UNIVERSIDAD DE MANIZALES

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ESCUELA DE POSTGRADOS.

MAESTRIA DE DESARROLLO SOSTENIBLE Y MEDIO AMBIENTE.

TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

Por:Ing. Natalia Zapata Restrepo

Arq. Martha Liliana HernándezIng. Edward Francisco Oliveros Montes

Universidad de ManizalesMaestría en desarrollo sostenible y medio ambienteMódulo V: Manejo Integrado del AguaActividad Colaborativa

Las aguas residuales son derivados de residuos domésticos o industriales, los cuales, por razones de salud y por consideraciones económicas, no pueden desecharse vertiéndolas sin tratamiento en lagos, ríos o corrientes convencionales.

AGUAS RESIDUALES

El aumento en la población sobre todo en las areas urbanas aumenta la cantidadde aguas residuales llevando contaminación al ambiente. El menejo inadecuadoo inexistente de saneamiento de las aguas causa según (Paillard; et al;2005), masde dos millones de muertes anuales sobre todo en niños menores de 5 años.

Un 5% de la población no tiene acceso a agua potable segura y la mitad de lapoblación mundial no tiene acceso a condiciones sanitarias adecuadas. Estasdeficiencias en los servicios afectan principalmente a los segmentos más pobres dela población en los países en desarrollo (GWP; TAC, 2000).

Hace años, las enfermedades transmitidas por el agua representabanmillones de muertes. Incluso hoy en día en los países subdesarrollados, seestima que 25.000 personas mueren diariamente a causa de enfermedadestransmitidas por el agua. Los efectos de los microorganismos del aguapueden ser inmediatos y devastadores. Por lo tanto, los microorganismosson la primera y más importante consideración en la toma de agua potablepara el consumo humano. (2)

En América Latina la cantidad de aguas tratadas es pequeñísima: seestima que menos de 2% de las aguas residuales de la región recibenalgún tipo de tratamiento.

Desechos industriales.

Nitratos - fosfatos.Nitratos - fosfatos.

AmiantoPetroquímicos.

Contaminantes y consecuencias

AÑO ALCANCE DE ACCIÓN LEGALIZADA

En 1950

Se creó el Instituto de Fomento Municipal (INSFOPAL). A través del Instituto Nacional de Fomento Municipal, creó las ACUAS, entidades departamentales conformadas con la participación del Departamento, los Municipios e Insfopal, las cuales se encargarían de administrar y conservar los acueductos y alcantarillados de las poblaciones afiliadas, canalizando la inversión del Estado en ese importante renglón de la salud pública.

En 1976

En seguimiento de un cambio en la política sectorial del gobierno, las ACUAS se transformaban en EMPOS, organismos ejecutores de carácter regional o municipal, denominados Empresas de Obras Sanitarias (EMPOS). Las ACUAS y EMPOS eran las encargadas de la financiación, planificación, desarrollo y administración de los servicios públicos en la mayoría de los municipios.

Década de los 80's

El sector se encontraba en crisis. El INSFOPAL se liquidó en 1989 y la responsabilidad para brindar servicios regresó después de cuatro décadas a los municipios, salvo en algunos casos como en el Valle de Cauca donde las empresas regionales se mantuvieron.

En 1994En el marco de una política de apertura económica y modernización empresarial, los gobiernos liberales de (1990-1994) y (1994-1998) establecieron una nueva política sectorial.

En 1995Se otorgó una primera concesión de agua y saneamiento a una empresa mixta pública-privada en la ciudad de Cartagena, seguido de una segunda concesión en Barranquilla en 1996 y de otras concesiones después.

En 2002El gobierno lanzó el Programa de Modernización Empresarial para introducir la participación del sector privado en el sector también en medianos y pequeños municipios, con éxitos espectaculares sobre la calidad y eficiencia de la prestación de los servicios.

En 2006 Se creó el Viceministerio de Agua y Saneamiento, el cual ha iniciado cuatro programas nuevos.

