diseño de una planta de tratamiento de aguas residuales domésticas

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Carlos Andrés Pardo Zarache Maestría en Desarrollo Sostenible y Medio Ambiente COHORTE XIV ______________________________________________________________________________ __________ DISEÑO DE UN SISTEMA TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS EN EL CONSEJO COMUNITARIO PUEBLO NUEVO, ZARAGOZA-ANTIOQUIA. RESUMEN Diversas investigaciones en ámbitos nacionales e internacionales, han demostrado la fuerte relación entre el saneamiento, la educación y la salud pública, es decir, la cobertura de agua potable para consumo humano, la disposición adecuada de excretas y la alfabetización, tienen una correlación con los indicadores básicos de salud como: tasas de mortalidad en menores de 5 años, tasa bruta de mortalidad, mortalidad infantil y tasa de morbilidad por enfermedades transmisibles. Como es lógico, al disminuir estos indicadores aumenta la esperanza de vida de la población. A raíz de esta estrecha relación, las Naciones Unidas estableció en el año 2000, como una de las metas de los objetivos de desarrollo del milenio: “reducir a la mitad el porcentaje de personas que carezcan de acceso sostenible al agua potable y a servicios de disposición adecuada de excretas antes del 2015” (Meta 10). Sin embargo, el análisis de la situación actual de ambos servicios demuestra un importante rezago en varios países de Asia, África, América Latina y el Caribe. A la luz de esta situación, la Organización Mundial de la Salud declaró el “Decenio Internacional para la Acción. El agua: fuente de vida, 2005-2015”, con el objetivo de evitar la muerte de millones de seres humanos a causa de enfermedades diarreicas (90% en niños menores de 5 años), y mejorar la calidad de vida de las nuevas generaciones. En este sentido, los 1 TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

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Carlos Andrés Pardo ZaracheMaestría en Desarrollo Sostenible y Medio Ambiente

COHORTE XIV________________________________________________________________________________________

DISEÑO DE UN SISTEMA TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS EN EL CONSEJO COMUNITARIO PUEBLO NUEVO, ZARAGOZA-ANTIOQUIA.

RESUMEN

Diversas investigaciones en ámbitos nacionales e internacionales, han demostrado la fuerte

relación entre el saneamiento, la educación y la salud pública, es decir, la cobertura de agua

potable para consumo humano, la disposición adecuada de excretas y la alfabetización, tienen

una correlación con los indicadores básicos de salud como: tasas de mortalidad en menores de

5 años, tasa bruta de mortalidad, mortalidad infantil y tasa de morbilidad por enfermedades

transmisibles. Como es lógico, al disminuir estos indicadores aumenta la esperanza de vida de

la población. A raíz de esta estrecha relación, las Naciones Unidas estableció en el año 2000,

como una de las metas de los objetivos de desarrollo del milenio: “reducir a la mitad el

porcentaje de personas que carezcan de acceso sostenible al agua potable y a servicios de

disposición adecuada de excretas antes del 2015” (Meta 10). Sin embargo, el análisis de la

situación actual de ambos servicios demuestra un importante rezago en varios países de Asia,

África, América Latina y el Caribe. A la luz de esta situación, la Organización Mundial de la

Salud declaró el “Decenio Internacional para la Acción. El agua: fuente de vida, 2005-2015”,

con el objetivo de evitar la muerte de millones de seres humanos a causa de enfermedades

diarreicas (90% en niños menores de 5 años), y mejorar la calidad de vida de las nuevas

generaciones. En este sentido, los expertos resaltan el vínculo que tiene el saneamiento con

los ochos objetivos de desarrollo del milenio.

Las presiones por contaminación sobre los sistemas hídricos y cuerpos de agua en

Colombia, se analizan a partir de la estimación de cargas contaminantes puntuales vertidas por

los sectores industrial, doméstico, sacrificio de ganado y beneficio del café. Esta estimación se

hace para cada una de las variables que integran el Índice de Alteración Potencial de la Calidad

del Agua (IACAL): Demanda Biológica de Oxígeno DBO, Demanda Química de Oxígeno DQO,

Sólidos Suspendidos Totales SST, Nitrógeno Total NT y Fósforo Total FP (tomado de ENA

2014).

