lagunas estabilizacion urbanas

7/27/2019 Lagunas Estabilizacion Urbanas

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LAGUNAS DE ESTABILIZACIN PARA TRATAMIENTO DE LQUIDOSRESIDUALES URBANOS DE CIUDADES DEL INTERIOR DEL PAS EN

EL URUGUAY

SUS CONDICIONES REALES DE OPERACIN

Leonel Crosignani de la Quintana,Elizabeth Gonzlez, Rodolfo Chao, Alejandra Bergeret, Vctor Daz, Ana Danza

Departamento de Ingeniera Ambiental del IMFIAFaculta de Ingeniera de la Universidad de la RepblicaCalle Julio Herrera y Reissig 565, Montevideo, Uruguay

Tel. (5982) 7113386Fax: (5982) 7115277Email: [email protected]

Palabras clave: efluentes, lagunas, operacin real, estadstico.


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El sistema de tratamiento consiste en una batera de tres lagunas en paralelo alimentadas desde un pozo de

bombas que recibe las descargas del sistema de alcantarillado.

Las lagunas tienen cada una 173m x 90m en el fondo y taludes de 2:1 en todo el contorno. Fueron

proyectadas para una profundidad de 1,50m por lo que el espejo de agua tendra dimensiones 179m x

96m.

La seleccin de las sistemticas de muestreo a ser empleadas se bas en la evaluacin de dosmodalidades: muestreos intensivos y aleatorios.

Los primeros fueron de utilidad para caracterizar los lquidos afluentes en ambas comunidades. En

cuanto a los segundos, describen mejor el funcionamiento del sistema en condiciones reales de operacin

por abarcar tiempos comparables con la retencin nominal en las lagunas y diferentes condiciones de los

aportes.

Pero fundamentalmente, la aplicacin de herramientas estadsticas adecuadas permiti inferir lapertinencia de los datos recogidos en cada tipo de muestreos y relacionarlos con los fenmenosestudiados. Se definieron de esta forma el nmero mnimo de muestras a extraer y la cantidad de anlisisa realizar optimizando los grados de certeza de los resultados as como los tiempos y costos de los

trabajos subsiguientes.

Campaas de muestreo

Minuano: Se comenz con los muestreos de 24 horas en el sistema de Minuano que estaba en principioen las mejores condiciones operativas sin necesidad de arreglos o preparativos adicionales.

En el laboratorio de la Factuldad de Ingeniera se realizaron los anlisis de las muestras determinndose

valores para los siguientes parmetros: DBO, DQO, slidos totales, slidos voltiles, slidos fijos,

coliformes fecales, grasas y aceites, fsforo total y nitrato. Tambin se determinaron DBO y DQO

filtrando las muestras correspondientes a la salida. Los anlisis de laboratorio se realizaron de acuerdo alas referencias bibliogrficas que se presentan en el anexo.

Se realizaron cuatro campaas de muestreo intensivo de 24 horas de duracin.

Ro Branco: Se realizaron tres campaas intensivas de 24 horas de duracin en el sistema de lagunas deRo Branco entre los meses de mayo y julio de 1997. Estas campaas tuvieron lugar siempre entre los das

jueves y viernes de las semanas elegidas.

Paralelamente, se program un seguimiento con muestreos puntuales a la entrada y salida de la laguna, a

horas determinadas aleatoriamente, en dos o tres das distintos cada semana, totalizando unas 50

muestras.

Campaas intensivas de muestreo

En cada campaa intensiva se extrajeron 8 muestras de lquido afluente y dos muestras de la salida de lalaguna (puntos E y S respectivamente), a las horas preestablecidas.

Procesamientos estadsticos

Los datos obtenidos en los muestreos, tanto en las campaas intensivas como en las puntuales, fueron

analizados estadsticamente para validar su confiabilidad y su representatividad.

Un primer tipo de anlisis estadstico efectudo se refiere a determinar la normalidad en la distribucin delos conjuntos de datos muestreados. La prueba de normalidad empleada es la de DAgostino.

Otro tipo de anlisis estadstico se refiere a la verificacin de que dos o ms conjuntos de datos

resultantes de sendos muestreos corresponden a una misma poblacin estadstica. Para esta verificacin

se utilizaron dos pruebas: Prueba H de Kruskal-Wallis y Prueba U de Mann-Whitney.

