PROPUESTA DE MANUAL DE OPERACINPLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA

INTRODUCCIN.

El presente trabajo pretende implementar una gua de aplicacin enfocada al manejo y operacin de la PTAR fsico-qumica, la cual se encuentra en las instalaciones de la Empresa Aalfs Uno. Dicha planta desea dar un tratamiento oportuno a las aguas residuales generadas dentro del recinto antes de proceder a la descarga de las mismas en el rio Zanjn Negro, y con ello dar cumplimiento al Decreto No.33-95 Disposiciones para el Control de la Contaminacin Proveniente de las Descargas de Aguas Residuales Domesticas, Industriales y Agropecuarias, que establece los lmites mximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales y bienes nacionales, as como tambin, minimizar el impacto ambiental que se presente con la generacin de dichas aguas, empleando una planta fsico-qumica.

UTILIZACION Y ACTUALIZACION DEL MANUAL.

Los Manuales deben ser aprobados por la Jefatura responsable de la Operacin y sern utilizados por los equipos de trabajo de Operacin de las Plantas de Tratamiento de Agua y de Mantenimiento de Instalaciones. Una copia del Manual estar disponible en la Planta de Tratamiento de Agua y otra adicional deber quedar con el responsable de la Operacin (en caso que haya ms de una Instalacin, habr una copia en cada una de ellas), como herramienta de consulta en cualquier momento.

Es aconsejable que el equipo de Mantenimiento lo utilice, entendiendo las acciones que deben ser realizadas a nivel operacional de la instalacin, de tal forma que se faciliten la programacin y la ejecucin de las actividades de mantenimiento propiamente dichas. Para los dems sectores de la EPS el Manual estar disponible en el Catastro Tcnico para las respectivas consultas, pudiendo fotocopiarlo segn las necesidades. El carcter del Manual es dinmico y como tal, deber actualizarse cuantas veces sea necesario en funcin de reformas, modificaciones del proceso, cambios de puntos de aplicacin de productos qumicos, cambios de equipos (modernizacin) etc. La adaptacin y posteriores actualizaciones del Manual le compete a la Jefatura de la Operacin, con las sugerencias de los equipos de trabajo de Operacin, Mantenimiento y de Proyectos (tratndose de modificaciones de plantas existentes). Deben seguirse las directrices establecidas en la EPS para ese fin. Luego que el responsable de la Planta de Tratamiento lo modifique y apruebe, una copia del Manual ir al Catastro Tcnico de la EPS, donde se realizar su actualizacin (adecuacin) definitiva obedeciendo los criterios establecidos para ese fin; otra copia ir a la Unidad de Mantenimiento para que los equipos de trabajo tomen conocimiento oportuno de las modificaciones, facilitando de inmediato sus actividades.

DESCRIPCIN DEL SISTEMA DE TRATAMIENTO.

Tratamiento fsico-qumico.- Los tratamientos fisicoqumicos son desde hace mucho tiempo ampliamente utilizados para la depuracin de las aguas residuales, a menudo son englobados dentro del tratamiento primario de depuracin, y tienen por funcin la separacin y posterior eliminacin de slidos suspendidos y coloidales presentes en las aguas. La etapa o proceso es denominada, tratamiento fisicoqumico, debido a que es necesario la desestabilizacin qumica de los coloides mediante la adicin de agentes coagulantes, en determinadas condiciones de pH. Adems para la separacin de estos es necesario el control de tiempos de reaccin, velocidades de reaccin y mezcla, as como los flujos del agua y slidos.

DEFINICIONES.

Para interpretar y aplicar este reglamento se tendrn en cuenta las siguientes definiciones:

