Manual de Operacion Mantenimiento de La Planta Covicorti[1]

Servicio de Agua Potable y Alcantarillado de La Libertad Sociedad Anónima

MANUAL DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES COVICORTI SEDALIB S.A. - TRUJILLO

TRUJILLO – PERÚ 2009 i MANUAL DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE LA PTAR COVICORTI COVICORTI – SEDALIB S.A.

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MANUAL DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES COVICORTI

CONTENIDO

I. INTRODUCCIÓN

II. ANTECEDENTES Y SISTEMA DE TRATAMIENTO DE COVICORTI

1

III. TRATAMIENTO DEL AGUA RESIDUAL EN LAS LAGUNAS DE ESTABILIZACION

2

1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5. 1.6.

Origen de las aguas residuales Recolección Composición de las aguas residuales Evaluación de la calidad del agua residual Criterios de calidad del agua residual tratada Biomasa de las lagunas de estabilización 1.6.1. Bacterias 1.6.2. Algas 1.6.3. Zooplancton 1.6.4. Macrophyta 1.7. Mecanismos de purificación 1.7.1. Sales minerales 1.7.2.Materia orgánica 1.7.3. Sólidos suspendidos

2 5 5 5 6 7 7 7 8 8 8 8 8 9

IV. DESCRIPCIÓN DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DE COVICORTI

14

4.1 Antecedentes 4.2 de las bases del proyecto 4.2.1 Crecimiento poblacional 4.2.2 Cobertura y población servida 4.2.3 Caudal de aguas residuales a.- Caudales domésticos b.- Caudales comerciales

14 Desarrollo 14 14 14 14 14 15

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4.2.4

4.2.5

c-. Caudales industriales d.- Caudales de grandes consumidores e- Caudales de infiltración Caudales de diseño de los sistemas de tratamiento a.- Caudales promedios b.- Caudales de tratamiento Cargas orgánicas

4.3 de diseño 4.3.1 Usos previstos a.- Antecedentes b.- Aprovechamiento previsto 4.3.2 Criterios de calidad de aguas residuales aplicados 4.4 de Tratamiento de las aguas residuales 4.4.1 Componente del sistema de tratamiento 4.4.2 Características de los componentes del sistema tratamiento a.- Estructura de llegada b..-- Cribas de limpieza mecánica c.-- Medidor de caudal d.- Vertedero de rebose y by pass e.- Estación elevadora de aguas residuales f- Lagunas de estabilización g.- Estructuras de reparto h.- Estructuras de ingreso a las lagunas aeradas i.- Estructuras de salida de las lagunas aeradas j. - Canal de recolección y distribución k.- Estructura de ingreso a las lagunas facultativas l.- Estructura de salida de las lagunas facultativas m.- Canal de recolección n.- Otros 4.5 Calidad de los efluentes 4.6 Consideraciones constructivas 4.7 Características de las lagunas de estabilización

15 15 16 16 16 16 16 Criterios 17 17 17 17 17 Procesos 18 18 de 19 19 19 19 20 20 20 21 21 21 21 22 22 22 22 22 23 23

V. PERSONAL, RESPONSABILIDADES Y EQUIPAMIENTO ADMINISTRATIVO

26

5.1. Personal Necesario 5.2. Descripción de Responsabilidades 5.2.1. Personal administrativo a.- Ingeniero Sanitario - Jefe de Planta b.- Laboratorista c.- c.- Secretaria 5.2.2. Personal de Operación y Mantenimiento a.- Operador

26 27 27 27 29 29 30 30

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b.- Obreros c.- Electromecánico d.- Jardinero 5.3. Requerimientos Administrativos 5.4. Documentación requerida por el Jefe ele Planta

31 32 32 33 34

5.5. Equipo de Trabajo 5.6. Requerimientos complementarios 5.6.1 Abastecimiento de agua potable 5.6.2 Agua de riego 5.6.3 Residuos sólidos 5.6.4 Productos químicos

34 35 35 35 35 36

VI. SEGURIDAD 6.1 Equipo de seguridad 6.2 Programa de salud y seguridad personal 6.2.1 Salud 6.2.2 Seguridad VII. PUESTA EN MARCHA DE LAS LAGUNAS DE ESTABILIZACION 7.1 Generalidades 7.2 Aspectos previos 7.3 Llenado de las lagunas de estabilización 7.3.1 con agua residual cruda 7.3.2 superficial fresca 7.3.3 Agua residual tratada proveniente de otras plantas de tratamiento de aguas residuales 7.4 Procedimientos que afectan el funcionamiento de las lagunas de estabilización 7.5 Llenado recomendado

