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El diseño de una planta de tratamiento de aguas residuales (ptar) por lagunas de oxidación para el municipio de pacho, cundinamarca. La justificación del proyecto se basa en la problemática ambiental generada por los vertimientos de aguas residuales domésticas, comerciales e institucionales sin tratamiento al río negro, principal cuerpo de agua de la región. El objetivo general es diseñar una ptar que permita eliminar la carga orgánica, sólidos en suspensión y organismos patógenos presentes en las aguas residuales, estableciendo una solución al vertido sin tratamiento. El documento detalla los principios de diseño, los parámetros de caracterización de las aguas residuales, los cálculos y dimensionamiento de las lagunas de estabilización (anaerobia, facultativa y de maduración), así como un análisis comparativo de los resultados obtenidos. La implementación de esta ptar busca mitigar el impacto ambiental y mejorar la calidad del recurso hídrico en el municipio de pacho.
Tipo: Apuntes
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Zipaquirá _______________________________
Figura 1. Procesos de tratamiento de aguas residuales ………………………… 35
Figura 2. Demanda Bioquímica de Oxígeno contenido en las aguas residuales ……………………………………………………………………………….. 48
Figura 3. Sólidos en Suspensión contenidos en las aguas residuales …….. 49
Figura 4. Coliformes Totales contenidos en las aguas residuales ………...… 50
norma RAS 2000, determinando así, un esquema adecuado de lagunas de estabilización, puesto que éste, es considerado, uno de los métodos más económicos para tratar aguas residuales y es apropiado para poblaciones de esta magnitud.
Pacho municipality in Cundinamarca currently doesn’t have any kind of municipal sewage disposal, what becomes the main cause of environmental and water resource contamination in the region. Due to discharges being done in the Rionegro’s basin, the waters produced by this population are purely residential, institutional and commercial; this bearing in mind the municipality is focused on tourism and agriculture. The spots where domestic sewage without treatment are discharged, are clearly identified by the relevant entities such the Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca (C.A.R.), the Rionegro’s provincial office, and the municipal mayor’s office through the Empresa de Servicios Públicos del Municipio de Pacho (E.S.P. PACHO S.A.). These spots are subject to monitoring and sampling analysis by the environmental laboratory C.A.R.
14 discharge spots distributed along the Rionegro’s basin have been identified, 2 of which haven’t been characterized since they are located in private land. In the 12 spots of possible discharge it was analyzed: the stream flows, and the physical, chemical and bacteriological quality in: pH, BOD, TSS, TS, TDS, Total Coliforms, Fecal Coliforms, Conductivity, Salinity, and Chlorides, using as a comparative framework the parameters of design and the Normas para la Clasificación de la Calidad de los Cuerpos de Agua y Vertidos o Efluentes líquidos.
Taking into account the water’s characterization parameters (BOD, Total coliforms, Suspended solids), a solution for the discharge of these untreated sewage – as stipulated in the norm RAS 2000– will be obtained by means of the design of a Sewage Treatment Plant (STP). Thus determining a proper scheme of stabilization ponds, – since this is considered one of the most inexpensive methods of sewage treatment, and is suitable for populations of such magnitude.
determinantemente a la hora de realizar una construcción de estas características. Mendoza, S. (2000).
A continuación se darán a conocer los elementos necesarios para realizar el respectivo diseño, desde un punto de vista social, económico y ambiental, teniendo en cuenta las características tanto del municipio de Pacho como de las aguas residuales.
Aguas crudas: Aguas residuales que no han sido tratadas.
Aguas residuales municipales: Agua residual de origen doméstico, comercial e institucional que contiene desechos humanos.
Aguas residuales: Agua que contiene material disuelto y en suspensión, luego de ser usada por una comunidad o industria.
Aguas servidas: Aguas de desecho provenientes de lavamanos, tinas de baño, duchas, lavaplatos, y otros artefactos que no descargan materias fecales.
Aireación: Proceso de transferencia de masa, generalmente referido a la transferencia de oxígeno al agua por medios naturales (flujo natural, cascadas, etc.) o artificiales (agitación mecánica o difusión de aire comprimido).
Ambiente anaerobio: Proceso desarrollado en ausencia de oxígeno molecular.
Análisis: Examen del agua, agua residual o lodos, efectuado por un laboratorio.
Bacteria: Grupo de organismos microscópicos unicelulares, rígidos carentes de clorofila, que desempeñan una serie de procesos de tratamiento que incluyen oxidación biológica, fermentaciones, digestión, nitrificación y desnitrificación.
Biodegradación: Degradación de materia orgánica por acción de microorganismos sobre el suelo, aire, cuerpos de agua receptores o procesos de tratamiento de aguas residuales.
denominan coliformes fecales. Se utilizan como indicadores de contaminación biológica.
Combinado: Sistema de alcantarillado que recibe aguas lluvias y aguas residuales de origen doméstico y/o industrial.
Concentración: Denomínase concentración de una sustancia, elemento o compuesto en un líquido, la relación existente entre su peso y el volumen del líquido que lo contiene.
