JOSE MOISES SERVELLON, JUAN CARLOS GONZALES INGENIERIA SANITARIA TRABAJO DE INVESTIGACION PLANTA DE TRATAMIENTO DE SANTA ANA NORTE(GRUPO N°6)

UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR FACULTAD MULTIDISCIPLIRIA DE OCCIDENTE

CATEDRA:

INGENIERIA SANITARIA

  TEM TEMA: A: IN INVE VEST STIG IGAC ACIO ION N DE DEL L ME MEJO JORA RAMI MIEN ENTO TO DE PLAN PL ANTA TA DE TRA TR ATA TAMI MIEN ENTO TO DE LA LAS S AG AGU UAS RESIDUALES DE SANTA ANA NORTE(GRUPO N°6) AVANCE FINAL. DOCENTE: ING.MAX ADALBERTO HERNADEZ ALUMNOS: 

GONZALES CERRITOS, JUAN CARLOS



SERVELLON MARTINEZ, JOSE MOISES

FECHA DE ENTREGA:LUNES 21 DE NOVIEMBRE DE

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INDICE Contenido Pág. 1.

INTRODUCCION--------------------INTRODUCCION-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------I

2.

INDICE-----------------------------------INDICE-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------1

3.

MARCO TEORICO----------------------------TEORICO-------------------------------------------------------------------------------------------------------------3-6

•

DEFINICIÓN

DE

AGUA

RESIDUA--------------------------------------------------------------3 •

CONTAMINANTES

DEL

 AGUA------------------------------------------------------------------3 •

CAUSAS

DE

LA

CONTAMINACIÓN

DEL

 AGUA------------------------------------------4  AGUA-----------------------------------------4 - 5 •

EFECTOS

DE

LA

CONTAMINACIÓN

DEL

 AGUA--------------------------------------------5 •

TRATAMIENTO

DE

AGUAS

RESIDUALES----------------------------------------------------6 4.

ANTECEDENTES--------------ANTECEDENTES-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------6-15

5. ETAPAS DEL TRATAMIENTO DE AGUAS

RESIDUALES-------------------------16-18

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INDICE Contenido Pág. 1.

INTRODUCCION--------------------INTRODUCCION-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------I

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INDICE-----------------------------------INDICE-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------1

3.

MARCO TEORICO----------------------------TEORICO-------------------------------------------------------------------------------------------------------------3-6

•

DEFINICIÓN

DE

AGUA

RESIDUA--------------------------------------------------------------3 •

CONTAMINANTES

DEL

 AGUA------------------------------------------------------------------3 •

CAUSAS

DE

LA

CONTAMINACIÓN

DEL

 AGUA------------------------------------------4  AGUA-----------------------------------------4 - 5 •

EFECTOS

DE

LA

CONTAMINACIÓN

DEL

 AGUA--------------------------------------------5 •

TRATAMIENTO

DE

AGUAS

RESIDUALES----------------------------------------------------6 4.

ANTECEDENTES--------------ANTECEDENTES-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------6-15

5. ETAPAS DEL TRATAMIENTO DE AGUAS

RESIDUALES-------------------------16-18

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PRE TRATAMIENTO---------------------------------------------------------------------------16

•

DECANTACIÓN PRIMARIA--------------------------------------------------------------------16

•

PROCESO

CO N

FLUJO

 ASCENDENTE-------------------------------------------------------16 •

DEPURACIÓN BIOLÓGICA---------------------------------------------------------------------17

•

OPERACIONES COMPLEMENTARIAS-------------------------------------------------------18 

AIREACIÓN------------------AIREACIÓN-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

------18

6.

IDENTIFICACION

DE

ACTIVIDADES

DEL

PROYECTO------------------------20-21 7.

EFECTO EFECTOS S

PRODUC PRODUCTO TO

DE

LAS

ACTIVI ACTIVIDAD DADES ES

DEL

PROYECTO------------22-42 8.

PROPUESTAS

DE

SOLUCION-----------------------------SOLUCION--------------------------------------------------------------------------------43 -------43 9.

CONCLUSIONES--------------------CONCLUSIONES-----------------------------------------------------------------------------------------------------------44-45

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RECOMENDACIONES ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------4 ---------------------46 6

11.

ANEXOS ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------47

12.

BIBLIOGRAFIA-----------------------BIBLIOGRAFIA----------------------------------------------------------------------------------------------------------------50

INTRODUCCIÓN.

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El agua es uno de los recursos naturales más fundamentales, y junto con el aire, la tierra y la energía constituye constituye los cuatro recursos básicos en que se apoya el desarrollo. La importancia de la calidad del agua ha tenido un lento desarrollo. Hasta finales del siglo XIX no se reconoció el agua como origen de numerosas enfermedades infecciosas. Hoy en día, la importancia tanto de la cantidad como de la calidad del agua está fuera de toda duda. El agua es uno de los compuestos más abundantes de la naturaleza y cubre aproximadamente las tres cuartas partes de la superficie de la tierra. El caso del agua es uno de los ejemplos más claros: un mayor suministro de agua significa una mayor carga de aguas residuales. Si se entiende por desarrollo soste sosteni nibl ble e aque aquell que que perm permitita a comp compat atib ibililiz izar ar el uso uso de los los recur recursos sos con con la conservación de los ecosistemas. Hay que considerar también que el hombre influye sobre el ciclo del agua de dos formas distintas, bien directamente mediante extracción de las mismas y posterior  vertido de aguas contaminadas como se ha dicho, o bien indirectamente alterando la vegetación y la calidad de las aguas. Nuestro mundo por muchos años ha sido descuidado y maltratado por nosotros los seres humanos. El presente trabajado trata del proceso de tratamientos de aguas residuales de la planta de Santa Ana norte, para resolver el problema que existe hoy en día con el agua que como dijimos anteriormente es un recurso que aunque nuestro planeta está formado en su mayoría por esta solo un pequeño % es la que podem podemos os util utiliz izar ar y la estam estamos os dest destruy ruyend endo o poco poco a poco poco debi debido do tamb tambié ién n al aumento de la población y descuido de los hombre.

