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CIENCIAS BlOtOGlCAS Y DE LA SALUD
(PROPUESTA PARA MEJORAR LA CALIDAD DEL AGUA DEL RIO BLANCO, VERACRUZ>
T E S I S QUE PARA OBTENER EL TITULO DE :
P R E S E N T A :
MARIA DEL CARHEN& HERHMDEZ
MEXICO, D. F. MARZO DE 1994
- - I . . --e-
NOMBRE: MARIA M L CARMEN TOLEDO HERNANDEZ
TELEFW PARTICULAR: 700 O8 88
MATRICULA: 87347040
LICENCIATURA: INGENIERIA BKMUlMlCA INDUSTRIAL
UNIDAD: IZTAPAU\PA
DMSION: CIENCIAS BKXOGiCAS Y DE LA SALUD (C.B.S.)
TRIMESTRE ELECTNO: 94 - I HORASSEMANAS: 20Hr.
TlTüLO DEL TRABAJO: PROPUESTA PARA MEJORAR LA CAllDAü DEL AGüA DEL RIO BLANCO MRACRUZ
NOMBRE DEL ASESOR: BKK ROCK) OONZALU VEGA, ESPECUUSTA EN HIDRAULICA 1lI-B. OERENCU M CAUDAD, REUS0 DEL AGüA E WACTO MENTAL C0MIsK)N " A L D E L A G U A
LüGAROONDESEüEALlZAñAELTRAIUIO: ELTRABAK)S€LLEVAJU A c A B o E N U ~ U D E C A u a A D , R E ~ D E L AGUA E WACTO AWENTAL, CüMISlON NAC- DEL AGüA, EN EL PROYECTO "RED NACK)NAL DE MONlTOREO OE LA CALiüAü DEL AGlJA".
CLAVE: 181.037.W \
FIRMADELALUMNO: MaDELCARMENTOLEüOHERNANMZ
FlRMA DEL ASESOR: BK)L ROC10 GO
O SUBGERE~~E DE CABORATORIOS YMONiiO EOS
con todo canno y respeto:
A todos los SIHBS queridos que me rodean, especialmente a ti madre, por todo el apoyo y confitma que m e h a s ~ d e s d e s k n p r s .
I N D I C E
Introducción
Objetivos
Justificación
Antecedentes
Area de Estudio
Climatología
Hidrología
características fisiogMcas
Edafología
Hidrografía
Aspectos socioecoribmicos
Poblacidn Actual
Población Futura
Usos del suelo
Usos del Agua en la Cuenca
Servicios de Agua Potable y Alcantarillado
Generación de Aguas Resisuales
Inventario de Fuentes de Contaminación
Metodología
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Análisis y Discusión de Resultados
Calidad del Agua en la Cuenca de acuerdo a la Red Nacional de Monitoreo
Indice de Calidad de Agua del Río Blanco
Industrias localizadas en la zona
Infraestructura para el tratamiento de aguas residuales
Propuesta para el mejoramiento del agua del Río Blanco
Unidad de proceso propuesto para el tratamiento de aguas residuales del Río Blanco
Gasto de Aguas Residuales
Calidad de las Aguas Residuales
Características del sistema da captacíon y conducción
Características del Proceso
Tipos de digestores
Descripción del proceso de Digestión para el Río Blanco
Desventajas del sistema seleccionado
Descripción de algunos procesos
Conclusiones
Literatura Consultada
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INTRODUCCION
Una característica de la Tierra es la abundancia de agua, la cual cubre el 71 % de su superficie con una profundidad promedio de 3,800 m. El 97.6% esta depositada en los océanos, el 2.08% se encuentra localitado como hielo polar, el 0.29% en las aguas subterráneas, 0.009% en lagos de agua dulce, 0.008% lagos salados, 0.00009% como vapor de agua atmosfenco (Weizel, 1988).
La cantidad de agua que se encuentra en los lagos es de 229x103 Km3 y es mucho más pequeib de la que se encuentra en las aguas subterráneas. Aunque aproximadamente 105,000 Km3 de precipitación son la principal fuente de abastecimiento de agua dulce, aproximadamente un tercio de esta llega a desembocar a los océanos como descarga de dos. Aproximadamente dos terceras partes de ese abastecimiento anual es retomado a la atmósfere por evaporación y transpiración de las plantas (Mitsumasa, 1992).
Los ríos de México comparados con los ríos de otras partes del mundo ofrecen características peculiares tanto por su origen como por su p d l loogitudinal o bien por la disposición de sus cauces que se vierten en distintos mares, así los ríos mexicanos fluyen en tres diferentes vertientes: dos exofrékas que son los del Atlántico y el Pacifico; y una endori-6ica (Shchez, 1971).
El sistema hidrográfico de Veracniz pertenece a la vertiente del Gdfo de México. En su mayoria son ríos de escasa longitud que descienden de las sierras rumbo al mar y desembocan fonnarwlo barras. Aunque son c8udBJ0808, solo son navegables en las partes bajas. En la parte sur del estado los ríos tienen cauces m8s amplios (op. cit.).
La importancia de cada uno de los ríos se aprecia, no solamente por el caudal de que dispone y por la amplitud del área en que se ubican, sino por el mimer0 de habitantes que alimenta, de esta manera cabe decir que las cuencas más valiosas, no son las que tienen más agua sino las que mantienen más pueblos y favorecen a la agricultura, ganadería e industrias.
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Aunque una corriente natural como un río tiene la capacidad limitada de autopurificarse por medio de microorganismos, cuando ésta capacidad se rebasa o se agota, la comente se contamina y según se acumulen los contaminantes, la concentración en el agua puede hacerse tan alta que no se podrán restablecer los microorganismos y el agua quedar permanentemente contaminada.
Así, el aumento en el conocimiento de los efectos acumulativos de la contaminación, ha llevado a una mayor preoarpaCión ' general y a W)(I legislación cada vez más estricta, en lo que concierne a la descarga de residuos industriales.
Desde el punto de vista de contaminación del agua, en el Alto Río Blanco, existe el asentamiento humano e industrial más fuerte de toda la cuenca. Dicha área comprende desde Acultzingo hasta la presa Tuxpango, especificamente el núcleo conurbado de Ciudad Mendoza, Huiloapan, Nogales, Río Blanco, Orizaba e Ixtaczoquitlán con una población eproximada de 500,OOO habitantes. La concentración de industrias es el factor más importante en lo que se refiere al aporte de contaminantes (hasta un 94% de DBO5), ocasionando en 8088 m s las condiciones más serias de degradación que la ubican a nivel nacional, como la quinta cuenca más contaminada.
En esa zona se recibe la aportación de las aguas residuales de industrias cuyos giros son: textil, mecera, farmacéutica, química, alimenticia, papelera y los 6 municipios antes mencionados, que en conjunto aportan un caudal de 1,280 Us.
La cuenca del Río Blanco recibe un gasto de aguas residuales estimado de 162.5 millones de m3 anuales y una carga orgánica calculada en 116,511 toneladas anuales, de la cual el 93% es de origen Vidustnal.
En esta zona se generan 110,592,OOO m3 anuales de aguas residuales municipales e industriales, lo que equivale al 68% del total de las aguas residuales generadas en la cuenca.
Los principales usos que se le da al río corresponden a los apmmchmientos: domésticos, agrícolas e industriales, existentes en la zona, donde el 93% del volumen medio anual de la corriente es utilizado para este fin.
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OBJETIVOS
GENERALES
1 .- Determinar la calidad del agua del Río Blanco en los Últimos 5 años.
2.- Identificar las principales fuentes de contaminación, ya sean industriales o municipales, que descargan ai Río Blanco.
3.- Proponer alternativas según la calidad encontrada, para el tratamiento de las aguas del Río Blanco
PARTICULARES
1.- Analizar la infomiación ra.Riva a la Red Nacional de Monitoreo de la calidad del Agua ' ealosaíks1986a1991yconbaseenestos determinar su calidad anual.
2.- Basándose en el XI Censo de Población de 1990 realizado por el INEGI y en la información recopilada por la gerencia Estatal de Veraauz, elaborar un listado de industrias que descargan sus aguas, directa o indiredamente, al Río Blanco.
3.- üe acuerdo a los datos recopilados se propondrán alternativas de solución para el mejoramiento de la calidad del Río Blanco.
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JCISTlFlCAClON
Existen tres tipos de cuencas en Mexico, de primer, segundo y tercer orden. El Río Blanco ubicado dentro de la cuenca del Río del Papaloapan pertenecen a las del primer orden o prioritarias.
En la wenca se identifican dos tipos de problemas:
1 ) El originado por materia orgánica, ya sea procedente de las descargas de la población, industria 6 la actividad agrícola y
2) el originado por la presencia de sustancias tóxicas que pueden estar presentes en la cuenca (metales pssaáos y plaguicidas, principaimente) vertidos en las descargas industriales y en el caso de los plagukidas en las aguas de retorno agrícola.
Para resolver la problemetica de degradación de la calidad del cuerpo de agua, se hace necesario conocer el grado de contaminación del río, a través del tiempo, y además su posible solución mediante la propuesta de un sistema de tratamiento para las aguas residuales, con el *to de mejorar su caiidad.
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Son pocos los e&dios de calidad del agua en el Río Blanco, entre los que sa pueden citar los de:
La Secretaria de Agricultura y Recursos Hidráulicos (SARH), ha realizado una serie de estudios del Río Blanco, teniendo como objetivo primordial la ubicación preliminar del problema, conociendo los principales fadores que determinan el estado de la corriente, así como el de obtener y afinar los datos necesarios para conocer en forma aproximada el funcionamiento bioquimico del Río Blanco con conocimiento de su ecologia de las actividades socioeconómicas de la región adyacente y de las posibilidades de mejoramiento ambiental mediante el tratamiento del efluente.
En 1979 se diseño un Distrito de Control de la contaminación del Alto Río Blanco, tomando como base parte de una recopilación de datos referentes a la zona y registro de descargas, muestreos, afuros y análisis. Con todos estos datos se clasificó la Comente según sus usos y con base a ello sa recomendaron los niveles de tratamiento requeridos y la localización de las posibles plantas de tratamiento.
En lo que respecta a artículos de dmsión en revistas especializadas, súlo se encontró el de Aivarez, et. al., (1986), quién arantficó el contenido de materia orgánica, carbonatos y metales traza y determinó el tamar7o de grano de los sedimentos del Río Blanco, Veracruz. Concluye que las comentraciones de Zn, Cu, Fe, Mn y Ni están en función del tamaño de grano y del contenido de materia orgánica de los sedimentos.
