Tratamiento de aguas residuales - Carapongo Índice: 1. Introducción ................................................................................................................ 2 2. Resumen....................................................................................................................... 3 3. Antecedentes .............................................................................................................. 4 3.1 Marco legal 4. Conceptos generales: urbanos e industriales ............................................................. 7 5. Problemática ............................................................................................................... 9 6. Características fisioquímicas y biológicas Del agua residual ..................................... 11 6.1 Características físicas 6.2 Características Químicas 6.3 Características Biológicas 6.4 Principais contaminantes 7. Proceso de tratamiento de agua ................................................................................. 16 7.1 Plantas en lima 8. Algunas Clases De Tratamiento Que Se Usan En El Perú ........................................... 21 9. Carapongo: .................................................................................................................. 30 i) Ubicación ii) Reseña histórica iii) Parámetro iv) Sumario 10. Conclusiones ............................................................................................................... 37 11. Recomendaciones ....................................................................................................... 38 12. Bibliografía .................................................................................................................. 39 13. Anexos ......................................................................................................................... 40 1 Tratamiento de aguas residuales - Carapongo 1. INTRODUCCIÓN: La finalidad de este trabajo de investigación es delinear los principios fundamentales de ingeniería implicados en la recogida, tratamiento y evacuación de aguas residuales, tomando como modelo a la planta de tratamiento de Carapongo e ilustrar su forma particular de tratar las aguas residuales. Debido al alto crecimiento de la población, ligado directamente al crecimiento de las áreas urbanas y rurales en Lima, la disposición del agua residual doméstica e industrial se ha convertido en los últimos años en un problema serio, que ha repercutido directamente en el medio ambiente, ocasionando problemas graves de contaminación. En un día 5 limeños generan una tonelada de aguas residuales evacuadas por cada una de las casas e industrias. A fines del siglo XIX, surgió la necesidad de un tratamiento sistemático del agua residual debido a la concentración de la población en las áreas urbanas lo cual causó problemas en la salud pública, debido a la contaminación del agua de abastecimiento, produciendo enfermedades, malos olores y otros inconvenientes. Es por ello que actualmente contamos en Lima con plantas de tratamiento de aguas como Carapongo, Centenario, Puente Piedra, Costanero, San Agustín, entre otros. El tratamiento de aguas residuales tiene elevados costos de operación y funcionamiento intrínsecos de los tratamientos convencionales (alrededor de 2500 $ al mes), por ello, la implementación de sistemas de tratamientos de agua residual es un problema significativo en los países en vías de desarrollo. A partir de ello surge la necesidad de la adaptación de tecnologías de tratamientos modernos capaces de remover los principales contaminantes del agua residual, con bajos costos de construcción, económicamente factibles y auto sostenibles, evitando los riesgos sanitarios de utilizar el agua residual cruda indiscriminadamente, por ejemplo en riego directo de cultivos. De forma particular se describirá el tratamiento de aguas realizado por la planta de Carapongo y su plan de manejo ambiental, el cual tiene como objetivo implementar las medidas de prevención y/o mitigación para evitar y/o minimizar los impactos ambientales negativos que pudieran generarse; a su vez, implementar las medidas que refuercen y optimicen los beneficios generados por las instalaciones de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR) Carapongo, y lograr así la conservación del medio ambiente del área de influencia de la PTAR, incluyendo el cuidado y defensa de los recursos naturales frágiles, evitando la afectación de los ecosistemas de la zona y salud poblacional. 2 Tratamiento de aguas residuales - Carapongo 2. RESUMEN: Este trabajo de investigación está basado en general en dos partes una primera donde se hablan datos generales que se desarrollan en una planta de aguas residuales, tales como el marco legal donde se nombra las leyes que rigen el tratamiento de aguas residuales, los diferentes tratamientos físicos, químicos y biológicos como el tratamiento con rejas, la desinfección con cloro, los biodiscos como proceso de ende biológico por utilizarse microorganismos que consumirán la materia orgánica que se encuentra en las aguas residuales, también se describe las características, físicas y químicas en las que se encuentra las aguas tratadas tales como temperatura, color, pH, etc.; también se menciona una problemática sobre la contaminación que significan estas aguas hervidas y la solución que se da al tratarlas en estas plantas. En una segunda parte se habla exclusivamente de la planta de Carapongo basados en la visita que hicimos a la planta de tratamiento de aguas residuales-Carapongo; se describirá en primer lugar su ubicación, una reseña histórica, la conversación detallada con el Ing. Noel Ortiz quien dio datos importantes como los parámetros que se rigen en esa planta, las diferentes etapas del proceso, el uso final de estas aguas. Con lo descrito se concluye que el tratamiento de aguas residuales es un gran avance en la dura lucha contra la contaminación ambiental. 3 Tratamiento de aguas residuales - Carapongo 3. ANTECEDENTES: 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 orgánica. Hacia finales de la edad media empezaron a usarse en Europa excavaciones subterráneas privadas primero 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 estos por el desperdicio de recursos que suponían, los riesgos para la salud que planteaban y 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 (véase más abajo). Durante la segunda década del siglo, el proceso del cieno 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 dentro del tratamiento químico En Europa y los EE.UU. el tratamiento y la eliminación de las aguas residuales no recibió gran atención a fines del siglo XIX porque la magnitud de los daños causados por los vertidos no tratados en las relativas grandes masas de agua, no era importante, y porque me disponía de grandes cantidades de terreno para su evacuación. A principio de este siglo, sin embargo, los daños y condiciones sanitarias trajeron consigo una creciente demanda de que el tratamiento de las aguas residuales tuviera más eficacia. La imposibilidad de disponer de zonas suficientes para la evacuación en la tierra de agua residual no tratada, especialmente en grandes ciudades, condujo a la adopción de métodos de tratamiento más intensos. Aunque gran parte de ellos puede tratarse fácilmente, va aumentando el número de los compuestos que no pueden eliminarse. En muchos casos, no se dispone de información sobre los efectos ambientales a largo plazo causados por su evacuación. Al hacerse más potente estos efectos, se anticipa un mayor énfasis en el tratamiento avanzado para eliminar contaminantes específicos en la evacuación al terreno. 4 Tratamiento de aguas residuales - Carapongo 3.1. MARCO LEGAL: Con el fin de lograr una adecuada protección del medio ambiente, en muchos países del mundo, se han dictado normas para controlar la contaminación tanto del agua como del aire. Esta preocupación es relativamente nueva y comenzó en países desarrollados como EE.UU, Francia, Alemania, y España, y luego ha seguido en países como el nuestro. La rigidez de las exigencias legales es muy diferente en los países desarrollados en comparación con el Perú, por ello como comparación es importante mencionar las normas legales internacionales y nacionales. NORMAS INTERNACIONALES: Normas Europeas: Parámetros (mg/L) Temperatura max. (ºC) PH Sólidos suspendidos BOD5 COD Nitrógeno Fluoruros Sulfuros Sulfatos Cianuros Arsénico Cadmio Cromo hexavalente Fierro Manganeso Mercurio Níquel Plomo Cobre Zinc Aceites y grasas Hidrocarburos Fenoles Cloro activo 1 35 6.5-9.5 **** 25 60 ** -** 400 *** *** ** *** **** **** *** 5 **** ***** ***** 20-100 **** 100 *** 2 45 6.5-8.5 20-100 50 500 7-80 10 ** 2000 0.5 *** ** *** **** **** **** **** ***** ***** ***** 500 *** ***** **** 3 30 5.5-8.5 *** 20-40 80-150 **** --*** *** 0.1-1 *** ** 0.05-0.1 10-20 **** **** ***** **** **** ***** *** **** *** *** 4 35 6-10 100-400 20 *** 10 10 1 1200 2-10 *** ** 2 20 10-20 **** **** **** **** ***** 500 **** **** *** 5 60 6.5-9.5 *** 20 *** 10 10 1 300 0.5 0.1 0.1 0.5 20 20 0.1 2 0.5 1 2 *** 20 1-5 0.5-3 5 Tratamiento de aguas residuales - Carapongo NORMAS DEL CONTINENTE MEXICANO: Parámetros (1) PH 0-9 Sólidos 125 Suspendidos(mg/L) Aceites y grasas 15 Sulfuros (ug/L) 50 Arsénico (ug/L) 300 Cadmio (ug/L) 3.9 Cromo (ug/L) 43 Cobre (ug/L) 18 Plomo (ug/L) 220 Mercurio (ug/L) 2.4 Cianuro (ug/L) 22 Pentaclorofenol 20 (ug/L) 4-4 DDT (ug/L) 1.1 Dieldrin (ug/L) 2.5 Endrin (ug/L) 0.18 PCBo (ug/L) 0.014 Toxaphene (ug/L) 0.73 Temperatura ***** BOD5 (ug/L) 30-45 (2) 0.5-10 **** 100 1 500 100 *** **** 500 no 100 **** **** ***** **** **** **** 45 50 (3) 5-0.5 **** 100 *** *** *** *** *** **** *** *** **** *** **** **** **** *** 35 Fuente: Estados Unidos de Norteamérica, Clean water act 1972:1989 En Lima, el control de la contaminación del agua está a cargo de la empresa estatal SEDAPAL (servicio de agua potable y alcantarillado de Lima). Esta empresa ejerce el control real de la contaminación, su principal interés radica en el cuidado y mantenimiento de las redes de alcantarillado que tiene bajo su control. De allí, se pude entender que son muy pocos los parámetros de su interés (estos parámetros son muy tolerantes). Esta situación coyuntural debe cambiar en el futuro. El Ministerio de Salud se harán cargo del control de la contaminación ambiental que hoy está en manos de varias dependencias estatales. 