37 37 37 37 38 40 40 40 41 Llenado 41 Agua 41 de de de 42 42 43

VIII. OPERACIÓN NORMAL Y PRINCIPALES PROBLEMAS DE FUNCIONAMIENTO Y POSIBLES SOLUCIONES

46

IX. CALIBRACIÓN DE ESTRUCTURAS

51

9.1 9.2 9.3 9.4

Medidor de caudales Khafagi venturi (aguas residuales crudas) Rejas Vertederos de salida de lagunas de estabilización Calibración de medidores de oxígeno y pH

51 52 52 53

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X. MONITOREO 10.1 10.2

10.3

10.4 10.5 10.6 10.7 10.8

Introducción Importancia de los registros 10.2.1 Registros de operación o funcionamiento 10.2.2 Registros de mantenimiento 10.2.3 Registros de personal 10.2.4 Archivo de la información Diseño de programas de muestro y medición 10.3.1 Control de procesos

54 54 55 55 55 55 55 56

10.3.2 Aspectos económicos 10.3.3 Criterios de diseño Niveles de control Lugares de muestreo Parámetros y frecuencia de muestreo Equipos de análisis requeridos Formularios

56 56 56 57 58 58 59

XI. PROCESAMIENTO DE INFORMACIÓN E INFORMES

11.1 11.2

54

68

Procesamiento de la información Informe periódicos

68 69

XII. LIMPIEZA DE LAS LAGUNAS DE ESTABILIZACIÓN

76

12.1 12.2 12.3 12.4 12.5

Generalidades Limpieza de las lagunas aeradas Limpieza de las lagunas facultativas Esquema de operación de las estructuras de reparto Cuidados operativos

76 76 77 78 79

XIII. MANEJO Y DISPOSICIÓN FINAL DE LOS LODOS RESIDUALES ACUMULADOS DE ACUERDO A LO ESTABLECIDO EN LA LEY NO 27314 LEY GENERAL DE RESIDUOS SÓLIDOS.

13.1 13.2 13.3 13.4 13.5

Antecedentes Definición de residuos sólidos. Definición de residuos sólidos peligrosos. Calificación de residuo peligroso. Empresas EPS-RS

71

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CUADROS Cuadro 3.1.Cuadro 3.2.Cuadro 3.3.Cuadro 3.4.-

Composición típica de tres clases de aguas residuales domesticas 9 Aporte per capita de diferentes constituyentes 10 Excreción de micro-organismos patógenos y dosis infectiva 10 Directrices recomendadas sobre la calidad microbiológica de las aguas residuales empleadas en agricultura 11 Cuadro 4.1.- Población, cobertura y conexiones de alcantarillado 15 Cuadro 4.2.- Bases de diseño (2012) 16 Cuadro 4.3.- Clasificación de usos de las aguas servidas (propuesta) 18 Cuadro 4.4.- Parámetros microbiológicos 18 Cuadro 4.5.- Calidad promedio de las aguas residuales tratadas 23 Cuadro 4.6.- Características físicas de las lagunas de estabilización de Covicorti 23 Cuadro 5.1.- Personal administrativo requerido para la gestión de las plantas de tratamiento de Covicorti y El Cortijo 26 Cuadro 5.2.- Personal de operación y mantenimiento para la planta de tratamiento de Covicorti 27 Cuadro 5.3.- Herramientas para personal obrero 34 Cuadro 5.4.- Equipos requeridos por operadores 35 Cuadro 5.5.- Equipo de apoyo 35 Cuadro 7.1.- Llenado de las lagunas de Covicorti 44 Cuadro 7.2.- Etapas de llenado de las lagunas de estabilización de Covicorti 45 Cuadro 8.1.- Sustancias químicas que afectan el funcionamiento de Los procesos biológicos 46 Cuadro 8.2.- Cámara de rejas y medidor de caudal 47 Cuadro 8.3.- Lagunas aeradas 47 Cuadro 8.4.- Lagunas facultativas 48 Cuadro 10.1.- Características generales de las lagunas aeradas y facultativas 61 Cuadro 10.2.- Parámetros operacionales y frecuencias de muestreo 61 Cuadro 10.3.- Parámetros de monitoreo y frecuencias de muestreo 62 Cuadro 10.4.- Observaciones ambientales y residuos 63 Cuadro 10.5.- Observaciones en lagunas de estabilización 64 Cuadro 10.6.- Observaciones en lagunas de estabilización 65 Cuadro 10.7.- Caudales 66