La concentración más alta de metales totales se encontró en los sedimentos finos de la presa de la Tinaja. Se observó que hasta 22.96 W del peso de sedimento corresponde a la fracción no detrítica (soluble en &do acético) y el resto del peso corresponde a la fracción deírítica (insoluble en Bcido acetico). El Mn es uno de los metales que conbibuye m8s significativamente a la fracción no detritica con un aporte de 81.4 % de la concentraci 'ón total de Mn en la muestra 2. Se analizan en 3 nudeos de sedimentos correspondientes a las diferentes secciones del Río en los que se observaron petfiies de concentración de metales homogeneos con la profundidad.
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AREA DE ESTUDIO
Veracruz cuenta con una extensión de 72,015 Km2, incluyendo las islas de su litoral y ocupa el 1Io lugar nacional en cuanto a superficie, lo que significa el 3.7% de la total del pais. Su longitud es de 780 Km aproximadamente, y su anchura varia entre los 36 y 212 Km.
La cuenca del Río Blanco se ubica en el Estado de Veracruz, esta cuenca forma parte de la Región Hidrológica No. 28 denominada cuenca del Río Papaloapan.
Geográficamente la cuenca del Río Blanco se ubica entre las coordenadas 18" 15" y 19" O 3 de latitud norte y entre los meridianos 95" 40" y 97' 22" de longitud oeste, dentro de la vertiente del Golfo de México.
Limita al noreste con la cuenca del Río Atoyac (de Veracruz), y con la del Río Tlalixcoyan al sur, al este con la del Río Papaloapan y propiamente dicho a lo oeste del Río Salado.
La cuenca del Río Blahco tiene una extensión de 3,000 Kr$, ubicada en la parte central del estado de Veracruz, nace en las cumbres de Acultzingo y después de un recorrido de 13 Km, desemboca en la Laguna de Alvaredo (S.AH.O.P., 1988).
La cuenca comprende parte de 35 municipios del Estado de Veraauz, abarcando un rea de 2,738 Kn? que corresponden al 0.13 % del temitorio nacional.
Climatoiogía
La climatología de la zona se divide básicamente en cuaúo clases de clima, determinados por la precipitación pluvial, la temperatura ambiental, la altura &e el nivel del mar y el tipo de vegetación (García, 1983).
La Zona Occidente tiene clima templado subhúmedo, con alturas que oscilan entre 1,600 y 2,800 metros sobre el nivel del mar; su temperatura mínima es de lO'C, la media es de 14°C y la máxima de 18°C; la precipitación total anual va de 500-2500 mm. y la del mes seco es inferior a 40 mm (CNA, 1990).
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La Zona Centro tiene clima semicálido-húmedo, con alturas que van de 750 a 1,600 metros sobre el nivel del mar, sus temperaturas varían de 18°C a 22"C, presenta lluvias durante todo el año, pero se acentúan en Verano.
La precipitación total anual es de 2,000 a 2,500 mm la del mes más seco es de alrededor de 40 mm y la invernal va de 10-18% del total anual (CNA, 1990).
La Zona Oriente tiene clima Calido semihúmedo, con alturas que varían de O a 750 mm., su temperatura mínima es de 18"C, la media es superior a 23°C y la máxima de 37°C; su precipitación pluvial va de 2,000 a 3,500 mm la del mes más seco es inferior a 60 mm y la invernal es de alrededor de 5% del total anual (CNA, 1990).
Los climas cálidos, húmedos y subhúmedos se distribuyen en las llanuras costeras del golfo sur a una altitud máxima 1 ,O00 m.
En estas regiones la temperatura del mes más frío es superior a 18 "C y la media anual mayor de 22 "C, los cálidos húmedos se distribuyen en dos tipos: los abundantes lluviosos en verano y los lluviosos todo el año. Los primeros se extienden desde Cosamaloapan hasta Aivarado en la zona costera y por el occidente hasta el sur de Córdoba; aquí la precipitación total anual varía de 2,000 a pooo más de 3,500 mm y las temperaturas medias anuales de 22 'C a 26 'C.
Esta zona presenta una degradación en dos núcleos, todos con un porcentaje de precipitación invernal superior a 5, la lluvia total anual varía en el mismo sentido de 2,000 a 1,OOO mm.
Zona Nor-oddental presenta un clima semifrío húmedo con lluvias en verano se distribuye entre los 2,880 y 3,800 metros sobre el nivel del mar, en el cofre de Perote en el Pico de Orizaba, la temperatura media y la precipitación total anual fluctúan de 5 a 12 "C y de 600 a 1,200 mm respectivamente (CNA, 1990).
En la región más elevada de dichas estructuras volcánicas, a partir de los 3,800 metros el clima que predomina es frío, con una temperatura media anual entre 2 y 6 "C respectivamente siendo la media mensual más baja inferior a O "C, estas
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características no favorecen el crecimiento de vegetación, ya que el W o esta permanentemente congelado.
El Río Blanco, nace (en las Cumbres de Aailtzingo) con el nombre de Arroyo Acatlán; su dirección general es Oeste-Este pasando por los poblados de Córdoba, Onzaba, Ciudad Mendoza, Nogales, Río Blanco y Alvarado, entre otros finalmente desemboca en la Laguna de Alvafado (CNA, 1990).
Los recursos hidrológicos juegan un importante papel en el desarrollo de los asentamientos humanos de Veracruz, ya que el desarrollo de la vida depende de este recurso.
En Veracruz escurre el 30 % del agua que se precipita sobre la reptjblica, y cuenta con 2,125 Km2 de cuerpos de agw superficiales así como 700 Km de litoral.
El aprovechamiento que de estas Comentes se hace es muy limitado, solamente hay distritos de riego importantes en el Pánuco y agua% abajo de la Presa Miguel Alemán en los afiuenteg del Papaloapan.
Casi ninguna comente se aprovecha para generar energía elednca, solamente en la Presa Tuxpango existe una planta hidroeléctrica la cual 110.88 muy grande.
AI Río Blanco se le divide en tres zonas por la pendiente que presenta a lo largo de su cause.
Alto Río Blanco:
La cual queda comprendida desde su nacimiento en las cumbres de Aculizingo a la Presa Tuxpango, con pendiente promedio de 0.027.
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Medio Río Blanco:
Comprende el tramo entre la Presa Tuxpango a la Presa Camelpo, con pendiente promedio de 0.01.
Bajo Río Blanco:
Area comprendida entre la Presa Camelpo a la Laguna de Alvarado, con pendiente promedio en la rama norte de 0.0005 y la rama sur de O.OOO4.
Entre las localidades de Ciudad Mendaze y Orizaba, al Río Blanco le confluyen por su margen izquierda el Arroyo Maltrata, el Arroyo Nogales proveniente de la Laguna de Nogales y el Río de la Cabnera de escummiento estaciona1 (no perenne) que se une al Río Blanco, a la altwa de la localidad de Río Blanco y aguas abajo en la Ciudad de O r ¡ ¡ , recibe el Río Orizaba y los Arroyos Caliente y Totolitos. \
Aguas abajo antes de la Presa Tuxpango se le une al Río Blanco el Río Tilapa, formado por los esaimmientos propios de las estribaciones de la Sima Zongolica y las del Río Xoxocatla, la Presa Tuxpango se encuentra aproximadamente 4 km. aguas a b a ~ ~ de Orizaba y a ella canfluye el Río Escamela, a partir de este sitio la pendiente se hace menor de 0.27 a 0.10.
El área de estudio se encuentra cxmpmd~da en las provincias de la Sierra Madre del Sur y en la de la llanura costera del Golfo Sur a continuación se describen cada una de ellas.
Provincia de la S i Madre del Sur, subprovincia de las sierras orientales, en esta dominan las rocas calizas y se presenten rasgos cársücos como el descenso denominado Cumbre de Acultzhgo, que es interpretado como WAIA, enorme depresión formada por la fusión de varias cdinas grandes, un rasgo sokesaliente es el Valle de Río Blanco, que va desde Acuttzingo hasta Córdoba, tiene ramificaciones impMtantes como las de Maltrata y Rafael Delgado.
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La provincia de la Llanura Costera del Golfo del Sur, la mayor parte de la superficie a excepción de la discontinuidad fisiográfica de los Tuxtlas y algunos lomeríos bajos, esta muy próxima al nivel del mar y cubierta por material aluvial y sufre inundaciones con frecuencia.
La parte alta de la cuenca del Río Blanco está ubicada en la Sierra Madre Oriental, este es el limite orográfico natural del estado por el poniente, está formado por una sene de sinclinales y anticlinales, su edad data del CreteCico y su litología está constituida por calizas y álutitas con depósitos de tipo continental y algunos derrames de lava.
La parte media y baja de la Cuenca del Río Blanco están formadas por una serie de estructuras sinclineles y anticlinales que poseen una edad que de data del cuatemario y su litología mprende principalmente rocas sedimentarias.
El estado de Veracruz presenta una topografía muy variada debido a los múltiples accidentes físicos que presenta. De acuerdo a estas pendientes el Estado se ha clasificado en grados de pendiente para uso urbano y uso agrícola, con sus ventajas y desventajas para los asentamientos humanos.
En el origen de la cuenca, hacia el Pico de Orizaba existen pendientes de 31-70 %, estas zonas tienen posibilidad de uso urbano para los grupos de población con altos ingresos, sin embargo para la actividad agropecuaria es inaccesible por su pendiente.
Hacia las zonas de Sierra Madre Oriental las pendientes son de 16-30 %, el suelp en este rango puede tener uso urbano, aunque no con todas las condiciones Óptimas, debido a que es difícil de dotar de servicios. Esta zona presenta poca actividad agropecuaria.
En la parte media y baja de la cuenca se presentan pendientes de 4-15 %, este rango es considerado como el más adecuado para uso urbano, ya que es fácil de dotar servicios y las actividades agropecuarias son altas.
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Hacia el final de la cuenca en la parte baja, se presentan pendientes de 0-3 %, que desde el punto de vista técnico y económico presentan algunas dificultades, ya que en superficies extensas la red de drenaje tiene que profundizarse.
El establecimiento de la actividad agropecuaria es muy alto, aunque tiende a presentar inundaciones.
En el estado de Veracruz afloran rocas con minerales metálicos y no metálicos, así como extensos recursos petroleros tanto en el continente como en cuencas submarinas, las cuales influyen en la ubicación de los asentarnientos humanos actuales y futuros.
