FUENTE PROPIA.
La zona de filtración está constituida por 3 filtros con entrada de agua en cada filtro,
con dos canales por rebose. Cada filtro está compuesto por un falso fondo, 2 capas
de grava de diferentes calibres 1 pulgada y ½ pulgada, esta posee una capa de
arena y una capa de antracita en la parte final del filtro. Para garantizar un buen
funcionamiento a los sedimentadores se les realiza mantenimiento y retolavados
cada 36 horas, la operación de los retrolavados dura aproximadamente 40 minutos.
Para diseñar el esquema de la PTAP se tomó las dimensiones de los
sedimentadores: 3.66 m de largo x 3.05 m de ancho como se muestra a
continuación.
46
FIGURA 8. RETROLAVADO DEL FILTRO; FUENTE PROPIA
Luego el agua de cada filtro sale por una tubería metálica de 12 pulgadas de
diámetro para llegar al tanque de almacenamiento, donde se realiza la cloración por
medio de un sistema de inyección de cloro gaseoso, el cual viene en un cilindro de
68 kg esta cloración dura de 5 a 6 días aproximadamente, dosificando en promedio
2.7g por cada 410𝑚3 . El agua de estas tuberías es conducida a un tanque de
almacenamiento con una capacidad de 685𝑚3, para lego ser conducida a la zona
rural entre los municipios de Piendamó y Morales.
No se encontró mucha información en algunos procesos o etapas por los cuales se
retrasó el cronograma de desarrollo del trabajo de grado
FIGURA 9. SISTEMA DE INYECCIÓN DE CLORO GASEOSO; FUENTE PROPIA.
47
Actividad 1.1 Visita a la laguna “Cruz victoria”
La legislación ambiental nacional establece que las plantas de tratamiento de agua
potable (PTAP) no deben arrojar los lodos producto de los diferentes procesos de
tratamiento en los cuerpos de agua del cual se abastecen, esto debido a que la
práctica común de las plantas de potabilización consistía en verter los residuos de
los procesos de lavado y purga, directamente en los cauces de los ríos, afectando
su calidad, niveles y generando un impacto sobre los mismos.
Luego de realizar el diagnostico en la PTAP, el día 20 de agosto se visitó la laguna
“Cruz Victoria, con el fin de verificar el estado en el que se encuentra. Desde los
últimos años se ha encontrado cerrada ya que su estado actual no permite el ingreso
de personas, la visita se realizó con el propietario del terreno, el cual tomó la
decisión de cerrarla debido a su deterioro. Esta laguna fue tomada por la PTAP para
desechar los lodos producidos en los procesos de sedimentación y filtración, una de
las razones por la cual se hizo necesario realizar este trabajo de grado. Por estas
condiciones, se consideró necesario implementar sistemas de aplicación ingenieril
con el fin de dar un tratamiento adecuado encaminado a tratar de una manera
eficiente los lodos de los procesos de potabilización del agua y el uso o la
disposición final de estos con el fin de mitigar la contaminación de las fuentes que
aguas abajo
La laguna “Cruz Victoria” tiene aproximada de 300m2; cuenta con poca vegetación
dentro y alrededor de ella ya que lastimosamente se perdió la mitad de su espejo
de agua debido a la presencia de algas y el aumento de nutrientes; el exceso de
presencia de materia orgánica, químicos y/o metales pesados provocan en la laguna
una hipereutrofización, un proceso natural caracterizado por el aumento de
nutrientes. Estos ingresos disminuyen la calidad de las aguas, que dejan de ser
aptas para la mayor parte de los seres vivos porque no tienen suficiente oxígeno.
48
FIGURA 10. PRESENCIA DE ALGAS, PÉRDIDA DEL ESPEJO DE AGUA; FUENTE PROPIA
Los totorales y algas, después de secarse, se descomponen y aumentan la materia
orgánica que ingresa al espejo de agua. Lo propio sucede con las plantas acuáticas,
entre ellas las algas enraizadas, las macrófitas y las algas filamentosas, que influyen
en la altura y el volumen del agua, es importante que las algas que se extraen de la
laguna y se dejan en las orillas para elaborar el compost, una vez procesado se
convierte en un nutriente que por causa del viento, vuelve al espejo de agua y sus
efectos son negativos.
FIGURA 11. LA LAGUNA ES PROPIEDAD PRIVADA.
La PTAP piendamo-Morales descarga los lodos en la laguna por medio de una
canaleta “natural” este pequeño arroyo de cobertura de pastos, malezas y tierra
tiene una longitud de 1 Km de distancia, esta canaleta conecta la laguna con la
empresa de agua potable, como se mencionó anteriormente estas aguas no son
peligrosas según la caracterización pero estudios en otros países atribuyen los
impactos en fuentes de agua a estas prácticas.
49
FIGURA 12. CANAL CONECTOR DE LA LAGUNA CRUZ VICTORIA CON PTAP
Con la visita de campo a la laguna Cruz Victoria se recopilo mucha información para
desarrollar este trabajo de grado, sin embargo se considera de mucha importancia
realizar un estudio de lodos y de calidad del agua a la laguna, ya que en estudios
similares en otros lugares se encontró que estos residuos generados por las PTAP
forman degradación de la materia orgánica, como se evidencio en el registro
fotográfico con la presencia de algas y la pérdida del espejo del agua.
La medida de cerrar al público que tomó el propietario del lugar es importante ya
que las actividades antrópicas que se realizan ahí pueden ayudar a degradar este
cuerpo de agua. Según relata el propietario del terreno anteriormente este cuerpo
de agua era utilizado como lugar de recreación, y era tomado como sendero
ecológico. Lastimosamente no se encontró registro fotográfico para verificar el
cambio de la laguna a la actualidad, porque de continuar así ya dejara se ser laguna
de agua y se convertirá en fangos de lodo.
Actividad 1.2 Diagnóstico de la calidad del agua potable y la regularidad con
que analizan los parámetros del agua cruda.
Para diagnosticar el tipo de agua que se trata en la PTAP es necesario conocer el
territorio, la zona de donde se capta el agua. En ese sentido el municipio de
Piendamó forma parte de la Cuenca Hidrográfica Alta del Río Cauca; se caracteriza
50
porque sus ríos, quebradas, zanjones y cañadas, corren por depresiones en sentido
casi paralelo con la dirección de la Cordillera Central, Subcuenca del Río Piendamó.
Está integrada por los Municipios de Silvia, Piendamó y Morales, sobre la vertiente
occidental de la Cordillera Central. El área total de la subcuenca es de 36.885
hectáreas, de las cuales 5602.44 hectáreas corresponden al Municipio de
Piendamó, es decir el 29.7 % del área total municipal.
El cauce principal se forma sobre los 3600 m.s.m. en el Municipio de Silvia, y es
regulado por aportes de agua que fluyen de la laguna que lleva el mismo nombre
del río que se desplaza en dirección oriente-occidente, en un recorrido de
aproximadamente 87.222 kilómetros desde su nacimiento hasta su desembocadura
en el Río Cauca [19]
Una vez es captada el agua de rio Piendamo en su bocatoma, esta es transportada
por medio de una tubería de 12 pulgadas hasta la PTAP, dependiendo de la época
se realizan más muestras de agua que lo habitual, el análisis de turbiedad se hace
cada media hora, y ya dependiendo de esté se aumenta el coagulante. Los demás
parámetros que miden en el laboratorio de la PTAP son lo establecido por la
Resolución 215 de 2007. Como la población atendida es alrededor de 9000 usuarios
la frecuencia y los parámetros analizados en el laboratorio son los siguientes:
TABLA 9. PARAMETROS Y FRECUENCIA CON LA QUE SE ANALIZA LOS PARAMETROS DE CALIDAD DE AGUA
Población atendida por persona prestadora por municipio (habitantes)
Características Frecuencia mínima
Número mínimo de muestras a analizar por cada frecuencia
2.501 – 10.000
Turbiedad, Color aparente, pH, Cloro residual libre o residual del desinfectante usado
Mensual 3
COT, Fluoruros y residual de coagulante utilizado
Anual 2
Aquellas características físicas, químicas de interés en salud pública exigidas por el mapa de riesgo o la Autoridad Sanitaria.
De acuerdo a lo exigido en el mapa de riesgo
De acuerdo a lo exigido en el mapa de riesgo
51
Estos parámetros analizados cumplieron con la resolución 215 de 2007, algunos
fueron analizados in situ en la red de distribución del acueducto a lo largo y ancho
de la red, otros parámetros se analizaron en el laboratorio de la planta.
Para garantizar el control de calidad del agua tratada en la PTAP se realizan los
siguientes monitoreos:
Monitoreo del agua cruda – ingreso a la PTAP (únicamente parámetros
físicos).
Monitoreo del agua en proceso de tratamiento (unidades).
Monitoreo del agua en los tanques de almacenamiento (parámetros
fisicoquímicos y microbiológicos).
Monitoreo del agua distribuida (6 puntos de muestreo concertados con la
secretaria de departamental a lo largo de la red de distribución).
Frecuencia de análisis de calidad
Agua cruda. Se toma una muestra simple cada 2h y se realizan pruebas
fisicoquímicas (dependiendo si se nota alguna anomalía realiza más de 1
prueba). Posteriormente se promedian los resultados obtenidos por día.
Agua potabilizada. Análisis cada 4h más el residual de cloro.
Agua almacenada. Se toma una muestra simple cada 4h y se realizan
pruebas fisicoquímicas.
Agua distribuida. Se realiza a solicitud de la secretaria de salud.
Después de recorrer la bocatoma y aguas arriba del lugar de captación se evidencio
que hay presencia de ganado y viviendas cercanas a la zona, sin embargo los
tratamientos y el análisis que realizan a el agua en la PTAP son rigurosos y cumplen
con la normatividad vigente que exige la ley, los operarios son minuciosos en la
medición de los parámetros del agua
Actividad 1.3 Caudal captado por la planta y caudal tratado diario:
En el punto de entrada el agua cruda llega conducida por una línea de aducción
desde la bocatoma, tanque de almacenamiento a la PTAP, en este punto el agua
se mezcla para homogenizar sus características y posteriormente ser medida.
52
Después de pasar por la cámara de almacenamiento de agua cruda pasa por rebose
a la canaleta Parshall, allí se hace la medición del caudal y la dosificación de
floculante al agua.
FIGURE 13. CANALETA PARSHALL
La macro medición de entrada con la cual se toma la decisión de regular el caudal
de entrada y de dosificar sulfato de aluminio tipo B líquido Al2(SO4), sin ningún tipo
de alcalinizante involucrados en el tratamiento se realiza por medio de una canaleta
Parshall de 24.8’’. La canaleta parshall funciona sin ningún problema pero presenta
deterioro en las paredes debido al coagulante que se le agrega.