Tercer temaGESTIÓN DE AGUAS RESIDUALES EN COLOMBIA-GESTIÓN DE AGUAS RESIDUALES EN COLOMBIA-

1. CONSIDERACIONES GENERALES

PASO 1: Definición del nivel de complejidad del sistema PASO 2: Justificación del proyecto y definición del alcancePASO 3: Conocimiento del marco institucional PASO 4: Acciones legales PASO 5: Aspectos ambientales PASO 6: Ubicación dentro de los planes de ordenamiento territorial y desarrollo urbano previstosPASO 7: Estudios de factibilidad y estudios previos PASO 8: Diseño y requerimientos técnicos PASO 9: Construcción e interventoría PASO 10: Puesta en marcha, operación y mantenimiento

TRATAMIENTO DE AGUAS

RESIDUALES ...

2. Caracterización de aguas residuales

Con la caracterización del agua se busca identificar el estado, presentación y porcentajes de los diferentes parámetros, tales como: Oxígeno, fósforo, DBO, DQO, PH, acidez y demás variables que son las que permiten definir el tipo de sistema y el alcance del mismo.

A continuación se mencionan las principales actividades que se deben realizar para obtener una adecuada caracterización de las aguas residuales:

A. MEDICIÓN DE CAUDALES: Donde se establecen las siguientes actividades:

Estimación del caudal máximo Caudal durante periodos de lluvia Aporte Institucional e industrial Caudal de diseño Conducciones y Rebosaderos de exceso B. RECOLECCIÓN Y PRESERVACIÓN DE MUESTRAS: Se requiere las siguientes actividades:

Tipos de muestras Metodologías de aforo Cadena de custodia Métodos de muestreo Recipientes para las muestras Número de muestras Cantidad Otros parámetros que se deben medir son: C. PARÁMETROS MÍNIMOS DE CALIDAD DEL AGUA D. ESTIMACIÓN DE CARGA UNITARIA E. EVALUACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO F. ESTUDIOS DE TRATABILIDAD Y/O TOXICIDAD

ASPECTOS PRELIMINARES

La definición de sistema, información necesaria (cantidad de

agua residual, tipo de suelo, temperatura, uso de tierra, etc),

Estudios mínimos requeridos (Inspección visual, estudio de suelos, topográficos, hidrológicos, inundaciones, entre otros).

B. TRAMPA DE GRASA

Es un sistema que se fundamenta en la capacidad de almacenamiento en Kg. Según RAS 2000, se define como:

“Son tanques pequeños de flotación donde

la grasa sale a la superficie, y es retenida mientras el agua aclarada sale por una descarga inferior. No lleva partes mecánicas y el diseño es parecido al de un tanque séptico. Recibe nombres específicos según al tipo de material flotante que vaya a removerse”.

3. Sistemas de tratamiento de agua en el sitio de origen

Trampa de grasas.

Fuente: Imágenes google

3. Sistemas de tratamiento de agua en el sitio de origen

C. TANQUE SÉPTICO Son tanques generalmente subterráneos, sellados, diseñados y construidos para el

saneamiento rural. Deben llevar un sistema de postratamiento. Se recomiendan solamente para:

Áreas desprovistas de redes públicas de alcantarillados. Alternativa de tratamiento de aguas residuales en áreas que cuentan con redes de

alcantarillado locales. Retención previa de los sólidos sedimentables, cuando la red de alcantarillado presenta

diámetros reducidos.

No está permitido que les entre:

Aguas lluvias ni desechos capaces de causar interferencia negativa en cualquier fase del proceso de tratamiento.

Los efluentes a tanques sépticos no deben ser dispuestos directamente en un cuerpo de agua superficial. Deben ser tratados adicionalmente para mejorar la calidad del vertimiento.

