manual dis7 - el alto

Manual de Operación de la

Planta de Tratamiento de Aguas

Residuales

DISTRITO 7

CIUDAD “EL ALTO”

Agosto 2008

Dr.-Ing. Wolfgang Wagner

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Fecha de impresión 09.08.2008 2:33

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Indice 1. GENERALES....................................................................................................................................6 1.1. DESCRIPCIÓN DEL SITIO ......................................................................................................6 1.2. SITUACIÓN HIDROLÓGICA ..................................................................................................6 1.3. FINES DEL TRATAMIENTO ...................................................................................................6 1.4. PARTES DE LA PLANTA..........................................................................................................6 2. HABITANTES Y CAUDALES........................................................................................................9 3. DATOS DE DESCRIPCIÓN DE LA POLUCIÓN......................................................................12 4. FUNCIONES DE LAS PARTES DE LA PLANTA.....................................................................14 5. DESCRIPCIÓN DE LAS DIFERENTES PARTES DE LA PLANTA......................................15 5.1. REJAS.........................................................................................................................................15 5.1.1. GENERALES.............................................................................................................................15 5.1.2. MANTENIMIENTO Y OPERACIÓN.....................................................................................19 5.2. DESARENADORES..................................................................................................................20 5.2.1. GENERALES.............................................................................................................................20 5.2.2. MANTENIMIENTO Y OPERACION.....................................................................................22 5.3. MEDIDOR PARSHALL ...........................................................................................................23 5.3.1. GENERALES.............................................................................................................................23 5.3.2. MANTENIMIENTO Y OPERACION.....................................................................................25 5.4. FILTROS PERCOLADORES..................................................................................................26 5.4.1. GENERALES.............................................................................................................................26 5.4.2. CONSIDERACIONES SOBRE EL DISEÑO DEL PROCESO ............................................27 5.4.2.1. SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN........................................................................................29 5.4.2.2. DRENAJE INFERIOR .........................................................................................................30 5.4.2.3. VENTILACIÓN ....................................................................................................................31 5.4.3. FILTROS DE LA PLANTA DEL DISTRITO 7 .....................................................................31 5.4.4. OPERACION Y MANTENIMIENTO.....................................................................................36 5.4.4.1. GENERALES ........................................................................................................................36 5.4.4.2. PROBLEMAS POSIBLES DE LOS FILTROS Y MEDIDAS PARA EVITAR PROBLEMAS...........................................................................................................................................39 5.4.4.2.1. EMISIÓN DE OLORES ..................................................................................................39 5.4.4.2.2. REBALSE EN LA SUPERFICIE ...................................................................................39 5.4.4.2.3. DESARROLLO DE MOSCAS........................................................................................39 5.4.4.2.4. VELOCIDAD INSUFICIENTE DEL DISTRIBUIDOR ..............................................40 5.5. TANQUE IMHOFF ...................................................................................................................41 5.5.1. GENERALES.............................................................................................................................41 5.5.2. PARÁMETROS DEL TANQUE IMHOFF DE LA PLANTA DEL DISTRITO 7 ..............43 5.5.2.1. VOLÚMENES .......................................................................................................................43

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5.5.2.2. OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO................................................................................44 5.5.2.2.1. SEDIMENTACIÓN..........................................................................................................44 5.5.2.2.2. DIGESTIÓN .....................................................................................................................44 5.5.2.2.3. SACAR EL LODO FLOTANTE ....................................................................................45 5.6. DECANTADOR SECUNDARIO .............................................................................................45 5.7. LECHOS DE SECADO.............................................................................................................46 5.7.1. BALANCE ..................................................................................................................................47 5.8. ESTACIONES DE BOMBEO...................................................................................................48 5.9. CANAL DEL INGRESO...........................................................................................................49 5.10. DESINFECCIÓN .......................................................................................................................49 6. ANÁLISIS NECESARIOS.............................................................................................................52 6.1. FICHA DE CONTROL OPERACIONAL PARA LA PLANTA...........................................54 7. ORGANIZACIÓN DEL PERSONAL PARA LA OPERACIÓN DE LA PLANTA ................56 8. RIESGOS EN LA OPERACIÓN DE LA PLANTA....................................................................62 8.1. GENERALES.............................................................................................................................62 8.2. ENCAUZAMIENTO DE MATERIAS PERJUDICIALES EN EL AFLUENTE ................63 8.3. CORTE DE LA LUZ .................................................................................................................64 8.4. ROTURA DE TUBERÍAS ........................................................................................................64 8.4.1. TUBERÍAS QUE ENVÍAN EL AGUA SOBRE LOS FILTROS ..........................................64 8.4.2. TUBERÍA DE RECIRCULACIÓN .........................................................................................64 8.4.3. TUBERÍA DE LODO DEL CLARIFICADOR AL TANQUE IMHOFF.............................64 8.5. OBSTRUCCIÓN O INTOXICACIÓN DE LOS FILTROS PERCOLADORES ................65 8.6. INTOXICACIÓN DE LOS LODOS EN LOS TANQUES IMHOFF....................................65 8.7. FORMACIÓN DE ESPUMA....................................................................................................65 9. USO DEL AGUA PARA RIEGO..................................................................................................66 9.1. DISPOSICIÓN Y USO INDISCRIMINADO DE LAS AGUAS RESIDUALES .................66 9.2. TIPOS DEL USO DE DESECHOS ..........................................................................................67 9.3. RIESGOS CONECTADOS CON EL USO DE AGUAS RESIDUALES..............................67 9.4. POSIBILIDADES PARA DISMINUIR EL RIESGO Y VALORES LÍMITES PARA EL USO DE AGUAS RESIDUALES............................................................................................................71 9.4.1. PARÁMETROS BIOLÓGICOS ..............................................................................................71 9.4.2. PARÁMETROS QUÍMICOS ...................................................................................................75 9.4.2.1. GENERALES ........................................................................................................................75 9.4.2.2. PROPUESTA PARA DETERMINAR LAS CONCENTRACIONES TOLERABLES DE TÓXICOS EN AGUAS USADAS PARA RIEGO.................................................................................77 9.4.2.3. RIESGO DE SAR..................................................................................................................78 9.5. CONTENIDO DE NUTRIENTES EN LAS AGUAS RESIDUALES ...................................79 9.6. TRATAMIENTO Y USO SANITARIO DE LAS AGUAS RESIDUALES ..........................81 9.7. CONTROL DE LA EXPOSICIÓN HUMANA.......................................................................82 9.8. TÉCNICAS DE USO DE AGUAS RESIDUALES..................................................................83 9.9. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .......................................................................84

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A ) METODOLOGÍA DE MUESTREO Y PRESERVACIÓN DE MUESTRAS ...............................................87 B ) POLÍTICA DE SEGURIDAD Y SALUD PARA EL PERSONAL Y VISITANTES......................................90

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1. Generales

1.1. Descripción del sitio El sitio de emplazamiento del proyecto se encuentra en la parte baja del distrito 7, en la zona denominada Tacachira, donde el Gobierno Municipal de El ALTO ha adquirido un área de terreno de 8 ha., destinado al proyecto. El predio se encuentra aledaño al rio Seke, el mismo que se convertirá en cuerpo receptor de las aguas tratadas.

1.2. Situación hidrológica El distrito 7 tiene una pendiente topográfica bien definida y permite escurrir las aguas pluviales de Norte a Sur cuyos ríos transversales, Rio Seco y rio Seke en la parte baja de la región colectan las aguas y los conduce hacia la cuenca que llega al lago Titicaca. Los ríos de El Alto, pertenecen a la cuenca del lago, la cuenca está compuesta por varios cuerpos de agua como ser los ríos Seco, Seke, Ernani, Kantutani, San Roque, Vilaque, Kokota y algunos otros de menor importancia. Existen en el distrito 9, zona norte de la ciudad, varias lagunas naturales como la de Patakkota, Junkho Khota, Milluni Chico, Paco Kota.

1.3. Fines del tratamiento No existe información apropiada referente a los valores límites del efluente para las diferentes plantas con respecto al tratamiento del agua residual. La única orientación es la ley 1333 para descargas. Pero la ley demanda una eliminación del nitrógeno y fósforo, sin embargo ninguna planta en Bolivia cumple esta demanda, tampoco las plantas nuevas en Sucre y Oruro. Por este motivo el diseño esta hecho para que la planta pueda cumplir los valores siguientes:

DBO 80 mg/l DQO 250 mg/l Coliformes fecales 1000 CF/100 ml.

1.4. Partes de la planta Partes componentes de la planta de tratamiento proyectada:

• Reja gruesa • Tamices con auto limpieza • Tanque Imhoff • Tanque de ecualización • Estación de bombeo • Filtros percoladores

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• Decantadores secundarios • Lechos de secado • Desinfección • Casa de operación, acceso, etc. • Disposición final

Existen cuatro unidades de bombeo, la primera para alimentar las aguas provenientes de los tanques ecualizadores y enviarlos a los filtros percoladores, la segunda recircular las aguas filtradas obtenidas de la salida de los decantadores secundarios, la tercera el bombeo de recirculación de los lodos captados en las tolvas de los decantadores y enviados al ingreso de los tanques Imhoff y la cuarta el bombeo de lodos primarios estabilizados provenientes de los tanques Imhoff, que deben ser enviados a los lechos de secado.

Figura 1: Esquema de la planta

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Figura 2; Plano de la planta

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2. Habitantes y Caudales La base de las consideraciones está en los habitantes conectados (población servida) que son obtenidas de los registros de EPSAS, el cuadro de cargas específicas es el siguiente: Tabla 1: Cargas específicas del año 2006 en la planta Puchukollo

Caudal DBO l/(Hab.·d) g DBO/ ( Hab.·d)

Valor promedio 67 33 Valor 85% 82 43

En el protocolo se indica que la DBO (gr DBO/Hab.-d) debe considerarse constante en todos los años del proyecto, porque la DBO de la industria se va a reducir por pretratamientos locales que se exigirá, lo que compensa el posible crecimiento de la carga orgánica, también se da la directiva de que los caudales específicos se aumentaran al 1 % por año. Estos valores implican una situación real con la condición, que tiene El Alto y que tiene más o menos la misma estructura. La determinación de los valores máximos, se determina con la aplicación de los coeficientes y factores de mayoración de caudales K1 y K2. K1 indica la relación entre el caudal máximo diario (m3/d) y el caudal promedio sobre el año (m3/d). K2 indica la relación el caudal pico por hora (l/s) y el caudal máximo diario (l/s). Los valores son estimados y varían: K1 1.50 año 2009 K1 1.30 año 2035 K2 2.00 año 2009 K2 1.50 año 2035 La temperatura del diseño será 11ºC (base de los resultados de Puchukollo).

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Tabla 2: Habitantes y Caudales para el Diseño de la Planta Caudales ( l/Hab-d) Caudales (m3/d) Caudales (l/s) Caudales (l/s) Habitantes

conectados Valores promedios

85 % valores

Valores promedios

85 % valores

Valores promedios

85 % valores

K1 K2 K1*K2 máximos

2009 10.939 69,0 84,5 755 924 8,7 10,7 1,5 2 3,00 26,2 2010 11.920 69,7 85,3 831 1.017 9,6 11,8 1,5 2 3,00 28,9 2011 12.974 70,4 86,2 914 1.118 10,6 12,9 1,5 2 3,00 31,7 2012 14.104 71,1 87,0 1.003 1.228 11,6 14,2 1,5 1,9 2,85 33,1 2013 15.316 71,8 87,9 1.100 1.347 12,7 15,6 1,5 1,9 2,85 36,3 2014 16.615 72,6 88,8 1.205 1.475 14,0 17,1 1,5 1,9 2,85 39,8 2015 18.006 73,3 89,7 1.319 1.615 15,3 18,7 1,5 1,9 2,85 43,5 2016 19.496 74,0 90,6 1.443 1.766 16,7 20,4 1,5 1,9 2,85 47,6 2017 21.091 74,7 91,5 1.577 1.930 18,2 22,3 1,5 1,9 2,85 52,0 2018 22.798 75,5 92,4 1.721 2.107 19,9 24,4 1,4 1,8 2,52 50,2 2019 24.624 76,3 93,3 1.878 2.298 21,7 26,6 1,4 1,8 2,52 54,8 2020 26.577 77,0 94,3 2.047 2.505 23,7 29,0 1,4 1,8 2,52 59,7 2021 28.665 77,8 95,2 2.230 2.729 25,8 31,6 1,4 1,8 2,52 65,0 2022 30.898 78,6 96,2 2.427 2.971 28,1 34,4 1,4 1,8 2,52 70,8 2023 33.283 79,3 97,1 2.641 3.232 30,6 37,4 1,4 1,8 2,52 77,0 2024 35.832 80,1 98,1 2.872 3.515 33,2 40,7 1,4 1,6 2,24 74,5 2025 38.553 80,9 99,1 3.121 3.819 36,1 44,2 1,4 1,6 2,24 80,9 2026 41.459 81,8 100,1 3.389 4.148 39,2 48,0 1,4 1,6 2,24 87,9 2027 44.562 82,6 101,1 3.679 4.503 42,6 52,1 1,4 1,6 2,24 95,4 2028 47.873 83,4 102,1 3.992 4.886 46,2 56,6 1,4 1,6 2,24 103,5 2029 51.405 84,2 103,1 4.330 5.299 50,1 61,3 1,3 1,55 2,02 101,0 2030 54.327 85,1 104,1 4.622 5.656 53,5 65,5 1,3 1,55 2,02 107,8 2031 57.413 85,9 105,2 4.933 6.038 57,1 69,9 1,3 1,55 2,02 115,0 2032 60.673 86,8 106,2 5.265 6.444 60,9 74,6 1,3 1,55 2,02 122,8 2033 64.116 87,6 107,3 5.620 6.878 65,0 79,6 1,3 1,5 1,95 126,8 2034 67.752 88,5 108,3 5.998 7.341 69,4 85,0 1,3 1,5 1,95 135,4 2035 71.592 89,4 109,4 6.401 7.834 74,1 90,7 1,3 1,5 1,95 144,5

05

101520253035404550556065707580

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019

2020

2021

2022

2023

2024

2025

2026

2027

2028

2029

2030

2031

2032

2033

2034

2035

Mill

ares

año

Hab

itant

es c

onec

tado

s

Etapa 1 Etapa 2

Figura 3: Habitantes conectados (con aguas servidas) en función del tiempo

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0

1.000

2.000

3.000

4.000

5.000

6.000

7.000

8.000

9.000

2009

2010

2011

2012

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2014

2015

2016

2017

2018

2019

2020

2021

2022

2023

2024

2025

2026

2027

2028

2029

2030

2031

2032

2033

2034

2035

año

Cau

dale

s (m

3 /d

)

valores promedios 85 % valores Figura 4: Caudales ( m3/d) en función del tiempo

0

20

40

60

80

100

120

140

160

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019

2020

2021

2022

2023

2024

2025

2026

2027

2028

2029

2030

2031

2032

2033

2034

2035

año

Cau

dale

s (l/s

)

valores promedios 85 % valores maximo Figura 5: Caudales ( l/s) en función del tiempo

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3. Datos de descripción de la Polución La base de datos y valores de la DBO se muestra en tabla, donde se observa que las cargas específicas promedios y 85% valor, la concentración promedio y 85% valor y los sólidos suspendidos, con un crecimiento de los caudales específicos, un constante valor de las cargas específicas y las concentraciones que disminuyen con los años.