MARCO TEORICO

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DEFINICIÓN DE AGUA RESIDUAL

Se denomina aguas servidas a aquellas que resultan del uso doméstico o industrial del agua. Se les llama también aguas residuales, aguas negras o aguas cloacales. Son residuales pues, habiendo sido usada el agua, constituyen un residuo, algo que no sirve para el usuario directo; son negras por el color que habitualmente tienen. Algunos autores hacen una diferencia entre aguas servidas y aguas residuales en el sentido que las primeras solo provendrían del uso doméstico y las segundas corresponderían a la mezcla de aguas domésticas e industriales.

•

CONTAMINANTES DEL AGUA

Debe considerarse el agua contaminada cuando una substancia o condición altere su composición o estado, de tal modo que ya no reúna las condiciones a la que se les hubiera destinado en su estado normal. Existen diferentes agentes que pueden producir la contaminación del agua, entre los que se pueden mencionar: •

Agentes patógenos: Bacterias, virus, protozoarios, parásitos que entran a las aguas provenientes de desechos orgánicos.

•

Desechos que requieren oxígeno: Los desechos orgánicos pueden ser  descompuestos por bacterias que usan oxígeno para biodegradables. Si hay poblaciones grandes de estas bacterias, pueden agotar el oxígeno del agua, matando así las formas de vida acuáticas.

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Sustancias químicas inorgánicas: Ácidos, compuestos de metales tóxicos (Mercurio, Plomo), envenenan el agua.

•

Sustancias

químicas

orgánicas:

Petróleo,

plásticos,

plaguicidas,

detergentes que amenazan la vida. •

Sedimentos o materia suspendida: Partículas insolubles de suelo que enturbian el agua, y que son la mayor fuente de contaminación.

•

Sustancias radiactivas: estas pueden causar defectos congénitos y cáncer.

•

Calor: Ingresos de agua caliente que disminuyen el contenido de oxígeno y hace a los organismos acuáticos muy vulnerables.

•

CAUSAS DE LA CONTAMINACIÓN DEL AGUA

1. Aguas residuales urbanas (aguas negras), las cuales contienen los residuos colectivos de la vida diaria. 2. Aguas de origen industrial (petroquímicas, de carbón y otras). 3. Contaminación de origen agrícola (plaguicidas y abonos de estiércol). 4. Los detergentes. Estos son desechados con las aguas residuales, tanto domésticas como industriales. 5. Los plaguicidas. Contaminan los ríos y el mar al ser arrastrados o lavados de los campos de cultivo por la acción de las lluvias. 6. Petróleo. Averías de buques petroleros, derrames de yacimientos submarinos, la extracción del producto frente a las costas.

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7. Organismos vivos (virus, bacterias, protozoarios) que provienen de las aguas del alcantarillado (aguas negras o residuales). 8. Sustancias químicas (nitratos, mercurio, cianuro, el plomo arrastrado de la tierra por las aguas pluviales, plaguicidas y otros). 9. Elementos nutritivos (los fosfatos procedentes de los detergentes y los desechos humanos que se encuentran en las aguas negras).



EFECTOS DE LA CONTAMINACIÓN DEL AGUA

1. Enfermedades infecciosas, causadas por las aguas negras. 2. Enfermedades ocasionadas por la presencia en el agua de tóxicos químicos. 3. Enfermedades cuando el agente infeccioso se encuentra en el seno de otros organismos que viven en el agua (larvas de mosquitos, bilarzia). 4. Muerte de la vida acuática. 5. Se contaminan los alimentos. 6. Las algas crecen en exceso (causado por las aguas negras). 7. Enfermedades que engloban trastornos nerviosos, digestivos y renales (causado por el plomo).

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TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

•



 ANTECEDENTES CONTAMINACIÓN DEL AGUA.

Stoker (1981), Establece la desviación de un estado normal. Cualquier sustancia que impida el uso normal del agua debe considerarse como un contaminante de la misma. Según Orozco (1985) la contaminación del agua, es el resultado de la descarga incontrolada de aguas residuales sanitarias sobre las corrientes o masas de agua. Esta contaminación o degradación tiene mayor o menor intensidad, dependiendo de la abundancia y concentración orgánica del agua residual, del caudal y contenido de oxígeno disuelto en la corriente receptora. 

ORIGEN AGUAS RESIDUALES 

Para Sáenz (1985), las aguas residuales domesticas se originan principalmente en las habitaciones, instalaciones sanitarias, lavado de utensilios domésticos, grifos de baño, lavado de ropa y otros usos domiciliarios. El volumen generado está en función del nivel de educación y de las costumbres de los habitantes de las ciudades. Las aguas residuales domesticas son el producto de viviendas que poseen un sistema de abastecimiento de aguas interconectadas a una red de alcantarillado en la que se vierte todas las aguas servidas de la vivienda como ser; baño; cocina, etc.

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RAZONES PARA SU TRATAMIENTO 

Netto y Hess (1970) señala la necesidad del tratamiento de las aguas servidas como un consecuencia de la civilización y el progreso caracterizado por el aumento de la densidad demográfica y la expansión industrial, que obliga a ciertas medidas sanitarias, entre estas, un control de la contaminación. Las razones que  justifican el tratamiento de las aguas residuales pueden ser resumidas en cuatro: 1. Razones higiénicas (causa relacionada a la salud pública). 2. Razones económicas (áreas despreciadas por estar contaminadas) 3. Razones estéticas de confort (desprendimiento de gases a la atmósfera) 4. Razones legales (derechos propietarios marginales). El tratamiento de aguas residuales consiste en una serie de procesos físicos, químicos y biológicos que tienen

como

fin

eliminar

los

contaminantes físicos, químicos y biológicos presentes en el agua efluente del uso humano. El objetivo del tratamiento es producir agua limpia (o efluente tratado) o reutilizable en el ambiente y un residuo sólido o fango (también llamado biosólido o lodo) convenientes para su disposición o reuso. Es muy común llamarlo depuración de aguas residuales para distinguirlo del tratamiento de aguas potables.