D. POSTRATAMIENTO

4. Sistemas de tratamiento centralizado

A. ASPECTOS PRELIMINARESB. SELECCIÓN DE TRATAMIENTOC. PRETRATAMIENTOD. TRATAMIENTO PRIMARIOE. TRATAMIENTO SECUNDARIOF. TRATAMIENTO ANAEROBIOG. LAGUNAS DE OXIDACIÓN Y ESTABILIZACIÓNH. DESINFECCIÓNI. MANEJO DE LODOS

A. ASPECTOS PRELIMINARES

Son los sistemas que se caracterizan por presentar una gran capacidad de tratamiento. Regularmente se implementan cuando existe una población de gran magnitud.

B. SELECCIÓN DE TRATAMIENTO

Para realizar la selección del sistema de tratamiento centralizado más óptimo, se deben considerar las siguientes actividades:

Estudios de cobertura y estado del sistema de recolección Estudios de calidad de la fuente receptora Selección de sitios de ubicación de los sistemas centralizados Modularización y expansión Estudios de análisis de alternativas Redundancias Perfil hidráulico de la planta Aliviaderos de crecidas

4. Sistemas de tratamiento centralizado

C. PRETRATAMIENTO

Debe realizarse por medio de procesos físicos y/o mecánicos, como rejillas, desarenadores y trampas de grasa, dispuestos convencionalmente de modo que permitan la retención y remoción del material extraño presente en las aguas negras y que pueda interferir los procesos de tratamiento. Las principales estructuras que se deben dimensionar son:

Rejillas Remoción de grasas Desarenadores

D. TRATAMIENTO PRIMARIO

Sedimentadores primarios El objeto de este tratamiento es básicamente la remoción de los sólidos suspendidos y DBO en las aguas

residuales, mediante el proceso físico de asentamiento en tanques de sedimentación.Las principales actividades que se realizan en el diseño técnico de los sedimentadores primarios son:

Geometría, tiempo de retención, profundidad, tasa de desbordamiento, profundidad de almacenamiento de lodos, rebosaderos, pantallas y control de olores.

Tamices Las actividades que deben considerarse dentro del diseño de los tamices son: Tipo, capacidad hidráulica,

eficiencia, control de olores y remoción de material cernido.

4. Sistemas de tratamiento centralizado

E. TRATAMIENTO SECUNDARIO

Los procesos biológicos, o secundarios, se emplean para convertir la materia orgánica fina coloidal y disuelta en el agua residual en floc biológico sedimentable y sólidos inorgánicos que pueden ser removidos en tanques de sedimentación. Estos procesos se emplean junto con procesos físicos y químicos para el tratamiento preliminar y primario del agua residual.

Los procesos biológicos más comúnmente usados son: Procesos de lodos activados Lagunas aireadas Filtros percoladores Biodiscos Lagunas de estabilización

F. TRATAMIENTO ANAERÓBICO

El tratamiento anaerobio es el proceso de degradación de la materia orgánica por la acción coordinada de microorganismos, en ausencia de oxígeno u otros agentes oxidantes fuertes (SO= 4, NO= 3, etc.). Como subproducto de ella se obtiene un gas, denominado usualmente biogás, cuya composición básica es metano CH4 y dióxido de carbono CO2 en un 95%, pero con la presencia adicional de nitrógeno, hidrógeno, amoníaco y sulfuro de hidrógeno, usualmente en proporciones inferiores al 1%.

. Sistemas de tratamiento centralizado

•TRATAMIENTO ANAERÓBICO

4. Sistemas de tratamiento centralizado

•LAGUNAS DE OXIDACIÓN O DE ESTABILIZACIÓN

4. Sistemas de tratamiento centralizado

G. INFECCIÓN

H. MANEJO DE LODOS

Todos los niveles de complejidad deben contemplar el manejo de lodos en su sistema de tratamiento de aguas residuales. Para esto, deben presentarse balances de masa de los procesos con los trenes de tratamiento de agua y lodos. Los efluentes líquidos del tren de lodos deben integrarse en los balances de masa del tren líquido. Además deben tenerse en cuenta las siguientes consideraciones:

No deben descargarse dichos efluentes a cuerpos de agua superficiales o

subterráneos. Los lodos primarios deben estabilizarse. Se debe establecer un programa de control de olores. Se debe establecer un programa de control de vectores.