Absorcin: Concentracin selectiva de slidos disueltos en el interior de un material slido, por difusin.Abultamiento del lodo: Proliferacin de organismos filamentosos en el licor mixto que causa un deterioro en la asentabilidad del lodo.Afluente: Agua residual u otro lquido que ingrese a un reservorio, o algn proceso de tratamiento.Aguas crudas: Aguas residuales que no han sido tratadas.Aguas residuales: Agua que contiene material disuelto y en suspensin, luego de ser usada por unaIndustria.Aireacin: Proceso de transferencia de masa, generalmente referido a la transferencia de oxgeno al Agua por medios naturales (flujo natural, cascadas, etc.) o artificiales (agitacin mecnica o difusin de aire comprimido).Anlisis: Examen del agua, agua residual o lodos, efectuado por un laboratorio.Bacteria: Grupo de organismos microscpicos unicelulares, rgidos carentes de clorofila, queDesempean una serie de procesos de tratamiento que incluyen oxidacin biolgica, fermentaciones, digestin, nitrificacin y desnitrificacin.Carbn activado: Forma altamente adsorbente del carbn usado para remover olores y sustanciasTxicas de lquidos o emisiones gaseosas. En el tratamiento del agua este carbn se utiliza para remover materia orgnica disuelta del agua residual.Clarificador: Tanque de sedimentacin rectangular o circular usado para remover slidos sedimentables del agua residual.Concentracin: Denominase concentracin de una sustancia, elemento o compuesto en un lquido, la relacin existente entre su peso y el volumen del lquido que lo contiene.DAF: Flotacin por Aire DisueltoDemanda Bioqumica de Oxgeno (DBO) Demanda de oxgeno: Cantidad de oxgeno usado en laEstabilizacin de la materia orgnica carboncea y nitrogenada por accin de los microorganismos en condiciones de tiempo y temperatura especificados (generalmente cinco das y 20 C). MideIndirectamente el contenido de materia orgnica biodegradable.Demanda Qumica de Oxgeno (DQO): Medida de la cantidad de oxgeno requerido para oxidacinQumica de la materia orgnica del agua residual, usando como oxidantes sales inorgnicas dePermanganato o dicromato en un ambiente cido y a altas temperaturas.Deshidratacin de lodos: Proceso de remocin del agua de lodos hasta formar una pasta.Digestin aerobia: Descomposicin biolgica de la materia orgnica de un lodo en presencia deOxgeno.Disposicin final: Disposicin del efluente de una planta de tratamiento o de los lodos tratados.Efluente final: Lquido que sale de una planta de tratamiento de aguas residuales.Efluente: Lquido que sale de un proceso de tratamiento.Laguna facultativa: Laguna de coloracin verdosa cuyo contenido de oxgeno vara de acuerdo con la profundidad y hora del da. En el estrato superior de una laguna facultativa primaria existe una simbiosis entre algas y bacterias, en presencia de oxgeno; en los estratos inferiores se produce una biodegradacin anaerobia de los slidos sedimentables.Muestra puntual: Muestra de agua residual tomada al azar en un momento determinado para su anlisis.PH: Logaritmo, con signo negativo, de la concentracin de iones hidrgeno, en moles por litro.Planta de tratamiento: (de agua residual) Conjunto de obras, instalaciones y procesos para tratar las aguas residuales.Sedimentacin: Proceso fsico de clarificacin de las aguas residuales por efecto de la gravedad.Tanque de aireacin: Cmara usada para inyectar aire dentro del agua.Tratamiento biolgico: Procesos de tratamiento en los cuales se intensifican la accin natural de los Microorganismos para estabilizar la materia orgnica presente. Usualmente se utilizan para la remocin de material orgnico disuelto.Tratamiento primario Tratamiento en el que se remueve una porcin de los slidos suspendidos y de la materia orgnica del agua residual. Esta remocin normalmente es realizada por operaciones fsicas como la sedimentacin. El efluente del tratamiento primario usualmente contiene alto contenido de materia orgnica y una relativamente alta DBO.Tratamiento secundario Es aquel directamente encargado de la remocin de la materia orgnica y los slidos suspendidos.

CARACTERSTICAS DE LAS AGUAS RESIDUALES.

El agua es un elemento esencial para los seres vivos. El hombre ha utilizado y utiliza agua enMuchas actividades; el consumo de agua aumenta para satisfacer las nuevas demandas yAtender al crecimiento de la poblacin, el establecimiento de nuevas industrias y actividadesAgrcolas y pecuarias. Al mismo tiempo los recursos de agua permanecen estacionarios oDisminuyen con el manejo irresponsable de las cuencas hidrogrficas.El uso del agua por el hombre implica que una fraccin se evapora, otra se consume y la parteRestante vuelve a ser vertida al ambiente o curso de agua. Esta ltima recibe sustancias ymateriales durante el uso, que deterioran su calidad y le imparten caractersticas especialesindeseables, que hacen necesario un tratamiento de las aguas usadas, de manera que seanmenos perjudiciales para las aguas que las reciben. Los recursos de aguas subterrneas osuperficiales (ros, lagos y ocanos) son alimentados por el rgimen hidrolgico de lluvias ysequas. Las cantidades disponibles permanecen esencialmente constantes aunque sujetas avariaciones estacionarias mientras que la demanda y el consumo aumentan con el tiempo.