Antes de hablar de los tratamiento de las aguas residuales debemos conocer un poco de los tipos de aguas residuales que existen, los tipos de contaminantes, la clasificación de los contaminantes, la contaminantes habituales en las aguas residuales, las consecuencias que acarrean los vertidos, los métodos analíticos

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para el control de la calidad del agua para poder así familiarizarnos con los diferentes tratamientos:

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TIPOS DE AGUAS RESIDUALES: La clasificación se hace con respecto a su origen, ya que este origen es el

que va a determinar su composición.



 AGUAS RESIDUALES URBANAS: Son los vertidos que se generan en los núcleos de población urbana como

consecuencia de las actividades propias de éstos. Los aportes que generan esta agua son: 

Aguas negras o fecales



Aguas de lavado doméstico



Aguas provenientes del sistema de drenaje de calles y avenidas



Aguas de lluvia y lixiviados

Las aguas residuales urbanas presentan una cierta homogeneidad cuanto a composición y carga contaminante, ya que sus aportes van a ser siempre los mismos. Pero esta homogeneidad tiene unos márgenes muy amplios, ya que las características de cada vertido urbano van a depender del núcleo de población en el que se genere, influyendo parámetros tales como el número de habitantes, la existencia de industrias dentro del núcleo, tipo de industria, etc.

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 AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALES:

Son aquellas que proceden de cualquier actividad o negocio en cuyo proceso de producción, transformación o manipulación se utilice el agua. Son enormemente variables en cuanto a caudal y composición, difiriendo las características de los vertidos, no sólo de una industria a otro, sino también dentro de un mismo tipo de industria. A veces, las industrias no emite vertidos de forma continua, si no únicamente en determinadas horas del día o incluso únicamente en determinadas épocas de año, dependiendo del tipo de producción y del proceso industrial. También son habituales las variaciones de caudal y carga a lo largo del día. Estas son más contaminadas que las aguas residuales urbanas, además, con una contaminación mucho más difícil de eliminar. Su alta carga unida a la enorme variabilidad que presentan, hace que el tratamiento de las aguas residuales industriales sea complicado, siendo preciso un estudio específico para cada caso.



TIPOS DE CONTAMINANTES: Actualmente, la contaminación de los cauces naturales tiene su origen en

tres fuentes: 

Vertidos urbanos



Vertidos industriales



Contaminación difusa (lluvias, lixiviados, etc.)

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

CLASIFICACIÓN DE LOS CONTAMINANTES: Las sustancias contaminantes que pueden aparecer en un agua residual

son muchas y diversas.



CONTAMINANTES ORGÁNICOS: Son

compuestos

cuya

estructura

química

está

compuesta

fundamentalmente por carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno. Son los contaminantes mayoritarios en vertidos urbanos y vertidos generados en la industria agroalimentaria.

Los compuestos orgánicos que pueden aparecer en las aguas residuales son:

a) PROTEÍNAS: Proceden fundamentalmente de excretas humanas o de

desechos de productos alimentarios. Son biodegradables, bastante inestables y responsables de malos olores.  b) CARBOHIDRATOS: Incluimos en este grupo azúcares, almidones y

fibras celulósicas. Proceden, al igual que las proteínas, de excretas y desperdicios. c)   ACEITES Y GRASAS: altamente estables, inmiscibles con el agua,

proceden de desperdicios alimentarios en su mayoría, a excepción de los aceites minerales que proceden de otras actividades. d) OTROS: Incluiremos varios tipos de compuestos, como los tensioactivos,

fenoles, organoclorados y organofosforados, etc. Su origen es muy variable y presentan elevada toxicidad.

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CONTAMINANTES INORGÁNICOS:

Son de origen mineral y de naturaleza variada: sales, óxidos, ácidos y bases inorgánicas, metales, etc. Aparecen en cualquier tipo de agua residual, aunque son más abundantes en los vertidos generados por la industrial Los componentes inorgánicos de las aguas residuales estarán en función del material contaminante así como de la propia naturaleza de la fuente contaminante.

•



CONTAMINANTES HABITUALES EN LAS AGUAS RESIDUALES:

 ARENAS:

Entendemos como tales, a una serie de particular de tamaño apreciable y que en su mayoría son de naturaleza mineral, aunque pueden llevar adherida materia orgánica. Las arenas enturbian las masas de agua cuando están en movimiento, o bien forman depósitos de lodos si encuentran condiciones adecuadas para sedimentar.



GRASAS Y ACEITES:

Son todas aquellas sustancias de naturaleza lipídica, que al ser inmiscibles con el agua, van a permanecer en la superficie dando lugar a la aparición de natas y espumas. Estas natas y espumas entorpecen cualquier tipo de tratamiento físico o químico, por lo que deben eliminarse en los primeros pasos del tratamiento de un agua residual.

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RESIDUOS CON REQUERIMIENTO DE OXÍGENO:

Son compuestos tanto orgánicos como inorgánicos que sufren fácilmente y de forma natural procesos de oxidación, que se van a llevar a cabo un consumo de oxígenos del medio. Estas oxidaciones van a realizarse bien por vía química o bien por vía biológica.



NITRÓGENO Y FÓSFORO:

Tienen un papel fundamental en el deterioro de las masas acuáticas. Su presencia en las aguas residuales es debida a los detergentes y fertilizantes, principalmente. El nitrógeno orgánico también es aportado a las aguas residuales a través de las excretas humanas.

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 AGENTES PATÓGENOS:

Son organismos que pueden ir en mayor o menor cantidad en las aguas residuales y que son capaces de producir o transmitir enfermedades.



OTROS CONTAMINANTES ESPECÍFICOS:

Incluimos sustancias de naturaleza muy diversa que provienen de aportes muy concretos: metales pesados, fenoles, petróleo, pesticidas, etc.



DAÑO A LA SALUD PÚBLICA:

Los vertidos de efluentes residuales a cauces públicos, pueden fomentar la propagación de virus y bacterias patógenos para el hombre.