Los aspectos más importantes que se deben tener en cuenta a la hora de aplicar el manejo de lodos es:

Caracterización Generación Diagramas de flujo Espesadores por gravedad Digestión de lodos Lechos de secado de lodos

1. Normas Técnicas Colombianas

NTC-ISO 5667-10: Calidad de agua. Muestreo. Muestreo de aguas residuales.

GTC 31: Guía para la realización de pruebas de toxicidad.

2. Normas Técnicas en Latinoamérica

Código de aguas residuales de puerto rico Reglamento nacional. reglamentos técnicos de diseño para

unidades de tratamiento no mecanizadas para sistemas de agua potable y aguas residuales. Bolivia.

NB-7229 projeto, construcao e operacao de sistemas de tanques sépticos.projeto de norma.

02:144.07-002 projeto, construcao e operacao de unidades de tratamento complementar e disposicao final dos efluentes líquidos de tanques sépticos. procedimento.

3. Leyes y decretos, legislación

Decreto 1594 de 1984

Lograr el acceso del agua para todos, oportunamente, en la calidad y cantidadnecesaria para garatizar la vida implica un planteo conceptual de esteproblema, centrando los esfuerzos en una menor alteración del ciclohidrológico natural.

Es necesario no sólo velar por la utilización y la distribución eficientedel agua dulce sino también salvaguardar el estado de la cuenca decaptación y las aguas subterráneas (antes del consumo), así como eltratamiento y la eliminación adecuada de las aguas de desecho(después del consumo). Es necesario privilegiar el conocimiento delvínculo existente entre la utilización de los recursos hídricos y losecosistemas que abastecen el agua.

Las falencias en coordinar responsabilidades, autoridades ycapacidades para la acción, son todas fuentes de dificultades enimplementar la sistemas eficientes de tratamientos de agua.

La prevención de los daños ecológicos es fundamental en lugar deincurrir en una costosa y difícil corrección.

Conclusiones...

El panorama de socialización e implementación de nuevas técnicas desistemas de tratamientos de aguas residuales está en una línea decrecimiento tanto institucional, educativo y comunitario; a tal punto,que los programas de gobierno inscritos por los gobernantes a nivelnacional, referencian en cierto porcentaje el tema de manejo de aguasresiduales.

A pesar de que el tema de tratamiento de agua residual tienenormativas no mayores a 50 años, se observan grandes avances encuanto a la definición, análisis y solución de los problemas de estetipo. Muestra de ello, es la oficialización de la Norma RAS 2000,

1. Las falencias en c Comisión de Regulación de Agua Potable y Saneamiento Básico, Norma RAS 2000. http://www.cra.gov.co/

2. Tratamiento agua el latinoamerica http://www.agualatinoamerica.com/

3. Artículo Prensa el espectador. http://www.elespectador.com/impreso/negocios/articuloimpreso-colombia-solo-trata-9-de-sus-aguas-residuales

4. Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial http://www.minambiente.gov.co/

5. Presentación: “Cobertura Y Calidad Saneamiento En Colombia”, Ing. Zulma Lorena Durán, Universidad Nacional de Colombia, Ingeniería Ambiental, Módulo Introductorio. http://www.slideshare.net/zlduranh/cobertura-y-calidad-saneamiento-en-colombia

6. http://www.cepis.ops-oms.org/cdrom-repi86/titulo.html

7. Informe de la evaluación regional de los servicios de manejo de residuos sólidos municipales en América Latina y el Caribe., Organizaci´pon Panamericana de la >Salud, OPS; Washington, D.C.; OPS; 2005. 147 p. Ilus.; tab. http://www.cepis.ops-oms.org/cdrom-repi86/fulltexts/bvsars/e/fulltext/residuos/residuos.htm

8. Apuntes material Tratamiento de aguas residuales, UNAL, 2004, Bogotá

9. Biblioteca virtual wikipedia http://es.wikipedia.org/ http://es.wikipedia.org/wiki/Agua_potable_y_saneamiento_en_Colombia

Referencias bibliográficas