Diagnostico de Aguas Residuales

 

UNIVERSIDAD NACIONAL  SANTIAGO ANTÚNEZ DE MÁYOLO  “UNASAM” 

FACULTAD DE CIENCIAS DEL AMBIENTE  ESCUELA ESCU ELA ACAD ACADEMI EMICO CO PROFESI PROFESIONAL ONAL DE IINGEN NGENIERÍ IERÍA  A  SANITARIA 

ASIGNATURA

: GESTIÓ GESTIÓN N DE RESIDU RESIDUOS OS LIQUIDOS LIQUIDOS I

DOCENTE

: ING. GREGORIO SANTIAGO SAENZ POHL 

INTEGRANTES

: 

Patricio Pa tricio León León Jhonny Jhonny..



Rondoño Chávez Rocío.

HUARAZ – ANCASH PERÚ 2013

 

DIAGNÓSTICO DE LA CONTAMINACIÓN ORIGINADO POR LA DESCARGA DEL COLECTOR MALAMBO SOBRE LA CALIDAD DEL RIO SANTA Y PROPUESTA PROPUESTA DE TRATAMIENTO. TRATAMIENTO. I.

RESUMEN Uno de los problemas más grandes que ocasionan la contaminación del rio santa es la la desca descarga rga dire directa cta de llas as agua aguass residu residuales ales al cuerpo cuerpo receptor receptor.. L Laa descarga descarga del colector colector malambo es una de ella ellass la cual reúne todas las ag aguas uas residuale residualess de la zona urbana de ciudad caraz. En este trabajo de investigación se realizara el “Diagnóstico de

la

contaminación originado por la descarga del colector malambo sobre la calidad del rio santa santa y prop propuest uestas as de dism disminuc inución ión”. Pará el cual se ha planteado la construcción construc ción ddee una planta de trat tratamiento amiento de aguas aguas residuales residuales mediante tratamiento preliminar (cámara de rejas, medidor de caudal y desarenador), tratamiento primario (tanque imoff) y tratamiento secundario (filtro percolador) el cual se encontrara encontrara ubicad ubicadoo en el sector malam malambo bo también también se efectuara una cáma cámara ra ddee bo bomb mbeo eo,, trasv trasvas asee y líne líneaa ddee impu impulsi lsión ón ha hasta sta el rrese eserv rvor orio io de de almacenamiento almacena miento y posteriorm posteriormente ente a una laguna de maduración maduración con el propósito propósito de dismin disminuir uir los hu huevo evoss de helminto helmintoss el cua cuall estará estará ubicad ubicadoo en la parte parte alta alta de la comunidadd de Shingal. Con eell propósito comunida propósito de reutilizar reutilizar el el agua tratada para uso uso forestal fore stal y agríc agrícolas olas

 

II.

INTRODUCCIÓN En el presente presente trabajo defi definiremos niremos la alte alternativa rnativa de solución solución al problema problema que genera el vertimiento de aguas residuales del colector malambo teniendo en cuenta las normativas vigentes como son el reglamento nacional de edificaciones OS 090, las ECAS, ANA ANA y los parámetros de límites máximos permisibles. También detallaremos el sistema de tratamiento sus procesos y el área donde se proyectara dicha planta teniendo en cuenta el rehusó de esta agua para fines forestales y agrícolas los cuales están ubicados en la parte alta de shingal.

III.

REVISIÓN LITERARIA 3.1.LEY DE RECURSOS HÍDRICOS (LEY Nº 29338, 2009)

Esta Ley propicia propicia el cambio en el modo de pe pensar nsar y en las actitude actitudess sobre el valor, uso y gestión del agua por todos los sectores sociales y productivos, en especiall la agricultura, para que su aprovech especia aprovechamiento amiento sea eficien eficiente te y productivo, productivo, poniendo especial interés en minimizar los impactos en los ecosistema, como se puede apreciar apreciar en los sigu siguientes: ientes: Artículo Artículo 75º.- Protección Protección del agua, Artículo Artículo 76º.- Vigilanc Vigilancia ia y fiscalizac fiscalización ión ddel el agu aguaa y Artículo 79º.- Vertimie Vertimiento nto de agua residual. 3.2. DE LOS LÍMITES MÁXIM MÁXIMOS OS PERMISI PERMISIBLES BLES (LMP) Y ESTÁND ESTÁNDARES ARES DE CALIDAD DEL AGUA (ECA).