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EUTROFIZACIÓN:

Un aporte elevado de nitrógeno y fósforo en los sistemas acuáticos propicia un desarrollo masivo de los consumidores primarios de estos nutrientes; zoo y fitoplancton y plantas superiores. Estas poblaciones acaban

superando la

capacidad del ecosistema acuático, pudiendo llegar a desaparecer la masa de agua.



OTROS EFECTOS:

Pueden ser muy variados y van a ser consecuencia de contaminantes muy específica, como valores de PH por encima o por debajo de los límites tolerables, presencia de tóxicos que afecta directamente a los seres vivos, etc.

•

MÉTODOS ANALÍTICOS PARA EL CONTROL DE LA CALIDAD DEL AGUA:



COLOR, OLOR Y SABOR:

La coloración de un agua puede clasificarse en verdadera o real cuando se debe sólo a las sustancias que tiene en solución, y aparente cuando su color es debido a las sustancias que tiene en suspensión. Los colores real y aparente son casi idénticos en el agua clara y en aguas de escasa turbidez. La coloración de un agua se compara con la de soluciones de referencia de platino-cobalto en tubos colorimétricos, o bien con discos de vidrio coloreados calibrados según los patrones mencionados.

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El olor puede ser definido como el conjunto de sensaciones percibidas por el olfato al captar ciertas sustancias volátiles. El procedimiento normalmente utilizado es el de ir diluyendo el agua e examinar hasta que o presente ningún olor perceptible. El resultado se da como un número que expresa el límite de percepción del olor, y corresponde a la dilución que da olor perceptible. Debido al carácter subjetivo de la medida, es recomendable que la medida la realicen al menos dos personas distintas, comparando la percepción con la de un agua desodorizada. Debe evitarse, como es lógico, en todo lo posible, la presencia de otros olores en el ambiente. Por

último, la evaluación del sabor, se realiza por degustación del agua a

examinar, comenzando por grandes diluciones, que se van disminuyendo hasta la aparición del sabor. Este ensayo no se realiza más que en aguas potables.



TURBIDEZ:

La turbidez de un agua se debe a la presencia de materias en suspensión. Finamente divididas; arcillas, limos, partículas de sílice, materias inorgánicas... La determinación de la turbidez tiene un gran interés como parámetro de control en aguas contaminadas y residuales. Se puede evaluar en el campo o en el laboratorio.



MATERIA SÓLIDA:

La materia sólida presente en un agua suele agruparse en tres categorías; materias decantadles, materias en suspensión y residuos. La materia decantadle se determina dejando en reposo un litro de agua en un cono o probeta graduada. El resultado se expresa como mililitros de materia decantada por litro de agua. La determinación de las materias en suspensión en el agua puede realizarse por  filtración o por centrifugación. La filtración se realiza a vacío sobre un filtro. El filtro

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con el residuo es nuevamente secado y pesado. La diferencia entre este peso y el que teníamos antes del filtro solo, proporciona el valor de los sólidos.

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PH:

Las medidas de PH se realizan con un electrodo de vidrio, el cual genera un potencial que varía linealmente con el PH de la solución en la que está inmerso. El electrodo consiste en una célula con un potencial controlado por la actividad del protón a cada lado de una membrana de vidrio muy fina. Este método se utiliza si se quiere obtener medidas muy precisas y puede aplicarse a cualquier caso particular.



DUREZA:

También llamada grado hidrotimétrico, la dureza corresponde a la suma de las concentraciones de cationes metálicos excepto los metales alcalinos y el ion hidrógeno En la mayoría de los casos se debe principalmente a la presencia de iones calcio y magnesio, y algunas veces también se unen hierro, aluminio, manganeso y estroncio.



 ACIDEZ Y ALCALINIDAD:

La acidez de un agua corresponde a la presencia de anhídrido carbónico libre, ácidos minerales y sales de ácidos fuertes y bases débiles. La alcalinidad de un agua corresponde a la presencia de los bicarbonatos, carbonatos de hidróxidos. La depuración de las aguas residuales es un proceso que persigue eliminar en la mayor cantidad posible la contaminación que lleva un vertido antes de que éste

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incida sobre un cauce receptor, de forma que los niveles de contaminación que queden en el efluente ya tratado puedan ser asimilados de forma natural.

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ETAPAS DEL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES Las etapas por las que pasan las aguas negras para su tratamiento son las siguientes, en una estación depuradora tradicional: 1. PRE TRATAMIENTO: Esta etapa no afecta a La materia orgánica contenida en el agua residual. Se pretende con el pre tratamiento La eliminación de materias gruesas, cuerpos gruesos y arenosos cuya presencia en el efluente perturbaría el tratamiento total y el funcionamiento eficiente de las maquinas, equipos e instalaciones de La estación depuradora. En el pre tratamiento se efectúa un desbaste para La eliminación de las sustancias de tamaño excesivo y un tamizado para eliminar las partículas en suspensión. Un desarenado, para eliminar las arenas y sustancias sólidas densas en suspensión y un desengrasado para eliminar los aceites presentes en el agua residual así como elementos flotantes.

2. DECANTACIÓN PRIMARIA. Trata este proceso de retener las partículas disueltas o en suspensión en las aguas residuales que no han podido retenerse por razón de su finura o densidad en el pre tratamiento. Se consigue La decantación, llamada primaria, dejando sedimentar estas partículas en decantadores diseñados para tal efecto.

3. PROCESO CON FLUJO ASCENDENTE.

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Tras este proceso hay sustancias que todavía podrían permanecer de forma estable en el agua por tiempo indefinido y por ello se lleva a cabo un proceso químico para convertir estas sustancias químicas en sedimentables. Se añade al agua residual un coagulante que hace que las partículas disueltas se agreguen unas a otras formando masas de dimensiones mayores, flóculos, que puedan separarse ya por sedimentación.