6 Tratamiento de aguas residuales - Carapongo 4. CONCEPTOS GENERALES: Aguas residuales urbanas: Si bien el termino de aguas residuales y urbanas puede incluir todo tipo de aguas residuales que vayan a parar al alcantarillado público, en este apartado solo consideraremos las aguas residuales domesticas que provienen de los núcleos de población, de zonas comerciales, de instituciones públicas (hospitales, cárceles, colegios, etc.) y de instalaciones recreativas. En general, indistintamente de la procedencia, esta agua tienen aproximadamente las mismas composición y nos referimos a ellas como aguas residuales domesticas. Las aguas residuales domesticas, si se tratan a la salida de una población pueden ir acompañadas de aguas residuales industriales, si algunas industrias vierten sus aguas a la red de alcantarillado publico.la planta de tratamiento de aguas de aguas debe considerar el tipo de industrias que vierten sus aguas en la red pública y el caudal que estas aportan. El agua residual domestica (sin tener en cuenta la composición del agua para suministro público), tiene las siguientes propiedades físicas, constituyentes químicos y biológicos: Olor Color Sólidos en suspensión y disueltos Temperatura Carbohidratos Grasas y aceites Proteínas Agentes tenso activos Alcalinidad Cloruros Nitrógeno Fósforo Azufre Sulfuro de hidrogeno Metano Protistas Virus 7 Tratamiento de aguas residuales - Carapongo La depuración de las aguas residuales domesticas implicara, inicialmente, tratamiento de tipo físico, como desbaste, dilaceración, floculación, sedimentación, flotación, filtración; lo que se define como tratamiento primario. A continuación, es necesario un tratamiento de tiempo secundario, que normalmente consiste en un tratamiento biológico (para eliminar la materia orgánica biodegradable).después del tratamiento secundario, en función de las exigencias del vertido y de la composición del mismo, puede ser necesario un tratamiento terciario, que es de un combinación físico, del químico y del biológico, así como tratamientos específicos de aguas residuales. Aguas residuales por industrias: La cantidad y naturaleza de los vertidos industriales es muy variada, dependiendo del tipo de industria, de la gestión de su consumo de agua y del grado de tratamiento que los vertidos reciben antes de su descarga. Una acería, por ejemplo, puede descargar entre 5.700 y 151.000 litros por tonelada de acero fabricado. Si se practica el reciclado, se necesita menos agua. Se van considerar distintos tipos de industrias, indicando los contaminantes más importantes de sus vertidos, el tipo de depuración general que se puede dar a estos vertidos y, en algunos casos, el diagrama de procesos de fabricación Industrias textiles: desgrasado, tintura engrasado, batanado, carbonizado lavado y apresto. Industrias químicas: aguas residuales acidas, básicas, coloreadas, sustancias tóxicas e inflamabilidad. Industrias productoras de explosivos Industrias de preparación y conservas de carnes Industrias lácticas: quesos, mantequillas, leche condensada y leche en polvo. Industrias papeleras; Mataderos. 8 Tratamiento de aguas residuales - Carapongo 5. PROBLEMATICA Problema e importancia Actualmente en lima se genera 18.52m3/seg de aguas servidas y se tratan únicamente 0.952m3/seg (5.0% del nivel de tratamiento) el restante tiene por un destino el mar o sirve para fines de riego lo que conlleva a un alto riesgo de la salud pública y es fuente de la contaminación de todo el litoral limeño. Si bien se viene haciendo esfuerzos encaminados a revertir esta situación el plan estratégico necesario para el logro de este objetivo aun no está claro por la existencia de diversos organismos que no centralizan y que perciben el problema desde distintas ópticas. En el país se han realizado muy pocos estudios sobre el aprovechamiento, reuso y tratamiento de las aguas residuales, recién en los últimos años se viene tratando de dar un impulso a la realización de proyectos que contemplen los desagües como un recurso hídrico alternativo, pero al no existir experiencias exitosas en el país en el diseño, implementación, operación y mantenimiento de plantas de tratamiento, el rumbo a seguir no es muy claro, si bien se está tomando conciencia sobre la importancia y el beneficio que resalta para el medio ambiente el tratar los desagües. En el año 2001, se ha llevado a cabo la ejecución del proyecto “Sistema Lima Sur-San Bartolo”, esta obra ha tenido una inversión d e150 millones de dólares, contempla la construcción de tratamiento de aguas residuales con tecnología de última generación, el principal objetivo es la descontaminación del litoral en la zona de la playa la chira donde actualmente se descargan 6.02m3/s de desagües, estos serán derivados por una línea de conducción a las la nuevas plantas, también se ha construido la planta de san Juan con una capacidad de tratamiento de 0.8002m3/s, que tratara los desagües producidos. EL PROBLEMA DE LOS RESIDUOS INDUSTRIALES: El numero de industrias que vierten residuos a las alcantarillas domesticas ha aumentado significativamente durante los últimos 20 a 30 años, sin embargo, en base a los efectos tóxicos causados frecuentemente por la presencia de estos desechos, se está replanteando la validez de la practica general de combinar residuos industriales y domésticos. De cara el futuro, puede anticiparse que mas que combinar los residuos domésticos e industriales, se tendera a un tratamiento por separado o se exigirá que estas aguas sean tratadas en el mismo punto en que son descargados para volverlas inocuas antes de permitir su evacuación a las alcantarillas domesticas. 9 Tratamiento de aguas residuales - Carapongo 5.1. Plantas En Lima: PLANTAS 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 CARAPONGO JOSE GALVEZ J.C.TELLO VENTANILLA SN. PEDRO DE LURIN NUEVO LURIN PUNTA HERMOSA(*) JERUSALEM PUCUSANA SANTA ROSA ANCON SAN JUAN PARQUE 26 NUEVA SEDEATARJEA PUENTE PIEDRA SAN ANTONIO DE CARAPONGO HUASCAR TO TAL CAPACIDAD ACTUAL SAN BARTOLO LA CHIRA TABOADA CAPACIDAD FUTURA CAUDAL DISEÑO(L/S) 500 100 20 250 20 10 10 20 10 18 20 800 25 1 420 20 AÑO DE INICIO DE OPERACIÓN 1988 1997 1997 1997 1998 1998 1998 1998 1999 2000 2001 2002 2002 2003 2003 2004 diseño SEDAPAL SEDAPAL SEDAPAL ---------SEDAPAL --------------------------------------------------------------------------JAPON ------------PERU DINAMARCA PERU 18 2,262 2004 ----- JAPON EN CONSTRUCCION 1,000 6,000 12,500 21,762 2006 ----- FUENTE :SEDAPAL 10 Tratamiento de aguas residuales - Carapongo 6. CARACTERÍSTICA FISICOQUÍMICAS Y BIOLÓGICAS DEL AGUA RESIDUAL: El agua residual es el agua procedente de unos domésticos, comerciales, agropecuarios y de procesos industriales, o una combinación de ellas, sin tratamiento posterior a su uso. A continuación se detallan las características del agua residual. 6.1. Característica física: La característica física más importante del agua residual es el contenido total de sólidos, término que engloba la materia en suspensión, la materia sedimentable, la materia coloidal y la materia disuelta. Otras características físicas importantes son el olor, la temperatura la densidad, el color y la turbiedad. Sólidos Totales: Analíticamente, se define como la materia que se obtiene como residuo después de someter al agua a un proceso de evaporación de entre 103 ºC y 105 ºC. No se define como sólido aquella materia que se pierde durante la evaporación debido a su alta presión de vapor. Los sólidos sedimentables se definen como aquellos que se sedimentan en el fondo de un recipiente de forma cónica (cono de Imhoff) en el transcurso de un periodo de 60 minutos. Los sólidos sedimentables se expresan en mg/L y constituyen una medida aproximada de la cantidad de fango que se obtendrá en la decantación primaria del agua residual. Los sólidos totales pueden clasificarse en filtrables o no filtrables (sólidos en suspensión) haciendo pasar un volumen conocido de líquido por un filtro. Olores: Normalmente, los olores son debidos a los gases liberados durante el proceso de descomposición de la materia orgánica. El agua residual reciente tiene un olor algo desagradable, que resulta más tolerable que el del agua séptica. El olor más característico del agua residual séptica se debe a la presencia del sulfuro de hidrógeno (Huevo podrido) que se produce al reducirse los sulfatos a sulfitos por acción de microorganismos anaerobios. La problemática de los olores está considerada como la principal causa de rechazo a la implantación de instalaciones de tratamiento de aguas residuales. Temperatura: La temperatura del agua residual suele ser siempre más elevada que la del agua de suministro, este hecho se debe principalmente a la incorporación de agua caliente procedente de las casas y los diferentes usos industriales. La temperatura del agua es un parámetro muy importante dada su influencia, tanto sobre el desarrollo de la vida acuática, como sobre las reacciones químicas y velocidades de reacción, así como sobre la capacidad del agua para ciertos usos útiles. Color: El agua residual suele tener un color grisáceo. Sin embargo, al aumentar el tiempo de transporte en las redes de alcantarillado y al desarrollarse condiciones más próximas a las 11 Tratamiento de aguas residuales - Carapongo anaerobias, el color del agua residual cambia gradualmente de gris a gris oscuro, para finalmente adquirir color negro. Cuando llega a este punto, suele clasificarse el agua residual como séptica Turbiedad: La turbiedad, como medida de las propiedades de transmisión de la luz del agua, es otro parámetro que se emplea para indicar la calidad de las aguas vertidas o de las aguas naturales en relación con la materia coloidal y residual en suspensión. Su medición se lleva a cabo mediante la comparación entre la intensidad de la luz dispersada en la muestra y la intensidad registrada en una suspensión de referencia en las mismas condiciones. Suspensiones de formacina se emplean como patrones primarios de referencia. Los resultados de las mediciones de turbiedad se dan en unidades nefelométricas de turbiedad (UNT). 