Para verificar la equivalencia de las muestras obtenidas en cada campaa intensiva como secuenciasdiarias que describen una misma variacin horaria se emple la Prueba de Friedman.


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Fr = 12/ bk.(k + 1) . Ri2

- 3b(k + 1)

La regin de rechazo est determinada por:

Fr > a2

Minuano: El estudio estadstico presentado confirma por un lado que los valores de caudales medidos enla campaa de fin de semana pertenecen a una poblacin estadstica diferente de la de los martes

mircoles (aunque las cargas diarias en DBO 5,20 y en ST son prcticamente las mismas).

Por otro lado, la validacin por las pruebas de Kruskal-Wallis y Friedman para los valores de entre

semana permiten tomar como una buena descripcin de la distribucin real en esos das una curva de

variacin diaria conformada por el promedio de los valores registrados a la misma hora en las distintas

campaas, tanto para los caudales, DBO 5,20 y DQO.

Se relevaron las curvas horarias de caudales y DBO 5,20. Se pudo observar que el caudal de la hora 9:00

es prcticamente igual al promedio diario (ponderado) del caudal afluente a la planta (4,96 L/min). Esta

observacin permite considerar que el caudal medido a esa hora puede ser tomado como una

aproximacin a la media del da, siempre que se hagan verificaciones peridicas. En cuanto a la dotacin

de agua potable a esta pequea comunidad rural es de 77,25 l/hab dia en los das hbiles y de 111 l/hab

dia en los fines de semana. La carga por habitante es de 34,22 gDBO/hab. dia

Ro Branco: Las pruebas estadsticas efectuadas permiten concluir por un lado que los datos obtenidosson internamente consistente, con distribucin normal y patrones de variacin diaria bastante bien

definidos, salvo por las excepciones descriptas.Adems se puede afirmar que tanto los muestreos aleatorios como los intensivos corresponden a una

misma poblacin estadstica.

Considerando los valores de los muestreos aleatorios y los promedios de los totales diarios bombeados se

tiene para el sistema ms representativo de Ro Branco los siguientes valores.Tiempo de retencin terico: 16,3 das

Carga superficial: 137 kg DBO/h-da

Relacin DQO/DBO afluente: 2,33

Relacin DQO/DBO efluente: 2,33

Considerando adems las determinaciones realizadas durante los muestreos intensivos se tiene para elefluente de la laguna:

DBO 5,20 (sin filtrar)/DBO 5,20 (filtrada) = 2,63

DQO (sin filtrar)/DQO (filtrada) = 1,61

Resumen de resultados a aplicacin de frmulas

En los cuadros se resumen los resultados obtenidos en los estudios realizados en los sistemas de

tratamiento de efluentes de Minuano y Ro Branco. En el cuadro 4.30 se comparan estos resultados con

los reseados en la bibliografa.

En el Anexo III se resumen algunas frmulas empricas de diseo desarrolladas en la bibliografa

consultada. En el cuadro 4.31se comparan los resultados obtenidos en los muestreos con los valoresderivados de algunas de eses frmulas. Se hace notar que las diferencias que se encuentran se explican

fcilmente por las distintas condiciones en que fueron desarrolladas cada una de las experiencias.


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CARACTERISTICAS DEL AFLUENTE

AfluenteMinua-no

AfluenteMinua-no

AfluenteRioBranco

Metcallf DTIAPA AnlilsisLimaPer

FABIANYAEZ FABIANYAEZ MOPT

Pasesdesarro-llados

Pasesen desa

rrollosb.-dom.

mart.-mir

juev.-vier.

DBO5(ppm)

337 554 211 110-400 200-300 174 220 143 200-500

DQO(ppm)

1126 891 654 250-1000

190-570 332 500 281 400-1000

SlidosTotales(

mg/l)

1324 1724 680 350-1200

350-1200

1024 350-1200

SlidosFijos

(mg/l)

875 1001 271 165-600 175-600 583 165-600

SlidosVoltiles (mg/l)

449 723 410 185-600 175-600 441 185-600

Aceitesy

grasas(mg/l)

36 109 71 50-150 50-150

Alcalinidad

Total(mgCaCO3/l)

1386 50-200 50-200 218

FsforoTotal

(mgPT/l)