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Cuadro 10.8.- Determinaciones analíticas Cuadro 11.1.- Diseño del programa de muestreo Cuadro 11.2.- Resumen de parámetros operacionales Cuadro 11.3.- Resumen de parámetros operacionales Cuadro 11.4.- Resumen de determinaciones analíticas Cuadro 12.1.- Posición de la pantalla removible y de las ataguías por repartidor de caudal

67 71 72 74 75 78

FIGURAS Figura N° 2.1.- Ubicación de los sistemas de tratamiento de aguas residuales

3

Figura N° 2.2.- Planta de tratamiento de atetas residuales de Covicorti

4

Figura N° 3.1.- Producción de aguas residuales

12

Figura N° 3.2.- Mecanismos de estabilización de materia orgánica en lagunas de estabilización

13

Figura N° 10.1.- Ubicación de puntos de muestreo

60

Figura N° 12.1.- Ubicación de repartidores de caudal

80

Figura N° 12.2.- Repartidor de caudal N° 1

81

Figura N° 12.3.- Repartidores de caudal N° 2 y 3

81

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PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DE COVICORTI I. INTRODUCCION

Las lagunas aeradas y de estabilización cuando están apropiadamente diseñadas, construidas y operadas, son un sistema adecuado de tratamiento de las aguas residuales que no afecta al medio ambiente ni producen problemas a la comunidad, teniendo una alta capacidad de remoción de la carga orgánica y biológica. Las lagunas de tratamiento bien operadas y mantenidas pueden funcionar satisfactoriamente y sin problemas durante muchos años. Sin embargo, el potencial de máxima utilidad de un sistema de lagunas es obtenido solamente a través de una adecuada operación y mantenimiento, y realizado por operadores debidamente capacitados. Una buena operación se justifica de muchas formas, acredita al operador y subordinados ante la comunidad, presenta una imagen positiva de la empresa prestadora de servicios y provee tratamiento a un mínimo costo y por largos periodos de tiempo sin gravar la tarifa del servicio. Por otro lado, una laguna mal operada puede llenarse de maleza, cubrirse de natas y desarrollar malos olores conjuntamente con la proliferación de vectores tales como roedores y mosquitos, suscitando la protesta de la población. II. ANTECEDENTES Y SISTEMA DE TRATAMIENTO DE COVICORTI

Trujillo metropolitano está conformado por los distritos de Trujillo, Victor Larco Herrera, el Porvenir, Florencia de Mora y la Esperanza que en conjunto albergó en 1995 un total de 539,280 habitantes, de los cuales 339,500 disponían de servicio de alcantarillado. Hasta el año 1997, la ciudad de Trujillo contó con cuatro sistemas de tratamiento de aguas residuales: Valdivia, El Milagro, Covicorti y el Parque Industrial que atendían áreas específicas de la ciudad. Valdivia trató las aguas residuales de la Urbanización Manuel Arévalo, El Milagro, las aguas residuales de la localidad del mismo nombre; Covicorti los de la urbanización Covicorti y El Parque Industrial las aguas residuales de la referida área industrial. A partir del año 1998, se han sumado dos sistemas de tratamiento de aguas residuales conocidos como Covicorti y El Cortijo que están situados al sur oeste de la ciudad de Trujillo (ver figura 2.1) despareciendo las antiguas lagunas de Covicorti. Estos dos nuevos sistemas de tratamiento deberán tratar aproximadamente el 80 % del total de los desechos líquidos producidos por la referida ciudad, el restante 20% de aguas residuales seguirá siendo atendido por las lagunas de Valdivia, El Milagro y el Parque Industrial. El sistema de tratamiento de El Cortijo, trata las aguas residuales producidas por Florencia de Mora y la parte sur de La Esperanza y el sistema de Tratamiento de Covicorti, acondiciona los desechos de El Porvenir, Trujillo y Víctor Larco Herrera, siendo la estación de tratamiento más grande entre las dos previstas. 1 MANUAL DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE LA PTAR COVICORTI COVICORTI – SEDALIB S.A.