Tabla 3: Cargas y Concentraciones de la DBO y Sólidos Suspendidos en la entrada de la planta

DBO ( g /Hab.·d) Carga especifico

DBO ( kg/d) Carga

DBO/(mg/l) Concentración

Sólidos suspendidos

Año Habitantes Valor Promedio

85 % valor

Valor Promedio

85 % valor

valor promedio

85 % valor

g /(Hab.·d) kg SS/d

mg SS/l

2009 10.939 33 43 361 470 478 509 30 328 435 2010 11.920 33 43 393 513 473 504 30 358 430 2011 12.974 33 43 428 558 469 499 30 389 426 2012 14.104 33 43 465 606 464 494 30 423 422 2013 15.316 33 43 505 659 459 489 30 459 418 2014 16.615 33 43 548 714 455 484 30 498 413 2015 18.006 33 43 594 774 450 479 30 540 409 2016 19.496 33 43 643 838 446 475 30 585 405 2017 21.091 33 43 696 907 441 470 30 633 401 2018 22.798 33 43 752 980 437 465 30 684 397 2019 24.624 33 43 813 1.059 433 461 30 739 393 2020 26.577 33 43 877 1.143 428 456 30 797 390 2021 28.665 33 43 946 1.233 424 452 30 860 386 2022 30.898 33 43 1.020 1.329 420 447 30 927 382 2023 33.283 33 43 1.098 1.431 416 443 30 998 378 2024 35.832 33 43 1.182 1.541 412 438 30 1.075 374 2025 38.553 33 43 1.272 1.658 408 434 30 1.157 371 2026 41.459 33 43 1.368 1.783 404 430 30 1.244 367 2027 44.562 33 43 1.471 1.916 400 426 30 1.337 363 2028 47.873 33 43 1.580 2.059 396 421 30 1.436 360 2029 51.405 33 43 1.696 2.210 392 417 30 1.542 356 2030 54.327 33 43 1.793 2.336 388 413 30 1.630 353 2031 57.413 33 43 1.895 2.469 384 409 30 1.722 349 2032 60.673 33 43 2.002 2.609 380 405 30 1.820 346 2033 64.116 33 43 2.116 2.757 376 401 30 1.923 342 2034 67.752 33 43 2.236 2.913 373 397 30 2.033 339 2035 71.592 33 43 2.363 3.078 369 393 30 2.148 336

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0

1.000

2.000

3.000

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2009

2010

2011

2012

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2014

2015

2016

2017

2018

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2022

2023

2024

2025

2026

2027

2028

2029

2030

2031

2032

2033

2034

2035

año

car

ga D

BO

( kg

/d)

valor promedio 85 % valor Figura 6: Cargas de la DBO total (kg/d) como función del tiempo

300

350

400

450

500

550

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019

2020

2021

2022

2023

2024

2025

2026

2027

2028

2029

2030

2031

2032

2033

2034

2035

año

Con

cent

raci

ones

DB

O (

mg

DB

O/l)

valor promedio 85 % valor Figura 7: Concentraciones de la DBO total ( kg/d) como función del tiempo

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4. Funciones de las partes de la planta

Las funciones de las diferentes partes muestra la Tabla 4. Tabla 4: Pasos en el nuevo concepto y sus funciones

Cribado Arena DBO Coliformes Secado Solidos Reja X Desarenadores X Tanque Imhoff X x Filtros percoladores X X Clarificadores x Desinfección x Lechos de secado x Las rejas (o tamices) tienen la función de eliminar el cribado, los desarenadores la arena. Las dos unidades son especialmente necesarias para proteger las próximas etapas.

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5. Descripción de las diferentes partes de la planta

5.1. Rejas

5.1.1. Generales La planta tiene 2 estaciones de rejas.

o Una reja gruesa o 2 rejas con autolimpieza

Rejas gruesas sirven para la protección de la planta por pedazos gruesos, que pueden provocar obstrucciones y problemas en las siguientes etapas. El cálculo de la reja gruesa es el siguiente:

max ·0,6· max

b bcanal

b

Q a eaP e

+⎡ ⎤= ⎢ ⎥⎣ ⎦

acanal m Ancho de canal Qmax m3/s Caudal máximo 0.6 m/s Velocidad máxima a través de las barras Pmax m Profundidad máxima de agua en el desarenador Q = Qmax ab mm Ancho de barras eb mm Espaciamiento (abertura entre barras) Adoptando: eb = 50 mm. ab = 10 mm. Qmax = 0.14 m3/s. Pmax = 0.47 m. Tenemos un ancho de canal de: acanal = 0,6145 m. acanal ~ 0.62 m.

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La pérdida de carga esta expresada por la siguiente relación:

2 21 ·0,7 2·

R aV vhfg

⎡ ⎤−= ⎢ ⎥

⎣ ⎦

hf Perdida de carga (m) VR Velocidad a través de la rejilla (m/s) Va Velocidad en el canal de aproximación (m/s) g Aceleración de la gravedad (m/s2) Vr = 0,6 m/s

0,6Vaab eb

eb

=+⎡ ⎤

⎢ ⎥⎣ ⎦

= 0,5 m/s

hf = 0,008 m hf = 0.8 cm. Rejas finas sirven para retener cribado (plásticos, latas, papel pierdas grandes etc.) Rejas con autolimpieza (que necesitan energía) tienen la ventaja de la necesidad de menos observación. La cantidad de la cribada depende del tipo del agua cruda y de la abertura en las barras. Hay diferentes publicaciones que dan valores de referencia, pero la cantidad depende mucho de las costumbres regionales.

6.5 13.0 19.5 26.0 32.5 39.0 45.5 52.0 58.5 65.0

101.25

94.50

87.75

81.00

74.25

67.50

60.75

54.00

47.25

40.50

33.75

27.00

20.25

13.50

6.75

0

Maximo

Promedio

Abertura entre barras (mm)

Can

tidad

de

resi

duos

cm

3/ m

3

Figura 8: Cantidades de cribada en función de la Abertura entre las barras y del caudal /1/

de 99


0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15Mallas (mm)

Can

tidad

crib

ado

(l/(H

ab.d

))

Sin prensa (8% solidos) Con prensa (25 % solidos) Figura 9: Cantidades de cribada en función de la Abertura entre las barras y del número de los habitantes conectados /2/ (valores de Alemania)

Figura 10: Rejas con autolimpieza del tipo Huber Ro1/600 con mallas de 10mm

En la planta se tiene previsto 2 rejas con autolimpieza (puede ser rejas del tipo Huber Ro1/600 con mallas de 10 mm / ver arriba). El modelo exacto depende de la licitación.

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Ro1 / 600mm / 10mm Spaltweite-bar spacing

0

50

100

150

200

250

300

0 50 100 150 200 250 300

hu [mm]

hv [m

m]

91 [l/s]70 [l/s]50 [l/s]30 [l/s]10 [l/s]

Figura 11: Perdidas de carga en rejas con autolimpieza del tipo Huber Ro1/600 con mallas de 10mm La figura arriba muestra las perdidas de carga en las rejas donde esta Hv – las pérdidas de carga Hu - el nivel del agua abaja de las rejas Con estas rejas, se puede calcular con una cantidad de cribada de 5 l/(Hab.año) / (rejas con prensa / ver Figura 9). Tabla 5 muestra la cantidad de cribado esperado.

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Tabla 5: La cantidad del cribado esperado Habitantes

conectados

cribado Minima m3/año 5 l/(Hab.año)

2009 10.939 55

2010 11.920 60

2011 12.974 65

2012 14.104 71

2013 15.316 77

2014 16.615 83

2015 18.006 90

2016 19.496 97

2017 21.091 105

2018 22.798 114

2019 24.624 123

2020 26.577 133

2021 28.665 143

2022 30.898 154

2023 33.283 166

2024 35.832 179

2025 38.553 193

2026 41.459 207

2027 44.562 223

2028 47.873 239

2029 51.405 257

2030 54.327 272

2031 57.413 287

2032 60.673 303

2033 64.116 321

2034 67.752 339

2035 71.592 143

5.1.2. Mantenimiento y operación El mantenimiento de la reja gruesa se puede ver en el control de obstrucciones. Significa la necesidad de sacar todos los días el cribado manual. También el mantenimiento de las rejas con autolimpieza se puede ver en el control de obstrucciones. Normalmente no es necesario sacar el cribado manual, esto pasa automáticamente. Solamente será necesario, en caso que los contenedores estarían llenos para cambiarlos. Una vez la semana será necesario limpiar la estación con agua.

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5.2. Desarenadores

5.2.1. Generales Los desarenadores son los que se encargan de eliminar la arena. Normalmente está previsto eliminar la arena de granos de 0,15 o 0,2 mm. La capacidad depende del diseño y el peso especifico de la arena. La teoría fundamental del diseño es la siguiente: Un grano de un tamaño elegido tiene que sedimentarse en el desarenador.

Significa que haya a cumplir las siguientes ecuaciones:

h

s

v Lv T=

s h

T Lv v= s h

Tv vL

= ⋅ hs A

v T B Qv qL B A⋅ ⋅

= = =⋅

2s

0 s 0

v Q QA= in mv v v

⋅ =

vs = Velocidad de sedimentación [m/h] q

A = caudal por área [m³/(m².h)]

Q = caudal [m³/h] Vh = Velocidad horizontal (m/h) A = superficie del desarenador [m²] B = ancho (m) L = longitud (m) T = profundidad (m) vs > qA

La velocidad de la sedimentación se puede describir en la forma siguiente:

Fs

D

ρ -ρ4 g×d mv = 3 c ρ s

⎛ ⎞ ⎡ ⎤⋅ ⋅ ⎜ ⎟ ⎢ ⎥⎣ ⎦⎝ ⎠

con

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Diámetro del grano d [mm] cD [-] 0,1 35

0,2 7

0,5 3,5

1,0 2,2

ρF Densidad sólidos [kg/m³] (p.e. Arena de cuarzo: 2650 kg/m³) ρ Densidad agua [kg/m³] (1000 kg/m³) d Diámetro del grano [m] cD coeficiente de resistencia [-]

Velocidad horizontal v = 0,3 m/s Tiempo de retención 60 s (neto)

Valores para el grado de la eliminación de diferentes granos muestra la Tabla 6. Tabla 6: Valores de la remoción por valores de qA (m/h)

Grado de la remoción 100 % 90 % 85 % 0,16 mm 12 16 20 0,20 mm 17 28 36 0,25 mm 27 45 38 Para la eliminación de la arena se instalarán 2 canales desarenadores que trabajarán en turnos de una semana. Se usarán desarenadores longitudinales convencionales sin aireación. La arena será retirada de las canaletas a mano, se vaciará el desarenador para la limpieza con una bomba sumergible portátil. Las dimensiones y parámetros que describen los desarenadores (una camara) son los siguientes: Área superficial: 10 m2 Longitud: 14 m Ancho de una camara: 0,72 m Altura del agua en el desarenador: 0,68 m Volumen para la arena: 5,44 m3

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Figura 12: Esquema del desarenador

Figura 13: Corte del desarenador

5.2.2. Mantenimiento y operacion Hay que observar que no existe una capa de grasa en la superficie del desarenador. En caso que si hay se debe sacarla y tirarla en un condenador. Hay que calcular con residuos de 2 hasta 11 l arena/(Habitante · año). La siguiente tabla muestra cuantas veces en el año va a ser necesario sacar la arena. Depende de los caudales (de los habitantes conectados).

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Tabla 7: Cantidades de arena Habitantes

conectados Arena Mínima m3/año 2 l/(Hab.año)

Arena Máxima m3/año 11 l/(Hab.año)

Sacar la arena Veces por año mínimo

Sacar la arena Veces por año máximo

2009 10.939 22 120 4 22 2010 11.920 24 131 4 24 2011 12.974 26 143 5 26 2012 14.104 28 155 5 29 2013 15.316 31 168 6 31 2014 16.615 33 183 6 34 2015 18.006 36 198 7 36 2016 19.496 39 214 7 39 2017 21.091 42 232 8 43 2018 22.798 46 251 8 46 2019 24.624 49 271 9 50 2020 26.577 53 292 10 54 2021 28.665 57 315 11 58 2022 30.898 62 340 11 62 2023 33.283 67 366 12 67 2024 35.832 72 394 13 72 2025 38.553 77 424 14 78 2026 41.459 83 456 15 84 2027 44.562 89 490 16 90 2028 47.873 96 527 18 97 2029 51.405 103 565 19 104 2030 54.327 109 598 20 110 2031 57.413 115 632 21 116 2032 60.673 121 667 22 123 2033 64.116 128 705 24 130 2034 67.752 136 745 25 137 2035 71.592 143 788 26 145

El volumen de la cámara de la arena de una desarenador es 5,44 m3 (una unidad). Hay que esperar cuando es la cantidad de la arena de verdad. En el estado final, según estos cálculos (Tabla 7) va a ser necesario sacar la arena cada 2 semanas, en caso que viene mucha arena se debe sacar cada 3 días. En los primeros años va a ser suficiente sacar la arena una vez al mes. Se recomienda operar una unidad y usar la segunda para secar y sacar el lodo.

5.3. Medidor Parshall

5.3.1. Generales De acuerdo a las tablas de los medidores Parshall, para los caudales del proyecto adoptaremos un ancho de garganta de 9 pulgadas cuyos límites de aplicación en escurrimiento libre tiene un rango de 2,55 l/s mínimo a 251,9 l/s máximo y sus datos constructivos son:

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Longitud de transición inclinada : A 88 cm Longitud de transición en proyección : B 86.4 cm Ancho de canal a la salida : C 38 cm Ancho de canal al ingreso : D 57.5 cm Ancho de garganta : W 22.9 cm Longitud del tramo estrecho : F 30.5 cm Longitud de transición inclinada salida : G” 46.32 cm Longitud de transición - proyección salida : G 45.7 cm Desnivel ingreso a la garganta y salida : 7.6 cm Desnivel ingreso y salida de la garganta : 11.4 cm Estructura de la construcción : Concreto armado Capacidad : 2,5 – 250 l/s

Ecuación para la altura Ha: 1,530,535·Q Ha=

Ha (m) altura a punto A según la figura adjunta. Q (m3/s) Caudal En función de caudales modulares cada 10 l/s, desde 10 a 180 l/s, se puede trazar la siguiente curva, que en abscisas indica la altura de calado Ha y en ordenadas los caudales, mostrando de esa forma los valores específicos de la canaleta adoptada.

0102030405060708090

100110120130140150160170180

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5

Ha (m)

Q (

l/s)

De esta forma para el Qmax = 144.4 l/s tenemos Ha = 0,423 m. La altura del agua al punto Ha, se puede describir con la siguiente formula.

1,53( / ) 535,4Q l s H= ⋅

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1,53( 3 / ) 1927Q m h H= ⋅

Con H en metros, altura en el punto Ha Hmax = 1,1 Ha Hmax = 0.467 m.

Figura 14: Medidor Parshall

Figura 15: Medidor Parshall, corte

5.3.2. Mantenimiento y operacion Normalmente el medidor no necesita mucho mantenimiento, solamente lavar de vez en cuando. Será necesario medir la altura Ha y calcular en esta base el caudal. Existe un medidor ultrasónico para medir las alturas automáticamente.

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5.4. Filtros percoladores

5.4.1. Generales El concepto del filtro percolador nació del uso de los filtros de contacto, que eran estanques impermeables rellenos con piedra machacada. En su funcionamiento, el lecho de contacto se llenaba con el agua residual desde la parte superior y dejaba que se pusiese en contacto con el medio durante un corto período de tiempo. El lecho se vaciaba a continuación y se le permitía que reposase antes que se repitiese el ciclo. Un ciclo típico exigía 12 horas de las cuales había 6 horas de reposo. Las limitaciones del filtro de contacto incluyen una posibilidad relativamente alta de obstrucciones, el prolongado período de tiempo de reposos necesario, y la carga relativamente baja que podía utilizarse. En el filtro percolador el agua residual es roseado sobre la piedra y se deja que se filtre a través del lecho, este filtro consiste en un lecho formado por un medio sumamente permeable al que los microorganismos se adhieren y a través del cual se filtra el agua residual. El tamaño de las piedras que consta el medio filtrante está entre 2.5 – 10 cm de diámetro, la profundidad de estas varía de acuerdo al diseño partícular, generalmente de 3 – 6 m. Ciertos filtros percoladores (como en Sucre) usan medios filtrantes plásticos con profundidades de 3 – 10 m ( en Sucre 5 m). Actualmente el lecho del filtro es circular y el residuo líquido se distribuye por encima del lecho mediante un distribuidor giratorio, antes el lecho era rectangular y el agua residual se distribuía mediante boquillas rociadoras fijas cada uno de los filtros posee un sistema de desagüe inferior el cual recoge el agua tratada y los sólidos biológicos que se han separado del medio, este sistema de desagüe es importante tanto como instalación de recogida como por su estructura porosa a través de la que el aire puede circular. La materia orgánica que se halla presente en le agua residual es degradada por la población de microorganismos adherida al medio, esta materia es absorbida sobre una capa viscosa (película biológica), en cuyas capas externas es degradada por los microorganismos aerobios, a medida que los microorganismos crecen el espesor de la película aumenta y el oxígeno es consumido antes de que pueda penetrar todo el espesor de la película, por lo que se establece un medio ambiente anaerobio, cerca de la superficie del medio, conforme esto ocurre la materia orgánica absorbida es metabolizada antes de que pueda alcanzar los microorganismos situados cerca de la superficie del medio filtrante. Como resultado de no disponer de una fuente orgánica externa de carbón celular, los microorganismos situados cerca de la superficie del medio filtrante se hallan en la fase endógena de crecimiento, en la que pierden la capacidad de adherirse a la superficie del medio. En estas condiciones el líquido a su paso a través del medio filtrante arrastra la película y comienza el crecimiento de una nueva, esta pérdida de la película es función de la carga hidráulica y orgánica del filtro, donde la carga hidráulica origina las velocidades de arrastre y la orgánica influye en las velocidades del metabolismo de la película biológica, en base a estas cargas hidráulica y orgánica los filtros pueden dividirse en dos tipos: de baja y alta carga.

