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Pamplona Centro de Educación Virtual y a Distancia

Programas de Educación a Distancia

Ciro Antonio Flórez Casas Héctor Uriel Rivera Alarcón

Robert Arnulfo Jaimes Portilla

Formando Colombianos de Bien

Álvaro González Joves Rector

María Eugenia Velazco Espitia Decana Facultad de Estudios Avanzados, Virtuales, a Distancia y Semiescolrarizados

Luis Armando Portilla Granados Director Centro de Educación Virtual y a Distancia

Universidad de

Manejo de Residuos Sólidos y Líquidos

Tabla de Contenido Presentación Introducción Horizontes UNIDAD 1:Manejo de Residuos Sólidos

Descripción Temática Horizontes Núcleos Temáticos y Problemáticos Proceso de Información 1.1 PANORAMA DE LA GESTIÓN INTEGRAL DE RESIDUOS SÓLIDOS 1.2 ORIGEN Y CLASIFICACIÓN DE LOS RESIDUOS SÓLIDOS

1.2.1 Los Sectores Productivos Colombianos y los Residuos Sólidos 1.2.2 Residuos Sólidos y su Fuente Generadora o Productora 1.2.3 Residuos Sólidos y sus Características

1.3 GESTIÓN DE LOS RESIDUOS 1.3.1 Elementos de la Gestión de Residuos Sólidos 1.3.2 Orden Jerárquico de la Gestión de Residuos Sólidos

1.4 PRÁCTICAS MÁS USUALES PARA LA DISPOSICIÓN FINAL DE LOS RESIDUOS SÓLIDOS 1.4.1 Incineración 1.4.2 Compostaje 1.4.3 Relleno Sanitario 1.4.4 Rellenos de Seguridad 1.4.5 Impactos Generados Sobre el Ambiente

1.5 LEGISLACIÓN SOBRE RESIDUOS SÓLIDOS 1.5.1 Decreto 2104 de 1983. Ministerio de Salud 1.5.2 Ley 142 de julio 11 de 1994 1.5.3 Decreto 605 del 27 de marzo de 1996. Ministerio de

Desarrollo Económico 1.5.4 Ley 430 de 1998 1.5.5 Resolución 2309 de 1986. Ministerio de Salud 1.5.6 Resolución 189 del 15 de Julio de 1994. Ministerio del Medio

Ambiente 1.5.7 Resolución 11 de 1996. Ministerio del Medio Ambiente 1.5.8 Resolución 541 del 14 de Diciembre de 1994. Ministerio del

Medio Ambiente

Proceso de comprensión y Análisis Solución de Problemas Síntesis creativa y Argumentativa Evaluación Repaso Significativo Bibliografía Sugerida

UNIDAD 2: Manejo de Aguas Residuales

Descripción Temática Horizontes Núcleos Temáticos y Problemáticos Proceso de Información 2.1 HISTORIA DEL TRATAMIENTO DE LAS AGUAS RESIDUALES 2.2 CARACTERIZACIÓN DE LAS AGUAS RESIDUALES

2.2.1 Fuentes de Aguas Residuales 2.2.2 Características de las Aguas Residuales

2.3 LAS AGUAS RESIDUALES Y SUS EFECTOS CONTAMINANTES 2.4 CARACTERÍSTICAS DE IMPORTANCIA EN AGUAS RESIDUALES 2.5 TRANSPORTE DE LAS AGUAS RESIDUALES 2.6 PRINCIPIOS DEL TRATAMIENTO BIOLÓGICO DE LAS AGUAS

RESIDUALES 2.6.1 Oxidación Biológica 2.6.2 Proceso Aerobio 2.6.3 Proceso Anaerobio 2.6.4 Aspectos Comparativos 2.6.5 Proceso Anoxico 2.6.6 Consideraciones Ambientales

2.7 PROCESOS DE TRATAMIENTO DE LAS AGUAS RESIDUALES 2.7.1 Pretratamiento 2.7.2 Tratamiento Primario 2.7.3 Tratamiento Secundario 2.7.4 Tratamiento Terciario o Avanzado 2.7.5 Procesos Térmicos 2.7.6 Tratamientos y Disposición Final de Lodos 2.7.7 Vertido del Líquido

2.8 LEGISLACIÓN SOBRE AGUAS RESIDUALES 2.8.1 Constitución Política de Colombia de 1991 2.8.2 Decreto 2811 de 1974 y el Decreto 1541 de 1978 2.8.3 Decreto 1594 de 1984 2.8.4 Decreto 901 de 1997 2.8.5 La ley 09 de 1979

2.8.6 La Ley 99 de 1993 2.8.7 La Ley 373 de 1997

Proceso de comprensión y Análisis Solución de Problemas Síntesis creativa y Argumentativa Evaluación Repaso Significativo Bibliografía Sugerida

ANEXO: Glosario BIBLIOGRAFÍA GENERAL

Manejo de los Residuos Sólidos y Líquidos

UNIVERSIDAD DE PAMPLONA Centro de Educación Virtual y a Distancia

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Presentación La educación superior se ha convertido hoy día en prioridad para el gobierno Nacional y para las universidades públicas, brindando oportunidades de superación y desarrollo personal y social, sin que la población tenga que abandonar su región para merecer de este servicio educativo; prueba de ello es el espíritu de las actuales políticas educativas que se refleja en el proyecto de decreto Estándares de Calidad en Programas Académicos de Educación Superior a Distancia de la Presidencia de la República, el cual define: “Que la Educación Superior a Distancia es aquella que se caracteriza por diseñar ambientes de aprendizaje en los cuales se hace uso de mediaciones pedagógicas que permiten crear una ruptura espacio temporal en las relaciones inmediatas entre la institución de Educación Superior y el estudiante, el profesor y el estudiante, y los estudiantes entre sí”. La Educación Superior a Distancia ofrece esta cobertura y oportunidad educativa ya que su modelo está pensado para satisfacer las necesidades de toda nuestra población, en especial de los sectores menos favorecidos y para quienes las oportunidades se ven disminuidas por su situación económica y social, con actividades flexibles acordes a las posibilidades de los estudiantes. La Universidad de Pamplona gestora de la educación y promotora de llevar servicios con calidad a las diferentes regiones, y el Centro de Educación Virtual y a Distancia de la Universidad de Pamplona, presentan los siguientes materiales de apoyo con los contenidos esperados para cada programa y les saluda como parte integral de nuestra comunidad universitaria e invita a su participación activa para trabajar en equipo en pro del aseguramiento de la calidad de la educación superior y el fortalecimiento permanente de nuestra Universidad, para contribuir colectivamente a la construcción del país que queremos; apuntando siempre hacia el cumplimiento de nuestra visión y misión como reza en el nuevo Estatuto Orgánico: Misión: Formar profesionales integrales que sean agentes generadores de cambios, promotores de la paz, la dignidad humana y el desarrollo nacional. Visión: La Universidad de Pamplona al finalizar la primera década del siglo XXI, deberá ser el primer centro de Educación Superior del Oriente Colombiano.

Luis Armando Portilla Granados. Director CEVDUP



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Introducción A medida que aumenta el poder del hombre sobre la naturaleza y aparecen nuevas necesidades como consecuencia de la vida en sociedad, el medio ambiente que lo rodea se deteriora cada vez más. El comportamiento social del hombre, que lo condujo a comunicarse por medio del lenguaje, que posteriormente formó la cultura humana, le permitió diferenciarse de los demás seres vivos. Pero mientras ellos se adaptan al medio ambiente para sobrevivir, el hombre adapta y modifica ese mismo medio según sus necesidades. El progreso tecnológico, por una parte y el acelerado crecimiento demográfico, por la otra, producen la alteración del medio, llegando en algunos casos ha atentar contra el equilibrio biológico de la Tierra. No es que exista una incompatibilidad absoluta entre el desarrollo tecnológico, el avance de la civilización y el mantenimiento del equilibrio ecológico, pero es importante que el hombre sepa armonizarlos. Para ello es necesario que proteja los recursos renovables y no renovables y que tome conciencia de que la conservación del ambiente es fundamental para la vida sobre el planeta. La contaminación puede surgir a partir de ciertas manifestaciones de la naturaleza (fuentes naturales) o bien debido a los diferentes procesos productivos del hombre (fuentes antropogénicas) que conforman las actividades de la vida diaria. Las fuentes que generan contaminación de origen antropogénico más importantes son: industriales (frigoríficos, mataderos y curtiembres, actividad minera y petrolera, entre otros.), comerciales (envolturas y empaques, entre otros.), agrícolas (agroquímicos), domiciliarias (envases, pañales, restos de jardinería, y otros.) y fuentes móviles(gases de combustión de vehículos) entre otras. Como fuente de emisión se entiende el origen físico o geográfico donde se produce una liberación contaminante al ambiente, ya sea al aire, al agua o al suelo. Tradicionalmente el medio ambiente se ha dividido, para su estudio y su interpretación, en esos tres componentes que son: aire, agua y suelo; sin embargo, esta división es meramente teórica, ya que la mayoría de los contaminantes entre los que tenemos los residuos sólidos y las aguas residuales interactúan con más de uno de los elementos del ambiente. Las descargas directas de aguas residuales industriales y las aguas servidas domésticas sin previo tratamiento contaminan los cauces superficiales. También influyen las descargas



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difusas derivadas de actividades agrícolas o forestales, que llegan a las masas o corrientes de agua superficiales y/o subterráneas. En cuanto a los residuos sólidos, estos afectan en general y de forma horizontal a todas las actividades, personas y espacios, convirtiéndose en problema no sólo por lo que representa en términos de recursos abandonados sino por la creciente incapacidad para encontrar lugares que permitan su acomodo correcto desde un punto de vista ambiental. Esta incapacidad viene determinada no sólo por la excesiva cantidad de residuos que generamos sino por su extraordinaria peligrosidad en determinados casos: radiactivos, algunos organoclorados entre otros. Por lo anterior, el presente modulo esta conformado por dos unidades esenciales, como son el manejo de los residuos sólidos y el manejo de las aguas residuales. Para la elaboración del modulo se tomo como referencia la propuesta pedagógica de Felix Bustos Cobos que apoyada en los aportes de David Ausubel, Joseph D. Novak y Helen Hanesian sobre la base del aprendizaje significativo, cada unidad se desarrollara teniendo en cuenta los procesos de información, comprensión y análisis, solución de problemas, síntesis creativa y argumentativa, auto evaluación y de repaso significativo del capitulo, en correspondencia con las competencias que se describen y los cuales permitirán planificar estrategias pedagógicas de acuerdo a los ejes temáticos. Al final de cada unidad se proporcionan direcciones de paginas web relativas a las temáticas vistas, las cuales complementaran el repaso significativo. En la parte final del modulo se presentan las referencias bibliográficas que servirán al estudiante para profundizar en temas específicos.



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Horizontes • Desarrollar en los estudiantes, a través de las temáticas y la metodología de

aprendizaje planteada, actitudes y aptitudes que permitan aplicarlas en el medio en el cual interactúan, contribuyendo a mejorar la calidad de vida de sus comunidades.

• Identificar los diferentes procesos utilizados para el manejo de los residuos

sólidos y las aguas residuales, así como las ventajas y desventajas de los diferentes sistemas.

• Estimular la creatividad, el análisis y la reflexión a través de la temática del

manejo de los residuos sólidos y las aguas residuales, lo cual permitirá generar un conciencia ambiental de conservación del equilibrio ecológico del medio ambiente, especialmente del suelo y el agua.

• Analizar la problemática de los residuos sólidos y las aguas residuales en el

entorno en el cual se desenvuelven los estudiantes, y que puedan plantear desde su perfil profesional posibles soluciones.

• Conocer la legislación ambiental colombiana relacionada con los residuos

sólidos y las aguas residuales, y analizar los mecanismos de como poderla aplicar en el medio en el cual se desarrollan los estudiantes, de manera que puedan desde esta perspectiva contribuir a mejorar el medio ambiente de sus comunidades.



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UNIDAD 1: Manejo de Residuos Sólidos

Descripción Temática En su diario vivir todo grupo humano produce inevitablemente unos residuos que conocemos como basuras. Alrededor del 75% de las basuras que se recogen en el país son arrojadas o depositadas en forma inadecuada, bien sea en corrientes de agua (50%) o a campo abierto (25%), ocasionando deterioro al medio ambiente con serias implicaciones para la salud pública. La mala disposición de las basuras puede constituir ambientes propicios para la propagación de enfermedades como el cólera, la diarrea infantil, la fiebre tifoidea, la peste bubónica y el tifus muríno. Este deterioro en la salud pública tiene un impacto negativo sobre la población y la economía de las localidades y regiones afectadas, se puede desarrollar con facilidad en lugares donde hay basureros destapados con presencia de insectos y roedores, o donde se utiliza agua de ríos en la que se han arrojado basuras mezcladas con materias fecales. En los municipios colombianos con menos de 23.000 habitantes, los residuos están compuestos principalmente por material orgánico (60%) el resto se encuentra representado por materiales de fácil comercialización (35%) como vidrio, papel, plásticos, metales entre otros, el resto esta conformado por tierra, ceniza y otros no recuperables (5%), condición que agrava su impacto ambiental y sanitario cuando su manejo es inadecuado. Un gran porcentaje de los elementos que son arrojados a la basura tienen aún vida útil y pueden ser clasificados y reincorporados a los ciclos de producción. Es así como algunos municipios del país ya han desarrollado programas de reciclaje de basuras con resultados muy favorables en limpieza y sanidad, así como en la generación de empleo. Es responsabilidad de los municipios desarrollar un programa continuo de recolección y disposición sanitaria de los residuos que genera la comunidad. Los fundamentos conceptuales permitirán conducir al alumno a presentar alternativas de solución a los problemas detectados en cada entorno particular. Contribuyendo a superar la problemática del manejo inadecuado de los residuos



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sólidos, desarrollando y fortaleciendo programas educativos encaminados a dar un manejo y disposición adecuada de los residuos sólidos. Horizontes • Interiorizar el panorama de la gestión integral de residuos sólidos desde el

punto de vista internacional, nacional y regional. • Examinar la clasificación de los residuos sólidos de acuerdo a sus orígenes y

teniendo en cuenta las fuentes generadoras. • Analizar los elementos constitutivos de la gestión de los residuos sólidos y su

repercusión en los programas de manejo integral de residuos sólidos. • Explorar las practicas más usuales para la disposición final de los residuos

sólidos que contribuyen al mantenimiento de la calidad ambiental. • Conocer la legislación nacional que regula la generación y disposición de los

residuos sólidos en el territorio Colombiano Núcleos Temáticos y Problemáticos • Panorama de la Gestión Integral de Residuos Sólidos

• Clasificación de los Residuos Sólidos

• Gestión de los Residuos Sólidos

• Practicas más Usuales para la Disposición de los Residuos Sólidos

• Legislación sobre Residuos Sólidos Proceso de Información 1.1 PANORAMA DE LA GESTIÓN INTEGRAL DE RESIDUOS SÓLIDOS En las distintas actividades humanas, tanto domésticas como industriales, existe generación de residuos diversos que, a causa del volumen alcanzado y una eventual peligrosidad, deben ser manejados adecuadamente con el fin de minimizar su impacto ambiental. Para esto es imprescindible la caracterización de dichos residuos, no sólo con el fin de determinar la metodología apropiada para su

Manejo de los Residuos Sólidos y Liquidos


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disposición final, sino también para su evaluación como materias primas en otros procesos de producción o para la recuperación de productos de valor. En el campo de los residuos domésticos, las investigaciones se enfocan principalmente a los residuos sólidos. Se han realizado estudios a nivel piloto sobre la recuperación de sustancias para reciclaje, principalmente plástico y vidrio, mediante metodologías de separaciones mecánicas y neumáticas. Para la inertización de la fracción orgánica de los residuos domésticos, se han implementado procesos de compostaje. Finalmente, en torno al tema del adecuado manejo de vertederos, se estudia el tratamiento de los lixiviados producidos. Puesto que su naturaleza es diversa, el tema de los residuos industriales abarca múltiples temas de investigación. En primer lugar, se han abordado aspectos de gestión y manejo de residuos y sustancias peligrosas. En cuanto a los residuos industriales líquidos, el trabajo realizado ha sido el diseño y la implementación de sistemas de tratamiento apropiados, principalmente en procesos de importancia en la actividad industrial. El enfoque de las investigaciones llevadas a cabo en cuanto a residuos industriales sólidos ha sido encontrar usos alternativos para dichos materiales o fracciones de ellos, de manera de valorizar lo que de otra forma representa una pérdida. Por ejemplo, si el material en cuestión presenta características adecuadas, es factible su uso como combustible alternativo. Otro tipo de residuos puede ser utilizado en la fabricación de materiales de relleno y construcción, para lo cual se realizan los análisis y las transformaciones que aseguran su condición inerte. Finalmente, es posible obtener productos de química fina, inorgánicos u orgánicos, a partir de residuos o subproductos de variados procesos. Esto, si bien no contribuye a la solución del problema del volumen de residuos generado, aumenta la rentabilidad global del proceso productivo en estudio. Por ejemplo, se ha investigado la obtención de níquel y vanadio a partir de las cenizas de la planta Petropower, la producción de sulfato de aluminio a partir de catalizadores de zeolitas, la producción de quitina y quitosana a partir de caparazones de crustáceos y la obtención de extractos antioxidantes desde residuos de la industria vitivinícola. Uno de los mayores problemas que tiene la sociedad actual es precisamente la gestión de los residuos sólidos. La creciente producción de residuos domésticos e inertes compromete la disponibilidad de superficies de vertido suficientes en condiciones ambientales aceptables. Con el ritmo actual de incremento de la producción de los residuos domésticos o domiciliarios, todos los espacios disponibles para la disposición final actualmente funcionando, se colmarán en muy



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pocos años. No sólo este tipo de residuos presenta problemas de gestión, también existe el del inadecuado tratamiento de los residuos hospitalarios y de los residuos peligrosos de origen doméstico (pilas, baterías, medicamentos, etc) y en especial los de origen industrial. Es así como en 1998 la producción nacional de residuos, según el Ministerio del Medio Ambiente, se estimó en 22.000 toneladas diarias, de las cuales 13.000 toneladas son descargadas a cuerpos superficiales de agua o a botaderos a cielo abierto. Según dicho Ministerio, solamente el 9% de los municipios cuenta con adecuados sistemas de disposición final. La producción media por habitante y por día (Kg/hab/dia) se estima en 0.5 Kg/hab/dia y su variación se encuentra entre 1 Kg/hab/dia para las grandes ciudades y 0.2 Kg/hab/dia en los municipios pequeños y zonas rurales. La recuperación de los residuos generados se estima entre el 5% y el 7% del total. Por otra parte, el tratamiento de residuos traslada en ocasiones la contaminación de un medio a otro. Por ejemplo, la incineración de residuos sólidos produce gases, partículas y vapores que contaminarán el aire si no se realiza un adecuado tratamiento. El almacenamiento en vertederos, a su vez, puede producir diversos efectos sobre el aire y las aguas superficiales y subterráneas -como incendios y explosiones- si no existe una salida adecuada de los gases que emanan y una buena recogida y tratamiento de los lixiviados líquidos. Parece claro que una de las causas de la gestión inadecuada de los residuos sólidos urbanos, en los centros metropolitanos y en el resto de los municipios del país, obedece al desconocimiento y falta de planificación de la gestión en su manejo. La gestión de residuos sólidos urbanos -considerada en nuestro país dentro de la prestación de servicios públicos domiciliarios-, implica planificar la operación de toda una infraestructura dentro del territorio donde están ubicados. Es decir, la planificación del uso del territorio debe incluir en detalle la integración de los distintos sistemas de manejo, aprovechamiento y disposición final de los residuos. Para lograr esta integración, actualmente el país cuenta con los "Planes de Ordenamiento Territorial", los cuales exigen la identificación y definición previa de la ubicación de los posibles sitios de disposición final de los desechos. Esta exigencia plantea un reto a las administraciones locales, por cuanto la falta de sitio adecuado para construir los rellenos sanitarios, es uno de los problemas más graves que los gobiernos locales enfrentan hoy día.



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1.2 ORIGEN Y CLASIFICACIÓN DE LOS RESIDUOS SÓLIDOS Es importante tener en cuenta que para desarrollar un óptimo manejo de los residuos sólidos se hace indispensable clasificarlos, para ello se pueden considerar aspectos como su procedencia , sus características y la fuente generadora. 1.2.1 Los Sectores Productivos Colombianos y los Residuos Sólidos Estos son algunos de los problemas ambientales más comunes asociados con los sectores productivos en Colombia y los residuos sólidos (extraído del documento "Política Nacional de Producción Limpia"): • Sector Eléctrico: Manejo y disposición de cenizas generadas en centrales

térmicas manejo y disposición de residuos peligrosos (60 ton pcbs) • Sector Minería: Residuos sólidos en explotaciones mineras y material inerte. • Sector Agropecuario: Manejo y disposición inadecuada de residuos agrícolas y

empaques y envases de agroquímicos . • Sector de Manufactura: Manejo y disposición inadecuada de residuos

conjuntamente con residuos domésticos. Aporta 35% del total nacional de residuos sólidos (no incluye agrícola)

• Sector Transporte: Residuos sólidos por llanta y chatarra. • Sector Doméstico: Manejo y disposición inadecuada de residuos. Producción de

18000 toneladas diarias de residuos sólidos. El 43% de los municipios no tienen disposición final.

1.2.2 Residuos Sólidos y su Fuente Generadora o Productora Los residuos sólidos se pueden clasificar en: residuos domésticos y comerciales, residuo sólido Institucional:, residuo sólido hospitalario, residuo sólido industrial, residuos de construcción y demolición y residuos municipales. Residuos Domésticos y Comerciales o Residuo Sólido Domiciliario El que por su naturaleza, composición, cantidad y volumen es generado en actividades realizadas en viviendas o en cualquier establecimiento asimilable a éstas.



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Dentro de estos se encuentran los Residuos Voluminosos los cuales por su forma, tamaño, volumen o peso son difíciles de ser recogidos y / o transportados por los servicios de recogida convencional. Residuo Sólido Comercial: aquel que es generado en establecimientos comerciales y mercantiles tales como almacenes, depósitos, hoteles, restaurantes, cafeterías y plazas de mercado. Estos residuos excluyendo los residuos especiales y peligrosos, consisten en elementos orgánicos (combustibles) e inorgánicos (incombustibles) provenientes de zonas residenciales y de establecimientos comerciales. La fracción orgánica esta formada por residuos de comida, papel, cartón, plásticos, textiles, goma, cuero, madera y residuos de jardines. La fracción inorgánica esta formada por artículos como vidrio, cerámica, latas, aluminio, metales férreos, suciedad. Los residuos putrefactibles se descomponen rápidamente, la fuente principal es la manipulación, preparación, la cocción y la ingestión de comida. La descomposición lleva al desarrollo de olores molestos y reproducción de vectores (moscas, ratas, cucarachas, etc). Los residuos especiales de origen doméstico y comercial incluyen artículos voluminosos, electrodomésticos de consumo, residuos de jardín que son recogidos por separado, baterías, aceite, neumáticos y productos de línea blanca como cocinas, frigoríficos, lavadoras y secadoras. Los electrodomésticos de consumo son artículos gastados o rotos ya no requeridos, tales como radios, estéreos, televisores, VHS, entre otros.



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Los productos de línea blanca son los grandes electrodomésticos gastados o rotos, tales como cocinas, frigoríficos, lavavajillas, lavadoras, secadoras, etc. Se pueden desmontar para la recuperación de materiales específicos (cobre, aluminio, acero).

Las pilas provienen de las viviendas e instalaciones para revisión de automóviles y otros vehículos. Estas son alcalinas, de mercurio, plata, cinc, níquel y cadmio, estos elementos pueden causar la contaminación de las aguas subterráneas por su presencia en el lixiviado, causar emisiones al aire por las cenizas de las instalaciones de incineración. Las baterías utilizan plomo-ácido sulfúrico (8 kilos y 4 litros), siendo ambos materiales peligrosos. La principal fuente de aceites usados es la revisión de los automóviles y otros vehículos, cuando no es recogido para el reciclaje se tira al suelo, a las alcantarillas, o a la caneca o al desagüe. Estos contaminan las aguas subterráneas y superficiales y el suelo. Los neumáticos de goma son evacuados anualmente a los vertederos, no son fáciles de compactar ocupan mucho espacio, problemas estéticos y ambientales, incendios difíciles de extinguir y producción de mosquitos. Los residuos peligrosos o las combinaciones de residuos que representan una amenaza sustancial, presente o potencial, a la salud pública o a los organismos vivos también y al ambiente, también se encuentran presentes en los desechos de origen doméstico y comercial y poseen propiedades corrosivas, inflamables, irritantes y venenosas; tal es el caso de medicinas caducadas, limpia hornos, baterías de automóviles y productos de belleza entre otros.



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Residuo Sólido Institucional Aquel que es generado en establecimientos educativos, gubernamentales, militares, carcelarios, religiosos, terminales aéreos y terrestres, hospitales, y edificaciones destinadas a oficinas, entre otros. Excluyendo a los residuos de fabricación de las cárceles y los residuos sanitarios de los hospitales, los remanentes sólidos generados en estas instituciones son muy similares a los Residuos Sólidos Urbanos no seleccionados. Residuo Sólido Hospitalario Aquel que es generado en establecimientos como hospitales, clínicas, centros de salud, laboratorios clínicos y veterinarias. Residuos Sólido Industrial Aquel que es generado en actividades propias de este sector, como resultado de los procesos de producción. Se trata de residuos muy heterogéneos debido a lo variado de los procesos de producción y transformación que incluyen algunos de los más agresivos para el medio ambiente. Se incluyen aquí los líquidos y gaseosos contenidos en recipientes. En función de su grado de peligrosidad es posible distinguir tres clases: • Inertes: son los que no ofrecen ningún riesgo para la salud y el medio

ambiente. Se caracterizan por su baja reactividad en los procesos de fermentación, estando constituidos por materiales como el vidrio, algunos tipos de cenizas y escorias, escombros, refractarios, sustancias minerales, etc.

• Asimilables a Urbanos: son aquellos generados por pequeñas industrias y

talleres que por su mínima cuantía, el ámbito urbano de su lugar de producción y su baja toxicidad, se asimilan y gestionan junto con los urbanos. Se incluyen aquí los residuos con características similares a los urbanos, con mayor reactividad en los procesos de fermentación que en los anteriores, pero sin contener sustancias peligrosas. Se trata de materiales como el papel, cartón, algunos tipos de plásticos, materia orgánica, textiles, madera, goma.

• Especiales: son residuos potencialmente tóxicos y peligrosos dependiendo de

las cantidades y sobre todo de la concentración.



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Residuos de Construcción y Demolición Proceden de las actividades propias de la construcción, remodelación y arreglo o reparaciones de viviendas, y otras estructuras o trabajos de poca importancia, pero bastante frecuentes. Principalmente están compuestos por piedras, hormigón, ladrillos, madera, cerámica sanitaria, gravas, residuos de calefacción y electricidad entre otros. Los residuos de los edificios demolidos, calles levantadas, aceras, puentes y otras estructuras, son clasificados como residuos de demolición y su composición es similar a la de los residuos de la construcción, pero puede incluir vidrios rotos, plásticos y acero de reforzamiento. Residuos Municipales Estos residuos se derivan de la operación y del mantenimiento de las instalaciones municipales y de la provisión de otros servicios municipales e incluyen desechos propios del barrido de calles, residuos de los recipientes de basura municipales, recortes del servicio de jardín, residuos de sumideros, animales muertos y vehículos abandonados. Residuos Mineros Proceden del movimiento de grandes masas de tierra en la minería a cielo abierto, de las labores de preparación en la subterránea y de los excedentes de las plantas de tratamiento. Debido al gran desarrollo de la minería a cielo abierto se genera una gran cantidad de residuos sólidos que se pueden clasificar como estériles, algunos de los cuales según el tipo de mina explotada pueden resultar tóxicos y radiactivos Residuos Agropecuarios Son todos aquellos desechos generados en actividades tales como las cosechas, producción de leche, crianza de animales y ganadería. Se pueden distinguir tres tipos de residuos agropecuarios: • Los fitosanitarios: Son sustancias químicas cuya función es la de eliminar otros

seres vivos que compiten con el hombre por los recursos agropecuarios. Entre estos se encuentran los fungicidas (hongos), los herbicidas (plantas y malezas), acaricidas (eliminación de garrapatas). Estos residuos en su mayoría son



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altamente tóxicos y bioacumulables, por lo tanto, su acumulación en la cadena trófica genera grandes problemas de contaminación y alteraciones en la salud

• Los fertilizantes: Nutrientes como el triple 15, la urea el Nitrógeno, el fósforo y

el potasio, pueden ocasionar problemas en los cuerpos de agua por acumulación de materia orgánica.

• La biomasa sobrante de procesos de explotación y transformación, en su

mayoría constituida por compuestos orgánicos 1.2.3 Residuos Sólidos y sus Características Estos residuos sólidos se clasifican: Orgánicos Fermentables Es el caso de las verduras, las cáscaras de fruta o huevos, los huesos de la carne y el pollo y las espinas de pescado, restos de comida, hojas de papel, empaques de cartón, etc. Este tipo de residuos representan la materia prima para el establecimiento de un programa de compostaje, por lo que idealmente deberían separarse del resto de materiales de desecho. Orgánicos no Fermentables Entre estos tenemos empaques, bolsas y tarros plásticos y elementos de cloruro de polivinilo PVC No Orgánicos aluminio o lata, tarros metálicos, o etc. Son conocidos normalmente como residuos sólidos reciclables, y constituyen el objetivo principal de separación en la fuente y comercialización con fines de reciclaje. Con Características Especiales Deben separarse de la corriente de residuos debido a su peligrosidad tanto para la salud humana como para los ecosistemas en general, y disponerse finalmente en rellenos de alta seguridad, incinerarse, o tratarse de forma previa a su enterramiento en un relleno para residuos no peligrosos. En casi la totalidad de los casos no son objeto de reciclaje, pero se dan casos especiales como el de algunos materiales de valor contenidos en el residuo y que



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pueden ser recuperados para reutilizarse, como sucede con las baterías de níquel, cadmio o plomo. Existe una serie de residuos especiales por el grado de riesgo para la salud y el medio ambiente: • Peligrosos: Son todos aquellos residuos o combinaciones de residuos que

representan una amenaza sustancial, presente o potencial, a la salud pública o a los organismos vivos.

- Residuos no degradables o resistentes en la naturaleza.

- Pueden acumularse biológicamente.

- Pueden ser letales.

- Pueden de otra forma causar o tender a causar efectos perjudiciales acumulativos.

- Las propiedades relacionadas con la seguridad: Corrosivos, Explosivos, Inflamables y Reactivos.

- Las propiedades relacionadas con la salud: Cancerígenos, Infecciosos, Irritantes (alergia), Mutágenos, Tóxicos, Radiactivos y Teratógenicos.

• Patógeno: aquel que puede ser reservorio o vehículo de infección. Ej:

jeringas, curitas, papel higiénico, toallas higiénicas.

• Tóxico: aquel que por sus características físicas y/o químicas, y dependiendo de su concentración y tiempo de exposición, puede causar daño a los seres vivientes y aún la muerte, o provocar contaminación ambiental. Ej: pilas y baterías, químicos.

• Combustible: aquel que arde en presencia de oxígeno, por acción de una

chispa o cualquiera otra fuente de ignición. Ej: tiner, gasolina. • Inflamable: aquel que puede arder espontáneamente en condiciones normales.

Ej: pegantes, grasas y aceites. • Explosivo: aquel que genera grandes presiones al darse altas temperaturas o

agitación excesiva. Ej: aerosoles, tanques de gas. • Volatilizable: aquel que por su presión de vapor, a temperatura ambiente se

evapora o volatiliza. Ej: algunos reactivos químicos.



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CARACTERÍSTICAS CONSIDERACIONES

Inflamables

Líquidos con punto de inflamación menores de 60°C. Residuos en otros estados propensos a causar incendios por la fricción, cambios químicos espontáneos. Gas comprimido inflamable Oxidante.