4. DEPURACIÓN BIOLÓGICA. La eliminación de La materia orgánica que permanece en el agua y cuya separación por procesos fisicoquímicos ha sido imposible, puede efectuarse mediante un proceso biológico. Este proceso biológico dentro de La depuración tiene como objeto la eliminación, estabilización o transformación de La materia orgánica presente en las aguas. Esto se logra mediante la actuación de microorganismos, bien realizando una acción metabólica transformando La materia orgánica en materia viva, o bien realizando una acción físico-química de coagulación, decantación y arrastre de bacterias. En el proceso biológico se pone en contacto a microorganismos con La materia orgánica que trae el agua, procediendo los microseres al consumo de dicha materia orgánica. La depuración biológica se realiza en un reactor donde el microorganismo transforma el agua contaminada en agua depurada, productos volátiles y materia viva. El agua residual se puede hacer pasar a través del lecho con flujo ascendente o descendente. En el primero, después de pasar el agua residual por el tratamiento primario, accede acede al reactor donde se va a hacer La depuración biológica dejándose caer el agua en forma de lluvia para que se distribuya de La forma más uniforme posible sobre una masa de material granular, de gran superficie específica, en La

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que se encuentran los microorganismos depuradores albergados. El agua ya tratada biológicamente sale por La parte inferior del decantador.

OPERACIONES COMPLEMENTARIAS.  AIREACIÓN: Es preciso que haya una circulación de aire que garantice las condiciones aeróbicas en el proceso. Puede haber una aireación de tiro natural en La que el aire fluye de abajo a arriba por diferencia de las temperaturas aportando a La masa de lecho el oxígeno suficiente para mantener La microflora en un ambiente aeróbico. Diferencias de 6ºC producen corrientes de 18m3/m2h. , La cual se considera suficiente para mantener estas condiciones. Si no se puede conseguir este flujo de forma natural habrá que forzarlo artificialmente al menos a esta cantidad.

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IDENTIFICACION DE ACTIVIDADES DEL PROYECTO Tratamiento primario.

Tratamiento biológico.

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Espesamiento por gravedad.

Espesamiento por flotación.

Digestión

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Deshidratación de lodos

EFECTOS PRODUCTO DE LAS ACTIVIDADES DEL PROYECTO

Los objetivos de una depuradora son: •

Eliminación de residuos, aceites, grasas, flotantes, arenas, etc. y evacuación a punto de destino final adecuado.

•

Eliminación de materias decantadles orgánicos o inorgánicos

•

Eliminación de la materia orgánica

•

Eliminación de compuestos amoniacales y que contengan fósforo (en aquellas que viertan a zonas sensibles)

Transformar los residuos retenidos en fangos estables y que éstos sean correctamente dispuestos. •

Sólidos en suspensión o materias en suspensión: Corresponden a las materias sólidas de tamaño superior a 1 µm independientemente de que su naturaleza sea orgánica o inorgánica. Gran parte de estos sólidos son atraidos por la gravedad terrestre en periodos cortos de tiempo por lo que son facilmente separables del agua residual cuando ésta se mantiene en estanques que tengan elevado tiempo de retención del agua residual.

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D.B.O.5 (Demanda biológica o bioquímica del oxígeno): Mide la cantidad de oxígeno que necesitan los microorganismos del agua para estabilizar ese agua residual en un periodo normalizado de 5 días. Cuanto más alto es el valor peor calidad tiene el agua.

•

D.Q.O. (Demanda Química de Oxígeno): Es el oxígeno equivalente necesario para estabilizar la contaminación que tiene el agua, pero para ello se emplean oxidantes químico enérgicos.

•

Nitrógeno. Las formas predominantes de nitrógeno en el agua residual son las amoniacales (amonio-amoniaco), nitrógeno orgánico, nitratos y nitritos.

•

Fósforo: bien como fósforo total, bien como ortofosfato disuelto.

TRATAMIENTO PRIMARIO

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En el tratamiento primario se pretende eliminar la materia en suspensión sedimentable, para lo cual se emplean decantadores donde sedimenta, por acción de la gravedad, una buena parte de la contaminación. Si este proceso lo potenciamos con reactivos hablamos de tratamiento fisico-químico. Habitualmente éste tratamiento fisico-químico se divide en dos etapas: en la primera, se produce la coagulación del agua en los tanques de mezcla rápida y en la segunada se produce la floculación en los tanques del mismo nombre. Los tanques de mezcla están provistos de electroagitadores para conseguir la mezcla del agua a depurar con los reactivos dosificados. En los tanques de floculación, hay también electroagitadores, pero éstos giran mucho más lento para conseguir que los microflóculos se encuentren y se agreguen sin romperse. Una vez conseguida la floculación mejora la sedimentación ya que parte de los sólidos coloidales y disueltos pasan a ser sólidos en suspensión sedimentables. Cada decantador circular posee un vertedero perimetral, con deflector para retener  flotantes y un puente radial de accionamiento periférico, que recoge y conduce los fangos sedimentados hacia una arqueta de donde se realizan las purgas de los mismos. Del mismo modo, los flotantes son arrastrados hacia una pequeña tolva donde pasan a otra arqueta para ser evacuados por medio de bombas sumergibles.

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TRATAMIENTO BIOLOGICO

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El tratamiento biológico persigue la transformación de la materia orgánica disuelta en sólidos sedimentables que se retiran facilmente del proceso. Adicionalmente se consigue el atrapamiento de sólidos coloidales y en suspensión. Si bien todos los tratamientos biológicos consiguen disminuir la D.B.O.5 , sólamente se consigue eliminar nitrógeno y fósforo si se diseña el proceso para ello. El tratamiento biológico se realiza en varios reactores biológicos. Éstos pueden presentar apariencias muy diversas (circulares, rectangulares, canales...). Para conseguir que entre oxígeno para los microorganismos, y producir la necesaria agitación suele haber electroagitadores superficiales o inyección de aire que sale

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por domos cerámicos, como en este caso, estos domos están instalados en el fondo y aportan el aire en forma de burbujas. El aire es captado de la atmósfera por varias soplantes de gran potencia. La decantación secundaria o clarificación final, se realiza en varios decantadores generalmente circulares dotados de rasquetas que van suspendidas de un puente radial, arrastrando el fango hacia la zona central del decantador, desde donde dicho fango es recirculado mediante bombas sumergibles o tornillos de Arquímedes a la entrada del tratamiento biológico. Con esta recirculación se consigue concentrar los microorganismos hasta valores muy altos. Para mantener  controlado el proceso hay que sacar continuamente fango. Las purgas de fangos en exceso se pueden realizar desde el reactor biológico o desde la recirculación, esta última estará más concentrada.