Los Estándares de Calidad Ambiental (ECA) se definen como la concentración de los parámetros físicos, químicos y biológicos en el agua en su condición de cuerpo receptor, que no representa riesgo significativo para la salud de las personass ni del ambiente. El ECA es oblig persona obligatorio atorio en el dise diseño ño de las normas legales, políticas públicas y en el diseño y aplicación de todos los instrumentos de gestión ambiental. ambiental. Es por ello qque ue el diseño de las PTAR debe conside considerar rar el ECA del cuerpo receptor.

 

Por su su par parte, te, llos os Lím Límites ites Máxim Máximos os Pe Permis rmisible ibless (LMP) (LMP) se ddefin efinen en como como la concentración de los parámetros físicos, químicos y biológicos que caracterizan un efluente, que al ser excedido causa o puede causar daños para la salud, bienestarr humano y al ambiente. Su cumplimie bienesta cumplimiento nto es exigible legalmente legalmente por las autoridades autorida des competentes. competentes. 1 3.3. DEL NIV NIVEL EL MÍNIMO D DE E TRATAM TRATAMIENTO IENTO::

Como complemento, la Norma Técnica OS.090 del Reglamento Nacional de edificaciones, norma el desarrollo de proyectos de tratamiento de aguas residuales, residua les, en su numeral 4.3.11 esta establece blece que en ning ningún ún caso se permitirá la descarga de aguas residuales sin tratamiento a un cuerpo receptor, aun cuando los estudios del cuerpo receptor indiquen que no es necesario el tratamiento. Señala que el tratamiento mínimo que deberán recibir las aguas residuales antes de su descarga deberá ser el tratamiento primario. Es decir, un nivel de tratamiento capaz de remover la materia orgánica sedimentable, entre los que se encuentra el tanque Imhoff, el tanque séptico, el tanque o laguna de sedimen sed imentac tación ión y las la laguna gunass en gene general, ral, aaunq unque ue estas estas últimas últimas se encuen encuentren tren dentro los procesos de tratamiento secundario, que es un objetivo adicional alcanzado mediante el tratamiento primario. 2 3.4. DEL N NIVEL IVEL LOCAL EN MATERI MATERIA AA AMBIENTAL: MBIENTAL:

Competencias ambientales de los gobiernos locales, según la Ley N 27972, Ley Orgánica de Municipalidades y asimismo, la Ley N 27783, Ley de bases de la descentralización. 3

3.5. AGUA AGUASS R RESIDUA ESIDUALES: LES: Es un tipo tipo de agua agua que que es está tá cont contam amin inad adaa co conn su sust stan anci cias as fe feca cale less y or orin ina, a, procedentes de desechos orgánicos humanos o animales. Su importancia es tal 1

2 3

FUENTE OMS. FUENTE RNE. OS 090 FUENTE MINISTERIO DEL AMBIENTE

 

que requiere sistemas de canalización, tratamiento y desalojo. Su tratamiento nulo o indebido genera genera graves pro problemas blemas de contamina contaminación. ción.

3.6. TRATAM TRATAMIENTO IENTO DE AGUA AGUASS RESIDUALE RESIDUALES: S: Todaa agua servida Tod servida o residu residual al de debe be ser ttrata ratada, da, tanto tanto para para proteg proteger er la salu saludd pública como par paraa preserv preservar ar el medio am ambiente. biente. An Antes tes de tratar tratar cualquier cualquier agua servida debemos conocer su composición. Esto es lo que se llama caracterización del agua. Permite conocer qué elementos físicos, químicos y biológicos biológic os están presentes y da la información necesaria necesaria para que los ingenieros ingenieros expertos en tratamiento de aguas puedan diseñar una planta apropiada al agua servida que se está produciendo. Una Planta de Tratamiento de Aguas Servidas debe tener como propósito eliminar elim inar toda contami contaminac nación ión quím química ica y bact bacterio eriológ lógica ica del agua agua que que pueda pueda ser ser nociva ppara nociva ara lo loss seres seres humanos humanos,, la flora flora y la fauna, fauna, de de manera manera qque ue el agua agua sea devuelta al medio am ambiente biente en con condicione dicioness adecuadas. adecuadas. El proceso, proceso, además, además, debe ser optimizado de manera que la planta no produzca olores ofensivos hacia la comunidad en la cual está inserta. Una planta de aguas servidas bien operada debe eliminar al menos un 90% de la materia orgánica y de los microorganismos patógenos presentes en ella.