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La comunidad biológica presente en un filtro se compone principalmente de protistas, incluyendo bacterias facultativas, aerobias y anaerobias, hongos, algas y protozoos. Suelen también encontrarse algunos animales superiores como gusanos, larvas de insectos y caracoles. Los microorganismos predominantes en el filtro percolador son las bacterias facultativas, las que con las bacterias anaerobias y aerobias, descomponen la materia orgánica del agua residual, los hongos son los causantes de la estabilización del agua residual, pero su contribución es importante solo a un pH bajo o con ciertas aguas residuales industriales, las algas crecen únicamente en las capas superiores del filtro donde llega la luz solar, esta es la razón por la que las algas no toman parte directa en la degradación de residuos, pero durante el día añaden oxígeno al agua residual que se está filtrando, sin embargo, desde el punto de vista operacional las algas pueden causar el taponamiento de la superficie del filtro por lo que se consideran un estorbo. De los protozoos que se encuentran en el filtro los del grupo ciliata son los predominantes su función no es estabilizar el agua residual sino controlar la población bacteriana. Los animales superiores se alimentan de las capas biológicas del filtro, ayudando así a mantener la población bacteriana en estado de gran crecimiento o rápida utilización del alimento. Las poblaciones individuales de la comunidad biológica sufrirán variaciones en toda la profundidad del filtro en función de los cambios en la carga orgánica hidráulica, composición del agua residual afluente, disponibilidad del aire, temperatura, pH y otros. La instalación de sedimentación es muy importante en el proceso del filtro percolador, pues es necesaria para eliminar los sólidos suspendidos que se desprenden durante los períodos de descarga en los filtros, si se utiliza recirculación una parte de estos sólidos sedimentados podría ser reciclado y le resto debe desecharse, pero la recirculación de los sólidos sedimentados no es tan importante en este proceso, la mayoría de los microorganismos se adhieren al medio filtrante, la recirculación podría ayudar a la inoculación del filtro, sin embargo, los objetivos principales de ésta son disminuir las aguas residuales ya hacer que el efluente del filtro se ponga en contacto de nuevo con la población para el tratamiento adicional, la recirculación casi siempre forma parte de los sistemas de filtros percoladores de alta carga.

5.4.2. Consideraciones sobre el diseño del proceso

Al diseñar filtros percoladores, se debe considerar tanto las cargas orgánicas como las hidráulicas, así como el grado requerido de purificación.

, 20,

exp ( ) nkBSB ABTK vBSB ZKTK

C k D QC−⎡ ⎤= − ⋅ ⋅⎣ ⎦

donde

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CBSB,ABTK mg DBO/l DBO en el efluente CBSB,ZBTK mg DBO/l DBO en el afluente K20 (l/ s)0,5/m2 Constante de tratabilidad para 20 C D m Profundidad del filtro nk - Constante empírica, normalmente 0,5 ATK m2 Superficie del filtro Q l/s Caudal promedio Qv l/(s·m2) Caudal por área

Tabla 8: Valores para el diseño (Altura de Filtro - 6 m /Temperatura 20 Grados C)

Tipo de agua residual K20 (l/

h)0,5/m2

K20 (l/

h)0,5/m2

K20 (l/

s)0,5/m2

K20

(l/ s)0,5/m2

bajo alto bajo alto

Domesticas 6,71 10,32 0,11 0,17

Domesticas y alimentación

6,2 8,62 0,10 0,14

Envasado de frutas 2,05 5,16 0,03 0,09

Envasado de carne 3,1 5,16 0,05 0,09

Residuos de papeleras 2,06 4,13 0,03 0,07

Procesado de patatas 3,61 5,16 0,06 0,09

Refinerías 2,06 7,23 0,03 0,12

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

1,1

1,2

1,3

1,4

1,5

1,6

1,7

1,8

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Altura del filtro

K2/

k1 (-

)

Roca Plastico Figura 16: Factores de corrección para diferentes alturas del filtro

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k1 (l/ s)0,5/m2 Constante para filtro 1 k2 (l/ s)0,5/m2 Constante para filtro 2 D1 m Profundidad filtro 1 D2 m Profundidad filtro 2 x - Constante,

Para filtros con piedras 0,5, Para filtros con plástico 0,3

k=0,1 (l/s)0,5 /m2

k=0,125 (l/s)0,5 /m2

k=0,15 (l/s)0,5 /m2

k=0,175 (l/s)0,5 /m2

k=0,2 (l/s)0,5 /m2

60

65

70

75

80

85

90

95

100

0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16 0,18 0,2 0,22 0,24

Qv (l/m2·s)

Efic

ienc

ia (%

)

Profundidad del filtro 5 m

Figura 17: Eficiencia del filtro

5.4.2.1. Sistemas de distribución El distribuidor rotativo del filtro percolador se ha convertido en un elemento estándar del proceso por su fiabilidad y facilidad en el mantenimiento. Este consiste en dos o más brazos montados sobre un pivote en el centro del filtro que giran en el plano horizontal. En los brazos son huecos y tiene boquillas por las que se descarga agua residual sobre el lecho del filtro. El distribuidor puede ser impulsado por un motor eléctrico o por la reacción dinámica del agua residual que descarga por las boquillas. La velocidad de giro variará con el caudal en la unidad accionada por reacción, pero deberá ser del orden de una vuelta cada 1 min hasta 10 min, en un distribuidor de dos brazos, la distancia entre el fondo del brazo del distribuidor y la parte superior del lecho deberá ser de 15 – 22 cm, esto permitirá que el agua residual salga de las boquillas, se extienda y cubra de forma uniforme todo el lecho. Los brazos del distribuidor de sección transversal constante en las unidades pequeñas o de sección decreciente para una velocidad mínima de transporte, las boquillas deberán ser espaciadas de forma irregular, para así conseguir más flujo por unidad de longitud

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cerca de la periferia que en el centro, el flujo por unidad de longitud deberá ser proporcional a la distancia del centro del filtro para obtener una distribución uniforme sobre toda la superficie del filtro. La pérdida de carga a través del distribuidor es del orden de 0.6 – 1.5m. Los distribuidores se fabrican para lechos con diámetros de 60 m.

B1 B2 B3

R1R3

B4

11x

x

RB BR

= ⋅

Figura 18: Distribución de las boquillas en un distribuidor

B1 m Ancho de anillo del circulo 1 Bx m Ancho de anillo del circulo x R1 m Radius hasta anillo del circulo 1, lugar del hueco Rx m Radius hasta anillo del circulo x, lugar del hueco Las características más importantes que se debe tener en cuenta al elegir un distribuidor son:

o Robustez de construcción. o Facilidad de limpieza. o Capacidad de manejar grandes variaciones de caudal manteniendo la adecuada

velocidad de giro. o Resistencia a la corrosión.

Se puede usar tanques de alimentación de operación intermitente o recirculación para así asegurar que el caudal mínimo será suficiente para hacer girar el distribuidor y descargar el agua residual por las boquillas, puede instalarse distribuidores de 4 brazos con sistemas de vertedero que limita el caudal a dos brazos durante dos caudales mínimos.

5.4.2.2. Drenaje inferior El sistema de recogida recibe el agua residual filtrada y los sólidos descargado del medio filtrante y los lleva a un conducto que se prolonga hasta el tanque de sedimentación final, el sistema está compuesto de la solera del filtro del canal de recogida y de los drenes inferiores.. Los drenes se colocan directamente sobre la solera del filtro, que tiene una pendiente de 1 a 2% hacia el canal colector con el fin de facilitar la inspección, y evitar las obstrucciones, los drenes pueden estar abiertos en ambos extremos, los drenes se

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limpian con una descarga de agua. Otra función de las drenes inferiores es ventilar el filtro, proporcionando así aire para los microorganismo que viven en la película biológica de este y deberán estar abiertos al menos a un canal periférico para la ventilación de la pared así como al canal colector central.

5.4.2.3. Ventilación La ventilación normal tiene lugar por gravedad dentro del filtro, al existir generalmente una diferencia de temperatura entre el agua residual y el medio ambiente habrá un proceso de intercambio de calor adentro del lecho del filtro, el cambio de temperatura del aire dentro del filtro provoca un cambio de densidad y así se establece una corriente de convección, la dirección del flujo depende de las temperaturas relativas del aire y del agua residual, si la temperatura del aire es mayor que la del agua residual el flujo de aire a través del filtro será descendente, si el aire está más frío que el agua, el flujo de aire será ascendente.

-0,2

-0,1

0

0,1

0,2

0,3

0,4

-2 -1 0 1 2 3 4 5 6

Diferencia de la temperatura entre aire y aguas residuales

m/minCorriente de la aire

T( °C)

Aire mas frio

Aire mas caliente

Corriente del aire hacia arriba

Corriente hacia abajo

Figura 19: Ventilación de un filtro percolador

5.4.3. Filtros de la planta del distrito 7 Son previstos 2 filtros percoladores con las siguientes dimensiones: H = 5.00 m Altura del relleno D = 25.00 m Diámetro interno del filtro Ae = 490.87 m2 Área efectiva Ve = 2454.37 m3 Volumen efectivo

de 99


El relleno de los filtros es SESSIL. Carga volumétrica en el final de la segunda etapa 2: Cv = 2031Kg DBO/d / (2 x 2454.37) m3 Cv = 0.4137 Kg DBO/m3-d La remoción en los tanques Imhoff, se puede estimar con 34 %.

Figura 20: Esquema de un filtro

de 99


Figura 21: Relleno de un filtro

de 99


Tabla 9: Cargas de los filtros

DBO ( kg/d) Entrada planta

DBO (kg/d) Entrada filtros

Carga Volumetrica

(kg DBO/(m3·d))

Año Habitantes

Valor Promedio 85 % valor Valor Promedio 85 % valor Valor Promedio 85 % valor 2009 10.939 361 470 238 310 0,05 0,06 2010 11.920 393 513 259 339 0,05 0,07 2011 12.974 428 558 282 368 0,06 0,08 2012 14.104 465 606 307 400 0,06 0,08 2013 15.316 505 659 333 435 0,07 0,09 2014 16.615 548 714 362 471 0,07 0,10 2015 18.006 594 774 392 511 0,08 0,10 2016 19.496 643 838 424 553 0,09 0,11 2017 21.091 696 907 459 599 0,09 0,12 2018 22.798 752 980 496 647 0,10 0,13 2019 24.624 813 1.059 537 699 0,11 0,14 2020 26.577 877 1.143 579 754 0,12 0,15 2021 28.665 946 1.233 624 814 0,13 0,17 2022 30.898 1.020 1.329 673 877 0,14 0,18 2023 33.283 1.098 1.431 725 944 0,15 0,19 2024 35.832 1.182 1.541 780 1017 0,16 0,21 2025 38.553 1.272 1.658 840 1094 0,17 0,22 2026 41.459 1.368 1.783 903 1177 0,18 0,24 2027 44.562 1.471 1.916 971 1265 0,20 0,26 2028 47.873 1.580 2.059 1043 1359 0,21 0,28 2029 51.405 1.696 2.210 1119 1459 0,23 0,30 2030 54.327 1.793 2.336 1183 1542 0,24 0,31 2031 57.413 1.895 2.469 1251 1630 0,25 0,33 2032 60.673 2.002 2.609 1321 1722 0,27 0,35 2033 64.116 2.116 2.757 1397 1820 0,28 0,37 2034 67.752 2.236 2.913 1476 1923 0,30 0,39 2035 71.592 2.363 3.078 1560 2031 0,32 0,41

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200

Carga volumetrica (kg DBO/(m3·d)

0

10

20

30

40

50

Con

cent

raci

on d

el e

fluen

te d

e la

DB

O

Figura 22: Remoción esperada según Imhoff /3/

de 99


Segun literatura internacional /3/, se puede esperar una remoción muy alta con estas cargas volumétricas (0,06 hasta 0,41 kg DBO/(m3·d)).( menos que 20 mg DBO/l). Pero investigaciones con una planta piloto en El Alto ( Puchukollo) no confirman estos valores. Pero será seguro, que con las dimensiones elegidas será posible realizar un efluente de la DBO menos que 80 mg DBO/l, en los primeros años de la operación se puede esperar un efluente mucho mejor. Tabla 10: Caudales superficiales QA (m3/m2-h) para filtros sin recirculación

Caudales (m3/d) Valores QA ( m/h)

AÑO Valores Promedios

85 % Valores

Máximo 10% más

que el valor 85%

Valores promedios

85 % valores

Máximo 10% más

que el valor 85%

2009 755 924 1016,4 0,06 0,08 0,09

2024 2872 3515 3866,5 0,24 0,30 0,33

2035 6401 7834 8617,4 0,27 0,33 0,37

El caudal de recirculación es variable en función del tiempo, en los primeros años de funcionamiento del sistema, seguramente no se requerirá recirculación, en caso que es posible mover el distribuidor. Puede ser necesario instalar un motor. Con los caudales considerados en la tabla siguiente, al fin de las etapas se reciben tasas de recirculación de más ó menos 50 % para obtener valores promedio de 0.40 m/h. Tabla 11: Caudales Superficiales QA (m3/(m2·h)) para los filtros con recirculación.

Caudal recirculado Tasa de recirculación (%) Valores QA ( m/h) AÑO

m3/d valor promedio valor 85% promedio 85% valor 2009 1000 132% 108% 0,15 0,16 2024 1500 52% 43% 0,37 0,43 2035 3000 47% 38% 0,40 0,46

Tabla 12: Concentraciones de la DBO en la entrada del filtro (con recirculación).

DBO/(mg/l) Sin recirculación

Caudales (m3/d) sin recirculación

Caudales (m3/d) con recirculación

DBO (mg/l) con recirculación AÑO Valor

Promedio 85 % Valor

Valor Promedio

85 % Valor

Valor Promedio

85 % Valor

Valor Promedio

85 % Valor

2009 315 336 755 924 1755 1924 136 161 2024 272 289 2872 3515 4372 5015 179 203 2035 244 259 6401 7834 9401 10834 166 187

de 99


Tabla 13: Producción de lodos

DBO (mg/l) Concentraciones, Valores Promedios Caudal DBO

Removido

Sólidos Sedimentables

Producido

DBO del lodo Sólidos

Sedimentables

Afluente Efluente Removido m3/d kg DBO/d kg SS/d kg DBO/d mg DBO/l

2009 136 30 106 1755 185 93 28 37 2024 179 30 149 4372 650 325 98 34 2035 166 30 136 9401 1280 640 192 30

En la tabla anterior se muestra la DBO removida en los años indicados, los valores de cálculo utilizados corresponden a los caudales y cargas promedio. Según la literatura técnica se adopta una producción de 0.7 Kg SS / Kg DBO removida (sólidos suspendidos). La producción de los sólidos sedimentables el autor estima en 0.5 Kg SS / DBO removido. La DBO de este lodo, estimamos en 0.3 Kg DBO / Kg SS, de esta manera se estima que la producción de lodo al año 2035 seria 192 Kg DBO/d.

5.4.4. Operacion y mantenimiento

5.4.4.1. Generales Las cargas volumétricas ( kg DBO/(m3·d)) y cargas hidráulicas ( m/h) varían mucho sobre el tiempo considerado. Por esto será necesario observar los efluentes y reaccionar según los resultados. En todo caso será útil trabajar con una recirculación. Pero recircular agua significa costos de energía. Tiene que ser el fin de la operación evitar estos costos. En los primeros años los caudales son menos que 10 l/s. Para mover un distribuidor con 4 brazos, se necesita por los menos 35 l/s. Por esto en los primeros años de la operación puede ser posible y útil trabajar solamente con un filtro (para aumentar las cargas hidráulicas). Va a ser necesario instalar un motor o aumentar la recirculación hasta 350 %. Hay que observar los valores del efluente. En todo caso, trabajar con recirculación tiene ventajas:

o Reducción del peligro de una obstrucción o Una carga mas homogéneo sobre el filtro o Disminución de las concentraciones en la entrada del filtro o Ecualización de cargas hidráulicas o Mejora de la actividad del film biológico

Será necesario medir el peso del relleno para constatar, que el filtro tiene una obstrucción.