Los afloramientos que se encuentran en la cuenca del Río Blanco en donde ésta se inicia, pertenecen al cretácico inferior y el tipo de rocas localizadas en la zona de Orizaba y Maltrata son calizas y álutitas y tienen su origen en el cretácico superior.
El resto de la cuenca (90%) pertenece al cuatemario y esta conformado por los suelos que se originaron de rocas sedimentarias.
La cuenca del Río Blanco se encuentra ubicada dentro de la zona sismica del Estado de Veracniz, en la zona de Alvarado, es donde los sisms han sido más frecuentes y esta m a abarca hasta el límite sur del Estado (SARH, 1972).
Edafología
En el Estado de Veraauz existe una gran variedad de suelos, de los cuales la mayoría, son aptos para USQS agrícolas, no obstante la produdnridad de estos suelos está condicionada a las caracteristicas ambientales, grados de pendiente y hábitos de la población.
En el Estado de Veraauz, según la clasificación FAOAJNESCO, existen 9 tipos diferentes de suelos de los cuales en la cuenca del Río Blanco se localizan 3 que se describen a continuación.
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Andosol Órtico: Se observa principalmente en las zonas de Orizaba y Córdoba, este tipo de suelos cubre aproximadamente el 18 % de la superficie total de la cuenca, por su alta susceptibilidad a la erosión deben dedicarse a la explotación forestal o bien al establecimiento de parques recreativos.
Luvisol vítrico: Este suelo está extendido en una gran parte de la cuenca del Río Blanco, abarcando aproximadamente el 55 % de la superficie total de la misma, estos suelos son ricos en nutrientes y son en general de fertilidad moderada.
Gleysol mólico: Este tipo de suelos se presenta en un 27 % del total de la superficie de la cuenca, son suelos adecuados para los cultivos que toleran exceso de agua, encontrándose principalmente en la zona de Alvarado.
Hidrografía
En la zona de estudio se ubican los siguientes lagos, lagunas y manentiales (tabla 1 ) .
TABLA 1
LAGOS, LAGUNAS Y EMBALSES
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En la tabla 2 se presentan los gastos obtenidos de os aforos realizados eventualmente en arroyos, manantiales y ríos que son afluentes al colector principal.
AFOROS EVENTUALES EN LOS AFLUENTES DEL RIO BLANCO TABLA 2
AFLUENTE
ARROYO LAS DONCELLAS MANANTIAL LA ESCONDIDA HUEYAPA ACATLA ATZOMPA A. MALTRATA LAG. NOGALES R. DE LA CARBONERAS R. ORiZABA A. CALIENTE A. TOLOLITOS R. TILAPA R. ESCAMELA R. METLAC R. SAN JOSE DE ABAJO R. TLALIXCOYAN R. OTAPA R. MORENO R. ESTANZUELA
GASTO m31s
1.20 0.10 0.04 0.02 0.02 0.009 2.90 1.50 2.20 0.10 0.20 3.80 2.10 13.60 1.90 2.66 5.82 * 3.82 * 1.17 *
Corresponde a aforo en estaciones hidrométricas Infraestructura Para la generación de energía eléctrica
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1-
145305
En la Cuenca del Río Blanco se localizan 6 hidroeléctricas, de ellas 4 corresponden al sector industrial y las otras 2 a la Comisidn Federal de Electricidad.
Las 4 hidroeléctricas particulares (C.I.D.O.S.A. con 3 y Papelera Veracnirana con l), son Jalapilla, Boquerón, Rincón Grande y el Yute con gastos de 6.5, 8.3, 11.2 y 6.3 Us respecttvamente.
Las correspondientes a CFE son lxtaczoquitlan y Tuxpango con capacidades de 1,650 y 36,000 Kw y con gastos de 13.1 y 18.3 Us respectivamente.
ASPECTOS SOClOECONOMlCOS
PoMación Actual
En 1990 la Cuenca del Río Blanco cantaba con un total de 888,028 habitantes.
De los 39 municipios que conforman la cuenca, se tiene que 16 de ellos cuentan con una población de hasta 10,OOO habitantes; 20 cuentan con una población de 10,001 a 50,000 habitantes y en 3 se cuenta con una población (Orizaba, Córdoba y Tierra Blanca) mayor de WOO0 habitantes.
Como se puede observar en la tabla 3 se tiene que en los municipios, las tazas de crecimiento son muy variadas y van de 0.50 como mínimo (Municipio de A d a ) hasta 4.80 como máximo (Municipio de Mariano Escobedo).
De la tabla 3, se desprende que el municipio de Orizaba es el que presenta la mayor densidad de población con 4,083.50 h a b k d ; siguiéndole Río Blanco (1,527 habkm2); Córdoba (1,081.80 ha&); Camerim Z. Mendoza (983.30 habkmz); Fortín (503.80 hab/km2); Ixtaczoquitlán n (382.8 hablkmz); Nogales (356 habkm2); y Rafael Delgado (281.40 h a b k d ) .
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Población Futura
Con el fin de deteminar la población a futuro en la cuenca, se realizaron proyecciones de población al aiio 2005, utilizando los métodos aritmético y geométrico, considerando para ello las poblaciones registradas en los censos de 1950, 1960,1970,1980 y 1990.
La población total en la cuenca proyectada por el método geométrico para el año 2005, ascender a 1,241,731 habitantes, siendo los municipios con mayor población los de Córdoba y Orizaba.
Actividades socioeconómicas existentes
Del total de la población (888,028 habitantes) que se asienta en la cuenca para 1990, 256,633 habitantes constituyen el total de la población económicamente activa y corresponde al 26.90 %.
Las más importantes en la cuenca corresponden al sector terciario (comercio y servicios) con el 40.89 Om, siguiéndole en orden de importancia el sector primario con el 33.15 % y por último el sector secundario (construcción, industria manufacturera y explotación de minas y canteras) con el 23.56 %.
A nivel municipal, se tiene que de los 39 municipios que confman a la cuenca, en 31 de ellos la actividad principal es la agricultura; en 3 lo constituye la industria manufacturera (Huiloapan, Río Blanco y Soledad Atzompa) y en 5 es la dedicada a servicios (Camerino Z. Mendoza, Córdoba, Fortín, Nogales y Orizaba).
Cabe destacar que en los municipios de Camerino Z. Mendoza, Fortín, Nogales y Orizaba, la segunda actividad preponderante lo constituye la industria manufacturera.
De acuerdo al índice de diversificación económica de los municipios involucrados en la cuenca, la economía más diversificada se presenta en el municipio de
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Orizaba con un índice de 0.077 y que incluso rebasa el promedio nacional (0.067) y el estatal (0.073).
POBLACION Y TASA DE CRECIMIENTO DE 1990 EN LA CUENCA DEL RIO BLANCO VERACRUZ
TABLA 3
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El resto de los municipios presentan economías encaminadas a 1 Ó 3 actividades, mientras que los municipios en la parte alta de la cuenca presentan economías más diversificadas; como ya se indicó las actividades principales que se desarrollan en la cuenca corresponden al sector primario.
En cuanto a la agricultura, se tiene que el número de hectáreas dedicadas a esta actividad son 134,414, de las cuales 129,792 se dedican a temporal y 4,622 a riego.
Usos del suelo
Los usos del suelo en la cuenca están representados por los suelos dedicados a la agricultura, bosque o selva, pastos naturales o enmontados y otros usos, correspondientes a 240,591 Ha totales.
La superficie dedicada a agricultura en 1988 fue de 143,540 Ha. que presenta el principal uso, seguido de la superficie oaipada por los pastos naturales o enmontados con una superficie de 66,407 Ha, y finalmente la dedicada a bosque o selva con 25,082 Ha.; por otra parte se encuentran 5,562 Ha. dedicados a otros usos no especificados.
Usos del agua en la cuenca
A la fecha no se realizado una reclasificación de la cuenca del Río Blanco, por lo que que toca a usos del agua se consideraron los indicados en el estudio de Clasificación de la cuenca efectuada en 1979 por la SARH.
Los usos que se tienen en la cuenca, se clasifican de la siguiente manera: doméstico, público, pecuario, agrícola, industrial y generación de energía eléctrica.
En el uso doméstico se aprovecha un volumen medio anual de 95 millones de m3; la ganadería se puede considerar como de tipo domiciliario y puede quedar comprendido en los 95 millones de m3 del uso doméstico; para el uso público se
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tiene un volumen de 1.2 millones de m3; en el uso pecuario no se reporta valor para el uso agrícola se tiene un volumen de 46.5 millones de m3; en el uso industrial se aprovecha un volumen medio de 340 millones de m3.
Para el uso recreativo, representado por unidades deportivas que se han construido en diferentes partes de la Cuenca, se utiliza un volumen medio anual de 72.3 millones de m3.
El volumen medio anual aprovechado en la cuenca es de 7,492 millones de m3 y el volumen medio anual del Río Blanco es de aproximadamente 1,600 millones de m3.
La pesca solamente se práctica en las lagunas litorales como Tamiahua, Pueblo Viejo, Alvarado y la del Ostión, y en algunos ríos como el Pánuco, Papaloapan, Antigua, Coatzacoalcos, etc., pero estas corrientes están sumamente contaminadas.
En muchos casos se utiliza el cuerpo de agua para abastecer de agua potable a los centros de población asentados en sus márgenes; no en todos se les da tratamiento; así mismo, en los cuerpos de agua se vierten, sin ser tratadas, las aguas de deshecho tanto urbanas como industriales (S.A.H.O.P., 1988).
SeMcios de agua potable y alcantarillado
En lo que respecta a estos servicios en la Cuenca del Río Blanco, Para 1980 el total de viviendas asciende de 153,194 de las cuales el 60.71 % tenían agua potable y el 36.78 % servicio de alcantarillado; la distribución de dichos servicios por municipios se presenta en el cuadro 4.
En 1990 se tiene un total de 254,907 viviendas, de los cuales 127,267 cuentan con agua potable, que significa el 49.93 % y 105,156 viviendas cuentan con el servicio de alcantarillado, lo que representa una cobertura del 41.25 %. Véase tabla 4.
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AGUA RESIDUAL Y CARGA ORGANICA GNERADA POR LOS MUNICIPIOS DE LA CUENCA DEL RIO BLANCO
TABLA 4
En la década de 1980-1990, la cobertura del servicio de agua potable, disminuyó en un 1 1 % al incremento de la población sin que por ello se haya ampliado el servicio, en cuanto al alcantarillado se registra un aumento del orden del 4.5 Oh.