ESPESAMIENTO POR GRAVEDAD

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El espesamiento de los fangos por gravedad se realiza previo paso por  unos tamices, en cubas circulares dotadas de sistema de arrastre central que mueve unos peines giratorios situados en la parte inferior del tanque y cuya labor  es la de liberar el agua ocluida en los flóculos de los fangos, produciéndose el espesamiento de los mismos, el sobrenadante que se obtiene en la parte superior  es enviado al pozo de sobrenadantes y a su vez a cabecera.

ESPESAMIENTO POR FLOTACIÓN

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En el espesamiento por flotación se concentran los fangos procedentes de la recirculación o del tratamiento biológico a los cuales se les mezcla con agua presurizada, aire y reactivos (polielectrolito), con el fin de ayudar a la tendencia natural de flotar de este tipo de fangos, recogiéndose estos en la parte superficial por medio de unas rasquetas y a su vez enviarlos al pozo de mezcla para su posterior bombeo al proceso de digestión

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DIGESTION

El objeto de la estabilización es disminuir el contenido de materia orgánica de los fangos y eliminar los microorganismos patógenos que contiene. El proceso de digestón en este caso anaerobia se realiza en tanques completamente cerrados en los que intervienen varios tipos de microrganismos. Entre los más importantes y específicos de este proceso están por un lado las bacterias productoras de ácidos y por otro las bacterias productoras de metano. Las bacterias productoras de ácidos transforman la materia orgánica compleja, en productos intermedios. Las bacterias productoras de metano actúan sobre dichos

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productos intermedios transformandolos en gases y subproductos estabilizados. El proceso que se origina es lento y requiere unas condiciones determinadas. La primera fase del proceso se denomina fase ácida, con pH por debajo de 6,8, la segunda fase se denomina metánica, la cual aumenta el pH a valores de 7,4, estas bacterias son muy sensibles a los valores de pH y se inhiben con valores inferiores a 6. En digestiones de dos fases el fango de los digestores primarios (agitados y calentados por el propio gas producido) pasa a un segundo tanque o digestor  secundario que no tiene ni mezcla ni calentamiento que sirve a su vez como espesador para poder retirar el sobrenadante con facilidad. La producción de gas en este digestor es mínima. El gas es almacenado en un gasómetro de campana flotante y el sobrante se incinera en una antorcha que actúa automaticamente en función del volumen almacenado. Otra solución que se le puede dar a este gas es la producción de energía eléctrica mediante cogeneración

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DESHIDRATADO DE LODOS

Finalmente, y antes de ser evacuados al exterior, los fangos se deshidratan en varias máquinas de filtrado de banda continua a las que se bombea el fango a través de bombas de tornillo helicoidal, acondicionándolo en línea con un polielectrolito que se dosifica automáticamente. El fango así deshidratado, se transporta a través de cintas transportadoras a un silo para su  posterior evacuación mediante camiones. Este fango deshidratado suele tener unas buenas características para ser reutilizado en agricultura, después de su compostaje. A este fango se le denomina también biosólido.

PAPEL DE MICROORGANISMOS En los fangos activos, la depuración biológica la llevan acaboenormes cantidades de microorganismos que se agrupan en

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flóculos. Estos microorganismos son en su mayor parte bacterias heterótrofas que utilizan la contaminación orgánica para formar  biomasa celular nueva y reproducirse. Los flóculos biológicos después de salir del reactor biológico se separan del agua depurada en el decantador secundario. La cantidad de flóculos que entran en el decantador es muy grande por  lo que cualquier interferencia por sobrecarga hid ráulica, cambio de densidad del flóculo, corrientes de convección, o interferencias biológicas hace que este flóculo se fugue del decantador con el efluente o bien ascienda a la superficie, quedando allí retenido por la contención de flotantes.

Visión microscópica de  flóculos sin microorganismos  filamentosos

PAPEL BIOINDICADOR DE LA MICROFAUNA EN EL ECOSISTEMA DE FANGOS ACTIVOS

El sistema de depuración por  lodos activos es en realidad un ecosistema artificial en donde los organismos vivos (biocenosis)

están

representados con mayor o

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menor abundancia, por grupos de microorganismos que constituyen comunidades biológicas complejas interrelacionadas entre sí y con el medio fisico que les rodea en la planta depuradora ( biotopo).

ESTRUCTURA DEL ECOSISTEMA Componentes •

Abióticos: constituídos por el medio fisico es decir la planta depuradora y las características tecnológicas de la misma

•

Bióticos: representados por las comunidades de microorganismos descomponedores (bacterias. hongos y algunos protozoos flagelados) y consumidores (protozoos y metazoos), organismos estos últimos que constituyen la microfauna.

Factores •

Abióticos: son todas aquellas características del medio (composición del agua residual, concentración del oxígeno disuelto en el reactor, temperatura, carga orgánica que llega a la planta) que pueden afectar a la distribución de los microorganismos en el sistema.

•

Bióticos : el ambiente fisico-químico determina los límites entre los que los microorganismos pueden desarrollarse y los cambios que esto puede causar en el agua residual que está siendo tratada. Dentro de los límites fijados por el ambiente las comunidades biológicas son además controladas por las interrelaciones de los microorganismos que las forman. La

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competencia por los nutrientes y el oxígeno junto con la depredación. son los ejemplos más representativos de estas interrelaciones.