CARACTERISTICAS INDESEABLES DE LAS AGUAS RESIDUALES.

Los compuestos, sustancias o materiales que reciben las aguas al ser usadas en las ciudades, elcampo o la industria le imparten caractersticas especficas que es necesario describirbrevemente:a) Materia orgnica de ciudades e industrias que demandan oxigeno disuelto del aguapara su oxidacin. El vertimiento de materia orgnica a cursos de agua rebaja lasconcentraciones de oxigeno disuelto y afecta, adversamente, la biota natural hastahacer desaparecer especies sensibles, como los peces que requieren niveles altos deoxigeno disuelto, 5 o ms mg/l.b) Materia en suspensin, de ciudades, industrias, cra de animales, etc., que se depositaen el fondo de ros, lagos y mares, modificando los nichos naturales. ladescomposicin anaerobia de la materia orgnica en el fondo afecta adversamente labiota natural de los cuerpos de agua. En los productos de la descomposicin anaerobiason devueltos a las capas superiores de agua gases (metano, dixido de carbono,hidrogeno, etc.), compuestos nitrogenados y de fsforo solubles y material orgnico.c) Metales pesados y compuestos txicos de la industria y la agricultura que enconcentraciones pequeas, afectan adversamente a la vida acutica y a los usuarios delagua. Rebajan el valor comercial de la pesca y en ocasiones imposibilitan su consumopor razones de salud pblica. Ejemplo: mercurio, cadmio, nquel, cromo, cobre y zinc.d) Color y turbiedad originados de diversos usos, crean problemas estticos y hacen alagua inadecuada para su uso domestico e industrial. Disminuye la penetracin de la luzy modifica la zona eufotica en lagos.e) Nitrgeno y fsforo de aguas residuales domesticas principalmente, fertilizan lasaguas, pueden dar origen a crecimientos masivos de algas principalmente, los cualestrastornan el equilibrio ecolgico y crean condiciones desagradables en lugares derecreacin. Estos compuestos afectan principalmente a los lagos y estuarios.f) Aceite y materia flotante de ciudades e industrias, generan condiciones desagradables ala vista, restringen la transferencia de oxigeno del aire al agua y afectan la biota. En elcaso de derrame de petrleo los efectos son desastrosos.g) Compuestos orgnicos que pueden originar sabores desagradables, Eje: los fenolesque con el cloro forman cloro fenoles. Compuestos refractarios que no sontransformados por la accin de microorganismos, persisten en el medio acutico y seacumulan en la cadena alimentara del ecosistema. Estos compuestos se originan enactividades industriales principalmente.h) Calor de aguas de enfriamiento de la industria y plantas trmicas, aumentan latemperatura de las aguas naturales, modifican el ecosistema y afectan a las especiesacuticas; adems, rebajan la transferencia de oxigeno y las concentraciones desaturacin de oxigeno disuelto y aceleran el consumo de oxigeno por la biota del agua.El conocimiento de las caractersticas de las aguas residuales permite analizar las diferentesconcentraciones y los efectos probables de los componentes sobre las aguas receptoras deaguas residuales, selecciona el o los procesos de tratamiento que removern los componentesobjetables en cantidades tales que minimicen el impacto desfavorable sobre los cuerposreceptores de desechos lquidos. En este texto se analiza en detalle la utilizacin de sistemaseconmicos de tratamiento de aguas residuales fcil de operar y controlar, que no necesitan deoperadores especialmente entrenados as como sistemas de tratamiento de aguas residualesque necesitan de fuentes externas de energa para funcionar.

CARACTERISTICAS FISICAS, QUIMICAS Y BIOLOGICAS DEL AGUA RESIDUAL.

Las aguas residuales se caracterizan por su composicin fsica, qumica y biolgica donde se ve las principales propiedades fsicas de las aguas residuales as como sus principales constituyentes qumicos y biolgicos y su procedencia. Caractersticas fsicasLas caractersticas fsicas ms importantes del agua residual son el contenido total de slidos,termino que engloba la materia en suspensin, la materia sedimentables, la materia coloidal y lamateria disuelta. Otras caractersticas fsicas importantes son el olor, la temperatura, ladensidad, el color y la turbiedad.