6.2. Características Químicas: Las características químicas de las aguas residuales son principalmente el contenido de materia orgánica e inorgánica, y los gases presentes en el agua residual. La medición del contenido de la materia orgánica se realiza por separado por su importancia en la gestión de la calidad del agua y en el diseño de las instalaciones de tratamiento de aguas. Materia Orgánica: Cerca del 75 % de los sólidos en suspensión y del 40 % de los sólidos filtrables de una agua residual de concentración media son de naturaleza orgánica. Son sólidos de origen animal y vegetal, así como de las actividades humanas relacionadas con la síntesis de compuestos orgánicos. También pueden estar presentes otros elementos como azufre, fósforo o hierro. Los principales grupos de sustancias orgánicas presentes en el agua son las proteínas (4060%), hidratos de carbono (25-50%) y grasas y aceites (10%). Medida del Contenido Orgánico: Los diferentes para medir el contenido orgánico pueden clasificarse en: - Demanda bioquímica de oxígeno (DBO) - Demanda química de oxígeno (DQO) - Carbono orgánico total (COT) Demanda Bioquímica de Oxígeno: El parámetro de contaminación orgánica más empleado, que es aplicable tanto en aguas residuales como a aguas superficiales, es la DBO a 5 días. La determinación de este, está relacionada con la medición del oxígeno disuelto que consumen los microorganismos en el proceso de oxidación bioquímica de la materia orgánica. Los resultados de los ensayos de DBO se emplean para: - Determinar la cantidad aproximada de oxígeno que se requerirá para estabilizar biológicamente la materia orgánica presente. - Dimensionar las instalaciones de tratamiento del agua residual. - Medir la eficacia de algunos procesos de tratamiento y controlar el cumplimiento de las limitaciones a que están sujetos los vertidos. 12 Tratamiento de aguas residuales - Carapongo Materia Inorgánica: Las concentraciones de las sustancias inorgánicas en el agua aumentan tanto por el contacto del agua con las diferentes formaciones geológicas, como por el agua residual, tratada o sin tratar, que a ella se descargan. Las concentraciones de los diferentes constituyentes inorgánicos pueden afectar mucho a los usos del agua, como por ejemplo los cloruros, la alcalinidad, el nitrógeno, el azufre, algunos otros compuestos tóxicos inorgánicos y algunos metales pesados como el níquel, el manganeso, el plomo, el cromo, el cadmio, el zinc, el cobre, el hierro y el mercurio. Dentro de la materia inorgánica es de suma importancia también hablar de la concentración de ion hidrógeno (pH), ya que es un parámetro de calidad, de gran importancia tanto para el caso de agua natural como residual. El agua residual con concentraciones de ion hidrógeno inadecuado presenta dificultades en el tratamiento con procesos biológicos, y el efluente puede modificar la concentración de ion hidrógeno inadecuado en el agua natural si ésta no se modifica antes de la evacuación del agua Gases: Los gases que con mayor frecuencia se encuentran en el agua residual son el nitrógeno (N2), el oxígeno (O2), el dióxido de carbono (CO2), el sulfuro de hidrógeno (H2S), el amoníaco (NH3) y el metano (CH4). Los tres últimos proceden de la descomposición de la materia orgánica presente en el agua residual. El oxígeno disuelto es necesario para la respiración de los microorganismos aerobios, así como para otras formas de vida. Debido a que la velocidad de las reacciones bioquímicas que consumen oxígeno aumenta con la temperatura, los niveles de oxígeno disuelto tienden a ser más críticos en épocas estivales. El problema se agrava en los meses de verano, debido a que los cursos de agua generalmente son menores por lo tanto el oxígeno también es menor. 6.3. Características Biológicas: Para el tratamiento biológico se deben de tomar en cuenta las siguientes características del agua residual: principales grupos de microorganismos presentes, tanto en el agua superficial como en residual, así como aquellos que intervienen en los tratamientos biológicos; organismos patógenos presentes en el agua residual; organismos utilizados como indicadores de contaminación y su importancia; métodos empleados para determinar los organismos indicadores, y métodos empleados para determinar la toxicidad del agua tratada. Microorganismos: Las bacterias desempeñan un papel amplio y de gran importancia en los procesos de descomposición y estabilización de la materia orgánica, tanto en el marco natural como en las plantas de tratamiento. Por ello resulta imprescindible conocer sus características, funciones, metabolismos y procesos de síntesis. Los principales grupos de organismos presentes tanto en agua residual como superficial se clasifican en organismos Eucariota, bacteria y Arqueobacterias, como se muestra en la siguiente tabla: 13 Tratamiento de aguas residuales - Carapongo Clasificación de los Microorganismos Grupo Estructura celular Caracterización Miembros representativos Plantas (plantas de semilla, musgos y helechos), Animales (vertebrados e invertebrados), Protistas (algas, hongos y protozoos). La mayoría de las bacterias Metalogénesis, halófilos, termacidófilos Eucariota Eucariota Multicelular con gran diferenciación, de las células y tejido unicelular, con escasa o nula diferenciación de tejidos. Química celular parecida a las eucariota Química celular distintiva Bacterias Arqueobacterias Procariota Procariota Fuente: (Metcalf & Edyy, 1996) Organismos patógenos: Los organismos patógenos que se encuentran en el agua residual pueden proceder de desechos humanos que estén infectados o que son portadores de una determinada enfermedad. Las principales clases de organismos patógenos presentes en el agua residual son: Bacterias, virus y protozoarios. Los organismos bacterianos patógenos que pueden ser excretados por el hombre causan enfermedades del aparato intestinal como la fiebre tifoidea y paratifoidea, la disentería, diarreas y cólera. Organismos Indicadores: Los organismos patógenos se presentan en el agua residual contaminada en cantidades muy pequeñas y, además, resultan difíciles de aislar y de identificar. Por ello se emplea el organismo Coliforme como organismo indicador, puesto que su presencia es más numerosa y fácil de comprobar. El sistema intestinal humano contiene innumerables bacterias conocidas como organismos coliformes, cada humanos evacua de 100 a 400 mil millones organismo coliformes cada día. Por ello, se puede considerar que la presencia de organismos patógenos, y que la ausencia de aquellos es un indicador de que el agua está libre de organismos que puedan causar enfermedades. 6.4. Principales contaminantes: Materia orgánica biodegradable: La materia orgánica biodegradable se mide en términos de DBO y de DQO. El vertido de aguas residuales con elevada DBO y DQO en el entorno acuático puede llevar al agotamiento de los recursos naturales de oxigeno y al desarrollo de condiciones sépticas. 14 Tratamiento de aguas residuales - Carapongo Sólidos en suspensión. Cuando los sólidos en suspensión de un agua residual se vierten en lechos de ríos, lagos, etc., conducen al desarrollo de depósitos de fangos y aumentan las condiciones anaeróbicas de las zonas del vertido. Materia orgánica refrataria: Este tipo de materia orgánica puede interferir en los métodos convencionales de tratamiento, por otra parte el vertido de aguas que la contengan con elevada concentración puede contaminar las aguas naturales de productos tóxicos o, según algunos estudios, incluso cancerígenos (pesticidas, fungicidas, herbicidas, fenoles, etc.) Nutrientes: Los principales nutrientes acuáticos son el nitrógeno, el fósforo y el carbono. Un agua residual que los contenga , y se vierta sin tratar, puede producir el crecimientos de una vida acuática no deseada así como, la contaminación de aguas superficiales y subterráneas Metales pesados: Los metales pesados proviene generalmente de aguas residuales comerciales e industriales .aunque algunos de estos metales son necesarios para el desarrollo de la vida biológica, las concentraciones elevadas de estos pueden interferir en los productos de depuración y ,por supuesto, que su vertido al medio acuático podría poner en peligro el aprovechamiento de las aguas naturales dada su alta toxicidad. Compuestos tóxicos: Estos compuestos, tiene la misma problemática que los metales pesados y algunos de ellos, tales como el cobre, boro, cianuros, cromatos, cromo, plomo y arsénico son tóxicos en alguna medida para los microorganismos y, por lo tanto, pueden interferir en los procesos de depuración biológica. 15 Tratamiento de aguas residuales - Carapongo 7. PROCESO DE TRATAMIENTO DE AGUA: La prevención de la polución del agua y del suelo, solo es posible si la definen técnicas apropiadas de tratamiento y disposición del agua residual. Sin embargo, ningún programa de control tendrá éxito si no se cuenta con los recursos financieros para la implementación, operación y mantenimiento permanente. El agua residual recogida en comunidades, instituciones y municipios debe ser conducida en última instancia a cuerpos de aguas receptores o deberán ser tratadas con fines de riego. En tal sentido las cargas contaminantes nutrientes presentes en el agua residual, deberán ser removidas para la protección del entorno (humano y ambiente). La carga de contaminantes y nutrientes, constituye el principal objetivo, por lo cual su regulación es muy importante. Estas regulaciones se norman mediante leyes y decretos, para establecer la calidad apropiada del agua, de acuerdo a sus distintos usos. La complejidad y efectividad de los sistemas de tratamiento del agua residual obedecen a la adecuada aplicación de las operaciones y procesos unitarios, tal que permiten cumplir los procesos por el que el sistema es empleado. Las operaciones y procesos utilizables para el tratamiento del agua dependen del tipo de efluente y las características exigidas. Estas pueden clasificarse en: operaciones unitarias físicas procesos unitarios químicos procesos unitarios biológicos OPERACIONES UNITARIAS FISICAS: Rejas o cribas de barras: Tienen como objetivos la remoción de los materiales gruesos o en suspensión, están formadas por barras separadas uniformemente con espaciamientos libres que varían entre 1 y 5cm. Los materiales rellenados pueden ser retirados mecánicamente o manualmente y se eliminan enterrándolos en micro-rellenos sanitarios, ubicados dentro del predio de la planta de tratamiento y en lo posible en las cercanías de la unidad de rejas. Desarenador: El agua residual contiene por lo general sólidos inorgánicos como arena, cenizas y grava, a los que se denomina generalmente como arenas o partículas discretas. La cantidad es variable y depende de muchos factores, pero generalmente alcantarillado del tipo separativo (solo recolección del agua residual domestica) o combinado (en conjunto con el drenaje pluvial). Coagulación-Floculación: Los equipos en que se lleva a cabo este proceso, suelen contar de dos partes bien diferenciadas: una primera donde se adicionan los reactivos, y se somete al agua a una