Corrosivos Residuos acuosos con pH < 3 o >12,5 Residuos líquidos capaces de corroer acero.

Reactivos

Inestabilidad y facilidad para sufrir cambios violentos. Reacciones violentas cuando se mezcla con agua. Formación de mezclas potencialmente explosivas cuando se mezclan con agua. Generación de vapores tóxicos cuando se mezclan con agua. Material que contiene cianuro o sulfuro que generan vapores tóxicos cuando se mezclan a condiciones ácidas. Facilidad de detonación o descomposición explosiva o reacción a temperaturas y presiones estándar

Tóxicos Peligrosos para la salud del hombre, fauna, flora, aire, suelo, agua.

Tabla 1 Listado de Residuos Peligrosos – EPA

• Radioactivo: aquel que emite radiaciones electromagnéticas en niveles

superiores a las radiaciones naturales de fondo. Ej: residuos de laboratorios médicos, clínicas y hospitales.

Son materiales de desecho que presentan trazas de radiactividad. En este concepto se incluyen las aguas y gases residuales contaminados. Su origen es diverso, ya que las sustancias radiactivas se utilizan en biomedicina, industria, investigación, fabricación de combustible nuclear (incluyendo las labores mineras de extracción y concentración), generación de energía (la actividad que genera prácticamente el 100 por 100 de los residuos de alta actividad) y para fines militares. Se clasifican atendiendo a tres criterios básicos:

- Su período de semi-desintegración: Tiempo necesario para que se reduzca a la mitad el número de átomos de un determinado radioisótopo,

- Por su actividad específica: Número de desintegraciones nucleares por unidad de tiempo y por unidad de masa, que se expresa en curios/gramo o becquerelios/kg,

- Por la naturaleza de la radiación emitida: Alfa, beta, gamma o rayos X



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1.2.4 Composición de los Residuos Sólidos La composición de los residuos sólidos urbanos es uno de los primeros aspectos a tener en cuenta con miras a evaluar la factibilidad técnica, social, económica y ambiental para diseñar un programa de separación de residuos en la fuente, recolección selectiva de materiales y entrega a los procesadores finales que realizan el reciclaje de los materiales, y depende esencialmente de: El nivel de vida: el aumento del nivel de vida produce aumento del uso de empaques y cajas de conservas, plásticos, papeles, cartones y enlatados ; por el contrario, disminuyen los residuos de alimentos, verduras, restos de carnes, grasas y cenizas. Del modo de vivir de la población: el modo de vivir en los grandes edificios de apartamentos es muy diferente del antiguo en pequeñas casas, en las que todo el producto se cocinaba personalmente y se consumía muchas verduras naturales. Según el día de la semana: los residuos producidos en los días de trabajo no tienen la misma composición de lo producido en los festivos.

CARACTERIZACIÓN DE LO QUE TIRAMOS A LA BASURA

MATERIAL PORCENTAJE

Papel y Cartón 40.2% Desechos de Comida y Jardín 27.0% Vidrio 11.5% Metales 10.0% Plásticos 09.2% Otros 02.1%

TIEMPO DE DESCOMPOSICIÓN DE ALGUNOS MATERIALES

MATERIAL DURACIÓN PARA

DESCOMPONERSE

Pedazo de Papel 2 - 4 Semanas Tela de Algodón 1 - 5 meses Soga 3 - 14 Meses Media de Lana 1 Año Pedazo de Bambú 1 - 3 Años Pedazo de Madera 13 Años Lata de Hojalata 100 Años Yuntas Plásticas 450 Años Botella de Cristal Más de 500 Años



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1.3 GESTIÓN DE LOS RESIDUOS Se define como una disciplina asociada al control de la generación, almacenamiento, recogida, transferencia y transporte, procesamiento y evacuación de residuos sólidos de una forma que armoniza con los mejores principios de la salud pública, de la economía, de la ingeniería, de la conservación, de la estética, y de otras consideraciones ambientales, y que también responden a las expectativas públicas. Aquí se incluyen todas las funciones administrativas, financieras, legales, de planificación y de ingeniería involucradas en las soluciones de todos los problemas de los residuos sólidos. Las soluciones pueden implicar relaciones interdisciplinarias en campos como la política, el urbanismo, la planificación regional, la geografía, la economía, la salud pública, la sociología, la demografía, las comunicaciones, la conservación, la ingeniería de desarrollo de procesos nuevos y la ciencia de los materiales. 1.3.1 Elementos de la Gestión de Residuos Sólidos Generación de residuos: Son las actividades en la que los materiales son identificados como sin ningún valor adicional, o son tirados o recogidos juntos para la evacuación. (Ej: Papel de un dulce). Es importante tener en cuenta la identificación del residuo ya que este es muy variable y tomar en consideración la reducción de residuos en los procesos como una medida primaria.



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Manipulación y separación de residuos, almacenamiento y procesamiento en origen: La manipulación y separación tienen las actividades asociadas con los residuos hasta que estos son colocados en contenedores de almacenamiento y se llevan hasta el punto de recogida. La separación en el origen interactúa con el almacenamiento adecuado de los materiales separados para la reutilización y el reciclaje. El almacenamiento in situ es de gran importancia por los problemas de salud pública y la parte estética. El procesamiento en origen incluyen actividades como compactación y de compostaje de residuos de jardinería. Recogida: Recogida de los residuos y materiales reciclables, el transporte de los mismos hasta el lugar donde se vacía el vehículo de recogida. Este lugar puede ser una instalación de procesamiento de materiales, una estación de transferencia o un vertedero. El transporte es de gran importancia por su costo y la manipulación de los residuos en el trayecto. Separación, procesamiento y transformación: Se realiza en instalaciones fuera de la fuente de generación, son para los residuos separados en el origen incluyen la recogida en las aceras, los centros de recogida selectiva y los centros de recompra. Los residuos seleccionados normalmente tienen lugar en las instalaciones de recuperación de materiales, estaciones de transferencia, instalaciones de incineración y lugares de evacuación. El procesamiento incluye: La separación de objetos voluminosos, la separación de los componentes de los residuos por tamaño, separación manual, reducción del tamaño mediante trituración, la separación de metales férreos, utilización de ¡manes, la reducción por volumen por compactación y la incineración. Los procesos de transformación se emplean para reducir el volumen y el peso de los residuos que han de evacuarse, y para recuperar productos de conversión y energía. Los residuos orgánicos se transforman mediante procesos químicos (incineración conjuntamente con la generación de energía, en forma de calor) y biológicos (compostaje aerobio). Transferencia y transporte: Transferencia desde el vehículo de recogida pequeño hasta el más grande y de ahí, con un recorrido de distancias más grandes a un lugar de procesamiento o evacuación. Evacuación: Son los vertederos controlados o terrenos, sean los residuos urbanos, materiales residuales de instalaciones de recuperación de materiales, o los rechazos de la combustión, o compost, u otras sustancias de diferentes instalaciones de procesamiento de residuos.



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Un vertedero, no es un basurero, es una instalación de ingeniería utilizada para la evacuación de residuos sólidos en el suelo o dentro de un manto de tierra, sin crear incomodidades o peligros para la seguridad o la salud pública, tales como la reproducción de ratas e insectos, y la contaminación de aguas subterráneas. El terreno debe ser planificado al igual el crecimiento o desarrollo de las ciudades.

1.3.2 Orden Jerárquico de la Gestión de Residuos Sólidos Desde los años setenta hasta el día de hoy, el enfoque en la gestión de los residuos ha variado radicalmente a nivel mundial. El primer enfoque de la gestión estaba encaminada fundamentalmente al tratamiento y eliminación de los residuos. Posteriormente, se entra cada vez más de lleno en lo que se ha llamado la minimización de los residuos, es decir, evitar que éstos lleguen a producirse para no tener que tratarlos o eliminarlos. Por último, se sigue profundizando en la minimización de residuos, estableciendo una jerarquía de opciones a la hora de gestionarlos:

• Reducir en origen la producción de residuos

• Fomento de la utilización y reciclaje

• Eliminación, tratamiento y deposito.



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Orden Jerárquico de la Gestión de Residuos Sólidos

Reducir en Origen la Producción de Residuos Se refiere a reducir la cantidad (en volumen y peso) de los artículos que ingresan a la corriente de residuos sólidos municipales. Incluye técnicas que permiten la separación de los residuos o bien poder reutilizarlos o reciclarlos. Una vez concentrado el residuo es mucho más fácil recuperar los materiales, que pueden tener un valor económico. Una estrategia para la reducción de los residuos consiste en la extensión de la vida del producto y la economía del servicio, la tarea básica es disminuir la demanda de energía y materiales mediante el diseño de productos durables y reutilizables con un horizonte de vida largo. Pero, ¿cómo pueden seguir siendo rentables las compañías manufactureras? Se sugiere que reenfoquen su misión en la prestación del servicio al cliente (vendiendo resultados, rendimiento y satisfacción antes que productos) y utilizando su propio equipo como una forma de garantizar este servicio.

Reducir en origen la producción de residuos

Fomento de la utilización y reciclaje

Eliminación y Tratamiento

Orden Jerárquico de la Gestión de Residuos Sólidos

Materiales

Energía

Tratamiento

Depósito



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En este orden de ideas, los productos deben ser:

• Durables y difíciles de dañar

• Modulares

• Multi-funcionales.

• Con sub-componentes estandarizados, con auto-reparación y fáciles de arreglar.

• Todo el producto es fácil de reparar o actualizar.

• Los componentes se pueden reusar en sistemas nuevos.

• Las unidades o sistemas pueden reacondicionarse y refabricarse fácilmente. Los residuos se evitan o se reduce su producción especialmente siguiendo los siguientes principios:

• Un reciclado interno

• Una generación de productos pobres en residuos

• Un comportamiento consumidor dirigido hacia la compra de productos pobres en residuos y sustancias nocivas.

Hay muy buenos ejemplos de que se puede hacer con eficacia y ahorro económico en muchos casos. Por ejemplo, las pilas contienen en la actualidad mucho menos mercurio -peligroso contaminante- que el que contenían hace unos años y las latas de bebidas han reducido su peso un 35%, en relación al que tenían en los años setenta, gracias a su mejor diseño y fabricación. Para impulsar acciones de este tipo los gobiernos deben favorecer la investigación y la implantación de políticas de este tipo en las empresas, reduciendo sus impuestos, ayudándoles económicamente o con las medidas que se consideren más oportunas Reciclaje Consiste en la transformación física, química y/o biológica de los materiales contenidos en el desecho, de manera que se obtenga nuevamente una materia prima para la elaboración de los mismos productos o diferentes. En la teoría cualquier artículo es reciclable; en la práctica, sólo aquellos en que el beneficio económico excede los costos de su recuperación. Esta técnica puede eliminar los costes de disposición, reducir los costes de materias primas y proporcionar ingresos por la venta de residuos. La eficacia dependerá de la forma como se practique la segregación



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Cuando se decide una recuperación de residuos sólidos se deben tener en cuenta criterios de orden ecológico y económico. Teniendo siempre presente que se debe hacer en forma correcta es decir que no resulte nocivo para el medio ambiente. Además deberá ser económicamente razonable, técnicamente viable y disponer de un mercado para el material recuperado. Separación o Segregación de Residuos: consiste en separar los distintos flujos de residuos, realizándose generalmente en su origen. La separación en la fuente o lugar donde se producen los residuos es la más conveniente desde el punto de

RESIDUOS ORGÁNICOS

SEPARACIÓN

RESIDUOS INORGÁNICOS

TRITURACION Y MEZCLADO

COMPOSTAJE

LOMBRICULTURA

COMERCIALIZACIÓN

Corector de suelos, huertas,

reforestación

Inorgánicos Residuos

peligrosos

Vidrio Papel Contenedores

Lavado

selección

Lavado selección molienda

Selección Selección Incineración

Plástico Metales



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vista técnico ya que proporciona los residuos más limpios y mejor definidos pero resulta ser costosa su recolección. La separación en la organización o en el destino final o lugares de acopio se hace en forma manual o mecánica, teniendo esta última ventajas desde el punto de vista sanitario. Reutilización Se trata de prolongar el tiempo de vida de un artículo reutilizándolo en la misma o en otras aplicaciones antes de su descarte final. Las fracciones más utilizadas en los procesos de reciclado son: Papel y cartón: La utilización del papel viejo como material secundario ofrece ventajas económicas y ecológicas.

• Ahorro de materias primas como la madera y el agua

• Ahorro de energía

• Menor carga en los efluentes líquidos

• Menor gasto de transporte, ya que el papel viejo está disponible localmente

• Reducción de la cantidad de residuos y con ello menores tasas por disposición final.

En función del tipo de papel viejo que se está utilizando y de la calidad de la fibra que se quiere obtener, se pueden implementar los pasos del proceso que se indican. Básicamente la preparación del papel viejo contiene los pasos parciales de



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desintegración de las fibras, la separación de la suciedad y el secado posterior para la fabricación de un nuevo conjunto de fibras. El papel viejo prensado se moja con agua dentro de un gran recipiente, en el cual se mezcla con un rotor. Las impurezas como alambres o cordones forman una trenza que se puede sacar por encima del recipiente, mientras que las impurezas pesadas no disueltas como grapas metálicas, se precipitan al fondo del desintegrador. La fibra desintegrada pasa a través de un cedazo a la etapa siguiente del proceso. Para la separación de las tintas de impresión se emplea por lo general un procedimiento de flotación. El agregado de distintos productos químicos, por ejemplo soda cáustica, y una temperatura aumentada ayudan al proceso de desprendimiento de los pigmentos de las tintas. Para la clasificación de las impurezas más finas, pueden emplearse ciclones. Los pasos siguientes del tratamiento están en función de la calidad requerida, y son el blanqueado y la separación de cenizas (separación de sustancias inorgánicas de relleno) para la fabricación de papeles con elevado contenido de celulosa. Latas de aluminio y hojalata: Es un residuo muy competitivo ya que la materia prima es costosa y debe importarse en algunas áreas, la industria de la hojalata reconoció un mercado doméstico y estableció una infraestructura para el transporte y procesamiento. Se necesitan 4 Kilogramos de Bauxita para producir 1 Kilogramo de metal nuevo. La energía necesaria para producir una lata de aluminio reciclado es menor que el 5% de la energía necesaria para producir una lata de las materias primas.



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Las latas son de composición uniforme y conocida, las impurezas se separan fácilmente. Es competitivo frente a otros mercados (plástico). Vidrio: La recuperación del vidrio Supone las siguientes ventajas principales: Ahorro de energía: Mediante el uso de vidrio viejo se suprime el consumo elevado de energía para la fusión de las materias primas, para las cuales se necesitan temperaturas de 1300 a 1600 ° C. Ahorro de materia prima: Para fabricar una tonelada de vidrio en bruto, se necesitan 1,2 toneladas de materia prima.

• Reducción en el espacio a utilizar en los rellenos sanitarios.

• El vidrio viejo debe cumplir con los siguientes requisitos de calidad para la producción del nuevo:

• Máximo 1000 g/ton de papel y plástico.

• Máximo 5 g/ton de metales magnéticos.

• Máximo 5-250 g/ton de metales livianos.

• Máximo 20-200 g/ton de arcilla, cerámica, etc En el reciclado del vidrio han demostrado ser especialmente dañinos los metales pesados como el hierro, las aleaciones de plomo y estaño, dado que disminuyen el punto de fusión y atacan los materiales refractarios del horno de fusión. Los metales livianos como el aluminio, forman inclusiones de silicio que reducen la resistencia del vidrio. De otra parte, las piedras, la cerámica y la arcilla no se funden y forman inclusiones cristalinas en el vidrio. Técnica para la preparación de vidrio: El vidrio viejo llega mediante una cinta transportadora a un separador magnético, que atrae las partes ferrosas. Luego se hace pasar el material por tamices, que lo separan por distintos tamaños de grano. Al pasar por los cedazos se separan impurezas grandes, como trozos de cerámica, metálicos o plásticos. En el caso de vidrio viejo mezclado, se separan las botellas blancas y marrones sanas; en el caso del vidrio clasificado por color, los colores que no correspondan. El material de vidrio preclasificado se muele en molinos de martillos o de impacto, siendo uniformizado al pasarlo por el tamiz de la primera etapa de clasificación. Durante le proceso de molienda se separa el vidrio de otros materiales extraños.



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Un imán separa los metales ferrosos liberados; el aluminio y otros materiales livianos, como el papel y los plásticos, se separan casi totalmente mediante instalaciones de aspiración. Después de pasar por un segundo tamiz, los trozos grandes no desmenuzados retornan al molino. Se separan los tamaños de grano inferiores a 8 mm, dado que los granos finos afectan negativamente las unidades siguientes de clasificación. Los metales no ferrosos se separan de los demás metales con un ciclón o separadores electrónicos. Mediante un separador de pedacitos de cerámica, piedra y porcelana es posible reconocerlos y segregados del material. Para tal fin las partículas se deslizan sobre una placa inclinada de vidrio, iluminada con un rayo láser. Se reconocen las partículas opacas (no transparentes), que son expulsadas con chorros de aire. En el último paso de clasificación los fragmentos de vidrio pueden someterse a una clasificación por color. Plásticos: Remplazaron el mercado del vidrio y del papel, es ligero, reducción en costos de transporte, duraderos, proporcionan un recipiente más seguro, se presentan en diferentes formas, se fabrican para ser flexibles o rígidos, son aislantes, se usan para comidas húmedas o en el microondas. De ellos se produce: Sacos de dormir, almohadas, edredones, ropa de invierno, bases y fibras de moqueta, productos moldeados, películas, correas, envase de comida, cajas de baterías, tapas para los recipientes, mangueras, tejas y para generar energía en las grandes plantas con hornos a altas temperaturas.

PRINCIPALES MATERIALES PLÁSTICOS

NOMBRE FÓRMULA PROPIEDADES APLICACIONES

Polietileno (PE) — CH2 — CH2 —

Termoplástico, traslúcido en lámina, flexible, permeable a los hidrocarburos, alcoholes y gases, resistente a los rayos X y los agentes químicos.

Láminas, bolsas, tuberías, revestimientos aislantes, tapones, tapas, envases, juguetes.

Polipropileno (PP)

CH3 | — CH2 — CH —

Termoplástico, baja densidad, rigidez elevada, resistente a los rayos X, muy poco permeable al agua, resistente a las temperaturas elevadas (<135 °C) y a los golpes.

Artículos domésticos, envases, carrocerías moldeadas, baterías, parachoques, muebles de jardín, jeringuillas, frascos, prótesis.



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Poliestireno (PS) C6H5— CH2 — CH —

Termoplástico, transparente en lámina, no tóxico por ingestión, buenas propiedades ópticas y eléctricas, fácil de teñir, resistente a los rayos X, a los aceites y a las grasas.

Envases, utensilios de cocina, difusores ópticos, revestimientos de muebles, aislamiento térmico, juguetes, artículos de oficina, maquinillas de afeitar desechables.

Policloruro de vinilo (PVC)

Cl | — CH2 — CH —

Termoplástico, flexible o rígido, opaco o transparente, resistente a los rayos X, los ácidos, las bases, los aceites, las grasas y los alcoholes.

Artículos domésticos, envases, aislamiento de cables eléctricos, conducciones de agua, revestimientos de suelos, contraventanas y puertas plegables, maletas, marroquinería, piel sintética, artículos de deporte y camping, industria química y automoción.

Politetrafluoroetileno (PTFE) o teflón

— CF2 — CF2 —

Químicamente inerte, antiadherente, impermeable al agua y a las grasas, excelente resistencia al calor y a la corrosión.

Prótesis, juntas, piezas mecánicas en medios corrosivos, aislamiento eléctrico, revestimiento de sartenes.

Polimetacrilato de metilo (PMMA) o plexiglás

CH3 | — CH2 — C — | OCOCH3

Termoplástico, transparente, excelentes propiedades ópticas, buena resistencia al envejecimiento y a la intemperie.

Material sustitutivo del vidrio, letreros luminosos, cristaleras, ventanillas, vitrinas, fibras ópticas, odontología, prótesis, lentes de contacto.



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Poliamidas (PA) (ejemplo: nailon)

Ejemplo : — NH — (CH2)a — CO — siendo a un número entero natural

Termoplásticos, excelentes propiedades mecánicas, resistentes a los rayos X y a los carburantes, impermeables a los olores y a los gases.

Envases para productos alimenticios, mecanismos de contadores de agua, gas y electricidad, canalización de carburantes, botas y fijaciones de esquí, sillines de bicicleta.

Siliconas

R | — O — Si — | R Ejemplos : R = CH3 o C6H5

Fluidas, lubricantes, antiadherentes, débilmente tóxicas.

Fluidos para transformadores eléctricos, masillas, moldeados complejos, revestimientos antiadherentes, barnices, ceras, tratamiento de quemaduras, cirugía estética.

Poliésteres

— R — C — O — R' — O — C — R — || || O O siendo R y R' dos grupos de átomos

Termoendurecibles, transparentes, buenas propiedades mecánicas a temperaturas elevadas, propiedades eléctricas, resistentes a los golpes, fáciles de mecanizar.

Productos textiles, envases, botellas, interruptores, tomas y fusibles para circuitos de alta tensión, prótesis.

Reciclado de los materiales: Al reciclar los materiales, se vuelven a utilizar los plásticos viejos sin modificar su estructura molecular, pero en cada reutilización se produce una cierta descomposición de los polímeros y con ello un empobrecimiento de las propiedades del material. Los pasos básicos del proceso son: Lavado, fragmentación, clasificación y elaboración de nuevos productos. Reciclado de materia prima: Por reciclado de materia prima se entiende la descomposición química de los plásticos en componentes de peso molecular reducido, que se adecuan para la realimentación en el reciclado de materiales. Una de las técnicas utilizada para el reciclado de materia prima es la pirólisis. Metales ferrosos: Cobija los aparatos domésticos e industriales, automóviles, tubería, materias utilizados en la construcción, chatarra industrial y virutas, rechazos de construcción, puertas de acero, estanterías, bicicletas. Los



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recicladores de automóviles separan todas las partes útiles y desechan las otras. Los residuos de línea blanca se compactan, trituran, separación magnéticamente o por bloques para las siderúrgicas o los industriales que lo requieran en su proceso. Metales no ferrosos: Estos son materiales de jardín, baterías y electrodomésticos de cocina, escaleras, herramientas, ferretería, alambre de cobre, tuberías, suministros de fontanería, chapas, canalones, estos se pueden reciclar si están libres de extraños materiales como plásticos, telas y goma. Residuos de jardín: Son la mejor materia de arranque del compost de alta calidad por su facilidad de procesar, el césped produce olor al descomponerse por su gran cantidad de nitrógeno. Se puede producir combustible de biomasa y como cubrimiento de vertederos o para la generación de biomasa en el mismo terreno. Materia orgánica: Las fracciones de alimentos orgánicos pueden ser utilizadas en compostaje, humus, producción de alimento para animales o en la digestión anaerobia para la producción de biogás. Residuos de construcción y demolición: Provienen de la construcción, remodelación o demolición de edificios, de proyectos de pavimentación de carreteras, de arreglos de puentes y de limpieza asociada con desastres naturales. Se utilizan en una pequeña cantidad como rellenos en vías o en la ampliación o construcción de infraestructura, el resto va a vertederos. Madera: Proviene de madera cosechada por la limpieza del terreno y las actividades de gestión forestal, de los rechazos de fábrica, residuos de contenedores, construcción, demolición, de jardín, huertos, centros de jardinería y agrícolas. Se usan como combustibles de calderas y paisajismo, para alimentar plantas de pulpa y papel, obras de control geotécnico o para cubrir vertederos y compostaje de fangos de plantas de tratamiento o para generar productos artesanales. Aceite residual: Se usa para conservación de la energía (combustible), en el procesamiento y refinación del mismo o en combinación con otros productos para asfaltos. Neumáticos: Con ellos se realiza reencauche y reparación, como combustible, como contenedores o sostenedores en vías, para el manejo del paisaje en áreas de parques o para la generación de vida acuática. Baterías ácidas de plomo: Se reciclan y reutilizan ya que la industria del plomo va en declive y el control ambiental es más alto.



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Pilas domésticas: Son una fuente potencial de residuos tóxicos, los productores y los consumidores no hacen separación y selección de este residuo. No son reciclables las pilas alcalinas y de cinc-plomo y por el contenido de mercurio deben ser evacuadas en vertederos especiales o de seguridad. Para cada uno de los procesos de reciclado se han desarrollado técnicas que los hacen ecológica y económicamente atractivos.

PRODUCTOS HECHOS CON MATERIALES RECICLADOS

MATERIAL PRODUCTOS

Vidrio Material Reflector - Envases Insuladores en fibra de cristal.

Papel

Periódicos Papel Sanitario Servilletas Insulación - Celulosa Empaque -Interior material para encuadernar pulpa mercadeable - Cartón Corrugado -Paneles para plafón - Paneles para Laminar Tubos - Platos de Cartón -Papel Grueso – Cartulinas.

Goma Asfalto Columpios - Suelas de zapatos - Controles de Erosión – Rolos Industriales Combustibles "Bumpers" - Relleno para tierra – Muelles - Pisos - Alfombras.

Hierro Ruedas para tráileres y camiones - Partes de motor – tuberías. 1.4 PRÁCTICAS MÁS USUALES PARA LA DISPOSICIÓN FINAL DE LOS

RESIDUOS SÓLIDOS Cuando resulta imposible evitar o recuperar los residuos, se hace necesaria la disposición de los mismos de la manera más adecuada. A continuación se describen las técnicas más usuales para el tratamiento y disposición final de los residuos sólidos. 1.4.1 Incineración Es un proceso de combustión controlada que transforma la fracción combustible de los residuos en productos gaseosos y en un residuo sólido inerte (escorias) de menor peso y volumen que el material original. El combustible es el propio residuo y el comburente el oxígeno del aire. La relación entre el aire real introducido y la cantidad teóricamente necesaria, se denomina coeficiente de exceso de aire, varía entre 1,5 y 2,5 y es de gran importancia para controlar la liberación de calor que tiene lugar en la combustión.



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Las reducciones de peso y volumen dependen directamente del contenido en materiales combustibles y en inertes, si bien los valores medios se sitúan en el 70% en peso y entre el 80% y 90% en volumen. El sistema de eliminación no es completo, ya que se genera un producto residual que son las escorias y un efluente gaseoso. La energía térmica liberada puede ser recuperada y utilizada para usos convencionales calefacción de áreas cercanas, vapor y producción de electricidad. Algunos factores que se deben considerar para evaluar la adecuación de un residuo para la incineración son:

• Humedad.

• Contaminantes potenciales en efluentes.

• Contenidos inertes.

• Poder calorífico inferior y requerimientos de combustible auxiliar

• Efectos potenciales sobre la salud y el medio ambiente

• Forma física.

• Corrosividad.

• Calidad.

• Contenido cancerígeno conocido.

• Contenido en Policloruro de Bifenilo (PCB). Tecnologías de Incineración Aunque existe una amplia variedad de técnicas de incineración, en todas ellas se pueden observar tanto las alimentaciones de aire, residuos, refrigeración y combustibles auxiliar como el enfriamiento, filtrado y análisis de gases y cenizas resultantes. En todas ellas la cámara de combustión siempre es la unidad principal y define así las técnicas en: • Hornos de Parrillas: su aplicación más extendida se encuentra en la incineración

de residuos sólidos urbanos, por la gran capacidad de tratamiento que poseen.



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Necesitan una cámara de post combustión para que los gases alcancen temperaturas de 1.000 - 1200° C durante un tiempo de retención adecuado. Normalmente en la primera cámara se trabaja con defecto de oxigeno. El movimiento del residuo se consigue bien por el diseño de parrillas (planos inclinados) y el efecto del aire introducido, bien porque aquellas son móviles. En este caso se suele hablar de tres parrillas; la primera de presecado, la segunda de combustión activa y la tercera de combustión complementaria y descarga de escorias.

Hornos de Parrillas



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• Hornos rotatorios: Es el diseño más versátil. Son utilizados tanto en instalaciones industriales como municipales para residuos sólidos, líquidos y gaseosos. Incluso se usan en la actualidad para incinerar suelos contaminados, productos obsoletos de guerra química y municiones.

Horno Rotatorio

Se trata de cilindros metálicos revestidos internamente de material refractario, colocados con una pequeña inclinación ( menos 5°) y montados sobre rodillos. El tiempo de retención puede ser variado, actuando sobre la velocidad de rotación (entre uno y cinco rpm) para conseguir tiempos entre O, 4 y 4 segundos para los líquidos, y el orden de horas para sólidos gruesos. El rango de temperaturas de combustión va de 800 a 1600° C, con un exceso de aire entre el 150 y 200%. • Horno de lecho fluidizado: Es un sistema de reciente aplicación a la incineración

de residuos y de gran versatilidad para tratar residuos sólidos y líquidos.



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Incluye un material inerte, como sílice o arena, dispuesto sobre un plato de distribución, a través de cuyos orificios es insuflado el aire de combustión en sentido ascendente. A una determinada velocidad de ascensión del aire (1.5-2 m/s), el lecho de inerte adquiere características propias de un fluido (régimen de burbujeo). Los residuos pueden ser inyectados o soplados en el seno del lecho o sobre él, siempre en una zona de mezcla violenta con el inerte y el aire de combustión, lo que permite que los residuos sean destruidos a temperaturas menores que en otros hornos. La continua agitación mantiene suspendidos los sólidos gruesos hasta que su combustión es prácticamente completa.

Horno de Lecho Fluidizado

La parte de la cámara no ocupada por el lecho actúa como segunda cámara de combustión. Aquí se consiguen temperaturas entre de 980 y 1.400 ° C, mientras que el lecho se mantiene entre 760 y 870 ° C. Los tiempos de residencia para gases suelen estar en torno a los 12 segundos, mientras que para sólidos son muy variables.



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Los residuos sólidos inyectados mecánica o neumáticamente deben ser de naturaleza homogénea, lo cual obliga en su mayoría de las ocasiones a someterlos a tratamiento previos de trituración, hasta una dimensión máxima de 5 cm. En este tipo de incineradores son destacables las emisiones de partículas de ácido clorhídrico (HCL), si bien este compuesto puede se controlado añadiendo cal al lecho. • Hornos de Pisos: se emplean casi exclusivamente en la incineración de lodos

de depuración de aguas residuales. El interior está dispuesto en diferentes pisos de material refractario, unidos alternativamente a la pared de un cilindro. Por el eje de dicho cilindro gira otro eje de arrastre de las paletas de cada piso.