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Figura 23: Medicion del peso del relleno

Figura 24: Medición del lodo en los filtros en Sucre (08/12/2005)

Las figuras muestran como es posible pesar el relleno. La próxima figura muestra el peso de los filtros en dependencia del tiempo de un filtro en Sucre. Se puede ver un rango entre 60 hasta 100 kg/m3. Normalmente el peso máximo que es aceptable es un peso de 250 kg/m3 (SESSIL). En caso de un peso más que 250 kg/m3, signifíca una obstrucción.

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0

20

40

60

80

100

120

140

01.0

9.20

02

10.1

2.20

02

20.0

3.20

03

28.0

6.20

03

06.1

0.20

03

14.0

1.20

04

23.0

4.20

04

01.0

8.20

04

09.1

1.20

04

17.0

2.20

05

28.0

5.20

05

Peso

del

filtr

o (k

g/m

3)

FP1FP2

Figura 25: Peso del filtro en dependencia de la fecha

En este caso, existe la necesidad de lavar el filtro. Esto significa disminuir la velocidad de los brazos y aumentar la carga hidráulica. El filtro puede tener problemas en caso de concentraciones más altas de especialmente metales pesados. Valores limites (como orientación/ la literatura muestra diferentes valores) se puede encontrar en la siguiente tabla. Tabla 14: Concentraciones tóxicos para el proceso en filtros percoladores

Materia Conc. Limite (mg/l)

Cyandid 1

cobre 3

níquel 5

plomo 10

Cromad 30

Amoníaco 100

cloroformo 10

Desinfectantes orgánicos 10

Trichloretheno 50

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5.4.4.2. Problemas posibles de los filtros y medidas para evitar problemas

5.4.4.2.1. Emisión de olores

Razones: Una carga de la DBO demasiada grande

Medidas:

Reducción de la carga de la DBO Cambio del relleno, instalación un relleno con una superficie mas grande Eliminación de grasa en el afluente del filtro Aumentar la ventilación Dar químicos para eliminar los olores Aumentar cloro ( choque con concentraciones de 10 mg/l)

5.4.4.2.2. Rebalse en la superficie

Razones: Crecimiento muy grande del biofilm Obstrucción por pedazos que no son previsto por la superficie

Medidas:

Reducción de la carga de la DBO Cambio del relleno ( en caso mas peor) Aumentar el caudal Limpiar la superficie del filtro con presión alta Aumentar la ventilación Aumentar cloro ( choque con concentraciones de 10 mg/l) Poner el filtro fuera de servicio y secarlo

5.4.4.2.3. Desarrollo de moscas Razones 1:

Mal estado del filtro con respecto a humedad, especialmente en caso de Temperaturas de más de 15 ºC y en caso de una carga baja de la DBO y operación discontinua.

Medidas 1:

Aumentar la carga hidráulica (recirculación) Uso de cloro con concentraciones de 1 hasta 2 mg/l ( por unas horas)

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Razones 2:

Falta de oxigeno (falta de ventilación) Temperatura en el filtro es más alta que la temperatura del medio

ambiente Distribución del agua no es bueno ( homogéneo) Alta carga de la DBO

Medidas 2:

Disminución de la carga Limpieza de los muros del filtro, ( usar solamente los orificios al fin del

distribuidor) Mejora de la distribución por modificaciones al distribuidor Instalación de una ventilación artificial

Razones 3:

Mantenimiento y limpieza son insuficientes Medidas 3:

Eliminar las hierbas en las afueras del filtro Eliminar arbustos en las afueras del filtro

5.4.4.2.4. Velocidad insuficiente del distribuidor

Razones 1:

Impulso insuficiente por falta de caudal Medidas 1:

Aumentar el caudal ( carga hidráulica, recirculación) En caso que existen orificios en dirección al giro, cerrarlas

Razones 2:

Obstrucciones en el distribuidor o en sus oríficios Medidas 2:

Limpieza del distribuidor y de los orificios Abrir las planchas al fin del distribuidor y eliminar las obstrucciones

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5.5. Tanque Imhoff

5.5.1. Generales Un tanque Imhoff es un tanque de dos pisos en el cual la sedimentación tiene lugar en el compartimiento superior, y la digestión y acumulación de lodos en el compartimiento inferior Los tanques Imhoff se utilizan como unidad para tratamiento de aguas residuales provenientes de zonas residenciales y demás zonas que cuenten con red de alcantarillado por gravedad o sistemas de recolección. a presión con bombas trituradoras. Los tanques Imhoff fueron usados ampliamente antes de que hiciera común la digestión con calentamiento de tanques separados. Estas unidades no cuentan con unidades mecánicas que requieran mantenimiento, y la operación consiste en la remoción diaria de espuma, en su evacuación por el orificio más cercano y en la inversión del flujo, dos veces al mes para distribuir los sólidos de manera uniforme en los dos extremos del digestor de acuerdo con el diseño y retirarlos periódicamente al lecho de secado.

Figura 26: Valores usuales para la remoción de DBO y SST en tanques de sedimentación primaria ( tanque Imhoff)

Los tanques Imhoff convencionales son unidades rectangulares o circulares que no cuentan con calentamiento; lo tanques circulares se usan para caudales pequeños. La remoción de sólidos sedimentables y la digestión anaerobia de estos sólidos es similar a la que ocurre en un tanque séptico. Los sólidos pasan a través de una abertura ubicada en la parte inferior de la cámara de sedimentación al compartimiento inferior para su digestión sin calentamiento. Las espumas se acumulan en la cámara de sedimentación y en la zona de venteo de gases. Los gases producidos en el proceso de digestión, que se desarrolla en el compartimiento inferior, escapan por el punto de venteo de gases. El diseño del punto inferior de acceso a la cámara de sedimentación impide que los gases y sólidos arrastrados los gases generados en la cámara de digestión ingresen al compartimiento donde tiene lugar la sedimentación.

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Figura 27: Foto de los Tanques Imhoff (Sucre)

Con el paso de los años, muchos fabricantes han desarrollado versiones mecanizadas del tanque Imhoff consistentes en un tanque circular de sedimentación montado sobre un tanque circular de digestión de lodos, provisto de puntos de extracción de gas ubicados en la periferia del tanque. El lodo digerido se barre mecánicamente hasta una tubería central de drenaje. Un tanque mecanizado puede contar ademó, con barredores para la remoción tanto de la capa de espuma formada en la superficie del tanque, come de aquella formada en la parte superior de la cámara de digestión. Aunque estas versiones modernas sean eficientes, la simplicidad mecánica del tanque Imhoff sin calentamiento se pierde. El proceso de digestión es conectado con la producción de gas. Cuanto gas esta producido, depende de los contenidos del agua, de la temperatura y del tiempo de detención. (Figura 28) muestra la cantidad del gas producido, dependiente del tiempo de detención y de la temperatura. El tiempo de detención del lodo en la planta del distrito 7 es 80 días según el diseño, pero en los primeros anos será mucho más. Se puede esperar una producción de gas de 350 l/kg SS

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Figura 28: Tiempos de digestión necesaria y producción de gas

5.5.2. Parámetros del tanque Imhoff de la planta del distrito 7

5.5.2.1. Volúmenes Volumen de digestión de lodos (Tolvas) V 2 = 1.878 m3

Volumen de acumulación de natas y lodo flotante Vr = 900 m3

Volumen de la zona neutra: (h=0.45 m) Vn = 270 m3

Volumen del sedimentador: Vts 900 m3

Volumen total de los tanques Imhoff Vt = 3.948 m3

Figura 29: Tanques Imhoff (corte de la planta del distrito 7)

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Tabla 15: Producción de lodo en los tanques Imhoff

Hab. Con.

Lodo sedimentable

gr SS / (Hab.d)

Lodo sedimentable

kg SS/d

Lodo de los

filtros Kg SS/d

Lodo total Kg SS/d

Después de la digestión

Kg SS/d

Promedio lodo fresco y lodo

digerido

Volumen lodo con 6%

SS /d l/d

2009 10.939 24 262,5 93 356 231 293 3.259 2024 35.832 24 860,0 325 1.185 770 978 10.862 2035 71.592 24 1.718,2 640 2.358 1.533 1.946 21.617

La base del cálculo es: Se tiene 2 partes del lodo fresco

o Una parte es el lodo de la sedimentación de los sedimentos en la entrada ( en el año 2035 - 1.718 kg SS/d)

o Otra parte es el lodo de los filtros ( en el año 2035 - 640 kg SS/dia)

Se puede calcular con una remoción de los lodos (sólidos) de 35 % (digestión) en el tanque Imhoff. Por esto la cantidad de los lodos ( kg SS/d // l lodo / dia) se pude ver en la tabla arriba ( en el año 2035 - 1.533 kgSS /dia).

5.5.2.2. Operación y mantenimiento

5.5.2.2.1. Sedimentación Hay que observar que se forma lodo flotante en el tanque de sedimentación. En este caso se tiene que sacarlo.

5.5.2.2.2. Digestión Hay que sacar el lodo digerido. En caso de la producción de 1.533 kg SS/d en la fase final con sólidos de 6% significa una cantidad de lodos de 17 m3/ día.

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Tabla 16: Producción de lodo digerido (peso especifico de los sólidos 1,5 kg /l) Hab.

Con. Después de la digestión

Kg SS/d

Volumen lodo para

sacar l/d

Volumen lodo/año

2009 10.939 231 2.566 936 2024 35.832 770 8.555 3.122 2035 71.592 1.533 17.033 6.217

La concentración de los sólidos en el reactor se puede estimar con 60 kg SS/m3. En caso que se acepta, que la concentración máxima seria 70 kg SS/dia, significa que los plazos aceptables para sacar lodo son de acuerdo a la siguiente tabla. Tabla 17: Plazos para sacar lodo

Masa en el tanque de digestión Kg ( 60 kg/m3)

Masa en el tanque de digestión Kg ( 70 kg/m3)

Diferencia kg

Producción de lodo por día Kg/dia

Dias intervalo Para sacar lodo dias

2009 112.680 131.460 18.780 231 81 2024 112.680 131.460 18.780 770 24 2035 112.680 131.460 18.780 1.533 12

Según este calculo será necesario sacar lodo en la primera fase (puesta en marcha) todos los 81 días (5 veces el año), al fin del horizonte después de los 12 días.

5.5.2.2.3. Sacar el lodo flotante Será necesario sacar el lodo flotante. No es posible determinar la cantidad de este tipo de lodo. Pero en todo caso será necesario observar la cantidad de la producción del lodo de este tipo. Depende mucho de las características del agua residual tratada.

5.6. Decantador secundario Es necesario sacar el lodo flotante (en caso de producción) y ponerlo en un contenedor. También es necesario sacar lodo todos los días y enviarlo al tanque Imhoff. Tabla 18: Lodo en los decantadores (peso especifico de los sólidos 1,5 kg /l)

Hab. Con.

Lodo de los

filtros Kg SS/d

Volumen lodo con 1%

SS /d l/d

Tiempo de trabajo de una

bomba con 2 l/s (h/dia)

2009 10.939 93 6.200 1,72 2024 35.832 325 21.666 6,01 2035 71.592 640 42.666 11,85

Existen 2 bombas con una capacidad de 2 l/s cada una (una en stand by). Esto significa, trabajando con solamente una bomba, que el tiempo de trabajo de la bomba será entre 2 hasta 12 hora dependiente de los habitantes conectados.

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5.7. Lechos de secado Lechos de secado sirven para secar el agua del lodo.

Figura 30: lechos de secado

Figura 31: lechos de secado

Existen 11 lechos de secados con un área cada una de 500 m2, significa una área total de 5.500 m2.

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Es recomendable no aumentar las cargas sobre un valor de 100 kg SS/(m2·año). Tabla 19: Lodos para los lechos de secado (peso especifico de los sólidos 1,5 kg /l / concentración del lodo 10 kg SS/m3)

Hab. Con.

Después de la digestión

Kg SS/d

Después de la digestión Kg SS/año

Volumen lodo para

sacar l/d

Volumen lodo/año M3/año

Kg SS/(m2·año

)

2009 10.939 231 84.315 2.566 936 15 2024 35.832 770 281.050 8.555 3.122 51 2035 71.592 1.533 559.545 17.033 6.217 101

La tabla de arriba muestra, que este criterio se cumple. En los primeros años no se necesita toda el área existente. Se recomienda dar la arena en alturas de no más que 25 cm. Tabla 20: Ciclos por año

Hab. Con.

Volumen lodo/año M3/año

Altura por año (m)

Ciclos por año

Tiempos de detención posible (días)

2009 10.939 936 0,17 1 1 2024 35.832 3.122 0,57 3 121 2035 71.592 6.217 1,13 5 73

El lodo seco será tener una concentración de sólidos de más o menos 25 % SS.

5.7.1. Balance Las ecuaciones más importes para calcular la reducción del volumen por el secado se encuentran abajo.

1 12 2

2 11 2

M TS WM TS W

M TS WM TS W

= += +

+=

+

1 1

2 2

112 2

TSV W

TSV W

TS WV

TSV W

γ

γ

γ

γ

= +

= +

+=

+

con

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M1 – Masa estadio 1 / mucha agua (kg) M2 – Masa estadio 2 / agua disminuida (kg) W1 – Masa agua estadio 1 (kg) W2 – Masa agua estadio 2 (kg) V1 – Volumen del lodo, estadio 1 (l) V2 – Volumen del lodo , estadio 2 (l) TS – SS (kg) γ – peso especifico de los sólidos ( agui 1,5 kg/l) Calculo ejemplo para la etapa 1(puesta en marcha): año 2009: 231 kg SS/dia Concentración 1 : 6 % SS V1 = TS/ γ+W1 V1 = (231/1,5+W1) = (154 +W1) 154/ V1 = 0,06 - V1 = 2566 l - W1 = 2.413 l V2 = TS/ γ+W2 V2 = (231/1,5+W2) = (154 +W2) 154/V2 = 0,25 - V2 = 308 l W2 = 154 l Significa una reducción del volumen a V2/V1 = 308 /2566 = 0,12 ( 12%) Tabla 21: Lodo seco en los lechos de secado

Hab. Con.

Volumen lodo /año

6% SS M3/año

Volumen lodo /año 25% SS M3/año

Turnos de un camino con 10 m3 volumen

2009 10.939 936 112 12 2024 35.832 3.122 374 38 2035 71.592 6.217 746 75

Significa en los primeros año se tiene que calcular con 12, al fin del horizonte se tiene que calcular con 75 turnos de un carro para eliminar el lodo.

5.8. Estaciones de bombeo Con respecto a las estaciones de bombeo hay que observar y mantener las siguientes cosas:

1. Va a ser necesario observar las indicaciones de los manuales de los proveedores de las bombas.

2. Va a ser necesario observar las indicaciones de los manuales de electromecánica

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3. En caso de una descarga antes de la estación de bombeo va a ser necesario averiguar las razones (obstrucción, avería de una bomba, descarga de agua pluvial)

5.9. Canal del ingreso Se debe observar si no arrastra basura demasiado grande como parta dañar las rejillas, como arbustos, tablas, botellas, animales muertos, bolsas llenas, textiles, etc. (Diario).

5.10. Desinfección Hay que medir la concentración de los coliformes en el efluente. Es previsto realizar una concentración menos que 1000 CF/ml.