El caudal de entrada a la planta es regulado mediante una especie de purga de la
tubería de entrada que descarga directamente a una cámara de alcantarillado; para
tal fin se abre o se cierra a la mitad del número de vueltas la válvula de purga, con
el ánimo de dejar salir los excedentes. La capacidad de transporte de la aducción
se registró a la entrada de la planta arrojando un caudal de 60 Lps para abastecer
alrededor de 8700 usuarios.
Actividad 1.4 Tipo y dimensión de las estructuras con que cuenta la planta:
Se debe realizar la cuantificación de los lodos que se generan en la PTAP de
Piendamo-Morales, con el fin de determinar las dimensiones de la tubería de
conducción de lodos hacia los lechos de secado, el área de los lechos de secado,
las dimensiones de la unidad de almacenamiento delos biosólidos, entre otros. Para
ello inicialmente se debe contratar el dimensionamiento de las unidades de la PTAP,
es decir el levantamiento de los planos de las unidades primarias, la planta de
53
tratamiento no tenía los planos ni dimensiones de la PTAP, como parte extra del
trabajo de grado se realizaron estas medidas, ya que no estaba contemplado en lo
establecido al inicio del trabajo de grado.
Se tomaron las medidas de toda la PTAP, el resultado se muestra la Figura.
FIGURA 14. VISTA SUPERIOR DE LA PTAP PIENDAMO-MORALES
FIGURA 15. VISTA DE PERFIL SEDIMENTADORES DE FLUJO VERTICAL DESCENDIENTE.
54
FIGURA 16. VISTA SUPERIOR SEDIMENTADORES DE FLUJO VERTICAL DESCENDIENTE.
Esta actividad se hizo conjunta con el diagnóstico de la planta, se aprovechó la
inspección visual para tomar medidas y analizar el tipo de estructura que cuenta la
PTAP, al comienzo del trabajo de grado se esperaba encontrar con los diseños y
planos de la planta de tratamiento, sin embargo estos no se encontraban, por lo cual
se hizo necesario tomar dimensiones de las estructuras y plasmarlos en AutoCAD.
Se priorizo la zona de los sedimentaros ya que es el proceso donde se almacenan
los lodos y en la cual el trabajo de grado se enfatiza
FIGURA 17. VISTA FRONTAL DE LOS SEDIMENTADORES.
Se enfatizó en las dimensiones de los sedimentadores, ya que de esta etapa se
dividen el proceso de tratamiento de lodos.
55
Actividad 1.5 Encuesta a la comunidad aledaña a la planta y al personal que
labora en esta:
La percepción de la comunidad aledaña a la zona de descarga de lodos es
importante, ya que conocen el impacto generado por esta actividad, como también
los cambios que se han presentado en los últimos años; la encuesta se realizó a 11
personas cercanas a la laguna, tomando un radio de 500 metros, los barrios
intervenidos para esta encuesta fueron La Arboleda y Los Andes. En el anexo 1 se
encuentra la encuesta.
1. ¿Qué tan contaminada cree que esta la laguna?
2. ¿Ha tenido algún problema con la contaminación de la laguna?
La percepción y problemas de contaminación la Laguna Cruz Victoria es notada
por la mayoría de los residentes aledaños al área de descarga.
3. Esta laguna atrae vectores o roedores.
10
0 01
0
2
4
6
8
10
12
PERSONAS
Percepcion de Contaminacion
MUY CONTAMINADA
CONTAMINADA
POCO CONTAMINADA
SIN CONTAMINACION
SI82%
NO18%
¿Problema con la contaminacion de la laguna?
56
4. ¿Ha percibido malos olores que provengan de la laguna?
La presencia de malos olores es no frecuente en la zona, en conversación con la
comunidad, estos malos olores se presentan en temporadas altas de calor,
aunque constantemente los vectores como ratas, zancudos o moscas son vistos
por las personas que viven cerca de la laguna.
9
0
2
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
PERSONAS
Vectores
ZANCUDOS/MOSCAS
RATAS/RATONES
TODAS LASANTERIORES
45%
55%
Malos olores
SI NO
57
5. ¿Con que frecuencia ha percibido estos malos olores?
Como se evidenció en la anterior pregunta, la mitad de los pobladores aledaños
percibe los malos olores, estos olores frecuentemente son en horas de la tarde,
cuando el sol radia más sobre el Ecuador
6. ¿Utiliza el agua de la laguna para alguna actividad personal o recreativa?
Anteriormente la laguna Cruz Victoria era un lugar de recreación para propios y
visitantes, en la actualidad la comunidad no utiliza el agua para ninguna actividad.
0
4
1
00
1
2
3
4
5
PERSONAS
Horario de presencia de olores
EN LA MAÑANA EN LA TARDE EN LA NOCHE TODO EL TIEMPO
9%
91%
Utiliza el agua de la laguna
SI NO
58
7. ¿Considera que el agua de la laguna es apta para el consumo humano?
8. ¿Cree que la contaminación de la laguna podría cuásar enfermedades?
Observando los cambios en el aspecto del agua en los últimos años por la
comunidad, es notable que no es apta para consumo humano, sin embargo para
un 27% de las personas cercana a la zona no genera ningún tipo de
enfermedades.
0
11
0
2
4
6
8
10
12
Apta para el consumo humano
SI
NO
73%
27%
Enfermedades
SI NO
59
9. ¿Sabe cuál es la principal fuente de contaminación de la laguna?
10. Sabe cómo se formó la laguna.
La totalidad de las personas encuestadas saben de donde proviene la fuente de
contaminación, sin embargoel 60% de la comunidad no sabe cómo se formó la
laguna.
11
00
2
4
6
8
10
12
Fuentes de contaminación
SI
NO
40%
41%
19%
Sabe como se formó
SI NO NS/NR
60
Se realizó una encuesta a 12 trabajadores al azar y voluntariamentede la PTAP
Piendamo-Morales con el fin de saber el conocimiento acerca sobre el manejo de
los lodos y la operación de la planta (anexo 2). Los resultados son los siguientes:
1. ¿Sabe de dónde se capta el agua que trata el acueducto?
2. ¿Sabe cuáles son los procesos que se realizan en la planta para tratar el
agua?’
Evaluando los conocimientos, se evidencia que aunque conocen de donde proviene el agua
que trata La PTAP, más del 50% de los encuestados no conocen cuales son los procesos
que realiza el acueducto.
12
00
2
4
6
8
10
12
14
Conocimiento de la captacion del agua
SI
NO
33%
67%
Conocimientos en los procesos de la PTAP
SI NO
61
3. ¿Sabe que son lodos?
4. ¿Sabe dónde se generan lodos en la planta?
El 67% de los trabajadores encuestados (8 personas de 12) no tienen conocimiento donde
y cuál es la composición de los lodos; situación que genera atención teniendo en cuenta
que todos los empleados de la PTAP deben conocer los procesos y manejos del acueducto.
33%67%
SABE QUE SON LODOS
SI NO
33%
67%
SABE DONDE SE GENERAN LOS LODOS
SI NO
62
5. ¿Sabe que manejo se le da a los lodos en la planta?
6. ¿Sabe un acueducto que debe hacer con los lodos resuduales?
Más del 50% de los trabajadores encuestados tiene conocimiento de cuál es el proceso que
se realiza a los lodos, sin embargo no tienen clara el tratamiento que se debe realizar
adecuadamente para que estos generen un menor impacto en el medio ambiente.
67%
33%
MANEJO DE LODOS
SI NO
4
8
0
2
4
6
8
10
Que hacer con los lodos
SI NO
63
7. ¿Está de acuerdo con la implementación de un sistema de manejo de lodos?
8. Con la implementación del sistema de lodos se incrementan las actividades
en operación. ¿apoya esta implementación?
El 67% de los encuestados están de acuerdo con la implementación para realizar un mejor
tratamiento de lodos, aunque se incrementen las labores de trabajo.
Actividad 2: Caracterización.
Los lodos procedentes de las Plantas de Tratamiento de Agua Potable están
compuestos fundamentalmente por las materias presentes en el agua bruta y que
por oxidación, coagulación y precipitación han sido retenidos en los decantadores
(sedimentadores) y filtros (desarenadores) así como por sustancias (óxidos e
92%
8%
Esta deacuerdo con la implementacion
SI NO
8
4
0
2
4
6
8
10
Apoyo a la implentacion del manejo de lodos
SI NO
64
hidróxidos) procedentes del floculante y otros reactivos como cal, permanganato,
carbón, que se han empleado en el tratamiento [20]. Las sustancias contenidas en
el agua bruta son generalmente inertes, por ejemplo arcillas, arenas, etc. Además
de orgánicas como el plancton y otros microorganismos. De aquí que las
características de los lodos varíen en función de la calidad del agua bruta y del
tratamiento de potabilización aplicado a esta.
TABLA 10. CARACTERÍSTICAS DE LOS LODOS
Proceso % Humedad del lodo Densidad relativa
Intervalo Típico Solidos Lodo
Sedimentación primaria 88-96 95 1,4 1,02
Filtro percolador 91-95 93 1,5 1,025 Precipitación química - 93 1,7 1,03
Lodos activados 90-93 92 1,3 1,005
Tanques sépticos - 93 1,7 1,03
Tanques Imhoff 90-95 90 1,6 1,04 Aireación prolongada 88-92 90 1,3 1,015
Lodo primario digerido anaerobiamente 90-95 93 1,4 1,02
Laguna aireada 88-92 90 1,4 1,01
Lodo primario digerido aerobiamente 93-97 96 1,4 1,012
Fuente: Romero (2005).
Para determinar la peligrosidad y clasificar este residuo sólido, se llevó a cabo la
caracterización y realización de pruebas analíticas en el laboratorio según el
Decreto 1076 de 2015, del Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible. Se
contrató la empresa ANÁLISIS AMBIENTAL S.A.S. Ingenieros Consultores para
realizar esta caracterización, a la cual se acompañó y se brindó todo el apoyo. El
día 6 de octubre del 2017, se llevó a cabo la toma de la muestra para la
caracterización de residuos en el ACUEDUCTO PIENDAMO MORALES, localizado
en el Municipio de Piendamó – Cauca. En este informe se presentan los resultados
de los análisis de laboratorio, practicados a la muestra de residuos, generados en
el Sedimentador de la Planta de Tratamiento de Agua Potable (PTAP).
Los resultados de laboratorio de los residuos (Lodos) provenientes del
Sedimentador de la PTAP del Acueducto de Piendamó Morales, CLASIFICA como
NO PELIGROSOS, no presentan características corrosivas, inflamables, reactivas
y tóxicos.
65
De acuerdo con la EPA, la caracterización de los residuos se realizó con base en
los análisis de la prueba denominada CRETIB – Corrosividad, Reactividad,
Explosividad, Inflamabilidad, Toxicidad (TCLP) del residuo, la cual permitió
determinar el tipo de residuo al que corresponde y clasificarlo como peligroso o no
peligroso.