1 TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

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INTRODUCCIÓN

El concepto de calidad de agua, se basa en la Directiva Marco del Agua de la Comunidad

Europea (UE, 2007), que la define como “aquellas condiciones que deben darse en el agua

para que ésta mantenga un ecosistema equilibrado y cumpla unos determinados objetivos de

calidad ecológica, que van más allá de evaluar requerimientos para un uso determinado”.

Puede decirse que solamente a partir de la década de los 60’s, términos tales como

contaminación del aire y del agua, protección del medio ambiente, ecología, entre otros,

pasaron a ser palabras de uso común. Antes de estas fechas estos términos o bien pasaron

desapercibidos para el ciudadano medio, o eran base para ideas confusas. Desde entonces, el

género humano ha sido bombardeado continuamente por los medios de comunicación

(periódicos, radio, TV, etc) con la terrible idea de que la humanidad estaba trabajando

efectivamente para su autodestrucción, a través de procesos sistemáticos de contaminación del

medio ambiente, con el fin de conseguir un progreso material.

Las aguas residuales pueden definirse como las aguas que provienen del sistema de

abastecimiento de agua de una población, después de haber sido modificadas por diversos

usos en actividades domésticas, industriales y comunitarias (Mara, 1996). De acuerdo a su

origen resultan de la combinación de líquidos y residuos sólidos transportados por el agua

proveniente de residencias, oficinas, establecimientos comerciales e instituciones, industrias,

actividades agrícolas, aguas superficiales, subterráneas y de precipitación.

Como resultado de la gran variedad de procesos antrópicos, se han comenzado a producir

aguas residuales de muy diverso tipo, lo que requiere tratamientos más complejos que han ido

apareciendo sucesivamente. A lo largo del tiempo los gobiernos ni la comunidad han valorado

la importancia de las aguas residuales, y por lo tanto desde todas las fuentes posibles se

genera indiscriminadamente. Son utilizadas en el riego de cultivos, donde los agricultores

generadores de contaminación, pueden ocasionar la proliferación de enfermedades

gastrointestinales, por la utilización de agua residual (sin tratar en la mayoría de los casos) o

con un tratamiento muy deficiente; al ofrecer a los consumidores alimentos como verduras,

frutas y hortalizas.

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El tratamiento de las aguas residuales actualmente lleva consigo tantos procesos de

tratamientos y equipos, que se hizo evidente que, sobre todo, la ingeniería química debería

tener una participación prioritaria en la resolución de los problemas de aguas residuales.

Desafortunadamente los sistemas de tratamiento de aguas residuales en casi la totalidad de los

países de América Latina incumplen a nivel general lo requerido en materia ambiental por la

cantidad de agua contaminada y la poca infraestructura e inversión en estas plantas.

La Ley 9 de 1979, en la cual se establece el Código Sanitario Nacional, en su Título I

especifica los aspectos generales referentes a residuos líquidos. Se reglamentó con el Decreto

1594 de 1984, donde establece ampliamente lo referente a los vertimientos de agua residual,

determina los límites de vertimiento de las sustancias de interés sanitario y ambiental, los

permisos de vertimientos, estudios de impacto ambiental y procesos sancionatorios.

El tratamiento de aguas en Colombia se ha convertido en uno de los problemas ambientales

más críticos y crecientes. La descarga de aguas residuales domésticas y los vertimientos

agropecuarios están contaminando los ríos, las aguas subterráneas, los humedales y las

represas de agua, causando un grave daño al medio ambiente y a la salud humana.

Los vertimientos generados por el sector agrícola colombiano son los más contaminantes. A

este tipo de descargas les siguen las realizadas por grandes ciudades como Bogotá́, Cali,

Medellín, Cartagena y Barranquilla; seguidas por las del sector industrial, sobre todo por los

productores de alimentos. Por ello, el tratamiento de aguas residuales en Colombia es un

problema prioritario a resolver.

Las aguas residuales pueden ser tratadas dentro del sitio en el cual son generadas, por

ejemplo, con tanques sépticos u otros medios de depuración. Químicos como el hipoclorito

sódico también se utilizan para eliminar algas y bacterias y obtener un agua pura y limpia. La

otra opción para tratar las aguas residuales es utilizar un sistema de tuberías y dirigir el agua a

una planta de tratamiento municipal.

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A la hora de eliminar los contaminantes que existen en el agua, se pueden usar desde

sencillos procesos físicos como la sedimentación –consiste en dejar que los contaminantes se

depositen en el fondo por gravedad-, hasta otros más complejos como la filtración, a través de

mallas y tamizados, o la evaporación. También se utilizan métodos químicos, como la

precipitación química o la reducción electrolítica; y otros biológicos, como son lodos activos,

filtros bacterianos o lagunaje, conocidos también como tratamientos secundarios. Son

precisamente estos últimos los más habituales en el tratamiento de aguas en Colombia.