El lodo se introduce por el piso superior, donde comienza su proceso de secado y calentamiento (pueden trabajar con lodos de hasta el 80% de humedad). Las paletas obligan al sólido a desplazarse al piso inferior. En contracorriente asciende el gas de combustión a temperaturas más elevadas, procedente de los pisos inferiores, en los que tiene lugar la combustión efectiva y la salida de las cenizas. Los gases abandonan el horno entre 400 y 600° C. Son especialmente sensibles a los cambios de temperatura, por cual es conveniente que trabajen de continuo y que necesiten de cuidadosos procesos de arranque. 1.4.2 Compostaje Es la conversión biológica de la materia orgánica que da como resultado un corrector de suelos o un abono orgánico de excelente calidad. Más que un sistema de tratamiento de residuos sólidos urbanos, es un reciclado con revalorización de la materia orgánica fermentable contenida en ellos. Al igual que el resto de los productos de un proceso reciclaje, la decisión sobre la instalación de una planta de compostaje estará condicionada por la existencia o no de un mercado cercano para el producto obtenido. El compost puede obtenerse por procesos aerobios o anaerobios, en los cuales ciertos microorganismos descomponen y transforman sustancias orgánicas, obteniendo energía y componentes celulares. Para seguir reproduciéndose y funcionando correctamente, un organismo precisa de una fuente de energía, de carbono para la síntesis de nuevo tejido celular y de



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elementos inorgánicos (nutrientes). Quizás también se necesiten orgánicos (factores de crecimiento) para la síntesis celular: Fuentes de carbono y energía: Dos de las fuentes más comunes de carbono para el tejido celular son el carbono orgánico y el dióxido de carbono. Los organismos que utilizan carbono orgánico para la formación de tejido celular se llaman heterótrofos. Los organismos que obtienen carbono a partir de dióxido de carbono se llaman autótrofos: La conversión del dióxido de carbono en tejido celular orgánico es un proceso reductor que requiere una entrada de energía neta. Los organismos autotróficos, por lo tanto, deben gastar más de su energía para la síntesis que los heterótrofos, lo que provoca tasa de crecimiento generalmente más bajas entre los autótrofos. Necesidades de nutrientes y factores de crecimiento: Los nutrientes, en vez del carbono o de una fuente de energía, a veces pueden ser el material limitante para la síntesis y el crecimiento celular microbiano. Los principales nutrientes inorgánicos requeridos por los microorganismos son nitrógeno (N), azufre (S), fósforo (P), potasio (K), magnesio (Mg), calcio (Ca), hierro (Fe), sodio (Na) y cloro (Cl). Los nutrientes menores, pero de gran importancia, incluyen: cinc (Zn), manganeso (Mn), molibdeno (Mo), selenio (Se), cobalto (Co), cobre (Cu), niquel (Ni) y wolframio (W). Requisitos ambientales: Las condiciones ambientales de temperatura y de pH tienen un importante efecto sobre la supervivencia y sobre el crecimiento de los microorganismos. Por lo general, el crecimiento óptimo se produce dentro de una gama de temperaturas y de valores de pH bastante estrecha, aunque los microorganismos pueden sobrevivir dentro de límites muchos más amplios. O sea, las temperaturas por debajo de las óptimas normalmente tienen un efecto más significativo sobre la tasa de crecimiento bacteriana que las temperaturas por encima de las óptimas. Se ha observado que las tasas de crecimiento se duplican aproximadamente con cada subida de 10°C de temperatura hasta llegar a la temperatura óptima. Según la gama de temperaturas en que funcionen mejor, las bacterias pueden clasificarse como psicrófilas, mesófilas o termófilas.



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La concentración en iones de hidrógeno, expresada como pH, no es un factor significativo en el crecimiento de microorganismos, en sí mismo, dentro de la gama de 6 a 9 (que representa una diferencia de 1000 en la concentración de iones de hidrógeno). Generalmente, el pH óptimo para el crecimiento bacteriano queda entre 6.5 y 7.5. Sin embargo cuando el pH sube por encima de 9.0 o baja por debajo de 4,5 parece que las moléculas sin disociar de los ácidos débiles o bases pueden entrar en la célula más fácilmente que los iones de hidrógeno y oxidrilo y, alternando el pH interno, daña la célula. El contenido en humedad es otro requisito ambiental esencial para el crecimiento de microorganismos. Hay que saber el contenido de humedad de los residuos que se van a convertir, especialmente si se va a utilizar un proceso seco, como el compostaje. En muchas operaciones de compostaje, ha sido necesario añadir agua para obtener una óptima actividad bacteriana. La adición de agua en los procesos de fermentación anaerobia dependerá de las características de los residuos orgánicos y del tipo del proceso que va utilizarse. La conversión biológica de un residuo orgánico requiere que el sistema biológico se encuentre en un estado de equilibrio dinámico. Para establecer y mantener el equilibro dinámico, el medio debe estar libre de concentraciones inhibidoras de metales pesados, amoniaco, sulfitos y otros constituyentes tóxicos. Compostaje Aerobio El compostaje aerobio es el proceso biológico más frecuentemente utilizado para la conversión de la fracción orgánica de los residuos sólidos urbanos a un material húmico estable conocido como compost. El procedimiento de obtención de compost puede dividirse usualmente en cuatro pasos: • Preparación gruesa del material en bruto: el material en bruto se prepara

mediante trituradoras, sistemas de tamizado, cintas clasificadoras y de control,

Manejo de los Residuos Sólidos y Lïquidos


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separadores magnéticos y tambores de mezclado. Sirve para separar materiales molestos y mezclar homogéneamente el material a ser macerado.

• Maceración: en los sistemas de maceración el compost se obtiene por

descomposición microbiana. El proceso de maceración debe controlarse y optimizarse de tal manera que la maceración se realice en forma rápida e intensa, con la menor cantidad posible de emisiones. El compost se obtiene en cajas, contenedores o celdas ventiladas de 20 m3 a 50 m3 de capacidad.

En la obtención de compost en tambores se realiza una maceración previa de unos pocos días, haciendo girar el tambor para el mezclado, la reducción del tamaño de los componentes y ventilación. Luego el material pre tratado pasa a la post-maceración. • Preparación final del compost terminado: el compost terminado se extrae de

los sistemas de maceración y se hace pasar por tamices y separadores, hasta obtener un producto final comerciaiizable.

• Higienización del compost: tratamiento térmico del compost terminado usando

vapor, para esterilizarlo Durante el proceso de compostaje aerobio, están activos diversos microorganismos aerobios facultativos y obligados. En las fases primarias del proceso de compostaje, las más predominantes son las bacterias mesofílicas. Después de subir las temperaturas en el compost, predomina las bacterias termofílicas, que conducen a hongos termofílicos que aparecen después de cinco o diez días. En las últimas etapas, o períodos de maduración, aparecen mohos y actinomicetos. Si no están presentes concentraciones significativas de estos microorganismos en algunos tipos de residuos biodegradables ( por ejemplo, papel periódico), puede que sea necesario añadirlos al material fermentándose como un aditivo o inoculo. La microbiología de todos los procesos de compostaje aerobio es similar. Los parámetros cruciales para el control de los procesos aerobios incluyen contenido en humedad, relación C/N y temperatura.



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Consideraciones de Diseño y Funcionamiento Las principales consideraciones de diseño asociadas con la descomposición biológica aerobia de residuos sólidos preparados se presentan en la tabla siguiente.

ÍTEM OBSERVACIONES

Tamaño de Partícula Para obtener resultados óptimos el tamaño de los residuos sólidos debería estar entre 25 y 27 mm

Relación carbono nitrógeno (C/N)

Las relaciones carbono-nitrógeno iniciales (por masa) de entre 25 y 50 son óptimas para el compostaje aerobio. Con relaciones más bajas se emite amoníaco. También se impide la actividad biológica con relaciones más bajas. Con relaciones más altas, el nitrógeno puede ser un nutriente limitante.

Mezcla y Siembra

El tiempo de compostaje puede reducirse mediante la siembra con residuos sólidos parcialmente descompuestos, aproximadamente del 1 al 5 por 100 en peso. También pueden añadirse fangos de aguas residuales a los residuos sólidos preparados. Cuando se añaden los fangos, el contenido en humedad final es la variable fundamental

Contenido Humedad El contenido en humedad debería estar entre el 50 y el 60 por 10G durante el compostaje. El valor óptimo parece ser el 55 por 100.

Mezcla/Volteo

Para prevenir el secado, encostramiento y la canalización de aire, el material que está compostándose debería ser mezclado o volteado regularmente o cuando sea necesario. La frecuencia de la mezcla o volteo dependerá del tipo de compostaje

Temperatura

Para obtener mejores resultados, la temperatura debería mantenerse entre 50 y 55° C durante los primeros días y entre 55 y 60° C para el resto del período de compostaje activado. Si la temperatura sube por encima de 66°C, la actividad biológica se reduce significativamente.

Control de Patógenos

Si se lleva a cabo correctamente, se pueden destruir todos los patógenos, hierbas malas y semillas, durante el compostaje. Para conseguir esto, la temperatura debe mantenerse entre 60 y 70°C durante 24 horas.



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ÍTEM OBSERVACIONES

Requisitos de Aire.

La cantidad teórica de oxígeno necesario puede estimarse utilizando la Ecuación (14.2), el aire con por lo menos el 50 por 100 de la concentración del oxígeno inicial restante debería llegar a todas las partes del material que está compostándose para conseguir resultados óptimos, especialmente en los sistemas mecánicos

Control del pH

Para lograr una descomposición aerobia óptima, el pH debería permanecer en el rango de 7 a 7,5. Para minimizar la pérdida de nitrógeno en la forma de gas amonio, el pH no debería sobrepasar un valor de 8,5.

Grado de descomposición

El grado de descomposición puede estimarse mediante la medición de la bajada final de temperatura, el grado de la capacidad de autocalentamiento, la cantidad de material orgánica descomponible y resistente en el material compostado, la subida en el potencial redox, la absorción de oxígeno, el crecimiento del hongo. Chaetomium gracilis, y el ensayo almidón-yodo.

Necesidades de terreno

Las necesidades de terreno para una planta con una capacidad de 50 t/d serán de 6.000 a 8.000 m2. El área de terreno necesario para una planta mayor será menor en relación a t/d

Consideraciones de Diseño Fuente: Fundación Mapfre Digestión Anaerobia de Residuos en Plantas de Biogás Las sustancias residuales orgánicas se prestan especialmente para la generación de biogás mediante la fermentación anaeróbica. A pesar de la variedad de tipos de construcción y de modificaciones en el procedimiento, la estructura básica de una planta de biogás es siempre relativamente parecida. Los residuos orgánicos primero se preparan, por ejemplo picándolos o mezclándolos, y luego se los coloca en un recipiente de depósito. En el recipiente de fermentación se produce el proceso bioquímico de transformación. Se requiere el agitado, o por lo menos un movimiento mecánico, del sustrato dentro del reactor usando un agitador, para evitar la tendencia a la separación del sustrato (formando capas que floten y otras sumergidas) El biogás generado en el reactor se junta en el punto más alto; puede ser almacenado en recipientes para gas, desde donde luego se lo puede emplear para calefacción, generar fuerza y energía eléctrica, así como para otras aplicaciones. El sustrato fermentado puede ser aprovechado como abono líquido en la agricultura.



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Digestión Anaerobia de Sólidos en Baja Concentración La digestión anaerobia de sólidos en baja concentración es un proceso biológico en el cual se fermentan los residuos orgánicos en concentraciones de sólidos ¡guales o menores que el 4% al 8%. El proceso de fermentación anaerobio de sólidos en baja concentración se utiliza en muchas partes del mundo para generar gas metano a partir de los residuos humanos, animales y agrícolas, y a partir de la fracción orgánica de los residuos sólidos urbanos. Una de las desventajas del proceso de digestión anaerobia de sólidos en bajas concentraciones, tal como se aplica a los residuos sólidos, es que deberían añadirse considerable cantidades de agua a los residuos para que el contenido en sólidos llegue al rango requerido del 4% al 8%. La adición del agua produce un fango digerido muy diluido, que hay que deshidratar antes de su evacuación. La evacuación del efluente líquido producido por la deshidratación es una consideración importante en la selección del proceso de digestión de sólidos en baja concentración. • Descripción del proceso: hay tres pasos básicos implicados cuando se utiliza el

proceso de digestión de sólidos en baja concentración para producir metano a partir de la fracción orgánica de los residuos sólidos urbanos:

- El primer paso implica la preparación de la fracción orgánica de los residuos. Normalmente el primer paso implica, la recepción, selección y separación y reducción en tamaño.

- El segundo paso implica la adición de humedad y de nutrientes, la mezcla, el ajuste del pH hasta aproximadamente 6.8 y el calentamiento de la masa húmeda entre el 55 y 60° C.

- En la mayoría de las operaciones el contenido en humedad y los nutrientes requeridos se añaden a los residuos que se van a procesar, en forma de fangos de aguas residuales o de estiércol, quizás también tengan que añadirse nutrientes adicionales.

- El tercer paso en el proceso implica la captura, almacenamiento y, si es necesario la separación de los componentes gaseosos. Otra tarea que hay que llevar a cabo es la deshidratación y evacuación de los fangos digeridos. Por lo general, el procesamiento de los fangos digeridos producidos por la digestión anaerobia de sólidos en baja concentración es tan caro que apenas se ha utilizado este proceso.



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Digestión Anaerobia de Sólidos en Alta Concentración Es un proceso biológico en el cual se produce la fermentación con un contenido de sólidos total de aproximadamente el 22% o más. Las dos ventajas más importantes que tiene este proceso son:

- Más bajos requisitos de agua

- Una tasa más alta de producción de gas por unidad de volumen del tamaño del biorrector.

• Descripción del Proceso: los tres pasos descritos para la digestión anaerobia de

sólidos en baja concentración también se aplican en el proceso de digestión anaerobia de sólidos en alta concentración. La diferencia más importante se produce en el final del proceso, cuando se requiere menos esfuerzo para deshidratar y evacuar los fangos digeridos.

Ventajas y Desventajas del Compostaje • Ventajas

- Reintroducción en el ciclo de consumo de materiales con cierto valor comercial.

- Obtención de materia orgánica fermentada de calidad, de la que el campo está muy necesitado.

- Bajo impacto ambiental si la fermentación se realiza intensa y aeróbicamente.

- Generación de residuos no contaminantes y de alto poder calorífico.

- Bajo coste de tratamiento de tratamiento sí los mercados de subproductos y compost son aceptables.

- Reducción de riesgo de contaminación en los vertederos al haber sido recuperadas las fracciones orgánicas.

• Desventajas e Inconvenientes

- Se obtiene aproximadamente un 50% de rechazos que hay que transportar.

- Aparición de olores si la fermentación no se realiza bien.

- Inversión media en comparación con otros sistemas de tratamiento. 1.4.3 Relleno Sanitario Es un sitio, por lo general alejado de las ciudades, que se escoge para "enterrar" los residuos sólidos, pero con una adecuación de tipo técnico y con un manejo



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controlado del tipo de residuos que allí se disponen. Se trata de que al relleno sanitario vayan solamente aquellos artículos para los cuales ésta sea la única opción de manejo para la comunidad. La técnica para la disposición final de los desechos sólidos en el suelo, es el relleno sanitario, ya que no causa perjuicio al medio ambiente en general, este utiliza los principios de ingeniería para las fases de planificación, diseño, construcción, operación, monitoreo, seguimiento y su posterior clausura. El confinamiento de la basura se lo realiza diariamente en un área lo más pequeña posible, cubriéndola con capas de tierra y compactándola para reducir su volumen. Además prevé los problemas que puedan causar los lixiviados y gases producidos en el relleno, por efecto de la descomposición de los desechos. Es, con gran diferencia, la practica más común en la mayoría de los países, a pesar de que presenta dos importantes problemas sí el vertedero no ha sido diseñado con los criterios técnicos adecuados o si es explotado de manera incorrecta. Dichos problemas son básicamente: • Tratamiento de Lixiviados: con el fin de evitar la transferencia de la

contaminación de un medio a otro, es preceptivo evitar que los líquidos provenientes tanto del paso del agua de lluvia como los generados en el proceso de fermentación entren en contactos con acuíferos subterráneos o curso de agua cercanos a la zona de vertido.

Sólo un estudio geológico previo de la zona y un sistema adecuado de recogida y tratamiento de lixiviados pueden dotar este método de la fiabilidad necesaria para seguir siendo tan utilizado como en la actualidad lo es. • Producción de gases: la fermentación en condiciones anaerobias de la

proporción de materia orgánica degradable contenida en los residuos sólidos urbanos produce, entre otros compuestos, anhídrido carbónico, metano y nitrógeno. El metano forma mezclas explosivas con el oxígeno cuando se encuentra en el rango de concentraciones del 5% al 15%. Algunos datos extraídos sobre los residuos sólidos urbanos norteamericanos indican que un millón de toneladas de ellos, que contienen un 20% de materia orgánica, producen entre 35 y 40 millones de m3 de metano.



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Consideraciones en la Localización de Rellenos Sanitarios Una de las tareas más difíciles afrontadas por la mayoría de las comunidades en la implementación de un programa de gestión integral de residuos sólidos es la localización de los nuevos rellenos sanitarios. • Distancia de transporte: La distancia de transporte es una de las variables que

puede afectar significativamente al diseño y a la operación global de un sistema para la gestión de residuos. Aunque son deseables distancias mínimas de transporte, también se deben tener en cuenta otros factores ambientales y sociopolíticos.

• Restricciones en la localización: Restricciones en la localización hacen referencia

en los lugares donde se pueden situar los vertederos. Actualmente hay restricciones internacionales en vigor con respecto a la localización de vertederos cerca de aeropuertos, terrenos, aluviales, zonas húmedas, zonas con fallas conocidas, zonas de impacto sísmico y zonas inestables.

• Disponibilidad de terreno: En la selección de lugares potenciales para la

instalación de rellenos sanitarios es importante asegurar que hay suficiente terreno disponible. Aunque no hay normas estrictas, es deseable tener suficiente terreno, incluyendo una zona de vallado, para el funcionamiento durante por lo menos cinco años en un lugar determinado.

Para períodos de tiempo más cortos, la operación de evacuación llega a ser considerablemente más cara, especialmente respecto a la preparación del lugar, aprovisionamiento de instalaciones auxiliares tales como básculas e instalaciones de almacenamiento y operaciones de cubrimiento final. • Condiciones del suelo y topografía: Al ser necesario cubrir los residuos

colocados en el rellenos cada día y proporcionar un cubrimiento final después de completar la operación de vertido, se debe obtener datos sobre las cantidades y las características de los suelos de la zona. Si se va a utilizar como material de cubrimiento el suelo del lugar propuesto para el relleno, deben obtenerse datos sobre sus características geológicas e hidrológicas. Si el material de cubrimiento va a proceder de una fosa suplementaria de relleno, habrá que hacer sondeo para caracterizar el material.

• Condiciones climatológicas: También deben tenerse en cuenta las condiciones

del clima local en la evaluación de lugares potenciales. En muchas localizaciones, las condiciones durante el invierno afectaran al acceso al lugar. Un tiempo húmedo hará necesario el uso de lugares de vertidos separados.



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La fuerza y las formas de viento también deben considerarse cuidadosamente: Para evitar el vuelo de materiales residuales, hay que construir cortavientos. La forma exacta dé los cortavientos dependerá de las condiciones locales. • Hidrología de aguas superficiales: La hidrología local de las aguas superficiales

de la zona es importante para determinar las características de drenaje natural y de escorrentía existentes que hay que tener en cuenta. Deben identificarse también otras condiciones de inundación (por ejemplo, los límites de inundación en 100 años). Como hay que desarrollar medidas para desviar la escorrentía superficial fuera del lugar del relleno sanitario, los planificadores deben tener mucho cuidado en el momento de definir los canales de flujo existentes y el área y las características de la cuenca.

• Condiciones geológicas e hidrológicas: Estos quizás sean los factores más

importantes para establecer la idoneidad ambiental de un lugar para instalar un relleno sanitario. Se necesitan datos sobre estos factores para valorar la contaminación potencial del lugar propuesto y para establecer lo que hay que hacer en el lugar, para asegurar que el movimiento del lixiviado o de los gases procedentes del vertedero no dañara la calidad de las aguas subterráneas locales o contaminarán otros acuíferos sub superficiales o lechos de roca.

En la valoración preliminar de lugares alternativos, se pueden usar los mapas de Sondeo Geológico o también se pueden usar archivos de perforación de pozos cercanos para la valoración preliminar. • Condiciones ambientales locales: Aunque ha sido posible construir y explotar

rellenos sanitarios próximos a zonas residenciales e industriales, hay que operarlos con muchas precauciones, considerando si van a ser ambientalmente aceptables respecto al tráfico, ruidos, olores, polvo, residuos volantes, impacto visual, control de vectores sanitarios, peligros para la salud, y valores de la propiedad.

Métodos de Relleno Sanitario El método constructivo y la secuencia de la operación de un relleno sanitario están determinados principalmente por la topografía del terreno escogido, aunque también dependen de la fuente del material de cobertura y de la profundidad del nivel freático. Existen tres maneras distintas para construir un relleno sanitario. • Método de trinchera o de zanja: este método se utiliza en regiones planas y

consiste en excavar periódicamente zanjas de dos o tres metros de profundidad, con el apoyo de una retroexcavadora o tractor de oruga. Es de



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anotar que existen experiencias de excavación de trincheras hasta de 7 m de profundidad para relleno sanitario. La tierra que se extrae, se coloca a un lado de la zanja para utilizarla como material de cobertura. Los desechos sólidos se depositan y acomodan dentro de la trinchera para luego compactarlos y cubrirlos con la tierra.

Se debe tener cuidado en época de lluvias dado que las aguas pueden inundar las zanjas. Por lo tanto, se deben construir canales perimetrales para captarlos y desviarlas e incluso proveerlas de drenajes internos. En casos extremos, puede requerirse el bombeo del agua acumulada. Las paredes longitudinales de las zanjas tendrán que ser cortadas de acuerdo con el ángulo de reposo del suelo excavado.

Método de Trinchera o de Zanja • Método de área: En áreas relativamente planas, donde no sea factible excavar

fosas o trincheras para enterrar las basuras, éstas pueden depositarse directamente sobre el suelo original, elevando el nivel algunos metros. En estos casos, el material de cobertura deberá ser importado de otros sitios o, de ser posible, extraído de la capa superficial. En ambas condiciones, las primeras se construyen estableciendo una pendiente suave para evitar deslizamientos y lograr una mayor estabilidad a medida que se eleva el relleno.

Se adapta también para rellenar depresiones naturales o canteras abandonadas de algunos metros de profundidad. El material de cobertura se excava de las laderas del terreno, o en su defecto se debe procurar lo más cerca posible para evitar el



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encarecimiento de los costos de transporte. La operación de descarga y construcción de las celdas debe iniciarse desde el fondo hacia arriba.

Método de Área El relleno se construye apoyando las celdas en la pendiente natural del terreno, es decir, la basura se vacía en la base del talud, se extiende y apisona contra él, y se recubre diariamente con una capa de tierra de 0.10 a 0.20 m de espesor; se continúa la operación avanzando sobre el terreno, conservando una pendiente suave de unos 30 grados en el talud y de 1 a 2 grados en la superficie. • Método de Terraplén: se emplea en terrenos inclinados. Consiste en hacer

terraplenes o banqueos donde se deposita la basura y posteriormente se cubre con la tierra extraída.



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Método de Terraplén Componentes de un Relleno Sanitario

Interconexión de Filtros de Drenaje de Gases y Lixiviado



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• Suelo de Soporte: debe ser lo suficientemente impermeable para evitar que los lixiviados se infiltren hacia cursos de aguas subterráneas y para facilitar su captación. Como medida de protección ambiental es recomendable impermeabilizar el suelo de fondo con material arcilloso técnicamente compactado y/o utilizar geomembranas apropiadas para estos fines.

• Cunetas de Coronación: interceptan las aguas lluvias y las desvían antes de

que tomen contacto con la masa de basuras, evitando de esta manera que se contaminen y que perjudiquen la estabilidad del relleno, contribuyendo de esta manera a que no se incremente el caudal de los lixiviados.

• Drenes de Lixiviados: permiten captar y conducir estos líquidos hacia el

sistema de almacenamiento y tratamiento. • Sistema de almacenamiento y tratamiento de lixiviados: Todos los líquidos

captados por los drenes de lixiviados, son frecuentemente descargados en un tanque de almacenamiento, para posteriormente ser tratados y/o recirculados hacia la parte alta del relleno o utilizados en el riego del área recuperada en el relleno sanitario.

Para proteger las aguas superficiales y subterráneas, se deben tomar las siguientes medidas:

- Verificar que las aguas subterráneas y superficiales cercanas no estén siendo utilizadas para consumo humano o animal.

- Establecer una altura mínima de 1.0 - 2.0 m (depende de las características del suelo) entre la parte inferior del relleno y el nivel de agua subterránea.

- Tratar de contar con un suelo arcilloso o en su defecto impermeabilizar la parte inferior mediante una capa de arcilla de 0.30 - 0.60 m.

- Interceptar, canalizar y desviar el escurrimiento superficial y los pequeños hilos de agua, a fin de reducir el volumen del líquido percolado, y de mantener en buenas condiciones la operación del relleno.

- Construir un sistema de drenaje para posibilitar la recolección del líquido percolado y facilitar su posterior tratamiento en caso necesario.

- Cubrir con una capa de tierra final de unos 0.40 a 0.60 m, compactar y sembrar las áreas del relleno que hayan sido terminadas con pasto o grama para disminuir la infiltración de aguas de lluvias.

• Material de cobertura: Sirve para tapar los desechos sólidos con el objeto de

neutralizar los malos olores y eliminar la presencia de vectores como moscas y roedores, principalmente.



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Una de las diferencias fundamentales entre un relleno sanitario y un botadero a cielo abierto es la utilización de material de cobertura para separar adecuadamente las basuras del ambiente exterior y confinarlas al final de cada jornada diaria. El cubrimiento diario de los desechos sólidos con tierra es de vital importancia para el éxito del relleno sanitario, debido a que cumple las siguientes funciones:

- Prevenir la presencia y proliferación de moscas y gallinazos.

- Impedir la entrada y proliferación de roedores.

- Evitar incendios y presencia de humos.

- Minimizar los malos olores

- Disminuir la entrada del agua de lluvias a la basura

- Orientar los gases hacia las chimeneas para evacuarlos del relleno sanitario.

- Dar una apariencia estética aceptable al relleno sanitario.

- Servir como base para las vías de acceso internas.

- Permitir el crecimiento de vegetación. • Ductos de gases: Posibilitan la salida de los gases, especialmente del biogas,

que se origina en el interior del relleno, el cual puede ser aprovechado en el propio relleno o en las comunidades aledañas.

Un relleno sanitario no es otra cosa que un digestor anaeróbico en el que, debido a la descomposición natural o putrefacción de los desechos sólidos, no sólo se producen líquidos, sino también gases y otros compuestos. El gas metano reviste el mayor interés porque, a pesar de ser inodoro, es inflamable y explosivo si se concentra en el aire en una proporción de 5 a 15% en volumen; los gases tienden a acumularse en los espacios vacíos dentro del relleno; aprovechan cualquier fisura del terreno o permeabilidad de la cubierta para salir, pudiendo originar altas concentraciones de metano con el consiguiente peligro de explosión en las áreas vecinas. Por lo tanto, es necesario llevar a cabo un adecuado control de la generación y migración de estos gases. Este control se puede lograr, construyendo un sistema de drenaje vertical en piedra, colocado en diferentes puntos del relleno sanitario, para que éstos sean evacuados a la atmósfera.



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Como el gas metano es combustible, se puede quemar simplemente encendiendo fuego en la salida del drenaje, una vez concluido el relleno sanitario. También se puede aprovechar este gas como energía en el empleo de una pequeña cocina para calentar alimentos o como lámpara para ¡luminar el terreno. Es de anotar que la recuperación y aprovechamiento del gas metano con propósitos comerciales, sólo se recomienda para rellenos sanitarios que reciban más de 200 ton/día, y siempre que las condiciones locales así lo ameriten. • Pozos de monitoreo de aguas subterráneas: Instalados en puntos estratégicos

para controlar y validar la gestión de los lixiviados. • Franja de protección vegetal: Sirve para mejorar la estética del relleno y como

cortina de aislamiento visual de las operaciones que se ejecutan en el interior del relleno.

• Cerramiento perimetral: Sirve para dar seguridad al relleno e impedir el ingreso

de personas extrañas o animales domésticos que perjudican el normal desarrollo de las labores de los equipos.



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• Acceso al sitio: Vías de acceso al relleno sanitario en buen estado y vías internas hacia los frentes de trabajo.

✰ Bascula de pesaje: Permite registrar la cantidad de desechos sólidos que

ingresan al relleno y mantener registros y controles adecuados. Ventajas y Desventajas de los Rellenos Sanitarios • Ventajas

- El relleno sanitario, como método de disposición final de los desechos sólidos urbanos, es sin lugar a dudas la alternativa más conveniente para nuestros países. Sin embargo, es esencial asignar recursos financieros y técnicos adecuados para su planificación, diseño, construcción, operación y mantenimiento.

- La inversión inicial de capital es inferior a la que se necesita para implantar cualquiera de los métodos de tratamiento: incineración o compostación.

- Bajos costos de operación y mantenimiento.

- Un relleno sanitario es un Método completo y definitivo, dada su capacidad para recibir todo tipo de desechos sólidos, obviando los problemas de cenizas de la incineración y de la materia no susceptible de descomposición en la compostación.

- Generar empleo de mano de obra no calificada, disponible en abundancia en los países en desarrollo.

- Recuperar gas metano en grandes rellenos sanitarios que reciben más de 200 ton/día, lo que constituye una fuente alternativa de energía.

- Su lugar de emplazamiento puede estar tan cerca al área urbana como lo permita la existencia de lugares disponibles, reduciéndose así los costos de transporte y facilitando la supervisión por parte de la comunidad.

- Recuperar terrenos que hayan sido considerados improductivos o marginales, tornándolos útiles para la construcción de un parque, área recreativa, campo deportivo, etc.

- Un relleno sanitario puede comenzar a funcionar en corto tiempo como método de eliminación.

- Se considera flexible, ya que no precisa de instalaciones permanentes y fijas, y también debido a que está apto para recibir mayores cantidades adicionales de desechos con poco incremento de personal.



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• Desventajas

- La adquisición del terreno constituye la primera barrera para la construcción de un relleno sanitario, debido a la oposición que se suscita por parte del público, ocasionada en general por factores tales como:

La falta de conocimiento sobre la técnica del relleno sanitario.

Asociarse el término "relleno sanitario" al de un "botadero de basuras a cielo abierto".

La evidente desconfianza mostrada hacia las administraciones locales.

El rápido proceso de urbanización que encarece el costo de los pocos terrenos disponibles, debiéndose ubicar el relleno sanitario en sitios alejados de las rutas de recolección, lo cual aumenta los costos de transporte.

- La supervisión constante de la construcción para mantener un alto nivel de

calidad de las operaciones. En las pequeñas poblaciones, la supervisión de rutina diaria debe estar en manos del encargado del servicio de aseo, debiendo éste contar a su vez con la asesoría de un profesional responsable, dotado de experiencia y conocimientos técnicos adecuados, quien inspecciona el avance de la obra cada cierto tiempo, a fin de evitar fallas futuras.

- Existe un alto riesgo de transformarlo en botadero a cielo abierto por la

carencia de voluntad política de las administraciones municipales, ya que se muestran renuentes a invertir los fondos necesarios para su correcta operación y mantenimiento.

- Se puede presentar una eventual contaminación de aguas subterráneas y

superficiales cercanas, si no se toman las debidas precauciones.

- Los asentamientos más fuertes se presentan en los primeros dos años después de terminado el relleno, por lo tanto se dificulta el uso del terreno. El tiempo de asentamiento dependerá de la profundidad del relleno, tipo de desechos sólidos, grado de compactación y de la precipitación pluvial de la zona.

Al referirse a los Residuos Sólidos Urbanos, cabe anotar que el estudio "Diagnóstico del Servicio de Aseo Público en Colombia", señala que en 1.991 la producción de basuras era de 15.903 toneladas diarias (5.8 millones de toneladas al año). El 38 % correspondió a las cuatro grandes ciudades (Bogotá, Medellín, Cali y Barranquilla), el 29,3% a ciudades mayores -entre 200.000 y 1’000.000 de habitantes- y el 11,3 % a las ciudades intermedias. En Colombia, la producción per cápita de residuos sólidos oscila entre 0,2 y 0,7 kg por persona-día, encontrándose



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el valor más alto en las zonas de mayor urbanización (Santa Fé de Bogotá, Cali, Medellín, Barranquilla), y el menor en las zonas rurales. La cobertura del servicio de recolección de basuras presenta grandes diferencias entre la zona rural y la urbana: mientras en las cabeceras municipales el servicio cubre casi el 83% de las viviendas, en la zona rural no supera el 5 %. Al interior de las áreas urbanas también se presentan contrastes: mientras que en los grandes centros urbanos la cobertura del servicio en el año 1996 era cercana al 88%, en las ciudades intermedias era del 84%, y en las otras cabeceras departamentales del 60%. 1.4.4 Rellenos de Seguridad Los rellenos de seguridad son instalaciones de disposición que permiten el almacenamiento de los residuos en el suelo, aislados del ambiente. El diseño debe tener como meta principal reducir al máximo la generación del lixiviado, así como prevenir su ingreso, sin tratamiento, al ambiente. El relleno de seguridad debe ser concebido como parte de un sistema de gestión de residuos peligrosos en el cual. se tome en cuenta la minimización, reciclaje, almacenamiento, tratamiento y transporte, de tal forma que los residuos que lleguen al relleno sean exclusivamente aquellos que no pudieron ser eliminados de otra forma y que se encuentren en condiciones aptas para su disposición en el relleno. En el diseño de un relleno de seguridad es de primordial importancia tomar en cuenta las medidas para evitar el contacto de los residuos con el ambiente. Se definen tres condiciones principales: • El pretratamiento adecuado de los residuos: Se refiere principalmente a la

prevención del ingreso del residuo al relleno a través del reciclaje, la incineración o a través de la inmovilización de residuos.