Actividad 2.1. Determinación de los parámetros y el laboratorio certificado
para el análisis de la peligrosidad o del potencial de aprovechamiento de los
lodos.
Con el fin de garantizar que los resultados obtenidos durante el monitoreo del
Residuo identificado según el Decreto 1076 de 2015 del Ministerio de Ambiente y
Desarrollo Sostenible, sean representativos del total de la producción y no de la
muestra aleatoria, se diseñó el siguiente Plan de Monitoreo para el residuo
generado en el Sedimentador de la PTAP del Acueducto Piendamó Morales.
2.1.3. Ubicación del punto de muestreo
La localización del punto de muestreo se detalla a continuación:
TABLA 11. BICACIÓN DEL PUNTO DE MUESTREO
NOMBRE Coordenadas N Coordenadas W
Punto de Muestreo 2⁰37´59,4´´ 76̊ 31´27,1´´
FIGURA 18. ACUEDUCTO PIENDAMO MORALES, PIENDAMÓ – CAUCA.
2.1.2. Protocolo de muestreo
El procedimiento para la toma de muestra del residuo, consistió en una toma de
muestra puntual; la muestra se tomó en el Sedimentador donde se concentran los
Sólidos, con un muestreador que facilito la toma de la muestra de lodos
66
semilíquidos, provenientes de la Planta de Tratamiento de Agua Potable (PTAP) del
Acueducto Piendamó Morales. El Sedimentador es de 2 compartimientos, las
dimensiones de cada uno de los compartimientos se muestran a continuación, estas
medidas son una aproximación debido a que los sedimentos estaban depositados
en el fondo de la unidad lo que no permitió el acceso y tomar las dimensiones
exactas.
TABLA 12. DIMENSIONES SEDIMENTADOR
Dimensiones
Largo (m) 8,20
Ancho (m) 2,18
Altura del Lodo (m) 1,20
Volumen (mᵌ) 21,45
Volumen Generado en el Sedimentador
Volumen Total (mᵌ) 43
El volumen promedio de lodo que se genera en la planta es de 43 mᵌ con un
porcentaje de humedad del 70%, en un periodo de 15 días tiempo en que se realiza
el lavado de la unidad.
2.1.3. Muestreo
La toma de muestra de los residuos se realizó utilizando el método de muestreo
aleatorio sistemático, basado en la cantidad de lodo dispuesto en el tanque, esta
unidad tiene cuadricula las cuales se utilizaron para evaluar todo el tanque, se
extrae lodo en cada centroide de cada sección a una profundidad del 50% de la
altura de lodo. Las muestras simples fueron homogenizadas en un balde.
Finalmente de la muestra homogénea se toma aproximadamente 2 Kg del residuo
para ser analizado en el Laboratorio de Análisis Ambiental S.A.S y laboratorios
externos. El programa de aseguramiento de calidad como Los certificados de los
resultados de los parámetros analizados se pueden observar en el anexo 3.
A la muestra recolectada se le practicaron los siguientes análisis de Laboratorio:
Toxicidad: Cadmio, Plomo, Mercurio, Arsénico, Cromo, Selenio, Bario, Plata.
Corrosividad (pH)
Inflamabilidad
Reactividad en cianuros y sulfuros
Reactividad en agua
67
Ensayos de Toxicidad aguda para Daphnia Pullex
Los métodos utilizados en los análisis de Laboratorio fueron los siguientes:
Toxicidad (metales): EPA 1311
Corrosividad: pontenciometrico
TABLA 13. RESULTADOS DE LABORATORIO
PARÁMETRO METODO RESIDUO (LODO)
UNIDADES
VALORES PERMISIBLES Decreto 1076 DE 2015 Norma Internacional EPA Resolución 0062 De 2007
CORROSIVIDAD (pH) IDEAM 0062 ITEM 2 6,63 Unidades 2,0<pH<12,5
CIANUROS EPA 9014 SW 846 cap 7 <0.02 mgHCN/Kg 250 (EPA)
SULFUROS EPA 9034 – SM 4500 S2
F 46,68 mgH2S/Kg 500 (EPA)
REACTIVIDAD EN AGUA
IDEAM 0062 Lit. 2 Y 5 <0.1 L/Kg*H <1 (Res 0062)
INFLAMABILIDAD IDEAM
0062 Lit. 2 Y 5 NO
INFLAMABLE - NO INFLAMABLE
TOXICIDAD
CADMIO EPA 1311 <0.006 mg Cd/L 1.0
PLOMO EPA 1312 0,04 mg Pb/L 5.0
MERCURIO EPA 1313 <0.001 mg Hg/L 0.2
ARSENICO EPA 1314 <0.001 mg As/L 5.0
CROMO EPA 1315 <0.01 mg Cr/L 5.0
SELENIO EPA 1316 <0.001 mg Se/L 1.0
BARIO EPA 1317 0,21 mgBa/L 100
PLATA EPA 1318 <0.01 mgAg/L 5.0
TOXICIDAD
TOXICIDAD AGUDA EN DAPHNIA (48h)
Res. 0062 0 % <50%*
*DE ACUERDO A LOS LÍMITES ESTABLECIDOS POR LA RESOLUCIÓN 0062 DE 2007, EXPEDIDA POR EL IDEAM, SI EL PORCENTAJE DE INMOVILIZACIÓN ES MAYOR O IGUAL AL 50% EL DESECHO DEBE SER CLASIFICADO COMO ECOTÓXICO.
Tomando como referencia el valor de los análisis de laboratorio y el Anexo II del
Decreto1076 de 2015, del Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible, donde se
establecen los criterios para identificar los residuos tóxicos, definiendo las
concentraciones máximas de contaminantes, se puede realizar el siguiente análisis.
De acuerdo a los resultados de los análisis de laboratorio la muestra analizada de
residuos generados en el Sedimentador de la PTAP, no presentan características
de peligrosidad, debido a que los resultados de la ecotoxicidad no superan el criterio
fijado en la resolución 0062 del IDEAM, que establece que un residuo se considera
como Ecotóxico si la Toxicidad en Daphnia es >= 50%. Los otros parámetros
analizados están considerablemente por debajo de los valores máximos
establecidos en el Decreto 1076 de 2015 y la norma internacional EPA.
68
Corrosividad:
El residuo generado en el Sedimentador de la PTAP presenta un pH de 6,63
Unidades. El decreto 1076/15 establece en la clasificación de residuos
peligrosos que un residuo es corrosivo si presenta un pH ≤ 2,0 ó pH ≥ 12,5.
Tomando como referencia la norma se puede concluir que estos residuos no
presentan características corrosivas.
Toxicidad
Se considera residuo o desecho tóxico aquel que al realizársele una prueba de
Lixiviación para característica de Toxicidad, contiene uno o más de las
sustancias, elementos o compuestos que presentan en la tabla 1
“Concentraciones Máximas de Contaminación para la prueba TCLP”, en
concentraciones superiores a los niveles máximos permisibles en el lixiviado.
Las concentraciones de Cadmio, Plomo, Mercurio, Arsénico, Cromo,
Selenio, Bario y Plata, en el residuo analizado, se encuentran por debajo de
los valores límites máximos permisibles establecidos en el Decreto 1076/15
expedido por el Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible, de acuerdo a lo
consignado en la Tabla 1. Residuos con concentraciones máximas de estos
límites se consideran Tóxicos. Lo anterior nos indica que el residuo no lixivia
elementos tóxicos en concentraciones superiores a las establecidas por la
normatividad vigente.
Inflamabilidad
El Decreto 1076/15, en la clasificación de residuos peligrosos establece que un
residuo, líquido, es inflamable si: “Cuyo punto de inflamación es inferior a 60⁰C
de temperatura, con excepción de las soluciones acuosas con menos de 24%
de alcohol en volumen”.
Establece que un residuo sólido, es inflamable si: “Con la capacidad bajo
condiciones de temperatura de 25⁰C y presión de 1.0 atmósfera, de producir
fuego por fricción, absorción de humedad o alteraciones químicas espontáneas
y quema vigorosa y persistentemente dificultando la extinción del fuego”.
69
Tomando como referencia la norma se puede concluir que este residuo no
presenta características de inflamabilidad.
Reactividad
En el residuo analizado la velocidad de desprendimiento es < 0,1 L/Kg *H, lo
cual indica que el residuo analizado no desprenden gases inflamables en
contacto con agua, por lo tanto el residuo puede considerarse No Reactivo.
El residuo analizado contiene sustancias tales como Cianuros en
concentración de <0.02 mgHCN/Kg. Para el parámetro de Cianuros no hay
un límite definido en el decreto 1076/15 expedido por Ministerio de Ambiente
y Desarrollo Sostenible y en la resolución 0062/07 IDEAM. Se toma como
referencia la norma internacional EPA que fija como límite máximo permisible
un valor de 250 mg HCN/Kg de residuo como total de Cianuro liberado. La
muestra objeto de estudio No Presenta Cianuro Liberado en proporciones
que puedan ser consideradas como peligrosas.
El residuo analizado contiene sustancias tales como Sulfuros en
concentración de 16,2 mgH2S/Kg. Para el parámetro de Sulfuros no hay un
límite definido en el decreto 1076/15 expedido por Ministerio de ambiente y
Desarrollo Sostenible y en la resolución 0062/07 IDEAM. Se toma como
referencia la norma internacional EPA que fija como límite máximo permisible
un valor de 500 mgH2S/Kg de residuo como total de sulfuro liberado. La
muestra objeto de estudio No Presenta Sulfuro Liberado en proporciones
que puedan ser consideradas como peligrosas.
Ecotoxicidad: Según la resolución 0062/07 del Instituto de Hidrología,
Meteorología y Estudios Ambientales (IDEAM), si el porcentaje de inmovilización
es ≥ 50% el desecho debe ser clasificado como ecotóxico, los resultados del
residuo analizado lo encontraron por debajo de este porcentaje.
El porcentaje de inmovilización de la muestra analizada de los residuos
generados en el Sedimentador de la PTAP fue 0 % por tanto el residuo
evaluado No Presenta características ecotóxicas.
70
Actividad 2.2 Determinación de la concentración
Según el capítulo E de las RAS 2000 la concentración de una sustancia, elemento
o compuesto en un líquido, la relación existente entre su peso y el volumen del
líquido que lo contiene; por lo tanto se tomó una muestra de lodos disueltos en el
agua en la planta de tratamiento del acueducto Piendamó – Morales con el fin de
medir la cantidad de lodos que hay por cada mililitro de agua. Para este ejercicio se
llenó una probeta con un litro de agua con lodos y se dejó sedimentar durante cinco
días, luego que la muestra estaba sedimentada se extrajo el agua sin alterar el
sedimento. Esta muestra se puso en un vaso con un medio filtrante y se dejó secar
durante 6 días. Por último se pesó la muestra de lodos secos, estos fueron los
resultados obtenidos:
Muestra de 1000ml de agua con lodo disuelto.