fuerte agitación y durante un corto periodo de tiempo, con el objetivo de conseguir una buena y rápida mezcla de reactivos y coloide para llevar a cabo la coagulación. A continuación se pasa a una zona donde es mucho menos intensa y donde el agua permanece más tiempo. En este caso el objetivo es de que se produzca la floculación. De esta forma la materia en suspensión tienen unas características mucho más adecuadas para su eliminación mecánica, 16 Tratamiento de aguas residuales - Carapongo según las operaciones ya mencionadas anteriormente las cantidades a dosificar son mucho menores para las sales, pero tanto la eficacia como el costo es mucho mayor. PROCESOS UNITARIOS QUIMICOS: Desinfección: Cuando se descarga el agua residual tratada con cuerpos de agua que van a utilizar, o que pueden utilizarse como fuente de abastecimiento publico0, o para procesos recreativos, se requiere un tratamiento suplementario para destruir los organismos patógenos pues podrían conducir a una enfermedad. Existen varios métodos de desinfección: -físicos, tales como: filtración, ebullición, rayos ultravioleta. Químicos, tales como: aplicaciones de cloro, bromo, yodo, ozono, membranas de UF, etc. PROCESOS UNITARIOS BIOLOGICOS: En este tipo de tratamiento se aprovecha la acción de microorganismos presentes en el agua residual, los cuales en su proceso de alimentación, degradan la materia orgánica, convirtiéndola en materia celular, productos inorgánicos o material inerte. En los procesos aerobios, los microorganismos presentes utilizan el oxigeno para metabolizar los compuestos orgánicos complejos hasta llegar a compuestos más simples. Estos procesos generalmente son más rápidos pero requieren de condiciones favorables que permitan el desarrollo de microorganismos y la alimentación continua de oxigeno. Los procesos anaerobios se dan en condiciones sin oxigeno. En estos se desarrollan bacterias formadoras de ácidos, las cuales hidrolizan y fermentan compuestos orgánicos complejos a ácidos simples, en el método conocido como proceso de fermentación acida; estos compuestos ácidos son transformados por un segundo grupo de bacterias en gas metano y anhídrido carbónico. En el tratamiento de agua residual municipal, por lo general, se utilizan los procesos aerobios. Existe un gran número de variantes en estos procesos y dependen del contenido de organismos con relación a la materia orgánica presente, de si los microorganismos se encuentran suspendidos o fijos, de la forma y cantidad de oxigeno suministrado, etc. Dependiendo de la forma en que estén soportados los microorganismos, existen dos grandes tipos de procesos. PROCESOS CON MICROORGAMNISMOS FIJOS: -Filtro anaerobio -Filtros percoladores -Biodiscos Filtro anaerobio: Consiste en un reactor de flujo ascendente empacado con soportes plásticos o con piedras de 3 a 5cm de diámetro promedio. El coeficiente de vacíos debe ser grande para evitar el taponamiento, lo que en algunos casos se traduce en un área específica inferior a 100m2/m3. Debido a la distribución desordenada del soporte, las purgas de lodo no son efectivas, lo que produce una acumulación lenta pero constante de biomasa que con el tiempo puede crear problemas de taponamiento. Este reactor puede permitir cargas hasta de 20Kg.DQO/m3.día 17 Tratamiento de aguas residuales - Carapongo Filtros percoladores(o biofiltros): El mecanismo principal de remoción de la materia orgánica de este sistema no es la filtración sino la absorción y asimilación biológica en el medio de soporte. Generalmente, no requieren recirculación, a diferencia del sistema de lodos activados (donde esta recirculación es determinante para mantener los microorganismos en el contenido del tanque de aeración “licor mezclado”) Biodiscos: Originalmente, este sistema consistía en un tanque por donde fluye el agua residual, previamente decantadas, y en cuyo interior existía una serie de discos de madera, con diámetros entre 1 y 3.5m, montados sobre una flecha horizontal que permitía el giro de los disco; durante el movimiento, cerca del 40% del área superficial de los discos se encontraba sumergida en el agua residual contenida en el tanque. Al girar los discos, la película biológica adherida a estos entra en contacto alternadamente con el agua residual que está en el tanque y con el oxigeno atmosférica. Al emerger la porción suspendida los discos arrastran una capa liquida sobre la superficie de la película biológica, lo cual permite la oxigenación del agua y de los microorganismos. Del exceso de microorganismos se desprende de los discos debido a las fuerzas cortantes originadas por la rotación de los discos al pasar por el agua. Los microorganismos desprendidos se mantienen en suspensión en el líquido, salen del tanque con el efluente y se requiere de un sedimentador secundario para retirar estos nuevos sólidos en suspensión. PROCESOS CON MICROORGANISMOS EN SUSPENSION: -Reactor anaerobio de flujo ascendente (RAFA) o UASB. -Lagunas de estabilización -Sistemas que requieren de aireación REACTORES ANAEROBIOS DE FLUJO ASCENDENTE (RAFA) O UASB: Corresponde a lettinga al desarrollo de este reactor que por su simplicidad se ha difundido en varios países. Su gran ventaja consiste en que no requiere de ningún tipo de soporte para retener la biomasa, lo que complica un ahorro importante. Su principio de funcionamiento se basa en la buena sedimentabilidad de la biomasa producida dentro del reactor, la cual se aglomera en forma de granos o floculos. Estos granos o flaculos cuentan además con una actividad metanogénica muy elevada, lo que explica los buenos resultados del proceso. El punto débil del proceso consiste en la lentitud del arranque del reactor (generalmente de 6 meses): por otro lado, en desagües diluidos como son las aguas residuales domesticas, las variables críticas de diseño son hidráulicas (velocidad ascensional, velocidad de paso a través del separador de fases, dispositivos de entrada y salida) y no axial la carga orgánica. LAGUNAS DE ESTABILIZACIÓN: Se conoce con este término a cualquier laguna o estanque o grupo de ello, proyectados para llevar a cabo un tratamiento biológico. Existen diversos tipos de lagunas, dependiendo de sus características y pueden ser: LAGUNAS ANAEROBIAS Generalmente se usan como una primera etapa de depuración; se pueden considerar como un gran digestor ya que se le aplican cantidades de materia orgánicas o carga 18 Tratamiento de aguas residuales - Carapongo orgánica por unidad de volumen, de manera tal que prevalezcan las condiciones anaerobias es decir ausencia de oxigeno. LAGUNAS FACULTATIVAS: Se diseña con una profundidad que varían normalmente ente 1.5m a 2.5m (aunque pueden utilizarse profundidades mayores) y una cantidad de materia orgánica o carga orgánica por una superficie que permita el crecimiento de organismos aerobio y facultativos (estos últimos pueden reproducirse tanto en presencia como en ausencia de oxigeno) y algas microscópicas que gracias al fenómeno de la fotosíntesis producen el oxigeno requerido para la estabilización de la materia orgánica presente en el agua residual. LAGUNAS AIREADAS: En estas lagunas el oxigeno es suministrado por equipos mecánicos de aireación y también por la actividad fotosintética de las algas y por la transferencia de oxigeno de la interface aire-agua. Este tipo de lagunas es usado para aumentar la capacidad de las lagunas facultativas sobrecargadas o cuando la disponibilidad de terreno es reducido generalmente se diseñan con profundidades de 2 a 6 metros y tiempo de retención de 3 a10 días. SISTEMAS QUE REQUIEREN DE AIREACIÓN: Existen otros sistemas de tratamiento que al igual que las lagunas aireadas requieren de equipamiento para el suministro de oxigeno, estos sistemas son conocidos como lodos activados y existen muchas variedades como aireación extendida y zanjas de oxidación entre otras, existen, además, sistemas patentados. LODOS ACTIVADOS. Este proceso fue desarrollado en Inglaterra en 1914 por Ardem y lockett, y su nombre proviene de la producción de una masa activada de microorganismos capaz de estabilizar un residuo por vía aeróbica. En este proceso, al igual el agua residual es introducida en un reactor que contiene un cultivo bacteriano aeróbico en suspensión. El ambiente aerobio se logra mediante la introducción de aire con u soplador y difusores, o por la acción de aireadores mecánicos. Después el agua ya tratada que sale del estanque de aireación junto con el lodo es sometida al proceso de sedimentación en el cual el lodo biológico es separado del agua residual tratada. 19 Tratamiento de aguas residuales - Carapongo TRATAMIENTO AEROBIO VS TRATAMIENTO ANAEROBIO: AEROBIO C6H12O6 + 6º2 ___C6O2 + 6H2O dGº = -2840 KJ/mol GLUC ANAEROBIO C6H12O6 ___3CO2 + 3CH4 dGº= -393KJ/MOL GLUC -Mayor eficiencia de remoción. -Operatividad comprobada. -Menor producción de lodos. -Menores costos de la operación. -50 % de C es convertido en CO2 40-50% es -95% de C es convertida en biogás; 5% es incorporado dentro de la masa microbiana. -60% de la energía es almacenada en nueva biomasa, 40% es perdido como calor. -Ingreso de elevada energía para aireación. - limitación de cargas orgánicas. -se requiere de adición de nutrientes. -Requerimiento de grandes áreas. -Sensible a economía de escala. -Periodo de arranque cortos. -Tecnología establecida. transformada en biomasa microbiana. la -90% de la energía es retenida como CH4, 35% es perdido com0o calor, 5-7% es almacenado en la biomasa. -No requiere de energía. -Acepta altas cargas orgánicas. -degrada compuestos policlorados. -requerimiento bajo de nutrientes -Se requiere pequeña área superficial. -Grandes periodos de arranque. -Recientemente establecida, todavía bajo desarrollo para aplicaciones específicas. 20 Tratamiento de aguas residuales - Carapongo 8. ALGUNAS CLASES DE TRATAMIENTO QUE SE USAN EN EL PERU: MÉTODO DE TRATAMIENTO : " LODOS ACTIVADOS " Los métodos de tratamiento en los que predominan la aplicación de principios físicos se conoce como Tratamiento Primario. Los métodos de tratamiento en los que la eliminación de contaminantes se efectúa por actividad química o biológica son conocidos como Tratamiento Secundario. Recientemente el Tratamiento Terciario o Avanzado se ha aplicado a las operaciones o procesos utilizados para eliminar contaminantes que no se han visto afectados por los tratamientos antes mencionados. 