• La técnica de aislamiento: Que se logra a través de un sistema combinado de ¡mpermeabilización permanente con un drenaje eficaz para los lixiviados. El aislamiento se consigue con el uso de materiales sintéticos o naturales. En los países industrializados se requiere generalmente el uso de ambos tipos de materiales como revestimiento para los rellenos de seguridad. Las arcillas deben cumplir con requerimientos de baja permeabilidad y suficiente profundidad para prevenir el transporte de contaminantes. Asimismo, los



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revestimientos sintéticos deben ser resistentes a altas presiones y a la agresión de sustancias peligrosas.

• Un sitio favorable desde el punto de vista geológico: La selección del sitio permitirá la ubicación del relleno en una zona donde exista una barrera geológica natural. De no existir, también se pueden modificar las características del suelo para crear una barrera geológica. La barrera geológica debe cumplir una función protectora durante la operación normal del relleno y en caso de rupturas de las barreras técnicas.

Durante la operación normal del relleno, la barrera geológica debe permitir estabilidad e impermeabilidad. La estabilidad implica resistencia a la erosión y difusión, alta densidad, ceder suficientemente sin rupturas y ser poco soluble en el agua. La barrera geológica, además, debe ser impermeable, tener una profundidad suficiente y debe extenderse bajo todo el relleno. Asimismo, debe estar poco petrificado y con capas geológicas poco inclinadas para evitar rupturas geológicas. Residuos a Disponer en los Rellenos de Seguridad Existe una gran variedad de residuos peligrosos generados por la industria que presentan diversas características y niveles de peligrosidad. Algunas de estas características harán que su disposición en el suelo cause un gran riesgo al medio ambiente, como son los solventes halogenados y los bifenilos policlorados (PCB's). En este sentido es importante establecer definiciones y listas de los residuos que pueden ser dispuestos en rellenos de seguridad sin generar un alto riesgo de contaminación al medio ambiente. En el siguiente cuadro, se presenta una lista de algunos residuos que pueden ser dispuestos en un relleno de seguridad. Se provee esta lista como ejemplo, ya que en cada caso se podrá modificar según las necesidades y condiciones del relleno de seguridad. Los residuos en esta lista vienen acompañados cuando es necesario, de pretratamientos requeridos previos a la disposición final en rellenos de seguridad



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RESIDUOS QUE PUEDEN SER DISPUESTOS EN RELLENOS DE SEGURIDAD

Descripción del residuo Pretratamiento recomendado

Residuos de la producción de aceites vegetales

Residuos ácidos grasos

Emulsiones de aceites y grasas Desecado previo a la disposición

Lodos del proceso de producción del cuero Desecado previo a la disposición Aserrines empapados de aceites u otros líquidos

Filtros de papel empapados con residuos nocivos

Gasas empapadas con residuos nocivos

Escoria de fundición de metales no ferrosos

Cenizas metales no ferrosos Solidificación previa a la disposición

Cenizas volátiles de filtros de incineradores Solidificación previa a la disposición

Suelos contaminados

Polvos de filtros de metales no ferrosos Solidificación previa a la disposición Polvos de asbesto Residuos debe estar envasado

Lodos minerales con residuos peligrosos Desecado o solidificación

Lodos con cianuro de la metalurgia Solidificación

Acumuladores (baterías) de níquel-cadmio Solidificación o encapsulamiento

Baterías con mercurio Solidificación o encapsulamiento

Lodos galvánicos con cianuro, cromo VI Cianuro: oxidación, cromo:reducción

Lodos con solventes orgánicos halogenados Encapsulamiento

Otros lodos de hidróxidos metálicos Desecado o solidificación Sales y sustancias químicas del proceso del curtido Solidificación o encapsulamiento

Sales de impregnado de la madera Solidificación o encapsulamiento

Óxidos e hidróxidos de zinc, manganeso, cromolll, cobre y otros metales pesados

Desecado o solidificación

Sales con contenido nocivo de cianuro Oxidación, solidificación previa a la disposición.

Algunos de los ejemplos de residuos que no pueden ser dispuestos en un relleno de seguridad son:

• Residuos altamente tóxicos: venenos, dioxinas

• Bifenilos policlorados PCB

• Residuos explosivos y municiones

• Residuos inflamables, solventes con bajo punto de inflamabilidad



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• Residuos reactivos como los peróxidos

• Metales alcalinos Criterios de Diseño para Rellenos de Seguridad El diseño de un relleno de seguridad debe seguir ciertos criterios básicos que aseguren la disposición segura de los residuos, la protección del ambiente y la utilización eficiente de la mano de obra, equipos y capacidad del relleno. Se propone un sistema simplificado para el diseño de rellenos de seguridad. Se considera que este diseño exige lo mínimo indispensable para la protección del ambiente. Los principales métodos de construcción de un relleno de seguridad son el de fosa o trinchera y el de área. La disposición dentro del relleno se lleva a cabo dentro de celdas cuyas dimensiones varían dependiendo de las condiciones del terreno, cantidad, tipo y estado físico de los residuos. A continuación se presentan las consideraciones básicas para el diseño del relleno de seguridad. • Pretratamiento de los residuos: el pretratamiento de los residuos se hace

necesario en muchas ocasiones y se deben tener en cuenta el uso de tecnologías apropiadas, preferiblemente simples y de bajo costo, algunas de las cuales se han presentado en secciones presedentes.

• Aislamiento de los residuos: El aislamiento de los residuos se logra a través de

la impermeabilización de la base, de los costados y superficie del relleno y del manejo de los líquidos para evitar, en lo posible, el ingreso de líquidos al relleno. Los líquidos que lograron ingresar al relleno deben ser recolectados y tratados. El sistema de aislamiento del relleno de seguridad comprende:

- Impermeabilización: se debe usar material mineral apropiado en 3 capas con

un espesor mínimo de 30 cm cada una. Cada capa debe contener suficiente arcilla como para asegurar una permeabilidad (K) no mayor a 10-9 m/s. Para lograr esta permeabilidad en el campo, el material debe demostrar una permeabilidad de 5x10-10 m/s en el laboratorio.

- Drenaje de lixiviados: se requiere de un drenaje de lixiviados a través de un

mecanismo de infiltración extendido sobre la superficie de la base del relleno. Debe consistir de piedras o arena con grava no soluble, con granos preferiblemente mayores de 35 mm y el espesor de la capa no debe ser menor de 30 cm. Así mismo, se deben instalar tuberías perforadas de drenaje de



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diámetro igual o mayor de 30 cm. Las tuberías deben estar en pendiente a una distancia equidistante de 10 m.

- Sobre la capa de drenaje se debe instalar una membrana mineral o sintética

(es decir una geomembrana) que prevenga el ingreso de material suspendido y la consecuente saturación de la capa de drenaje. El drenaje de los lixiviados al exterior del relleno debe instalarse en el punto más bajo del relleno. En este punto se debe instalar un sistema de triple seguridad (incluyendo material sintético).

- Recubrimiento de la superficie: este es el instrumento de seguridad a largo

plazo más importante para la minimización de la infiltración de aguas de lluvia dentro del relleno y para minimizar la generación de lixiviados después del cierre completo del relleno.

En el caso que exista la posibilidad de generación de gases en el relleno, se debe instalar un sistema de captación de gases. Para esto, se cubre el relleno con una capa de por lo menos, 30 cm de piedras/gravas o escombros de construcción con diámetros de 100 mm, antes de la capa de impermeabilización. Esta capa, tiene como función equilibrar el relleno ante la compactación diferencial y por lo tanto protegerá a las capas impermeables superiores. Sobre la anterior capa, se deben instalar tres capas de impermeabilización. La primera capa de impermeabilización forma al mismo tiempo el recubrimiento espontáneo después de finalizada la celda del relleno. Debido a la compactación, esta capa no podrá tener la misma calidad que la segunda capa, la que se construye después de disminuir la compactación en el relleno (2 a 3 años). La impermeabilización superficial debe tener una inclinación mayor de 3%. Sobre las capas de impermeabilización, se debe colocar una de drenaje superficial para la captación de las aguas de lluvia de un espesor igual o mayor de 30 cm constituido de grava/arena con una permeabilidad (K) mayor o igual a 1x10-3 m/s. Esta capa debe estar conectada a un canal superficial perimetral de captación y recolección de las aguas superficiales. Finalmente, se debe cubrir el relleno con una capa de suelo humoso con un espesor mayor o igual a 30 cm. El área debe ser cultivada con plantas de raíces superficiales, por ejemplo grama. Debe evitarse la plantación de árboles ya que éstos dañarán el sistema de aislamiento superficial del relleno. Asimismo, debe asegurarse que el área del relleno sea utilizado para fines que no requieran construcción u otras actividades que puedan dañar el sistema de impermeabilización del mismo.



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• Barrera geológica: Esta es la última barrera en caso de ruptura y daño de las otras barreras.

Se requieren capas geológicas, lo más homogéneas posibles, con una profundidad mayor de 3 m, y permeabilidad de 10-7 m/s. Estos suelos o rocas, por lo tanto deben tener un contenido suficiente de arcilla. Por lo general, los sedimentos gruesos no son aptos debido a su alta permeabilidad. El mismo criterio se aplica a las rocas calcáreas con cuevas y fisuras grandes. Si la zona seleccionada para el relleno no es homogénea o tiene mayor permeabilidad que la que se requiere, entonces será necesario cambiar los suelos y sustituirlos por material apropiado. En caso que se encuentre la capa freática a una distancia menor de 1 m (en su nivel más alto) a la base proyectada del relleno, será necesario levantar el área con material apropiado. Asimismo, el perfil del suelo es de gran importancia para la estabilidad del relleno. Si ha habido la necesidad de reemplazar sedimentos, el área del relleno deberá ser menor al área de reemplazo dejando 5 metros a cada lado como medida de prevención. La importancia de la barrera geológica hace que se requiera una investigación profunda de campo para medir parámetros tales como permeabilidad, homogeneidad, composición del suelo, de la roca, etc. así como una evaluación completa de las condiciones geológicas e hidrogeológicas. 1.4.5 Impactos Generados Sobre el Ambiente Los residuos constituyen el principal factor de contaminación cuando son liberados de forma incontrolada al medio ambiente. Incluso cuando son convenientemente gestionados siempre comportan un riesgo ambiental de mayor o menor gravedad según la naturaleza del residuos. Uno de los fenómenos ambientalmente más preocupantes en los últimos cincuenta años es la proliferación de nuevos residuos procedentes de la diversificación de los procesos industriales, agrarios y urbanos y su continuo aumento en cantidad y volumen Contaminación de los Suelos La existencia de contaminantes en un suelo supone la existencia de potenciales efectos nocivos para el hombre, la fauna en general y la vegetación. Estos efectos tóxicos dependerán de las características toxicológicas de cada contaminante y de la concentración del mismo.



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De forma general, la presencia de contaminantes en el suelo se refleja de forma directa sobre la vegetación, induciendo su degradación, la reducción del numero de especies presentes en ese suelo y la fauna y microfauna asociada a la vegetación y mas frecuentemente la acumulación de contaminantes en las plantas, sin generar daños notables en éstas. En el hombre los efectos se restringen a la ingestión y contacto dérmico, que en algunos de los casos ha desembocado en intoxicaciones. • Alteración de las Aguas Subterráneas: la filtración de sustancias abandonadas

a través de las capas superficiales del suelo, contaminan las aguas del nivel freático, y éstas a su vez pueden contaminar acuíferos profundos. Esta contaminación es muy grave si se tiene en cuenta que las aguas subterráneas es la fuente mas grande de agua con la que cuenta el planeta considerando la contaminación creciente de las aguas superficiales.

• Alteración de Cauces Superficiales por Escorrentía: se presenta en las

actividades mineras y en general en todas las actividades del hombre en las que se abandona indiscriminadamente los residuos dejándolos a cielo abierto y sin ningún tipo de confinamiento. En proyecto de obras civiles se aporta especialmente sólidos a las corrientes de agua.

• Procesos de Bioacumulación: indirectamente a través de la cadena trófica, la

incidencia de un suelo contaminado puede ser mas relevante. Absorbidos y acumulados por la vegetación, los contaminantes del suelo pasan a la fauna en dosis muy superiores a las que podrían hacerlo por ingestión de tierra.

Cuando estas sustancias son bioacumuables, como es el caso de varios metales pesados como el pomo, mercurio, bario, etc, los pesticidas, etc, e riesgo se amplifica al incrementarse las concentraciones de contaminantes a medida que ascendemos en la cadena trófica o alimenticia, en cuya cima se encuentra el hombre. • Transmisión de virus y enfermedades parasitarias

- Virus: infecciones víricas, inflamaciones cutáneas y oculares

- Bacterias: infecciones gastrointestinales, endémicas o epidémicas, como cólera, fiebres tifoideas, etc.

- Protozoos y metazoos: enfermedades parasitarias como la didatidoses, esquistosomiasis, etc.



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• Alteración del Paisaj e: la tierra generada en las labores de minería y que es acumulada en escombreras provoca fundamentalmente afecciones o problemas paisajísticos, erosivos y de estabilidad.

• Pérdida del Valor del Suelo: en la minería de materiales radiactivos del carbón

o las menas de sulfures pueden producir en el suelo cuando entra en contacto con el y con sus componentes, problemas de acidez, toxicidad, alcalinidad y radiactividad.

Económicamente y sin considerar los costes de la recuperación de un suelo, la presencia de contaminantes en un área supone la desvalorización de la misma, derivada de las restricciones de usos que se impongan a este suelo (restricciones a la producción de artículos de consumo, prohibición de edificar, etc) y, por lo tanto, una perdida económica para sus propietarios. Contaminación del Agua Los contaminantes del agua, ya sean introducidos por vía domestica, industrial o agrícola, pueden producir en general, numerosos tipos de efectos que habrían de estudiarse en función del uso que se quiera dar al agua o bien, dentro de la perspectiva de tener unas aguas de mejor calidad, con el fin de preservar la vida acuática y poderla dedicar a fines recreativos o puramente estéticos. 1.5 LEGISLACIÓN SOBRE RESIDUOS SÓLIDOS El gobierno nacional en la búsqueda de un mejor aprovechamiento de las potencialidades institucionales y de la capacidad de los organismos existentes involucrados en el sector de residuos, busca poner en marcha un sistema de gestión integral de residuos sólidos definido en la política, que permita cumplir los siguientes objetivos:

• Minimizar la cantidad de los residuos que se generan

• Aumentar el aprovechamiento y consumo de residuos generados hasta donde ambientalmente sea tolerable y económicamente viable.

• Mejorar los sistemas de manejo integral de residuos sólidos

• Conocer y dimensionar la problemática de los residuos peligrosos en el país y establecer el sistema de gestión de los mismos.



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La siguiente es la normatividad pertinente: 1.5.1 Decreto 2104 de 1983. Ministerio de Salud Define la terminología técnica relacionada con residuos sólidos. Contiene normas sanitarias aplicables al almacenamiento, presentación, recolección, transporte, transferencia, transformación y disposición sanitaria de los residuos sólidos. Distingue entre servicio de aseo ordinario y aseo para gestión de residuos sólidos especiales. Establece un régimen sancionatorio y un procedimiento para su aplicación. Podría decirse que este estatuto mantiene vigencia conforme a las demandas del sector en lo que tiene que ver con sus aspectos técnicos y de definiciones. Teniendo en cuenta que nuestra legislación cuenta con artículos que contribuyen a darle un manejo óptimo a los residuos en este decreto se puede resaltar que los industriales al momento de elegir el envase o el empaque de su producto, deben tener en cuenta que se elaboren en materiales que posterior a su consumo se puedan recuperar, reciclar, resultar o sean biodegradables, y que a su vez se promuevan estas actividades en la etiqueta que llevan sus productos. 1.5.2 Ley 142 de julio 11 de 1994 Establece el régimen de los servicios públicos domiciliarios, entre los que se encuentra el servicio de aseo, y reglamenta su administración a cargo de los municipios. 1.5.3 Decreto 605 del 27 de marzo de 1996. Ministerio de Desarrollo

Económico Establece condiciones para la prestación del servicio público domiciliario de aseo (recolección, transporte y disposición final), es un decreto reglamentario de la ley 142. Señala que los aspectos ambientales involucrados en las fases de recolección, transporte y disposición final deben realizarse de acuerdo a la normatividad expedida por las autoridades ambientales. Con este decreto se deroga el decreto 2104 de 1983 , en todos aquellos aspectos que sean contrarios al Decreto 605; sin embargo, las consideraciones ambientales en la prestación del servicio y la gestión de los residuos sólidos tienen vigencia en las disposiciones y normas establecidas en el Decreto 2104 de 1983.



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1.5.4 Ley 430 de 1998 La presente Ley tendrá como Objeto, regular todo lo relacionado con la prohibición de introducir desechos peligrosos al territorio nacional, en cualquier modalidad según lo establecido en el Convenio de Basilea y sus anexos, y con la responsabilidad por el manejo integral de los generados en el país y en el proceso de producción, gestión y manejo de los mismos, así mismo regula la infraestructura de la que deben ser dotadas las autoridades aduaneras y zonas francas y portuarias, con el fin de detectar de manera técnica y científica la introducción de estos residuos, regula las sanciones en la Ley 99 de 1993 para quien viole el contenido de esta Ley y se permite la utilización de los aceites lubricantes de desechos, con el fin de producir energía eléctrica. 1.5.5 Resolución 2309 de 1986. Ministerio de Salud La presente Ley tendrá como Objeto, regular todo lo relacionado con el manejo, uso, disposición y transporte de los Residuos Sólidos con características especiales, además de los términos para los responsables de su recolección, transporte y disposición final", competencias de las autoridades asignadas para tal fin. 1.5.6 Resolución 189 del 15 de Julio de 1994. Ministerio del Medio

Ambiente Por la cual se dictan regulaciones para impedir la introducción al territorio nacional de residuos peligrosos, a su vez se detallan sus característica. 1.5.7 Resolución 11 de 1996. Ministerio del Medio Ambiente Por la cual se establecen reglas sobre contratos de concesión en los que se incluye el otorgamiento de áreas de servicio exclusivo para la prestación del servicio público domiciliario de aseo 1.5.8 Resolución 541 del 14 de Diciembre de 1994. Ministerio del

Medio Ambiente Por medio de la cual se regula el cargue, descargue, transporte, almacenamiento y disposición final de escombros, materiales, elementos, concretos y agregados sueltos, de construcción, de demolición y capa orgánica, suelo y subsuelo de excavación.



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Proceso de Comprensión y Análisis • Teniendo en cuenta nuestra cotidianidad responder las siguientes preguntas

- ¿Qué objetos arrojamos a los recipientes de basura en nuestras actividades cotidianas ?

- ¿ Cuáles materiales se utilizan en la fabricación de s esos objetos ?

- ¿Qué practicas de manejo y disposición final de residuos sólidos utilizan en su municipio ?

- ¿A qué trastornos ambientales contribuye el manejo inadecuado de los residuos sólidos?

- ¿Cómo afecta el inadecuado manejo de las basuras a la salud humana? • Teniendo en cuenta la temática planteada, describir en un lenguaje que

permita transmitir a sus alumnos, como es el manejo de los residuos sólidos en el municipio donde usted reside o labora.

• Elaborar un diagrama de flujo donde ilustre gráficamente los diferentes

elementos de la gestión de residuos sólidos.

• Efectuar una extrapolación destacando tres aspectos positivos, tres aspectos interesantes y tres aspectos negativos del proceso de compostaje.

Solución de Problemas • Diseñar y aplicar junto con sus alumnos tres talleres técnico pedagógicos

relacionados a la temática planteada, a un grupo de personas de la comunidad. • Revisar la información disponible y elaborar una presentación a las autoridades

municipales sobre las ventajas y desventajas de la implementación de un programa de manejo integral de residuos sólidos con el objeto de hacer aportes en la toma de decisiones futuras en el municipio o la región donde usted reside o labora.



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Síntesis Creativa y Argumentativa • Elaborar un mapa conceptual sobre el tema visto. • Construir una composición congruente e improvisada sobre el tema visto, de

máximo cinco paginas, destacando lo positivo lo interesante y lo negativo. • Analizar y establecer un juicio de valor de la manera como se manejan los

residuos sólidos en su municipio y en el departamento. Evaluación Con el fin de fortalecer los conceptos adquiridos en esta unidad temática desarrolle los siguientes interrogantes:

• ¿Qué es un residuo sólido ?

• Citar tres actividades del hombre que generen residuos sólidos

• Mencionar tres tipos de residuos sólidos

• ¿Cuáles son los sectores productivos mas influyentes en la generación de residuos sólidos?

• Nombrar los principales elementos de la gestión de residuos sólidos

• ¿Qué diferencia existe entre reutilización y reciclaje?

• Establecer diferencias entre un botadero a cielo abierto y un relleno sanitario.

• Nombrar tres tipos de materiales de residuos plásticos.

• Elaborar un listado de las principales practicas de disposición final de residuos sólidos.

• Describir teórica y gráficamente el proceso de compostaje. Repaso Significativo • Vía postal o electrónica intercambiar con cuatro compañeros la descripción de

los sistemas o procesos de disposición de residuos sólidos utilizados en el municipio donde residen o laboran. Es conveniente anexar imágenes que refuercen la descripción teórica.



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• En grupos de máximo tres alumnos consultar un caso de manejo de residuos sólidos en una ciudad capital de un país sur americano y un caso de una capital europea, destaque ventajas y desventajas de los casos en una posible replica en nuestro país.

Bibliografía Sugerida Conocedores de su inquietud e interés particular por algunos temas específicos sugerimos respetuosamente consulten las siguientes direcciones electrónicas.

www.acionambiental.org www.cnpml.org www.cuidemoscolombia.com www.dama.gov.co www.dane.gov.co www.dnp.gov.co www.ecoportal.net www.ideam.gov.co www.ingenieroambiental.com www.minambiente.gov.co www.redambiental.com www.tecnologiaslimpias.gov.co



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UNIDAD 2: Manejo de Aguas Residuales

Descripción Temática Cada persona consume un promedio de 150 galones (570 Lt) de agua al día. Toda el agua que llega a las casas por la tubería, sale de las casas por otra tubería distinta; el agua fresca se convierte en agua residual. Las aguas residuales tienen diferentes orígenes domestico, agropecuario, industrial y de la escorrentía producida por tormentas. Es de vital importancia conocer las características físico químicas y biológicas de cada una de ellas para lograr un manejo y tratamiento adecuado de las mismas. En la mayoría de las ciudades, el agua residual se va por las cloacas hasta desembocar en un cuerpo receptor o río, pocas ciudades en Colombia cuentan con plantas de tratamiento de aguas residuales domésticas e industriales. El tratamiento de aguas residuales incluye los siguientes pasos; tratamiento primario, secundario, y avanzado. El agua residual ya tratada se puede usar para irrigación o puede ser arrojada de nuevo a un lago o río. Para poder descargar y eliminar el agua residual, se deben cumplir ciertos requisitos mínimos exigidos en la normatividad ambiental Colombiana. Por lo anterior la presente unidad esta conformada por cuatro temas principales como son Historia de la depuración de las aguas residuales, naturaleza de las aguas residuales, transporte de las aguas residuales, depuración de las aguas residuales y legislación sobre aguas residuales. Los fundamentos conceptuales permitirán conducir al alumno a presentar alternativas de solución a los problemas detectados en cada entorno particular. Contribuyendo a superar la problemática de las aguas residuales desarrollando y fortaleciendo programas educativos encaminados a racionalizar el uso de tan apreciado recurso natural renovable como es el agua.



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Horizontes • Repasar la historia de la depuración de aguas en el contexto internacional,

nacional y regional. • Examinar la naturaleza de las aguas residuales determinando las características

principales de cada una de ellas. • Explorar los elementos usados para el transporte de las aguas residuales. • Analizar los tratamientos implicados en la depuración de las aguas residuales. • Relacionar la legislación nacional que regula la generación y disposición de las

aguas residuales en el territorio Colombiano Núcleos Temáticos y Problemáticos • Historia del Tratamiento de las Aguas Residuales

• Naturaleza de las Aguas Residuales

• Transporte de las Aguas Residuales

• Procesos de Tratamiento de las Aguas Residuales

• Legislación sobre Aguas Residuales Proceso de Información 2.1 HISTORIA DEL TRATAMIENTO DE LAS AGUAS RESIDUALES ¿Qué son las aguas residuales? El origen, composición y cantidad de los desechos están relacionados con los hábitos de vida vigentes. Cuando un producto de desecho se incorpora al agua, el líquido resultante recibe el nombre de agua residual. Los métodos de depuración de residuos se remontan a la antigüedad y se han encontrado instalaciones de alcantarillado en lugares prehistóricos de Creta y en las antiguas ciudades asirias. Las canalizaciones de desagüe construidas por los romanos todavía funcionan en nuestros días. Aunque su principal función era el drenaje, la costumbre romana de arrojar los desperdicios a las calles significaba que junto con el agua de las escorrentías viajaban grandes cantidades de materia



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orgánica. Hacia finales de la edad media empezaron a usarse en Europa, primero, excavaciones subterráneas privadas y, más tarde, letrinas. Cuando éstas estaban llenas, unos obreros vaciaban el lugar en nombre del propietario. El contenido de los pozos negros se empleaba como fertilizante en las granjas cercanas o era vertido en los cursos de agua o en tierras no explotadas. Unos siglos después se recuperó la costumbre de construir desagües, en su mayor parte en forma de canales al aire o zanjas en la calle. Al principio estuvo prohibido arrojar desperdicios en ellos, pero en el siglo XIX se aceptó que la salud pública podía salir beneficiada si se eliminaban los desechos humanos a través de los desagües para conseguir su rápida desaparición. Un sistema de este tipo fue desarrollado por Joseph Bazalgette entre 1859 y 1875 con el objeto de desviar el agua de lluvia y las aguas residuales hacia la parte baja del Támesis, en Londres. Con la introducción del abastecimiento municipal de agua y la instalación de cañerías en las casas llegaron los inodoros y los primeros sistemas sanitarios modernos. A pesar de que existían reservas respecto a éstos por el desperdicio de recursos que suponían, por los riesgos para la salud que planteaban y por su elevado precio, fueron muchas las ciudades que los construyeron. A comienzos del siglo XX, algunas ciudades e industrias empezaron a reconocer que el vertido directo de desechos en los ríos provocaba problemas sanitarios. Esto llevó a la construcción de instalaciones de depuración. Aproximadamente en aquellos mismos años se introdujo la fosa séptica como mecanismo para el tratamiento de las aguas residuales domésticas tanto en las áreas suburbanas como en las rurales. Para el tratamiento en instalaciones públicas se adoptó primero la técnica del filtro de goteo. Durante la segunda década del siglo, el proceso del lodo activado, desarrollado en Gran Bretaña, supuso una mejora significativa por lo que empezó a emplearse en muchas localidades de ese país y de todo el mundo. Desde la década de 1970, se ha generalizado en el mundo industrializado la cloración, un paso más significativo del tratamiento químico. La generación de aguas residuales es un producto inevitable de la actividad humana. El tratamiento y disposición apropiada de las aguas residuales supone el conocimiento de las características físicas, químicas y biológicas de dichas aguas; de su significado y de sus efectos principales sobre la fuente receptora. La depuración de aguas corresponde a los distintos procesos implicados en la extracción, tratamiento y control sanitario de los productos de desecho arrastrados



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por el agua y procedentes de viviendas e industrias. La depuración cobró importancia progresivamente desde principios de la década de 1970 como resultado de la preocupación general expresada en todo el mundo sobre el problema, cada vez mayor, de la contaminación humana del medio ambiente, desde el aire a los ríos, lagos, océanos y aguas subterráneas, por los desperdicios domésticos, industriales, municipales y agrícolas. 2.2 CARACTERIZACIÓN DE LAS AGUAS RESIDUALES 2.2.1 Fuentes de Aguas Residuales Las aguas residuales son las aguas usadas y los sólidos que por uno u otro medio se introducen en las cloacas y son transportados mediante el sistema de alcantarillado. En general, se consideran aguas residuales domésticas (ARD) los líquidos provenientes de las viviendas o residencias, edificios comerciales e institucionales. Se denominan aguas residuales municipales los residuos líquidos transportados por el alcantarillado de una ciudad o población y tratados en una planta de tratamiento municipal, y se llaman aguas residuales industriales las aguas residuales provenientes de las descargas de industrias de manufactura. También se acostumbra denominar aguas negras a las aguas residuales provenientes de inodoros, es decir, aquellas que transportan excrementos humanos y orina, ricas en sólidos suspendidos, nitrógeno y coliformes fecales. Y aguas grises a las aguas residuales provenientes de tinas, duchas, lavamanos y lavadoras, aportantes de DBO, sólidos suspendidos, fósforo, grasas y coliformes fecales, esto es, aguas residuales domésticas, excluyendo las de los inodoros. Aunque el precio del agua es un factor de gran incidencia en el consumo, la cantidad de agua de consumo doméstico no debería superar los 200 L/ hab. d con un promedio de 60 a 70% para baño, lavandería, cocina y aseo, y un 30 a 40% para arrastre sanitario de excrementos y orina. Sin embargo, este último porcentaje puede disminuirse con el fomento de los inodoros de volumen pequeño más eficientes. Las aguas lluvias transportan la carga contaminante de techos, calles y demás superficies por donde circula; sin embargo, en ciudades modernas se recogen en alcantarillas separadas, sin conexiones conocidas de aguas residuales domésticas o industriales y, en general, se descargan directamente en el curso de agua natural más próximo sin ningún tratamiento. En ciudades que poseen un sistema de alcantarillado combinado se acostumbra captar el caudal de tiempo seco mediante



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un alcantarillado interceptor y conducirlo a la planta de tratamiento. No obstante, durante los aguaceros el caudal en exceso de la capacidad de la planta y del alcantarillado interceptor se desvía directamente al curso natural de agua. En este caso se pueden presentar riesgos serios de polución y de violación de las normas de descarga, los cuales sólo se pueden evitar reemplazando el sistema de alcantarillado combinado por uno separado. En la figura se resumen las principales fuentes de aguas residuales municipales.

Principales Fuentes de Aguas Residuales Municipales 2.2.2 Características de las Aguas Residuales La expresión de las características de un agua residual puede hacerse de muchas maneras, dependiendo de su propósito específico; sin embargo, vale la pena anotar que toda caracterización de aguas residuales implica un programa de muestreo apropiado para asegurar representatividad de la muestra y un análisis de laboratorio de conformidad con normas estándar que aseguren precisión y exactitud en los resultados. En general, un programa de muestreo para caracterización y control de calidad de aguas supone un análisis cuidadoso del tipo de muestras, número de ellas y parámetros que se deben analizar, en especial en un medio como el colombiano en el que no se justifica asignar más recursos de los estrictamente necesarios para satisfacer el objetivo propuesto.