2.1g de lodo seco.
%m
v=
2.1𝑔
1000𝑚𝑙∗ 100 = 0.21
g
ml
El porcentaje de concentración de lodo seco en el agua es de 0.21.
Con la de determinación de la concentración de los lodos se eligió la alternativa que
mejor maneje el tratamiento de estos, cada 96 horas los sedimentadores almacenan
aproximadamente entre 0.040 L de volumen de lodo a 0.060 L, es decir tiene una
concentrado de lodo en gramos por cada litro de 0.428 g/L cada 4 días. Es una
producción muy baja lodos, teniendo en cuenta que el 70% al 80% es agua, en ese
sentido es viable la construcción de la cama de lechos de secado. Aunque para el
dia 12 de la técnica realizada tuvo un alza en el almacenamiento de lodos, es
habitual ya que se entiende que hay días donde aumenta la concentración de
materia orgánica proveniente del rio.
2.2.1. Determinación de la concentración según la norma técnica
(ras2000)
Según el (RAS 2000) el procedimiento más conveniente para llevar a cabo este
proceso es el siguiente:
71
a) Se toma una muestra de lodos y se deja decantar en un tiempo de 4 a 6
horas.
b) Se extrae el agua sin perturbar los lodos.
c) Se deja secar en una capsula la muestra a 105 grados centígrados
durante unas dos horas y luego pesar.
d) Luego se lleva la capsula a un baño maría y se vierte la muestra de lodos
hasta que el agua que contiene se evapore.
e) Después se deja secar la capsula a 105 grados centígrados en una estufa
durante 2 horas.
f) Por último sacar la capsula, dejarla enfriar y luego pesarla.
𝑐𝑜𝑛𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 =diferencia de peso de la capsula en gramos
volumen de la muestra original en litros
TABLA 14. DETERMINACION DE LA CONCENTRACIÓN DE LODOS
Muestra Fecha Peso
capsula en (g)
Volumen de
muestra (l)
Volumen de lodo
sedimentado (l)
Diferencia del peso de la
capsula en(g)
Concentración
(g/l)
1 20/11/2017 82.2 0.5 0.100 0.73 1.46
2 23/11/2017 89.38 0.5 0.060 0.87 1.74
3 27/11/2017 87.40 0.5 0.125 1.56 3.12
4 01/12/2017 89.22 0.5 0.140 1.55 3.10
5 06/12/2017 80.19 0.5 0.145 1.69 3.38
6 07/12/2017 85.27 0.5 0.150 1.78 3.56
La toma de muestras se realizó cada 4 días hasta el día 20 y otra muestra el día 21
para un total de 6 muestras en diferentes en cono imhoff. Para extraer el agua sin
perturbar la muestra se empleó una pipeta.
El día antes de la descarga de lodos a la laguna se tiene una concentración de 3.56
(g/L) de lodo seco.
72
FIGURA 19. DETERMINACION DE LA CONCENTRACION DE VOLUMENES; FUENTE PROPIA
Actividad 2.3 Determinación del volumen de lodos generados por la PTAP
Para medir el volumen de lodos se tomó la profundidad de la cama de lodos en el
sedimentador cada 4 días hasta el día 20 y otra medida el día 21 usando una
manguera transparente atada a una vara de madera. Esta vara se sumerge en el
sedimentador y se tapa el orificio de arriba de la manguera, antes de sacarla del
agua se tapa el otro orificio y luego se mide la altura de lodos. A continuación se
muestran las dimensiones del sedimentador.
73
Teniendo en cuenta que el lavado del sedimentador se realizó el día 3 de septiembre
de 2017, las medidas se toman a partir de esta fecha.
TABLA 15. DESCARGA DE LODOS GENERADOS A LA LAGUNA CRUZ VICTORIA.
DIA FECHA ALTURA DE LODOS (m)
AREA (m2)
VOLUMEN (m3)
4 07/09/2017 0.54 0.72 15.84
8 11/09/2017 0.55 0.73 16.06
12 15/09/2017 0.85 1.13 24.86
16 19/09/2017 0.94 1.25 27.50
20 23/09/2017 1.10 1.47 32.34
21 24//09/2017 1.17 1.56 34.32
FIGURA 20. REGISTRO FOTOGRAFICO CANTIDAD DE LODOS PRODUCIDOS.
La laguna Cruz Victoria recibe alrededor de 34.32 m3 de lodos los cuales se podrían
tratar con una tubería que transporte estos lodos a un tratamiento de lechos de
secado y minimizar el impacto negativo que estos traen al cuerpo de agua,
74
lastimosamente la PTAP no tiene registro sobre la cantidad de lodos que genera y
que van directo a la laguna Cruz Victoria. En comparación con el tamaño del
sedimentador con la cantidad de lodos que se generan se podría decir que es poca
la cantidad de lodos que se genera, pero es una gran cantidad para la laguna cruz
victoria, que al transcurso que va, se convertirá un cuerpo de Fangos.
FASE 2: DISEÑO DE UNA ALTERNATIVA PARA MANEJO
ADECUADO DE LODOS.
Actividad 1. Formulación de medidas de optimización de los procesos
para la minimización de la generación de lodos.
Teniendo en cuenta las bases teóricas, la caracterización de lodos que genera la
PTAP Piendamo-Morales y al analizar los resultados toxicidad y sulfuros, podemos
observar que existen valores de metales que corresponde para el metal aluminio
(Al+3) esto se debe a que en la PTAP se utiliza como coagulante sulfato de aluminio
Al2(SO4)3. Antes de generar medidas de optimización se debe conocer la
descripción de los procesos de tratamiento del agua:
• Residuos por el retrolavado de los filtros.
• Lodos del proceso de coagulación con aluminio o hierro.
• Precipitados de hierro y manganeso.
• Lodos del proceso de ablandamiento. El almacenamiento depende de la
cantidad de lodos producidos por la planta de tratamiento.
Como complemento a la alternativa elegida para manejar el tratamiento de lodos se
debe realizar medidas de optimización para reducir la generación de estos; de la
gama de alternativas se eligió el procedimiento Deshidratación bajo el proceso
unitario de Lechos de Secado, ya que estos presentan menor costo y determinan
un grado de eliminación del contenido de agua del 70% al 80%.
También se deben tomar medidas en base al coagulante ya que sulfato de aluminio,
Al2 (SO4)3 no es a base de sales de aluminio polimerizadas, es decir genera más
presencia de metales, dado que este coagulante genera un menor residual de
75
aluminio en comparación con otros como el cloruro de aluminio. El cloruro de
Aluminio en alta dosificación contribuye a la remoción de sólidos suspendidos, color
y turbidez en el agua; optimizando la generación de floc y mejorando la velocidad
de sedimentación en el agua.
Actualmente en las PTAP, el tratamiento físico químico utiliza menores dosis de
coagulantes, acompañado en ocasiones con una mínima dosis de polímeros, lo que
implica bajos costos de operación y un ligero aumento en la cantidad de lodos
generados respecto a los tratamientos convencionales. [20] Con el uso del hidróxido
de sodio se produce un lodo de color café para dosis bajas de coagulante y de color
blanco para dosis elevadas. El flóculo formado sedimenta a gran velocidad en los
primeros diez minutos. El lodo generado tiene un aspecto homogéneo. [19] por ende
es más fácil tratar.
Actividad 2. Formular las medidas de tratamiento de lodos generados en
la PTAP:
Con base en la tabla número 8 del presente documento y analizando las variables,
ventajas, desventajas costos, precios y alternativas viables para tratar los lodos
generados en la PTAP, se tomó la alternativa lechos de secado, ya que se prestan
las condiciones para instalarse, esta alternativa presenta las siguientes ventajas:
Debe adaptarse con arena de bajo drenado, grava y tuberías perforadas.
Pueden trabajar por gravedad o al vacío;
Varios lechos secadores de arena son utilizados en un mismo lugar, lo que
ofrece algunas ventajas desde un punto de vista de operación de
mantenimiento.
Capacidad de rotar el uso de los lechos, de forma que cuando un lecho de
secado este cargado y los residuos comiencen a secarse, otro lecho este
limpio y listo para una nueva aplicación de residuos.
76
FIGURA 21. ESQUEMA DE LA ALTERNATIVA DE LECHOS DE SECADO
Se debe realizar dimensionamiento del área a ser utilizada, como también la
adecuación del terreno. El lecho de secado debe tener mínimo cuatro celdas. Su
diseño depende del caudal de salida de la descarga de lodos o de espesamiento,
con profundidades de aplicación de 0.3 a 0.9 metros; para lodos sin acondicionar,
se deben aplicar cargas de entre 15 a 20 lt de lodo/m2/día, con un ciclo de secado
de 3 a 4 días.
FIGURA 22. LECHOS DE SECADO FUENTE: SIAM. SERVICIOS INDUSTRIALES Y AMBIENTALES LIMITADA
Los elementos estructurales del lecho incluyen los muros laterales, tuberías de
drenaje, capas de arena y grava, divisiones o tabiques, decantadores, canales de
distribución de lodo y muros. Los muros laterales deben tener un borde libre entre
0.5 y 0.9 m por encima de la arena. Debe asegurarse que no existan filtraciones
laterales a través de los muros separadores (RAS título E).
TABLA 16. ÁREA REQUERIDA SEGÚN LA FUENTE DEL LODO Y EL CUBRIMIENTO DEL LECHO
Fuente de lodo inicial Área (m²/cap) (lecho
sin cobertura) Área (m²/cap) (lecho con
cobertura)
Primario 0.07 – 0.14 0.05 – 0.09
Primario + químicos 0.14 – 0.23 0.09 – 0.173
77
Primario + filtros percoladores de baja tasa
0.12 – 0.17 0.086 – 0.145
Primario + lodos activados de desecho
0.16 – 0.51 0.094 – 0.156
Para la construcción de los lechos de secado es necesario basarse en el titulo E de
la RAS 2000, en ese sentido se establece que esta es la alternativa más adecuada
para tratar los lodos generados por la PTAP. En el anexo 4 se establece cuáles son
los parámetros de diseño.
Actividad 3. Plantear medidas para el aprovechamiento de lodos:
Como primer paso para de generar medidas de aprovechamiento, se debe realizar
la estabilización con químicos inorgánicos como la cal, cloruro férrico o sulfato
ferroso, con el fin de promover la floculación. La cal debe emplearse para controlar
el pH, el olor y para desinfectar. El acondicionamiento de lodos con compuestos
inorgánicos debe incrementar la masa de sólidos secos de 15 a 35%. También
pueden acondicionarse los lodos con compuestos orgánicos como los polímeros,
los cuales mejorarán la floculación. Esto ofrece alternativas a la hora de utilizar o
disponer los lodos producto de los sistemas de potabilización, teniendo en cuenta
las medidas de estabilización que se le presentaron a la PTAP se eligió la opción ©
SOLO ESTABILIZACIÓN, ya que es un insumo en la fabricación de materiales de
construcción y puede ser utilizado como material en procesos de valoración
energética (aprovechamiento del potencial calorífico).