3.7.ETAPAS DEL TRATAMIENTO DEL AGUA RESIDUAL. El proceso de tratamiento del agua residual se puede dividir en cuatro etapas: pre tratamiento, primaria, secundaria y terciaria.

a) Et Etap apaa pr prel elim imin inar ar Cumple dos funcion funciones: es: 1. Me Medir dir y reg regula ularr el cauda caudall de aagu guaa qu quee ingr ingresa esa a la plan planta ta 2. Extr Extraer aer llos os sól sólidos idos fflota lotantes ntes ggrand randes es y la are arena na (a veces veces,, también también la grasa). grasa).

 

Normalm Nor malment entee las plant plantas as es están tán ddiseñ iseñada adass para para tra tratar tar un un volumen volumen de agua agua constante, lo cual debe adaptarse a que el agua servida producida por una comunidad no es constante. Hay horas, generalmente durante el día, en las que el volumen de agua producida es mayor, por lo que deben instalarse sistemas de regulación de forma que el caudal que ingrese al sistema de tratamiento sea uniforme. Asimismo, para que el proceso pueda efectuarse normalmente, es necesario filtrar el agua para retirar de ella sólidos y grasas. Las estructuras encargadas de esta esta fun funci ción ón sson on las las re reji jill llas as,, tami tamicces es,, tr trit itur uraado dore ress a vece veces, s, de desg sgra rasa sado dore ress y Desarenadores. Desaren adores. En esta etapa también se puede realizar realizar la pre aireación, aireación, cuyas cuyas funciones funcion es son son:: Eliminar Eliminar los compue compuestos stos vo volátiles látiles presentes presentes en el agua agua servida, servida, que se caracterizan por ser malolientes, y Aumentar el contenido de oxígeno del agua, lo que ayuda a la disminución de la producción de malos olores en las etapas siguientes del proceso de tratamiento.

b) Et Etap apaa ppri rima mari riaa Tiene Tie ne como como ob objeti jetivo vo el elimin iminar ar los los sólidos sólidos en suspensi suspensión ón por medio medio ddee un proceso pro ceso de de sedimenta sedimentación ción si simple mple po porr grav graveda edadd o asistida asistida por coagul coagulante antess y floculantes. floculan tes. Así, para co completar mpletar es este te proceso se pu pueden eden agregar agregar compuestos compuestos químicos (sales de hierro, alum aluminio inio y polielectro polielectrolitos litos floculantes) floculantes) con el objeto de precipitar precipitar el fósforo, los sólidos sólidos en sus suspensión pensión muy finos o aquellos aquellos en estado esta do de col coloide oide.. Las estructuras estructuras encarga encargadas das de esta función son los estanque estanquess de sedimentación sedimentación primario prim arioss o clar clarific ificador adores es pprima rimarios rios.. Ha Habitu bitualme almente nte están están diseñ diseñados ados para suprimir supr imir aquell aquellas as partí partícula culass que Tien Tienen en tasa tasass de sedimenta sedimentación ción de 0,3 a 0,7 mm/s. Asimismo, Asimismo, el período de ret retención ención es norm normalmente almente corto, 1 a 2 h. Con estos parámetros, la profundidad del estanque fluctúa entre 2 a 5 m. En la mayoría mayoría de las pla plantas ntas existe existenn varios ssedimenta edimentadores dores primario primarioss y su forma puede ser circular, cuadrada o rectangular.