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Aunque en la práctica, como se verá a continuación, existen caracterizaciones típicas de aguas residuales, las cuales son muy importantes como referencia de los parámetros de importancia por analizar y de su magnitud, hay que recordar que cada agua residual es única en sus características y que, en lo posible, los parámetros de contaminación deben evaluarse en el laboratorio para cada agua residual específica. Las tablas siguientes resumen valores promedios de las características de polución más importantes evaluadas en aguas residuales y revelan la importancia de su origen y de la magnitud del caudal aportante. Las aguas negras, como ya se mencionó, transportan básicamente excrementos humanos y orina (ver tabla 2-1) y por ello contribuyen principalmente con materia orgánica (DBO), sólidos suspendidos, nitrógeno y coliformes fecales.

COMPOSICIÓN DE EXCREMENTOS Y ORINA HUMANOS EN LAS AGUAS RESIDUALES

Característica Materia fecal Orina

Cantidad (húmeda) por persona por día 135-270 g 1 -1,3kg

Cantidad (seca) por persona por día 35-70 g 50 - 70 g

Humedad, % 66-80 93-96

Materia orgánica, % 88-97 65-85

Nitrógeno, % 5,0- 7,0 15-19

Fósforo (como P 2º3), % 3,0-5,4 2,5-5,0

Potasio (como K2O), % 1,0-2,5 3,0 - 4,5

Carbón, % 44-55 11 -17

Calcio (como CaO), % 4,5 4,5 - 6,0

COMPOSICIÓN DE LA ORINA HUMANA

Característica Promedio Intervalo

Volumen, L/cd 1,57 0,69 - 2,5

pH 6,1 5,6 - 6,8

Conductividad, mS/cm 17,49 8,72 - 26,8

NN4- N, mg/cd 571 318-883

Urea, g/cd 16,8 11,8-23,8

Nitrógeno total, g/cd 10,8 7,7- 15

Fósforo, g/cd 0,93 0,6 - 1,48

Potasio, g/cd 2,6 1,38-3,52

DQO, g/cd 12,97 5,37 - 24,02

DBO, g/cd 6,06 1,76 - 9,79



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COMPOSICIÓN TÍPICA DE LAS ARD

Parámetro Magnitud Sólidos totales Sólidos disueltos Sólidos disueltos volátiles Sólidos suspendidos Sólidos suspendidos volátiles Sólidos sedimentables DBO COT DQO Nitrógeno total Nitrógeno orgánico Nitrógeno amoniacal Nitritos Nitratos Fósforo total Fósforo orgánico Fósforo inorgánico Cloruros Alcalinidad Grasas

720 mg/L 500 mg/L 200 mg/L 220 mg/L 165 mg/L 10 mL/L 220 mg/L 160 mg/L 500 mg/L

40 mg/L-N 15 mg/L-N 25 mg/L-N O mg/L-N O mg/L-N 8 mg/L-P 3 mg/L-P 5 mg/L-P 50 mg/L-CI

100 mg/L-CaCC>3 100 mg/L

COMPOSICIÓN APROXIMADA DE UNA ARD (MG/L),

BASADA EN UN CAUDAL DE 400 LT/HAB/DÍA

Parámetro Cruda Sedimentada Tratada Biológicamente

Sólidos totales 800 680 530

Sólidos totales volátiles 440 340 220

Sólidos suspendidos 240 120 30

Sólidos suspendidos volátiles 180 100 20

DBO 200 130 30

Nitrógeno total como N 35 25 20

Nitrógeno inorgánico como N 15 15 20

Fósforo total como P 10 8 7

Fósforo soluble como P 7 7 7



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CARACTERÍSTICAS DE UN AGUA RESIDUAL DOMÉSTICA TÍPICA

PARÁMETRO MAGNITUD

DBO DQO Sólidos suspendidos totales Sólidos suspendidos volátiles Nitrógeno amoniacal Ortofosfatos

200 mg/L 400 mg/L 200 mg/L 150 mg/L

30 mg/L - N 10 mg/L - P

COMPARACIÓN DE LA ESCORRENTÍA URBANA CON LAS AGUAS RESIDUALES MUNICIPALES

Tipo parámetro

DBO mg/L

SS mg/L

N Total mg/L

P Total mg/L

ColiformesNMP/100

mL ARC municipal 200 200 40 10 5x107 ART municipal Efluente primario 135 80 35 8 2x107 Efluente secundario 25 15 30 5 1 x 103

AR combinada 115 410 11 4 5x106 Escorrentía superficial 30 630 3 1 4x105

COMPARACIÓN DE UN AGUA RESIDUAL CRUDA Y UN EFLUENTE SECUNDARIO

Parámetro Cruda Secundario

DBO, mg/L 466 27

DQO, mg/L 1.230 164

SS, mg/L 704 44

NH4+ /mg/L - N 41 37

NO3- mg/L - N - 1,4

NTK, mg/L - N 82 43

P, mg/L 12 7

SAAM, mg/L 12 1,8

Na+ mg/L 262 264

K+ mg/L 25 25

Ca++, mg/L 94 98

Alcalinidad, mg/L 582 510

Cl- , mg/L 327 369

SO4=, mg/L 64 73



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La cantidad y concentración de las aguas residuales es función de su origen y de sus componentes, por lo que las cargas equivalentes o contribuciones per cápita por día varían de una ciudad a otra y de un país a otro. Para ciudades grandes se pueden usar, como valores de referencia, los incluidos en las tablas anteriores; para comunidades pequeñas o áreas rurales las aguas residuales son predominantemente domésticas y las cargas por persona equivalente pueden ser como las de la tabla 2-8

CARGAS PROMEDIO DE LAS ARD EN EL ÁREA RURAL

PARÁMETRO VALOR

Caudal 150 L/Hab/Día DQO 75 - 80 g//Hab/Día DBO 30 - 35 g//Hab/Día Sólidos suspendidos 25 - 30 g//Hab/Día Nitrógeno 8 - 9 g//Hab/Día Fósforo 3,5 - 4 g//Hab/Día Coliformes totales 108 NMP/100 ml

CARACTERÍSTICAS DE UN AGUA GRIS

Parámetro Intervalo Promedio Promedio en el agua de consumo

pH 5-7 6,5 6,6

Alcalinidad, mg/L 149- 198 158 131

N amoniacal, mg/L 0,15-3,2 0,7 0

Nitrato, mg/L 0-4,9 1,0 1,0

N total, mg/L 0,6-5,2 1,7 1,0

Cloruros, mg/L 3,1-12 9 10

Dureza, mg/L 112- 152 144 142

Fosfatos, mg/L 4-35 9 3

Sulfatas, mg/L 12-40 23 28

Turbiedad, UNT 20-140 76 0,8

2.3 LAS AGUAS RESIDUALES Y SUS EFECTOS CONTAMINANTES Toda agua residual afecta en alguna manera la calidad del agua de la fuente o cuerpo de agua receptor. Sin embargo, se dice que un agua residual causa contaminación o polución solamente cuando introduce condiciones o



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características que hacen el agua de la fuente o cuerpo receptor inaceptable para el uso propuesto de la misma. Así, por ejemplo, no se puede decir que las aguas de la alcantarilla domiciliar contaminan las aguas del alcantarillado sanitario municipal. En las tablas 2-10 a 2-13 se presentan, en forma muy breve y generalizada, los efectos más importantes de los principales agentes contaminantes de las aguas residuales.

EFECTOS INDESEABLES DE LAS AGUAS RESIDUALES

CONTAMINANTE EFECTO

Materia orgánica biodegradable Materia suspendida Sustancias corrosivas, cianuros, metales, fenoles. Microorganismos patógenos Sustancias que causan turbiedad, temperatura, color, olor. Sustancias o factores que trastornan el equilibrio biológico Constituyentes minerales

Desoxigenación del agua, muerte de peces, olores indeseables. Deposición en los lechos de los ríos; si es orgánica se descompone y flota mediante el empuje de los gases; cubre el fondo e interfiere con la reproducción de los peces o trastorna la cadena alimenticia. Extinción de peces y vida acuática, destrucción de bacterias, interrupción de la auto-purificación. Las ARD pueden transportar organismos patógenos, los residuos de curtiembre ántrax. El incremento de temperatura afecta a los peces; el color, olor y turbiedad hacen estéticamente inaceptable el agua para uso público. Pueden causar crecimiento excesivo de hongos o plantas acuáticas, las cuales alteran el ecosistema acuático, causan olores, etcétera. Aumentan la dureza, limitan los usos industriales sin tratamiento especial, incrementan el contenido de sólidos disueltos a niveles perjudiciales para los peces o la vegetación, contribuyen a la eutrofización del agua



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CONTAMINANTES DE IMPORTANCIA EN AGUAS RESIDUALES

Contaminante Causa de su importancia

Sólidos suspendidos Materia orgánica biodegradable Patógenos Nutrientes Materia orgánica refractaria Metales pesados Sólidos inorgánicos disueltos

Pueden conducir al desarrollo de depósitos de lodos y condiciones anaerobias cuando se descargan AR crudas en un medio Acuático. Está compuesta principalmente de proteínas, carbohidratos y grasas. Se mide en términos de DBO y DQO por lo general. Si no es previamente removida puede producir agotamiento del OD de la fuente receptora y desarrollo de condiciones sépticas. Producen enfermedad. El C, N y P son nutrientes. Cuando se descargan en las aguas residuales pueden producir crecimiento de vida acuática indeseable. Cuando se descargan en cantidades excesivas sobre el suelo pueden producir polución del agua subterránea. Resiste tratamiento convencional. Ejemplos: detergentes, fenoles y pesticidas agrícolas. Provienen de aguas residuales comerciales e industriales y es posible que deban ser removidos para re-uso del agua. Algunos como el calcio, sodio y sulfatas son agregados al suministro doméstico original como resultado del uso y es posible que deban ser removidos para re-uso del agua

CONTAMINANTES DE IMPORTANCIA EN AGUAS RESIDUALES

Contaminante Parámetro típico

de medida Impacto ambiental

Materia orgánica biodegradable

DBO, DQO

Desoxigenación del agua, generación de olores indeseables.

Materia suspendida

SST, SSV Causa turbiedad en el agua, deposita lodos.

Patógenos CF Hace el agua insegura para consumo y recreación.

Amoníaco NH4+ - N Desoxigena el agua, es tóxico para

organismos acuáticos y puede estimular el crecimiento de algas.



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Contaminante Parámetro típico de medida

Impacto ambiental

Fósforo Ortofosfatos Puede estimular el crecimiento de algas.

Materiales tóxicos Como cada material tóxico específico

Peligroso para la vida vegetal y animal.

Sales inorgánicas SDT Limita los usos agrícolas e industriales del agua.

Energía térmica Temperatura Reduce la concentración de saturación de oxígeno en el agua, acelera el crecimiento de organismos acuáticos.

Iones hidrógeno PH Riesgo potencial para organismos acuáticos.

ELEMENTOS Y COMPUESTOS TÓXICOS

SUBSTANCIA EFECTO

Antimonio, Sb Se acumula en el hígado. Afecta el corazón. Puede ser acumulado por organismos marinos

Arsénico, As Tóxico agudo o crónico para los seres vivos. Subproducto de algunas industrias

Bario, Ba La ingestión de sales de bario es tóxica. Puede ser tóxico para las plantas.

Berilio, Be Tóxico para los seres vivos. Sus óxidos e hidróxidos son insolubles, dentro de los rangos normales de pH.

Boro, B Grandes cantidades pueden producir trastornos digestivos y nerviosos.

Cadmio, Cd Tóxico para los seres vivos, acumulativo. Protector metálico contra la oxidación, usado industrialmente.

Cianuros, CN- Tóxico no acumulativo. Biodegradable en ríos

Cobre, Cu

Esencial para los seres humanos en cantidades pequeñas, 2 mg/d. Produce sabores desagradables en el agua en concentraciones de 1 - 5 mg/L - Cu. Es elemento esencial para la vida; pero es tóxico, en concentraciones variables, para las plantas y la vida acuática.

Cromo, Cr El cromo hexavalente es tóxico para los seres humanos. El cromo trivalente es oxidado lentamente en aguas a cromo hexavalente. Tóxico para las plantas.

Fenoles Produce sabores y olores. Tóxico para los peces.



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SUBSTANCIA EFECTO

Flúor, F Protector contra la caries dental, tóxico en altas concentraciones

Litio, Li Fitotóxico en altas concentraciones.

Mercurio, Hg Tóxico para los seres vivos. El metil mercurio es 50 veces más tóxico que el mercurio inorgánico

Molibdeno, Mo Micronutriente esencial no acumulable en seres humanos, los cuales toleran grandes cantidades. Algunos animales como el ganado bovino son sensibles a este metal.

Níquel, Ni Baja toxicidad oral para los humanos. Tóxico para plantas y vida marina.

Nitrógeno amoniacal, NH3

No es toxico para los humanos en las concentraciones naturales. Puede ser toxico para los peces

Nitrógeno de nitratos, N0-

3 Tóxico para los infantes en concentraciones altas.

Plata, Ag Tóxico acumulable en los tejidos, produciendo coloración azul grisosa de la piel (argiria). Tóxico para la vida acuática.

Plomo Acumulativo en seres humanos y ganado. La absorción humana de plomo ingerido es pequeña; dosis grandes únicas no son un problema.

Sodio, Na Peligroso para personas con problemas cardiacos. Destructor del suelo.

Sulfuros, S= El H 2 S no ionizado es tóxico.

Talio, Tl Tóxico acumulativo con efectos subletales como pérdida del cabello e hipertensión. Inhibe la fotosíntesis. Neurotóxico para peces e invertebrados acuáticos.

Tungsteno, W Insoluble en agua, no hay información de su toxicidad

Uranio, U Tóxico para los humanos y los organismos acuáticos

Vanadio, V Tóxico para las plantas.

Zinc, Zn Nutriente esencial no tóxico para humanos y animales. Tóxico agudo y crónico para organismos acuáticos y, en altas concentraciones, para las plantas.



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2.4 CARACTERÍSTICAS DE IMPORTANCIA EN AGUAS RESIDUALES Dadas las características y variaciones en la descarga de aguas residuales (AR), al sistema de alcantarillado, el tipo o sistema de alcantarillado usado, la diferencia en las costumbres de la comunidad aportante, el régimen de operación de las industrias servidas, el clima, etc., los caudales de aguas residuales oscilan ampliamente durante el año, cambian de un día a otro y fluctúan de una hora a otra. Todos los factores anteriores, entre otros, deben tenerse en cuenta en la predicción de las variaciones del caudal y, por consiguiente, de la concentración de las aguas residuales afluentes a una planta de tratamiento. Una curva típica de descarga de aguas residuales, para un alcantarillado separado, puede observarse en la figura 2-2, desarrollada con base en un estudio realizado en un barrio residencial de Bogotá.

Variación Típica Horaria del Caudal de AR



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En dicho estudio se deduce que la relación entre el caudal máximo y el caudal promedio es de 2,13; la relación entre el caudal mínimo y el caudal promedio es de 0,33. El caudal promedio de AR fue de 302 L/Hab/día Los caudales mínimos ocurren en las primeras horas de la mañana, entre las 2:00 y las 5:30; durante dichas horas el consumo es mínimo y el flujo es básicamente por infiltración y pequeñas cantidades de AR. El caudal máximo ocurre entre las 7:00 y las 10:00, cuando se presenta el consumo máximo; existe, además, un segundo caudal máximo entre las 15:00 y las 16:00 horas. Entre las 7:00 y las 19:00 el caudal de AR es mayor que el caudal promedio y, durante la noche, es menor que el promedio. Cuando la infiltración es alta o existen conexiones de aguas lluvias, el régimen de lluvias puede influir notablemente sobre el caudal y, por ende, sobre las características del AR. El conocimiento de las cargas hidráulicas, de DBO y otros contaminantes, es esencial para evaluar los factores de diseño y operación de una planta de tratamiento. Generalmente las variaciones de DBO siguen las de caudal, pero deben determinarse en cada caso particular. En alcantarillados combinados se presenta una mayor concentración de material inorgánico que en alcantarillados sanitarios o separados, debido a la introducción de aguas lluvias; así mismo, las variaciones de caudal y de concentración del AR son más extremas. Acidez La acidez de un agua es su capacidad cuantitativa de neutralizar una base fuerte a un pH de 8,2. La titulación con NaOH mide la concentración de ácidos minerales como el ácido sulfúrico, de CO2 disuelto y de sales de hidrólisis ácida. La acidez se origina en la disolución de CO2 atmosférico, en la oxidación biológica de la materia orgánica o en la descarga de aguas residuales industriales. Su efecto corrosivo en aguas residuales es de gran importancia, así como su posible efecto destructor o alterador de la flora y fauna de fuentes receptoras. Algunos residuos industriales por su alto contenido de acidez mineral, pueden requerir pretratamiento de neutralización antes del tratamiento biológico. Ácido Sulfhídrico El ácido sulfhídrico (H2S) es un producto de la descomposición anaerobia de las aguas residuales. La corrosión de las alcantarillas y de las plantas de tratamiento está, a menudo, relacionada con la producción de H2S o con la cantidad de H2S en la atmósfera. Al exponer el agua residual a la atmósfera se desprende H2S y se detecta un claro olor ofensivo a huevo podrido. Cuando el gas se acumula en la



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corona de las alcantarillas, éste puede disolverse en la humedad condensada sobre las paredes del tubo y oxidarse biológicamente en ácido sulfúrico para corroer las tuberías de concreto. El H2S mezclado con CH4 y CO2 es corrosivo; tóxico al sistema respiratorio, incoloro e inflamable, y explosivo en ciertas condiciones. El color negro de muchas aguas residuales es comúnmente causado por la combinación de ácido sulfhídrico con hierro para formar sulfuro ferroso (FeS). Se consideran indeseables concentraciones de H2S, en aguas residuales, mayores de 1 mg/L, así como concentraciones en la atmósfera superiores a 3 ppm. Actinomices Organismos heterotróficos, capaces de descomponer la celulosa y la lignina, filamentosos, muy comunes en problemas operacionales de procesos de lodos activados, causantes de espumas en los tanques de aireación, pérdida de sedimentabilidad en los lodos y aumento de sólidos en el efluente. De estas bacterias las más comunes en el suelo son Nocardia, Streptomyces y Micromonospora. Sus productos, en el agua, pueden causar problemas de olores y sabores. La Nocardia es un organismo que ocasiona problemas de hinchamiento y flotación de lodos en plantas de lodos activados. Alcalinidad La alcalinidad del agua es una medida de su capacidad de neutralizar ácidos. Las aguas residuales domésticas son generalmente alcalinas, concentraciones de 50 - 200 mg/L CaCO3 son comunes. La alcalinidad puede generarse por hidróxidos, carbonates y bicarbonatos de elementos como el calcio, magnesio, sodio, potasio o de amonio, siendo la causa más común los bicarbonatos de calcio y magnesio. Su capacidad para neutralizar ácidos y prevenir cambios bruscos de pH la hace importante en el tratamiento químico de aguas residuales, en los procesos de remoción biológica de nutrientes, en la remoción de amoníaco y en tratamientos anaerobios. Algas En lagunas fotosintéticas las algas proveen el oxígeno requerido para la actividad biológica aeróbica. Estas usan los nutrientes y el dióxido de carbono producidos, estableciéndose una relación simbiótica algas-bacterias, responsable del tratamiento del agua. Son indeseables en aguas superficiales, pues cubren las superficies de lagos y embalses. Proliferan en lagos eutróficos o enriquecidos nutricionalmente; alteran la calidad del agua produciendo sabores y olores indeseables, al igual que algunos efectos tóxicos sobre peces y otra vida acuática.



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El control del contenido de carbono, nitrógeno, fósforo y de algunos elementos como hierro y cobalto son algunas de las soluciones propuestas para desestimular el crecimiento de algas en aguas. La relación simbiótica entre algas y bacterias se acostumbra representarla esquemáticamente como se indica en la figura 2-3.

Ciclo Simbiótico de Algas y Bacterias El aumento de nutrientes o eutrofización en el agua ocasiona crecimientos excesivos de algas. Las algas azul verdosas o bacterias cianofíceas, especialmente las especies del género Anabaena y Microcystis, son tóxicas y causan sabores y olores. La Anabaena es neurotóxica y la Microcystis es hepato-tóxica; ambas pueden ser comunes en aguas de consumo. Bacterias Organismos eubacteriales procarióticos unicelulares. Morfológicamente se, clasifican como cocos, bacilos, curvados o vibriones, espirales o espirillas o espiroquetas y filamentosas. Son los organismos más importantes en la descomposición y estabilización de la materia orgánica. Así mismo, los organismos bacteriales patógenos que pueden acompañar las excretas humanas originan uno de los problemas sanitarios más graves en áreas de malas condiciones sanitarias. El crecimiento óptimo de bacterias ocurre dentro de los intervalos de pH entre 6,5 a 7,5 y generalmente no toleran pH mayor que 9,5 o inferior a 4,0. Las temperaturas inferiores a la temperatura óptima tienen mayor efecto significativo sobre el crecimiento bacterial que las temperaturas superiores. La tasa de crecimiento se dobla aproximadamente con un incremento de 10°C hasta



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alcanzar la temperatura óptima. Los intervalos típicos óptimos de temperatura para las bacterias son :

Bacterias psicrófilas o criófilas: 12 - 18°C Bacterias mesofílicas: 25 - 40°C Bacterias termofílicas: 55 - 65°C

Bioensayos El Decreto 1594 de 1984 los define como el procedimiento por el cual las respuestas de organismos acuáticos se usan para detectar o medir la presencia o efectos de una o más sustancias, elementos, compuestos, desechos o factores ambientales solos o en combinación. Su aplicación más común se relaciona con la determinación de los CL50. El CL50. es la concentración de una sustancia, elemento o compuesto, solos o en combinación, que produce la muerte al 50% de los organismos sometidos a bioensayos en un período de 96 horas. Los bioensayos, por tanto, se usan para evaluar la toxicidad, propiedad que tiene una sustancia, elemento o compuesto, de causar daños en la salud humana o la muerte de un organismo vivo, de las AR a la vida biológica en las fuentes receptoras. El objetivo específico es establecer la concentración de un residuo determinado que causaría una mortalidad del 50% en el organismo de prueba en 96 horas, para lo cual se introducen peces, u otro organismo, en diferentes acuarios con concentraciones variables del residuo en estudio y se observa su supervivencia después de 24, 48 y 96 horas. Carbohidratos Grupos de compuestos de carbono, hidrógeno y oxígeno, en los cuales el hidrógeno y el oxígeno están en la misma relación que en el agua; muy comunes en aguas residuales y en la industria de la madera, papel, textiles y alimentos. Incluye azúcares, almidones, celulosa y hemicelulosa. Desde el punto de vista de tratabilidad el carbohidrato más importante es la celulosa, por ser el más resistente en procesos aerobios, aunque se destruye fácilmente en el suelo como resultado de la actividad de varios hongos. Carbono Orgánico Total (COT): Prueba instrumental para medir la cantidad total de carbono en el AR. Es otro medio para determinar la materia orgánica presente en el agua y un ensayo de ejecución rápida, si se posee el equipo requerido, el cual es muy costoso. El ensayo consiste en inyectar una cantidad conocida de muestra en un horno de alta

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temperatura o en un medio químicamente oxidante para oxidar el carbono orgánico en dióxido de carbono, en presencia de un catalizador. El dióxido de carbono producido se mide mediante un analizador infrarrojo. Cuando existen compuestos orgánicos resistentes a la oxidación, el valor del COT es menor que el valor real. Las aguas residuales domésticas crudas generalmente contienen COT de 80-290 mg/L- C y la relación DBO/COT varía entre 1,0 y 1,6 Cloruros Son comunes en aguas residuales pues la contribución diaria por persona es de 6 a 9 gramos. Concentraciones altas pueden causar problemas de calidad de aguas para riego y de sabor en aguas para reuso. En general, los métodos convencionales de tratamiento de aguas residuales no remueven cloruros. En aguas residuales domésticas crudas la concentración de cloruros oscila entre 30 y 200 mg/L. Los cloruros interfieren en el ensayo de la DQO y su determinación también sirve para controlar la polución marina y la tasa de bombeo en acuíferos costeros. Los cloruros en concentraciones mayores de 15.000 mg/L son considerados tóxicos para el tratamiento biológico convencional. Coliformes Los organismos patógenos que pueden existir en las aguas residuales son, generalmente, pocos y difíciles de aislar e identificar. Por esta razón se prefiere utilizar a los Coliformes como organismo indicador de contaminación o, en otras palabras, como indicador de la existencia de organismos productores de enfermedad. El hombre arroja diariamente, en sus excrementos, entre 10 y 4 x 10 coliformes; por tanto, su presencia puede detectarse con facilidad y utilizarse como norma de control sanitario. Las bacterias coliformes son bacilos gram-negativos, aerobios y facultativos anaerobios, no formadores de esporas, que fermentan la lactosa con producción de gas en 48 ± 3 h a 35 o 37°C. El grupo de coliformes totales, grupo coli-aerogenes, incluye los géneros Escherichia Y Aerobacter. En general, se considera el género Escherichia, especie E. coli, como la población de bacterias coliformes más representativa de contaminación fecal. El género Aerobacter y algunas Escherichia pueden crecer en el suelo, lo cual implica que la presencia de coliformes no necesariamente representa la existencia de contaminación fecal humana.



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Con excepción de algunas cepas de coliformes fecales enteropatógenos que causan diarrea, los coliformes no son patógenos para el hombre. Sin embargo, los coliformes pueden aceptar y transferir genes resistentes a las drogas, por lo cual hacen necesaria su eliminación. Color Las aguas residuales domésticas frescas son generalmente de color gris y a medida que el agua envejece cambia a color gris oscuro y luego a negro. El color negro de las aguas residuales sépticas es producido principalmente por la formación de sulfures metálicos. El color en aguas residuales industriales puede indicar el origen de la polución, así como el buen estado o deterioro de los procesos de tratamiento. Entre los residuos industriales de color fuerte se tienen los de la industria colorante de textiles y los de pulpa de papel. Compuestos Orgánicos Volátiles En aguas residuales es común encontrar compuestos orgánicos volátiles (COV), los cuales al ser emitidos a la atmósfera pueden constituirse en contaminantes tóxicos para los usuarios o en gases orgánicos altamente reactivos, que pueden contribuir a la producción de ozono o de compuestos muy olorosos. La existencia de emisiones de COV en alcantarillas y plantas de tratamiento puede hacer necesario el estudio, análisis e implementación de sistemas para su control. Entre los COV se incluyen el dicloroetileno, diclorometano, cloroformo, dicloroetano, benceno, tetraclorometano, dibromometano, tricloroetileno, tolueno, dibromoetano, tetracloroetileno, cromoformo, xileno, eumeno, propilbenceno, etiltolueno, trimetilbenceno, dietilbenceno, dimetiisulfuro, limineno, alfapineno y otros. Muchos de estos componentes se cree que son carcinogénicos. Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO) La demanda bioquímica de oxígeno es la cantidad de oxígeno que requieren los microorganismos para oxidar (estabilizar) la materia orgánica biodegradable en condiciones aerobias. Cuando se refiere a la DBO necesaria para oxidar todo el material orgánico carbonáceo biodegradable, se denomina demanda bioquímica última de oxígeno carbonácea (DBOUC). En condiciones normales de laboratorio, esta demanda se cuantifica a 20°C, el ensayo estándar se realiza a cinco días de incubación y se conoce convencionalmente como DBO, con valores numéricos expresados en mg/L – O2.



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La DBO es el parámetro más usado para medir la calidad de aguas residuales y superficiales, para determinar la cantidad de oxígeno requerido para estabilizar biológicamente la materia orgánica del agua, para diseñar unidades de tratamiento biológico, para evaluar la eficiencia de los procesos de tratamiento y para fijar las cargas orgánicas permisibles en fuentes receptoras DBO Nitrogenácea La descomposición de la materia orgánica, especialmente la hidrólisis de las proteínas, produce material no carbonáceo como el amoníaco. Este material, nitrógeno amoniacal, es oxidado por las bacterias nitrificantes en nitrito y nitrato, causando una demanda de oxígeno conocida como demanda bioquímica de oxígeno nitrogenácea (DBON). Demanda Química de Oxígeno (DQO) La demanda química de oxígeno (DQO) se usa para medir el oxígeno equivalente a la materia orgánica oxidable químicamente mediante un agente químico oxidante fuerte, por lo general dicromato de potasio, en un medio ácido y a alta temperatura. Para la oxidación de ciertos compuestos orgánicos resistentes se requiere la ayuda de un catalizador como el sulfato de plata. La DQO es útil como parámetro de concentración orgánica en aguas residuales Industriales o municipales tóxicas a la vida biológica y se puede realizar en sólo unas tres horas. Detergentes SAAM Los detergentes, agentes tensoactivos o agentes superficiales activos, son compuestos constituidos por moléculas orgánicas grandes, polares, solubles en agua y aceites, que tienen la propiedad de disminuir la tensión superficial de los líquidos en que se hallan disueltos. Generalmente se fabrican mediante la mezcla del detergente o agente tensoactivo con sales sódicas como sulfatos, fosfatos, carbonates, silicatos o boratos. Según el tipo de grupo polar hidrófilo pueden ser amónicos, catiónicos y no iónicos. Los detergentes son ampliamente usados y existen en las aguas residuales. Su presencia disminuye la tensión superficial del agua y favorece la formación de espumas, aun en bajas concentraciones, cuando se acumula en la interfaz aire-agua, gracias a la presencia de proteínas, partículas sólidas finas y sales minerales disueltas. Además, inhiben la actividad biológica y disminuyen la solubilidad del oxígeno.



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Dióxido de Carbono Generalmente proviene de la atmósfera y de la descomposición microbial de sustancias orgánicas; disuelto en el agua reacciona para formar ácido carbónico. Fenoles Compuestos aromáticos comunes en aguas residuales de la industria del petróleo, del carbón, plantas químicas, fábricas de explosivos, de resinas y otras. El ensayo de fenoles incluye, además del fenol (C6H5OH), compuestos como los polifenoles, clorofenoles y fenoxiácidos. Otros fenoles de importancia son los cresoles. Los fenoles causan problemas de sabores en aguas de consumo tratadas con cloro; en aguas residuales se consideraron no biodegradables, pero se ha demostrado que son tolerables concentraciones hasta de 500 mg/L. Tienen una alta demanda de oxígeno. Fósforo Como el nitrógeno, es esencial para el crecimiento de protistas y plantas. Debido a los crecimientos indeseables de algas que ocurren en aguas superficiales, existe marcado interés en removerlo de las aguas residuales. En aguas residuales domésticas el contenido de fósforo oscila entre 6 y 20 mg/L; las formas usuales son los ortofosfatos, polifosfatos y fosfatos orgánicos. Los ortofosfatos, por ejemplo: PO4

-3, HPO4=, H2PO4

-, H3PO4, son aptos para el metabolismo biológico. Los polifosfatos, fosfatos deshidratados molecularmente, se hidrolizan lentamente y revierten a las formas de ortofosfatos. Grasas y Aceites Se definen como sustancias solubles en hexano, cuando el ensayo se realiza por extracción con hexano. En la técnica actual el ensayo se realiza por extracción con freón. Se consideran grasas y aceites los compuestos de carbono, hidrógeno y oxígeno que flotan en el agua residual, recubren las superficies con las cuales entran en contacto, causan iridiscencia y problemas de mantenimiento, e interfieren con la actividad biológica pues son difíciles de biodegradar. Generalmente provienen de la mantequilla, manteca, margarina, aceites vegetales, hidrocarburos y carnes. Los aceites y grasas de origen vegetal y animal son comúnmente biodegradables y, aun en forma emulsificada, pueden tratarse en plantas de tratamiento biológico. Sin embargo, cargas altas de grasas emulsificadas como las provenientes de mataderos, frigoríficos, lavanderías y otras



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industrias causan serios problemas de mantenimiento en las plantas de tratamiento. Los aceites y grasas de origen mineral pueden ser no biodegradables y requieren pretratamiento para ser removidos antes del tratamiento biológico. Sin embargo, no existe un método que permita distinguir las grasas y aceites vegetales o animales de las de origen mineral, aunque existe el procedimiento para diferenciar entre grasas y aceites polares y no polares. Hongos Los hongos son protistas aerobios, multicelulares, no fotosintéticos y heterotróficos. La mayoría se alimentan de materia orgánica muerta y constituyen, junto con las bacterias, los organismos principalmente responables de la descomposición del carbono. En el tratamiento de aguas residuales son importantes porque soportan medios ácidos de bajo pH, el pH óptimo para la mayoría de especies es de 5.6 y, además, requieren aproximadamente la mitad de nitrógeno que exigen las bacterias. Esto los hace particularmente abundantes en el tratamiento de residuos industriales de bajo pH y bajo contenido de nitrógeno. Por otra parte, como resisten ambientes de baja humedad, son importantes en procesos de compostaje. Materia Orgánica Los sólidos suspendidos de un agua residual pueden contener un 75% de materia orgánica; los sólidos disueltos un 40%. La materia orgánica de las aguas residuales es una combinación de carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno (CHON) principalmente; con las proteínas (40 - 60%), los carbohidratos (25 - 50%) y las grasas y aceites (10%) como grupos más importantes. Concentraciones grandes de materia orgánica, en aguas residuales, se miden mediante la DBO, la DQO y el COT. Concentraciones pequeñas de materia orgánica, del orden de trazas, 10-12 a 10-3 mg/L, se cuantifican por cromatografía de gases y espectroscopia de masa. Metales Pesados No existe una definición única de metales pesados que permita enumerarlos y clasificarlos. Algunos criterios usados para definirlos han sido:

• La densidad relativa del metal, mayor de cuatro o de cinco.