La tabla 16 muestra una breve descripción de los diferentes métodos o alternativas
para el uso y la disposición de los mismos.
TABLA 17. . ALTERNATIVAS PARA EL USO O LA DISPOSICIÓN DE LODOS
MÉTODO DESCRIPCIÓN
Fabricación de Ladrillos Aislantes
El lodo procedente de una planta potabilizadora de agua contiene en promedio un 70% de humedad y su fracción seca está compuesta por materia inorgánica y orgánica, dependiendo del tipo de tratamiento al que se haya sometido, además de contener cierta cantidad de metales en proporción.
78
El ladrillo, fabricado a partir de lodo, se constituye fundamentalmente de cuatro componentes básicos:
• Lodo seco o húmedo: Aporta dureza y metales (35% de la mezcla)
• Residuos forestales pueden disminuir la humedad hasta en un 70% aumentando la compactación (20% de la mezcla)
• Residuos combustibles: Generalmente se trabajan cenizas de hornos de fundición, lo que aporta minerales que se incorporan a la matriz cerámica; estos residuos son los responsables de la porosidad y elevan la temperatura en el interior de la estructura (10% de la mezcla)
• Cerámica: Base del ladrillo; puede representarse por arcilla o cualquier material puzolánico (35% de la mezcla)
La elaboración del ladrillo se fundamenta en un mezclado y una cocción. La primera operación puede realizarse en una maquina mezcladora cuando se trabajan altos volúmenes. La segunda se realiza en un horno de cocción a una temperatura superior a los 1000 °C, para que suceda el proceso normal de ceramización. El resultado es un ladrillo completamente ecológico con propiedades termo acústicas especiales y que cumple con los parámetros de resistencia y dureza de los ladrillos convencionales.
Relleno y Monorelleno
Tradicionalmente existen dos opciones de disposición de los lodos generados en plantas de tratamiento: relleno sanitario y monorelleno. Para ello, existen una serie de criterios a considerar en su implementación de tal forma que garanticen tanto el adecuado funcionamiento como la salud pública de la población y el ambiente. Para esto, los lodos deben concentrarse a un estado semisólido o pastoso, seguido de un tratamiento de secado. Además, debe controlarse el área de disposición en el relleno sanitario, cuidando los problemas de olores y las posibles fallas que se puedan presentar. Los lodos deshidratados se han utilizado en diversos países como agentes de relleno en la construcción de terraplenes. De acuerdo con las especificaciones correspondientes de obras públicas, dichos lodos cumplen los mismos requisitos que los materiales usados comúnmente.
Obtención de Energía por Metanización
La gasificación es un paso previo a la combustión ya que consiste en transformar el combustible, o residuo, en gas o gases combustibles para su posterior tratamiento. Los microorganismos contenidos en los lodos permiten, por fermentación anaeróbica, una producción de metano que debe aprovecharse en esta época de crisis energética.
Para aprovechar este gas, el lodo primario que sale por el fondo del decantador, debe introducirse en un digestor anaeróbico. Desde el punto de vista de impacto ambiental este proceso aporta la ventaja de eliminar malos olores, aparte de impedir que el metano producido sea enviado a la atmósfera.
Fuente: PROPUESTA METODOLÓGICA PARA TRATAMIENTO DE LODOS PROVENIENTES DE PLANTAS DE POTABILIZACIÓN EN LA SABANA DE BOGOTÁ (ESTUDIO DE CASO MADRID, CUNDINAMARCA)
Para determinar el potencial de aprovechamiento de los biosólidos se realizó el comparativo
entre los resultados obtenidos de la caracterización fisicoquímica y los valores máximos
permisibles del decreto 1287 del 2014, para clasificar el biosólido como tipo A o B y definir
su potencial aprovechamiento. Todos los valores se encuentran dentro del rango para
clasificar el biosólido como tipo A.
79
CRITERIO VARIABLE RESULTADO PTAP (PIENDAMO - MORALES)
VALORES MÁXIMOS PERISIBLES
UNIDAD RESULTADO
A B
QUIMICOS CADMIO <0.006 8 40 mg Cd/L A
PLOMO 0,04 300 400 mg Pb/L A
MERCURIO <0.001 10 20 mg Hg/L A
ARSENICO <0.001 20 40 mg As/L A
CROMO <0.01 1.000,00 1.500,00 mg Cr/L A
SELENIO <0.001 36 100 mg Se/L A
ALTERNATIVA DE APROVECHAMIENTO MÁS VIABLE
Debido a que el potencial de manejo de los lodos resultó ser de tipo A, por lo que se toman como alternativas más viables el uso aprovechamiento de lodos para fabricación de materiales para construcción (ladrillos) y la otra alternativa de aprovechamiento como insumo para la agricultura (abono).
El aprovechamiento de lodos que permite la transformación del biosólido a abono o acondicionador de suelo, para esto se pueden compostar por medio de bacterias, actomicetos u hongos o lograr la composta por medio de lombricultura o vermicompost (uso de lombriz roja californiana). Para obtener el humus o abono por alguno de estos métodos se necesitaría espacio no solo para la estabilización de los lodos, sino también la construcción de las composteras o pilas de compostaje donde se llevaría a cabo el proceso, espacio con el cual actualmente si cuenta la PTAP de El Espinal. A demás, dado que la fuente de abastecimiento son las aguas del rio Piendamó la probabilidad de que los lodos sirvan para aprovechamiento abono o acondicionadores de suelo es la más viable. Este proceso requiere de un proceso de remoción de aluminio previo al compostaje de los lodos. Según (León, Amalia ,2008) quien realizo una evaluación del compost elaborado a partir de lodos provenientes de la potabilización del agua con alto contenido de sulfato de aluminio, cáscara de piña y residuos de jardinería; concluyó que el producto final obtenido de mezclas a base de lodos con sulfato de aluminio no se puede utilizar como acondicionador de suelos porque el aluminio se acumula en las plantas, imposibilitando la correcta asimilación de nutrientes
El Decreto 1287/14 define en el artículo 8 las alternativas de uso o aprovechamiento de los biosólidos por categoría:
Como material de cobertura, relleno o adecuación de zonas verdes
(cementerios, separadores viales, campos de golf y lotes vacíos).
Como producto térreo para uso en áreas privadas (jardines, antejardines,
patios, plantas ornamentales y arborización).
Como abono en procesos de agricultura.
80
Ya que el municipio de Piendamó es reconocido por su potencial en procesos de agricultura como los cultivos de café y flores un aprovechamiento adecuado de los lodos, la alternativa adecuada sería como abono en procesos de agricultura.
Actividad 4 Formulación de una guía de transporte y disposición final
seguro de los lodos residuales:
Para lograr disponer finalmente los lodos en un lugar seguro Se debe instalar una
tubería de desviación la cual transporte los lodos procedentes de las unidades de la
PTAP evitando así que se contamine o altere los valores de los lodos con las aguas
provenientes de otras unidades. La tubería que transporta los lodos residuales debe
tener al final una válvula que permite el ingreso de los lodos a las celdas de los
lechos de secado. Ahora bien la instalación de los lechos de secado es una
sugerencia de este trabajo de grado, por consiguiente es necesario tener en cuenta
estas recomendaciones antes de instalarse los lechos de secado.
La descarga de los lodos debe sujetarse a las siguientes especificaciones:
Para devolverlos directamente a la corriente de agua debe adquirirse un
permiso de la autoridad ambiental competente y deben realizarse estudios
de impacto ambiental en el que se demuestre que no presentan indicios de
perjuicios al ecosistema circundante.
Para descargarlos en alcantarillados (con o sin tratamiento) debe verificarse
que los posibles daños a éste no resultan significativos.
Llevarlos a lagunas de almacenamiento en donde se decantan y por
extrafiltración y evaporación se elimina el agua de arrastre hasta dejar el lodo
semisolidificado. De allí debe extraerse por sistema mecánico y transportarlo
al punto de disposición final.
Rellenos sanitarios Deben concentrarse los sólidos a estado semisólido o
forma pastelosa para poder disponerlos en rellenos sanitarios, seguido de un
tratamiento de secado.
La descarga final del agua lixiviada, si se hace a un cuerpo de agua, debe
cumplir con las normas de vertimiento que trata el artículo 72 del Decreto
81
1594 del 26 de junio de 1984 del Ministerio de Salud o el que lo reemplace o
modifique.
Teniendo en cuenta estas medidas de disposición final, la PTAP debe realizar una
guía de transporte, ya que dependiendo de la decisión que se tomé, se elaboran o
no.
Fase 3: Elaboración y socialización de la alternativa para el manejo de
lodos.
Actividad 1 elaboración de una guía de manejo de lodos:
Con base en la tabla número 9 del presente documento, la caracterización de los
lodos depende de las sustancias contenidas en el agua bruta que son generalmente
inertes, por ejemplo arcillas, arenas, etc. Además de orgánicas como el plancton y
otros microorganismos. De aquí que las características de los lodos varíen en
función de la calidad del agua bruta y del tratamiento de potabilización aplicado a
esta.
Todos los lodos tienen un contenido bajo de solidos (1-6 %), por ello la disposición
de su pequeño contenido de solidos requiere el manejo de un gran volumen de lodo.
El problema principal en el tratamiento de lodos radica por tanto en concentrar los
sólidos mediante la máxima remoción posible de agua y en reducir su contenido
orgánico. La cantidad de lodo producido es muy variable, dependiendo del proceso
de tratamiento usado. El volumen de lodo depende principalmente de su contenido
de agua y muy poco del carácter del material sólidos. El contenido de agua se
expresa normalmente como porcentaje en masa; por ejemplo, un lodo con 90% de
humedad contiene un 90 % de agua en masa y un 10% de sólidos en masa.
Para lograr un manejo de lodos se debe tener en cuenta los siguientes pasos:
Estabilización: proceso que comprende los tratamientos destinados a
controlar la degradación biológica, la atracción de vectores y la patogenicidad
de lodos generados en las plantas de tratamiento de aguas residuales
municipales a condicionándolos para su uso o disposición final.
82
Homogenización: Se tendrá que dimensionar una estructura en la cual se
asegure mezcla completa, cuyo volumen sea como mínimo equivalente a
poder almacenar el volumen de purga del sedimentador, más el 40% del
volumen de lavado de un filtro. El tiempo de retención no podrá superar las
6 horas, la geometría del tanque podrá ser circular, rectangular, o de otra
superficie que garantice flujo a pistón; siempre y cuando se garantice un nivel
de potencia del mezclado superior a 5 W/m3.