El establecimiento de Sistemas de Tratamiento de Aguas Residuales (STAR) tiene como

importancia la protección de la salud pública y el medio ambiente. Si las aguas residuales van a

ser vertidas a un cuerpo receptor natural (mar, río, lagos), será necesario realizar un

tratamiento para evitar enfermedades causadas por bacterias y virus en las personas que

entran en contacto con tales aguas, y por consiguiente se debe garantizar la protección de la

fauna y flora presentes en el cuerpo receptor natural.

El reúso del agua tratada, riego de áreas verdes, riego de cultivos, uso industrial y de

servicios confirma que el tratamiento de las aguas residuales debe garantizar la inexistencia de

efectos nocivos a la salud. Este implica la evaluación de tratamientos utilizados y el correcto

aprovechamiento de los mismos en correlación con la normatividad vigente.

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OBJETIVOS

Objetivo General

Describir una alternativa de tratamiento de las aguas residuales en comunidades de

poblaciones reducidas.

Objetivos Específicos

Describir la problemática de la generación de residuos líquidos en comunidades rurales

del departamento de Antioquia.

Identificar factores técnicos y ecológicos de un sistema de tratamiento de aguas

residuales para el Consejo Comunitario Pueblo Nuevo.

A partir del marco legal establecido para el tratamiento de aguas residuales, diseñar y

evaluar la eficiencia de un sistema de tratamiento residual para el Consejo Comunitario

Pueblo Nuevo.

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MARCO TEÓRICO Y DISCUSIÓN

Situación actual del tratamiento de aguas residuales en Colombia

La construcción de sistemas de tratamientos de aguas en Colombia es una práctica

relativamente reciente. Colombia trata el 10% de las aguas residuales a pesar de contar con

una capacidad instalada que alcanzaría el 20%. Según un estudio de UNICEF, menos de la

cuarta parte de los municipios de 21 departamentos analizados cuentan con una planta de

tratamiento de aguas residuales.

El agua colectada en los sistemas de alcantarillado municipal corresponde a una amplia

variedad de usos. La Tabla No.1 presenta una lista de contaminantes que es común encontrar.

Tabla No.1. Contaminantes de importancia en aguas residuales.

CONTAMINANTE FUENTE IMPORTANCIA AMBIENTAL

Sólidos Suspendidos Uso doméstico, desechosindustriales, agua infiltrada a la red

Depósitos de lodo y condiciones anaeróbicas en ecosistemas acuáticos.

Compuesto orgánicosbiodegradables Desechos domésticos e industriales

Degradación biológica que incrementa la demanda de oxígeno en los cuerpos receptores.

Microorganismos patógenos Desechos domésticos Enfermedades transmisibles.

Compuesto orgánicosRefractarios Desechos industriales Problemas de sabor y olor,

cancerígenos.

Metales pesados Desechos industriales, minería, etc. Tóxicos, interfieren con el tratamiento y reúso del efluente.

Sólidos inorgánicos disueltos

Debido al uso doméstico o industrial se incrementan con respecto a su nivel en el agua

Interfieren con el reúso del efluente.

En el país existen actualmente 562 sistemas instalados en diferentes municipios.

Lamentablemente, no todos los sistemas tratan la totalidad del agua residual producida: se

estima que solo un 10% de los sistemas construidos tienen un adecuado funcionamiento. La

tendencia en cuanto a sistemas de tratamiento de aguas en Colombia es la utilización de

tratamientos secundarios, como la construcción de lagunas de estabilización (44%), sistemas

de aireación extendida (9.4%) y filtros biológicos (7%).

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Figura No.1. Cargas contaminantes potencialmente vertidas a los sistemas hídricos (t/año) 2012. Fuente ENA, 2014.

Figura No.2. Cargas contaminantes potencialmente vertidas a la cuenca Magdalena-cauca (t/año) 2012. Fuente ENA, 2014.