Figura 32: Desinfección

Entre concentración del cloro libre después el tiempo (T) y el tiempo de detención (T) existe una relación, que se puede describir con la siguiente ecuación:

3/ (1 0, 23· · )Ne No C T −= + N = numero de organismos que permanecen después de la desinfección N0 = numero de organismos presentes antes` de la desinfección C = Concentración del cloro residual ( mg/l) T = tiempo de contacto ( min)

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Esto significa: más tiempo – menos cloro . En caso de una remoción de 107 hasta 103 CF/100 ml el valor de N/Ne seria 10 -4 . En este caso se puede modificar la ecuación arriba a

· 89,2C T = o 89,2 /C T= Esta ecuación no puede determinar exacto el consumo del cloro ( C es el cloro residual) y el consumo depende del tipo del agua residual, pero esta apta para mostrar la dependencia de la concentración y del tiempo de detención. Según esta ecuación la concentración del cloro seria para 30 min 2,9 mg/l, pero este valor no parece adecuado. Hay que determinar este valor en la base de investigación en sitio, el autor estima que el valor seria en un rango de 6 mg/l. En caso que el valor seria 6 mg/l para un tiempo de detención de 38 min ( 2035), según las explicaciones arriba, se puede esperar para un tiempo de detención de 326 min ( 2009) 12 % del 6 mg/l , seria 0,72 mg/l. Esto significa, que el consumo del cloro (mg Cl/l) será en los primeros años mucho menor que el año del horizonte. La tabla abajo muestra también el consumo de cloro (estimación) sobre los años y los costos del cloro ( 1,58 US$ /kg Cl) Para reducir el consumo de cloro tiene sentido a instalar un medidor, que mide permanentemente el caudal, que es la señal para la dosificación.

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Tabla 22: Tiempos de detención en la desinfección y factores de concentración (volumen desinfección 170 m3)

Habitantes conectados

Caudales Valores promedios

Tiempo de detención

% de la concentración del cloro (Base Q = 74,1 l/s)

Consumo de cloro

Costos de cloro

(l/s) min % kg/ano US$/año

2009 10.939 8,7 326 12 2010 11.920 9,6 295 13 194 290 2011 12.974 10,6 267 14 236 353 2012 14.104 11,6 244 16 287 431 2013 15.316 12,7 223 17 344 516 2014 16.615 14 202 19 412 619 2015 18.006 15,3 185 21 501 752 2016 19.496 16,7 170 23 598 898 2017 21.091 18,2 156 25 713 1070 2018 22.798 19,9 142 27 847 1270 2019 24.624 21,7 131 29 1012 1519 2020 26.577 23,7 120 32 1204 1806 2021 28.665 25,8 110 35 1436 2154 2022 30.898 28,1 101 38 1702 2553 2023 33.283 30,6 93 41 2019 3028 2024 35.832 33,2 85 45 2394 3591 2025 38.553 36,1 78 49 2818 4227 2026 41.459 39,2 72 53 3332 4998 2027 44.562 42,6 67 58 3929 5893 2028 47.873 46,2 61 62 4640 6960 2029 51.405 50,1 57 68 5457 8185 2030 54.327 53,5 53 72 6417 9626 2031 57.413 57,1 50 77 7318 10977 2032 60.673 60,9 47 82 8336 12504 2033 64.116 65 44 88 9482 14223 2034 67.752 69,4 41 94 10802 16203 2035 71.592 74,1 38 100 12314 18471

14038 21057

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6. Análisis necesarios Una propuesta para un programa para análisis muestra la siguiente tabla. Tabla 23: Propuesta para un programa para análisis (afluente de la planta)

Parámetro Tipo de muestra intervalo Afluente de la planta c- mustra compuesta

s- muestra simple

Sólidos totales C semanal Solidos sedimetables C semanal Sólidos totales volátiles C semanal Sólidos sedimentables volátiles C semanal DBO total C semanal DBO filtrado C semanal DQO total C semanal DQO filtrado C semanal NH4-N c semanal N-Total c semanal P-Total c semanal Coliformes fecales s mensual Helmintos s mensual

Aluminio s 2 veces el año Amoníaco s 2 veces el año Arsénico s 2 veces el año Borato (boron) s 2 veces el año Cadmio s 2 veces el año Calcio s 2 veces el año Cromo (VI) s 2 veces el año Cromo (III) s 2 veces el año Cobre s 2 veces el año Cianuro s 2 veces el año Hierro s 2 veces el año Manganeso s 2 veces el año Magnesio s 2 veces el año Mercurio s 2 veces el año Níquel s 2 veces el año Plata s 2 veces el año Azufre s 2 veces el año Cinc s 2 veces el año Fenoles: s 2 veces el año Fenol s 2 veces el año Cresol s 2 veces el año 2,4-Dinitrofenol s 2 veces el año

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Tabla 24: Propuesta para un programa para análisis (afluente de los filtros)

Afluente de los filtros c- mustra compuesta s- muestra simple

Sólidos totales c semanal Solidos sedimetables c semanal Sólidos totales volátiles c semanal Sólidos sedimentables volátiles c semanal DBO total c semanal DBO filtrado c semanal DQO total c semanal DQO filtrado c semanal NH4-N c semanal N-Total c semanal P-Total c semanal

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Tabla 25: Propuesta para un programa para análisis (efluente de la planta)

Efluente de la planta c- mustra compuesta s- muestra simple

Sólidos totales s semanal Solidos sedimetables s semanal Sólidos totales volátiles s semanal Sólidos sedimentables volátiles s semanal DBO total s semanal DBO filtrado s semanal DQO total s semanal DQO filtrado s semanal NH4-N s semanal N-Total s semanal P-Total s semanal Coliformes fecales s mensual Helmintos s mensual Clorofila-A s mensual

Aluminio s 2 veces el año Amoníaco s 2 veces el año Arsénico s 2 veces el año Borato (boron) s 2 veces el año Cadmio s 2 veces el año Calcio s 2 veces el año Cromo (VI) s 2 veces el año Cromo (III) s 2 veces el año Cobre s 2 veces el año Cianuro s 2 veces el año Hierro s 2 veces el año Manganeso s 2 veces el año Magnesio s 2 veces el año Mercurio s 2 veces el año Níquel s 2 veces el año Plata s 2 veces el año Azufre s 2 veces el año Cinc s 2 veces el año Fenoles: s 2 veces el año Fenol s 2 veces el año Cresol s 2 veces el año 2,4-Dinitrofenol s 2 veces el año

Al lado de estos parámetros hay que medir siempre en todas las estaciones:

o Valor de pH o Temperatura

6.1. Ficha de control operacional para la planta Todos los datos obtenidos tienen que ser registrados en una hoja en la forma de las siguientes tablas. Es necesario guardar todos los datos en un fichero para facilitar un análisis estadístico.

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Tabla 26: Condiciones meteorológicas

Periodo Clasificación 8:00 a 13:00 13:00 a 18:00 Observaciones

Temperatura del aire

Grado (°C)

Sol brillante Seminublado, con nubes

Tiempo

Nublado, sin sol

Ausentes Llovizna Lluvia moderada Precipitaciones

Lluvia fuerte

También hay que registrar la cantidad del los desechos de la planta. Se recomienda la siguiente forma. Tabla 27: Lodos, arena y cribado sacados

Tipo Cantidad Dimensión Fecha Cribado l/mes Arena l/mes

m3/mes SS (%)

Lodo del tanque Imhoff

kg SS/ mes

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7. Organización del personal para la operación de la planta

La idea principal es, operar la planta con operadores, que se encuentran en la planta, pero existe también personal en Puchukollo, que trabaja para esta planta. El jefe de la planta es también el jefe de la planta de Puchukollo. El se encuentra normalmente en Puchukollo. El determina un operador que es encuentra en la planta de distrito 7. Este operador informa el jefe de la planta permanentemente, sobre problemas en la planta. Tabla 28: Personal para la operación de la planta

No

.

Puesto % actividad en

la planta

1 Jefe de la planta de tratamiento

Radicado en Puchukollo (%)

30 %

2 Técnico Eléctrico Radicado en Puchukollo (30%)

30%

3 Encargado Laboratorio ( en Puchukollo) 100%

4 Encargado Laboratorio, ayudante ( en Puchukollo)

100 %

5 Operador 100 %

6 Operador 100 %

7 Operador 100 %

8 Operador 100 %

9 Operador 100 %

TOTAL

Aparte de este personal es necesario la contratación de policía para el cuidado de toda la planta 24 horas, también el fin de la semana y feriados. Es previsto trabajar en 3 turnos al día.

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Tabla 29: Operadores en la planta

Lunes Martes Miércoles Jueves Viernes Sabado DomingoTurno1 2 2 2 2 2 1 1 Turno 2 1 1 1 1 1 1 1 Turno 3 1 1 1 1 1 1 1 Esto significa el tiempo de trabajo de los operadores en todo de 10.816 h/año. 5 Operadores trabajan 10.000 h/año. Significa los 5 operadores tienen que trabajar un poco mas que 40 horas por semana. En la noche y en fines de la semana se queda la policía en la planta. El personal indicado considera también la demanda en vacaciones y en caso de enfermedades. Las tareas de los operadores con una estimación del tiempo necesario para cumplir los trabajos se encuentran en la siguiente tabla. Tabla 30: Tareas de los operadores

Horas por mes

Controlar y limpiar la reja manual 15

Controlar y limpiar las rejas con autolimpieza 15

Control de las estaciones de bombeo 60

Enviar el lodo a los lechos de secado 6

Sacar la arena del desarenador, control del desarenador

60

Sacar el lodo nadante de los tanques Imhoff 60

Sacar el lodo de los tanques Imhoffs 5

Controlar los filtros percoladores 30

Control del clarificador 30

Control y manejo de la desinfección 30

Limpiar la planta, sacar hierbas 50

Sacar muestras de análisis 5

Vigilar el personal de empresas externas 10

Inspecciones generales 100

Mantenimiento (sencilla , que no es hecho de empresas externas)

200

En total 676

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Tiempo de trabajo por año de un operador: 250 dias Tiempo de trabajo por día: 8 horas Tiempo de trabajo total: 2.000 horas El trabajo en todo el año: 676 · 12 = 8.112 h Significa los 5 operadores pueden cumplir esta demanda. Se recomienda también encargar una empresa externa para cortar hierbas y plantas en la planta. El tiempo necesario para la operación de un filtro percolador según las reglas alemanas /4/ es mostrado en el siguiente cuadro

2 3 5 7 10 20 30 50 70 100 200Tamaño1000 Hab.

Horas/mes

Tiem

po d

e tra

bajo

/mes

10080

605040

30

20

108

654

3

2

1

Figura 33: Tiempo de trabajo necesario para filtros percoladores según reglas alemanas (ATV /4/)

Dos filtros cada uno con 36.000 Hab. - 15 h /mes. Para 2 filtros 30 h/mes Según el mismo reglamento /4/ se puede calcular para otras etapas los siguientes tiempos:

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Tabla 31: Demanda del personal para el mantenimiento y la operación de diferentes etapas de la planta según reglas de Alemania (ATV /4/)

Unidades Hab./ Unidad Horas/ ( unidad·mes)

Horas /mes

Filtros percoladores

2 36.000 15 30

Rejas 2 36.000 20 40 Desarenadores 2 36.000 15 30 Clarificador 2 36.000 25 50 Tanque Imhoff 2 36.000 50 100 En total 250

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Tabla 32: Distribución de las tareas del personal

No. Puesto Tareas 1 Jefe de la

planta de tratamiento

Liderazgo sobre la planta Responsable de la operación Confeccionar los roles de turno y de vacaciones Responsable de la distribución de trabajo del personal Responsable de pertrechos personales Responsable de los pedidos necesarios ( medios de operación) Evaluación de las datos observados para una optimación de la operación Responsable del presupuesto Responsable del control del libro diario de la planta (trabajos estadísticas) Responsable de la gestión correcta de los contratos con empresas externas Responsable del control del cumplimiento de las normas de seguridad Organización de su manteamiento necesario Organización de la toma de muestras y análisis Responsable de la organización de la eliminación de los residuos del tratamiento de la planta (arena, residuos sólidos gruesos, lodos)

2 Ingeniero electromecánico

Operación y supervisión de las máquinas Mantenimiento de todas las máquinas Mantenimiento de las compuertas y valvulas Pedido de piezas de repuesto Supervisión del consumo de energía eléctrica de las máquinas Control del funcionamiento de todas las maquinas (especialmente los rociadores)

3 Técnico laboratorio Fisico-Quimico

Responsable para el control de calidad en el proceso de la purificación del agua residual en la planta Responsable de la ejecución de los análisis biológicos (coliformes, quistes, huevos de gusanos) Responsable para análisis físicos químicos Toma de muestras en la planta Responsable de la gestión del laboratorio Responsable del pedido de los reactivos Responsable del cumplimiento de las norma de seguridad en el laboratorio Elaborar informes interpretativos de laboratório semanal, mensal, semestral y anual. Responsable de calcular los costos de los análisis

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4 Operadores Medición del caudal en el canal Parshall Calibración de los compuertas Colaborar en la toma de muestras Ejecución de trabajos pequeños con respecto al mantenimiento Limpieza de basura Eliminación del arena Supervisar los filtros Eliminación de los lodos flotantes Limpieza de los áreas de secado Sacar lodo del Tanque Imhoff Limpieza de los separadores de caudal Control de la dosificación del cloro en la estación de desinfección

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8. Riesgos en la operación de la planta

8.1. Generales

La operación de toda planta de tratamiento involucra riesgos. Es necesario evaluar los riesgos específicos y desarrollar métodos de mitigarlos.

Probabilidad del daño w

Riesgo r = E · w

Exte

nsió

n de

l dañ

o E

Figura 34: Definición del riesgo

Hay dos posibilidades de disminuir un riesgo

- Disminuir la probabilidad del daño - Disminuir la extensión del daño

Las siguientes consideraciones deben ser útiles para evaluar una estrategia, para disminuir los daños por la operación. Tabla 33 muestra una clasificación de riesgos según (Figura 34). Es necesario juzgar los riesgos con respecto a extensión de daños y probabilidad. Tabla 33: Posibilidad para la clasificación de Riesgos

EXTENSIÓN DE DAÑOS 1 2 3 4 1 1 2 3 4 2 2 4 6 8 3 3 6 9 12

PR

OB

ALID

AD

4 4 8 12 16

Los riesgos para la operación de la planta se pueden describir en la siguiente forma

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Figura 35: Riesgos para la operación de la planta

Los riesgos principales pueden ser descritos en la siguiente forma, pero es necesario decir que las evaluaciones son subjetivas.

8.2. Encauzamiento de materias perjudiciales en el afluente

El encauzamiento de materias perjudiciales en la planta es un riesgo, que tiene toda planta. No es posible evitarlo. Los peligros más importantes son encauzamiento de gasolina, diesel y metales pesados. Pero también el encauzamiento de altos cargas de golpe del DBO puede ser perjudicial. La única posibilidad de prevención es una supervisión de las empresas que tienen estas materias. Especialmente en caso de un encauzamiento de metales pesados no es posible de constatar lo antes de que han hecho daños. En caso de que haya gasolina o diesel en la planta, la única posibilidad para mejorar la situación va a ser tener los filtros percoladores afuera de servicio y colocar la gasolina en los tanques Imhoff para sacarlos mas tarde.

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Tabla 34: Riesgo del encauzamiento de materias perjudícales en la planta

Materia Probabilidad Daño Riesgo Gasolina, Diesel 4 4 16 Desecho de animales 1 1 1 Choques de DBO en afluente 4 1 4 Metales pesados 2 4 8

8.3. Corte de la luz Las Razones para un corte de luz son causas externas. Las rejas y las bombas necesitan energía eléctrica. En caso de una avería de las rejas, hay una desviación de emergencia. Significa que esta avería no puede producir mucho daño. El corte de luz no va a ser más tiempo que unas horas. Los filtros no pueden trabajar. Pero esto no es un daño para los filtros. Tampoco no hace daño cuando en este tiempo las bombas de recirculación y las bombas de lodo no pueden marchar. La instalación de una maquina para producir energía eléctrica con gas o diesel va a mejorar la situación y evitar casi todo riesgo. El control eléctrico será automático (apagado y encendido automático).

8.4. Rotura de tuberías

8.4.1. Tuberías que envían el agua sobre los filtros

En caso de una rotura de una de estas tuberías, hay que trabajar solamente con el otro filtro y aumentar sus caudales (intentar enviar todo el agua sobre este filtro)

8.4.2. Tubería de recirculación La rotura de la tubería de recirculación tiene la consecuencia, que una recirculación no es posible. En este caso se tiene que trabajar sin recirculación.

8.4.3. Tubería de lodo del clarificador al tanque Imhoff

En este caso no es posible sacar el lodo del clarificador. La consecuencia será que la concentración del lodo en el clarificador va a aumentarse. Después unos días, también la concentración de sólidos y DBO en el efluente del clarificador se aumenta. La planta no puede garantizar un efluente aceptable.