• La localización dentro de la tabla periódica de los elementos.

• La respuesta específica zoológica o botánica.

• La toxicidad del elemento.



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Entre los metales pesados se incluyen la plata, bario, cadmio, cromo, cobre, cobalto, níquel, plomo, zinc, hierro, mercurio, titanio, vanadio, niobio, molibdeno y manganeso. Los metales pesados, en altas concentraciones, son todos tóxicos, aunque algunos de ellos, como el cobre, zinc y molibdeno, son esenciales a los organismos vivos. El mercurio, cadmio y plomo son, en general, tóxicos y reciben gran atención por ser elementos que se magnifican biológicamente, en el medio natural, a través de la cadena alimenticia. Especial interés recibe la descarga de mercurio metálico, en algunos procesos de fabricación de cloro, por su conversión en metil-mercurio, concentración en peces y transmisión a los seres humanos, con graves efectos sobre la salud. Metano Hidrocarburo combustible, incoloro e inodoro. Se produce en la descomposición anaerobia de la materia orgánica y generalmente constituye el 65% del gas de digestores, el cual tiene un bajo poder calorífico de 22.400 kJ/m3. En plantas de tratamiento de aguas residuales grandes se usa el gas de los digestores para generar electricidad y calentar los digestores; en ambientes cerrados como las alcantarillas, el metano constituye un peligro por los riesgos de explosión. Nitrógeno Nutriente esencial para el crecimiento de protistas y plantas. Las formas de interés en aguas residuales son las de nitrógeno orgánico, nitrógeno amoniacal, nitrógeno de nitritos y nitratos. Todas son formas interconvertibles bioquímicamente y componentes del ciclo del nitrógeno. Se denomina NTK nitrógeno total Kjeldhal, al nitrógeno orgánico más el nitrógeno amoniacal. Los datos del nitrógeno son necesarios para evaluar la tratabilidad de las aguas residuales por tratamientos biológicos; un agua residual con contenido insuficiente de nitrógeno puede requerir la adición de nitrógeno para su adecuada biodescomposición. En otros casos, cuando se exige control de eutrofización de las fuentes receptoras, la remoción de nitrógeno, en el agua residual, puede ser una condición del tratamiento. Como se observa en el ciclo del nitrógeno (figura 2.7), la forma predominante del nitrógeno en aguas residuales domésticas frescas es el nitrógeno orgánico; las bacterias rápidamente descomponen el nitrógeno orgánico en nitrógeno amoniacal y, si el medio es aerobio, en nitritos y nitratos.



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Ciclo del Nitrógeno El predominio de los nitratos indica que el residuo se ha estabilizado con respecto a su demanda de oxígeno. Los nitratos, sin embargo, pueden ser utilizados por las algas y otros organismos acuáticos para formar proteínas y, por ello, puede necesitarse la remoción del nitrógeno para prevenir dichos crecimientos. En los intestinos humanos el nitrato es reducido a nitrito, absorbido por el torrente sanguíneo y causante de la metahemoglobinemia infantil o de la formación de nitrosaminas, las cuales son cancerígenas. Se considera nitrógeno amoniacal todo el nitrógeno existente en solución como amoníaco o como ion amonio, dependiendo del pH de la solución. Nocardia Actinomiceto presente en tanques de aireación del proceso de lodos activados, donde forma una espuma viscosa, estable, de color carmelita achocolatado; se le



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asocia a problemas de espumas, lodo flotante e hinchado, e incremento de sólidos en el efluente. Olor Las aguas residuales frescas tienen un olor característico desagradable, mientras que las aguas residuales sépticas tienen un olor muy ofensivo, generalmente producido por H2S proveniente de la descomposición anaerobia de los sulfatos o sulfuros. Las aguas residuales industriales tienen, a veces, olores característicos específicos del proceso industrial del cual provienen. Los olores de las aguas residuales constituyen una de las principales objeciones ambientales y su control en plantas de tratamiento es muy importante. Entre los problemas atribuibles a los olores ofensivos se señalan pérdida del apetito por los alimentos, menor consumo de agua, dificultades respiratorias, náusea, vómito, perturbaciones mentales, deterioro de las relaciones humanas, pérdida del orgullo comunitario y de nivel social, pérdida del valor de la propiedad y del potencial de su desarrollo. Además del ácido sulfhídrico son causantes comunes de olores ofensivos en aguas residuales los siguientes compuestos: aminas, amoníaco, diaminas, mercaptanos, sulfuros orgánicos y escatol. Los ácidos fórmico o metanoico, acético o etanoico y propiónico o propanoico, tienen olor fuerte penetrante, mientras que ácidos como el butírico o butanoico y valérico o pentanoico tienen olores muy desagradables, semejantes a los de la grasa y el aceite rancio. Ejemplos de estos olores son el del vinagre (ácido acético), mantequilla rancia (ácido butírico), olor corporal (ácido valérico), olor animal (ácido caproico), y a leche rancia (ácido láctico). Todos estos ácidos orgánicos se caracterizan por poseer la estructura carbonil-hidroxilo Oxígeno Disuelto Gas de baja solubilidad en el agua, requerido para la vida acuática aerobia. La solubilidad del oxígeno atmosférico en aguas dulces oscila entre 7 mg/L a 35°C y 14,6 mg/L a 0°C para presión de una atmósfera. La baja disponibilidad de oxígeno disuelto (OD) limita la capacidad autopurificadora de los cuerpos de agua y hace necesario el tratamiento de las aguas residuales para su disposición en ríos y embalses. La concentración de saturación de OD es función de la temperatura, de la presión atmosférica y de la salinidad del agua.



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La determinación de OD es el fundamento del cálculo de la DBO y de la valoración de las condiciones de aerobicidad de un agua. Pesticidas Los pesticidas son compuestos usados para impedir, destruir, repeler o controlar formas de vida tanto animales como vegetales. Incluyen sustancias como los insecticidas, algicidas, fungicidas, herbicidas o matamalezas, los cuales son generalmente compuestos de cloro, organofosforados y carbamatos, poco solubles en agua, bioacumulables, difíciles de biodegradar y transmisibles a través de la cadena alimentaria. Entre los más usados se citan: Aldrín Neurotóxico, carcinógeno sospechoso Clordano Carcinógeno sospechoso DDT Neurotóxico Dieldrin Neurotóxico, carcinógeno sospechoso Endrin Neurotóxico, carcinógeno sospechoso Heptacloro Neurotóxico, carcinógeno sospechoso Heptacloro epoxi Neurotóxico, carcinógeno sospechoso Lindano o BHC Carcinógeno sospechoso Paratión Tóxico para el ser humano Malatión Baja toxicidad para los mamíferos En aguas residuales industriales y en la escorrentía de suelos agrícolas pueden hallarse algunos pesticidas, tóxicos a la mayoría de las formas vivas acuáticas y, por tanto, contaminantes importantes. En aguas residuales es preferible hacer ensayos específicos de cada pesticida, lo cual, infortunadamente, resulta costoso. Los herbicidas con nitrógeno son posiblemente los más utilizados. En 1980 se usaron aproximadamente 90.000 toneladas en el mundo entero. Los insecticidas organoclorados tienen solubilidad relativamente baja en agua, son solubles en grasas y resistentes al metabolismo, con habilidad para bioacumularse. Los insecticidas organofosforados, usados para remplazar a los organoclorados, son más solubles en agua, menos estables y más biodegradables. PH Medida de la concentración de ion hidrógeno en el agua, expresada como el logaritmo negativo de la concentración molar de ion hidrógeno. Aguas residuales en concentración adversa del ion hidrógeno son difíciles de tratar biológicamente, alteran la biota de las fuentes receptoras y eventualmente son fatales para los



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microorganismos. Aguas con pH menor de seis, en tratamiento biológico, favorecen el crecimiento de hongos sobre las bacterias. A pH bajo el poder bactericida del cloro es mayor, porque predomina el HOCl; a pH alto la forma predominante del nitrógeno amoniacal es la forma gaseosa no iónica (NH3), la cual es tóxica, pero también removible mediante arrastre con aire, especialmente a pH de 10,5 a 11,5. El valor de pH adecuado para diferentes procesos de tratamiento y para la existencia de la mayoría de la vida biológica puede ser muy restrictivo y crítico, pero generalmente es de 6,5 a 8,5. Proteínas

Compuestos de carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno de estructura química compleja e inestable, sujetos a muchas formas de descomposición, constituyen un componente esencial del protoplasma celular y de la dieta de todo animal. La formación de proteínas supone el enlace de un gran número de a-aminoácidos, los cuales son sintetizables por la mayoría de las plantas y de las bacterias; todas contienen un grupo amino adherido al carbón alfa del aminoácido y son, junto con la urea, la principal fuente de nitrógeno en aguas residuales. Los residuos industriales más ricos en proteínas son los provenientes de procesadoras de carnes, quesos, huevos y ciertos vegetales. Teniendo en cuenta que el contenido de nitrógeno de las proteínas es de aproximadamente 16%, la concentración de proteínas puede ser igual al valor del nitrógeno orgánico multiplicado por el factor 100/16 o 6,25. El proceso de tratamiento biológico de residuos proteínicos supone la hidrólisis enzimática de las proteínas en (X-aminoácidos y la conversión de éstos en dióxido de carbono y agua. Protozoos

Protistas unicelulares, aerobios o anaerobios. Los más importantes en aguas residuales son las amibas, los ciliados y los flagelados. Entre los patógenos humanos son de interés la Entamoeba histolytica, que ocasiona disentería amibiana; la Giardia lamblia, que causa giardiasis, y Cryptosporídium, que produce criptosponchosis. Los protozoos se alimentan de bacterias y de otros microorganismos, por lo que son muy importantes en tratamiento biológico de aguas residuales, pues mejoran la calidad del efluente. Experimentos realizados indican que la presencia de protozoos ciliados incrementan la eficiencia del tratamiento biológico . Sólidos

El contenido de sólidos de un agua afecta directamente la cantidad de lodo que se produce en el sistema de tratamiento o disposición. Se considera como sólidos totales de un agua el residuo de evaporación y secado a 103 –105º C. Los sólidos



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sedimentables son una medida del volumen de sólidos asentados al fondo de un cono Imhoff, en un período de una hora, y representan la cantidad de lodo removible por sedimentación simple; se expresan comúnmente en mL/L. Los sólidos disueltos representan el material soluble y coloidal, el cual requiere usualmente, para su remoción, oxidación biológica o coagulación y sedimentación. Los sólidos suspendidos o no disueltos constituyen la diferencia entre los sólidos totales de la muestra no filtrada y los sólidos de la muestra filtrada. En la práctica los sólidos disueltos son aquellos con tamaño menor de 1,2 µm y los suspendidos los que tienen tamaño mayor de 1,2 µm, tamaño nominal de poros correspondiente a los filtros de fibra de vidrio usados para hacer la separación. Los sólidos volátiles son, básicamente, la fracción orgánica de los sólidos o porción de los sólidos que se volatiliza a temperaturas de 550 ± 50°C. Su determinación es muy importante en lodos activados, lodos crudos y lodos digeridos. El residuo de la calcinación se conoce como sólidos fijos y constituye la porción inorgánica o mineral de los sólidos. En tratamiento biológico de aguas residuales se recomienda un límite de sólidos disueltos de 16.000 mg/L. Sulfatos

Ion común en aguas residuales, se requiere para la síntesis de proteínas y se libera en su descomposición. En condición anaerobia origina problemas de olor y corrosión de alcantarillas, como lo indican las ecuaciones 1.42 y 1.43. En digestores de lodos los sulfatos son reducidos a sulfures y el proceso biológico se deteriora si la concentración de sulfures es mayor de 200 mg/L . Sulfuros

Las bacterias anaerobias reductoras de sulfatos utilizan el oxígeno de los sulfatos y producen ácido sulfhídrico. En las alcantarillas, el ácido sulfhídrico es oxidado por las películas microbiales formadas en las paredes de los tubos, en sulfuros o en ácido sulfúrico. La formación microbial de ácido sulfúrico puede causar problemas serios de corrosión y rotura de los tubos del alcantarillado. El proceso de corrosión por H2S en estaciones de bombeo y plantas de tratamiento es similar. Los problemas de olor por H2S ocurren a valores de pH menor de ocho cuando la forma predominante del sulfuro es la no ionizada de H2S. A pH mayor de ocho no se presentan problemas de olores por sulfuros. Temperatura

Es un parámetro importante en aguas residuales por su efecto sobre las características del agua, sobre las operaciones y procesos de tratamiento, así como sobre el método de disposición final. En general, las aguas residuales son más



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cálidas que las de abastecimiento y, en aguas de enfriamiento, la polución térmica es significativa. La temperatura afecta y altera la vida acuática, modifica la concentración de saturación de oxígeno disuelto y la velocidad de las reacciones químicas y de la actividad bacterial. La temperatura óptima para la actividad bacterial es de 25 ºC a 35 ºC. La digestión aeróbica y la nitrificación se suspenden cuando la temperatura alcanza los 50 ºC. Cuando la temperatura es menor de 15 ºC la digestión metanogénica es muy lenta, y a temperaturas de 5 ºC la bacteria autotrófica, nitrificante deja de operar. Turbiedad

Prácticamente, constituye una medida óptica del material suspendido en el agua. Las aguas residuales crudas son, en general, turbias; en aguas residuales tratadas puede ser un factor importante de control de calidad. Virus

Parásitos obligados que encierran en sí mismos la información genética para reproducirse. Constituyen uno de los riesgos más importantes para la salud; en general, se considera que para exterminarlos con cloro se requieren dosis superiores a la del punto de quiebre, lo cual hace necesario declorar las aguas residuales desinfectadas. 2.5 TRANSPORTE DE LAS AGUAS RESIDUALES Las aguas residuales son transportadas desde su punto de origen hasta las instalaciones depuradoras a través de tuberías, generalmente clasificadas según el tipo de agua residual que circule por ellas. Los sistemas que transportan tanto agua de lluvia como aguas residuales domésticas se llaman combinados. Generalmente funcionan en las zonas viejas de las áreas urbanas. Al ir creciendo las ciudades e imponerse el tratamiento de las aguas residuales, las de origen doméstico fueron separadas de las de los desagües de lluvia por medio de una red separada de tuberías. Esto resulta más eficaz porque excluye el gran volumen de líquido que representa el agua de escorrentía. Permite mayor flexibilidad en el trabajo de la planta depuradora y evita la contaminación originada por escape o desbordamiento que se produce cuando el conducto no es lo bastante grande para transportar el flujo combinado. Para reducir costes, algunas ciudades, por ejemplo Chicago, han hallado otra solución al problema del desbordamiento: en lugar de construir una red separada, se han construido, sobre todo bajo tierra, grandes depósitos para almacenar el exceso de flujo, después se bombea el agua al sistema cuando deja de estar saturado.



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Recolección y Transporte de Aguas Residuales Las instalaciones domésticas suelen conectarse mediante tuberías de arcilla, hierro fundido o PVC de entre 8 y 10 cm de diámetro. El tendido de alcantarillado, con tuberías maestras de mayor diámetro, puede estar situado a lo largo de la calle a unos 1,8 m o más de profundidad. Los tubos más pequeños suelen ser de arcilla, hormigón o cemento, y los mayores, de cemento reforzado con o sin revestimiento. A diferencia de lo que ocurre en el tendido de suministro de agua, las aguas residuales circulan por el alcantarillado más por efecto de la gravedad que por el de la presión. Es necesario que la tubería esté inclinada para permitir un flujo de una velocidad de al menos 0,46 m por segundo, ya que a velocidades más bajas la materia sólida tiende a depositarse. Los desagües principales para el agua de lluvia son similares a los del alcantarillado, salvo que su diámetro es mucho mayor. En algunos casos, como en el de los sifones y las tuberías de las estaciones de bombeo, el agua circula a presión. Las canalizaciones urbanas acostumbran a desaguar en interceptadores, que pueden unirse para formar una línea de enlace que termina en la planta depuradora de aguas residuales. Los interceptadores y los tendidos de enlace, construidos por lo general de ladrillo o cemento reforzado, miden en ocasiones hasta 6 m de anchura.



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2.6 PRINCIPIOS DEL TRATAMIENTO BIOLÓGICO DE LAS AGUAS RESIDUALES

PRINCIPALES PROCESOS DE TRATAMIENTO BIOLÓGICO

Tipo Crecimien Proceso Uso principal

Suspendido

Lodos activados - convencional - mezcla completa - aireación escalonada - estabilización y contacto - oxígeno puro - tasa alta - aireación prolongada - proceso Krauss - zanjón de oxidación Lagunas aireadas Digestión aerobia Lagunas aerobias

Remoción de DBO y nitrificación Remoción de DBO y nitrificación Remoción de DBO - estabilización Remoción de DBO y nitrificación

Aerobios

Adherido

Filtros percoladores - tasa baja - tasa alta Torres biológicas Unidades rotatorias de contacto biológico Reactores de lecho fijo

Remoción de DBO y nitrificación Remoción de DBO y nitrificación Remoción de DBO y nitrificación Remoción de DBO y nitrificación

Suspendido Adherido

Bardenpho Desnitrificación Desnitrificación

Remoción de DBO, N y P Remoción de nitrógeno Remoción de nitrógeno

Anóxicos

Suspendido

Digestión anaerobia Anaerobio de contacto Lagunas anaerobias

Remoción de DBO - estabilización Remoción de DBO Remoción de DBO - estabilización

Híbrido Manto de lodos - flujo Ascensional (PAMLA) o UASB

Remoción de DBO y SS

Anaerobios

Adherido

Filtro anaerobio Lecho expandido

Remoción de DBO - estabilización Remoción de DBO - estabilización



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Existen cuatro grupos principales de procesos biológicos: procesos aerobio; procesos anóxicos, procesos anaerobios y procesos combinados, aerobios con anóxicos o con anaerobios. Dentro de cada grupo hay, además, diferentes tipos, dependiendo de si el proceso es de crecimiento biológico suspendido, crecimiento biológico adherido o una combinación de ellos mismo, dependiendo del régimen de flujo predominante, los proceso biológicos se consideran de flujo continuo o intermitente y del tipo de mezcla completa, flujo en pistón o flujo arbitrario. En los procesos de tratamiento aerobio el tratamiento se efectúa en presencia de oxígeno. Los procesos anaerobios son aquellos en los cuales el tratamiento biológico ocurre en ausencia de oxígeno. En el proceso anóxico se remueve nitrógeno, mediante conversión de nitrato en nitrógeno gaseoso, en ausencia de oxígeno. El proceso anóxico se conoce como desnitrificación anaerobia:. pero como las vías principales de conversión bioquímica no son anaerobias. sino una modificación de las vías aerobias, se considera más apropiado denominarlo proceso anóxico en vez de anaerobio. En la siguiente se resumen los principales procesos de tratamiento biológico y su uso más importante. En la siguiente tabal se resume los principales procesos de tratamiento biológico y su uso más importante. 2.6.1 Oxidación Biológica Al descargar residuos sobre un recurso hídrico o sobre el suelo se crea generalmente, un problema de control de calidad asociado con las diferentes características indeseables de los desechos, de las cuales es muy importante la presencia de materia orgánica, la cual es estabilizada biológicamente los microorganismos en condiciones aerobias o anaerobias. La oxidación biológica es la conversión bacterial de los elementos de su forma orgánica a su forma inorgánica altamente oxidada en un proceso también conocido como mineralización. La mineralización, o descomposición microbiológica del material orgánico de las aguas residuales en productos finales inorgánicos como dióxido de carbono, agua, nitrógeno amoniacal o nitratos, Ortofosfatos y sulfatos, es característica de la oxidación aerobia de carbohidratos y lípidos; sin embargo, no se aplica a muchos compuestos aromáticos que tienen alta masa molecular, alto estado de oxidación y son estables bioquímicamente como la lignina, la materia húmica y muchos hidrocarburos aromáticos clorados. 2.6.2 Proceso Aerobio El proceso aerobio es un proceso de respiración de oxígeno en el cual el oxígeno libre es el único aceptador final de electrones; el oxígeno es reducido y el carbono es oxidado, al igual que la materia orgánica o inorgánica. Todos los organismos



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que usan oxígeno libre como aceptador de electrones son aerobios. En la forma más elemental. El proceso se ejecuta con el propósito de obtener la energía necesaria para la síntesis de tejido celular nuevo. En ausencia de materia orgánica, el tejido celular será respirado endógenamente y convertido en productos gaseosos y en energía para mantenimiento. Usualmente, las bacterias son los organismos más importantes en el tratamiento aerobio de las aguas residuales porque son excelentes oxidadores de la materia orgánica y crecen bien en aguas residuales, siendo capaces de formar una capa floculenta gelatinosa de muy buenas características para la remoción de la materia orgánica. Tanto en los procesos de lodos activados como en filtros percoladores son comunes: Zooglea ramigera, Pseudomo-nas, Flavobacterium y Alcaligenes. El proceso aerobio se ejecuta para obtener la energía necesaria para la síntesis de tejido celular nuevo. En ausencia de materia orgánica el tejido celular se respirará endógenamente y se convertirá en productos gaseosos y en energía para mantenimiento. Las tres reacciones esenciales: catabolismo, anabolismo y autólisis. 2.6.3 Proceso Anaerobio El proceso anaerobio o fermentación lo definió Pasteur como la vida sin aire. Es la descomposición u oxidación de compuestos orgánicos, en ausencia de oxígeno libre, para obtener la energía requerida para el crecimiento y mantenimiento de los organismos anaerobios. El proceso anaerobio es menos eficiente en producción de energía que el aerobio, puesto que la mayoría de la energía liberada en el catabolismo anaerobio proveniente de la sustancia descompuesta aún permanece en los productos finales orgánicos reducidos como el metano, generándose una cantidad de biomasa mucho menor que la producida en el proceso aerobio. El proceso se puede representar esquemáticamente como se indica en las figura.



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Diagrama Simplificado de la Oxidación Anaerobia

Diagrama Elemental del Proceso Anaerobio 2.6.4 Aspectos Comparativos Para sintetizar una unidad de masa celular, aerobia o anaerobiamente (se requiere la misma cantidad de energía y las mismas cantidades de carbono, hidrógeno, nitrógeno, fósforo y demás nutrientes. Como la energía obtenido por transferencia de electrones en el proceso aerobio es mucho mayor que en el proceso anaerobio, este último produce mucho menos biomasa. Esto a la vez, hace más difícil mantener poblaciones microbiales grandes en condiciones anaerobias.

Materia Orgánica

Particulada

Materia Orgánica Disuelta

Enzimas

Extra celulares

Bacterias

Formadoras De ácidos

Ácidos orgánicos Alcoholes H2CHO2

Biomasa

Del metano

CH4+CO2+H2O+H2S

Biomasa Biomasa

1ª ETAPA 2ª ETAPA



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VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL PROCESO ANAEROBIO

VENTAJAS DESVENTAJAS

Tasa baja de síntesis celular y, por consiguiente, poca producción de lodos El lodo producido es razonablemente estable y puede secarse y disponerse por métodos convencionales. No requiere oxígeno. Por tanto, usa poca energía eléctrica y es especialmente adaptable a aguas residuales de alta concentración orgánica. Produce metano, el cual puede ser útil como energético. El metano tiene un valor calorífico de aproximadamente 36.500 kJ/m3. El biogás de los digestores contiene aproximadamente un 65% de metano y un valor calórico de sólo 22.400 kJ/m3, muy inferior al gas natural, mezcla de metano, propano y butano, con un valor calórico de 37.300 kJ/m3 . Tiene requerimientos nutricionales bajos.

Para obtener grados altos de tratamiento requiere temperaturas altas. El medio es corrosivo. Tiene riesgos de salud por H2S Exige un intervalo de operación de pH bastante restringido. Requiere concentraciones altas de alcalinidad. Es sensible a la contaminación por oxígeno. Puede presentar olores desagradables por H2S, ácidos grasos y amidas-

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL PROCESO AEROBIO

VENTAJAS DESVENTAJAS

Ausencia de olores. Mineralización de todos los compuestos biodegradables.

Tasa alta de síntesis celular y, por

consiguiente, alta producción de lodos Requiere mucha energía eléctrica para oxigenación y mezcla. Gran proporción de células en los lodos que hace, en algunos casos, necesaria su digestión, antes de secarlos y disponerlos.

2.6.5 Proceso Anoxico La fermentación anóxica o proceso de respiración de nitrato está definido como el conjunto de reacciones de reducción del nitrato o nitrito, en los cuales éstos se utilizan como aceptadores de electrones, en ausencia di oxígeno libre.



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El proceso también se conoce como desnitrificación anaerobia, pero como las vías principales de conversión bioquímica no son anaerobias sino una modificación de las vías aerobias, se ha considerado más apropiado denominarlo proceso anóxico. La única diferencia entre la respiración aerobia y la anóxica radica en la enzima que cataliza la transferencia final de electrones. Para promover la desnitrificación se debe excluir el oxígeno; de lo contrario, si existen simultáneamente oxígeno y nitrato, los microorganismos prefieren el oxígeno como aceptador de electrones. Una concentración de oxigeno disuelto (OD) de 0,1 a 0,2 mg/L tiene efectos inhibitorios del proceso. En la desnitrificación el nitrato es reducido por los microorganismos para obtener energía, en cuatro etapas principales : Nitrato —» Nitrito —» Oxido nítrico —» Oxido nitroso —» Nitrógeno Se conocen alrededor de 14 géneros de bacterias desnitrificantes, la mayoría heterotróficas. Los grupos más citados son: Bacillus, Pseudomonas, Methanomonas, Paracoccus, Spirillum y Thiobacillus 2.6.6 Consideraciones Ambientales En todo proceso biológico, los organismos se desarrollarán de manera apropiada si se les provee, básicamente, lo siguiente:

• Nutrientes suficientes

• Ausencia de compuestos tóxicos

• Condiciones ambientales apropiadas En general las bacterias requieren, principalmente, carbono, nitrógeno, hidrógeno y oxígeno; en menor proporción fósforo, azufre, potasio, calcio, hierro y magnesio, y como suplemento nutricional cantidades, mínimas de zinc y molibdeno. Comúnmente, las aguas residuales domésticas contienen los nutrientes requeridos para el crecimiento bacterial, pero algunos residuos industriales puede que no. Se considera una relación apropiada de DBO/N/P de 100/5/1. Muchas aguas residuales industriales contienen compuestos difíciles o imposibles de descomponer vía microbiana, casos en los cuales hay que utilizar procesos físico-químicos para removerlos. Algunos materiales, como la lignina, sólo pueden ser descompuestos por bacterias especializadas y son resistentes a la utilización biológica. La celulosa se compone de unidades de glucosa, unidas por lo que se conoce como el enlace beta, el cual requiere, para su hidrólisis, la producción de la enzima celulasa. Solamente un número limitado de bacterias es capaz de producir esta enzima.



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La tolerancia del crecimiento biológico bacterial y demás microorganismos a los compuestos tóxicos, como los metales pesados, es variable según la biomasa, el tipo de proceso, el grado de aclimatación, el tipo de residuo otros factores. Las sales en alta concentración inhiben la actividad biológica; por ello existen límites para amoníaco de 1.600 mg/L a pH 7,0, para cloruros de 15.000 mg/L y para sólidos disueltos de 16.000 mg/L. Sin embargo aguas saladas, con concentraciones de cloruros mayores del 3%, se han tratado con éxito mediante organismos marinos. En los procesos aerobios se considera de gran importancia mantener una concentración adecuada de oxígeno disuelto, generalmente mayor de 1 mg/L,. En los procesos anaerobios estrictos debe haber ausencia total de oxigeno. En todo proceso, la temperatura y el grado de mezcla son factores de gran influencia; además, para asegurar que los microorganismos crezcan se les debe permitir una permanencia en el sistema o proceso de tratamiento suficiente para su reproducción; dicho período depende de su tasa de crecimiento, la cual es función directa de la tasa a la cual utilizan o metabolizan el residuo. En otras palabras, si se provee un medio ambiental adecuadamente controlado se puede asegurar una estabilización efectiva del residuo mediante el control de la tasa de crecimiento de los microorganismos. La actividad metabólica depende de muchos factores ambientales, es decir de las condiciones de vida. Según la especie y tipo de organismo, los factores ambientales aceleran, retardan o inhiben su crecimiento. Para cada factor por ejemplo: intensidad solar, temperatura, pH, contenido de sólidos disueltos- existen límites dentro de los cuales los organismos se desarrollan apropiadamente. En el tratamiento biológico, las enzimas o catalizadores bioquímicos son necesarios para la descomposición, y su acción es afectada por la temperatura y por el pH. En general, la mayoría de las enzimas requieren pH entre 3,5 y 9,5. Sin embargo, algunas tienen un pH de acción efectivo relativamente estrecho. La temperatura del agua residual por tratar afecta los requerimientos de oxígeno en el proceso aerobio, la producción de lodos y el volumen que necesita el reactor biológico. La temperatura es un factor muy importante en la evaluación del rendimiento global de un proceso de tratamiento biológico, pues altera la actividad metabólica de los microorganismos,! tasas de transferencia de oxígeno y las características de sedimentación de los lodos. La temperatura máxima para una actividad biológica aerobia eficiente es del orden de 38ºC . Para el proceso anaerobio, en general, temperatura óptima es de 32 – 38º C .



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2.7 PROCESOS DE TRATAMIENTO DE LAS AGUAS RESIDUALES Debido a que en la composición de las aguas residuales tanto urbanas como un gran número de aguas residuales industriales predominan los componentes orgánicos, la mayoría de tratamientos están dirigidos a la eliminación de dichos componentes. Para ello se combinan tratamientos físico - mecánicos, físicos propiamente dichos, químicos y biológicos dependiendo de las características del agua y de los recursos técnicos y económicos disponibles. El tratamiento primario contempla el uso de operaciones físicas tales como la sedimentación y el desbaste de los sólidos sedimentables y flotantes presentes en el agua residual. El tratamiento secundario son procesos biológicos y químicos los que se emplean para eliminar la mayor parte de la materia orgánica. El tratamiento terciarios se emplean combinaciones adicionales de los procesos y operaciones unitarias con el fin de eliminar otros compuestos, tales como nitrógeno y el fósforo, cuya reducción con tratamiento secundario no es significativa.

CARACTERÍSTICAS DEL TRATAMIENTO DE LAS AGUAS RESIDUALES

ELEMENTO TAREA

Origen de las aguas residuales

Estimación de caudales, evaluación de las técnicas de reducción y las características.

Control en origen (Pretratamiento)

Plantas para el tratamiento parcial de las aguas antes del vertimiento a la red de alcantarillado (Industrial)

Sistema de recolección

Red de alcantarillado.