 

c) Et Etap apaa se secu cund ndar aria ia Tiene Tie ne como como objet objetivo ivo eli elimina minarr la mater materia ia orgá orgánica nica en disoluci disolución ón y en estado estado coloidal colo idal median mediante te un proc proceso eso de oxid oxidació aciónn de natural naturaleza eza biológ biológica ica seguido seguido de sedimentación. sedimen tación. Este pproceso roceso biológico es un proceso natural controlado controlado en el cual participan participan los Microo Microorganism rganismos os presen presentes tes en el agua residual, residual, y que se desarrollan en un reactor o cuba de aireación, más los que se desarrollan, en Menor Me nor me medid didaa eenn eell deca decant ntado adorr sec secun undar dario. io. Estos Estos mi micro croor orga ganis nismos mos,, principalmente principa lmente bacteria bacterias, s, se alimenta alimentann de los sólidos eenn suspensión suspensión y estado coloi coloidal dal pro produ ducie ciend ndoo en ssuu de degr grada adació ciónn anhídr anhídrido ido ca carb rbón ónico ico y agua agua,, originándose originá ndose una biomasa bacteria bacteriana na qu quee precipita precipita en el el decantador decantador secundar secundario. io. Así, el agua agua queda queda limpi limpiaa a cam cambio bio de producirse producirse uunos nos fangos para los que que hay que buscar un medio de eliminarlos.

d) Et Etap apaa te terc rcia iari riaa Tiene como objetivo suprimir algunos contaminantes específicos presentes en el agua agua res residua iduall tales tales como como los fosf fosfatos atos que pprov roviene ienenn del uso uso de deterge detergentes ntes domésticos e industriales y cuya descarga en cursos de agua favorece la eutrofización, eutrofiza ción, es decir, un desar desarrollo rollo incontro incontrolado lado y acelerado de la vegetación vegetación acuática que agota el oxígeno, y mata la fauna existente en la zona. No todas las plantas tienen esta etapa ya que dependerá de la composición del agua residual y el destino que se le dará.

3.8.  DIRECTRICES DIRECTRICES SANITARIAS PARA EL USO DE AGUAS RESIDUALES. Expertos de la OMS, establecieron unas directrices sobre el uso de las aguas residuales residua les en la agricultu agricultura, ra, en la lass que tie tienen nen en cuenta cuenta el contenido contenido de organismos patógenos y el destino específico del agua. Estas directr directrices ices se refieren a tres aplicaciones distintas distintas del riego, que son:

Categoría A: El riego de cultivos cuyas producciones puedan ser consumidas fr fresc esco; o; ri riego ego de de cam campo poss de depo deporte rtess o de par parque quess públic públicos os.. El gr grup upoo de riesg riesgoo

 

de infecciones infecciones está integrado por los tra trabajadores, bajadores, los consumidores consumidores de los cultivos, los deportistas y el público en general. Este es el caso en que las exigencias de calidad deben ser más restrictivas debido al alto riesgo que esta actividad supone.

Categoría B: riego de cereales, cultivos industriales, forrajeros, pastos y cultivos leñosos. En este caso se estima que el grupo de riesgo está integrado principalmente por los trabajadores que intervienen en las labores de desarrollo y recolección de los cultivos.

Categoría C: Riego de cereales, cultivos industriales, forrajeros, pastos y cultivos leñosos que se realice mediante riego localizado, de forma que la exposiciónn de los trabajador exposició trabajadores, es, o el público en general, no sea significativa.

IV.

MATERIALES 4.1. Herramientas para realizar el reconocimiento la zona de investigación: •

Machetes

•

Cámara fotográfica

4.2. Kit de Herramientas y Equipos para la toma de muestra, levantamiento topográfico: •

•

Cinta métrica (20m) GPS

•

Equipo topográfico

•

Wincha Win cha (3 (3m) m)

4.3. Materiales para toma de muestra y datos: •

Guantes

•

Guardapolvo

•

Mascarilla

•

Cooler

•

Botellass este Botella esterilizadas rilizadas (1 lt)

4.4. Medio transporte: •

Camioneta

datos y

 

V.

M ÉTO D O S

5.1.

Métodos An Análisis en ca campo

La medición de los parámetros en el colector se realizará por un periodo de cinco (05) campaña campañas. s. Se usará un equipo digita digitall multipará multiparámetrico, metrico, WTW multiline multiline P4, modelo F/SET-3 facilitado por el Laboratorio Laboratorio de Calidad Ambiental de la Facultad de Ciencias del Ambiente de la Universidad Nacional “Santiago Antúnez de Mayol May olo” o” – UNASAM, que registra los siguientes parámetros:

Parámetro Conductividad Eléctrica pH Temperatura

Método APHA 2510 B APHA 4500-H+B APHA 2550 B.