Criterios de diseño: 1.Normas o guías de ingeniería que especifican objetivos, resultados o límites que deben cumplirse en el diseño de un proceso, estructura o componente de un sistema. 2. Guías que especifican detalles de construcción y materiales.
Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO) ó Demanda de oxígeno: Cantidad de oxígeno usado en la estabilización de la materia orgánica carbonácea y nitrogenada por acción de los microorganismos en condiciones de tiempo y temperatura especificados (generalmente cinco días y 20 ºC). Mide indirectamente el contenido de materia orgánica biodegradable.
Demanda Química de Oxígeno (DQO): Medida de la cantidad de oxígeno requerido para oxidación química de la materia orgánica del agua residual, usando como oxidantes sales inorgánicas de permanganato o dicromato en un ambiente ácido y a altas temperaturas.
Desarenadores: Cámara diseñada para permitir la separación gravitacional de sólidos minerales (arena).
Descomposición anaerobia: Degradación de la materia orgánica en ausencia de oxígeno molecular por efecto de microorganismos. Usualmente va acompañada de la generación de ácidos y gas metano.
Desechos ácidos: Contienen una apreciable cantidad de acidez y se caracterizan por tener un pH bajo.
Desechos industriales: Desechos líquidos de la manufactura de un producto específico. Usualmente son más concentrados y tienen mayores variaciones de caudal que los desechos domésticos.
Desechos peligrosos: Desechos potencialmente dañinos para el ambiente, debido a su toxicidad, alta capacidad de combustión, corrosividad, reactividad química u otra propiedad nociva.
Deshidratación de lodos: Proceso de remoción del agua de lodos hasta formar una pasta.
Desinfección: Destrucción de bacterias y virus de origen fecal en las aguas residuales, mediante un agente desinfectante.
Edad de lodo: Tiempo medio de residencia celular en el tanque de aireación.
Eficiencia de tratamiento: Relación entre la masa o concentración removida y la masa o concentración en el afluente, para un proceso o planta de tratamiento y un parámetro específico; normalmente se expresa en porcentaje.
Efluente final: Líquido que sale de una planta de tratamiento de aguas residuales.
Laguna de estabilización: Se entiende por lagunas de estabilización los estanques construidos en tierra, de poca profundidad (1-4 m) y períodos de retención considerable (1-40 días). En ellas se realizan de forma espontánea procesos físicos, químicos, bioquímicos y biológicos, conocidos con el nombre de autodepuración o estabilización natural. La finalidad de este proceso es entregar un efluente de características múltiples establecidas (DBO, DQO, OD, SS, algas, nutrientes, parásitos, enterobacterias, coliformes, etc).
Laguna de maduración: Laguna de estabilización diseñada para tratar efluente secundario o agua residual previamente tratada por un sistema de lagunas (anaerobia - facultativa, aireada - facultativa o primaria - secundaria). Originalmente concebida para reducir la población bacteriana.
Laguna facultativa: Laguna de coloración verdosa cuyo contenido de oxígeno varía de acuerdo con la profundidad y hora del día. En el estrato superior de una laguna facultativa primaria existe una simbiosis entre algas y bacterias, en presencia de oxígeno; en los estratos inferiores se produce una biodegradación anaerobia de los sólidos sedimentables.
Lechos de secado: Dispositivos que eliminan una cantidad de agua suficiente de lodos para que puedan ser manejados como material sólido.
Lodo biológico: Lodo excedente que se genera en los procesos biológicos de las aguas residuales.
Lodos activados: Procesos de tratamiento biológico de aguas residuales en ambiente químico aerobio, donde las aguas residuales son aireadas en un tanque que contiene una alta concentración de microorganismos degradadores. Esta alta
concentración de microorganismos se logra con un sedimentador que retiene los flóculos biológicos y los retorna al tanque aireado.
Metales pesados: Son elementos tóxicos que tiene un peso molecular relativamente alto. Usualmente tienen una densidad superior a 5,0 g/cm3 por ejemplo, plomo, plata, mercurio, cadmio, cobalto, cobre, hierro, molibdeno, níquel, zinc.
Planta de tratamiento (de agua residual): Conjunto de obras, instalaciones y procesos para tratar las aguas residuales.
Planta piloto: Planta de tratamiento a escala de laboratorio o técnica, que sirve para el estudio de la tratabilidad de un desecho líquido o la determinación de las constantes cinéticas y los parámetros de diseño del proceso.
Población equivalente: Población estimada al relacionar la carga total o volumen total de un parámetro en un efluente (DBO, sólidos en suspensión, caudal) con el correspondiente aporte per capita (kgDBO/hab/día), L/hab/día.
Pretratamiento: Procesos de tratamiento localizados antes del tratamiento primario.
Proceso biológico: Proceso en el cual las bacterias y otros microorganismos asimilan la materia orgánica del desecho, para estabilizar el desecho e incrementar la población de microorganismos (lodos activados, filtros percoladores, digestión, etc.).
Procesos anaerobios: de contacto Los lodos del digestor de alta tasa son sedimentados en un digestor de segunda etapa. El digestor de segunda etapa opera