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Carga DBO5

La carga orgánica biodegradable (DBO5) vertida a los sistemas hídricos después de

tratamiento en Colombia durante el año 2012 alcanzó 756.945 t/año, que equivalen a 2.102

t/día. Del total de cargas vertidas a las fuentes hídricas, la industria aporta el 28%, el sector doméstico el 69% y el sector cafetero 3%. El 80% de la carga de DB=5 fue aportada por 55

municipios principalmente por las áreas metropolitanas y ciudades grandes del país: Bogotá,

Medellín, Cali, Barranquilla, Cartagena, Bucaramanga Cúcuta, Villavicencio y Manizales.

Carga DQO La carga DQO nacional vertida a los cuerpos de agua de demanda química de oxígeno

(DQO), después de tratamiento, es de 1’675.616 t/año, equivalentes a 4.654t/día de los cuales

la industria aporta el 37%, el sector doméstico 61%, y el cafetero un 2%. El 85% de las

sustancias químicas lo aportan 53 municipios, con una carga vertida después de tratamiento de

918.670 t/año la cual afecta principalmente las subzonas hidrográficas de los ríos Bogotá,

Porce, arroyos directos al Caribe, Sumapaz, Guayubira, Lebrija y otros directos al Magdalena,

Negro, Amaime y Cerrito, directos al Bajo Magdalena entre Calamar y desembocadura al mar

Caribe. En la Tabla No.2, se presentan los valores de cargas por DBO, DQO y DQO-DBO en el

área hidrográfica Magdalena-Cauca para las subzonas que reciben mayores aportes de

contaminantes de materia orgánica, biológica y química.

Tabla No.2. Cargas contaminantes de DBO, DQO y DQO-DBO para el área hidrográfica

Magdalena-Cauca. Fuente ENA, 2014.

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Carga SST Con respecto a esta variable, se vierten 1’135.726 t/año después de tratamiento,

equivalente a 3.154 t/día. La industria aporta el 79%, el sector doméstico el 91% y el

subsector cafetero el 1%.

Figura No.3. Presión estimada de sólidos suspendidos totales -SST-2012. Fuente ENA, 2014.

Carga NT

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La carga vertida de Nitrógeno Total (NT) después de tratamiento, para el agregado nacional

alcanzó 126.345 t/año o 350 t/día. La industria aporta el 16% y el sector doméstico 84%.

Carga PT La carga de fósforo tota vertida después de tratamiento, se estimó en 31.915 t/año,

equivalente a 88t/día; la industria aportó el 7% y el sector doméstico el 92%.

Tabla No.3. Cargas de contaminación por nutrientes (NT y PT) en las subzonas más afectadas.

Fuente ENA, 2014

En

la

Tabla No.3, se relacionan las subzonas con mayor presión por contaminación de nutrientes

(expresadas en cargas de nitrógeno total y fósforo total). Las cuencas de los ríos Bogotá,

Porce; arroyos directos al Caribe, Bajo Magdalena entre Calamar y desembocadura al mar

reciben cerca del 50% del total de nutrientes generados y no tratados en el país, en términos

de nitrógeno y fósforo.

Cargas contaminantes removidas por sistemas de tratamiento de agua residual

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A partir de los datos anteriormente citados, se puede obtener de esta información la carga

contaminante que está siendo removida por los sistemas de tratamiento (basada en los

porcentajes de carga contaminante DBO, DQO, SST, NT y PT) y la que está siendo vertida a

los ríos y cuerpos de agua del país.

Tabla No.4. Carga de contaminación removida en sistemas de tratamiento de aguas

residuales. Fuente ENA, 2014.

Manejo de agua residuales en el departamento de Antioquia

La demanda de agua potable está directamente ligada al deterioro de la calidad del agua

por vertimientos directos y por falta de tratamiento o por tratamientos deficientes posteriores al

uso. En el departamento de Antioquia según la Encuesta de Medio Ambiente y Calidad de Vida

(2011), el 26 % de los municipios no cuentan con permiso de vertimientos y el 47% no cuentan

con planta de tratamiento de aguas residuales, lo que supone altas descargas de aguas

residuales a los ríos, quebradas, ciénagas, humedales, aguas subterráneas o al mar.

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Figura No.4. Cobertura alcantarillado departamento de Antioquia. Fuente Encuesta de Medio Ambiente y Calidad de Vida, 2011.