Turbiedad APHA 2130 B. Oxígeno Disuelto APHA 4500-0 G. FUENTE: Laboratorio de Calidad Ambiental UNASAM

5.2. 5.2.

Pro roce cedi dimi mieent ntoo pa para ra el af afor oroo de ca caud udal ales es

Para medir medir el ccaudal audal de las agu aguas as resid residuales uales en en la tubería tubería del emisor, emisor, se seguirá seguiránn los siguientes pasos: 1. Med Medir ir la ppen endie dient ntee lo longi ngitud tudina inall de llaa tu tube bería ría del emi emisor sor.. 2. Med Medir ir eell diám diámetr etroo inter interior ior de la tube tubería ría de dell emiso emisor. r. 3. Ca Calc lcul ular ar el ti tira rant ntee ddee agua agua en la tu tube berí ríaa del del emis emisor or,, ha haci cien endo do us usoo de de una una Wincha. 4. El coef coefici icien ente te de Mannin Manningg ser seráá iigu gual al a 00.0 .011 11,, porqu porquee llaa ttub uber ería ía es es de PVC. PVC. 5. Con los vvalor alores es pr previa eviament mentee ca calcula lculados dos en lo loss pasos pasos anter anteriore ioress se estim estimarán arán los caudales.

 

5.3.

Análisis en laboratorio

Se analizarán analizarán los siguientes parám parámetros etros en el Laborato Laboratorio rio de Calidad Ambiental Ambiental de la Facultad de Ciencias Ciencias del Ambiente de la

Universidad Nacional “Santiago

Antúne Ant únezz de Mayolo” Mayolo” – UNASAM

Parámetro Unidad de Medida Método Giardia La Lambia 1627 EPA;9711B 9711B APHA; 1623EPA Huevos de Helmintos Huevos/100 APHA; 1623 EPA 13 Fosfato mg/l PO4 Vanadatomolibdato Sólidos Sedimentables mg/l APHA 2540 F. Sólidos Totales mg/l APHA 2540 B. Sólidos Totales Disuelto mg/l APHA .2540 C N-Nitratos mg/lN03 Nitrospectral Demanda Bioquimica de Oxígeno mg/l DBO5 APHA AP HA 52 5210 10 B. Demanda Química de Oxígeno mg/l DQO Oxidación Acido cromosulfurico Coliformes Fecales o termotolerantes NMP/100 ml A P H A 9 221 C . FUENTE: Laboratorio de Calidad Ambiental UNASAM 5.4.

Numero de muestras. En el cuadro se muestra el número de muestras y

puntos de muestreo.

Parámetro

Numero de Muestras

ANALISIS DE CAMPO DESCARGA Giardia Lambia Huevos de Helmintos Fosfato Sólidos Sedimentables 6 muestreo Sólidos Totales po porr día día po porr 5 días Sólidos Totales Disuelto N-Nitratos Demanda Bioquímica de Oxígeno Demanda Química de Oxígeno

Puntos de Muestreo

Colector Malambo

FUENTE: Laboratorio de Calidad Ambiental UNASAM 2011.

 

5.5.

Tipo de muestra.

Las condici condiciones ones de muestreo de efluente efluentess o vertimientos vertimientos varían ampliamente ampliamente y muchas influencias como el clima o ubicación de la muestra podrían requerir modificaciones a la metodología de muestreo. Para el caso del colector Malambo las muestras tomadas serán de tipo compuesto, con muestras tomadas cada 2 horas durante la jorna jornada da de trabajo, este procedimien procedimiento to se sigue sigue por 5 campañas. campañas. Para el muestreo del agua superficial del río Santa en el punto de descarga, el muestreo será de tipo puntual. Los recipientes recipientes de las muestras ser serán án rotuladas rotuladas correctamente correctamente conteniendo conteniendo en las etiquetas las siguiente información: Procedencia, nombre de la fuente, punto de muestreo, fecha de muestreo, fecha de entrega, técnicas de preservación, responsable del muestreo y otros

datos relevantes como: aspectos climáticos

(estado del tiempo, temperatu temperatura), ra), flujo, medicione medicioness de parámetros parámetros de campo.