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Generación de aguas residuales
Para este apartado, se estimó la generación de aguas residuales tanto para 1980 y 1990, considerando la población en cada municipio. Para 1980 asciende a 54,162.55 m3/día con una carga orgánica de 39,542.36 Kg. de DBOgdía; para 1990, es de 96,350.46 m3/día con una carga orgánica de 45,085.55 Kg de DBOddía. Los municipios que contribuyen con más del 50 % en la generación de aguas residuales y carga orgánica en la cuenca para 1990 son: Córdoba con el 26.56 % y 18.02 %, Orizaba con el 22.19 % y 13.67 %, Río Blanco con el 7.12 % y 4.51 % y Tierra Blanca con 2.76 % y 7.13 % respectivamente.
Para el año 2005 se estimó una generación de aguas residuales de 131,464.15 m3/día y una carga orgánica del orden de 63,929.57 Kg de DBOgdía.
El cuerpo receptor de las aguas residuales de la ciudades mayores de 10,OOO habitantes en la cuenca, es el Río Blanco y sus afluentes importantes.
Inventario de fuentes de contaminación
Las fuentes de contaminación del agua por sustancias tóxicas en la cuenca pueden tener dos orígenes principales, el primero lo representa la industria y el segundo, la actividad agrícola.
Con el propósito de definir el problema potencial de la contaminación del agua ocasionado por la presencia de sustancias tóxicas, se realizó un inventario en la cuenca de las actividades socioeconómicas que ahí se desarrollan.
La información relativa al inventario fue proporcionada por el Gobierno del Estatal, la cual a su vez estuvo basada en los registros de la Comisión Nacional de Electricidad y de la Secretaría de Hacienda y Crédito Público (1 985).
De acuerdo al inventario industrial, en la cuenca del Río Blanco la actividad está orientada principalmente a la transformación de productos. De esta forma, corresponden a la industria minera y de extracción de petróleo el 2.58 % y a la manufacturera el 97.42 %, no se cuenta con información que permita jeraquizar la industria en lo relativo a producción.
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METOüOLOGIA
Desde 1972 la Secretaría de Recursos Hidráulicos puso en marcha la Red Nacional de Monitoreo de la Calidad del Agua, para tener un monitoreo continuo de tos principales cuerpos de aguas naturales del país, en 1909 esta función pasa a mano de la Comisión Nacional del Agua, y se efectúa a través de la Gerencia de Calidad, Reuso del Agua e Impacto Ambiental.
La Red Nacional de Monitoreo de la Calidad del Agua cuenta en la actualidad con 793 estaciones, de las cuales 4 se ubican en el Río Blanco.
Localización Estaciones Latitud Longitud Pte Ciudad Mendoza; 18'49'00" 97"3930" Presa Tuxpango; 18'51'00" 97'04'00" Boquerón (Orizaba); 18"50'00" 97'06'00" La Tinaja; 18"44'00" 96"27'00"
A estas estaciones se les ha monitoreado desde 1978 a la fecha. Con ayuda del Sistema de Información de Calidad del Agua (SICA), se obtuvieron los resultados de los par metros fisicoquímicos y bacteriológicos correspondientes a los años de 1986 a 1991, obtenidos por la Gerencia Estatal de Veracruz.
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Los parámetros son:
PARAMETROS Turbiedad Temperatura Grasas y Aceites Oxígeno Disuelto Demanda Bioquímica de oxígeno Demanda Química de Oxígeno PH Cloruros Sólidos Sedimentables Sólidos Totales Sólidos Totales Volátiles Sólidos Totales Fijos Sólidos Suspendidos Totales Sólidos Suspendidos Volátiles Sólidos Suspendidos Fijos Sólidos Disueltos Totales Sólidos Disueltos Volátiles Sólidos Disueltos Fijos Coliformes Totales Colifonnes Fecales
UNIDADES UTJ 'C
mg.R msn mg.k mg.L unidades pH/L mg mg./L mglL mg./L msn mg./L mg./L mg./L mg-n mg.A mg./L NMPll OOmL NMPll OOmL
Los resultados obtenidos se dividieron en época de secas correspondiendo a los meses de Enero a Junio; y lluvias de Julio a Diciembre, de acuerdo a las estaciones hidrométricas establecidas a lo largo de el Río Blanco.
Se realizó un Anslisis de varianza para saber si existe diferencia significativa entre las estaciones y años en cuanto al grado de contaminación. Los parámetros en que se encontró diferencia significativa se le aplicó un Analisis ortogonal.
Se determinó su lndice de Calidad de Agua (I), según SARH, 1979
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Dada la problemática encontrada, y basandose en las experiencias de países desarrollados como Japón y Estados Unidos se proponen una alternativas para el mejommiiento de la calidad del agua del río en estudio.
Además se realizó, dentro de la propuesta, un diagrama de flujo que puede servir como guía, para estudios posteriores, en la selección del sistema de tratamiento para aguas de deshechos OrgSKucas industriales, sin embergo, existen muchas otras opciones.
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ANALISIS Y DISCUSION DE RESULTADOS
Calidad del agua en la cuenca de acuerdo a ia Red Nadonal de Monitoreo.
Se obtuvieron los resultados de estaciones pertenecientes a la Red Nacional de Monitoreo de Calidad del Agua de los años de 1986 a 1991, con ayuda del Sistema de Información de Calidad del Agua (SICA). Los parámetros heron: Turbiedad, Grasas y Aceites, Oxígeno Disuelto, DBO5, DQO, Sólidos Totales, SAAM, Coliformes Totales y Coliformes Fecales.
El análisis de resultados se realizó c m la ayuda de las normas establecidas por los Criterios Ecológicos de la Calidad del Agua, basándose en el CE-CCA-001/89 y en el Reglamento para la Prevención y Control de la Contaminación de Agua.
De acuerdo a los datos de DBO5 y OD registrados en el período 1986-1991 en las estaciones de monitoreo denominadas Puente Orizaba, Ciudad Mendoza, Presa Tuxpango, y La Tinaja se puede observar que al inicio del monitoreo del Río Blanco (estación Ciudad Mendoza), los niveles de Oxígeno disuelto han oscilado entre 4.8 a 6.5 mglL, sin mostrar fuertes dterencias a través del tiempo, en la estación Puente Orizaba (Boquerón), ocurre algo similar sólo que los niveles de oxígeno disuelto son ligeramente más bajos (3.16 a 5,7 mglL).
Aún cuando para estas estaciones, el río ya ha recibido las dos cargas urbano- industriales de Cd. Mendoza, Nogales y Orizaba, los niveles de oxígeno disuelto que se registran son altos, dichos resultados muy probablemente se deben a la velocidad del río y a la reaereación natural del sistema debido a que la roc8
madre no ha sido fuertemente intemperizada.
A la altura de la estación de Presa Tuxpango, los niveles de oxígeno disuelto empiezan a descender llegando a reportarse valores promedio de O en 1991, este comportamiento se debe a que en este sitio se forma un remanso del agua, con lo cual el río pierde velocidad y con ello la posibilidad de reaereación.
Sin embargo, el tiempo de resistencia hidráulico dentro de la presa permite que se lleven a cabo procesos de estabilización de la materia orgánica, lo cual se refleja
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c
en la estación La Tinaja, donde los niveles de oxígeno disuelto se recuperan oscilando entre 2.7 a 4.3 mg/L.
Por lo que toca al parámetro de DBO5 (considerando el valor mínimo y máximo) se puede observar en todas las estaciones y durante el período referido, que las concentraciones se incrementan a lo largo del río en forma ligera (6.1 mgiL en la estación Ciudad Mendoza), de forma fuerte (20.7 mg/L en la estación Puente Orizaba y 13.13 mg1L en la estación la Tinaja) y de forma media en la estación Presa Tuxpango con 11.75 mg/L a pesar de estos incrementos, que son resultados de las fuertes descargas urbano-industriales que recibe el río, este aún tiene una buena capacidad de asimilación ya que no se registran valores de oxígeno disuelto que indiquen un fuerte deterioro del río.
Así mismo de los resultados obtenidos se tiene que en epoca de secas la carga orgánica (DB05) fue alta con un promedio de 37.5 mglL y por lo tanto una baja concentración de oxígeno de hasta 2.5 mglL (aunque es baja, es tolerable para la vida acuática, ya que el límite mínimo permisible para protección de vida acuática es de 2.1 mgiL,).
Por otro lado la concentración de DQO osciló entre 20 y 500 mglL, comparando estos con la DBO5, indican que aproximadamente el 67.85 K correspondiente a materia inorgánica, proveniente principalmente de las industrias como son las de minerales no metálicos, tenerías e industrias químicas entre otras.
Los sólidos totales se encontraron en un rango de 200 a 900 mg/L, no rebasando el límite permitido para el uso de agua potable.
Las grasas y aceites se mantuvieron de 1 0 4 mglL estos valores se ubican fuera de los rangos establecidos en los Criterios Ecológicos (CE-CCA-001189) para uso de abastecimiento de agua potable, además, es inaceptable para riego
y vida acuática; la máxima concentración se dio en la estación El Boquerón (Orizaba). Esto se debe al gran número de industrias localizadas en esta Ciudad como son: Industrial Patrona (Aceites), Chocolates, desechos químicos, alimenticia, tenería y del papel.
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De acuerdo a los Criterios Ecológicos de Calidad del Agua CE-CCAM)l/89 los detergentes no deben ser mayores de 0.5 mgiL, en este caso la única estación que se comporta de manera uniforme y dentro del límite es la estación Ciudad Mendoza con un promedio de 0,4 mgk aproximadamente, las estaciones restantes tienen una concentración que varia de 0.45 a 2.35 mgíi; este último dato se sale del rango permisible.
En específico la esíación La Tinaja alcanza la máxima concentración de detergentes (2.35 m@L) lo cual se debe a las aguas municipales y a las aguas industriales de CIDOSA y CIVSA que desechan (detergentes de alquilbenceno sulfonato) que no es biodegradable.
En cuanto a las coliformes totales y fecales, se tienen valores muy altos que son reportados como incontables esto es a causa de las elevedas descargas de aguas residuales de los poblados circundantes, además, ésto a causa de la concentración de cloro que se presentó en este período (1030 m@L) que trae como consecuencia un aumento significativo en el número de bacterias. La condudividad eléctrica y pH no rebasan los límites permisibles.
En la épocade lluviasla concentración de oxígeno tuvounawnentodel77% con respecto a la época de secas la cual se atribuye ai número del caudal del río y a la oxigenación pluvial. AI igual que las cargas orgánicas, las grasas y aceites disminuyeron hasta en un 50 % aproximadamente hallándose, concentraciones de 8 a 35 mgiL a excepción del aiio de 1988 en que se presentaron incrementos en las estaciones El Boquerón y Ciudad Mendoza.