21 Tratamiento de aguas residuales - Carapongo DIAGRAMA DE FLUJO PARA UNA PLANTA DE LODOS ACTIVOS *Tratamiento Primario *Desbaste La primera operación unitaria en las plantas de tratamiento de aguas residuales es la operación de desbaste. Una rejilla es un dispositivo con aberturas uniformes utilizado para retener generalmente los sólidos de cierto tamaño que arrastran las aguas residuales. Estos dispositivos además sirven para proteger las bombas ,válvulas y otros elementos contra posibles daños y para evitar que se obstruyan por trapos o elementos de gran tamaño. Es por esto que las partículas mayores que loa 0.5 cm pueden eliminarse mediante desbaste, siendo esta la más económica entre las operaciones unitarias. Otro mecanismo utilizado frecuentemente son las trituradoras en lugar de rejillas. Estos elementos rompen o desgarran los sólidos en suspensión retenidos en las rejas. *Desarenadores La misión de los desarenadores es separar las arenas, la grasa, las cenizas y cualquier otro material pesado que tenga velocidad de sedimentación o peso especifico superior a la de los sólidos orgánicos putrescibles del agua residual. 22 Tratamiento de aguas residuales - Carapongo *Pre tratamiento El pretratamiento consiste en eliminar la grasa y la espuma de las aguas residuales, antes de la sedimentación primaria, al objeto de mejorar su calidad. El pretratamiento se compone de: Tanques separadores de grasa: estos consisten en depósitos dispuestos de tal manera que la materia flotante ascienda y permanezca en la superficie del agua residual hasta que se recoja y se elimine, mientras el liquido sale del tanque en forma continua, a través de una abertura situada en el fondo. Entre los residuos que recoge están el aceite, grasa, jabón, pedazos de madera y corcho, residuos vegetales entre otros. Preaireación: Los objetivos que persigue el airear el agua residual antes de la sedimentación primaria son: mejorar su tratabilidad, procurar la separación de las grasas, control de los olores, eliminación de arenas y aumentar las eliminaciones de DBO. Floculación: una parte esencial de cualquier sistema de precipitación química , o químicamente asistida es la agitación con vistas a aumentar la posibilidad de contacto de entre las partículas (floculación), tras la adición de un producto químicos, el objetivo de este es aumentar la eliminación de sólidos suspendidos y la eliminación de DBO. *Sedimentación La sedimentación es la separación de las partículas más pesadas en el agua mediante acción de la gravedad. Es una de las operaciones unitarias más utilizadas en el tratamiento de las aguas residuales. Este tratamiento tiene como propósito fundamental obtener un efluente clarificado, pero también es necesario producir un fango con una concentración de sólidos que pueda ser tratado con facilidad. En algunos casos, la sedimentación es el único paso en el tratamiento que se somete el agua residual. En una planta típica de lodos activados la sedimentación se efectúa en tres pasos: Desarenadores, en donde la materia orgánica se elimina. Sedimentadores primarios, que preceden al reactor biológico en donde los sólidos orgánicos y otros se separan. Sedimentadores secundarios, que siguen al reactor biológico, en los cuales el lodo biológico se separa del efluente tratado. En base a la concentración y a la tendencia a la interacción de las partículas pueden efectuarse cuatro clasificaciones generales sobre la forma de dichas partículas que se depositan. Es frecuente que se produzca más de un tipo de sedimentación en un momento dado durante la sedimentación y también es posible que los cuatro tipos se tengan en forma simultánea -Sedimentación del tipo 1 23 Tratamiento de aguas residuales - Carapongo Esta se refiere a la sedimentación de partículas discretas en una suspensión de sólidos de concentración muy baja. Las partículas se depositan como entidades individuales y no existe interacción significativa con las partículas más próximas. Un ejemplo típico es una suspensión de partículas de arena. Este tipo de sedimentación también se le conoce como sedimentación libre. -Sedimentación del tipo 2 Se refiere a una suspensión diluida de partículas que se agregan, o floculan durante la sedimentación. Para determinar las características de sedimentación de una suspensión de partículas puede utilizarse una columna de sedimentación, en los cuales los orificios de muestreo deben colocarse a una distancia alrededor de 0.5 mt. La solución con materia suspendida se introduce a la columna de tal modo que se produzca una distribución de los tamaños de las partículas en todo el tubo. La temperatura durante el proceso es uniforme a lo largo de todo el ensayo, a fin de eliminar las corrientes de convección. La sedimentación deberá tener lugar en condiciones de reposo. A distintos intervalos de tiempo, se retiran las muestras de los orificios y se analizan para ver el número de sólidos en suspensión. *Columna de sedimentación * Esquema de las regiones de sedimentación para un lodo activado Sedimentación Zonal y por Compresión En los sistemas que tienen gran cantidad de sólidos en suspensión, además de los otras tipos de sedimentación (tipo 1 y 2), suele producirse una sedimentación zonal y por compresión. Debido a las características hidráulicas del flujo alrededor de las partículas y de las fuerzas interparticulares, aquellas depositan como una zona o "en capa", manteniéndose la posición relativa entre ellas. Conforme esta zona va sedimentando se produce un volumen de agua relativamente clara por encima de la región de sedimentación zonal, consiste en un escalonamiento de concentración de sólidos a partir de la hallada en la región de sedimentación del tipo 2 hasta que se encuentren la región comprimida. 24 Tratamiento de aguas residuales - Carapongo A medida que se prosigue la sedimentación, comienza a formarse en el fondo del cilindro una capa de partículas comprimidas. Las partículas de esta región forman aparentemente una estructura en la que existe un contacto físico entre las mismas. Cuando se forma la capa de compresión, las regiones que tienen las concentraciones de sólidos cada ves menores que las halladas en la región de compresión se van desplazando hacia la parte superior. Tratamiento Biológico Los objetivos que persigue el tratamiento biológico del agua residual son la coagulación y eliminación de los sólidos coloidales no sedimentables y la estabilización de la materia orgánica. En el caso de: Agua residual domestica, el principal objetivo es disminuir el contenido orgánico. Agua que ha de ser usada para fines agrícolas se pretende eliminar los nutrientes tales como el nitrógeno y el fósforo, que son capaces de estimular el crecimiento de plantas acuáticas. Aguas residuales industriales, la finalidad es reducir la concentración de compuestos orgánicos e inorgánicos. Los procesos biológicos se clasifican según la dependencia del oxigeno por parte de los microorganismos fundamentalmente responsables del tratamiento de los residuos. Tratamiento Aeróbico De Las Aguas Residuales Lodos Activados Este proceso es usado casi exclusivamente por las grandes ciudades, fue desarrollado en Inglaterra en 1914 por Andern y Lockett y fue llamado así por la producción de una masa activada de microorganismos capaz de estabilizar un residuo por vía aeróbica. En la actualidad se usan muchas versiones del proceso original, pero todas ellas son fundamentalmente iguales. En el proceso de fangos activados un residuo se estabiliza biológicamente en un reactor bajo condiciones aeróbicas. El ambiente aeróbico se logra mediante el uso de aireación por medio de difusores o sistemas mecánicos. Al contenido del reactor se le llama líquido mezcla. Una vez que el agua residual ha sido tratada en el reactor, la masa biológica resultante se separa del liquido en un tanque de sedimentación y parte de los sólidos sedimentados son retornados al reactor; la masa sobrante es eliminada o purgada puesto que si no fuera asila masa de microorganismos continuaría aumentando hasta que el sistema no pudiera dar cabida a más. Importancia de los Microorganismos y bacterias Para proyectar correctamente el sistema de lodos activados es ver la importancia de los microorganismos dentro del sistema. En la naturaleza, el papel clave de las bacterias es el de descomponer la materia orgánica producida por otros organismos vivientes. En el proceso de lodos activados, las bacterias son los microorganismos más importantes, ya que estos son la causa de descomposición de la materia orgánica del efluente. En el reactor parte de la materia 25 Tratamiento de aguas residuales - Carapongo orgánica del agua residual es utilizada por las bacterias aeróbicas con el fin de obtener energía para la síntesis del resto de la materia orgánica en nuevas células. Otro tipo de microorganismos igualmente de importantes son los protozoos y rotíferos que actúan como depurificadores de los efluentes. Los protozoos consumen las bacterias dispersas que no han floculado y los rotíferos consumen partículas biológicas que no hallan sedimentado. En realidad solo parte del residuo original es verdaderamente oxidado a compuestos de bajo contenido energético tales como el NO3-2, SO4-2 y CO2 ; el resto es sintetizado en materia celular. Además de la materia orgánica, existen también compuestos inorgánicos que producen DBO. El compuesto más importante es el amoniaco, ya que su presencia en el efluente de la planta puede estimular el descenso del oxigeno disuelto en la corriente receptora través del proceso biológico de nitrificación. El amoniaco se oxida biológicamente a nitrito y este es seguidamente oxidado por otro grupo de microorganismos a nitrato, que es el estado de oxidación final de los compuestos de nitrógeno y como tal representa su producto estabilizado. La dependencia de la temperatura en la constante de la velocidad de la reacción biológica es muy importante a la hora de evaluar la eficacia total del tratamiento biológico. La temperatura no solo influye en las actividades metabólicas sino que tiene un profundo efecto en factores tales como las tasas de transferencias de gases y características de sedimentación de sólidos biológicos. 