Slidos totalesAnalticamente se define el contenido de slidos totales como la materia que se obtiene comoresiduo despus de someter al agua a un proceso de evaporacin con una temperatura entre103 a 105 C como se detalla en la figura 3.2. No se define como slida aquella materia que sepierde durante la evaporacin debido a su alta presin de vapor.Los slidos sedimentables se definen como aquellos que sedimentan en el fondo de unrecipiente de forma cnica conocida como el cono de Inhoff, en el transcurso de un periodo de60 minutos. Los slidos sedimentables expresados en unidades de ml/l, constituyen unamedida aproximada de la cantidad de fango que se obtendr en la decantacin primaria delagua residual.

Los slidos totales, o residuo de la evaporacin, pueden clasificarse en filtrables o no filtrables(slidos en suspensin) haciendo pasar un volumen conocido de liquido por un filtro, para esteproceso de separacin suele emplearse un filtro de fibra de vidrio con un tamao nominal deporo de 1.2 micrmetros, aunque tambin suele emplearse filtro de membrana depolicarbonato. Es conveniente destacar que los resultados que se obtienen empleando ambostipos de filtros pueden presentar algunas diferencias, achacables a la diferencia estructural deambos filtros.OloresNormalmente, los olores son debidos a los gases liberados durante el proceso dedescomposicin de la materia orgnica. El agua residual resiente tiene un olor peculiar, algodesagradable, que resulta ms tolerable que el agua residual sptica. El olor ms peculiar delagua residual sptica es el debido a la presencia de sulfuro de hidrogeno que se produce alreducirse los sulfatos a sulfitos por accin de microorganismos anaerobios. Las aguasresiduales industriales pueden contener compuestos olorosos en s mismos, o compuestos contendencia a producir olores durante los diferentes procesos de tratamientos.La problemtica de los olores est considerada como la principal causa de rechazo a laimplantacin de instalaciones de tratamiento de aguas residuales, en los ltimos aos, con elfin de mejorar la opinin pblica respecto a la implantacin de los sistemas de tratamiento, elcontrol y la limitacin de los olores han pasado a ser factores de gran importancia en el diseoy proyecto de redes de alcantarillado, plantas de tratamiento y sistemas de evacuacin deaguas residuales. En muchos lugares, el temor al desarrollo potencial de olores ha sido causadel rechazo de proyectos relacionados con el tratamiento de aguas residuales.La influencia de los olores sobre el normal desarrollo de la vida humana tiene ms importanciapor la tensin psicolgica que generan que por el dao que puedan producir al organismo. Losolores molestos pueden reducir el apetito, inducir a menores consumos de agua, producirdesequilibrios respiratorios, nauseas y vmitos y crear perturbaciones mentales. Encondiciones extremas, los olores desagradables pueden conducir al deterioro de la dignidadpersonal y comunitaria, interferir en las relaciones humanas, desanimar las inversiones decapital, hacer descender el nivel socioeconmico y reducir el crecimiento.TemperaturaLa temperatura del agua residual suele ser siempre ms elevada que la del agua del suministro,hecho principalmente debido a la incorporacin de agua caliente procedente de las casas y losdiferentes usos industriales. Dado el calor especfico del agua es mucho mayor que el del aire,las temperaturas registradas de las aguas residuales son ms altas que la temperatura del airedurante la mayor parte del ao, y solo son menores que ella durante los meses ms calurososdel verano. En funcin de la situacin geogrfica, la temperatura media anual del agua residualvara entre 10 y 21 C, pudindose tomar 15.6 C como valor representativo.La temperatura es un parmetro importante dada su influencia, tanto sobre el desarrollo de lavida acutica como sobre las reacciones qumicas y velocidades de reaccin, as como sobre laaptitud del agua para ciertos usos tiles. Por otro lado, el oxigeno es menos soluble en aguacaliente que en agua fra. El aumento en las velocidades de reacciones qumicas que produceun aumento de temperatura, combinado con la reduccin del oxigeno presente en las aguassuperficiales, es causa frecuente de agotamiento de las concentraciones de oxigeno disueltodurante los meses de verano. Estos efectos se ven amplificados cuando se vierten cantidadesconsiderables de agua caliente a las aguas naturales receptoras.