En lo referente a detergentes, en las estaciones de muestreo se encontró que hubo una disminución considerable, manteniendose en las concentraciones máximas permisibles (0.5 mgA) según los Criterios Ecológicos CE-CCA-OOlíüS, a excepción de El Boquerón que presentó una concentraci ‘ón muy alta en 1987 de 4.55 mgil que fue ocasionado posiblemente a las descargas de industrias textiles y municipales.
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,
En esta época del año, la turbiedad en comparación con la de secas no two diferencias notorias; a excepción de la estación ubicada en El Boquerón que presentó un máximo de 100 UTJ que se debió posiblemente al arrastre y remoción de sedimentos del río por las lluvias o bien por descargas industriales.
En cuanto al contenido de coliformes hubo una disminución no significativa.
Indico de Calidad dd Aguadel Rio Blanco
La calidad dei agua del Río Blanco se clasificó de acuerdo al índice de calidad (S.A.R.H., 1979), que es la siguiente para las estaciones El Boquerón, Tuxpango y La Tinaja; para abastecimiento público, su calidad es dudosa; recreación, es dudosa para contacto directo; pesca y vida acuática, organismos muy resistentes; industrial y agrícola, con tratamiento en la mayor parte de las industrias; navegación, aceptable.
La estación Ciudad Mendoza para abastecimiento público, se requiere de una mayor necesidad de tratamiento; recreación aceptaMe para cualquier deporte acuático; pesca y vida acuática, aceptable para todos los organismos; industrial y agrícola, ligera purificación para algunos procesos. (Ver fig 1 )
Industrias localizadas en la zona
De acuerdo a la información proporcionada por la ComisiónNacionaldel Agua, a traves de la Gerencia Estatal, en el Estado de Veraauz, en la zona murbada existen 36 industrias importantes cuyas descargas residuales afectan sensiblemente la calidad del agua del Río Blanco, Veracruz, que se describen en la tabla 5.
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I
-ICA 19861991
LOCALIZACION DE LAS INDUSTRIAS TABLA 5
.
Se tiene en proyecto la construcción de una planta de tratamiento, este sistema contempla la incorporación de 12 industrias, cuyas aguas serán captadas, conducidas y tratadas a dicha planta. Las industrias involucradas se muestran en la tabla 6.
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INDUSTRIAS INCORPORADAS AL SISTEMA DE TRATAMIENTO DEL RIO BLANCO, VERACRUZ.
TABLA 6
INülJSTRiAS GIRO CIA. IND. VER TEXTIL TENERIA COMPANY CURTIDURIA ,CERVECERIA CUAHUTEMOC BEBIDAS SEGURA Y FERRERO CURTIDURIA CERVECERlA MOCTEiUMA BEBIDAS EMBOTELIADORA TROPICAL BEBIDAS KIMBERLY CLARK PAPELERA FERMEX ALIMENTOS C.I.D.O.S.A. Sn LORENZO TEXT1 L C.I.D.O.S.A. COCOLOAPAN TEXTIL C.I.D.O.S.A. CERRITOS TEXTIL C.I.D.O.S.A. RIO BLANCO TEXTIL
MUNICIPiOS C. 2. MENDOZA C. Z. MENDOZA NOGALES HUILOAPAN ORIZABA IXTACZOQUITLAN IXTACZOQUITLAN IXTACZOQUITLAN NOGALES COCOLOAPAN ORIZABA RIO BLANCO
I-ra para el tratamiento de aguas redduales
A nivel municipal no existe infraestructura de tratamiento de aguas residuales como sistemas independientes, sin embargo, actualmente las autoridades competentes en el ramo y en cooordinación con el Gobierno del Estado de Veracruz, pretenden realizar una obra de conducción y tratamiento, para que en conjunto se traten las aguas residuales que emiten las principales industrias y municipios. (Ver Fig. 2).
Cabe destacar que existen industrias que dan tratamiento al agua antes de vertirlas al río, como es el caso de: Kimberly Clark de Mexico, Mexicana de Alcaloides, Fermentaciones Mexicana, Papelera Veraauzana, Proquina, Celanece Mexicana, Tenerias Segura y Ferrero, CIDOSA, cerritos; sin embargo, el tratamiento que le da no es el adecuado; por ejemplo:
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Segura y Ferrero, trata sus aguas residuales por sedimentación y fiitración, además de la recuperación de aguas tánicas y su efluente esperados contendrh sulfatos, cloruros, amoníaco cal cromo, calcio y magnesio, ácidos, aceites y otros compuestos orgánicos en forma sólida y líquida y por el tratamiento que le da a su agua residual sólo elimina sólidos y taninos quedando, aceites, suifatos, calcio y magnesio, entre otros.
Kimberly Clark y Papelera Veracruzana, utiliza tratamiento primario y clarifica. Su efluente esperado son cloruros, sulfuros, aceites, hidróxido de sodio, cloro libre, cal, breacolorantes, almidones, compuestos de celulosa, taninos y otros sólidos orgánicos; eliminando sólo sólidos.
CIDOSA utiliza fosa séptica y el efiuente esperado contiene almidones, azúcares, ABS (alquilbenceno subnato), anilinas y compuestos orgánicos en forma sólida y líquida y lo único que elimina son sólidos en suspención y disueltos. De las industrias restantes no se tiene información al respecto.
LOS principales núcleos urbanos se encuentran iocaiizacios en la parte alta de la cuenca, en los cuales se encuentra el 50.3% de la población, en tanto que la parte media habita el 35.6% y en la parte baja el 14.1%. De la población que habita en la parte alta (450,491 habitantes). El 70.7% 58 encuentra en los márgenes del Río Blanco, en los municipios de Ciudad Mendoza, Nogales, Río Blanco, Orizaba, Tequila, Rafael Delgado, Ixtaczoquitlán, Maltrata y La Perla, en tanto que a medida que la distancia al Río y la carretera aumentan, la población comienza a disminuir, así como los servicios de agua y drenaje, este mismo fenómeno ocurre en la parte media y baja del río.
Esto ha ocasionado que el 53% del agua residual municipal generada (51,011 m3/dia) y el 50% de la carga orgánica provenga de la parte alta de la cuenca, siendo los municipios que mayormente reperaiten los de Orizaba, Río Blanco, Camerino Z. Mendoza, Nogales e Ixtaczoquitlán, los cuales aportan al río un volumen estimado de agua residual municipal de 43,132 m3/dia y una carg a orgánica de 13,946 Kg de DBOgdía.
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7
INDUSTRIAS MAS IMPORTANTES QUE DESCARGAN AL R10 BLANCO Y AFLUENTES
m3 2
1 CIVSA 2 TENERIA COMPANY 3 C MENDOZA 4 CIDOSA SAN LORENZO 5 NOGALES 6 CERV. CUAUHTEMOC 7 HUILOAPAN 8 RIO BLANCO 9 SEGURA Y FERRERO 10 CIDOSA RIO BLANCO 1 1 CIDOSA COCOLAPAN
O- 12 CERV. MOCTEZUMA
21 20 19 18 17
22
13 ORIZABA 14 CIDOSA CERRITO 15 EMB. TROPICAL 16 IXTACZOQUITIAN 17 PROQINA 18 M M DE ALCAL. 19 FERMEX 20 KIMBERLY CLARK 21 B. C. NIAGARA 22 INGENIO 23 INGENIO 24 INGENIO 25 INGENIO 26 INGENIO 27 CORDOBA
PLANTA DE TRAT.
Por la parte media, se genera un volúmen aproximado de 35,676 m3/día y una carga orgánica de 13,836 Kg DBOgdia, que representa el 37% y el 30.7% respectivamente del total genedo en la cuenca, siendo los municipios que repercuten mayormente los de Córdoba, Fortín y Amatián de los Reyes, los que en total generan 20,637 m3/día de agua residual y 7,872 Kg de DBOgaño.
Por lo anterior, los municipios que cuentan con poblaciones mayores de 10,OOO habitantes en su mayoría son los mencionados como los más problemáticos en cuanto a generación de aguas reciduaies municipales, con excepción de Alvarado y Tlalixcoyan.
Con propósitos de control, las poblaciones que cuentan con más de 10,000 habitantes y que son aquellas que requieren de la construcción de plantas de tratamiento en f m a prioritaria m: Amatlán de los Reyes, Ciudad Mendoza, Córdoba, Ixtaczoquitlán, Nogales, Orizaba, Rafael Delgado y Río Blanco.
En lo querespecta afabricaciónde azúcar, en la cuencaselocalizancinco ingenios de los cuales se ubican los municipios de Cuichapa, Córdoba, Naranjal e Ixtaczoquitián, estos producen un total de 215,279 Kg de azúcar al año y 53,400 litros de alcohol como se observa a continuación:
AZUCAR
(TON)
INGENIO MUNICIPIO PRODUCIDA
LA PROVIDENCIA CUICHAPA 54,813 SAN JOSE DE A. CUICHAPA 35,114 SAN MGUELITO CORDOBA 51,230 EL CARMEN IXTACZOQUITLAN 40,l O8 SAN FRANCISCO NARANJAL 46,554 TOTAL 227,019
PRODUCCION DE ALCOHOW9
15,000 15,000
8,400 15,000
La mayor parte de los casos son beneficios de tipo húmedo común, es decir su producción oscila entre 60 a 240 Qqidía (1 quintal día Ó 45.5 kgldía).
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En la cuenca estos benefcios generan un gasto de agua residual de 8,121 m3/día y una carga orgánica de 24,363 Kg DBOg/m3/día.
De la rama de elaboración de bebidas en la cuenca se ubican un total de 20 empresas, de las cuales el mayor porcentaje se han establecido en la zona de Orizaba y Córdoba.
Como se mencionó anteriormente, las empresas de mayores dimensiones y por tanto que representan un mayor problema de contaminación son la Cervecería Moctezuma de Orizaba, en lo que se refiere a bebidas alcohólicas, en lo que toca a la industria refresquera en la cuenca se han establecido 10 compaiiías los cuales, se ubican principalmente en Córdoba y Onzaba y en menor número en Ixtaczoquitlán y Nogales.
La industria Textil también aporta una cantidad de materia orgánica. La cuenca comprende un total de 12 empresas ubicadas en Orizaba, Camerino Z. Mendoza y Nogales, es dear en la parte alta de la cuenca del río.
Desafortunadamente no se cuenta con datos de producción que permitan estimar la carga orgánica que aporta.