5.6. 5.6.

Mo Mode delo lo Mate Matemá máti ticco (Ev (Eval alua uaci ción ón del del iim mpa pact cto) o)

Para evaluar el impacto de la descarga del colector Malambo sobre la calidad del Agua en el río Santa, Santa, se usará el modelo ma matemático temático de Streeter y Phelps Phelps para predecir la dilución de los contaminantes a través de las ecuaciones de balance de masa y mezcla completa completa en el tramo de 100.0 m de distanci distanciaa aguas arriba y aguas abajo del punto de descarga del colector.

5.7.

Acciones ssoobre el tteerreno

5.7. 5.7.1. 1. Le Levan vanta tamie miento nto to topog pográf ráfic icoo Se usaran los siguientes documentos y equipos: Mapa cartográfico, GPS, equipo de estación total, prismas portátiles, wincha de 50.0m, Mapa cartográfico, una libreta de campo, equipos de radio, chalecos reflectivos.

 

5.7. 5.7.2. 2. Est Estudi udioo de sue suelo los. s. Se usaran los siguien siguientes tes documen documentos tos y equipos: Ma Mapa pa cartográ cartográfico, fico, GPS, picota, picota, lampas pequeñas y grandes para excavación, bolsas para toma de muestras de calicata, una wincha de 3.0m, yeso en polvo para marcado de suelo, estacas de fierro de 30.0cm, bolígrafo y marcado de tinta indeleble.

5. 5.8. 8.

Alte Al tern rnat ativ ivaa de trat tratam amie ient ntoo en el se sect ctor or Ma Mala lamb mbo: o:

Para el presente presente eestudio, studio, la alterna alternativa tiva de tra tratamiento tamiento a optarse optarse es la de Una planta planta de Tratamiento Tratamiento por tanqu tanquee imoff y filtro per percolador colador será seleccionada seleccionada de de acuerdo acuerdo a las caracte características rísticas del agua residua residual,l, al ccaudal audal y a la disponibili disponibilidad dad del del terreno terreno y recursos financieros

5.9. 5.9.

Al Alte tern rnat atiiva vass ddee reus reusóó de dell aagu guaa tra trata tada da en el sect sector or Sh Shin inga gall

Por la escasez de agua en la Cordillera negra, el agua residual previamente tratada en la planta de tratami tratamiento ento propues propuesta ta y, será usada en agricultura, para riego riego de tallo alto y riego de sembríos sembríos de plantones forestales forestales en el sector Shingal; Shingal; para ello se evaluaran las guías recomendadas por la Organización Mundial de la Salud (OMS) para para

reú reúso so de aagu guaa tr trata atada da;; y se se pr propo opond ndrá rá la la estr estruc uctur turaa ne nece cesar saria ia ppara ara la

conducción del agua residual hasta el sector Shingal.

 

VI.

RESULTADOS

DATOS DE LABORATORIO Y CAMPO

 

RESUMEN DE REPORTE DE LOS ANALISIS DE LABORATORIO (DESCARGA) CODIGO LABORATORIO

AP AP05 AP06 FQ FQ20 FQ26 FQ27 FQ28 NU NU04 CB CB01 CB02

CM CM05

DESCRIPCION PARAMETROS

UNIDAD DE MEDIDA

METODO

LIMITE DE DETECCION

MARTES

LUNES

FECHA MIERCOLES

SABADO

04-12- 2007

10-12-2007

19-12-2007

29-12-2008

SABADO

12/01/2008

ANALISIS PARASITOLOGICO GIARDIA LAMBIA HUEVO DE HELMINTOS

1627 EPA 9711B 1628 EPA 9711B

97115 APHA 1623 97115 APHA 1623

Ausencia Ausencia

AUSENCIA 40

AUSENCIA 5

AUSENCIA 30

20 AUSENCIA

AUSENCIA 80

mg/l PO13 mg/l mg/l mg/l

Vanadatomolibdato Part 2540 F Part 2540 B Part 2540 C

0,5 1 1 1

7 3 301 212

9,4 2 294 214

11,1 1 360 229

9,9 3 439 240

9,7 1 310 91

mg/l NO-3

Nitrospe ctral

0,2

0,3

1,6