Tecnologías convencionales o no convencionales para satisfacer las necesidades básicas de agua potable y saneamiento para la zona rural de Colombia Según el Departamento Nacional de Planeación (DNP) y el Departamento Administrativo

Nacional de Estadística (DANE), se entiende como zona rural el especio comprendido entre la

cabecera municipal o perímetro urbano y el límite municipal. En la zona rural se distinguen dos

clases de asentamientos:

1. Los centros poblados o población nucleada, concentrada en caseríos o conjuntos de

por lo menos 20 viviendas separadas por paredes, muros, cercas o huertas; y

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2. Fincas y viviendas dispersas (población dispersa) separadas entre otros, por áreas

cultivadas, prados, bosques, potreros, carreteras o caminos.

Se da especial énfasis a las tecnologías alternativas costo-efectivas y sostenibles, como

solución especial para aquellos casos donde la zona rural, el desarrollo de proyectos basados

en procedimientos de diseño y construcción convencionales, no son factibles técnica y

económicamente por la dispersión de las viviendas, o son antieconómicos en términos de la

capacidad de pago de la población. Las soluciones tecnológicas que mejor se ajusten a las

necesidades de la comunidad a ser atendida, deben analizar de manera preliminar las

siguientes situaciones:

La distribución de las viviendas rurales, la disponibilidad y calidad del agua, la

topografía del terreno, la existencia de caminos y de asentamientos veredales de

población nucleada y configuración urbana en una determinada región, permiten

formular el diseño siguiendo procedimientos convencionales, después de haber sido

demostrada su justificación de acuerdo con el presupuesto con que se cuenta.

La dispersión de la vivienda hace difícil o imposible atender técnica y económicamente

la provisión de los servicios de agua y alcantarillado a través de sistemas de acueducto

colectivo y es necesario optar por soluciones individuales.

Los altos costos de los alcantarillados convencionales para recolectar y evacuar las

aguas residuales domésticas en zonas rurales de población nucleada, en algunos

asentamientos de población con bajos recursos económicos y los altos caudales de

descargar domésticas que estos requieren en sus diseños, hacen difícil o imposible su

implantación y es necesario recurrir a soluciones con alcantarillados no convencionales.

Para atender los servicios de acueducto y alcantarillado de la población rural nucleada

(llámense localidades, corregimientos, caseríos, inspecciones o condominios rurales) las

soluciones colectivas con redes de distribución y recolección domiciliaria, ya sea con diseños

convencionales o no convencionales, resultan más evidentes y lógicas tanto técnica como

económicamente.

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Selección de la opción tecnológica

Factores de orden técnico Las opciones tecnológicas de saneamiento en la zona rural están compuestas por las que

requieren de agua como transporte de las excretas y aquellas que no la requieren.

Generalmente las que requieren muy poca cantidad de agua o no la necesitan realizan la

disposición de los desechos fisiológicos en letrinas, mientras que aquellas viviendas rurales

que disponen de agua suficiente optan por su disposición en sanitarios de flujo y descarga a

sistemas sépticos. Entre los principales factores y consideraciones de orden técnico a tener en

cuenta para la selección de la tecnología, se tienen:

Cantidad de agua utilizada en la descarga

Fuentes subterráneas de agua

Densidad poblacional

Facilidad de mantenimiento

Tipo de suelo

Topografía del terreno

Permeabilidad del suelo (infiltración: rápida, media, alta)

Nivel freático

Zonas inundables

Disponibilidad de terreno

Factores de orden social A continuación se enumeran los factores y características sociales más importantes a tener

en cuenta para la selección de un sistema de saneamiento en el sitio de origen:

Factor educativo. La comunidad usuaria debe identificar la solución de saneamiento

que se adopte como una necesidad y además tener claridad de los motivos por los

cuales se escogió: los principios que la hacen operable, sus ventajas a nivel

comparativo y sus limitaciones. Se requiere entonces de capacitación, no solamente

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para los funcionarios municipales que promuevan estas alternativas, sino también para

la comunidad en la construcción, operación y mantenimiento.

Características de la población. Esta característica está vinculada con la distribución

espacial de la población, centros poblados o población nucleada, concentrada en

caseríos o conjuntos de por lo menos 20 viviendas separadas por paredes, muros,

cercas o huertas; y el segundo el de población dispersa constituido por fincas y

viviendas dispersas separadas, entre otros, por áreas cultivadas, prados, bosques,

potreros, carreteras o caminos.

Tipo de servicio. Está representado por el resultado de la caracterización de la

población expuesta y además de la solución tecnológica y nivel de servicio que mejor se

adecuen a las necesidades de la comunidad. Se han considerado 3 niveles básicos de

servicio: unifamiliar, multifamiliar y comunal.