En el caso de la industria papeiera en la cuenca sdo existe 6 empresas dedicadas a esta actividad, no opstante la carga orgánica y el volumen de agua residual que genera es por demás importante.
Estas empresas se localizan en Córdoba, Onzaba e Ixtaczoquitlán, de ellas la más importante es Kimberly Clark de México, S.A. ubicada en Ixtacroquitlán, nuevamente se carece de datos que permita estimar la carga de residuos contaminantes que generan.
Todos los giros anteriores cuentan con norma técnica ecológica, por lo que sus descargas de aguas residuales deberían estar controladas.
Para el caso de la industria química y en especial la farmaceutica, en la cuenca se localizan 4 empresas, los cuales generan una gran cantidad de materia orgánica, ya que sus procesos involucran la fermentación de compuestos
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orgánicos similares a los utilizados en la elaboración de alcohol, dando lugar a una problemática similar, solo que este caso además se generan más residuos tbxicos; este tipo de industrias consume aproximadamente 50 m3Ton de producto y sus aguas residuales contienen alrededor de 600 mg/L de DBO5.
Las compañías Fermentaciones Mexicanas, S.A. y Productos Químicos Naturales, S.A. cuentan con condiciones particulares de descargas desde 1984 y 1981 respectivamente.
For lo que se refiere al orgánica proveniente de las actividades agrícolas, es necesario considerar que si bien existe agricultura en la parte alta de la cuenca, ésta resulta no ser significativa si se toma en cuenta que los municipios que son importantes en esta actividad, se localizan desde la parte media a la altura de Cuichapa hasta Ignacio de la Llave en la parte baja de la cuenca.
aporte de materia
En la parte alta y media de la cuenca, el aporte de materia orgánica y de sólidos en general, dependen en gran medida de las prácticas agrícolas de uso del suelo, de las grandes pendientes y de las precipitaciones, estos factores coadyuban a que los suelos de esta zona, están siendo erosionados y por lo tanto a que se presente una aportación de materia orgánica y sólidos al Río Blanco.
Esta aportación muy probablemente puede ser baja debido a que los asentamientos urbano-industriales se localizan entre las áreas agrícolas y el Río Blanco, conformando de esta manera una barrera que limita la entrada de sólidos y materia orgánica al Río Blanco.
En la parte baja de la cuenca la aportación de materia orgánica y sólidos proveniente de las actividades agrícolas, no se puede evaluar en virtud de que la zona corresponde a tierras inundabies con niveles freáticos altos, que pueden favorecer la difusión de la materia orgánica hacia el agua.
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PROPUESTA PARA EL MEJORAMIENTO DEL AGUA DEL RIO BLANCO
Las descargas de las aguas residuales de tipo industrial y urbano generan contaminantes de gran variedad tanto en concentraciones como en toxiadad.
Por lo anterior fue necesario, estudiar y definir una serie de alternativas de tratamiento mediante el cual la calidad del agua actualmente descargada se vea mejorada notablemente:
a) El control de las aguas residuales generadas y vertidas al Río Blanco por parte de las industrias, tendrá un costo menor si se tratan en conjunto. Además del costo de la obra se debe considerar los atenuantes de los gastos erogados en esta infraestructura que se pueden incluir como deducibles de impuestos de las fuentes contaminantes.
b) Mientras mayor sea la eficiencia de la planta de tratamiento, la contaminación industrial que se descarga al cue1~0 de agua superficial será menor y las industrias podrán apegarse al usufrudo que otorga la Ley Federal de D e d o s en Materia de Agua en su artículo 224 Fracción V; " No se pagará el derecho por el uso o aprovechamiento de bienes del dominio público en los siguientes casos: I.... . V.- Por las aguas que regresen a su fuente original, o sean extraídas del subsuelo y vertidas a fuentes superficiales, siempre que tengan el certificado de la Comisión Nacional del Agua de que no están contaminadas y no está alterada su temperatura, una copia de dicho certificado se deberá acompañar a la dedaración del ejercicio. Estos contriluyentes deberán tener instalado medidor tanto a la entrada como a la salida de las aguas".
c) Que los industriales tengan un sistema independiente al alcantarillado municipal, donde las aguas residuales son tratadas en una planta de tratamiento propia y el agua tratada sea descargado al Río Blanco ó
d) Que los industriales tengan un sistema de tratamiento parcial con el objeto de vertir su descarga al alcantarillado municipal, donde las aguas reciduales son nuevamente tratadas para ser descargadas al cuerpo de agua 6
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e) Que los industriales y los municipios tengan un sistema para el tratamiento de las aguas residuales generadas y posteriormente sean descargadas al Río Blanco.
f) Se propone, la implantación de una planta de tratamiento de aguas, donde sólo se mencionan los procesos unitarios. (Ver más adelante)
El propósito de estas alternativas se fundamenta en establecer, además de una supervisión de las descargas de aguas residuales, una implementación verdadera de sanciones a quienes violen el Reglamento para la Prevención y Control de la Contaminación del agua. Este tipo de sanciones se debe contemplar de acuerdo al volumen y características de la descarga, es decir, pagará más quien contamine más. Con esto se pretende que de alguna manera se oblige a que se implante un sistema de tratamiento adecuado dependiendo del tipo de descarga.
Una vez definidas en forma genérica las alternativas de tratamiento, la decisión dependerá de una amplia gama de restricciones particulares y deberá llegarse a ella mediante una serie de análisis tecnoeconómicos específicos.
UNIDAD DE PROCESO PROPUESTO PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DEL Rw3 BLANCO.
El sistema de tratamiento es de tipo biológico basado en: a) un proceso de reactores anaeróbicos de flujo ascendente (en primer etapa) y b) Iodos activados (segunda etapa), con un gasto de diseño de 2 m3/s.
Gasto de aguas residuales
El gasto actual de aguas residuales generadas en la zona es de aproximadamente 1,280 Us de los cuales 1,255.30 Us serán sujetos a tratamiento correspondiendo: 681.3 Us a las descargas industriales y 574 Us a las descargas municipales.
1
La contribución de agua residual industrial a la planta de tratamiento será por lo tanto del 54.28 % del total mientras que la municipal será de 45.72 %.
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En las tablas 7 y 8 se detalla la información correspondiente a los gastos para cada una de las industrias y municipios que f m a n pate del sistema de úaiamiento del Río Blanco.
GASTOS DE AGUAS RESIDUALES GENERADAS POR LAS INDUSTRIAS TABLA 7
TENERIA COMPANY I 1.001 0.151 0.08 SUBTOTAL 681 30 I 100.00 %I 54.28 %
GASTOS DE AGUAS RESIDUALES GENERADAS POR LOS MUNICIPALES TABLA 8
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Para el disefío de la planta de tratamiento se contempló un gasto de diseño de 2,000 Us lo que representa una holgura para el inicio de operación de aproximadamente 37%.
E M P R E S A S
Kimberly Clark de México FERMW S.A. de C.V
Calidad de Iw aguas residualea
CALIDAD DEL AGUA I DBO
Q(Lls) ma/ L Kgldía 230.00 1,308 25,995.50 14.00 12,541 15169.60
Respecto a la calidad de las aguas que serán sujetas a tratamiento se muestra la información correspondiente a los parámetros DBO5 y SST para cada una de las descargas en la tabla 9
CALIDAD DEL AGUA REPORTADA POR LOS INDUSTRIALES EN EL SISTEMA REGIONAL DEL R10 BLANCO, VERACRUZ
TABLA 9
1
51.00 45.00 20.00 40.00 600.00 350.00 164.00 196.00 220.00 196.00
75.30 17.38 9.33 4.83 51.84
2298.24 I 1 05.22. 1493.42 1330.56 338.68
.EPORTADA
302.00 6001.30 2853.00 3454.60
I Cervecería W e z u m a S.A I 17.101 12301 25930.401 189.00l 3984.401
Como se aprecia en el tabla 9, la mayor concentración de materia orgdnica se presenta en la descarga de la empresa Fermentaciones Mexicanas, S.A. de C.V. (Fermex), con 12,541 mglL, siguiéndole en importancia las descargas de las
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empresas: Kimberly Clark de México, S.A. de C.V. con 1,308 mgk, Cervecería Moctezuma, S.A. de C.V. con 1,280 mgk y Tenería Company con 800 nqk.
Respecto a la concentración de Sólidos suspendidos totales, el valor mayor corresponde a la empresa Femiex, con 2,853 mgíLsiguiendoleen orden de importancia la Tenería Company con 600 mg/L y Kimberly Clark de Mexico con 302 mgiL.
La concentración de Sólidos suspendidos totales (SST) para las demás descargas industriales varió de 20 m@L a 189 mgiL.
Las descargas municipales presentaron una concentración de sólidos suspendidos totales que varió de 164 mgiL a 350 mgL.
La mayor concentración correspondió a la descarga de Ixtaczoquitlán y la menor a la descarga de Río Blanco.
La aportación de sólidos más importante corresponde a la descarga municipal de Orizaba con 6,668 Kg/día, siguiéndole en importancia las aportaciones de Kimberly Clark con 6,001 Kgídía, Cervecería Moctezuma, con 5,634 y Fermex con 4,437 Kgídía.
La carga total de SST que llegará a la planta de tratamiento se cuantificó en 29,669 Kgídía, de la cual corresponde el 55.6 % a las descargas industriales y el 44.4 % a los municipios.
La contribución municipal corresponde al 16% de la carga orgánica total. como sa puede observar en la tabla 11.
Respecto a las aguas residuaies municipales, las descargas de las localidades: Orizaba, Huiloapan, Río Blanco e lxtaczoquitl&~ se consideran como fuertes, respecto a la concentración de materia m n i c a , ya que esta varió de 300 mg/L a 120 mgL, correspondiendo 300 m@L a lxtaczoquitlán y Río Blanco, 380 m@L a Huiloapan y 420 m@L a Oriuaba.
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Desde el punto de vista de carga orgánica, las contribuciones más importantes corresponden a las empresas: Cervecería Modezuma, Kimberly Clark, S.A. y Fermex con 36,674 Kgldia, 25,992 Kgidía y 19,504 Kgidia respectivamente, lo que representael 83% de lacarga orgánica total que recibirá la planta de tratamiento calculada en 99,123 Kgidia. Ver tabla 10
CARGAS ORGANICAS GENERADAS POR LAS INDUSTRIAS INTEGRADAS SISTEMA DE TRATAMIENTO DEL RIO BLANCO
TABLA10
TENERlA COMPANY 69.00 0.083 0.070 SUBTOTAL 82,991 .O0 100.00 % 83.705 %
I AL
CARGAS ORGANICAS GENERADAS POR LOS MUNICIPIOS INTEGRADOS AL SISTEMA DE TRATAMIENTO DEL RIO BLANCO
TABLA11
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Características del sistema de captación y conducción I 1
El sistema de captación y conducción de las aguas residuales estai.8 conformado por un colector marginal del Río Blanco a partir de C. Mendoza, hasta los terrenos de la planta de tratamiento
Dicho colector general, funcionará por gravedad y captará tanto las aguas municipales como las industriales que se& sujetas a tratamiento.