Espesamiento de lodos: Deberá diseñarse un sistema con tasa de carga
superficial para lodos de hidróxido entre 15 – 25 kg/m2/d y para lodos de
ablandamiento entre 100 – 200 kg/m2/d, con tiempo de retención de entre 6
a 12 horas y concentración de sólidos media de salida del 6%. Se permitirá
considerar tecnologías que empleen sistemas de espesamiento mecánico o
por etapas combinadas ya sea gravitacional y mecánico, para lo cual se
deberán justificar las diferentes tasas en función del tipo de tecnología y
coagulante empleado en la planta.
Deshidratación por lechos de secado: Es una técnica manual en donde se
deben tener mínimo cuatro celdas. Su diseño depende del caudal de salida
de la descarga de lodos o de espesamiento, con profundidades de aplicación
de 0.3 a 0.9 metros; para lodos sin acondicionar, se deben aplicar cargas de
entre 15 a 20 lt de lodo/m2/día, con un ciclo de secado de 3 a 4 días.
Tratamiento y/o disposición de lodos residuales: En los procesos de
tratamiento de aguas los contaminantes separados en el proceso de
depuración se concentran en forma de lodos. Este residuo tendrá unas
características diferentes según las características del agua tratada [20].
El primer paso para poder tratar los lodos es estabilizarlos (homogenizarlos
y deshidratarlos) para disminuir su volumen y reducir su capacidad de
fermentación, atracción de vectores y patógenos, y a partir de ahí se pueden
alcanzar diferentes tipos de aprovechamiento:
Recuperación de reactivos químicos presentes para su reutilización.
Generación de biogás y aprovechamiento del poder calorífico para
generación de calor y de energía eléctrica.
83
Utilización como abono orgánico.
Recogida en un vertedero autorizado.
Así mismo, existen una serie de condicionantes para su aplicabilidad:
Contenido de metales que pueden llevar a valores límites de toxicidad,
desconociéndose en muchos casos los efectos reales de
concentración de metales depositados en el suelo o sobre las plantas.
Presencia de patógenos y semillas indeseables que puedan hacer
inutilizable el lodo en ciertos casos.
El vertido al mar de los lodos puede hacerse de forma líquida, después
de haber sido digerido (digestión aerobia o anaerobia). Debe
considerarse que el mar también tiene sus límites como receptor de
residuos.
El depósito en escombreras, se deben considerar las mismas
condiciones de disposición como residuos sólidos.
La incineración de los sólidos requiere igualmente un pre secado de
los lodos, consumo de energía y presenta un peligro de contaminación
atmosférica según el tipo de incinerador utilizado.
El acondicionamiento químico del lodo requiere del empleo de
grandes dosis de cal Ca (OH2) o de cloruro férrico (CL3Fe), lo que
supone un costo elevado de eliminación. Otras consideraciones
importantes irán dirigidas a la recuperación energética, buscando la
utilización del gas metano, producido en la digestión anaerobia del
tratamiento de lodos residuales.
LISTA DE CHEQUEO
Con el fin de comparar de manera cualitativa las ventajas y desventajas los
biosólidos tipo A y tipo B se elaboró un checklist que permite seleccionar la
alternativa más viable para el caso de estudio. La alternativa seleccionada, es decir,
la alternativa que presenta las mayores ventajas es analizada posteriormente.
84
TRATAMIENTO Lechos de secado
VENTAJAS SI NO
¿La implementación de la alternativa puede generar beneficios económicos por su comercialización?
X
¿La implementación de la alternativa genera impactos positivos ambientales?
X
¿Requiere cuantificación de todos previo a la implementación?
X
¿No involucra costos asociados al trasporte?
X
¿La alternativa no está sujeta a normatividad especializada?
X
¿La implementación de la alternativa genera trabajo en la región?
X
¿La implementación de la alternativa mejora la percepción de la empresa de la región?
X
¿La alternativa seleccionada cuenta con mucho mercadeo o se puede implementar en la región?
X
DESVENTAJAS
¿Requiere tratamiento físico, químico o biológico para aprovechar el aprovechamiento?
X
¿Se requiere de largos tiempos para lograr el aprovechamiento?
X
¿Requiere de intervenciones de construcción considerables en las instalaciones ya existentes?
X
¿Requiere de espacios amplios de instalación?
X
¿Requiere alquiler o compra de terrenos? X
¿La alternativa posee restricciones de uso? X
¿El producto derivado del aprovechamiento requiere de inspecciones y monitoreo frecuente?
X
¿Requiere planos y pre diseños? X
¿La implementación de la alternativa requiere de agua?
X
¿Requiere del uso de energía eléctrica? X
¿Requiere la búsqueda de un mercadeo especializado?
X
¿El uso del producto puede generar impactos negativos ambientales?
X
85
¿La alternativa implica costos de trasportes?
X
¿Requiere permisos, licencias o autorizaciones por parte de las autoridades ambientales?
X
Los lechos de secado son una alternativa que presenta gran cantidad de ventajas.
Básicamente para esta alternativa su aprovechamiento final sería abono o
acondicionadores del suelo.
Para obtener el humus o abono es necesario espacio no solo para la estabilización
de los lodos, sino también para la construcción de las composteras o pilas de
compostaje donde se llevaría a cabo el proceso, espacio con el cual actualmente si
cuenta la PTAP.
Estabilización de lodos por lechos de secado
Se debe realizar dimensionamiento del área a ser utilizada, como también la
adecuación del terreno. El lecho de secado debe tener mínimo cuatro celdas. Su
diseño depende del caudal de salida de la descarga de lodos o de espesamiento,
con profundidades de aplicación de 0.3 a 0.9 metros; para lodos sin acondicionar,
se deben aplicar cargas de entre 15 a 20 lt de lodo/m2 /día, con un ciclo de secado
de 20 a 30 días.
Según (ACODAL, 2012) Las normas colombianas contempladas en el Reglamento
de Agua Potable y Saneamiento, RAS, (aunque no en vigencia cuando se diseñaron
las primeras instalaciones de este tipo) requieren que se cuente con un área mínima
de 1 m2 por cada 20 habitantes de población servida por la instalación de
tratamiento. Aunque la pérdida de humedad por percolación es alta durante las
primeras horas contadas a partir de la descarga del lodo sobre los lechos, la
digestión continúa su curso por la producción de gas dentro del lecho. Los lechos
de secado están cubiertos con un techo consistente en una lámina delgada de
polietileno transparente que permite el paso de los rayos solares pero impide el
ingreso de aguas lluvias.
El RAS en su título E establece las siguientes consideraciones técnicas para los
lechos de secado:
86
Medios de drenaje capas de grava y de arena.
La capa de grava debe tener un espesor entre 200 - 460 mm y la capa de
arena un espesor entre 300 - 460 mm.
Las partículas de grava deben presentar un diámetro entre 3 - 25 mm. La
arena debe tener un tamaño efectivo de los granos entre 0.3 - 0.75 mm. En
algunos casos, en vez de arena se puede usar antracita o grava fina con
tamaño efectivo de 0.4 mm.
La recolección de percolados se debe efectuar a través de tuberías de
drenaje de plástico que deben tener no menos de 100 mm de diámetro y una
pendiente no menor a 1%; deben espaciarse entre 2.5 y 6 m. Se deben
localizar por debajo de la capa de grava con no menos de 150 mm de este
material por encima de ellas.
La cubierta proporciona un techo al lecho de arena y su utilización depende
de las condiciones ambientales de la zona.
Actividad 2. Socialización de la guía de manejo de lodos y los resultados
obtenidos a lo largo de la pasantía:
Con cerca de 14 trabajadores se realizó la socialización del trabajo de grado en la
PTAP, la principal idea de la charla fue capacitarlos en la nueva alternativa que se
puede utilizar para mermar el impacto generado en la laguna cruz victoria y generar
medidas de optimización, aprovechamiento y disposición final de los lodos. La
reunión se realizó el día 18 de enero del presente año.
87
FIGURA 23. SOCIALIZACION ALTERNATIVA Y MANEJO DE LODOS
CAPITULO 5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
CONCLUSIONES:
Se logró determinar las medidas de optimización, aprovechamiento, disposición
final de los lodos residuales por medio de la caracterización y el análisis de
toxicidad en comparación con el Decreto 1287 del 2014. Lo que demuestra que
los lodos de la PTAP de Piendamo-Morales son aptos para su aprovechamiento
como insumo para materiales de construcción.
El residuo generado en el Sedimentador de la PTAP, NO PRESENTA valores
de alcalinidad o acidez que les confieran características de RESIDUO
CORROSIVO, REACTIVIDAD y REACTIVIDAD EN CIANUROS la
concentración de HCN por kg del residuo está por debajo del valor establecido
por la norma internacional EPA que fija como límite máximo permisible un valor
de 250 mg HCN/Kg de residuo como total de Cianuro liberado.
El residuo proveniente del Sedimentador de la PTAP, clasifica como RESIDUO
NO PELIGROSO, según los resultados de los análisis de laboratorio no
presentan características corrosivas, no son inflamables, no son reactivas, no
son Tóxicos, y el porcentaje de inmovilización de los residuos evaluados en la
88
prueba de Ecotoxicidad con Daphnia Pullex, NO SUPERA EL 50%, lo cual no
clasifica como un residuo ecotoxico.
Fue posible recopilar y analizar información con el fin de realizar un diagnóstico
del tema de manejo de los lodos residuales producidos en la PTAP, como
también hacer un acercamiento de la situación y problemática por la falta de su
aprovechamiento y la necesidad del cumplimiento con la autoridad ambiental
dado el vertimiento de los lodos en la Laguna Cruz Victoria.
Se estableció la deshidratación por lechos de secado como técnica de
estabilización de los lodos más viables, dado que es más aplicables para la parte
técnica y operativa dentro de la PTAP; ya que los lodos solo requieren ser
deshidratados y no requieren de técnicas para reducción de aluminio (AL3+) o
técnicas para transformación de sus propiedades físicas o químicas como el
compostaje.
Se escogió como aprovechamiento de lodos residuales para este caso de
estudio; los lodos estabilizados y agregados para convertirlos en insumo para
materiales de construcción. Los más recomendados para su elaboración son
ladrillos cerámicos, tabicones y cemento portland.
La PTAP no cuenta con el presupuesto adecuado, debido que la los usuarios no
cancelan el recibo de pago, en ese sentido es muy difícil ejecutar esta alternativa
de aprovechamiento de lodos.
Fue posible recopilar y analizar información con el fin de realizar un diagnóstico
del tema de manejo de los lodos residuales producidos en la PTAP, como
también hacer un acercamiento de la situación y problemática por la falta de su
aprovechamiento y la necesidad del cumplimiento con la autoridad ambiental
dado el vertimiento de los lodos en fuentes superficiales.