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La planta de tratamiento de Covicorti tiene capacidad para tratar al año 2012 un caudal promedio anual de 59, 166 m3/día (685 l/s) y está compuesta de las siguientes estructuras: • • • • •

Cámara de rejas mecánicas Estructura de medición Estación elevadora de aguas residuales crudas Dos lagunas aereadas-facultativas y Cuatro lagunas facultativas

Las lagunas aereadas-facultativas cuentan con arreadores helicoidales del tipo inclinado o aspirante y funcionarán de manera que el contenido del oxígeno disuelto en la masa del agua no sea menor a 1.0 mg/l ni mayor a 2.5 mg/l con un promedio de 1.5 mg/l. Adicionalmente, la planta cuenta con un edificio de servicios compuesto de oficina, laboratorio de control de procesos, vestíbulos, servicios higiénicos y almacén. El suministro de agua potable se efectuará a partir de una cisterna y tanque elevado servido por medio de camión cisterna. El material resultante de la limpieza de las rejas y del desnatado de las lagunas se almacenará en contenedores situados en las proximidades de la cámara de rejas desde donde se dispondrá periódicamente al relleno sanitario. Las aguas residuales tratadas por las lagunas facultativas serán dispuestas al canal de riego más cercano y los excedentes no empleados en el riego agrícola, se descargarán al emisor existente de 1,300 mm para su disposición final al mar o su reuso en la faja costera. En casos de emergencia, se pondrá derivar las aguas residuales crudas al mar a través del actual emisor de 1,300 mm para lo cual se ha previsto una cámara derivadota que entrará a operar al cerrarse la compuerta ubicada al ingreso de la cámara de rejas. El complejo se complementa con las instalaciones eléctricas necesarias para el funcionamiento de los equipos de bombeo, aereadores e iluminación, así como con un grupo electrógeno de emergencia. En la Figura 2.2 se muestra la distribución de las lagunas de Covicorti. A fin de garantizar la continuidad de la calidad bacteriológica de las aguas residuales tratadas y a ser dispuestas o aprovechadas en el riego agrícola, se ha considerado que a fines del año horizonte del proyecto se proceda a la desinfección del agua residual efluente, bien sea por la aplicación de radiación ultravioleta en cada una de las estructuras de salida de las lagunas facultativas o mediante la aplicación de cloro gaseoso a la salida del complejo de tratamiento. En lo que respecta a la seguridad, toda la instalación cuenta con un cerco conformado por postes de concreto y alambre de púas complementándose con una caseta de control al ingreso de la planta de tratamiento.

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III.

TRATAMIENTO DEL AGUA RESIDUAL EN LAGUNAS DE ESTABILIZACION

III.1

Origen de las aguas residuales

Las aguas residuales, tienen su origen en la actividad diaria del hombre y procede de las viviendas, oficinas, instituciones, comercio, industrias, etc. El agua residual de origen doméstico está conformado por los desechos líquidos procedentes de la cocina, lavandería, baño, etc. Y se le conoce popularmente como desagüe doméstico. Si la descarga de la vivienda al sistema de alcantarillado no contiene la descarga del inodoro, se le conoce como “agua gris”. De otra parte, las aguas residuales procedentes de oficinas, instituciones y comercio pueden tener características similares al doméstico, siempre que no exista una actividad comercial que altere la calidad de las aguas residuales procedentes de los servicios higiénicos. Ver figura 3.1. Finalmente, en los que respecta a las descargas de origen industrial, normalmente está compuesta por desechos líquidos procedentes de los procesos industriales, siendo la parte doméstica relativamente mínima. III.2

Recolección

Las aguas residuales producidas por al actividad diaria del hombre, son recolectadas por el sistema de alcantarillado y conducido a la planta de tratamiento de aguas residuales o al punto de disposición final. El caudal de agua residual no siempre tiene un régimen regular desciende significativamente durante la noche y dependiendo del tamaño de la población servida, el caudal máximo puede alcanzar hasta tres veces el caudal medio diario. Ver figura 3.1. III.3

Composición de las aguas residuales

Las aguas residuales, estén o no diluidas con agua de lluvia, contienen elementos contaminantes que al ser descargados al medio ambiente pueden causar riesgo a la salud del hombre. Los principales contaminantes que contiene el agua residual y que pueden estas disuelto o suspendidos, se agrupan como sigue: • • •

Materia orgánica de grado variable de biodegradabilidad Compuestos nitrogenados de origen orgánico o mineral Compuestos fosforados provenientes principalmente de los detergentes.

Adicionalmente se tiene la parte biológica conformada por organismos saprofitos y patógenos tales como helmintos, protozoos, bacteria y virus. En los cuadros 3.1 y 3.2 se indica la composición típica de las aguas residuales y el aporte per cápita de diferentes constituyentes.