La tecnología de tratamiento de aguas residuales usado en las industrias es diversa, dependiendo de las características de las aguas de deshecho a tratar, al igual que del grado de purificación requerido.
Caracteiísticas del Proceso
Teoría del proceso de digestión anaerobio. La digestión a n a e d c a es un proceso femientativo mediante el cual se logra la estabilización de sustancias oroánicas en ausencia de oxfgmo molecular, con la producción de sustancias más simples y gases.
El proceso está constituido por tres etapas principales: Hidrólisis Acidogénesis Metanogénesis
Los procesos de hidróiisis y acidogenesis se realizan simultaneamente y por el mismo microorganismo, mientras que el proceso de metanogenesis se realiza en forma posterior y por diferentes microorganismos.
Debido a que las badenas metanogénicas se producen más lentamente y son más sensibles a las condiciones ambientales adversas, esta fase constituye el paso crítico del proceso.
El parametro pH juega un papel fundamental en el proceso anaerobico.
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El pH óptimo de las bacterias acidogénicas está en el rango de 5.5 a 6.0 unidades, mientras que el pH óptimo para las bacterias metanogénicas está el rango de 6.8 a 7.2 unidades.
Demasiada agitación en el digestor favorece a las bacterias acidogénicas, lo que puede provocar un serio desequilibrio en el proceso debido a que un aumento en la producción de ácidos volátiles que no sean debidamente transformados a metano, provocará una disminución del pH, sobre todo cuando la alcalinidad presente no sea suficiente.
El rendimiento de un proceso de digestión anaerobia normalmente es medido en función del gas producido.
Los rendimientos observados varían de 0.2 a 0.7 litros de gas a condiciones normales de temperatura y presión, por gramos de Sólidos volátiles adicionales.
Los parámetros básicos que definen la velocidad a la que el proceso ocurre son:
El tiempo de retención hidrhlico (th)
volumen del digestor th =
gasto
La carga orgánica (Co)
concentración de materia orghica V" ~
tiempo de retención
En los mismos quedan involucrados: las características del digestor, las características del residuo ha ser digerido y la forma de operación del digestor.
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Tiempo de retención celular (tc).
i I I
Otro parámetro fundamental en el diseño y operación del proceso de digestión anaerobica, lo es el tiempo de retención celular o edad del lodo (tc), el cual define de manera gruesa la velocida específica de reproducción de los microorganismos.
masa de lodo en el digestor tc = --
masa de lodo desechada por unidad de tiempo
En un digestor convencional, tc es igual al th por ello el tiempo mínimo de retención hidráulico esta condicionado por el tiempo mínimo de retención celular, es decir el tiempo mínimo para que se reproduzcan las bacterias y se lleve a cabo la reacción.
Para el caso de las bacterias metanogénicas, el tiempo requerido es de 10 días, por lo que los digestores convencionales demandan grandes volúmenes de tanques, dificultando su aplicación para gastos elevados.
Por otra parte, en un digestor no convencional tc es mayor que th, lo que quiere decir que es posible mantener tiempos de retención celular muy altos sin necesidad de contar con tiempos de retención hidráulica altos, reduciendo considerablemente el tamafm de los reactores.
Los primeros esfuerros orientados a la fermentación de la materia orgánica se remonta a las experiencias de dejarla simplemente en un tanque cerrado herméticamente durante un tiempo generalmente largo.
Hace algunos años el tanque lmhoff representó la opción más avanzada en tratamiento de aguas residuales mediante el proceso anaerobico, no obstante que existen datos correspondientes a experimentos realizados con filtros anaerobicos y tanques con un lecho de lodo digerido.
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I
En el transcurso del tiempo, como resultado del desarrollo de la tecnologia del proceso anaerobico para el tratamiento de residuos líquidos municipales e industriales de naturaleza biodegradable, han surgido tres generaciones de reactores.
Descripción del proceso de digestión para el Río Blanco
Respecto al sistema de tratamiento del Río Blanco, Veracruz, se seleccionó el proceso de digestión anaerobia el cual utiliza reactores UASB o RAFA, que corresponden a los reactores de segunda generación, para los que existe actualmente suficiente información teórica y práctica, tanto para su diseño como para su operación.
El proceso digestivo seleccionado para la planta de tratamiento presenta las siguientes características:
- El agua residual es forzada a pasar por el reactor en un flujo ascendente a través de un manto de Iodos formado en su parte baja.
- El lodo anaerobico formado, se desarrolla en forma granular, presentando buenas características de sedimentación. El gas producido como parte final del proceso, mantiene una buena mezcla en la cama de Iodos.
- La remoción del gas puede realizarse sin interferir con el proceso de sedimentación, lo que asegura las condiciones para un eficiente retorno de sólidos suspendidos al manto de Iodos.
- Es posible alcanzar, en condiciones favorables de operación, efciencias cercanas a un tratamiento secundario, 80 % de remoción de materia orgánica.
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En forma específica se pueden mencionar las siguientes ventajas del sistema seleccionado:
- No requiere de equipo eléctrico
- El proceso se desarrolla en un reactor cerrado, por lo que no existe problema de contaminación por salpicadura y formación de aerosoles.
- Los costos de operación y mantenimiento son mucho menores comparados con un proceso de Iodos activados convencional, ya los mismos corresponden apenas a un 20 W de los costos requeridos por dicho proceso.
- Los costos de construcción se reducen a un 70% de los costos demandados por un proceso de Iodos activados convencional.
- Los requerimientos de personal para la operación y mantenimiento del proceso son menores que los demandados por los otros procesos.
- Los costos de manejo y tratamiento relacionados con los Iodos son menores ya que es menor la cantidad de Iodos producidos, no requieren espesamiento y practicamente se encuentran digeridos, requiriéndose Únicamente su dehidratación.
Desventajas del sistema seleccionado:
- Requiere de mas tiempo para estabilizar el proceso biológico, lo que ocasiona que en el corto plazo no se cumpla con la calidad de diseño.
- Las eficiencias son generalmente más bajas que la de los procesos aerobicos (1 0% menos).
- El proceso es mas sensible a variaciones ambientales y de calidad del agua.
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Descripción de la planta. de tratamiento que se propone para regenerar las aguas del Río Blanco.
La planta de tratamiento del Río Blanco, Veracruz, esta conformada por las siguientes estructuras y procesos:
* Caja de llegada del colector general y By-pass * Canales de rejas
Desarenadores mecánicos * Canales Parshall
Caja general de alimentación * Caja de distribución a reactores * Caja de alimentación a reactores * Caja de distribución a orificios
Reactores anaerobicos de flujo ascendente Tanque de contacto de cloro
* Deshidratación mecánica de Iodos * Edificios y vialidades
Reactores de iodos activados Sedimentadores secundarios Caseta y equipo de cloración
En muchos casos, el sistema de tratamiento de industrias se compone de las unidades de proceso dadas abajo:
1 .-Remoción de sólidos suspendidos Sólidos gruesos
Cribado Sedimentación
* Floculación
Coagulaciónisedimentación o floculación. * Filtro de arena * Filtro de membrana
Sólidos finos
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2.-Remoción de materia orgánica biodegradable * Procesos biológicos * Procesos biológicos anaerobios
3.-Remoción de materia orgánica no biodegradable CoagulaciórVSedirnentación (flocuiación)
* Absorción de carbón activado
4.-Remoción de aceites Separador de aceites por gravedad Fundición Absorción de carbón activado
5.-Remoción de materia inorgánica Precipitación (coaguaiaciÓn)/sedimentación intercambio de iones
6.-Procesos de oxidación química Aireioxidación’ de oxígeno (P.e. hierro ferroso)
* Ozonación (para remover el color) Oxidación de Cloro (para remover cianuro y amonio)
* Proceso de reducción química (reducción doro a cloruro y reducción de cromo hexavaiente a cromo trivaiente)
7.-Proceso termal incineración (iodo, y agua de deshecho orgánica condensada)
* Evaporación (para la condensación de aguas de desechos) Vapor (para remoción de materia volátil)
8.-Remoción de nutrimentos * Nitrificacióndeshitrificación biológica * Remoción biológico de fosfato (proceso de Iodos activados aerobicos y
Coagutaciónlsedimentación (fosfato) anaeróbicos)
48
c
1
9.-Desinfección * Cloración Ozonación (radiación por rayos U.V.)
Descripción de algunos procesos
Unas de las tareas de los ingenieros para el tratamiento es encontrar una combinación de el proceso unitario adecuado para el agua residual y para el grado de purificación. El diagrama de flujo (fig. 3) dado a continuación puede ser usado como una guía para la selecci6n del sistema de tratamiento para aguas de deshechos orgánicas industriales. Sin embargo, existen muchas excepciones. Las aguas de tratamiento industriales tienen diversas características y volúmenes, dependiendo de la escala y método de producción. En el caso de que dos industrias elaboren productos de la misma clase usando el mismo proceso, sus aguas de desecho pueden ser diferentes si ellos compran la materia prima de diferentes distribuidores Para seleccionar el mejor sistema los análisis y experimentos son esenciales para cada caso.
De los procesos unitarios antes mencionados, los más extensamente usados son los procesos de cuagulación y Iodos activados.
La coagulación química es un proceso muy versátil. Este aglomera sólidos suspendidos finos dentro de flóculos para que sedimenten por gravedad. La coagulación es usada como pretratamiento del tratamiento del aire. El aire es atrapado más eficientemente en sólidos coagulados. Un proceso que combina la coagulación con la sedimentación o floculación es extensamente usado cuando el nivel de sólidos suspendidos es regulado estrictamente. La coagulación es también utilizada para remover la DQO soluble. Mucha de la materia orgánica coloidal en aguas de desecho es insoluble por el aluminio o hierro férrico bajo condiciones ácidas débiles. Sin embargo, cuando el bajo valor de DQO esta incluido en la regulación, la coagulación es usada para remover la materia orgánica no biodegradable soluble. La coagulación (precipitación) con el ión férrico o aluminio es también usada en la remosión de fosfatos y metales pasados.