Por medio de una herramienta de evaluación combinada como el checklist fue
posible establecer la alternativa de tratamiento y aprovechamiento de lodos que
mejor se acopló al caso de estudio. Se determina que mediante evaluación
cualitativa se logró hacer acercamiento a la problemática y solución de la misma.
Se escogió como aprovechamiento de lodos residuales para este caso de
estudio; los lodos estabilizados y agregados para convertirlos en insumo para
89
materiales de construcción. Los más recomendados para su elaboración son
ladrillos cerámicos.
RECOMENDACIONES
Es de gran importancia que las empresas del sector privado y universidades
fomenten el desarrollo de investigaciones relacionadas al manejo de
subproductos generados por las diferentes actividades humanas, ya que esto
permitiría mejorar nuestra calidad de vida y mitigaría la degradación de los
componentes como el suelo, el aire o el agua.
Se debe gestionar con la alcaldía del municipio de Piendamo y Morales la
aprobación de la alternativa a fin de dar cumplimiento con las normas exigidas
por los entes competentes sobre la disposición final de los lodos residuales del
proceso de potabilización de agua en la plata de tratamiento de agua potable, lo
cual puede logra contener problemáticas alrededor de la laguna Cruz Victoria.
Es importante realizar caracterizaciones al menos en cada régimen
climatológico, es decir, para lluvia y sequia puesto que eso trae consigo
variaciones en los parámetros fisicoquímicos del agua y por tal razón es muy
probable que cambie el potencial de aprovechamiento de los lodos.
Es importante que se realice una caracterización de lodos en la Laguna Cruz
Victoria para determinar y comprobar el grado de degradación que tiene estas
descargas sobre el cuerpo de agua.
Se debe buscar apoyo en entre las entidades de gestión del municipio como la
alcaldía, con el fin de facilitar los recursos necesarios para la buena puesta en
marcha de la investigación presentada.
Es importante que se considere realizar estudios adicionales para determinar las
posibilidad de usar otro tipo de coagulante por medio de (pruebas piloto), con el
fin de determinar si se disminuye la generación de lodos.
90
BIBLIOGRAFIA
[1] Datos Abiertos Gobierno Digital Colombia (2018). Visible body: Empresas de acueducto, Aseo y Alcantarillado del Dpto del Cauca.; Ministerio de Tecnologías de la Información y las Comunicaciones. Recuperado de http//www.datos.gov.co
[2] Ministerio de Desarrollo Economico Resolución. Por la cual se adopta el Reglamento Técnico para el sector de Agua Potable y Saneamiento Básico – RAS. NO. 1096 de 17 de Noviembre de 2000
[3]
Ministerio de Agricultura. Por el cual se reglamenta parcialmente el Título I de la Ley 9 de 1979, así como el Capítulo II del Título VI –Parte III- Libro II y el Título III de la Parte III –Libro I- del Decreto – Ley 2811 de 1974 en cuanto a usos del agua y residuos líquidos. Junio 26 de 1984
[4] Rosero, j. Fajardo, A. Rivas, R. (2014). Tratamiento de lodos generados en el proceso convencional de potabilización de agua, Revista Ingenierias Universidad de Medellin, (13), 15.
[5] Documento Conpes 3530. Lineamientos y estrategias para fortalecer el servicio público de aseo en el marco de la gestión integral de residuos sólidos. República de Colombia. Junio de 2008
[6] J. G. Limón, los lodos de las plantas de tratamiento de aguas residuales, ¿problema o recurso? Especialidad en Ingeniería Química. Guadalajara, Jalisco. Julio de 2013.
[7] Vargas, C., Montero V, MAVIS (2006) Estudio del uso del lodo residual de la empresa Extralum S. A. como material alternativo en la fabricación de cementos especiales (Artículo científico) COSTA RICA. Revista tecnología en marcha. VOL-3
[8]
Pérez, L, M., (2010) Diagnóstico y optimización del sistema operativo y de mantenimiento del proceso de lodos activados en la planta de tratamiento “los Arellano” en el estado de Aguascalientes, México (Trabajo de grado) Bogotá. Universidad de La Salle Facultad de ingeniería programa de Ingeniería Ambiental y Sanitaria.
[9] Escobar, C., Gestión Integral de Manejo de Lodos de Plantas de Tratamiento de Agua Potable. Curso de Operación de Plantas de Potabilización de Agua. ACODAL. Santa Fe de Bogotá, Agosto 9 al 13 de 2004.
[10]
Torres P, Hernández D, Paredes D., (2012) Uso productivo de lodos de plantas de tratamiento de agua potable en la fabricación de ladrillos cerámicos (Artículo científico) PEREIRA. Universidad del Valle. COLOMBIA. Universidad Tecnológica de Pereira. Colombia. Revista ingeniería de construcción pág. 145-154
[11] J. D. Villegas, et al., “Recuperación de sulfato de aluminio a partir de lodos generados en Plantas de potabilización de agua”, Scientia et Technica, vol. 9, pp. 223-228, 2005.
[12] P. Torres, et al., “Uso productivo de lodos de plantas de tratamiento de agua potable en la fabricación de ladrillos cerámicos”. Revista ingeniería de construcción. Vol. 27, n.° 3, pp. 145-154, 2012.
91
[13] Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial. Por el cual se dicta el Código Nacional de Recursos Naturales Renovables y de Protección al Medio Ambiente. Bogotá DC: MAVDT; 1974.
[14] Ministerio de Salud y Protección Social. Por el cual se dictan medidas sanitarias. Bogotá DC: MINSALUD; 1979.
[15]
Rodríguez, N., (2013) Propuesta metodológica para tratamiento de lodos provenientes de plantas de potabilización en la sabana de Bogotá (estudio de caso Madrid, Cundinamarca, trabajo de grado) Bogotá D.C. Universidad Libre Facultad de Ingeniería
[16] Arboleda V., Teoría y práctica de la purificación del agua, tercera edición. Bogotá: McGraw – Hill, 2000. Tomo 1.p. 705
[17] Romero, J., Purificación del agua, segunda edición. Bogotá: Escuela Colombiana de Ingeniería, 2006.p. 312,294
[18] ArundeL, John. Tratamiento de Aguas Negras y Efluentes Industriales. 2 ed. España. Gamma 2002. P. 133
[19] Plan Básico de Ordenamiento Territorial Municipio Piendamo Cauca (2016) Visible body: 7.2.2 Recursos Hídricos.; Corporación Autónoma Regional del Cauca. Recuperado de http://crc.gov.co/ Conocimiento Ambiental
[20]
Aldana, A., PÉREZ, R., (2017) Propuesta para el tratamiento y aprovechamiento de lodos en una PTAP convencional. Caso de estudio: planta de tratamiento de agua potable del Espinal – Tolima (Trabajo de grado), Bogotá Universidad de la Salle Facultad de Ingeniería Programa de Ingeniería Ambiental y Sanitaria
[21] Kaggwa.R.C. Mulatelo.C.I., Patrick.D and Okurutu.T.O (2001) The impact of alum discharges on a natural tropical Wetland in Uganda. Water Research. Vol. 35 p.795-807
92
ANEXOS
ANEXO 1. CORPORACION UNIVERSITARIA AUTONOMA DEL CAUCA
ACUEDUCTO PIENDAMÓ – MORALES. TRABAJO DE PASANTÍA
ENCUESTA DE SATISFACCION DE LA COMUNIDAD ALEDAÑA A LA LAGUNA ¨CRUZ VICTORIA¨
1. NOMBRES: __________________________________________________________
2. BARRIO:
__________________________________________________________
3. ¿QUE TAN CONTAMINADA CREE QUE ESTA LA LAGUNA? a) Muy contaminada ____ b) Contaminada ____ c) Poco contaminada ____ d) Sin contaminación ____
4. ¿HA TENIDO ALGÚN PROBLEMA CON LA CONTAMINACION DE LA LAGUNA? a) SI ___ b) NO ___ c) ¿Cuál?
5. ESTA LAGUNA ATRAE VECTORES O ROEDORES. ¿Cuáles? a) Zancudos / moscas. ____ b) Ratas / ratones. ____ c) Todas las anteriores. ____
6. ¿HA PERCIBIDO MALOS OLORES QUE PROVENGAN DE LA LAGUNA? a) SI ___ b) NO ___
7. ¿CON QUE FRECUENCIA HA PERCIBIDO ESTOS MALOS OLORES? a) En la mañana _____ b) En la tarde _____ c) En la noche _____ d) Todo el tiempo. _____
8. ¿UTILIZA EL AGUA DE LA LAGUNA PARA ALGUNA ACTIVIDAD PERSONAL O RECREATIVA?
a) SI ____ b) NO ____ c) ¿CUAL?
____________________________________________________________________________________________________________________________________
9. CONSIDERA QUE EL AGUA DE LA LAGUNA ES APTA PARA EL CONSUMO HUMANO?
93
a) SI ____ b) NO ____ c) ¿POR QUE?
____________________________________________________________________________________________________________________________________
10. ¿CREE QUE LA CONTAMINACION DE LA LAGUNA PODRIA CUASAR ENFERMEDADES?
a) SI ____
b) NO ____
11. ¿SABE CUAL ES LA PRINCIPAL FUENTE DE CONTAMINACION DE LA LAGUNA?
a) SI ____
b) NO ____
c) ¿CUAL? ____________________________________________________________________________________________________________________________________
12. SABE SI ESTA LAGUNA SE CREO DE FORMA.
a) NATURAL ____
b) ARTIFICIAL ____
c) NS/NR ____
94
ANEXO 2.