26 Tratamiento de aguas residuales - Carapongo Reactor Anaeróbico para el Tratamiento del Lodo. Tratamiento Anaeróbico de las Aguas Residuales El tratamiento anaeróbico de las aguas residuales supone la descomposición de la materia orgánica y/o inorgánica en ausencia de oxigeno molecular. La mayor aplicación se halla en la digestión de los fangos de aguas residuales una vez concentrada, así como parte de residuos industriales. El modo más usual de operar de una instalación de tratamiento anaeróbico de fango concentrado es la utilización de un reactor de mezcla completa y mínima recirculación celular cuyo objeto es el calentamiento contenido en el tanque. El tiempo de detención del líquido del reactor oscila entre los 10 y 30 días, incluso más, según opere el sistema. Los microorganismos causantes de la descomposición de la materia se dividen en dos grupos: Bacterias formadoras de ácidos, estas hidrolizan y fermentan compuestos orgánicos complejos a ácidos simples, de los cuales los más corrientes son el ácido acético y el ácido propionico. Bacterias formadoras de metano, estas convierten los ácidos formados por las bacterias del primer grupo en gas Metano y CO2. Las bacterias más importantes de este grupo (las que devoran los ácidos Acético y propionico) tienen tasas lentas de crecimiento muy lentas y por ello su metabolismo se considera una limitante de proceso. 27 Tratamiento de aguas residuales - Carapongo Tabla 2 Condiciones Optimas para el Tratamiento Anaeróbico de las Aguas Residuales Tº optimas: Intervalo Mesófilo: 29ºC a 39ºC Intervalo Termófilo: 49ºC a 57ºC Nutrientes Biológicos: Nitrógeno Fósforo PH : 6.6 a 7.6 Clorificación De todos les desinfectantes químicos este es el más utilizado debido a que es altamente tóxico para una gran cantidad de microorganismos, es altamente soluble en agua, tiene una aptitud desodorizante y es un buen detergente además de la economía de este como su disponibilidad de grandes cantidades de este elemento. Los principales usos del cloro y sus compuestos esta resumida en la siguiente tabla: Tabla 3 Aplicación Recogida de Residuos Intervalo de Dosis (mg/l) 1-10 Observaciones Control de hongos y bacterias de dichas películas. En estaciones de bombeo y alcantarillas. Control de Crecimiento 2-9 de Películas Biológicas Control de Olores 1-10 0.5-2 Tratamiento Añadido antes de la preaireación. Oxidación de materia orgánica. Eliminación de Grasas Reducción de DBO Evacuación 2-20 VER TABLA 4 De caudales alivianados y aguas pluviales. Dependiendo del tipo de agua residual. Reducción Bacteriana Desinfección 28 Tratamiento de aguas residuales - Carapongo Tabla 4 Intervalo de Dosis (mg/l) Efluente de: Aguas residuales sin tratar Sedimentación Primaria Planta de Fangos Activados (*) Filtros a continuación de (*) 6-25 5-20 2-8 1-5 Tratamiento Avanzado de Aguas Residuales Muchas de las sustancias halladas en el agua residual se ven poco o nada afectadas por los procesos u operaciones y tratamientos convencionales. Estas sustancias van desde iones inorgánicos relativamente simples como el calcio, potasio, nitrato, sulfato y fosfato hasta un número creciente de compuestos complejos orgánicos sintéticos. Aun el efecto de estas sustancias sobre el medio ambiente no se conoce bien, las exigencias de los tratamientos serán más rigurosas en lo que refiere a la concentración tolerable de muchas de estas sustancias en el efluente de las plantas. En la siguiente tabla se verán algunos componentes químicos típicos que pueden hallarse en las aguas residuales y sus efectos. Componente Amoniaco Efecto - Aumenta la demanda de cloro. - Tóxico para los peces. - Puede convertirse en Nitratos. - Imparte un sabor salado. - Interfiere en los proceso Industriales. - Tóxico para los seres humanos. - Tóxico para la vida acuática. - Acción catártica. - Estimula el crecimiento acuático de las algas. - Interfiere en la coagulación. - Estimula el crecimiento acuático de las plantas. - Puede causar Metahemoglobina (niños azul). - Aumenta la dureza. Concentración Critica (mg/l) Cualquier cant. 2.5 Cualquier cant. 250 75-200 0.005 0.005 1-3 0.015 0.2-0.4 0.3 10 Cloruro Mercurio Sulfato Fosfato Nitrato Calcio y Magnesio Mayor a 100 El tratamiento terciario o Avanzado es de gran interés hoy en día por la necesidad de obtener mejor calidad en las aguas, por estos motivos se presentaran algunos procesos utilizados con éxito en la actualidad o que parecen más prometedores o innovadores. 29 Tratamiento de aguas residuales - Carapongo 9. CARAPONGO: 9.1. Ubicación: La planta de tratamiento de aguas residuales (PTAR) Carapongo. Se encuentra ubicada en el Km. 17 ½ de la Carretera Central, en el distrito de Ate-Vitarte, y comprende un área aproximada de 10 Ha, adyacente al rio Rímac. Esta PTAR recibe los caudales afluentes de la zona de Huaycan, cuyo caudal promedio es de 140 l/s, y la zona de Chosica y Chaclacayo, que tiene un caudal aproximado de 400 l/s. 9.2. Reseña histórica: En julio de 1988, inicia sus operaciones la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales(PTAR) Carapongo, diseñada, construida y donada por el gobierno del Japón, a fin de tratar los desagües de los distritos de Chosica, Chaclacayo, previos a su descarga al rio Rímac Recientemente se ha efectuado una ampliación para captar los desagües de la zona de Huaycan. 30 Tratamiento de aguas residuales - Carapongo TABLA DE VARIACIÓN HORARIA DE CAUDAL HORA 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 00:00 01:00 02:00 03:00 04:00 05:00 06:00 07:00 08:00 09:00 Mínimo Promedio máximo Fuente:sedapal Q(l/s) 667.00 565.22 541.11 511.46 545.52 504.42 466.08 471.77 547.85 611.67 608.88 550.16 392.13 367.07 350.68 327.42 319.88 318.70 338.91 361.93 401.34 698.22 865.99 885.90 318.70 509.14 885.90 31 Tratamiento de aguas residuales - Carapongo EL PROCESO SE DIVIDE EN TRES PARTES: Pretratamiento Tratamiento: lagunas anaerobias, lagunas aireadas, sedimentadores Cloración o desinfección Explicación del ingeniero Noel Ortiz de la planta de Carapongo Inicialmente la planta constaba de cuatro lagunas grandes, cuatro sedimentadores, cloración y lecho de secado eso era inicialmente el proyecto, el proyecto vino con una donación de Japón para todas las descargas de Chaclacayo, ñaña , moron todo ese sector en vez que descarguen al rio recolectar y derivarlas hasta la PTAR su caudal inicial fue de 180l/s a medida que iba creciendo estos sectores también hubo la necesidad de incorporar huaycan, entonces entraron 2 aéreas de drenaje a esta planta, es decir ingeraban dos colectores una do e la parte de Chosica chaclacacayo y de huaycan, ingresaban dos colectores el sistema era manual ingresaban a las laguna que son aireadas que tenían 4 aireadores por cada unidad hoy en día tienen mucho mas al crecer este sistema también se vio la necesidad de hacer una repotenciacion a la planta ya que a medida que los caudales aumenta la capacidad de la planta también requiere aumentar o cambiar de tecnología , entonces se vio la posibilidad de incrementar esta unidad de tratamiento de la laguna de anaerobia, una unidad de pretratamiento mecanizada ya no manual y continuar el proceso. Proceso de pretratamiento Vienen los colectores de huaycan y de Chosica pasan por un sistema de rejas aquí se retienen los residuos sólidos, pasan por un desarenador aquí se retiene todo lo que es arena y el caudal sigue pasando limpio, el desagüe limpio, el funcionamiento del residuos vienen los desagües en una reja se retienen los residuos, pasa a un compactado de este compactado pasa por un tornillo el cual bota los residuos compactados en el contenedor(ahorita en bolsa). El desagüe pasa ya más claro pero aun tiene arena, como contiene arena pasa el desagua hasta una unidad de desalineación donde hay un tornillo el cual arrastra las arenas hacia un contenedor descargándolo y el desagüe sigue pasando, hay una bomba que airea esto para mantener la materia orgánica en suspensión, lo que no queremos depositar es materia orgánica porque lo que no se quiere depositar es materia orgánica esta tiene que ir al tratamiento, todo lo que interviene en el tratamiento arena, plástico , botellas, etc. Tiene que ser retenido en las rejas y en el tornillo. Luego pasa a un desagüe ya clarificado pero antes pasa por un medidor de caudal donde se mide el caudal que entra a la planta y luego pasa ya a la unidad anaerobia pasa a un desagua e ingresa a esta unidad la cual tiene un periodo de retención, pasa por un canal auxiliar luego regresa por un sistema de aereacion y continua su proceso, también hay un sistema de recolección de lodos donde se recolecta el lodo en un tanque homogenizador luego se dispone hasta un relleno sanitario atravez de una laguna anaerobia. Luego ese caudal pasa por un canal que reparte a las lagunas aereadas, esta laguna aereadas contienen aereadores de 15-20hp, estos aereadores ingresan oxigeno a la masa biológica que va trabajar para degradar la materia orgánica, entonces trabajan auqui los microorganismos(parasito, Bacterias) , para convertirlas ya en sales, de esta pasa a la segunda laguna donde hay menos aereadores, como ya la materia orgánica se va degradando a medida que pasa el proceso está ya requieren menos oxigenación así pasa luego a las demás lagunas donde se sigue inyectando oxigeno hasta llegar a cierto niveles luego llega a los sedimentadores y por ultimo llega a cloración don de se inyecta cloro entre3-5ml.g/ l para ya desinfectar y luego verterlo al rio. El agua desde que ingresa hasta que sale alrededor demora 8 días. 32 Tratamiento de aguas residuales - Carapongo 9.3. Parámetros: Se recomienda monitorear los siguientes parámetros de entrada al modelo, los cuales será tomados una vez al mes. Variable Caudal Temperatura Conductividad Sólidos Inorgánicos suspendidos Oxígeno disuelto Reacción lenta del CBOD Reacción rápida del CBOD Nitrógeno orgánico disuelto Nitrógeno amoniacal Nitrógeno nitrato Fósforo orgánico disuelto Fósforo inorgánico Fitoplancton Detritus Patógenos Alcalinidad pH Velocidad del viento Unidades 420m3/s 27-28ºC uS/cm E>S 0.8-1.5mg/L mg/L mg/L 14-28mg/L mg/L mg/L 5-8mg/L 5-8mg/L mg/L mg/L ufc/100mL 6.8-7.2 15-20m/s Monitoreo de la Eficiencia de las Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales Parámetros y Frecuencia: En el establecimiento de los criterios de control de la calidad de los efluentes de cada proceso de tratamiento se deben contemplar las determinaciones y evaluaciones de parámetros fisicoquímicos y bacteriológicos, tanto del caudal afluente como de los efluentes tratados. Para conseguir duchos objetivos, es necesario realizar el control de las siguientes mediciones: Demanda bioquímica de oxigeno (DBO) y Demanda química de oxigeno total (DQOT) y Demanda química de oxigeno soluble ( DQOS) en el afluente y efluente. Niveles de sólidos totales y volátiles de entrada y salida, como medida de acumulación de sólidos biológicos y del desarrollo de biomasa de algas. Nivel de oxigeno (ocasionalmente) Niveles de Coliforme fecales y parásitos. Observaciones visuales de la laguna, como