Unifamiliar: Resuelve la atención de una vivienda.

Multifamiliar: Permite la atención de 2 a 5 viviendas. Comunal:

Permite la atención de hasta 10 viviendas o establecimientos de hasta 50 personas.

Factores económicos Los costos de inversión y mantenimiento limitan en gran medida la selección de la opción

tecnológica y el nivel del servicio y pueden inducir a que la selección de un sistema de

saneamiento en el sitio de origen sea colectivo o individual, teniendo en cuenta los niveles de

ingresos económicos de la población a ser atendida, los cuales pueden ser bajo, medio o alto.

Bajo: Cuando los ingresos familiares corresponden al salario mínimo mensual de una

persona que puede ser el del jefe del hogar.

Medio: Corresponde a ingresos familiares equivalentes al 1,5% del salario mínimo

mensual.

Alto: Cuando los ingresos familiares equivalen a 2 ó más veces el salario mínimo

mensual legal en Colombia.

Sistema de Tratamiento de Aguas residuales Domésticas Compuesto por un Reactor Anaerobio de Flujo Pistón (RAFP) y Filtro FAFA

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Un reactor anaerobio, consiste esencialmente en uno o varios tanques o compartimientos,

en serie de sedimentación de sólidos. La función más utilizada del reactor anaerobio es la de

acondicionar las aguas residuales para disposición subsuperficial. Por lo tanto, las principales

ventajas de dicho sistema de tratamiento son:

Eliminar sólidos suspendidos y material flotante

Realizar el tratamiento anaerobio de los lodos sedimentados.

Almacenar lodos y material flotante.

Para la localización de un reactor anaerobio se recomienda tener en cuenta los siguientes

criterios:

Para proteger las fuentes de agua, el reactor anaerobio deberá localizarse a más de 15

m de cualquier fuente de abastecimiento.

El reactor anaerobio no deberá estar expuesto a inundación y deberá disponerse de

espacio suficiente para la construcción del sistema de disposición o tratamiento

posterior a que haya lugar.

El reactor anaerobio deberá contar con un acceso apropiado para que su limpieza y

mantenimiento sean fáciles.

Especificaciones del reactor anaerobio

A continuación se presentan las especificaciones del reactor anaerobio diseñado para el

consejo comunitario Pueblo Nuevo (Zaragoza, Antioquia), con el fin de lograr una eficiente

instalación y operación de éste:

El reactor anaerobio deberá ser completamente hermético, de material no corrosivo

tales como, concreto, metal recubierto, arcilla vitrificada, ladrillo duro cocido.

El relleno alrededor del reactor anaerobio deberá hacerse en capas delgadas bien

apisonadas.

El tanque deberá tener acceso adecuado para mantenimiento y limpieza, y las unidades

de entrada y de salida deberán ser fácilmente accesibles. Se recomiendan bocas de

inspección de tamaño mayor de 50 cm.

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La batea del tubo de entrada deberá estar por lo menos 7.5 cm por encima del nivel del

agua en el reactor anaerobio, con el propósito de permitir los levantamientos transitorios

del nivel del agua durante las descargas al sistema.

La unidad de salida deberá penetrar lo suficiente dentro del líquido en el reactor

anaerobio para equilibrar el volumen de almacenamiento del lodo y no perder capacidad

del tanque. La experiencia indica que la unidad de salida deberá extenderse hasta una

distancia, por debajo del nivel del agua, igual al 40% de la profundidad del agua y por

encima hasta aproximadamente 2.5 cm desde la tapa del tanque. La separación entre la

unidad de salida y el muro del reactor anaerobio oscilará entre 15 cm y 20 cm.

El reactor anaerobio deberá limpiarse cuando la capa de natas se extienda a menos de

7.5 cm desde el borde inferior de la pantalla o unidad de salida, o cuando el manto de

lodos tenga un espesor mayor del 40% de la profundidad del líquido en el tanque.

Requisitos de calidad del agua a obtener Los requisitos de calidad del agua tratada deberán cumplir con los estándares establecidos

para vertimientos a cauce superficial. En la actualidad se tiene como norma el Decreto 3930 de

2010, pero este decreto no ha dado norma para límites permisibles en carga. Por tanto, se

hace una comparación a partir del Decreto 1594 de 1984, donde se establecen los usos del

agua y residuos líquidos, en el Artículo 72. Se exponen los siguientes límites permisibles para

usuarios existentes con vertimientos a cuerpos de agua:

Tabla No.5. Requisitos de calidad para el agua tratada. Decreto 1594/84.