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8.5. Obstrucción o intoxicación de los filtros percoladores

En caso de una obstrucción de los filtros percoladores hay solamente la posibilidad de poner estos fuera de servicio y lavarlos. En caso de una observación permanente este acondicionamiento no es muy probable, por que una señal del desarrollo de este procesó es el aumento del peso. En caso que el peso es menos que 200 (limite 250) kg/m3, no hay un peligro. En caso que se observa la tendencia de una obstrucción, hay la posibilidad de aumentar la carga hidráulica por que se disminuye la velocidad de los distribuidores. Es caso de una intoxicación ligera (por metales pesados) hay la posibilidad de aumentar la taza de recirculación. En caso de una intoxicación fuerte hay solamente la posibilidad de tener los filtros sin servicio, lavarlos y secarlos.

8.6. Intoxicación de los lodos en los tanques Imhoff

En este caso hay solamente la posibilidad de sacar todo el lodo eliminarlo y continuar el ciclo de la digestión con nuevo lodo fresco.

8.7. Formación de Espuma En caso de formación de espuma en el efluente hay las siguientes posibilidades para eliminar (o mejorar) el problema:

Evitar turbulencia ( construir un efluente sumergido) Examinar el agua por detergentes ( buscar las fuentes y eliminar los detergentes) Añadir reactivos especiales (caro)

Normalmente no provocan daños a la planta.

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9. Uso del agua para riego

9.1. Disposición y uso indiscriminado de las aguas residuales

A pesar de que el reuso de agua en el planeta tiene una historia larga, es importante señalar que no hace mucho tiempo e inclusive en algunos lugares hoy en día, las enfermedades transmitidas por este tipo de agua han sido una de las principales causas de mortalidad y morbilidad.

En países desérticos como Arabia, Túnez, Egipto e Israel el reuso del agua en agricultura ha tomado enorme importancia; en Estados Unidos, India y en México el reuso se practica en la industria (agua para enfriamiento, lavado e inclusive para controlar incendios), en el medio urbano, en Japón el agua se reusa en riego de plantas de ornato, jardines, parques, áreas de golf y en algunas localidades para las evacuaciones en los retretes.

Un aspecto de gran preocupación es el efecto del uso de las aguas residuales en la salud. La Organización Mundial de la Salud publicó un reporte denominado

"Reuso de efluentes: Métodos de tratamiento de aguas residuales y su seguridad para la salud“ (Serie de reportes Técnicos de la OMS No. 517, 1973).

Los trabajos de investigación a nivel mundial a este respecto continuaron y los conocimientos en salud pública y epidemiología avanzaron. En 1985 se realizó una reunión de expertos en Engelbert, Suiza donde se actualizó y complementó el documento anterior, el cual se publicó como

el No. 778 de la OMS en 1989.

También en El Alto existe la meta de usar aguas residuales por riego. Con el desarrollo de las ciencias médicas y sanitarias e ingeniería ambiental, la mayoría de las enfermedades relacionadas con las aguas residuales han sido erradicadas o controladas en los países desarrollados. La situación en los países del tercer mundo, desgraciadamente no es la misma.

El uso de aguas residuales para el riego de cultivos de consumo humano incrementa los factores de riesgo para la salud de la población. Las situaciones endémicas de diarreas, parasitismo, fiebre tifoidea y salmonellosis no son más que el reflejo de esta crítica situación, a la que vino a sumarse el cólera.

Esta situación es sólo la punta del iceberg, ya que una cantidad superior de tierra agrícola se irriga con aguas superficiales de ríos y canales que superan ampliamente el nivel máximo de 1000 coliformes fecales por 100 ml que recomienda la OMS para el riego de vegetales de consumo crudo. Con estos niveles de contaminación, los riesgos de consumir alimentos contaminados son altos.

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9.2. Tipos del uso de desechos

Hay las posibilidades de usar desechos de la planta en diferentes maneras:

Agua tratada Riego en agricultura Piscicultura

Lodos Arena

Aquí queremos solamente discutir el uso de aguas residuales. Las grandes ventajas del uso son:

Abono barato Fácil de usar Presente en gran cantidades Presente permanentemente En forma de fluido (riego)

9.3. Riesgos conectados con el uso de aguas residuales

Para tratar adecuadamente el agua residual y alcanzar la calidad requerida para determinado tipo de reuso, es necesario conocer cuales son los principales contaminantes de tipo químico y biológico. La transmisión de enfermedades puede ser por contacto directo con el agua, por inhalación o por ingestión de los contaminantes. Las medidas de control incluyen la eliminación o disminución de estos constituyentes en el agua tratada, además de realizar prácticas adecuadas que limiten o prevengan el contacto directo o indirecto con el agua a reusar. Los riesgos se clasifican como riesgos biológicos y químicos.

Riesgos del uso son especialmente contaminaciones con

Patógenos Helmintos Protozoos Bacterias Virus

Contenidos químicos

Materias orgánicas persistentes Antibióticas Pesticidas Detergentes

Metales pesados

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Los agentes infecciosos que pueden estar presentes en el agua residual cruda se clasifican en bacterias, parásitos (protozoarios y helmintos) y virus. Las siguientes tablas presentan los principales agentes infecciosos presentes en las aguas residuales crudas. Tabla 35: Enfermedades y sus razones

Fuente Enfermedad Vía del transito Virus Rotavirus

Hepatitis A Casa, Persona a persona

Bacteria Salmonella V.cholerae

Casa, Persona a persona, agua, heces o cereales fertilizados

Protoyoa Entamoeba histolytica

Casa , Persona a persona

Helmitos Ascaeris lumbricoides (ascáride)

Campos, suelo, cereales

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Tabla 36: Agentes infecciosos presentes en aguas residuales crudas

Existen amplias variaciones en los periodos de supervivencia notificados, que reflejan la variación de cepas, el efecto de los factores climáticos y las diferencias en las técnicas de análisis. Sin embargo, es posible resumir la información actual sobre la supervivencia de los agentes patógenos en el suelo y en los cultivos en diferentes climas, como se indica en la Tabla 37.

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Tabla 37: Tiempo de sobrevivir de diferentes patógenos en suelos

Organismo Clima frió (10-15 ºC)

Clima tropical (20- 30 ºC)

Virus < 100 días < 20 días Bacteria

o Salomonela < 100 días < 30 días

o Vibrio cólera

< 30 días < 5 días

o Fecales coliformes

< 150 días < 50 días

Protozoena

o Amoebic cistos < 30 días < 15 días

Helmintos

o Áscaris huevos 2 hasta 3 años 10 – 12 meses

o Tenia huevos

12 meses 6 meses

Hay una evidencia de consecuencias negativas por riego con aguas residuales no tratadas

Alta frecuencia de enfermedades intestinales de consumidores y trabajadores Cólera y fiebre tifoidea de consumidores de verduras irrigadas Muchos casos de gastroenteritis de personas que viven cerca de campos de riego

Con respecto al riego con aguas tratadas, se sabe lo siguiente:

No se registro una frecuencia aumentada de enfermedades Transmisión de virus y bacteria por aerosoles sin averiguación de infecciones Riesgo mucho menores que los esperados

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Figura 36: Vías de transmisión de enfermedades conectadas con fecales

9.4. Posibilidades para disminuir el riesgo y valores límites para el uso de aguas residuales

9.4.1. Parámetros biológicos Posibilidades para disminuir el riesgo son:

Tratamiento de aguas residuales Restricciones para el uso

No para verduras y parques públicos Solamente para frutas del campo y árboles de fruta

Método de riego No rebalse de los campos Uso de tuberías para riego

Suficiente plazo entre riesgo y uso de las plantas Higiene

Protección por vestidos aptos Protección por actitud (mano a boca) Protección por higiene en casa

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No hay reglas (valores limites) generales para uso de aguas residuales validas para todos los países. Pero hay reglas que ponen atención en muchos países. Son los ”Guidelines for the use of treated wastewater in agriculture“ (ver Tabla 38). Otra es “US-EPA/USAID Guidelines for agricultural reuse of wastewater“. Diferentes países tienen reglas especiales (México). Tabla 38: WHO guidelines for the use of treated wastewater in agriculture (1989) /5/

Grupo Condiciones del uso

Personas en peligro

Helmintos (Aritmética medio No. Huevos por litre)

Coliformes fecales (geométrico medio No. Por 100 ml)

Tratamiento para cumplir los requisitos

A Irrigación de frutas del campo, que pueden comer crudo, campos de deportes, parques publicas

Trabajadores, Consumadores, publico

≤ 1 ≤ 1000 Serie de lagunas de estabilización para cumplir los valores requisitos o tratamiento equivalente

B Irrigación de cereales, comida para animales, pastos, árboles

Trabajadores ≤ 1 No recomendación

Tratamiento en lagunas des estabilización con un tiempo de retención de 8 – 10 días, o equivalente fecales y helmintos huevos tratamiento

C Irrigación de áreas de grupo B en caso que no hay el riesgo del contacto de trabajadores o publico

Nadie No aplicable No aplicable

Pretratamiento según el sistema de irrigación, pero no menos que primero sedimentación

Las reglas de la Tabla 38 eran revisadas en el año 2002 (ver Tabla 39). La diferencia con respecto a la regla del al año 1989 se refiere especialmente al grupo B, donde hay recomendaciones para el sistema de riesgo y mas valores para la protección de Helmintos. Para el grupo hay un valor mas duro con respecto a Helmintos. Las técnicas recomendadas para el tratamiento del agua son técnicas mas costosas

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Tabla 39: Revisados valores de límites para la microbiología /6/

Grupo

Condiciones del uso

Personas en peligro

Técnica de irrigación

Helmintos (Aritmética medio No. Huevos por litre)

Coliformes fecales (geométrico medio No. Por 100 ml)

Tratamiento para cumplir los requisitos

A Irrigación de frutas del campo, que pueden comer crudo, campos de deportes, parques publicas

Trabajadores, Consumadores, publico

≤ 0,1 [≤1]a ≤ 1000 Serie de lagunas de estabilización con un diseño seguro con un almacén después para cumplir los valores requisitos o tratamiento secundario con una filtración y una planta de desinfección

B1 trabajadores

Instalaciones del goteo

≤ 1 Nada recomendación

Serie de lagunas de estabilización con un almacén después para cumplir los valores requisitos o tratamiento secundario con una filtración o lagunas de maduración

B2 como B1

Irrigación del surco y procedimientos similares

≤ 1 ≤ 105 Como A

B Irrigación de cereales, comida para animales, pastos, árboles

B3 Trabajadores y niños con una edad menos que 15 años que viven en las afueras

todos ≤ 0,1 [≤1]a ≤ 105 Como A

C Irrigación de áreas de grupo B en caso que no hay el riesgo del contacto de trabajadores o publico

Nadie Instalaciones del goteo

No aplicable No aplicable Pretratamiento dependiente del sistema de irrigación en un tanque de sedimentación

El uso de aguas residuales en cultivos sin restricción debe cumplir con las exigencias de calidad adoptadas en cada país. Como referencia se pueden utilizar las directrices sanitarias de la OMS. Sin embargo, es necesario tomar algunas medidas adicionales para resguardar a los trabajadores del campo y a quienes manejan las cosechas.

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Los cultivos pueden agruparse en tres categorías de acuerdo con el grado de medidas que protegen a la salud. El cumplimiento exclusivo de la remoción de helmintos sería un grado de tratamiento parcial suficiente para proteger a los trabajadores del campo en la mayoría de los casos y sería menos costoso. La restricción de cultivos es factible y más fácil en las siguientes situaciones: - En una sociedad donde las leyes se cumplen cabalmente. - Donde existe un organismo público que controla la distribución de las aguas

residuales y lodos, y tiene autoridad legal para exigir la restricción de cultivos. - Donde existe un organismo público que controla la calidad de los efluentes de las

plantas de tratamiento de aguas residuales y lodos. - Donde los proyectos de riego obedecen a una firme gestión central. - Donde hay una demanda adecuada de los cultivos autorizados por la restricción y

éstos se venden a un precio razonable. - Donde existe una escasa presión del mercado en favor de los cultivos excluidos. Donde no prevalezcan estas circunstancias, será difícil imponer programas de restricción de cultivos. Reducir los riesgos sanitarios mediante la restricción de cultivos no es tan sencillo en el caso del uso de excretas y aguas residuales con fines acuícolas como sucede en la agricultura. La mayoría de las macrofitas acuáticas cultivadas y algunos peces se ingieren crudos, especialmente en Asia. Por ello, prescindir de excretas y aguas residuales para cultivos que se consumen crudos, en la práctica supondría la desaparición de procedimientos acuícolas tradicionales. Una solución podría ser introducir en estas zonas peces que no se comen crudos (por ejemplo, tilapia), pero aun así probablemente sería difícil evitar por completo procedimientos habituales que se aplican en la acuicultura de subsistencia. Afortunadamente, en América Latina no se tiene referencia de uso de excretas o aguas residuales sin tratar en las prácticas acuícolas.

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Tabla 40: US-EPA/USAID Guidelines for agricultural reuse of wastewater (1992)

Tipos de uso Tratamiento Requisitos con respecto a la calidad del agua

Requisitos con respecto al monitoreo

Uso en agricultura Irrigación por todos tipos de frutas

Secundario Filtración Desinfección

= 10 mg DBO/l no fecales 1 mgCl2 residual

DBO por semana Fecales por día Cl2 - continuamente

Uso en agricultura Irrigación por huertos frutales y viñas

Secundario Desinfección

≤30 mg DBO/l ≤30 mg SS/l ≤ 200 fecales coli /100 ml 1 mgCl2 residual

DBO por semana SS por día Fecales por día Cl2 - continuamente

Uso en agricultura Pastos por animales que producen leche, algodón etc. y frutas para siembra

Secundario Desinfección

≤30 mg DBO/l ≤30 mg SS/l ≤ 200 fecales coli /100 ml 1 mgCl2 residual

DBO por semana SS por día Fecales por día Cl2 - continuamente

Uso urbano Todos los tipos de irrigación (canchas de golf, parques, cementerios)

Secundario Filtración Desinfección

≤30 mg DBO/l ≤30 mg SS/l no fecales coli 1 mgCl2 residual

DBO por semana Fecales por día Cl2 - continuamente

Tabla 41: Mexican Standard governing wastewater reuse in agriculture (NOM-001-ECOL-1996)

Irrigación FC/100 ml (MPN) Helmintos /l Con restricciones 1000m – 2000d ≤ 5 Sin restricciones 1000m – 2000d ≤ 1

M – por mes d – por día MPN - most probable number ( el número más probable) Sin restricciones significa: todas las frutas del campo excepto lechuga y verduras que se comen crudas

9.4.2. Parámetros químicos

9.4.2.1. Generales Pero también materias químicas (elementos trazas) pueden ser dañinos para el reuso de agua. Los elementos trazas pueden tornarse tóxicos para las plantas y los animales que consumen el cultivo a concentraciones relativamente altas. La tabla de abajo muestra valores límites. En caso que los valores reales son más bajas que estos valores, no existe un riesgo.

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Tabla 42: Componente Concentración máxima, mg/l a largo plazo en cualquier suelo de aguas residuales tratadas para aplicación sin restricción: Guía para concentraciones de elementos traza en efluentes /7 /

Materia Valor limite (mg/l) Aluminio 5.0 Arsénico 0.1 Berilio 0.1 Boro 0.75 Cadmio 0.01 Cromo 0.1 Cobalto 0.05 Cobre 0.2 Flúor 1.0 Hierro 5.0 Plomo 5.0 Litio 2.5 Manganeso 0.2 Molibdeno 0.01 Níquel 0.2 Selenio 0.02 Vanadio 0.1 Zinc 2.0

La Tabla 43 muestra límites permisibles para algunos contaminantes en México. Allí hay una distinción entre valores promedios mensuales y valores diarios.

Tabla 43: Límites permisibles para algunos contaminantes en México /11/ Parámetros

Uso en riego agrícola (mg/l)

Promedio mensual Promedio diario Arsénico 0,2 0,4 Cadmio 0,05 0,1 Cianuro 20 30 Cobre 4 60 Cromo 0,5 1,0 Mercurio 0,005 0,01 Niquel 2 4 plomo 5 10 Zinc 10 20 La influencia de otros parámetros químicos es descrita en la Tabla 44.