CORPORACION UNIVERSITARIA AUTONOMA DEL CAUCA
ACUEDUCTO PIENDAMÓ – MORALES TRABAJO DE PASANTÍA
ENCUESTA AL PERSONAL QUE LABORA EN EL ACUEDUCTO. 1. NOMBRES. ______________________________________________
2. CARGO QUE DESEMPEÑA. __________________________________ 3. TIEMPO DE SERVICIO. _____________________________________
4. FUNCIONES QUE DESEMPEÑA.
________________________________________________________________________________________________________________________
5. ¿SABE DE DONDE SE CAPTA EL AGUA QUE TRATA EL ACUEDUCTO? a) SI ____ b) NO ____
¿DE DONDE? _________________________________________________
6. ¿SABE CUALES SON LOS PROCESOS QUE SE REALIZAN EN LA
PLANTA PARA TRATAR EL AGUA? a) SI _____ b) NO _____
¿Cuáles? _______________________________________________________________
7. ¿SABE QUE SON LODOS? a) SI ____ b) NO ____ 8. ¿SABE DONDE SE GENERAN LODOS EN LA PLANTA? a) SI ____ b) NO ____
¿DONDE? ______________________________________________________________________________________________________________________________ 9. ¿SABE QUE MANEJO SE LE DA A LOS LODOS EN LA PLANTA? a) SI ____ b) NO ____
¿QUE MANEJO? ______________________________________________________________________________________________________________________________
95
10. ¿SABE UN ACUEDUCTO QUE DEBE HACER CON LOS LODOS RESUDUALES?
a) SI _____ b) NO _____
¿QUE DEBE HACER? ______________________________________________________________________________________________________________________________
11. ¿ESTA DE ACUERDO CON LA IMPLEMENTACION DE UN SISTEMA DE
MANEJO DE LODOS? a) SI ___ b) NO ___
¿POR QUE? ______________________________________________________________________________________________________________________________
96
ANEXO 3. CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS SOLIDOS (PDF)
ANEXO 4. PARAMETROS DE DISEÑO
Deben tenerse en cuenta los siguientes criterios para la remoción y descarga de
lodos en las unidades de sedimentación:
1. Las válvulas de descarga del lodo deben situarse en un lugar de fácil acceso para
realizar el mantenimiento. Cuando la remoción de lodos es continua, esta válvula
debe automatizarse en los niveles de complejidad de sistema medio alto y alto.
2. Cuando la descarga de lodo sea automática, deben existir dispositivos de ajuste
de tiempo de funcionamiento.
3. Deben preverse dispositivos para la observación de las características del lodo
descargado.
4. Los sedimentadores deben poderse vaciar en menos de seis horas.
5. Remoción hidráulica de lodos. Para los sedimentadores con remoción hidráulica
de lodos, se pueden hacer tolvas continuas o tolvas separadas para cada orificio.
El número y tamaño de los orificios deben ser calculados como un dispositivo
hidráulico para salida múltiple. Se deben tener en cuenta los siguientes criterios:
a. El grado de inclinación de las paredes de las tolvas debe variar entre 30-60°.
b. Se deben realizar los orificios necesarios en número, diámetro y espaciamiento
para lograr un óptimo drenaje de los lodos teniendo en cuenta la inclinación de la
pared.
c. La velocidad mínima de arrastre de partículas varía entre 1 y 3 cm/s.
6. Remoción manual de lodos. Los sedimentadores con remoción manual de lodos
deben presentar además las siguientes características:
a. El punto de descarga del sedimentador debe situarse preferencialmente en la
zona de mayor acumulación de lodo.
b. El fondo debe tener pendiente no inferior a 5° en el sentido del punto de la
descarga.
97
c. Las unidades deben tener una altura adicional suficiente para acumular el lodo
resultante de 60 días de funcionamiento, si no se hace remoción continua de
lodos.
7. Remoción mecánica de lodos. La remoción mecánica de lodos puede realizarse
a través de cadenas, puentes barrelodos, sifones aspiradores flotantes o
aspiradores con tubos perforados. En caso de implementar como remoción
mecánica de lodos el puente barrelodos, deben cumplirse las siguientes
condiciones:
a. La velocidad máxima en el raspador debe ser 30 cm/min.
b. La descarga del lodo debe ser automática y estar sincronizada con el
movimiento del raspador.
c. Para los sifones aspiradores flotantes se debe tener en cuenta que:
i. Los tubos horizontales deben tener entre 2 y 5 m de largo.
ii. Los orificios deben tener un diámetro entre ¾” y 1” cada 0,15 a 0,30 m
colocados de 0,10 a 0,15 m sobre el suelo del tanque.
98
ANEXO 5. GUÍA DE TRANSPORTE Y DISPOSICIÓN FINAL
Actualmente la PTAP descarga los lodos a laguna cruz victoria, que se encuentra
muy cerca de la planta, aunque se realizó la caracterización de los lodos,
demostrando que no son peligrosos, en estudios similares se ha comprobado que
estas descargas afectan a la biota de las fuentes hídricas o de los suelos.
Teniendo que se seleccionó lechos de secado como alternativa de manejo de lodos,
los pasos para transportar los lodos son siguientes:
I. El hidráulico por medio de sifones de flujo intermitente, en los cuales se hace
uso de las características del sifón hidráulico para cebarlo y pararlo sin
necesidad de recurrir a ningún elemento mecánico.
a. Instalar una tubería de desviación la cual transporte los lodos
procedentes de las unidades de la PTAP. La tubería que transporta
los lodos residuales debe tener al final una válvula que permite el
ingreso de los lodos a las celdas de los lechos de secado.
b. Deben dejar escurrir gravitacionalmente el lodo hasta las bocas de
salida y de ahí extraerlo, en este caso el lodo se mueve por su propio
peso y las bocas de salida están quietas. Es especialmente apropiada
para decantadores de alta tasa debido a su menor área construida que
permite atolvar los fondos sin que el costo sea excesivo y para algunos
decantadores de manto de lodos por su configuración especial.
II. El mecánico por medio de válvulas automáticas, que deben ser accionadas
por aire comprimido o por agua mediante un programador electrónico o
electroválvula que abre o cierra los circuitos para comandar las aperturas
según sea la periodicidad que se requiera.
a. Evacuación periódica Deben dejarse trabajar los sedimentadores
durante un período de tiempo que puede variar entre 15 días o uno o
varios meses, según sea la turbiedad del agua cruda durante ese
período, la dosis y tipo de coagulantes y el volumen muerto dejado en
el tanque para almacenamiento de lodos.
99
b. Con equipos que empujan por el fondo (o barrelodos), lentamente el
lodo hacia la boca de salida, desde donde es extraído; en este caso el
lodo es arrastrado por el equipo y la boca está quieta.
c. Con equipos que transportan por el fondo las bocas de salida para ir
succionando el lodo en su sitio a medida que cae; en este caso el lodo
está quieto y son las bocas de salida las que se mueven.
Para devolverlos directamente a la corriente de agua debe adquirirse un permiso
de la autoridad ambiental competente y deben realizarse estudios de impacto
ambiental en el que se demuestre que no presentan indicios de perjuicios al
ecosistema circundante.
Para descargarlos en alcantarillados (con o sin tratamiento) debe verificarse
que los posibles daños a éste no resultan significativos.
Llevarlos a lagunas de almacenamiento en donde se decantan y por extra-
filtración y evaporación se elimina el agua de arrastre hasta dejar el lodo
semi-solidificado. De allí debe extraerse por sistema mecánico y transportarlo
al punto de disposición final.
Rellenos sanitarios Deben concentrarse los sólidos a estado semisólido o
forma pastelosa para poder disponerlos en rellenos sanitarios, seguido de un
tratamiento de secado.
La descarga final del agua lixiviada, si se hace a un cuerpo de agua, debe
cumplir con las normas de vertimiento que trata el artículo 72 del Decreto
1594 del 26 de junio de 1984 del Ministerio de Salud o el que lo reemplace o
modifique.
100
ANEXO 6. GUÍA DE MANEJO DE LODOS:
1) debe instalar una tubería de desviación la cual transporte los lodos
procedentes de las unidades de la PTAP evitando así que se contamine
2) Se debe realizar dimensionamiento del área a ser utilizada, como también la
adecuación del terreno. El lecho de secado debe tener mínimo cuatro celdas.
Su diseño depende del caudal de salida de la descarga de lodos o de
espesamiento.
3) Los elementos estructurales del lecho incluyen los muros laterales, tuberías
de drenaje, capas de arena y grava, divisiones o tabiques, decantadores,
canales de distribución de lodo y muros. Los muros laterales deben tener un
borde libre entre 0.5 y 0.9 m por encima de la arena. Debe asegurarse que
no existan filtraciones laterales a través de los muros separadores (RAS título
E).
4) Drenajes
a. Medios de drenaje capas de grava y de arena.
b. La capa de grava debe tener un espesor entre 200 - 460 mm y la capa
de arena un espesor entre 300 - 460 mm.
c. Las partículas de grava deben presentar un diámetro entre 3 - 25 mm.
La arena debe tener un tamaño efectivo de los granos entre 0.3 - 0.75
mm. En algunos casos, en vez de arena se puede usar antracita o
grava fina con tamaño efectivo de 0.4 mm.
d. La recolección de percolados se debe efectuar a través de tuberías de
drenaje de plástico que deben tener no menos de 100 mm de diámetro
y una pendiente no menor a 1%; deben espaciarse entre 2.5 y 6 m.
Se deben localizar por debajo de la capa de grava con no menos de
150 mm de este material por encima de ellas.
e. La cubierta proporciona un techo al lecho de arena y su utilización
depende de las condiciones ambientales de la zona.
5) Operación y mantenimiento
Se debe incluir en el manual de operación de la PTAP los siguientes
aspectos de la operación y mantenimiento de los lechos de secado:
101
a. Control de olores.
b. Control del lodo influente.
c. Control de las dosificaciones.
d. Operación bajo condiciones de carga mínima y máxima.
e. Operación bajo condiciones de caudal mínimo y caudal máximo.
f. Programa de inspección periódico.
g. Control de insectos y crecimiento de plantas.
h. Manejo de la torta de lodos seca.
i. Programa de muestreos y control de muestras en el laboratorio
Diseño
El diseño típico del lecho de secado es una caja en forma rectangular poco profunda
que puede tener o no un sistema de drenaje, en el capítulo E de la RAS 2000 se
encuentra como construir los lechos de secado.
TRATAMIENTO Lechos de secado
VENTAJAS SI NO
¿La implementación de la alternativa puede generar beneficios económicos por su comercialización?
¿La implementación de la alternativa genera impactos positivos ambientales?
¿Requiere cuantificación de todos previo a la implementación?
¿No involucra costos asociados al trasporte?
¿La alternativa no está sujeta a normatividad especializada?
¿La implementación de la alternativa genera trabajo en la región?
¿La implementación de la alternativa mejora la percepción de la empresa de la región?
¿La alternativa seleccionada cuenta con mucho mercadeo o se puede implementar en la región?
DESVENTAJAS
102
¿Requiere tratamiento físico, químico o biológico para aprovechar el aprovechamiento?
¿Se requiere de largos tiempos para lograr el aprovechamiento?
¿Requiere de intervenciones de construcción considerables en las instalaciones ya existentes?
¿Requiere de espacios amplios de instalación?
¿Requiere alquiler o compra de terrenos?
¿La alternativa posee restricciones de uso?
¿El producto derivado del aprovechamiento requiere de inspecciones y monitoreo frecuente?
¿Requiere planos y pre diseños?
¿La implementación de la alternativa requiere de agua?
¿Requiere del uso de energía eléctrica?
¿Requiere la búsqueda de un mercadeo especializado?
¿El uso del producto puede generar impactos negativos ambientales?
¿La alternativa implica costos de trasportes?
¿Requiere permisos, licencias o autorizaciones por parte de las autoridades ambientales?