coloración de las aguas. Niveles de clorofila. Por medio de estas determinaciones, se calculan algunos parámetros de control como: 33 Tratamiento de aguas residuales - Carapongo Carga orgánica superficial del proceso. Eficiencias de remoción de materia orgánica y bacteriológica. Actividad fotosintética. Producción de sólidos biológicos del proceso. Requisitos de limpieza del proceso. En la tabla siguiente, se presentan los parámetros y la frecuencia de monitoreo que se deben llevar a cabo en estas unidades. Parámetros 1. Fisicoquímicos Caudal: 1. Afluente a lagunas primarias 2. Efluente de cada serie de lagunas primarias 3. Efluente de cada serie de lagunas secundarias Profundidad de operación: En cada unidad Temperatura del agua: En cada unidad Efluente de cada serie de lagunas primarias Efluente de cada serie de lagunas secundarias pH En cada unidad Efluente de cada serie de lagunas primarias Efluente de cada serie de lagunas secundarias Color: 1 por semana 1 por semana 1 por semana 1 por día 1 por mes 1 por mes Frecuencia Mínima 1 por semana 1 por semana 1 por semana 1 por semana En cada unidad 4. OD: En cada unidad Efluente de cada serie de lagunas primarias Efluente de cada serie de lagunas secundarias 5. DBO: Efluente a lagunas primarias Efluente a lagunas secundarias Sólidos totales, sólidos suspendidos: Efluente a lagunas primarias 1 por días 1 por mes 1 por mes 1 por mes 1 por mes 1 por mes fijos, 1 por mes 34 Tratamiento de aguas residuales - Carapongo Efluente a lagunas secundarias Nitrógenos total, nitritos, fósforo total: Efluente de lagunas 6. Microbiológicos: Coliformes (Total y fecal) Afluente a la planta Efluente a lagunas primarias Efluente a lagunas secundarias Vibrio cholerae Cuantificación de heterótrofos Análisis cuantitativo y cualitativo de Salmonella Análisis cuantitativo de anaerobias 1 por mes 1 por mes 1 por mes 1 por mes 1 por mes 1 por mes 1 por mes Ocasional 1 por mes 7. Hidrobiológicos Análisis parasitológico Análisis de fitoplacton Análisis de zooplacton 1 por mes 1 por mes 1 por mes 8. Meteorológicos: Temperatura ambiente ( máxima y mínima) Evaporación Estado del cielo Dirección del viento Fuerza del viento Precipitaciones pluviométricas Horas de insolación Humedad del aire y nubosidad Calidad del aire: - Sulfuro de Hidrógeno - Ruidos Estaciones de Monitoreo: Para determinar las estaciones de monitoreo, se deberá establecer la identificación de las fuentes de contaminación. Diaria Diaria Diaria Diaria Diaria Diaria Diaria Diaria Las estaciones de monitoreo propuestas para cada parámetro a evaluar se indican en el cuadro sgte.: 35 Tratamiento de aguas residuales - Carapongo Parámetros Sulfuro de Hidrógeno (H2S) Ruidos Puntos de Monitoreo Sedimentadores Lag. Aerobia Secundaria Lag. Aerobia Primaria Lag. Anaerobia Zona de Sedimentadores Lagunas Secundarias Lagunas Primarias Laguna Anaerobia Descarga final 9.4. Sumario: La planta de tratamiento de agua residuales de a Carapongo fue construida en el 1988 con capital de donación del gobierno japonés, se diseño para caudal promedio de 140l/s, contemplando como área de drenaje los distritos de Chosica, Chaclacayo y la población de Huaycan. El objetivo principal es la descontaminación de las aguas del rio Rímac, las aguas tratadas de esta planta son descargadas al rio y captadas aguas abajo en la planta de tratamiento de agua potable La atarjea. Al año 2001 el caudal promedio se ha incrementado a 500 l/s, sobrecargando las estructuras hidráulicas ,en especial la cámara de rejas y el desarenador que forman parte del sistema de pre tratamiento ,estas retienen el ingreso de sólidos y arenas a la lagunas evitando su colmatación, además de proteger los equipos de bombeo y aireación. El siguiente informe tiene el objetivo de dar una idea de lo importante que son las plantas residuales. 36 Tratamiento de aguas residuales - Carapongo 10. CONCLUSIONES: 1. La instalación de una planta de tratamiento de aguas residuales, es beneficiosa para la calidad de vida de la población, ya que sin ella, las condiciones de calidad del agua servida que ingresa al cuerpo receptor, serian las mismas que al ingreso de la PTAR, trayendo consigo el deterioro magnificado de las condiciones acuáticas del cuerpo receptor, contaminando los ríos que en muchos casos, sus aguas se utilizan para el abastecimiento de agua para consumo humano. 2. La zona donde se ubica el Proyecto presenta riesgos de ocurrencia de fenómenos geodinámicas, por la acción erosiva del rio Rímac, al llegar a una curva al Oeste del área del proyecto, que al chocar la corriente contra la calera puede ocurrir un efecto de rebote que incidiría en la estabilidad de la obra. 3. De acuerdo al análisis de vulnerabilidad de la PTAR, hay riesgos de que se inunde, por lo que se plantean los procedimientos de respuesta a esta emergencia. 4. Las Plantas de tratamiento de aguas residuales, cuando trabajan en condiciones de caudal y carga orgánica, igual o debajo del que fue diseñado, el nivel de tratamiento es óptimo. Los problemas operacionales, se generan, cuando la planta recepciona niveles de caudal y carga contaminante por encima de su capacidad de diseño, ya que en estos casos, el nivel de tratamiento disminuye, se emplea mayores insumos químicos, pueden haber problemas de malos olores y calidad del efluente es menor a la calidad que tendría la planta cuando trabaja bajo condiciones para las que fue diseñada. 37 Tratamiento de aguas residuales - Carapongo 11. RECOMENDACIONES: 1. El plan de Manejo Ambiental, recomienda, que las actividades que se realizan en la operación de la planta, estén en plena armonía con el Plan de Manejo Ambiental propuesto, de manera que las condiciones ambientales no se alteren en perjuicio del cuerpo receptor y por consiguiente de la salud humana. 2. SEDAPAL debe seguir trabajando en mejorar su sistema de desinfección para disminuir la concentración de la carga microbiológica (Coliforme fecal y Coliforme total) en su efluente. 3. Sería recomendable reforzar la defensa ribereña, sobre todo de la zona aledaña a la Planta de Tratamiento de Carapongo y al vertimiento, a fin de evitar el acceso de personas, al vertimiento y evitar que le den un uso inadecuado. 4. Si se procediera a ejecutar algún tipo de obras en el área de la PTAR y se revelara la presencia de evidencias arqueológicas subyacentes , se debe comunicar de inmediato sobre este hallazgo al Instituto Nacional de Cultura, y se actué, según lo establecido por las normas vigentes sobre Protección de Patrimonio Cultural, particularmente la R.S.N°004-2000-ED. 5. Se recomienda que SEDAPAL programe una serie de charlas dirigidas a la población que reside en la zonas aledañas, especialmente aquellas que utilizan el agua de vertimiento; con el objetivo de dar a conocer la importancia del proceso que realiza la PTAR y el uso adecuado que se les debe dar a las aguas de vertimiento, como parte del Programa de Educación Sanitaria planteado. 6. Se propone cubrir el canal por donde circula el vertimiento colocar un cerco de mallas en la zona donde se encuentra el conducto del vertimiento, para evitar que la población, le de un uso inadecuado. 7. Es menester que SEDAPAL amplié la cobertura de pilones para la población circundante, a fin de que eviten utilizar las descargas de la PTAR. 8. Dada el continuo crecimiento poblacional, se plantea el control del caudal de tratamiento, es decir, el caudal que ingresa a un sistema SCADA, por lo que se recomienda continuar con el empleo de este sistema y llevar a cabo el mantenimiento preventivo del mismo con el objetivo de medir los caudales ingresantes a la planta, a fin de evitar problemas en la operación de las unidades de tratamiento y que la calidad del vertimiento disminuya. 9. Se recomienda a SEDAPAL realizar una investigación específica para poder calibrar el Modelo Matemático QUAL 2K, con la finalidad de predecir los impactos en las Aguas Superficiales. Esta investigación deberá contemplar un plan de monitoreo con una frecuencia mensual, por dos años. 10. Para un mejor diagnostico del hábitat y calidad del agua se deberá realizar una campaña de dos años como mínimo para detectar los cambio en la flora y fauna acuática, así como las características en la morfología del cauce y variación de caudales y efluentes. En ese sentido, se presenta en el anexo_ Actividades de Monitoreo y 38 Tratamiento de aguas residuales - Carapongo Análisis de las Variables Ambientales, los requerimientos básicos que un monitoreo debe comprender. 12. BIBLIOGRAFÍA: Marieni Esther inga barreto- aguas residuales de los centros de abastecimiento de productos hidrobiologicos de lima y callao-lima-peru-1994pag99 Metcul Eddy tratamiento y depuración de las aguas residuales –EDITORIAL LABORIS S.A.-PAG 837 Edgar Alejandro zenobio Villanueva-sistema de tratamiento preliminar de la planta de carapongo-lima peru-2003-pag 74 Victor Abel Alva Alva-Proyecto de diseño de la planta de tratamiento de aguas residuales de una empresa textil Plan de manejo ambiental de la planta de tratamiento de aguas residuales carapongo-sedapal Ramón Sans Fonfrìa/Joan de Pablo Ribas-ingeniería ambiental contaminación y tratamiento 39 Tratamiento de aguas residuales - Carapongo 13. ANEXOS: 13.1. Gráficos Diagrama de la planta de tratamiento de aguas, Carapongo: 40 Tratamiento de aguas residuales - Carapongo Imágenes de visita a la planta de tratamiento de agua de Carapongo: 41 Tratamiento de aguas residuales - Carapongo 13.2. MARCO LEGAL DEL PROYECTO DE TRATAMIENTO DE AGUAS 1 Lineamiento y dispositivos ambientales a. Constitución política del Perú La norma legal de mayor jerarquía del Perú es la constitución política(1993), que resalta entre los derechos de gozar de un ambiente equilibrado y adecuado al desarrollo de la vida. Igualmente, en el título III del régimen económico. Capítulo II del ambiente y los recursos naturales renovables y no renovables, son patrimonio de la nación, y mediante ley orgánica es fija las condiciones de su utilización y de su otorgamiento a particulares. Así mismo, promueve el uso sostenible de los recursos naturales. También menciona que el estado está obligado a promover la conservación de la diversidad biológica y de las áreas naturales protegidas. b. Ley general del ambiente La ley general del ambiente, ley N° 28611, fue aprobada el 13 de octubre del 2005, por el congreso de la república. La norma establece los principios y normas básicas de la república. La norma establece los principios y normas básicas para asegurar el efectivo ejercicio del derecho a un ambiente