12,9-20,9

13 4-15 6-20 4,41 4-15

Colif.Fecales(UFC/1

00ml)

1,40E+07

6,65E+05

4,30E+07

5,26E+07

1E6-1E8

1,20E+08

1E5-1E8

Nitrgeno Total

20-85 20-85 46 20-85


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APLICACION DE

MODELOS

LINEALES

Cuadro 4.31SISTEMA FORMULAS DE REFERENCIA VALOR DE

FORMULAS

RESULTADO DE

MUESTREOS

MINUANO McGARRY-PESCOD (1970) L = 44,1(red=95%)

L = 35,2

Lo =46,5kg/h.da L = 10,37 + 0,725 LoMARA-SILVA L = 38,7

(red=83%)(red. = 76%)

L = 2 + 0,79 LoYANEZ COSSIO L = 45,2(red=97%)

L = 7,67 + 0,8063 LoRIO BRANCO McGARRY-PESCOD (1970) L = 109,7

(red=80%)L = 96,1

Lo = 137kg/h.da L = 10,37 + 0,725 LoMARA-SILVA L = 110,2

(red.=80%)(red.= 70%)

L= 2 + 0,79 LoYANEZ COSSIO L = 118,1

(red.=86%)

L = 7,67 + 0,8063 Lo


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BIBLIOGRAFIA

1. Manual de mtodos experimentales Evaluacin de lagunas de estabilizacin. Fabin Ynez

Cossio. CEPIS/OPS.

2. Water column sampling as a rapid and efficient method of determining effluent quality and theperformance of waste stabilization ponds. Water Science and Technology (IAWPRC). Vol. 19

N12.

3. Guidelines to the minimun evaluation of the performance of full-scale waste stabilization pondsystems. Water Research (IAWPRC). Vol. 21 N9.

4. Wastewater stabilizarion lagoon design criteria for Portugal. Water Science and Technology(IAWPRC). Vol 19 N12

5. An initial evaluation of Al Sumra waste stabilizarion ponds (Jordan). Water Science and Technology

(IAWPRC). Vol.19 N12

6. Avaliacao preliminar do desempenho de uma serie longa de lagoas de estabilizacao tratando esgostosdomesticos no nordesde do Brasil. XXIII Congreso AIDIS. 3.2.05.

7. Evaluacin de lagunas de estabilizacin, sistema Esmeralda (Chile). XXIII Congreso AIDIS.3.2.08.

8. Performance evaluation of pilot waste stabilization ponds in subtropical region (Pakistan). WaterScience and technology (IAWPRC). Vol. 26 N7/8

9. Verification of two design approaches for stabilization ponds. Water Research (IAWPRC). Vol.27N9.

10. Assesment of the performance of oxidation pond systems for wastewater reuse. Water Science andTechnology (IAWPRC). Vol.27 N9.

11. Wastewater treatment by stabilization pond: Marrakesh experiment. Water Science and Technology(IAWPRC). Vol 31 N12.

12. Performance of two municipal sewage stabilization pond systems with high and low loading inSouth-eastern Spain. Water Science and Technology (IAWPRC). Vol 31 N12.

13. Waste stabilization ponds in France: a report on fifteen years expirience. Water Science andTechnology (IAWPRC). Vol. 31 N12.

14. Efficiency of removal in stabilization ponds I. Influence of climate. Water Science and Technology(IAWPRC), Vol. 31 N12.

15. Efficiency of removal in stabilization ponds II. Statistical analysis of K values. Water Science andtechnology (IAWPRC). Vol. 31 N12.

16. The hydraulic performance of waste stabilization ponds in Portugal. Water Science and Technology(IAWPRC). Vol. 19 N12.

17. Comportamiento hidrulico en las lagunas de estabilizacin de la planta experimental de tratamientode aguas de la Facultad de Ingeniera, Universidad Central de Venezuela. XXIII Congreso AIDIS.

3.1.09.

18. Clculos de parmetros de lagunas de estabilizacin aplicando diferentes modelos hidrulicos(Cuba). XXIII Congreso AIDIS. 3.1.03.


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9

19. Microorganism removal in waste stabilization ponds in Portugal. Water Science and Technology(IAWPRC). Vol. 19 N12.

20. Efficiency of faecal bacterial removal in waste stabilization ponds in Kenya. Water Science andTechnology (IAWPRC). Vol. 26 N 7/8.