DensidadSe define la densidad de un agua residual como su masa por unidad de volumen, expresada enKg/m3. Es una caracterstica fsica importante del agua residual dado que de ella depende lapotencial formacin de corrientes de densidad en fangos de sedimentacin y otrasinstalaciones de tratamiento. La densidad de las aguas residuales domesticas que no contengangrandes cantidades de residuos industriales es prcticamente la misma que la del agua a lamisma temperatura. En ocasiones, se emplea como alternativa a la densidad el peso especificodel agua residual, obtenido como cociente entre la densidad del agua residual y la densidad delagua. Ambos parmetros, la densidad y el peso especifico, dependen de la temperatura yvaran en funcin de la concentracin total de slidos en el agua residual.ColorHistricamente, para la descripcin de un agua residual, se empleaba el trmino condicinjunto con la composicin y la concentracin. Este trmino se refiere a la edad del aguaresidual, que puede ser determinada cualitativamente en funcin de su color y su olor. El aguaresidual resiente suele tener un color grisceo. Sin embargo, al aumentar el tiempo de trasporteen las redes de alcantarillado y al desarrollarse condiciones ms prximas a las anaerobias, elcolor del agua residual cambia gradualmente de gris a gris oscuro, para finalmente adquirircolor negro. Llegado este punto, suele clasificarse el agua residual como sptica. Algunasaguas residuales industriales pueden aadir color a las aguas residuales domesticas. El lamayora de los casos, el color gris, gris oscuro o negro del agua residual es debido a laformacin de sulfuros metlicos por reaccin del sulfuro liberado en condiciones anaerobiascon los metales presentes en el agua residual.TurbiedadLa turbiedad, como medida de las propiedades de transmisin de la luz de un agua, es otroparmetro que se emplea para indicar la calidad de las aguas vertidas o de las aguas naturalesen relacin con la materia coloidal y residual en suspensin. La medicin de la turbiedad selleva a cabo mediante la comparacin entre la intensidad de la luz dispersada en la muestra yla intensidad registrada en una suspensin de referencia en las mismas condiciones. La materiacoloidal dispersa o absorbe la luz, impidiendo su transmisin. Aun as, no es posible afirmarque exista una relacin entre la turbiedad y la concentracin de slidos en suspensin de unagua no tratada. No obstante, si estn razonablemente ligados la turbiedad y los slidos ensuspensin en el caso de los efluentes procedentes de la decantacin secundaria en el procesode fangos activados.

LABORATORIO DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA.

El principal objetivo del laboratorio es la elaboracin de los anlisis para la conduccin del proceso de tratamiento, los anlisis y exmenes que son efectuados de forma rutinera y son los siguientes: Turbiedad Color pH DBO y DQO. De esta manera, el resultado de los anlisis reflejar de mejor forma el desempeo de la planta de tratamiento, adems de facilitar y hacer las actividades de los operadores ms seguras. Los equipos con los que cuenta el Laboratorio son: Agitador Electromagntico., Aparato para medir intensidades de color, Aparato para medir pH, Refrigeradora para mantener las muestras y reactivos, Equipo para prueba de jarras , Frascos para reactivos adems El laboratorio cuenta con los siguientes equipos de seguridad : Lava-ojos y ducha de seguridad, Extinguidores (CO2), Botiqun de Primeros Auxilios, Lentes de seguridad, Mscara de proteccin contra gases cidos; La limpieza de los equipos se realiza con cuidado.

DESCRIPCION DEL PROCESO DE TRATAMIENTO DE AGUA.Flujo Grama del Proceso de Tratamiento de Agua1. Tratamiento Preliminar o Pre-Tratamiento.Es el conjunto de unidades que tiene como finalidad de eliminar materiales o grandes slidos, que podran perjudicar el sistema de conduccin de la planta.

Desarenado Tipo Canal.El objetivo de esta operacin es eliminar todas aquellas partculas o grandes slidos con el fin que se produzcan sedimentos en los canales y conducciones.Operacin: El agua proviene de un drenaje del rea de lavandera, desembocando al Canal Primario, las variaciones de altura en el canal nos darn una medida de dicho caudal, la arena o partcula grandes se extraen manualmente.

2. Tratamiento Primario.El primer tratamiento importante que sufren las aguas residuales despus del tratamiento Preliminar, es generalmente, la sedimentacin de slidos suspendidos en pilas o en un tanque adecuado en el que se mantienen las aguas por un lapso de 1 a 3 horas o ms, que es suficiente para permitir que el 40% al 65% de los slidos finalmente divididos se depositen en el fondo del tanque, del cual se extraen por medio de bombas mecnicas, en forma de lodos, la sedimentacin primaria es una operacin unitaria diseada para concentrar y remover slidos suspendidos orgnicos del agua residual.Operacin: El agua que proviene del canal primario pasa a las Pilas de Sedimentacin logrando disminuir el contenido de slidos suspendidos.