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FIG. 2.1 UBICACIÓN DE LAGUNAS DE ESTABILIZACION

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FIGURA Nº6 FLUJOGRAMA DE LA PTAR COVICORTI

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FIG. 2.2 DISTRIBUCION DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES COVICORTI

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III.4

Evaluación de la calidad del agua residual

El diseño y manejo de las plantas de tratamiento de aguas residuales requiere de una evaluación de la calidad de las aguas residuales. Los principales parámetros a ser evaluados a este respecto son: •

Sólidos suspendidos Totales (SST).- Partículas orgánicas o inorgánicas fácilmente separables del líquido por filtración o centrifugación.

•

Demanda Química de Oxígeno (DQO).- Cantidad de oxígeno necesario para la oxidación química (destrucción) de la materia orgánica. Esta prueba proporciona un medio indirecto de la concentración de materia orgánica en el agua residual.

• Demanda Bioquímica de Oxígeno en cinco días (DBO5).- Prueba biológica que permite determinar la cantidad de materia orgánica fácilmente biodegradable durante 5 días y a 20°C. La DBO5 corresponde a la cantidad de oxígeno necesario en un tiempo determinado para oxidar biológicamente la materia orgánica. La relación DQO/DB05 proporciona una indicación de la biodegradabilidad de las aguas residuales. • Contenido di nitrógeno y fósforo (N y P) en diferentes formas químicas.- Estos compuestos conjuntamente con la materia carbonácea o DBO5 indica si las aguas residuales tienen la adecuada proporción de nutrientes como para facilitar la degradación de la materia orgánica presente en las aguas residuales. • Contenido de gérmenes.- Está conformado por Estreptococos, Coniforme fecal, Salmonellas, Ascaris, Trichuris, Amebas, etc. Su presencia permite evaluar el peligro a la salud debido a la contaminación biológica. En el cuadro 3.3 se ilustra la cantidad de organismos excretados en las heces y la dosis infectiva pan causar una enfermedad. • Metales pesados.- La presencia de metales pesados tales como plomo, cadmio, selenio, cromo, cobre, etc. en las aguas residuales pueden ser contraproducentes para su adecuado tratamiento al afectar a la biomasa encargada de la estabilización de la materia orgánica. Por este motivo su contenido debe ser controlado en la fuente de origen. III.5

Criterios de calidad del agua residual tratada.

El Reglamento de los Títulos I, II y III de la Ley General de Aguas en la parte que concierne a las funciones del Ministerio de Salud en los aspectos de preservación de las aguas y uso de aguas servidas establece los requisitos que debe reunir el agua residual para su aprovechamiento. En el Capitulo VIII autoriza el uso de las aguas servidas, con fines de irrigación y en su Artículo 197° establece los niveles de tratamiento a que deben sujetarse las aguas residuales antes de ser empleadas con fines agrícolas. Este Artículo a la letra dice "El uso de las aguas servidas en todos los casos estará sujeto a un tratamiento previo adecuado según el tipo y utilización de los cultivos, de acuerdo a la siguiente clasificación:

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a) Cultivos industriales utilizados en la alimentación humana, que sean sometidos a procesos de industrialización que incluyan la esterilización, requerirán de tratamiento primario como mínimo, con excepción del cultivo de caña de azúcar con fines industriales (industria del azúcar) para lo cual se requerirá un tratamiento mínimo en base a cámara de rejas. b) Cultivos industriales, tales como algodón, maíz y especies forestales, se permitirá el uso de aguas servidas con tratamiento primario como mínimo. c) Frutales de cultivo no rastreros y tubérculos, se podrá permitir el uso de aguas servidas, sometidas a tratamiento secundario. d) Cultivos como alfalfa, gramalote, chala, etc., que se utilicen para forraje de ganado, se permitirá el uso de aguas servidas sometidas a tratamiento secundario y con la absoluta prohibición de que el ganado lechero tenga acceso a los campos”. Adicionalmente, el Artículo 196º establece “Los vegetales de tallo corto y rastrero que se consumen crudos en la alimentación no podrá ser regados con aguas servidas con o sin tratamiento.” Los procesos de tratamiento quedan definidos por el Artículo 187º “Se considerarán Plantas de Tratamiento Primario, las que cuenten con procesos que se realicen en tanques sépticos, tanque Imhoffs o tanques de sedimentación, con o sin coagulación química, estén o no precedidos por cámaras de rejas desarenadores o dispositivos similares y lagunas de oxidación con fase anaeróbica” y el Artículo 188º “Se considerarán Plantas de Tratamiento Secundario, las que cuenten con procesos que se realicen en filtros biológicos, filtros de arena, sistemas de lodos activados, sistemas de oxidación total y lagunas de estabilización, considerándose en este ultimo caso, sólo las aeróbicas.” En relación con la calidad que debe reunir el agua residual tratada para diferentes usos el Grupo Científico de la OMS en la reunión de Adelboden ha recomendado los criterios publicados en las “Directrices Sanitarias Sobre el Uso de Aguas Residuales en Agricultura y Acuicultura” y que se resume en el cuadro 3.4. III.6