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D I A G R A M A D E F L U J O
AQUA DE DESECHO FUERTE -
I PROCESOS DE PRODUCCION I 1 1
CRIBADO
O r d. I
MIUA DE DESECHO ORDINARIO
SEPARACION DE ACElTeS
~ E
TRATAMIENTO AEROBIC0
DESINP ECClON
4,
I ABSORCION POR
CARBON
INTERCAMBIO DE IONES
DIOL1818 ELECTRICA
$ AGUA DE RCUSO
FIGURA 3
El proceso de lodo activado es usado en principales proceso en el estándar de tecnología de tratamiento de aguas de desechos. Este proceso es muy usado en tratamiento de aguas en el tratamiento de aguas residuales orgánicas de diversas industrias tal como el procesamiento de alimento, producción textil, producción química, producción de pulpa y papel y tenerías. Las industrias metalúrgicas usan procesos de lodo activado en tratamiento de aguas residuales de la producción de Coca Cola (Cocaína). Además grandes industrias tienen instalaciones de Iodos activados para tratamiento de desechos sanitarios generados en la industria. Otros tratamientos biológicos aerobicos son los discos rotatonos, biofiltros sumergidos, o biocamas móviles, pueden sustituir el proceso de Iodos activados para la remosión de DBO5. Sin embargo, el uso de otros procesos que activen el proceso de Iodos activados no es muy extenso.
En la digestión biológica, las bacterias cultivadas bajo control utilizan la materia orgánica presente en el agua para alimentarse, y hacer de este hecho un proceso útil para remover del agua ciertos materiales orgánicos. Ya que en el proceso intervienen organismos vivos. Debe considerarse cada factor que influye sobre el crecimiento y la salud del cultivo, incluyendo un abastecimiento adecuado de alimento, la disponibilidad de nutrimentos, el clima, y un ambiente relativamente
semejantes.
Los depósitos en términos simples, son la acumulación de sedimentos o sólidos asentados que se fijan en algún punto de un sistema donde la velocidad del agua disminuye a un nivel tan bajo que no es capaz de arrastrar al material en la corriente.
industriales. Esto juega un papel importante
9
Ir:
*
f$ 5r
uniforme libre de cambios violentos de temperatura y perturbaciones LZCJ E m
= a
Una vez formado el depósito, pueden volverse activos los organismos microbianos aletargados, y si el depósito fuera entonces analizado, se encontraría los tres contituyentes (sedimentos, sólidos y microorganismos).
Todos los procesos de tratamiento de agua están afectados por la presencia de microorganismos, muchas reacciones de oxido-reducción están influenciadas biologicamente. En la mayor parte de los sistemas, los efectos microbianos son
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perjudiciales al proceso que utiliza el agua o al sistema. Sin embargo en algunas operaciones industriales se ponen a trabajar los microorganismos en una forma Útil para la digestión de deshechos orgánicos: se emplean microorganismos para la fermentación de bebidas; las enzimas microbianas son útiles en el procesamiento de cuero.
Antes de considerar cuál de los sistemas biológicos es el mas adecuado para el desecho que deberá proceosarse, es importante evaluar los pasos de tratamiento previo que deberán reducir la carga sobre el sistema biológico y simplificar su operación. Si la concentración de sólidos suspendidos es relativamente baja, por debajo de un intervalo de 50 a 100 mg/L, puede ser innecesario el tratamiento previo y el desecho puede ir directamente al digestor biológico.
Sistemas aereados: La mayor parte de los sistemas biológicos se encuentran en la categoría de digestores aerobios, que dependen de la aereación para mantener a las bacterias que consumen oxígeno. Es típico que los estanques de aereación sean diseñados para un tiempo de retención de 12 a 48 horas, de modo que la relación alimento-microorganismo (AM) es bastante baja.
Proceso de lodo activado: El sistema de lodo activado es mucho más compacto, opera con cargas mucho más elevadas que la relación (AIM) y no puede producir una reacción tan eficiente de la materia orgánica como en el caso de una laguna aereada. La producción de lodo es significativamente mayor. Por lo común, el aire es abastecido mediante difusores situados debajo de la superficie. En algunas plantas, se abastece oxígeno puro en vez de aire, lo cual reduce aún más el volumen del incubador.
Filtros percoladores: Compitiendo con el proceso de lodo activado y sus modificaciones está el biofiltro o filtro percolador. Aunque el filtro percolador no proporciona el alto grado de remosión de materia orgánica que da el proceso de lodo activado, tiene sus ventajas respecto al su capacidad de resistir perturbaciones. Estas unidades no requieren más aire que el proporcionado por la ventilación natural.
ahorro de espacio y
Digestión anaerobia: Los procesos anaerobios se emplean algunas veces para desechos orgánicos de alta concentración. En una laguna anaerobica, el
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material catbónico es convertido en ácidos orgánicos y alcoholes, y posteriormente en metano. El digestor anaerobio se emplea mucho en plantas de aguas negras municipales para estabilizar los sólidos biológicos de desechos acumulados.
Otros procesos: Otros métodos de digestión biológica incluyen las lagunas facultativas, la irrigación de la tierra y la digestión en torre de enfriamiento. La calidad del efluente está sujeta a perturbaciones por condiciones violentas del tiempo y por el desarrollo de crecimiento de algas en el verano.
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CONCLUSIONES
De acuerdo al análisis de resultados se concluye lo siguiente: El problema de la contaminación se genera en la parte alta del río, principalmente en Orizaba, donde se concentra la mayor parte de las industrias. AI llegar estas aguas a la presa Tuxpango, se sedimentan y se estancan todos los sólidos y demás contaminantes; obligando a la C.F.E. a desasolvar periódicamente. Esto trae como consecuencia la expanción de los contaminantes aguas abajo, hasta llegar a la Presa Camelpo donde se vuelven a concentrar y expander hasta la Laguna de Alvarado. Lo anterior se ve apoyado por el lndice de Calidad del Agua, que disminuye en las tres Mimas estaciones.
En cuanto al análisis de varianza que se aplicó a los diferentes parámetros analizados, los resultados demostraron que no hubo una diferencia significativa en cuanto ai grado de contaminación a lo largo del río.
La calidad del agua del Río Blanco se clasificó de acuerdo al índice de calidad (S.A.R.H., 1979), que es la siguiente para las estaciones El Boquerón, Tuxpango y La Tinaja; para abastecimiento público, su calidad es dudosa; recreación, es dudosa para contacto directo; pesca y vida acuática, orgánismos muy resistentes; industrial y agrícola, con tratamiento en la mayor parte de las industrias; navegación, aceptable.
La estación Ciudad Mendoza para abastecimiento público, se requiere de una mayor necesidad de tratamiento; recreación aceptable para cualquier deporte acuático; pesca y vida acuática, aceptable para todos los organismos; industrial y agrícola, ligera purificación para algunos procesos.
La lucha contra la contaminación de aguas residuales, muesira de forma definitiva que la integración de varias descargas de aguas residuales para su tratamiento en forma conjunta en sistemas regionales, conduce a soluciones más económicas y efectivas que el tratamiento en forma individual.
Por lo anterior se recomienda implantar un sistema regional de control de la contaminación del agua, para el tratamiento de las aguas residuales vertidas en el Río Blanco con el objeto de lograr el máximo aprovechamiento del
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recurso hidráulico en los diferentes usos a que se destina en los sectores de población.
Cabe destacar que un elemento importante en el buen éxito de los sistemas regionales, es lograr que la distribución de los costos del sistema entre los usuarios sea equitativa y transparente.
El monto de las cuotas que han de cubrir los usuarios de un sistema regional de control de contaminación del agua, debera ser calculada en función, tanto de sus aportaciones proporcionales de desechos, como de los costos específicos de cada unidad y proceso del sistema de colección, tratamiento y disposición de efluentes residuales.
El propósito de esta alternativa se fundamenta para establecer, además de una supervisión de las descargas de aguas residuales, una implementación verdadera de sanciones a quienes violen el Reglamento para la prevención y control de la contaminación del agua; Este tipo de sanciones se debe contemplar de acuerdo al volumen y características de la descarga, es decir, pagará más quien contamine más. Con esto se pretende que de alguna manera se oblige a que se implante un sistema de tratamiento adecuado dependiendo del tipo de descarga.
Una vez definidas en forma genérica las alternativas de tratamiento, la decisión definitiva acerca de la altemativa más conveniente dependerá de una amplia gama de restricciones particulares y deberá llegarse a ella mediante una serie de análisis tecnoeconómicos específicos.
Es urgente que los recursos acuíferos se administren eficientemente y se promueva la restitución de la calidad de los cuerpos de agua para su Óptimo aprovechamiento considerando sus interrelaciones con el ambiente, así como la reabilitación, construcción y operación de sistemas de tratamiento de aguas residuales en todo el país. Debe identificarse el control mediante estricta vigilancia, de la emisión de aguas residuales contaminadas, y establecer mecanismos para que las industrias o empresas contaminantes paguen los costos de tratamiento o los daños que ocasionan el ambiente.
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No obstante lo limitado de la infamación recabada es posible establecer las siguientes conclusiones:
Vigilar en su arranque la eficiencia de remosión del reactor ya que pueden existir variaciones en la eficiencia debido principalmente a problemas operacionales del reactor piloto que a problemas de tratabilidad del agua.
A medida que los responsables de la operación de dicho modelo propuesto obtengan más experiencia, es de esperar una mejoría en la estabilización del proceso.
Logrado lo anterior, sera mas evidente la identificación de alteraciones en el reactor debido a las características de la calidad del agua alimentada y a las condiciones de operación del reactor en relación a los tiempos de retención y a las cargas suministradas al proceso.
De llevarse a cabo el mencionado proyecto deberá primero de realizarse el proyecto de factibilidad para la implementación del sistema de tratamiento incluyendose en el mismo un trabajo experimental para lograr un mayor control en el pH de la mezcla que sea alimentada al reactor, para no correr el riesgo de afectar el proceso, el cual es muy sencible a este parámetro en su fase critica que es la metanogénesis, la que se realiza en un rango de pH de 6.8 a 7.2.
Así mismo será necesario vigilar la carga orgánica alimentada al reador para cada tiempo de retención, manejando las diluciones adecuadas cuando la DQO de la mezcla se incremente mas de lo recomendable.
Por lo que respecta a la medición de la producción de gas, será necesario modificar el sistema utilizado sustituyendo preferiblemente por un medidor continuo de gas húmedo.
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