REFERENCIA USUARIO EXISTENTE

pH 5 a 9 unidades

Temperatura <40oC

Material flotante Ausente

Grasas y aceites Remoción > 80% en carga

Sólidos suspendido domésticos o industriales Remoción > 50% en carga

Demanda bioquímica de oxígeno para desechos industriales Remoción > 20% en carga

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Diseño de reactor anaerobio flujo pistónInformación previa

La población atendida es de 100 habitantes.

No se proyecta la población, ya que el sistema planteado es de tipo compacto y puede

ser ampliado en el tiempo por medio de módulos, permitiendo atender la población

creciente en el tiempo, para lo cual se propone la revisión de la población cada tres a

cinco años y replantear si se requiere ampliación por módulos de los equipos

propuestos.

Tabla No.6. Diseño Filtro Anaerobio y Flujo Ascendente (FAFA).

PARÁMETROS

Caudal 12700 L/d

Caudal 12,7 m3/d

DBO5 321 mg/l

Carga orgánica volumétrica COV (asumida) 1,7 kgDBO5/m3día

Eficiencia del tanque séptico (asumida) 80%

CALCULOS

DBO5 afluente al FAFA 128 mg/l

Carga orgánica (CO) 0,32 kg/m3

Volumen efectivo 2,39 m3

Factor de seguridad 0,00 (asumido)

Volumen real 2,39 m3

Tiempo de retención hidráulico 4,62 horas

DIMENSIONES (CIRCULAR)

Altura Total=Diámetro adoptado 1,70 m

Altura Útil=Diámetro útil 1,80 m

Área 2,0 m2

Longitud FAFA 1,19 m

Longitud adoptada 1,20 m

Volumen útil recalculado del FAFA (m3) 2,41

Tiempo de retención para circular (TRH) 4,8 horas

EFICIENCIA DEL FAFA (%)

Eficiencia de remoción utilizando E=100*[1-0,87*TDH-0,5] 59%

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EFICIENCIA DEL SISTEMA COMPLETO

DBO5 Afluente, (concentración típica) 321 mg/l

DBO5 Efluente, (después del séptico) 128 mg/l

DBO5 Efluente, (después del FAFA) 52,2 mg/l

Eficiencia del sistema completo 84%

TRH real de todo el sistema 28 horas

CONCLUSIONES

El tratamiento de aguas residuales en Colombia se requiere con urgencia para la

recuperación ambiental de las cuencas hidrográficas más contaminadas y para mejorar

la calidad de vida de los ciudadanos.

Se requiere brindar acompañamiento y seguimiento en temas de tratamiento de aguas

residuales, sobre todo en comunidades ribereñas de las principales cuencas

hidrográficas del país.

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Carlos Andrés Pardo ZaracheMaestría en Desarrollo Sostenible y Medio Ambiente

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Las soluciones en cuanto al tratamiento de aguas residuales deben llevar implícito el

componente de educación y sensibilización con el objeto de promover cultura de

protección de recursos hídricos.

Se requiere aunar esfuerzos cada vez más significativos mediante alianzas público-

privadas e interinstitucionales, que aborden no solo la temática de protección del recuso

hídrico sino también de temas relacionados con el efecto adverso en la salud de los

habitantes de las comunidades que carecen de adecuados sistemas de tratamientos de

sus aguas residuales.

Son evidentes los decretos y resoluciones que abordan el manejo de las aguas

residuales, desafortunadamente a la luz de dicho marco legal, también es evidente la

violación del derecho a condiciones ambientales dignas, dado el abandono que las

administraciones generan sobretodo en comunidades rurales.

ANEXOS

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LITERATURA CONSULTADA

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Alvarado, D. M. 2009. Agua. San Jose, C.R. EUNED, 220. 352 p.

21 TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

a) Tanque Séptico b) FAFA

Anexo No.1 Tanque para tratamiento de agua residual doméstica.

Anexo No.2 Tanque séptico compacto: a) retener aguas por un período entre 1 y 2 días, con el fin de separar los sólidos de los líquidos, digerir la materia orgánica y almacenar los sólidos digeridos durante el período de retención y permitir a los líquidos clarificados ser descargados para su eliminación final. b) tratamiento del afluente (Filtro Anaerobio de Flujo Ascendente)

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