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Tabla 44: Compuestos químicos de tipo orgánico e inorgánico de importancia en el ruso del agua /8/ Compuesto

Parámetro que se mide

Compuesto Parámetro que se mide Efecto

Sólidos suspendidos

Sólidos suspendidos (SST, SSV y SSF)

Los contaminantes orgánicos, metales pesados se adsorben sobre las partículas. La materia suspendida protege a los microorganismos de los agentes desinfectantes. Cantidades excesivas de SS taponan los sistemas de irrigación.

Materia orgánica biodegradable

DBO, DQO, COT Problemas estéticos y negativos. La materia orgánica es alimento para los microorganismos, afecta negativamente los procesos de desinfección, hace al agua inadecuada para algunos usos industriales y otro tipo de usos. Consume oxígeno y puede causar efectos crónicos y agudos si el agua reciclada se usa para fines potables.

Nutrientes

Nitrógeno, fósforo y potasio

Estos elementos son nutrientes esenciales para el crecimiento de las plantas y su presencia revalora el agua para irrigación. Cuando el agua conteniendo éstos nutrientes se descarga a cuerpos receptores favorece el crecimiento indeseable de vida acuática. Cuando se aplica en exceso al suelo, el nitrógeno puede generar concentraciones elevadas como nitratos en el agua subterránea.

Orgánicos tóxicos

Compuestos específicos (pesticidas, hidrocarburos clorados)

Muchos de estos compuestos son recalcitrantes o difícilmente biodegradables y tóxicos al ambiente y su presencia en aguas tratadas puede limitar el uso de éstas

Concentración de iones hidrógeno

pH El pH del agua afecta los procesos de desinfección, coagulación, solubilidad de los metales y la alcalinidad de los suelos. El pH usual de las aguas residuales está entre 6.5 y 8.5, en aguas industriales estos valores pueden cambiar drásticamente.

Metales pesados

Elementos específicos (Cd, Zn, Ni , Cu, Cr , Pb y Hg)

Algunos metales pesados se acumulan en el ambiente y son tóxicos a plantas y animales.

Inorgánicos disueltos

Sólidos disueltos totales, conductividad eléctrica, elementos específicos (Na, Ca, Mg, Cl, B)

La salinidad excesiva puede dañar a las cosechas. Iones específicos como el sodio, los cloruros y el boro son tóxicos a algunas cosechas. El sodio puede afectar la permeabilidad de los suelos.

Cloro residual

Cloro libre o combinado

Concentraciones excesivas de cloro libre disponible ( > 0.05 mg/l)pueden afectar las hojas y dañar ciertos cultivos. La mayoría del cloro en las aguas residuales se encuentra en forma combinada que no daña a los cultivos.

9.4.2.2. Propuesta para determinar las concentraciones tolerables de tóxicos en aguas usadas para riego

La base de este análisis es una estimación de las cargas de una materia toxica, que llega en alimentos producidos en una región de referencia (Z), la estimación de la carga que consume un habitante promedio /9/. IDA es la ingestión diaria máxima admisible por persona del tóxico (t) .Significa la ingestión máxima admisible por las tres vías: agua, aire y alimentos, que puede ser dividida del siguiente modo.

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( 1) 1 2 3t t t tIDA IDA IDA IDAα α α= ⋅ + ⋅ + ⋅

Donde: α1 sería el porcentaje ingerido por agua, α2 por aire, α3 por alimentos. La concentración máxima tolerable del tóxico, t, que se llamaría Ct (expresada por ejemplo en g/m3) se establecería la siguiente expresión:

3t Zt

IDA PCCQ fα⋅ ⋅

=⋅

donde PC - es la población que consume los alimentos producidos en la zona Z, en un número de días de consumo correspondiente a cada temporada de producción:

( 2) Produccion (kg)

dias de consume consume/Hab. (kg/dia/Hab.)PC =

⋅

α3Z - es la fracción que puede adjudicarse a la ingestión del tóxico por alimentos, que corresponde a los provenientes de la zona Z. f - es la fracción que engloba las pérdidas del tóxico (t) desde la canalización hasta los productos consumidos de la zona Z. El valor de (f) debe ser obtenido analizando las pérdidas hidráulicas y del tóxico.

9.4.2.3. Riesgo de SAR El sodio puede tener un efecto adverso en la permeabilidad de suelos arcillos cuando la relación entre sodio, calcio y magnesio es alta. Este impacto adverso puede ocurrir cuando los iones de sodio tienden a deflocular la estructura de los suelos arcillos. A medida que las partículas arcillosas se floculan, forman una estructura con aspecto de placa, reduciéndose la permeabilidad. En caso que el valor de la siguiente ecuación en combinación con el valor de la conductividad cumple los requisitos de la Figura 37 (área blanca), no hay razones para una preocupación /10/.

( 3) 1 ( )2

NaSARCa Mg

=⋅ +

donde

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Na – mg/l · 0,044 Ca – mg/l · 0.050 Mg – mg/l ·0.082

A BC

BB

C

pequ

enia

pequ.

med

io

medio

gran

de

grandeMuygrande

Conductividad mS/m(25°C)10 25 75 225

Riesgo de daños por salinización

25

18

10

0

SAR

Rie

sgo

de d

años

por

sod

ium

10 2 3 4 5 6 7 8 9100 2 3 4 5

Figura 37: Físico químico calidad (SAR)

9.5. Contenido de nutrientes en las aguas residuales

Las materias más interesantes aparte del agua son nitrógeno, fósforo y potasio. (La Tabla 45) muestra contenidos de estos nutrientes en orina y heces. Muestra también cuanto de estos son necesarios para la producción de cereales. Significa que la orina y las heces de un habitante contiene suficientes nutrientes para la producción de mas o menos 250 kg cereales.

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Tabla 45: Calidad de los contenidos de aguas residuales orina 500 l/a

Heces 50 l/a

total Demandes por 250 kg cereales

Sustancia nutritiva

Kg / a Nitrógeno 4,0 0,5 4,5 5,6 Fósforo 0,4 0,2 0,6 0,7 Potasio 0,9 0,2 1,2 1,2

Perdido de amonio

Usar aguas residuales tratadas significa perdido de amonio

Abonos orgánicos tienen mas altas pérdidas de nitrógeno que abonos minerales Factores que favorecen pérdidas Alta humedad Fuerte viento Altas temperaturas

Las condiciones durante y después del uso son más importantes

En caso del uso del agua tratada (fluido) 50 %

En caso del uso como lodos 60 -70 %

En las 2 horas después del uso 60 %, el resto en 2 hasta 4 días

Condiciones favorables para el uso son

Aire frío Poco tiempo antes de la lluvia En la tarde /noche

Figura 38 muestra que no hay gran diferencias en la producción de frutas del campo en caso de uso de agua (fresco), aguas residuales crudas y aguas residuales tratadas.

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0 5 10 15 20 25

Trigo

Judía

Arroz

Papas

Algodón

produccion (to/(ha·a)

aguas residuales no tradadas aguas residuales sedimentadasaguas tratadas en ponds agua potable

Figura 38: Producción de frutas del campo (en India)

9.6. Tratamiento y uso sanitario de las aguas residuales

La próxima tabla muestra la potencia de eliminación en diferentes tipos de plantas. Significa que plantas con lagunas de estabilización tienen una potencia más alta, más que otros tipos, especialmente que plantas técnicas. Las lagunas de estabilización aseguran un alto grado de remoción de parásitos y bacterias, y adecuan las aguas residuales para su reuso en agricultura, siempre que sean diseñadas y operadas de acuerdo a criterios técnicos. Tabla 46: Potencia de eliminación en diferentes tipos de plantas

Eliminación (unidades logarítmicas) de Proceso de tratamiento Bacterias Helmintos Virus Quistes

Sedimentación primaria Sencilla con ayuda química

0-1 1-2

0-2 1-3

0-1 0-1

0-1 0-1

Lodo activado 0-2 0-2 0-1 0-1 Biofiltración 0-2 0-2 0-1 0-1 Laguna ventilada 1-2 1-3 1-2 0-1 Zanja de oxidación 1-2 0-2 1-2 0-1 Desinfección 2-6 0-1 0-4 0-3 Estanques de estabilización de desechos

1-6 1-3 1-4 1-4

Especialmente la purificación del agua en lagunas de estabilización con un tiempo de retención grande o la instalación de plantas para una desinfección pueden disminuir el riesgo eminente.

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Figura 39: Dosis de cloro en función del tiempo de contacto > de 2 h para remover Coliformes Fecales /11/

La figura arriba muestra la reducción de coliformes fecales en caso de la adicción de cloro para diferentes concentraciones de cloro y diferentes tiempos de detención en el reactor.

9.7. Control de la exposición humana El uso de aguas residuales y excretas en agricultura puede constituir un riesgo para los siguientes grupos de personas: - agricultores y sus familias; - personas que manejan los productos cultivados, - consumidores (de productos cultivados, carne y leche), - personas que viven cerca de los campos de cultivo. Para controlar la exposición se emplean diversos métodos, cuya finalidad es evitar el contacto directo con los agentes patógenos o impedir la aparición de enfermedades una vez realizado el contacto. Los agricultores y personas que manejan los cultivos deben adoptar las siguientes medidas preventivas: usar ropa protectora, cumplir estrictas prácticas de higiene, vacunarse contra determinadas infecciones y adoptar la quimioterapia como medida paliativa provisional para evitar la infección. Otras medidas de protección de la salud incluyen la provisión de establecimientos médicos para tratar las enfermedades diarreicas, la quimioterapia regular para tratar las infecciones infantiles por nematodos y el control de la anemia. En los programas de aprovechamiento de aguas residuales en agricultura y acuicultura, los riesgos para los consumidores se reducen mediante la cocción de los alimentos, la observación estricta de normas de higiene con relación a la limpieza de los alimentos y el control de las condiciones de manipulación de los productos, desde el momento de su cosecha y transporte hasta el expendio en los mercados. La población debe estar bien informada sobre la ubicación de los campos que emplean aguas residuales sin tratar, a fin de evitar el consumo directo de los productos que generan.

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Se debe tener especial cuidado para que los trabajadores, residentes y visitantes no utilicen aguas residuales para beber. Por tanto, el suministro de agua potable es una medida indispensable de control de la exposición. Todos los canales, tubos y salidas de aguas residuales deben marcarse como tales. En el caso de la acuicultura existen cuatro grupos de población que pueden correr riesgo por el uso de aguas residuales: - los trabajadores de los estanques acuícolas, - los manipuladores de peces y macrofitas, - los consumidores de peces y macrofitas, - los que viven cerca de los estanques acuícolas fertilizados con aguas residuales. Muchas personas pertenecerán a más de uno de estos grupos y por ello corren doble riesgo. Los trabajadores de los estanques acuícolas corren un alto riesgo de adquirir infecciones parasitarias. En los sistemas de acuicultura, la mejor forma de controlar la esquistosomiasis es mediante el tratamiento de las aguas residuales y el control de los caracoles. Es necesario informar a la población local cuáles son los estanques que se han fertilizado con desechos. Sin embargo, es probable que los residentes de zonas sin abastecimiento de agua o saneamiento adecuados empleen los estanques acuícolas para el baño y otros fines. Por ello, los servicios de abastecimiento de agua y saneamiento también son importantes para el control de la exposición humana. Los manipuladores de productos agrícolas corren menor riesgo y pueden combatir su exposición utilizando guantes y adoptando adecuadas prácticas de higiene personal. Los intentos de modificar preferencias tradicionales de consumo de productos acuícolas crudos, no necesariamente tendrán éxito. La mejor protección para los consumidores será el tratamiento adecuado de las aguas residuales antes de su aplicación.

9.8. Técnicas de uso de aguas residuales El agua de riego puede aplicarse al terreno por inundación, mediante surcos, por aspersión, por riego del subsuelo, o por riego localizado o goteo. Las ventajas y los inconvenientes de la aplicación de cada método cuando se emplean aguas residuales se muestran en la Tabla 47. Si el agua residual tratada se ajusta a la calidad recomendada por las directrices de la OMS , se puede usar cualquiera de los cinco métodos; la elección de uno u otro estará basada en el respectivo análisis técnico-económico. Si el agua no cumple con los requisitos de calidad y se desea regar cultivos de la categoría B, no debe utilizarse riego por aspersión (excepto para cultivos de pastos o forrajes) ni riego por inundación. El riego del subsuelo y el localizado pueden ofrecer el máximo

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grado de protección para la salud y aumentar la productividad de los cultivos. Sin embargo, este sistema resulta más costoso y aún no se ha empleado en gran escala con aguas residuales. Tabla 47: Factores que afectan la elección del método de riego y medidas necesarias cuando se emplean aguas residuales (Fuente: Mara, D.; Cairncross, S. 1990)

Método de riego

Factores que afectan la elección

Medidas especiales para aguas residuales

Riego por inundación Costo mínimo, no se requiere nivelación del terreno

Protección completa para los trabajadores del campo, para los que manipulan las cosechas y para los consumidores.

Riego mediante surcos Costo reducido, puede ser necesaria la nivelación del terreno

Protección para los trabajadores del campo y tal vez para los manipuladores de las cosechas y los consumidores.

Riego por aspersores Aprovechamiento medio del agua; no se requiere nivelar el terreno

No deben cultivarse algunos productos de la categoría B, sobre todo árboles frutales. Distancia mínima de 50 a 100 m respecto a viviendas y caminos. No deben emplearse residuos anaerobios debido a los malos olores.

Riego subterráneo y localizado

Costo elevado, gran aprovechamiento de agua, cosechas más productivas

Filtración para evitar la obstrucción de los emisores.

9.9. Conclusiones y Recomendaciones La probabilidad de presencia de indicadores de contaminación fecal y parásitos en los productos agrícolas de consumo humano, está relacionada directamente con la calidad microbiológica del agua de irrigación. La calidad del agua residual no es el único factor que influye en la calidad microbiológica de los productos agrícolas sino que además deben considerarse la falta de saneamiento básico en el lugar, hábitos de higiene, costumbres de siembra, manipulación durante la cosecha, etc. Además de la contaminación a los productos agrícolas por el riego con aguas residuales, se ha encontrado un incremento adicional de micoorganismos, la etapa que media entre la cosecha y su comercialización en los mercados. Y si se considera la calidad sanitaria de los productos agrícolas que se expenden en los mercados, que es sólo influenciada por el agua empleada en su riego, equivale a productos irrigados con aguas residuales crudas. Los suelos arcillosos o menos arenosos favorecen la evolución, desarrollo y supervivencia de huevos de helmintos.

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El período de tiempo que media entre el último riego y la cosecha, favorece la obtención de productos agrícolas de mejor calidad bacteriológica. Los parásitos por tener mayor tiempo de supervivencia no pueden ser incluidos en esta conclusión. Se ha determinado la existencia de una relación directa entre la calificación sanitaria (E. coli + Salmonella) y los Coliformes fecales en productos agrícolas que permite simplificar las actividades del programa de vigilancia. El efluente de la planta en del distrito, será apta para con respecto a criterios como coliformes (se tiene una planta de desinfección). No es seguro como es la situación con respecto a Helmintos. Faltan mediciones. También hay que examinar el criterio de SAR. Los sectores o entidades responsables deben registrar y controlar la calidad de las aguas residuales y de los productos agrícolas. El programa de vigilancia y control debe ser integral, involucrando desde el tratamiento de las aguas residuales, cultivo, cosecha, transporte y comercialización de los productos agrícolas. La autorización para el uso de aguas residuales debe estar precedida por la educación de los agricultores en aspectos de necesidad de abastecimiento de agua potable, disposición de excretas en forma adecuada y prácticas agrícolas que contribuyan a la disminución del riesgo de contaminación. Los programas de reuso deben ir acompañados de un programa permanente de monitoreo epidemiológico que, previo diagnóstico mediante indicadores, permitan conocer que el riesgo del reuso se mantiene controlado dentro de ciertos rangos aceptables. A fin de establecer un programa de vigilancia, control y tratamiento adecuado, de acuerdo a cada uno de los factores de riesgo que inciden en la calidad sanitaria de las verduras y de la población expuesta, se recomienda efectuar ESTUDIOS EPIDEMIOLOGICOS dirigidos a evaluar el impacto real de cada uno de los diferentes factores que afectan la calidad sanitaria de los productos. Con la finalidad de determinar los mecanismos que conllevan a incrementar el contenido microbiológico de los productos agrícolas en la etapa de comercialización, es recomendable realizar un estudio que permita identificar los puntos críticos de la ruta de comercialización donde se produce la contaminación microbiológica y las causas del deterioro de su calidad microbiológica.