saludable, equilibrado y adecuada para el pleno desarrollo de la vida. Asegura así mismo el cumplimiento del deber a contribuir a un efectivo gestión ambiental y de proteger el ambiente, lo mismo que sus componentes, con el objetivo de mejorar la calidad de vida de la población y lograr el desarrollo sostenible del país. 42 Tratamiento de aguas residuales - Carapongo En el marco de la política nacional del ambiente y gestión ambiental, se establece que el consejo nacional del ambiente (CONAM) es la autoridad y ente rector del sistema nacional de gestión ambiental. Se precisa también el marco jurídico del acceso a la información ambiental y participación ciudadana y los lineamientos para las políticas sobre diversidad biológica, entre otros. Igualmente, respecto a la protección de los conocimientos tradicionales, la promisión de biotecnología, organizan la calidad ambiental en sus diversos aspectos (aguas, ruidos y vibraciones, emisiones, aire, residuos sólidos, etc) Un tema importante, se refiere al régimen de responsabilidad por el daño ambiental, las sanciones y medidas correctivas, medidas cautelares, registro de buena práctica e infracciones ambientales, y los medios para la resolución y gestión de conflictos ambientales. c. Ley general de aguas y sus reglamentos La ley N° 17752, publica el 24 de junio de 1969 es un instrumento normativo que regula el manejo de las aguas del país, asignando responsabilidades al ministerio de agricultura como autoridad de aguas y el ministerio de salud como autoridad sanitaria. Los reglamentos correspondientes a la ley son: 1. Decreto supremo N° 261-69-AP-Reglamento de los títulos I, II y III del decreto ley N° 17752. 2. Decreto supremo N° 274-69-AP/DGA-Reglamento del título IV “De las Aguas Subterráneas”, D.L.N° 17752. 3. Decreto supremo N° 41-70-A-Complementacion del reglamento del título III del D.I.N° 17762. d. Ley general de servicios de saneamiento La ley N° 26338, publicada el 24 de julio de 1994, es un instrumento normativo que regula la presentación de los servicios de agua potable. Alcantarillado sanitario y disposición sanitario de excretas, tanto en el ámbito urbano como rural. e. Autoridad de aguas Responsable de la conservación del agua en el país y desechos de uso-Administración técnicas de Riego del Ministerio de Agricultura y el INRENA f. Autoridad sanitaria Responsable de la vigilancia y control de los problemas referidos a la salud ambiental y la prevención de daños a la salud frente a riesgos derivados de los agentes ambientales-Rol de supervigilancia-DIGESA y el Ministerio de salud 2 legislación aplicable a los diseños de sistemas para el tratamiento del agua residual El marco legal existente en el Perú relacionado con el diseño de los sistemas de tratamiento del agua residual es el siguiente: Con resolución Ministerial N° 290-2005-Vivienda se aprobaron 66 Normas técnicas del Reglamento Nacional de Edificaciones- RNE comprometidos en el índice aprobado 43 Tratamiento de aguas residuales - Carapongo mediante decreto supremo N° 015-2004-vivienda. Esta norma fue publicada el 26 de noviembre del 2005. 3 Normas peruanas a. Normas técnicas Del reglamento nacional de edificaciones, en su título II-habitaciones urbanas, es ítem 11.3obras de saneamiento, se consigan las siguientes normas técnicas relativas al proyecto: OS:070 Redes de aguas Residuales OS:080 Estaciones de bombeo de aguas residuales OS:090 Plantas de tratamiento de aguas residuales 4 De las obligaciones, funciones y derechos a. Constitución política del Perú (1993) Artículos del 66-68 Los recursos naturales son patrimonio de la nación, siendo el estado quien fija las condiciones de su utilización, determina la política nacional del ambiente y está obligado a promover la conservación de la diversidad biológica y de las áreas naturales protegidas. b. ley general de servicios de saneamiento Articulo 2 Para los efectos de la presente ley, la prestación de los servicios de saneamiento comprende la prestación regular de servicios de agua potable, alcantarillado sanitario y pluvial, y disposición sanitaria de excretas, tanto en el ambiente urbano como el rural. Articulo 10 Los sistemas que integran los servicios de saneamiento son: 1. Servicio de agua potable Sistema de producción Sistema de distribución 2. Servicio de alcantarillado Sanitario y Pluvial Sistema de recolección Sistema de tratamiento y disposición de las aguas servidas 3. Servicio de Disposición Sanitaria de Excretas. Sistemas de letrinas y fosas sépticas c. ley general del ambiente. ARTICULO 1.-Del derecho y deber fundamental Toda persona tiene el derecho irrenunciable a vivir en un ambiente saludable, equilibrado y adecuado para el pleno desarrollo de la vida; y el deber de contribuir a una gestión ambiental y de proteger el ambiente, así como sus componentes asegurando particularmente la salud de las personas en forma individual y colectiva, la conservación de la diversidad biológica, el aprovechamiento sostenible de los recursos naturales y el desarrollo sostenible del país. 44 Tratamiento de aguas residuales - Carapongo ARTICULO 67.-Del saneamiento básico Las autoridades públicas a nivel nacional, sectorial, regional y local, priorizan medidas de saneamiento básico que incluyan la construcción y administración de infraestructura apropiada; la gestión y manejo adecuado del agua potable, las aguas pluviales, las aguas subterráneas, el sistema de alcantarillado público, el rehusó de aguas servidas, la disposición de excretas y los residuos sólidos, en las zonas urbanas y rurales promoviendo la universalidad, calidad y continuidad de los servicios de saneamiento, así como el establecimiento de tarifas adecuadas y consistentes con el costo de dichos servicios, su administración y mejoramiento. ARTICULO 74.-De la responsabilidad general Todo titular de operaciones es responsable por las emisiones efluentes, descargas y demás impactos negativos que se generan sobre el ambiente, la salud y los recursos naturales, como consecuencia de sus actividades. Es la responsabilidad incluye los riesgos y daños ambientales que se generan por acción u omisión. ARTICULO 120.-De la protección de la calidad de las aguas 120.1 El estado, a través de las entidades señaladas en la ley, está a cargo de la protección de la calidad del recursos Hídrico del país. 120.2 El estado promueve el tratamiento de las aguas residuales con fines de su reutilización, considerando como premisa la obtención de la calidad necesaria para su reuso, sin afectar la salud humana, el ambiente o las actividades en las que se reutilizan. ARTICULO 121.- Del vertimiento del agua residual. El estado emite sobre la base de la capacidad de carga de los cuerpos receptores, una autorización previa para el vertimiento de aguas residuales domesticas, industriales o de cualquier otra actividad desarrollada por personas naturales o jurídicas, siempre que dicho vertimiento no cause deterioro de la calidad de las aguas como cuerpo receptor, ni se afecte su reutilización para otros fines, de acuerdo a lo establecido en las normas legales vigentes. ARTICULO 122.- Del tratamiento de residuos líquidos 122.1 Corresponde a las entidades responsables de los servicios de saneamiento, la responsabilidad por el tratamiento de los residuos líquidos domésticos u las aguas pluviales. 122.2 El sector vivienda, construcción y saneamiento es responsable de la vigilancia y sanción por el incumplimiento de limite máximo permisible en los residuos domésticos, en coordinación con las autoridades sectoriales que ejercen funciones relacionadas con la descarga de efluentes en el sistema alcantarilladlo publico. 122.3 Las empresas o entidades que desarrollan actividades extractivas, productivas, de comercialización u otros que generen aguas residuales o servidas, son responsables de su tratamiento, a fin de reducir sus niveles de contaminación hasta niveles compatibles con los limites máximos permisibles (LMP) y otros estándares establecidos en instrumentos de gestión ambiental, de conformidad con lo establecido en las normas legales vigentes. 45 Tratamiento de aguas residuales - Carapongo 5 De las evaluaciones de los efluentes tratados Complementación del reglamento del título III del decreto ley N° 17752 ARTICULO 173° Las aguas terrestres o marítimas del país, solo podrían recibir residuos sólidos, líquidos o gaseosos previa aprobación de la autoridad sanitaria, siempre que sus características fisicoquímicas y bacteriológicas no superan las condiciones máximas establecida para dichas aguas. ARICULO 180° Los actuales vertimientos domésticos y de poblaciones, para continuar utilizando las aguas marítimas o terrestres, deberán ajustarse a las calificaciones establecidas para los tramos, de las aguas receptoras o zonas costeras. La autoridad sanitaria establecerá los plazos de acuerdo a la prioridad de uso y el volumen de las descargas. 6 De los limites máximos permisibles (LMP) a. ley general del ambiente ARTICULO 32° Del límite máximo permisible: 32.1. El límite máximo permisible (LMP), es la medida de la concentración o del grado de elementos, sustancias o parámetros físicos, químicos y biológicos, que caracterizan a un efluente o una emisión, que al ser excedida causa o puede causar daños a la salud; al bienestar humano y al ambiente. Su cumplimiento es exigible en particular a que se refiere, la concentración o grado podrá ser expresado en máximos, mínimos o rangos. 32.2. EL LMP guarda coherencia entre el nivel de protección ambiental establecen en los ECA. La implementación de estos instrumentos debe asegurar que no excede la capacidad de carga de los ecosistemas, de acuerdo con las normas sobre la materia. b. Resolución directoral RD N° 033-92-Digesa El vertimiento de cualquier naturaleza a los cursos de agua deberá ajustarse a los límites permisibles establecidos de acuerdo a la clasificación de las aguas según su uso. c. Reglamento de la ley general de aguas. Articulo 81. La calidad de los cuerpos de agua en general, respecto a sus usos, se clasifican en: I. Aguas de abastecimiento domestico con simple desinfección. II. Aguas de abastecimiento domestico con tratamiento equivalente a procesos combinados de mezcla y coagulación, sedimentación y coloración, aprobados por el ministerio de salud III. Aguas para riego de vegetales de consumo crudo y bebida de animales. IV. Aguas de zonas recreativas de contacto primario (baños y similares). V. Aguas de zonas de pesca de mariscos VI. Aguas de zonas de preservación de fauna acuática y pesca recreativa o comercial. 46