ESTRUCTURA DE LA MICROFAUNA Protozoos Los protozoos son los microorganismos más abundantes de la microfauna en los fango activos, y pueden llegar a alcanzar valores medios de 50.000 ind/ml en los reactores biológicos constituyendo aproximadamente el 5% del peso seco de los sólidos en suspensión del licor mezcla. Los protozoos están representados en el licor mezcla por flagelados, amebas y sobre todo ciliados. Cada uno de estos grupos desempeña una función concreta en el sistema y su aparición y abundancia reflejan las distintas condiciones fisicoquímicas existentes en los tanques de aeración, lo que resulta ser un índice muy útil para valorar la eficiencia del proceso de depuración.

•

Flagelados Los flagelados no son abundantes cuando el proceso de depuración funciona adecuadamente. Su elevada densidad en los reactores se relaciona con las primeras etapas de la puesta en marcha de la instalación, cuando las poblaciones estables de protozoos ciliados no se han desarrollado todavía. La

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presencia excesiva en un fango estable indica una baja oxigenación del mismo o un exceso de carga orgánica. •

Amebas Dentro de las amebas podemos distinguir las amebas desnudas, que suelen estar  relacionadas con cargas de entrada en la EDAR alta, y las amebas testáceas que pueden aparecer en instalaciones con buena nitrificación y carga orgánica baja

•

Ciliados La presencia de protozoos ciliados en los fangos activos es de gran importancia en el proceso, ya que contribuyen directamente a la clarificación del efluente a través de dos actividades: la floculación y la depredación, siendo

ésta

última

la

más

importante.

Existen diversos estudios que han demostrado experimentalmente

que

la

presencia

de

protozoos ciliados en estaciones depuradoras

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mejora

la

calidad

del

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efluente.

Los ciliados se alimentan también de bacterias patógenas, por lo que contribuyen a la reducción

de

sus

niveles.

Los ciliados presentes en el licor mezcla se pueden clasificar en dos grandes categorias en función de su relación con el flóculo biológico: 1.-

Ciliados

asociados

al

flóculo

Se distinguen dos grupos: los pedunculados y los reptantes. Los pedunculados guardan una estrecha relación con el flóculo por la presencia de un pedúnculo que les sirve de órgano de fijación. Van continuamente asociados a él, incluso en la recirculación y la purga del fango. Entre los pedúnculados nos encontramos con los suctores, que van a alimentarse de otros protozoos ciliados y con los peritricos, que se alimentan

de

bacterias

libres.

Los ciliados reptantes utilizan estructuras de movimiento (cilios o cirros) para moverse en el entorno del flóculo donde se alimentan de las bacterias 2.-

de

la

superficie

Ciliados

no

asociados

del

flóculo.

al

flóculo

Son los ciliados nadadores que se encuentran libres en el licor entre los flóculos. Lo habitual es que salgan con el efluente tratado.

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Los ciliados pedunculados y reptantes son los más frecuentes cuando el tratamiento funciona correctamente, ya

que

el

sistema

está

especialmente diseñado para la creación de flóculos, que son utilizados como sustrato de fijación

por

estos

microorganismos.

Su

capacidad de fijación o relación con el flóculo supone una ventaja adaptativa en este sistema y los que no la poseen son eliminados en el efluente. Por contra los ciliados nadadores no son constituyentes típicos de las comunidades estables, sino que aparecen durante la fase de colonización del miso, cuando los flóculos están en vías de formación y no se han establecido aún los ciliados pedunculados y reptantes. En consecuencia la presencia dominante de ciliados nadadores en un lodo bien formado es indicio de anomalías en el proceso, como son una carga excesiva o un fango poco oxigenado. En ocasiones, también pude estar relacionado con la entrada de vertidos tóxicos, ya que se eliminan las comunidades estables del proceso, presentando

los

reactores

una

situación

semejante a la puesta en marcha

Metazoos Su presencia en los fangos activos es menor que la de los protozoos

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Nematodos La mayor aprte de los que aparecen son predadores de bacterias dispersas y protozoos, pero también pueden aparecer algunas formas saprozoicas capaces de alimentarse de la materia orgánica disuelta e incluso de la materia de los flóculos

•

Rotíferos Los rotíferos eliminan bacterias dispersas y protozoos. Algunas especies contribuyen a la formación del flóculo por secrección de mucus

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FUNCIONAMIENTO DEL ECOSISTEMA El funcionamiento del ecosistema tiene lugar a través de la dinámica de las comunidades microbianas que lo integran, y se refleja en la evolución de dichas comunidades en el espacio y en el tiempo.

En el espacio Los microorganismos presentes en los fangos activados se organizan formando una

cadena

alimenticia

según

se

refleja

en

la

imagen

adjunta.

Bacterias, Hongos, amebas y otros protozoos saprozoicos son los consumidores iniciales de la materia orgánica biodegradable del sistema, por lo que entran en

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competecia en este primer nivel trófico. Las bacterias salen ventajosas de esta competencia, ya que la naturaleza del agua residual y las concentraciones habituales de casrbono, nitrógeno y fósforo favorecen el mejor desarrollo de estas. No podemos tampoco olvidar que la velocidad de crecimiento de las bacterias es muy rápida. Los consumidores de primer orden está representado por los flagelados heterótrofos y fundamentalmente por ciliados micrófagos, principales responsables de la eliminación de bacterias dispersas y flagelados. La materia en forma de biomasa y la energía, fluyen hacia niveles tróficos superiores, donde aparecen los carnívoros (otros ciliados) y que constituyen los consumidores de segundo orden. El último nivel de la cadena alimentaria lo forman los pequeños metazoos, que para su aparición necesitan de los microorganismos de niveles tróficos inferiores y de un tiempo de retención acorde a su velocidad de reproducción. Parte de la materia orgánica procedente de las células muertas se incorpora de nuevo al ecosistema en forma de nutrientes.