Transporte y bombeo

Alcantarillas (colectores o interceptores), estación de bombeo y conductos de impulsión para el transporte a las plantas de tratamiento y demás instalaciones para su proceso.

Tratamiento (agua y fango)

Selección, análisis y diseño de operaciones y procesos de tratamiento para lograr la eliminación de contaminantes.

Evacuación y reutilización

Instalaciones para la evacuación y reutilización de efluentes tratados en medio acuático y terrestre, así como la evacuación y reutilización del fango.

Sistema de pequeño tamaño

Proyecto de recogida, tratamiento, evacuación y reutilización de las aguas residuales.



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Proceso de Tratamiento de las Aguas Residuales 2.7.1 Pretratamiento Es el proceso de eliminación de los constituyentes de la aguas residuales cuya presencia puede provocar problemas de mantenimiento y funcionamiento de los diferentes procesos, operaciones y sistemas auxiliares. Medición de Caudales El aforador de flujo crítico más conocido es la canaleta Parshall, introducida en 1920 por R.L. Parshall. El aforo se hace con base en las alturas de aguas, en la sección convergente y en la garganta, leídas por medio de piezómetros laterales.



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Vista de Planta y Perfil de la Canaleta Parshall Cribado Una rejilla es un elemento con aberturas, generalmente de tamaño uniforme, se utiliza para retener los sólidos gruesos existentes. Los elementos separadores pueden estar constituidos por barras, alambres o varillas, rejillas, telas metálicas o placas perforadas, y las aberturas pueden ser de cualquier forma, aunque normalmente suelen ser ranuras rectangulares u orificios circulares. El residuo separado es basura o residuos de desbaste. Los tamices y rejas pueden ser limpiados manual o automáticamente.

Rejillas de Limpieza Manual



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Los materiales eliminados se queman o se entierran tras ser recogidos manual o mecánicamente. Homogenización de Caudales o Igualamiento Consiste en amortiguar por laminación las variaciones de caudal, con el objeto de conseguir un caudal constante o casi constante. Se usa principalmente para igualar:

• Caudales de tiempo seco

• Caudales de invierno en alcantarillados sanitarios

• Caudales de alcantarillados combinados

• Caudales de plantas industriales

PTAR con Igualamiento en Línea

2.7.2 Tratamiento Primario Se elimina una fracción de los sólidos en suspensión y de la materia orgánica del agua residual. Esta eliminación suele llevarse a cabo mediante operaciones físicas tales como Desarenación y sedimentación primaria. El efluente del tratamiento primario suele contener una cantidad considerable de materia orgánica y una DBO alta. Operaciones Físicas • Desarenar: los desarenadores se usan para remover gravas, arenas, partículas

u otro material sólido que tenga velocidad de asentamiento o peso específico significativamente mayor que el de los sólidos orgánicos degradables.

Los desarenadores protegen el equipo mecánico del desgaste anormal y reducen la formación de depósitos pesados en tuberías canales y conductos.

AR

Cruda

Desarenador Tanque de igualamiento

Caudal

constante

PTAR Efluente



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Desarenador con Rejillas • Sedimentación Primaria: se denominan tanques primarios de sedimentación

aquellos que reciben aguas residuales crudas, generalmente antes del tratamiento biológico secundario. Estos tanques pueden ser rectangulares o circulares.

En tanques rectangulares la relación longitud/ancho varía entre 3/1 y 5/1, con profundidades de agua mayores de 2 metros, longitud menor de 90 m, ancho 3 a 24 m y pendientes suaves en el fondo hacia la tolva de lodos, En tanques circulares el diámetro es generalmente menor de 90 m, con profundidades de agua de 2 a 4 m y pendientes en el fondo del 8%. El lodo primario obtenido puede bombearse a tanques de espesamiento o a digestores, según el caso, junto con la espuma removida. • Flotación: se emplea para la separación de partículas sólidas o líquidas de una

fase líquida. Se consigue introduciendo finas burbujas de gas, normalmente aire, en la fase líquida. Las burbujas se adhieren a las partículas, y la fuerza ascensional que experimenta el conjunto partícula-burbuja de aire hace que suban hasta la superficie del líquido. Se hace ascender a la superficie partículas cuya densidad es mayor que la del líquido. Se utiliza para la eliminación de materia suspendida y la concentración de los fangos biológicos. Permite eliminar mejor y en menos tiempo las partículas pequeñas o ligeras cuya deposición es lenta. Cuando están en superficie se recogen con un rascado superficial.



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Tanques de Sedimentación En procesos de tratamiento de aguas residuales, la flotación también se puede incorporar a los esquemas de tratamiento de las maneras siguientes:

- Como unidad de pretratamiento antes de la unidad de sedimentación primaria.

- Como unidad de pretratamiento de aguas residuales industriales, antes de la descarga al alcantarillado sanitario municipal.

- Como unidad de tratamiento de efluentes de lagunas de estabilización para remoción de algas.

- Como unidad específica de flotación para remover material suspendido no removido en otros procesos.

- Para flotación de algas coaguladas.

- Para espesamiento de lodos.

- Para flotación de flocs livianos.



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• Filtración: en el tratamiento de aguas residuales, la filtración es una operación utilizada para remover sólidos, material no sedimentable, turbiedad, fósforo, DBO, DQO, metales pesados, virus; es decir, para asegurar una calidad superior del efluente tratado. La mayor experiencia en la utilización de la filtración para el tratamiento de aguas proviene del diseño y operación de filtros de medio granular para obtención de agua potable.

La filtración se puede usar para depurar efluentes secundarios, sin agregar coagulantes o con agregación de coagulantes, antes de la filtración o antes del sedimentador secundario, y para depurar aguas residuales crudas previamente coaguladas, floculadas y sedimentadas en una planta de tratamiento físico químico.

Tipos de Filtros • Transferencia de Gases: Es el fenómeno en el que transfiere gas de una fase a

otra, normalmente de la fase gaseosa a la líquida. Se usa en el funcionamiento de los procesos aerobios, tales como la filtración biológica, los fangos activados y la digestión aerobia, depende de la disponibilidad de grandes cantidades de

Tipos de filtros: a) filtro convencional de arena; b) filtro ascensional de arena; c) Filtrode arena de flujo dual; d) filtro de medio dual; e) filtro de lecho mezclado Mayor eliminación de sólidos en suspensión de los procesos de tratamiento biológico y



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oxígeno. Para alcanzar los objetivos de desinfección se transfiere cloro en forma gaseosa a una disolución de agua.

• Tanques de Imhoff: Sirve simultáneamente para llevar a cabo la sedimentación

y una digestión anaeróbica. Es considerado como tratamiento primario utilizable principalmente a baja escala.

Costa de una cámara superior de sedimentación en forma cónica. Sobre las paredes de estos compartimientos ruedan los sólidos que pasan por una ranura a un compartimiento inferior en donde se realiza una digestión anaeróbica. La operación de un tanque de Imhoff es muy sencilla y no se requieren equipos complicados para su operación. El control requerido se limita básicamente a revisar periódicamente la profundidad de los lodos y eliminar las natas que se forman en la superficie de los comportamientos de los sedimentos y ventosas extractoras de gases. Desde el fondo de los comportamientos de digestión salen los gases generados en el proceso. Las cargas superficiales en un tanque de Imhoff son del orden de 25 m3/m2/día y las cargas sobre vertederos de 580 m3/m lineal. Los tiempos de retención promedio de 2 a 3 horas y el comportamiento de digestión debe tener una capacidad de almacenamiento de lodos de unos seis meses.

Tanque Imhoff Típico La eficacia de los tanques de Imhoff puede ser aumentada cuando se calienta el compartimiento en donde se lleva a efecto la digestión anaeróbica. Los gases generados en el proceso pueden ser almacenados y utilizados como fuente energética para el calentamiento del tanque.



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PRETRATAMIENTO Y TRATAMIENTO PRIMARIO DE AGUAS RESIDUALES

OPERACIÓN APLICACIÓN

Medición de caudales Control y seguimiento de procesos, informes de descargas.

Desbaste Eliminación de sólidos gruesos y sedimentables por intercepción (retención en superficie).

Dilaceración Trituración de sólidos gruesos hasta conseguir un tamaño más o menos uniforme.

Homogenización del caudal

Homogenización del caudal y de las cargas de DBO y sólidos en suspensión.

Mezclado Mezclado de productos químicos y gases con el agua residual, mantenimiento de sólidos en suspensión.

Floculación Provoca la agregación de pequeñas partículas aumentando el tamaño de las mismas, para mejorar su eliminación por sedimentación por gravedad.

Sedimentación Eliminación de sólidos sedimentables y espesado de fangos.

Flotación Eliminación de los sólidos en suspensión finamente divididos y de partículas con densidades cercanas a las del agua. También espesa los fangos biológicos.

Filtración Eliminación de los sólidos en suspensión residuales presentes después del tratamiento químico y biológico.

Microtam izado Mismas funciones que la filtración. También la eliminación de las algas de los efluentes de las lagunas de estabilización.

Transferencia de gases Adición y eliminación de gases.

Operaciones Químicas Los procesos empleados en el tratamiento de las aguas residuales en las que las transformaciones se producen mediante reacciones químicas. • Precipitación Química: lleva consigo la adición de productos químicos con la

finalidad de alterar el estado físico de los sólidos disueltos y en suspensión, y facilitar su eliminación por sedimentación. La precipitación tiene el fin de mejorar la eliminación de los compuestos orgánicos y de los nutrientes (nitrógeno y fósforo) contenidos en las aguas residuales. Se utiliza sulfato de



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alúmina, cal, sulfato de hierro y cal, cloruro de hierro, cloruro de hierro con cal, sulfato de hierro y cal.

• Adsorción: es la captación de sustancias solubles presentes en la interfase de

una solución, Esta interfase puede hallarse entre un líquido y un gas, un sólido, o entre dos líquidos diferentes. Se usa el carbón activado, es un proceso de refinación del agua que ha recibido el tratamiento biológico normal.

• Desinfección: consiste en la destrucción selectiva de los organismos que

causan enfermedades. Los organismos entéricos de origen humano de mayores consecuencias en la producción de enfermedades son las bacterias, los virus y los quistes amebianos. Las enfermedades bacterianas típicas transmitidas por el agua son: el tifus, el cólera, el paratifus y la disentería vacilar, mientras que las enfermedades causadas por el virus incluye, entre otras, la poliomielitis y la hepatitis infecciosa.

• Desinfección con Cloro: se utiliza el cloro de gas CI2, el hipoclorito sódico

(NaOCl), hipoclorito de calcio Ca(OCl)2 y el dióxido de cloro (ClO2). Los hipocloritos sódicos y calcico se usan en las plantas pequeñas. El dióxido de cloro tiene propiedades poco frecuentes - no reacciona con el amoniaco.

• Decloración: es la eliminación total del cloro combinado residual presente en el

agua después de la cloración, para reducir los efectos tóxicos de los efluentes descargados a los cursos de agua receptores o destinados a la reutilización. Se utiliza el dióxido de azufre, el carbón activado, el sulfito de sodio (Na2SO3) y el metabisulfito de sodio (Na2S205).

• Desinfección con Dióxido de Cloro: se puede decir que es igual o superior al

cloro, que resulta más efectivo en la inhibición e inactivación de virus. El costo es alto, es un gas inestable y explosivo, tiene un potencial de oxidación extremadamente alto, por ello se produce la inactivación de los sistemas de enzimas críticos, o con la interrupción y destrucción del proceso de síntesis de proteínas.

• Desinfección con Cloruro de Bromo: Es fiable, flexible y efectivo como el cloro.

Sus propiedades siguen en estudio, al parecer absorbe al interior de la célula bacteriana e interrumpe la actividad enzimática crítica. El tiempo de contacto suele ser inferior al necesario para la desinfección con cloro. Es menos tóxico que el cloro residual.

• Desinfección con Ozono: se usa para el abastecimiento de aguas, su control se

centra en los agentes reproducibles de la producción de sabores, olores y



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colores. Se ha convertido en una posibilidad económicamente competitiva para la desinfección de aguas residuales. Es un oxidante extremadamente reactivo, y está ampliamente aceptado que la destrucción de las bacterias por ozonización se produce directamente por la desintegración de la pared celular. También es un virucida muy efectivo, y así mismo, se entiende que su efectividad es superior a la del cloro. No produce sólidos disueltos ni se ve afectada por la presencia del ion amonio ni por el pH del agua que entra en el proceso de desinfección.

• Desinfección con Rayos Ultravioleta: se concentró inicialmente en la

desinfección de aguas de suministro de alta calidad, una correcta dosificación de rayos es eficaz bactericida y virucida, además de no contribuir a la formación de compuestos tóxicos. El agua debe estar libre de turbiedad, que podría absorber la radicación ultravioleta y actuar como escudo de las bacterias. No es efectiva para aguas con alta concentración de sólidos y puede provocar la alteración de determinados compuestos químicos. Esta en estudio.

OPERACIONES QUÍMICAS

PROCESO APLICACIÓN

Precipitación química Eliminación de fósforo y mejora de la eliminación de sólidos en suspensión en las instalaciones de sedimentación primaria empleadas en tratamientos fisicoquímicos.

Adsorción Eliminación de materia orgánica no eliminada con métodos convencionales de tratamiento químico y biológico. También se emplea para decolar el agua residual antes del vertido final.

Desinfección Destrucción selectiva de organismos causantes de enfermedades.

Desinfección con cloro Destrucción selectiva de organismos causantes de enfermedades. El cloro es el producto químico más utilizado.

Decloración Eliminación de cloro combinado residual total remanente después de la cloración.

Desinfección con dióxido de cloro

Destrucción selectiva de organismos causantes de enfermedades.

Desinfección con cloruro de bromo


Desinfección con ozono Destrucción selectiva de organismos causantes de enfermedades.

Desinfección con luz l i l


Otros Para alcanzar objetivos específicos en el tratamiento de aguas residuales, se pueden emplear otros compuestos químicos.



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2.7.3 Tratamiento Secundario Esta encaminado principalmente a la eliminación de los sólidos en suspensión y los compuestos orgánicos biodegradables, aunque a menudo se incluye la desinfección. Se incluye el tratamiento biológico con lodos activados, filtros percoladores, reactores UASB, lagunas de estabilización, sedimentadores, biodiscos y zanjones de oxidación. • Lodos Activados: el proceso de lodos activados fue desarrollado en Inglaterra,

en 1914, por Ardern y Lockett. Es un tratamiento Biológico en el cual la mezcla de agua residual y lodos biológicos es agitada y aireada. Los lodos biológicamente producidos son separados y un porcentaje de ellos devueltos al tanque de aireación en las cantidades que sean necesarias, en este sistema las bacterias utilizan el oxígeno suministrado artificialmente para desdoblar los compuestos orgánicos que a su vez se utilizan para su crecimiento. A medida que los microorganismos crecen y son mezclados en el tanque de aireación, se aglutinan y forman una masa activa de microorganismos llamados "Lodo Activado". La mezcla de los anteriores se llama Licor Mezclado.

El aire es suministrado al tanque de aireación por medio de difusores localizados cerca del fondo del tanque o también utilizando aireadores mecánicos superficiales. El agua residual es aireada entre 6 y 8 horas cuando se trata de sistemas convencionales, y el porcentaje de lodos retornados varia de 20 a 30%. Con el oxígeno suministrado el tanque de aireación se debe mantener con niveles mínimos de 2 mg/1. Se han encontrado una gran variedad de especies de bacterias en lodos activados, siendo muy comunes las de los géneros Alcaligenes flavobacterium, Bacillus y Pseudomonas. En el proceso de purificación son importantes las bacterias nitrificantes; tales como Nitrosomonas y Nitrobacter, al igual que la Zooglea rimegera, considerada por algunos autores como organismo principal en la formación de lodo activo por su gran habilidad para formar flocs biológico, sin que esto indique que es el único organismo capaz de formar flocs. Básicamente, la comunidad de los lodos activados puede ser muy variable y depende de:

- Naturaleza del suministro alimenticio

- Concentración del alimento

- Turbulencia

- Temperatura



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- Tiempo de aireación

- Concentración de lodos • Filtros Percoladores: el filtro percolador o biofíltro es un proceso muy usado

para el tratamiento de aguas residuales. El filtro biológico no es un proceso diseñado para ejercer una verdadera acción de tamizado o filtración del agua residual sino para poner en contacto aguas residuales con biomasa adherida a un medio de soporte fijo, constituyendo un lecho de oxidación biológica, como se muestra en la figura.

Esquema Filtro Percolador Un filtro percolador tiene por objeto reducir la carga orgánica existente en aguas residuales domésticas o industriales. Consiste en un lecho de piedras, u otro medio natural o sintético, sobre el cual se aplican las aguas residuales, con el



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consecuente crecimiento de microorganismos, lamas o películas microbianas sobre el lecho. El primer filtro percolador fue puesto en operación en 1893, en Inglaterra; en Estados Unidos la primera planta municipal de filtros percoladores data de 1908. El proceso surgió del desarrollo de los filtros de contacto, los cuales eran tanques herméticos llenos de piedra triturada. En operación, los lechos de contacto se llenaban con agua residual y se dejaba el agua en contacto con el medio unas seis horas. El proceso estaba limitado por la alta frecuencia de taponamiento y el largo período de reposo requerido, así como por la carga hidráulica tan baja que podía usarse. En un filtro percolador, las aguas residuales se riegan sobre el lecho filtrante y se dejan percolar. El lecho del filtro percolador consiste en un medio altamente permeable, al cual se adhieren los microorganismos y a través del cual el residuo líquido se infiltra. Usualmente el medio es piedra de tamaño cambiante entre 2,5 y 10 cm, profundidad variable según el diseño, generalmente 1 a 2,5 m, en promedio 1,8 m. Filtros percoladores con medio plástico, biotorres, se construyen con profundidades hasta de 12 m. El filtro es usualmente circular, con distribuidor rotatorio superficial del agua. También se usan filtros percoladores rectangulares, con sistemas de aplicación del agua mediante tuberías y toberas fijas. Cada filtro tiene un sistema de drenaje inferior para recoger el agua residual tratada y los sólidos biológicos que se desprenden del medio. El sistema de drenaje es importante como unidad de recolección y como estructura porosa, a través de la cual circula el aire. El material orgánico presente en el agua residual es absorbido y descompuesto por la biomasa adherida al medio filtrante; en la porción interior, cerca de la superficie del medio, predominan condiciones anaerobias; en la parte externa, condiciones aerobias. • Reactores UASB: el reactor o proceso de flujo ascendente y manto de lodos

anaerobio conocido en ingles como UASB y español como RAFA o PAMLA, es un proceso en el cual el agua se introduce por el fondo del reactor y fluye a través de un manto de lodos conformado por granos biológicos o partículas de microorganismos. El proceso fue desarrollado por Leetinga y otros en 1980, aplicado en Holanda para el tratamiento de residuos, de concentraciones media y alta de origen agrícola tales como las aguas residuales del azúcar de remolacha.



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La estructura de los gránulos depende de la naturaleza del sustrato; entre los microorganismos importantes para formar un buen gránulo, se considera importante la bacteria acetoclástica Methanothrix. Entre las ventajas señaladas del proceso se incluyen: construcción sencilla, requerimientos de área bajos, operación simple, no necesitan energía, el gas puede utilizarse, produce poco lodo, la eficiencia en remoción de DBO y SS es aceptable, con tiempos de retención mayores de 6 horas.

Reactor UASB



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• Lagunas de Estabilización: las lagunas de estabilización u oxidación son estanques grandes de poca profundidad, diseñados para tratar las aguas residuales a través de una relación entre la luz del sol, algas, oxígeno y bacterias.

Las lagunas de estabilización poco profundas (0.6 a 1.5 m) son casi totalmente aeróbicas con una pequeña fracción anaeróbica cerca del fondo, en donde hay formaciones de lodos. Lagunas con profundidades de 3 a 6 m tienen una capa superior aeróbica y una inferior anaeróbica, denominándose en este caso lagunas facultativas. Profundidades mayores convierten la laguna en completamente anaeróbica. Estas últimas lagunas son las generadoras de malos olores. En la capa superior de una laguna se forma una gran población de algas que toma la luz del sol, el dióxido de carbono y otros compuestos inorgánicos liberados por acción bacterial en la laguna para producir oxígeno necesario para que las bacterias efectúen descomposición de la materia orgánica, estableciéndose un ciclo entre la energía solar, CO2, algas , oxígeno y bacterias.

Vista de Planta de Laguna de Estabilización • Sedimentación: es la separación, por la acción de la gravedad, de las partículas

suspendidas cuyo peso específico es mayor que el del agua. El principal objetivo es la obtención de un efluente clarificado, pero también es necesario

Afluente

Efluente



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producir un fango cuya concentración de sólidos permitan su fácil tratamiento y manejo.

Sedimentación acelerada: La sedimentación, se produce debido a la acción de la fuerza de la gravedad dentro de un campo de aceleración constante.

Tanque de Sedimentación de Flujo Horizontal y Limpieza Manual • Biodiscos: los biodiscos son un sistema de tratamiento biológico secundario,

para aguas residuales domésticas e industriales biodegradables, del tipo de crecimiento adherido o reactor de película fija. Las lamas o películas biológicas crecen sobre discos, en rotación a través del agua residual, montados sobre un eje horizontal. El proceso es muy similar al de filtros percoladores, con la película biológica en rotación dentro de agua residual sedimentada y dentro de la atmósfera para proveer oxígeno a los organismos. El agua residual fluye en sentido paralelo o perpendicular al eje horizontal de rotación, al pasar de una etapa a otra o de un tanque a otro. La primera instalación se hizo en Alemania Occidental en 1960; en Estados Unidos existían 59 plantas de biodiscos en 1978, 308 en 1980 y más de 600 en 1988, para caudales de menos de 0,04 m3/S y más de 2,2 m3/S. En el mundo, para esa época, existían más de 3.000 plantas de biodiscos.

Entre las ventajas de los biodiscos están las siguientes:

- Simplicidad

- Alta eficiencia de remoción de carbono y nitrógeno



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- Confiabilidad (con pretratamiento apropiado, generalmente sedimentación), resistencia a cargas choque y tóxicas

- Tiempos de retención cortos

- Poco consumo energético, bajos costos de operación y mantenimiento.

- Lodos de buena sedimentabilidad

- Generalmente no hay recirculación de efluente ni de lodos

- Construcción modular Entre las desventajas se pueden señalar:

- Fallas en los discos, los ejes y los motores

- Fugas de lubricantes

- Criterios de diseño muy disímiles aún

Corte de un Biodisco



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• Zanjón de Oxidación: zanjón de oxidación es un proceso de lodos activados, del tipo de aireación prolongada, que usa un canal cerrado, con dos curvas, para la aireación y mezcla. Como equipo de aireación y circulación del aguas residual usa aireadores mecánicos del tipo cepillos horizontales, de jaula o de discos.

La planta típica de un zanjón de oxidación no incluye sedimentación primaria, utiliza un solo canal concéntrico, un sedimentador secundario y lechos de secado de lodos. Los canales de aireación tienen profundidades entre 1,2 y 1,8 m con paredes laterales a 45º; sin embargo, se construyen también canales más profundos de 3 a 3,6 m. En general el zanjón se reviste de concreto o de otro material apropiado para prevenir la erosión y la infiltración. Los aireadores pueden instalarse fijos o flotantes, sobre uno o más sitios a lo largo del canal para suministrar suficiente velocidad dentro del zanjón, generalmente mayor de 0,30 m/s, así como para mantener el nivel de oxígeno disuelto requerido y los sólidos del agua residual en suspensión. La mayoría de los cepillos opera a velocidades de 60 a 110 RPM, con sumergencias de 5 a 30 cm, y producen tasas de transferencia de oxigeno.

Planta de Tratamiento con Zanjón de Oxidación



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Generalmente se instalan dos aireadores como mínimo para asegurar la aireación permanente del agua residual. El zanjón de oxidación, adecuadamente diseñado y operado, provee remociones promedio de DBO y SS mayores del 85% con aguas residuales municipales. 2.7.4 Tratamiento Terciario o Avanzado Va mucho más allá del tratamiento secundario, para eliminar constituyentes de las aguas residuales que merecen especial atención, como los nutrientes, los compuestos tóxicos y los excesos de materia orgánica o de sólidos en suspensión. Se utiliza la coagulación química, floculación y sedimentación seguida de filtración y carbón activado. Para la eliminación de iones específicos y la reducción de sólidos disueltos, se utilizan métodos menos comunes, como el intercambio iónico o la osmosis inversa. Este tratamiento es pensando en la reutilización del agua en la refrigeración o recarga de aguas subterráneas (tratamiento en el terreno). El control y la eliminación de nutrientes es necesario debido a:

• Vertidos a cuerpos de agua receptoras confinados, en los que se pueda crear y acelerar los procesos de eutroficación.

• Vertidos a cursos de agua en los que la nitrificación puede limitar los recursos de oxígeno o en los que puede proliferar el arraigamiento de plantas acuáticas.

• Recarga de aguas subterráneas que pueden ser usadas, indirectamente, para el abastecimiento público de agua.

Los principales nutrientes contenidos son el nitrógeno y el fósforo, y su eliminación puede ser llevada a cabo por procesos químicos, biológicos, o una combinación de ambos. • Remoción de Nitrógeno: La presencia de nitrógeno en forma amoniacal en los

efluentes de las aguas residuales causa serios desequilibrios en la naturaleza al ser responsable en cierta parte de la eutroficación de lagos y embalses, además de consumir oxígeno disuelto de las aguas receptoras, ser corrosivo y ejercer una demanda de cloro alta cuando se desinfectan los efluentes de una planta de tratamiento secundaria.

El nitrógeno puede ser removido ya sea por métodos fisicoquímicos o biológicos. Entre los tratamientos fisicoquímicos podemos citar la cloración hasta el punto de quiebre, intercambio iónico y atrapamiento de amonio. Como método biológico citaremos el proceso de nitrificación - desnitrificación.



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• Nitrificación y Desnitrificación: en este proceso de tipo biológico, el nitrógeno amoniacal es convertido en nitritos y nitratos por acción de las bacterias del nitrógeno. Hasta aquí sólo se ha eliminado el consumo de oxígeno por parte del nitrógeno, aunque éste se encuentra allí pero en una forma diferente. Los nitratos son convertidos después por medio de un proceso anaeróbico a nitrógeno gaseoso que es luego liberado a la atmósfera.

• Atrapamiento de Nitrógeno: este método consiste en la conversión de los iones

de amonio presentes en el efluente de una planta de tratamiento secundaria a amonio gaseoso, mediante elevación del pH. Luego el efluente secundario que contiene el amonio en forma gaseosa, es pasado por una torre en donde el agua es agitada en presencia de grandes cantidades de aire que liberan o sacan el amonio del agua.

• Intercambio iónico: en este proceso, los iones de amonio son intercambiados

por iones de calcio y sodio presentes en un intercambiador insoluble. El intercambiador es generalmente una zeolita llamada clinoptilotita que absorbe el amonio hasta que es agotado, haciéndose necesaria su regeneración.

• Cloración al punto de quiebre: en la cloración al punto de quiebre, el cloro

agregado en cantidades suficientes a un efluente secundario convierte al amonio presente a nitrógeno gaseoso que luego es liberado a la atmósfera. Como dato aproximado se puede decir que son necesarios 10 mg/l de cloro para convertir 1 mg/l de nitrógeno amoniacal a la forma gaseosa.

• Remoción de Fósforo: la remoción del fósforo de los efluentes de una planta

de tratamiento secundario ha sido causa de muchos estudios desde que se aceptó que este era el principal limitante para el crecimiento de algas y de formas de vida acuática que causan problemas serios relacionados con el agotamiento del oxígeno disuelto y olores por su excesivo crecimiento.

Entre los métodos más comunes para la remoción del fósforo podemos citar la coagulación con sales de aluminio, cal o cloruro férrico, que reaccionan con el fósforo para convertirlo a la forma insoluble y ser luego sedimentado. Modificaciones al proceso de lodos activados han permitido reducir el contenido de fósforo de los efluentes secundarios aunque todavía no son muy claras las reacciones que rigen esta remoción.



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• Remoción de compuestos orgánicos solubles - Carbón activado: Los compuestos orgánicos especialmente los de origen

industrial pueden ser eliminados con carbón activado granulado o en polvo. Pueden utilizarse para este fin columnas ascendentes o descendentes y lechos fijos o expandidos, en el diseño y selección del equipo se deberá tener en cuenta el tiempo de contacto, la carga hidráulica y el número de unidades que se requieran.

- Oxidación química: El uso de agentes oxidantes como el cloro y el ozono

también pueden ser utilizados en la reducción de las concentraciones de sustancias orgánicas solubles. A pesar de los costos elevados de esta operación se logra paralelamente la desinfección. Como dato aproximado puede citarse que se necesitan 2 Kg de cloro para destruir 1 Kg de DBO en un efluente secundario.

• Remoción de Compuestos Inorgánicos Disueltos: la remoción de sustancias

inorgánicas disueltas requiere de técnicas muy sofisticadas y costosas que no siempre están disponibles en un sistema de tratamiento de aguas residuales. Sólo en casos donde la reglamentación sobre efluentes sea demasiado estricta pueden ser necesarios estos métodos.

Entre los métodos utilizados para la remoción de compuestos inorgánicos existen: - Osmosis inversa: Basado en el principio de Osmosis en el cual si se tienen

dos soluciones de distinta concentración separadas por una membrana semipermeable, se produce una igualdad de concentraciones, pasando las moléculas del solvente menos concentrado a la fase más concentrada.

En la Osmosis inversa se obliga a que este proceso se haga en sentido contrario, obligando a que la difusión se haga en la fase menos concentrada, aplicando una presión estática que actúe en contra de la presión osmótica. Este proceso resulta de gran utilidad en la separación de iones problemáticos como metales pesados, sales disueltas o iones de tamaño pequeño. - Intercambio iónico: Consiste en la remoción de compuestos inorgánicos

disueltos en la columna que contienen resinas catiónicas y aniónicas una vez el flujo pasa a través de ella. Como en el caso del Carbón activado, una vez las resinas se agotan, hay que lavarlas para remover los sólidos retenidos y proceder luego a una regeneración mediante el uso de ácidos o bases fuertes según la clase de resina.



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2.7.5 Procesos Térmicos Evaporación

Mediante el suministro de calor se evapora el agua del efluente que se desea tratar. Generalmente se aplica a residuos de efluentes con alto contenido de partículas. El vapor obtenido se debe tratar para separar todos los componentes volátiles que hayan sido arrastrados por el vapor. Existen diferentes tipos de evaporadores como los rotativos o los de capa fina, que muestran diferentes eficiencias. Combustión

Es un proceso costoso, empleado básicamente en el tratamiento de agua contaminada con sustancias tóxicas de difícil descomposición. Se utilizan temperaturas entre 800 y 1000 °C. Los gases producidos se deben lavar para retirar compuestos de nitrógeno y azufre. Destilación

Basado en la separación de líquidos por evaporación parcial, se hace en fases, separándose en la primera fase los compuestos muy volátiles como los solventes, luego se separa el agua y el residuo contiene líquidos de baja volatilidad y sólidos. 2.7.6 Tratamientos y Disposición Final de Lodos

PROCESO DE TRATAMIENTO DE LODOS

Proceso o evacuación Operación, proceso o método

Operaciones preliminares

Bombeo, trituración, almacenamiento y homogeneización y desarenado.

Espesamiento

Espesamiento por gravedad, por flotación, centrifugación, espesamiento por filtro de banda y tambor giratorio.

Estabilización

Con cal, tratamiento térmico, digestión anaerobia, aerobia, compostaje.

Acondicionamiento Químico y térmico.

Desinfección

Pasteurización, almacenamiento durante largos períodos de tiempo

Deshidratación

Filtro de vacío, centrífuga, filtro banda, presa, eras de secado, lagunajo.

Secado térmico

Incinerador de pisos, de lecho fluidificado, conjunta con residuos sólidos, oxidación por vía húmeda y reactor vertical

Evacuación final

Evacuación al terreno, distribución y comercialización, vertido controlado, lagunaje y fijación química.