21. Physico-chemical parameters influencing faecal bacterial survival in waste stabilization ponds.Water Science and Technology (IAWPRC). Vol. 19 N 12.

22. Modelling coliform reduction in wastewater stabilization ponds. Water Science and technology(IAWPRC). Vol. 26 N 7/8.

23. The effect of sunlight on feacal coliform in ponds: implications for research and design. WaterScience and Technology (IAWPRC). Vol. 26 N 7/8.

24. Parmetros fsico-qumicos en el tratamiento de aguas residuales mediante lagunas de Estabilizacin.DTIAPA. Lima, Per.

25. Biokinetic parameters of a photosynthetic waste stabilization process. Water Science andTechnology (IAWPRC). Vol. 31 N12.

26. Lagunas de estabilizacin. Teora, Diseo, Evaluacin y Mantenimiento. Fabin Ynez Cossio.

27. The influence of pond geometry and configuration on facultative and maturation waste stabilizationpond performance and efficiency. Water Science and Technology (IAWPRC). Vol. 31 N 12.

28. Waste stabilization ponds in Europe: a state of the art review. Water Science and Technology(IAWPRC). Vol. 19 N12.

29. Waste stabilization ponds in France: an overall review. Water Science and Technology (IAWPRC).Vol. 19 N 12.

30. An alternative approach to the design of waste stabilization ponds. Water Science and Technology(IAWPRC). Vol. 19 N12.

31. Evaluation of waste stabilization pond performance in Missouri and Kansas, U.S.A.. Water Scienceand Technology (IAWPRC). Vol. 19 N 12.

32. German experience with sewage treatment ponds. Water Science and Technology (IAWPRC). Vol.19 N12.

33. The development of lagoons in Venezuela. Water Science and Technology (IAWPRC). Vol. 19N12.

34. The design and operation of waste stabilization ponds in tourist areas of mediterranean Europe.Water Science and Technology (IAWPRC). Vol. 22 N 3 / 4.

35. Valoracin de criterios y procedimientos a emplear en el diseo de las lagunas de estabilizacin.XXIII Congreso AIDIS. 3.2.11.

36. Design equations for BOD removal in facultative ponds. Water Science and Technology(IAWPRC). Vol. 19 N 12.

37. Multiple regression design equations for stabilization ponds. Water Research (IAWPRC). Vol. 19N11.

38. Waste stabilization pond prediction model. Water Science and Technology (IAWPRC). Vol. 19

N12.


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39. Modelling the performance of anaerobic wastewater stabilization ponds. Water Science andTechnology (IAWPRC). Vol. 19 N12.

40. Modelling sludge accumulation in anaerobic wastewater stabilization ponds. Water Science andTechnology (IAWPRC). Vol. 19 N12.

41. Significance of biofilm activity in facultative pond design and performance. Water Science andTechnology (IAWPRC). Vol. 19 N12.

42. Depuracin por lagunaje de aguas residuales. Manual de operadores. M.O.P.T.

43. Epuration des eaux uses par lagunage naturel et lagunage aer. Vander Borght P., Vasel

ANEXOENUMARACION DE TECNICAS DE LABORATORIO

El anlisis de laboratorio de todas las muestras extradas se realiz de acuerdo a los procedimientos que se

describen, para cada parmetro, en las siguientes referencias bibliogrficas:

DBO: Ensayo 507. Standard Methods. 16 th. Edition. APHA AWWA WPCF.

DQO: Ensayo 508 C. Standard Methods. 16th. Edition. APHA AWWA WPCF.

Slidos: Ensayo 209. Standard Methods. 16th. Edition APHA AWWA WPCF.

Coliformes fecales: Ensayo 909. Filtracin por membrana. Standard methods. 16th. Edition. APHAAWWA WPCF.

Grasas y aceites: Normalizacin tcnica L5.142. CETESB. Brasil.

Fsforo: Ensayo 424 F. Mtodo colorimtrico del cido molibdofosfrico. Standard methods. 16th

.Edition. APHA AWWA WPCF.

Nitrato: Ensayo 418 D. Mtodo del cido disulfnico. Standard Methdos. 16 th. Edition. APHAAWWA WPCF.

Clorofila: ensayo 1002 g. Standard Methods. 16th. Editon. APHA AWWA WPCF.

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