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ANEXO:

A ) Metodología de muestreo y preservación de muestras

Toma de muestras

El objetivo de un muestreo es el de recoger una cierta cantidad de muestras de tal

manera que su volumen sea el mínimo posible pero que sí sean representativas de la

concentración real de la sustancia o material por analizar, no debe ofrecer problema en

el transporte ni en la manipulación. En ese sentido se debe observar las siguientes

indicaciones importantes:

− Evitar cambios significativos en su composición durante el transporte (tiempo)

− Selección de los sitios representativos de toma de las muestras

− Elegir una cantidad y un volumen adecuados

Para la toma de muestras hay que observar

− Muy importante para la calidad del resultado para evitar errores

− Muy importante para la calidad del resultado es la elección del sitio o punto

Evitar zonas muertas

Evitar zonas muy turbulentas (perdida de componentes volátiles y

presencia de vapores tóxicos).

Evitar paredes o el fondo

− Se recomienda elegir zonas más representativas, que se encuentran en el centro

geométrico del canal, normalmente a una profundidad mínima de 15 cm.

− Es importante definir exactamente los puntos estándar de toma mediante una

descripción detallada y a notar estos (para otras personas)

Con respecto a la cantidad y el volumen de las muestras hay que observar:

− Se define de acuerdo a un aforo del sitio de muestreo, contando con datos de

área, profundidad y velocidad de flujo.

− Hay que distinguir entre

Muestras simples (de pico)

Muestras compuestas

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El tipo de la muestra depende del objetivo. Para determinar cargas (DBO, DQO) es

importante tomar muestras compuestas.

Muestras compuestas

Son necesarias para determinar una concentración promedio o una carga bajo la

siguiente relación:

( 4) carga = concentracion caudalkg (DBO)/d = mg (DBO)/l l/s 0,0864

⋅⋅ ⋅

En la Figura 40 se muestra una distribución típica del caudal, de la carga de DBO y de

la concentración del DBO para una planta grande de tratamiento. En caso de la toma de

una muestra puntual, la intención de calcular la carga del día solamente con esta

concentración y el caudal, implica obtener valores grandes de error.

Concentracion mg/l

caudal l/s

carga g/sec

0

50

100

150

200

250

300

350

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24Zeit

Valo

res

Concentracion mg/l caudal l/s carga g/sec Figura 40: Relación carga y concentración (Carga = caudal · concentración)

El siguiente ejemplo debe aclarar la sistemática de un cálculo correcto de la carga. La

Tabla 48 muestra la carga, la concentración y el caudal de una planta de muestreo. No

es permitido tener una muestra de la concentración y multiplicar con el caudal

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promedio, es necesario ponderar las diferentes concentraciones con el valor del caudal y

producir concentraciones “representativas” como se realiza en la Tabla 50.

Tabla 48: Ejemplo para el cálculo de la carga, datos básicos

Hora Concentración mg DBO/l

Caudal l/s

Carga g/s

0 200 100 20 4 180 120 21,6 8 200 200 40

12 250 190 47,5 16 300 160 48 20 250 130 32,5 24 200 100 20

Tabla 49: Ejemplo para el cálculo de la carga, ponderación

Hora Concentraciòn mg DBO/l

Caudal l/s

Valor Ponderado · 150

0 200 100 = 150 · 0,67 4 180 120 = 150 · 0,80 8 200 200 = 150 ·1,33

12 250 190 = 150 · 1,27 16 300 160 = 150 · 1,07 20 250 130 = 150 · 0,87 Promedio caudal = 150 l/s

Tabla 50: Ejemplo para el cálculo de la carga, concentración representativa

Muestra Concentracion mg DBO /l

Valor de ponderacion

Conc. repr. mg/l

0 1 200 0,67 133,33 4 2 180 0,80 144,00 8 3 200 1,33 266,67

12 4 250 1,27 316,67 16 5 300 1,07 320,00 20 6 250 0,87 216,67

Después es posible determinar la carga del día con:

( 5) carga = (133,33+144+266,67+316,67+320+216,67) / 6 150 = 209 g/s⋅∑

( 6) carga = 209 g/s 3600 24 / 1000 = 18.057 kg/d⋅ ⋅

Normalmente es más barato analizar solamente una muestra mezclada. En este caso se

deben ponderar los volúmenes de las muestras análogamente.

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B ) Política de seguridad y salud para el personal y visitantes

Las políticas de seguridad y salud estén legisladas en el Código Sanitario Nacional, el

mismo en vigencia para la planta y obras similares en la que establece los principios

sobre las políticas generales de seguridad y salud para el trabajador. En el presente

acápite se ha visto necesario establecer los procedimientos de seguridad y emergencia

para los sitios especificados de trabajo, nombrados y descritos en este Manual, de

manera que éstos sigan las disposiciones generales y el reglamento interno de seguridad

e higiene vigentes en El Alto.

Peligros

Diseño dela planta

Incidenciasfìsicas, biològicas,

quimicas

Organizaciondel trabajo

Calificacioninsuficiente del

equipo

Dispositivospara eltrabajo

Figura 41: Peligros para el trabajo

A continuación se resumen algunas de las normas básicas de seguridad y salud más

relevantes a ser aplicadas por el personal de operación de la Planta y los eventuales

visitantes:

Higiene

− Debe lavarse las manos antes de beber o comer, y antes de fumar.

− El personal debe prestar estricta atención a su higiene personal. Por ejemplo

debe mantener sus uñas limpias y cortas para evitar transmitir enfermedades.

− Uniformes de trabajo, cascos, guantes deben permanecer en el sitio del trabajo

− Las herramientas para la remoción de desbastes deben lavarse antes de guardar

− Cortadas, rasguños y quemaduras deben lavarse y desinfectarse inmediatamente.

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− El personal de la planta debe someterse a exámenes médicos periódicos.

Peligro de contacto eléctrico

− EI personal debe cuidar que sus manos, uniformes y botas estén secas cuando

estén trabajando cerca de los tableros de comando eléctrico, posiblemente usar -

herramientas aislantes.

Peligro de Gases, falta de oxigeno

− Antes de bajar en una tubería o en una camara de inspección o el tanque Imhoff

es necesario ventilarla y medir antes la concentración de gases

o H2S

o CH4

o O2

o gases explosivos

− El abrir las tapas de cámaras de inspección puede requerir más tiempo cuando el

aire en la tubería sea mas frío que el aire del exterior

− La aireación es suficiente en caso que:

o La parte del oxigeno es mayor al 19 %

o La concentración de gases explosivos es menor a 10 % del límite de

explosión

− En caso que aireación artificial

o es suficiente en tuberías con un diámetro de 1 m2 por 600 m3/h

o es necesario por otras construcciones, el caso de un cambio del aire 6 hasta

8 veces por hora

− Uno de los gases más peligrosos es H2S. Sus incidencias se pueden encontrar en

Tabla 51

Tabla 51: Incidencias de H2S

Concentración de H2S en aire Síntoma/efecto 1 Vol. -°/oo (10.000 ppm) Mortal en pocos segundos (asfixia, inconsciencia enseguida) 0,1 Vol.- °/oo (1.000 ppm) Convulsiones, Inconsciencia, peligro de muerte, no olores 100 ppm ojos rojos y afección de las vías respiratorias, ataques de tos 1 – 10 ppm Desagradable y molesta sensación de olor 0,1 – 1 ppm Olor significante Mas o menos 0,1 ppm Umbral del olor

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Otros gases de importancia son gases de digestión. Sus incidencias se pueden encontrar en Tabla 52. Tabla 52: Gases de Digestion

Componentes Habilidades físicas

Unidad CH4 CO2 H2 H2S

Mezcla

Partes del Volumen

% 55-70 27-44 <1 <3 100

Energía (Hu)

MJ/m3 35,8 - 10,8 22,8 21,5

Concentración peligrosa

Vol.- % del aire

5-15 - 4-80 4-45 6-12

Temperatura de encendido

°C 595 - 585 - 700

Densidad g/l 0,72 1,98 0,09 1,54 1,2

Peligro de explosión

− En caso que haya seguridad de no tener una atmósfera explosiva

o No es permitido realizar trabajos con el peligro de chispas

o No es permitido de instalar dispositivos que puedan producir chispas

Peligro de caídas

− Hay por accidentes por inspecciones en los ambientes de los equipos de la planta

sin luz

− Es necesario cerrar todas las aberturas con tapas

Equipos de protección necesarios

− Para la protección de las vías respiratorias (mascarillas).

− Para la protección de los ojos (gafas o pantalla facial).

− Los guantes y el pantalón tipo pescador, guantes de goma o neopreno para

protección de los manos

− La iluminación en caso de ser necesaria.

− Casco de seguridad para los trabajos que requieran

− Ropa de trabajo ajustada al cuerpo sin salientes o bolsillos susceptibles de ser

enganchados

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− Calzados de seguridad contra riesgos mecánicos, Calzados de seguridad

antihumedad con suela antideslizante

− Cinturón de seguridad para trabajas en la altura (normalmente no necesario en la

planta)

− Protectores auditivos si se sobrepasan los 80 dBA (normalmente no necesario en

la planta)

− Impermeable en caso necesario

Equipo de emergencia

El siguiente equipo es necesario para la operación

− Equipo con macera y botella con oxígeno para aspiración

− Cuerdas para asegurar en caso de subir en espacios

− Linterna con Ex-protección (contra explosiones)

− Extintor de incendios

Reglas principales para la operación

− Como norma general nunca se debe intentar realizar un trabajo si no se dispone

o de ayuda, o de las herramientas apropiadas o o del equipo de seguridad necesario.

− Todas las zonas (de paso y permanencia) del personal se mantendrán limpias,

exentas de agua o sustancias grasientas u oleicas, realizando la limpieza

oportuna cuantas veces sea necesario

− La abertura de las trapas de acceso no se realizará NUNCA con las manos, sino

que se usará siempre una herramienta adecuada (un pico con la punta en gancho

o una herramienta específica para esta labor).

− Una vez retirada la tapa se dejará en posición horizontal sobre el suelo y por lo

menos a 1 m del pozo para disponer de espacio suficiente para trabajar.

− Antes de acceder al espacio confinado

o Siempre que sea posible se abrirán las tapas de pozos anteriores y

posteriores, circunstancia que se señalizará adecuadamente, para

favorecer la ventilación.

de 99


o La correcta ventilación, tanto antes como durante la realización de los

trabajos, es una de las medidas preventivas fundamentales para asegurar

la inocuidad de la atmósfera interior.

o Control previo de la atmósfera del espacio confinado.

o NUNCA se entrará en un pozo sin antes haber comprobado si hay gases

explosivos, tóxicos o deficiencia de oxígeno.

o Además, las mediciones se realizarán de manera continua mientras se

realicen los trabajos.

− Antes del trabajo siempre examinar los Equipos de protección

o Detector de gases:

comprobación de la carga de la batería,

período de servicio y

estado aparente.

o Equipo de respiración autónomo:

presión,

periodo de servicio y

estado aparente.

− Las mediciones previas de gases deben efectuarse desde el exterior o desde una

zona segura.

− En el caso de que no pueda alcanzarse desde el exterior la totalidad del espacio,

se deberá ir avanzando paulatinamente y con las medidas preventivas necesarias

desde zonas totalmente controladas.

− Para llevar a término las mediciones previas (O2, H2S, CO y exposímetro) se

introducirá el detector a diferentes niveles en función de la estructura del espacio

confinado.

− Estos espacios peligrosos son especialmente

o Tuberías

o Tanque Imhoff

o Casas (tamices, bombas)

o Cámaras de inspección

de 99


− Para acceder al espacio confinado deben bajarse las herramientas y el equipo al

interior del pozo por medio de un cesto o cubo. No se tirarán al interior para que

los coja el operario que está dentro, ni las bajará él mismo en una mano.

− En caso de no poder evacuar el pozo se hará uso de los equipos de respiración

autónomos (proporcionan suficiente autonomía para acometer dicha evacuación

con calma). Únicamente en el caso de que la alarma no fuese por atmósfera

explosiva se podrán finalizar los trabajos siempre que fuese del todo

imprescindible su realización, usando los equipos de respiración autónoma

− Toda plataforma de trabajo o punto de inspección dispondrá la protección

colectiva mediante barandilla de, como mínimo, 90 cm de altura y con una barra

intermedia que impida deslizarse por debajo de ella

− Los trabajos de inspección, reparación o mantenimiento, se ejecutarán desde una

plataforma protegida con barandilla.

− Si forzosamente hubiera que ejecutar algún trabajo desde afuera de una

plataforma protegida, se utilizará para ello protección personal contra caídas

(cinturón de seguridad convenientemente amarrado a un punto resistente).

− Se utilizarán escaleras de mano en buen estado y provistas de zapatas

antideslizantes, el personal conocerá las normas básicas de utilización de las

escaleras de mano

− Todos los pisos (rejillas) estarán permanentemente colocados y sujetos. Cuando

para la ejecución del trabajo sea imprescindible levantar pisos de este tipo, se

avisará del riesgo mediante la señalización adecuada.

− Se evitará el paso del personal por la coronación de muros

− El personal que realice el enganche y estibado conocerá estas normas para evitar

el desenganche y caída de cargas en movimiento.

− No situarse en el borde de los pozos y, si fuera inevitable, hacerlo amarrado con

cinturón de seguridad.

− No depositar herramientas u otros objetos en el borde de los pozos.

− Para descender herramientas o materiales al fondo del pozo, utilizar un

recipiente adecuado, que será bajado mediante cuerda. Si el peso fuera elevado,

se utilizará guinche o similar perfectamente anclado.

− El izado de materiales se realizará por el mismo sistema que el descenso.

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− Si el pozo tiene escalera de patas o medio similar de acceso, se comprobará su

estado, por si la acción de la corrosión le hubiera menguado resistencia.

− Antes de efectuar descenso de personal se iluminará la mayor parte o en su

totalidad, si fuera posible, el contenido del pozo.

− Se evitará mediante el empleo de protección personal idónea el contacto de la

piel con fangos o aguas sucias.

− Mientras se realice el izado o descenso de bombas sumergidas no permanecerá

persona alguna en el interior del pozo.

− Antes de entrar a un pozo se comprobará la existencia de gases tóxicos o

asfixiantes producidos al remover el fango.

− También se comprobará el porcentaje de oxígeno del aire en el fondo del pozo.

− Si el contenido de O2 es menor del 18% en volumen se utilizará equipo

autónomo de respiración.

− Antes de su empleo, se revisará el estado de los medios de elevación cuya

utilización se haya previsto.

− Las comprobaciones y mediciones de gases y O2 las realizará personal que

conozca el funcionamiento de los aparatos de detección y medición de gases.

− Antes del inicio de trabajos en pozos, se garantizará la imposibilidad de llegada

de fluido a los mismos, mediante el cierre de válvulas con enclavamiento para

evitar su apertura involuntaria.

− El mismo método se seguirá con los interruptores que garanticen la desconexión

eléctrica de bombas sumergidas.

Instrucciones necesarias en la planta

Las siguientes instrucciones parecen necesarias para la operación

− Manuales, también de las máquinas

− Nombramiento de un responsable para el control de trabajos peligrosos (jefe de

la planta)

− Instrucciones para casos peligrosos y perturbaciones

− Programa para casos de emergencia

− Medidas de primeros auxilios

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Evaluación de riesgos

Es recomendable hacer un análisis de todos los puestos de trabajo de la planta con

respecto a riesgos y elaborar estrategias para disminuir los riesgos y formular

instrucciones en forma escrita.

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Ingenieria de aguas residuales Mc Graw Hill, ISBN 84-481-1612-7

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RIEGO AGRÍCOLA CON AGUA RESIDUAL Y SUS IMPLICACIONES EN LA SALUD. CASO PRÁCTICO Instituto de Ingeniería, Grupo de Tratamiento y Reúso UNAM. Circuito Escolar S/N, Apdo. Postal 70-472, Coyoacán, C.P. 04510, México D.F. Teléfono 56 22 33 44 Fax 56 22 34 33 Congreso interamericano de Ingeniería Sanitaria z ambiental México , 2002

manual dis7 - el alto

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