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Para realizar el tratamiento y disposición final de los lodos existen seis pasos básicos que no necesariamente hay que realizarlos en su totalidad para lograr una disposición final adecuada. Estos seis pasos básicos presentes en el tratamiento de lodos son: concentración, digestión, acondicionamiento, deshidratación, incineración y disposición final. Concentración La concentración tiene como principal objetivo espesar los lodos para reducir su volumen. Esta concentración se hace en general con la mezcla de lodos primarios y secundarios,. Los dos métodos más utilizados en la concentración de lodos son los siguientes: Espesamiento El espesamiento consiste en la desinficación de los lodos con el fin de disminuir su volumen, constituyendo un tipo especial de sedimentación dentro de los tratamientos terciarios. Flotación El espesamiento de lodos por flotación es especialmente efectivo en lodos activados que en ciertas ocasiones son difíciles de sedimentar por gravedad. En este proceso se inyecta aire al tanque de flotación. El aire disuelto trata luego de escapar a la superficie arrastrando los lodos hasta que éstos flotan en forma concentrada. Digestión La digestión o estabilización de lodos consiste en la descomposición de los sólidos orgánicos en otros de tipo más estable, menos ofensivo y de menor volumen. Esta estabilización se obtiene aeróbica y anaeróbica ya sea en recipientes cerrados o abiertos. Acondicionamiento El acondicionamiento de lodos se realiza casi exclusivamente con el propósito de mejorar las condiciones de deshidratación. Entre los métodos utilizados para el acondicionamiento de lodos figuran la adición de coagulantes químicos como cloruro férrico, polímeros orgánicos, cal, alumbre, etc. Otros métodos como el



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calentamiento, congelación y radiación han sido experimentados pero aún se encuentran en un estado de poca aplicación además de los altos costos asociados. Deshidratación La deshidratación como su nombre lo indica, consiste en retirar la mayor cantidad posible de agua de los lodos hasta obtener una pasta compacta, con menor contenido de humedad y menor volumen, características éstas que hacen más fácil su disposición final. En los métodos de deshidratación más comunes tenemos los lechos de secado, filtración al vacío, centrifugación, filtración bajo presión y calentamiento. Lechos de Secado Los lechos de secado son utilizados en plantas de tratamiento pequeñas que pueden disponer de 0.14 a 0.28 m2 por cada habitante servido. Los lodos digeridos son colocados sobre un lecho de 10 a 25 cm de arena a su vez colocado sobre uno de 20 a 45 cm de grava, en el cual los lodos reposan mientras el contenido de agua es drenado a través de un sistema de tuberías subterráneas o evaporado.

Lechos Típico de Secado de Arena



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Las aguas de drenaje recogidas son enviadas de nuevo a la planta de tratamiento mientras que los lodos ya secos se retiran del lecho de arena y grava y se llevan a un relleno sanitario. Esta operación es manual a no ser que los lechos de secado sean tan grandes que requieren equipos mecánicos. 2.7.7 Vertido del Líquido El vertido final del agua tratada se realiza de varias formas. La más habitual es el vertido directo a un río o lago receptor. En aquellas partes del mundo que se enfrentan a una creciente escasez de agua, tanto de uso doméstico como industrial, las autoridades empiezan a recurrir a la reutilización de las aguas tratadas para rellenar los acuíferos, regar cultivos no comestibles, procesos industriales, recreo y otros usos. En un proyecto de este tipo, en la Potable Reuse Demonstration Plant de Denver, Colorado, el proceso de tratamiento comprende los tratamientos convencionales primario y secundario, seguidos de una limpieza por cal para eliminar los compuestos orgánicos en suspensión. Durante este proceso, se crea un medio alcalino (pH elevado) para potenciar el proceso. En el paso siguiente se emplea la recarbonatación para volver a un pH neutro. A continuación se filtra el agua a través de múltiples capas de arena y carbón vegetal, y el amoníaco es eliminado por ionización. Los pesticidas y demás compuestos orgánicos aún en suspensión son absorbidos por un filtro granular de carbón activado. Los virus y bacterias se eliminan por ozonización. En esta fase el agua debería estar libre de todo contaminante pero, para mayor seguridad, se emplean la segunda fase de absorción sobre carbón y la ósmosis inversa y, finalmente, se añade dióxido de cloro para obtener un agua de calidad máxima. 2.8 LEGISLACIÓN SOBRE AGUAS RESIDUALES El recurso agua tiene gran importancia dentro de cualquier proyecto que se quiera desarrollar, puesto que su uso es casi inevitable en cualquiera de ellos. Adicionalmente el Plan de Desarrollo del país centra su política ambiental alrededor del agua como recurso fundamental para la vida humana y para lograr un desarrollo sostenible de Colombia.



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2.8.1 Constitución Política de Colombia de 1991 Establece en el capitulo iii. De los derechos colectivos y del ambiente: ARTICULO 79. Todas las personas tienen derecho a gozar de un ambiente sano. La ley garantizará la participación de la comunidad en las decisiones que puedan afectarlo. Es deber del Estado proteger la diversidad e integridad del ambiente, conservar las áreas de especial importancia ecológica y fomentar la educación para el logro de estos fines. ARTICULO 80. El Estado planificará el manejo y aprovechamiento de los recursos naturales, para garantizar su desarrollo sostenible, su conservación, restauración o sustitución. Además, deberá prevenir y controlar los factores de deterioro ambiental, imponer las sanciones legales y exigir la reparación de los daños causados. Así mismo, cooperará con otras naciones en la protección de los ecosistemas situados en las zonas fronterizas. ARTICULO 81. Queda prohibida la fabricación, importación, posesión y uso de armas químicas, biológicas y nucleares, así como la introducción al territorio nacional de residuos nucleares y desechos tóxicos. El Estado regulará el ingreso al país y la salida de él de los recursos genéticos, y su utilización, de acuerdo con el interés nacional. ARTICULO 366. El bienestar general y el mejoramiento de la calidad de vida de la población son finalidades sociales del Estado. Será objetivo fundamental de su actividad la solución de las necesidades insatisfechas de salud, de educación, de saneamiento ambiental y de agua potable. Para tales efectos, en los planes y presupuestos de la Nación y de las entidades territoriales, el gasto público social tendrá prioridad sobre cualquier otra asignación. 2.8.2 Decreto 2811 de 1974 y el Decreto 1541 de 1978 Regulan lo referente a las aguas no marítimas, sus dominios y sus cauces, la exigibilidad y duración de los permisos y concesiones, sus características, el procedimiento para su otorgamiento, la explotación y ocupación de cauces, playas y lechos de los ríos, las obras hidráulicas para la explotación del recurso agua y sus



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usos especiales. Igualmente establece la normatividad relativa a los usos mineros, de aguas lluvias y subterráneas, a la administración de las aguas y sus cauces, del mar y su fondo, de los recursos energéticos y geotérmicos. 2.8.3 Decreto 1594 de 1984 Regula aspectos tales como prohibiciones, permisibilidad, fijación de normas, mediciones, usuarios nuevos, control de la contaminación, normas de vertimiento, vertimientos a un alcantarillado, concentraciones para control, plazos de sostenimiento, controles, permisos, entre otros aspectos.

ART. 72 VERTIMIENTO A UN CUERPO DE AGUA

REFERENCIA USUARIO EXISTENTE USUARIO NUEVO

PH 5 a 9 unidades 5 a 9 unidades

Temperatura <40°C <40°CMaterial flotante Ausente Ausente

Grasas y aceites Remoción > 80% en carga Remoción > 80% en carga

Sólidos suspendidos, domésticos o industriales Remoción > 50% en carga Remoción > 80% en carga

Demanda bioquímica de oxígeno:Para desechos domésticos Remoción > 30% en carga Remoción > 80% en carga

Para desechos industriales Remoción > 20% en carga Remoción > 80% en carga

ART. 73 VERTIMIENTO A UN ALCANTARILLADO PUBLICO

REFERENCIA VALOR

PH 5 a 9 unidades

Temperatura <40°C

Ácidos, bases o soluciones acidas o básicas que puedan causar contaminación; sustancias explosivas o inflamables

Ausentes

Sólidos sedimentables < 10ml/l

Sustancias solubles en hexano < 100 mg/l

Referencia Usuario Existente Usuario Nuevo

Sólidos suspendidos para desechos domésticos e industriales Remoción > 50% en carga Remoción > 80% en

carga

Demanda bioquímica de oxígeno:Para desechos domésticos Remoción > 30% en carga Remoción > 80% en

Para desechos industriales Remoción > 20% en carga Remoción > 80% en Caudal máximo 1.5 veces el caudal promedio horario



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2.8.4 Decreto 901 de 1997 Establece la obligación para quien realice vertimientos puntuales a un cuerpo de agua, de pagar una tasa retributiva por esa actividad, como modo de reparar la contaminación que causa al cuerpo hídrico. Ese valor debe ser invertido únicamente por la autoridad ambiental regional en la recuperación de la fuente de agua o dentro de la cuenca hidrográfica a la cual aquella pertenece para la recuperación de la misma. Es una figura que hasta el momento se encuentra en implementación en el país debido a la dificultad de determinar los valores para cada sustancia contaminante vertida. Un adelanto en este tema es la Resol. 273 de 1997: Por la cual se fijan las tarifas mínimas de las tasas retributivas por vertimientos líquidos para los parámetros Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO) y Sólidos Suspendidos Totales (SST). Para establecer la carga contaminante diaria, se aplica la siguiente ecuación: Cc = O * C * 0.0864*(t/24), donde: Cc = Carga contaminante en kilogramos /día O = Caudal promedio en litros por segundo C = Concentración de la sustancia contaminante en mg / L 0.0864 = Factor de conversión de unidades t = Tiempo de vertimiento del usuario en horas por día 2.8.5 La Ley 09 de 1979 Esta ley dicta medidas sanitaria y establece entre otros aspectos los siguiente. ARTÍCULO 10: Todo vertimiento de residuos líquidos deberá someterse a los requisitos y condiciones que establezca el Ministerio de Salud, teniendo en cuenta las características del sistema de alcantarillado y la fuente receptora correspondiente. ARTÍCULO 14: Se prohíbe la descarga de residuos líquidos en las calles, calzadas, canales o sistemas de alcantarillado de aguas lluvias. ARTÍCULO 16: En la realización de planes de ordenamiento urbano deberán tenerse en cuenta, para la ubicación de las zonas industriales, los siguientes aspectos:



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a. Incidencias de las descargas de residuos industriales líquidos en los sistemas de alcantarillado municipal;

b. Grado de tratamiento requerido de acuerdo con las características de los residuos industriales líquidos y con la clasificación de las fuentes receptoras y su incidencia en los sistemas municipales de tratamiento;

c. Posibles efectos sobre la utilización actual o futura de las aguas;

d. Posibilidad de construcción de sistemas de tratamiento y de alcantarillado para aguas residuales y aguas lluvias;

e. Conveniencia de zonificar el área industrial de acuerdo con las características de los residuos producidos en los diferentes establecimientos, con el objeto de facilitar o complementar los procesos de tratamiento requeridos;

f. Régimen de caudales de la fuente receptora. ARTÍCULO 20: El Ministerio de Salud o la entidad que él delegue, podrá exigir la modificación, remoción o disminución de una sustancia específica y aún prohibir la fabricación, importación y consumo de cualquier sustancia en razón a su peligrosidad para la salud y el ambiente. ARTÍCULO 21: Para efectos de la preservación y conservación de la calidad de las aguas el Ministerio de Salud tendrá en cuenta, además de las normas establecidas en esta Ley, los artículos 134 a 145 del Decreto-Ley 2811 en lo que se refiere a la protección de aguas para consumo humano. 2.8.6 La Ley 99 de 1993 Por la cual se crea el Ministerio del Medio Ambiente establece la exigencia del trámite de licencias ambiental y planes de manejo ambiental como alternativas de protección del medio ambiente. 2.8.7 La Ley 373 de 1997 Por la cual se establece el programa para el uso eficiente y ahorro del agua. Instaura que todo plan ambiental regional y municipal debe incorporar obligatoriamente un programa para el uso eficiente y ahorro del agua. Se entiende por programa para el uso eficiente y ahorro de agua el conjunto de proyectos y acciones que deben elaborar y adoptar las entidades encargadas de la prestación de los servicios de acueducto, alcantarillado, riego y drenaje, producción hidroeléctrica y demás usuarios del recurso hídrico.



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Las Corporaciones Autónomas Regionales y demás autoridades ambientales encargadas del manejo, protección y control del recurso hídrico en su respectiva jurisdicción, aprobarán la implantación y ejecución de dichos programas en coordinación con otras corporaciones autónomas que compartan las fuentes que abastecen los diferentes usos. Proceso de Comprensión y Análisis • Teniendo en cuenta nuestra cotidianidad responder las siguientes preguntas:

- ¿Qué sustancias depositamos en el agua durante el desarrollo de nuestras actividades cotidianas?

- ¿Qué fuentes de contaminación cree que afectan a las aguas en nuestro país?

- ¿Qué procesos aplicables en el tratamiento de aguas residuales conoce en su municipio?

- ¿Que conflictos ambientales se generan por la inadecuada disposición de las aguas residuales?

• Elaborar un diagrama de flujo donde ilustrar gráficamente una planta de

tratamiento de aguas residuales. • Teniendo en cuenta la temática planteada, describir en un lenguaje que le

permita trasmitir a sus alumnos, como es el tratamiento de las aguas residuales en el municipio donde usted reside o labora.

• Inferir tres aspectos positivos, tres aspectos interesantes y tres aspectos

negativos del tratamiento de aguas residuales bajo los procesos anaerobios ej: UASB.

Solución de Problemas • Diseñar y aplicar con sus alumnos tres talleres técnico pedagógicos

relacionados a la temática planteada a un grupo de personas de la comunidad. • Revisar la información disponible y elaborar una presentación a las autoridades

municipales sobre las ventajas del tratamiento de las aguas residuales, con el objeto de hacer aportes en la toma de decisiones futuras en el municipio o región donde usted reside o labora



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Síntesis Creativa y Argumentativa • Elaborar un mapa conceptual sobre el tema visto en esta unidad. • Construir una composición congruente e improvisada sobre el tema visto de

máximo cinco hojas, destacando lo positivo, lo interesante y lo negativo. • Analizar y establecar un juicio de valor de la manera como se tratan las aguas

residuales en su municipio y en el departamento Evaluación Con el fin de fortalecer los conceptos adquiridos en esta unidad temática desarrollar los siguientes interrogantes:

• ¿Qué es un agua residual?

• Mencionar tres tipos de aguas residuales

• ¿Cuáles son las características físicas del agua que pueden ser alteradas?

• ¿Cuáles son las características químicas del agua que pueden ser alteradas?

• ¿Cuáles son las características biológicas del agua que pueden ser alteradas?

• Citar los diferentes procesos que pueden ser utilizados en el tratamiento de las aguas residuales

• Señalar los tipos de tratamientos que pueden ser aplicados para el tratamiento de las aguas residuales

• Elaborar un diagrama general de una planta de tratamiento de aguas residuales

• Graficar de manera general el proceso que se desarrolla en un UASB. Repaso Significativo Por correo postal o electrónico intercambiar con cuatro compañeros la descripción de los sistemas o procesos de tratamiento y disposición de aguas residuales utilizados en el municipio donde residen o laboran. Es conveniente anexar imágenes que refuercen la descripción teórica.

En grupos de máximo tres alumnos consultar un caso de un tratamiento de aguas residuales en una ciudad capital de un país suramericano y un caso de una capital



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europea, destaque ventajas y desventajas de los casos en una posible replica en nuestro país. Bibliografía Sugerida Conocedores de su inquietud e interés particular por algunos temas específicos sugerimos respetuosamente consulten las siguientes direcciones electrónicas y amplíe la información suministrada sobre el tema tratamiento de aguas residuales: www.acionambiental.org www.cnpml.org www.cuidemoscolombia.com www.dama.gov.co www.dane.gov.co www.dnp.gov.co www.ecoportal.net www.ideam.gov.co www.ingenieroambiental.com www.minambiente.gov.co www.redambiental.com www.tecnologiaslimpias.gov.co



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ANEXO: Glosario Almacenamiento: es la acción del usuario de depositar temporalmente los residuos sólidos, mientras se procesan para su aprovechamiento, se presentan al servicio de recolección o se dispone de ellos. Aprovechamiento: es la utilización de los residuos sólidos por medio de actividades tales como separación en la fuente, recuperación, transformación y reuso de los residuos, que al tiempo que generan un beneficio económico o social reducen los impactos ambientales y los riesgos a la salud humana asociados con la producción, manejo y disposición final de los residuos sólidos. Área Pública: es aquella destinada al uso, recreo o tránsito público exceptuando aquellos espacios cerrados y con restricciones de acceso. Barrido y Limpieza Manual: es la labor realizada mediante el uso de fuerza humana y elementos manuales, la cual comprende el barrido para que las áreas públicas queden libres papeles, hojas, arenilla acumulada en los bordes del andén y de cualquier otro objeto o material susceptible de ser removido manualmente. Barrido y Limpieza Mecánica: se refiere al barrido y a la limpieza de área pública mediante el uso de equipos mecánicos. Se incluye la aspiración y/o el lavado de áreas públicas. Barrido y Limpieza: conjunto de actividades tendientes a dejar las áreas públicas libres de todo residuo sólido diseminado o acumulado. Caja de Almacenamiento: recipiente metálico o de cualquier otro material apropiado, para uso comunal o destinado al servicio de grandes productores, que se ubica en los sitios requeridos para el depósito temporal de residuos sólidos. Caudal promedio (Q): corresponde al volumen de vertimientos por unidad de tiempo durante el período de muestreo. El caudal promedio se expresará en litros por segundo (ls/seg.).



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Concentración (C). es el peso de un elemento, sustancia o compuesto, por unidad de volumen del líquido que lo contiene. La concentración se expresa en miligramos por litro (mg/l). Consecuencia Nociva: es el resultado de incorporar al recurso hídrico una o varias sustancias contaminantes, cuya concentración y caudal sean potencialmente capaces de degradar el recurso. Contaminación: la presencia de fenómenos físicos, de elementos o de una o más sustancias o de cualquier combinación de ellas o sus productos que genere efectos adversos al Medio Ambiente, que perjudiquen la vida, la salud y el bienestar humano, los recursos naturales, constituyan una molestia o degrade la calidad del aire, agua, suelo o de ambiente en general. Cultura de la No Basura: es el conjunto de costumbres y valores de una comunidad que tienden a la reducción de las cantidades de residuos generados por cada uno de sus habitantes y por la comunidad en general, así como al aprovechamiento de los residuos potenciales reutilizables. Disposición Final de Residuos: es el proceso de aislar y confinar los residuos sólidos en forma definitiva de tal forma que no representen daños o riesgos a la salud humana y al medio ambiente. Eliminación: es cualquiera de las operaciones que pueden conducir a la disposición final o a la recuperación de recursos, al reciclaje, a la regeneración, al compostaje, la reutilización directa y a otros usos. Escombros: es todo residuo sólido sobrante de la actividad de la construcción, de la realización de obras civiles, o de otras actividades conexas, complementarias o análogas. Establecimientos Relacionados con el Área de la Salud: son los centros de atención médica, odontológica o veterinaria, centros de rehabilitación, centros forences, radiológicos, laboratorios clínicos humanos o animales; así como centros de enseñanza, investigación, experimentación e investigación en el área de la salud humana o animal y otras instituciones similares. Estación de Trasferencia: son las instalaciones en donde se hace el traslado de residuos sólidos de un vehículo recolector a otro con mayor capacidad de carga, que los transporta hasta su disposición final.



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Generador o Productor: Persona que produce residuos sólidos y es usuario del servicio. Gestión Integral de Residuos Sólidos: Es el conjunto de operaciones y disposiciones encaminadas a dar a los residuos producidos el destino más adecuado desde el punto de vista ambiental, de acuerdo con sus características, volumen, procedencia, costos, tratamiento, posibilidades de recuperación, aprovechamiento, comercialización y disposición final. Grandes Generadores o Productores: son los usuarios no residenciales que generan y presentan para la recolección residuos sólidos en volumen superior a un metro cúbico mensual. Inversiones en Sistemas de Tratamiento de Aguas Residuales: son todas aquellas inversiones cuya finalidad exclusiva sea mejorar la calidad físico-química y bacteriológica de los vertimientos o aguas servidas. Límites Permisible de Vertimiento: en los vertimientos, es el contenido permisible de un elemento, sustancia, compuesto o factor ambiental, solos o en combinación, o sus productos de metabolismo. Lixiviado: es el fluido proveniente de la descomposición de los residuos bien sea por su propia humedad, reacción, arrastre o disolución de un solvente o igual al estar en contacto con ellos. Manejo: es el conjunto de actividades que se realizan desde la generación hasta la eliminación del residuos o desecho sólido. Comprende las actividades de separación en la fuente, presentación, recolección, transporte, almacenamiento, tratamiento y/o eliminación de los residuos o desechos sólidos. Material Hospitalario Desechable: son las agujas, jeringas, tubos, sondas, catéteres, etc., que por sus características ofrecen riesgos de infección, o accidentes originados en su manipulación. Minimización de Residuos en Procesos Productivos: es la optimización de los procesos productivos tendientes a disminuir la generación de residuos sólidos. Muestra Compuesta: es la integración de varias muestras puntuales de una misma fuente, tomadas a intervalos programados y por períodos determinados, las cuales pueden tener volúmenes iguales o ser proporcionales al caudal durante el período de muestras.



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Muestra Puntual: es la muestra tomada en un lugar representativo, en un determinado momento. Pequeños Generadores o Productores: es todo usuario no residencial que genera residuos sólidos en volumen menor a un metro cúbico mensual. Período de Descarga Mensual: corresponde al número de días durante el mes en el cual se realizan vertimientos. Piezas Anatomopatológigas: son aquellas partes de pacientes infectados o no que se deben disponer. Presentación: Es la actividad del usuario de envasar, empacar y identificar todo tipo de residuos sólidos para su almacenamiento y posterior entrega a la entidad prestadora del servicio de aseo para aprovechamiento, recolección, transporte, tratamiento y disposición final. Punto de Captación: es el lugar en el cual el usuario toma el recurso hídrico para cualquier uso. Punto de Descarga: sitio o lugar donde se realiza un vertimiento, en el cual se deben llevar a cabo los muestreos y se encuentra ubicado antes de su incorporación a un cuerpo de agua, a un canal, al suelo o al subsuelo. Reciclador: es la persona natural o jurídica que presta el servicio público de aseo en la actividad de aprovechamiento. Reciclaje: es el proceso mediante el cual se aprovecha y transforman los residuos sólidos recuperados y se devuelve a los materiales su potencialidad de reincorporación como materia prima para la fabricación de nuevos productos. El reciclaje puede constar de varias etapas: procesos de tecnologías limpias, reconversión industrial, separación, recolección selectiva acopio, reutilización, transformación y comercialización. Recolección: acción y efecto de recoger y retirar los residuos sólidos de uno o varios generadores efectuada por la persona prestadora del servicio. Recuperación: es la acción que permite seleccionar y retirar los residuos sólidos que pueden someterse a un nuevo proceso de aprovechamiento, para convertirlos en materia prima útil en la fabricación de nuevos productos.



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Relleno Sanitario: es el lugar técnicamente seleccionado, diseñado y operado para la disposición final controlada de los residuos sólidos, sin causar peligro, daño o riesgo a la salud pública, minimizando o controlando los impactos ambientales y utilizando principios de ingeniería, para la confinación y aislamiento de los residuos sólidos en un área mínima, con compactación de residuos, cobertura diaria de los mismos, control de gases y lixiviados, y cobertura final. Residuo de Barrido de Áreas Públicas: son los residuos sólidos acumulados en el desarrollo del barrido y limpieza de las mismas. Residuo Sólido Aprovechable: es cualquier material, objeto, sustancias o elemento sólido que no tiene valor de uso directo o indirecto para quien lo genere, pero que es susceptible de incorporación a un proceso productivo Residuo Sólido no Aprovechable: Es todo material o sustancia sólida o semisólida de origen orgánico e inorgánico, putrescible o no, provenientes de actividades domésticas, industriales, comerciales, institucionales, de servicios, que no ofrecen ninguna posibilidad de aprovechamiento, reutilización o reincorporación en un proceso productivo. Son residuos sólidos que no tienen ningún valor comercial, requieren tratamiento y disposición final y por lo tanto generan costos de disposición. Residuo Sólido o Desecho: es todo objeto, material, sustancia o elemento sólido resultante del consumo o uso de un bien en actividades domésticas, industriales, comerciales, institucionales, de servicios, que el generador abandona, rechaza o entrega y que es susceptible de aprovechamiento o transformación en un nuevo bien, con valor económico o de disposición final. Los residuos sólidos se dividen en aprovechables y no aprovechables. Igualmente se consideran como residuos sólidos aquellos provenientes del barrido de áreas públicas Residuos de Limpieza de Parques y Jardines: son los residuos sólidos provenientes de la limpieza o arreglo de jardines y parques, corte de césped y poda de árboles y arbustos ubicados en zonas públicas. Residuos Infecciosos: son aquellos capaces de producir una enfermedad si el sujeto susceptible entra en contacto directo con ellos o sirve como fuente de infección para que vectores activos o pasivos transporten agentes infecciosos a sujetos susceptibles. Estos residuos pueden ser biológicos o no y de origen humano o animal. Residuo o Desecho Peligroso: es aquel que por sus características infecciosas, tóxicas, explosivas, corrosivas, inflamables, volátiles, combustibles, radiactivas o



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reactivas puedan causar riesgos a la salud humana o deteriorar la calidad ambiental hasta niveles que causen riesgos a la salud humana. También son residuos peligrosos aquellas que sin serlos en su forma original se transforman por procesos naturales en residuos peligrosos. Asimismo se consideran residuos peligrosos los envases, empaques y embalajes que hayan estado en contacto con ellos. Reutilización: es la prolongación o reutilización de la vida útil de los residuos sólidos recuperados y que mediante procesos, operaciones o técnicas devuelven a los materiales su posibilidad de utilización en su función original o en alguna relacionada, sin que para ello requieran procesos adicionales de transformación. Separación en la Fuente: es la clasificación de los residuos sólidos en el sitio dónde se generan para su posterior recuperación. Tasa Retributiva por Vertimientos Puntuales: es aquella que cobrará la autoridad ambiental competente a las personas naturales o jurídicas, de derecho público o privado, por la utilización directa o indirecta del recurso como receptor de vertimientos puntuales y sus consecuencias nocivas, originados en actividades antrópicas o propiciadas por el hombre, actividades económicas o de servicios, sean o no lucrativas. Trasbordo o Transferencia: es la actividad de transferir los residuos sólidos de un vehículo a otro por medios mecánicos, evitando el contacto manual y el esparcimiento de los residuos. Tratamiento: es el conjunto de acciones y tecnologías mediante las cuales se modifican las características de los residuos sólidos incrementando sus posibilidades de reutilización, o para minimizar los impactos ambientales y los riesgos a la salud humana en su disposición temporal o final. Unidad de Almacenamiento: es el área definida y cerrada, en las que se ubican las cajas de almacenamiento en las que el usuario almacenan temporalmente los residuos sólidos. Vertimiento Puntual: es aquel vertimiento realizado en un punto fijo. Vertimiento: es cualquier descarga final de un elemento, sustancia o compuesto que esté contenido en un líquido residual de cualquier origen, ya sea agrícola, minero, industrial, de servicios, aguas negras o servidas, a un cuerpo de agua, a un canal, al suelo o al subsuelo.



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BIBLIOGRAFÍA GENERAL ARBOLEDA VALENCIA, Jorge. Teoría y Práctica de la Purificación del Agua. Febrero de 1992. BENAVIDES, Livia. Guía para el Diseño de Rellenos de Seguridad en América Latina. Editorial Cepis Publicaciones. 1997. CONESA FERNÁNDEZ. Guía Metodológica para la Evaluación del Impacto Ambiental. Madrid. Ediciones Mundi-Prensa. 1995 FIKSEL, Joseph. Ingeniería de Diseño Medioambiental. Dfe, Desarrollo Integral de Productos. Madrid. Editorial Mcgraw-Hill de España, S.A., 1996 GERARD, Kiely. Ingeniería Ambiental Fundamentos, Entornos, Tecnologías y Sistemas de Gestión - Volumen I, II y III. Editorial Mc Graw Hill. GONZÁLEZ QUICENO, Diego H. Legislación Ambiental Colombiana. Disco Compacto. Servicios Ambientales. Pereira – Risaralda. Colombia FERNÁNDEZ VITORIA, Vicente. Auditorias Medioambientales. Guía Metodológica. Madrid. Ediciones Mundi-Prensa. 1995. LACREGA Michael D; BUCKINGHAM, Phillip L; EVANS Jeffrey C. Gestión de Residuos Tóxicos. Tratamiento, Eliminación y Recuperación de Suelos. Volumen I y II. Editorial Mc Graw Hill. METCALF & EDDY. Ingeniería de Aguas Residuales. Tratamiento, Vertido y Reutilización. Volumen I y II. Editorial Mc Graw Hill. OROZCO JARAMILLO, Álvaro y SALAZAR ARIAS Álvaro. Tratamiento Biológico de las Aguas Residuales. Universidad de Antioquia - Facultad de Ingeniería. Departamento de Ingeniería Sanitaria. Medellín, Mayo 1987. SATIZÁBAL PARRA, Camilo y SATIZÁBAL JAIME, Maria Luz. Código Nacional de los Recursos Naturales. Legislación Ecológica. Jurídica Radar Ediciones. Tercera Edición. 1995.

Manejo de los Residuos Sólidos y Aguas Residuales


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SEOANEZ CALVO, Mariano. Ecología Industrial: Ingeniería Medioambiental Aplicada a la Industria Madrid. Ediciones Mundi-Prensa. 1995 SEOANEZ CALVO, Mariano. El Gran Diccionario del Medio Ambiente y de la Contaminación. Madrid. Ediciones Mundi-Prensa, 1996 TCHOBANOGLOUS, George; THESEN, Hilary, VIGIL, Samuel A. Gestión Integral de Residuos Sólidos. Volumen I y II. Editorial Mc Graw Hill. ROMERO ROJAS, Jairo Alberto. Tratamiento de Aguas Residuales. Teoría y Principios de Diseño. Editorial Escuela Colombiana de Ingenieros. Primera edición. 2000. CONSTITUCIÓN POLÍTICA DE COLOMBIA 1991. Presidencia de la República. IMPREANDES S.A. Bogotá Colombia. 1991. DEPURACIÓN DE AGUAS. Enciclopedia Microsoft Encarta Online 2004http://es.encarta.msn.com 1997-2004 Microsoft Corporation. Reservados todos los derechos. DERECHO AMBIENTAL MERCOSUR. Curso de la Deutsche Geselischaft für QualitáT e.V. (Asociación Alemana para la Calidad - DGQ). Módulo II. Curso 3. 1ra, Edición – 2000 DERECHO AMBIENTAL UNIÓN EUROPEA Y ALEMÁN. Curso de la Deutsche Geselischaft für QualitáT e.V. (Asociación Alemana para la Calidad - DGQ) 2da, Edición – 2000 DERECHO AMBIENTAL. Módulo Especialización en Gestión y Auditoría Medioambiental. Convenio Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación ICONTEC- Universidad San Tomás. Bucaramanga 2004. EMPRESA Y GESTIÓN AMBIENTAL I RECURSO AGUA. Módulo Especialización en Gestión y Auditoría Medioambiental. Convenio Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación ICONTEC- Universidad San Tomás. Bucaramanga 2004. EMPRESA Y GESTIÓN AMBIENTAL II RESIDUOS. Módulo Especialización en Gestión y Auditoría Medioambiental. Convenio Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación ICONTEC- Universidad San Tomás. Bucaramanga 2004. ENCICLOPEDIA MICROSOFT ENCARTA 2001. 1993-2000 Microsoft Corporation. Reservados todos los derechos.

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