En el tiempo Los fangos activos son ecosistemas sujetos a una entrada continua de materia orgánica, por lo que el desarrollo normal de la sucesión ecológica no se lleva a cabo. La sucesión se mantiene en una etapa concreta en la que el rendimiento de depuración sea máximo y exista un equilibrio entre el fango producido, purgado y recirculado acorde con los consumos energéticos demandados por los sitemas de aeración. Entre la puesta en marcha y la estabilización de la estación depuradora se producen sucesiones en las poblaciones de microorganismos. En la fase inicial dominan las bacterias dispersas y los protozoos flagelados que entran con el influente. Aumenta el numero de baterias.

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Aparecen los ciliados libre nadadores bacterívoros aumenta ya que tienen mucha cantidad de alimento. Los flóculos se van formando y disminuye el numero de bacterias libres y de protozoos flagelados. Se desarrollan los ciliados pedunculados y reptantes con estructuras bucales eficaces para la captura de alimento, éstos acaban por desplazar a los ciliados nadadores. Los metazoos aparecen tardíamente por encontrarse en el final de la cadena. No obstante, las sucesiones de microorganismos que tienen lugar en el sistema de fangos activos no solo ocurren como resultado de relaciones tróficas, sino que pueden ser debidas también a alteraciones ocasionales pero significativas del proceso de depuración, provocadas a veces para mejorar el rendimiento como es la actuación sobre el tiempo de retención celular.

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PROPUESTAS DE SOLUCION •

En el tratamiento primario al momento que se depositan en la rejilla los sólidos retenidos darle un adecuado tratamiento primario colocando una planta de escurrimiento como lo tienen otras plantas modernas antes visitadas.

•

Una de las propuestas de nuestro trabajo consiste en adecuar las instalaciones de la planta de tratamiento de Santa Ana norte para evitar  inundaciones, en este caso mover la tubería de drenaje pluvial un poco mas debajo de la cercanía de la planta para que esta no sufra inundaciones y por ende no contamine mas el medio ambiente.

•

Capacitación del personal y si es posible mas personal en las instalaciones de la planta para tener un mayor control de los procesos y también de la forma para tomar las muestras del agua ya tratada.

•

Hecha de senderos o caminos para tener una buena movilización dentro de las instalaciones.

•

Reparación de algunos utensilios vitales de la planta como lo son los motores.

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Proporcionar implementos de seguridad e higiene para las personas que laboran dentro de la planta.

•

Hacer otro tipo de pruebas a las aguas ya tratada no solamente hacer la prueba de pH

CONCLUSIONES Tomando como base los resultados obtenidos en la investigación de la situación actual de la planta de tratamiento de aguas residuales de Santa Ana norte se concluye que: a)

La descarga de aguas residuales que se trata en la planta, no es

reutilizada, es decir esta agua

no es apta para consumo humano,

básicamente es un efluente depurado de la mayoría de microorganismos y este desemboca hacia el medio receptor en este caso una quebrada que se une con las aguas pluviales  b)

Las características bacteriológicas que se le determinan al agua

residual, específicamente en el estudio de coliformes totales y coliformes fecales, no se hacen, y de manera logica al hacer esas pruebas se esperaria que presente un alto grado de variación respeto a los valores que permite la norma salvadoreña respecto a aguas residuales descargadas a un cuerpo receptor, la cual establece un valor máximo permisible para coliformes totales de NMP/100ml, 10 000 y de Coliformes Fecales de NMP/100ml, 2000. c)

Durante el proceso de tratamiento, no se le agrega ningún

componente químico al agua tratada, debido a que el caudal del agua

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residual es variable y no existe un control de proporción de cloro, ya que para que este tratamiento sucediera se tendría que realizar pruebas de laboratorio el cual garantice que este no reaccione químicamente con los organismos que posee el agua residual

d)

La cantidad de lodos que produce la planta dependen del tiempo de

secado, por lo tanto en el periodo de invierno más específicamente en los meses de: mayo, junio, agosto, septiembre y octubre, no se produce ni un saco de lodos.

e)

Desde

su

fundación,

la

planta

de

tratamiento

funciona

adecuadamente, pero no en las optimas condiciones que deberia trabajar  dicha planta presentando en la actualidad algunos

detalles de

deterioración, como toda obra civil. La cual exige un constante mantenimiento.

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RECOMENDACIONES a.

Para optimizar el caudal del agua tratada, se deben colocar 

conexiones ya sea por sistema de tuberías o tener acceso a los lugares aledaños que pudiesen ocuparla para regadíos u otras actividades en las cuales el agua que sale de la planta es apta. b.

Habilitar el pozo de absorción, es decir conectarlo al sistema de la

planta de tratamiento para que el agua sea filtrada en él, y de esta forma tenga un mejor tratamiento y en consecuencia los valores de coliformes totales y coliformes fecales cumplan con los permitidos por la Norma Salvadoreña. c.

Asesorar al personal encargado del mantenimiento, para que realice

un control de caudal del agua residual que entra a la planta y la correspondiente proporción de cloro en base a dicho caudal para el control de coliformes. d.

Realizar un nuevo diseño del canal preliminar con una pendiente

menor a la del actual, de manera que el agua que entra a la planta con velocidades demasiado rápidas, puedan disminuir logrando así que se retenga mas tiempo para poder retener más material sedimentable.

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e.

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Colocar señales de precaución y aumentar las medidas de

seguridad para el personal encargado de mantenimiento y visitantes. f.

Que la planta pasa a manos de ANDA.

ANEXO 2

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NIVEL DE AGUA

CANAL PERIMETRAL

TUBERIA DE ENTRADA

VALVULA DE EXTRACCION DE LODOS

TUBERIA PARA EXTRACCION DE LODOS

PANTALLAS DEFLECTORAS

LODO ESPARCIDO Y AGRIETADO PROMONTORIOS ANEXO 1.1- FIGURA 1. SEDIMENTADOR PRIMARIO DE LODOS

1ª. Semana

2ª. Semana

3ª. Semana

BY-PASS CAJAS DE RECOLECCION

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ANEXO 1.2- FIGURA 2. PATIOS DE SECADO DE LODOS

6.00

ANEXO 1.3- FIGURA 3. DISTRIBUCIÓN DE ESTACION DE BOMBEO Y USO DEL BYPASS

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