Biomasa de las lagunas de estabilización

Las lagunas aeradas o de estabilización son colonizadas naturalmente por una gran variedad de organismos, la mayor parte de ellos invisibles al ojo humano. Los principales grupos encontrados son: III.6.1

Bacterias

Son microorganismos que pueden asimilar la mayor parte de la materia orgánica. Ellos eliminan al medio ambiente productos de descomposición bajo la forma de dióxido de carbono, metano y material soluble. Existen dos tipos de bacterias: •

Anaeróbicas.- Aquellas que pueden desarrollarse en ausencia de oxigeno, y

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•

Aeróbicas.- Aquellas que necesitan oxigeno para vivir.

En las lagunas de estabilización del tipo facultativo, las primeras son encontradas en las capas más profundas y en el lodo, mientras que las aeróbicas predominan en las capas superficiales de agua. El oxigeno necesario para la respiración proviene del intercambio entre el aire y el agua (mezcla inducida por el viento) pero principalmente proviene de la actividad fotosintética de las algas en suspensión. En el caso de las lagunas aeradas facultativas, el oxigeno necesario para la respiración de las bacterias es suministrado principalmente por los aeradores mecánicos y en mucho menos grado por la reaeración natural y por la actividad fotosintética de las algas. III.6.2

Algas

Son plantas microscópicas y como toda planta contiene clorofila. A ellas se debe el color verde de las lagunas facultativas. La clorofila permite el uso de la luz solar como fuente de energía y a este proceso se le conoce como fotosíntesis. Las algas durante la luz del día toman el bióxido de carbono y las sales minerales del agua para producir oxígeno y liberarlo dentro de la masa de agua de la laguna facultativa. La acción de las algas en el caso de las lagunas aeradas facultativas es mínima. De esta manera, las algas son las principales productoras de oxígeno en las lagunas de estabilización del tipo aeróbica y facultativa y esta producción tiene lugar en la capa superficial del agua (20 a 50 cm). III.6.3

Zooplancton

Este término designa a todos los animales pequeños o microscópicos que viven en las lagunas aeradas o de estabilización. Ellos son por ejemplo, microcrustáceos tales como la daphnia que se alimenta por filtración de los sólidos suspendidos como la materia orgánica, bacterias y algas. Cuando ellos se desarrollan en estaciones cálidas y, en lagunas de baja carga, su actividad puede ser muy intensa y contribuyen particularmente a una alta remoción de la carga orgánica y a clarificar e1 agua. III.6.4

Macrophvta

Este término se aplica a todas las plantas acuáticas presentes en las lagunas de estabilización y se definen dos tipos: •

Plantas radiculares, con raíces enterradas, escencialmente sirve como soporte de bacterias, algas y zooplankton. Esto contribuye a diversificar y balancear la actividad biológica;

•

Plantas flotantes, tales como la lemna y el jacinto acuático que colonizan la superficie de las lagunas. Ellos juegan un papel muy importante en el proceso de purificación asimilando el nitrógeno y el Fósforo en particular. Pero su excesiva proliferación puede alterar el correcto funcionamiento de la planta de tratamiento.

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En todo caso, en el diseño de las lagunas de estabilización de Covicorti se ha tenido en cuenta el control de las plantas radiculares mediante el revestimiento de las lagunas aeradas y la colocación de placas en los diques de las lagunas facultativas. Sin embargo, no se descarta el crecimiento de las plantas flotantes corno consecuencia de una acción natural o falta de un adecuado mantenimiento de las lagunas. III.7

Mecanismos de purificación

La cama orgánica así como sus componentes son descompuestos de diversas maneras, las que están íntimamente interrelacionados y llenen efectos complementarios. En la figura N° 3.2 se presenta en forma gráfica los mecanismos de purificación de las aguas residuales crudas. III.7.1 Sales minerales

Pequeñas cantidades de sales minerales son asimilados por los diversos microorganismos tales como algas, bacterias, protozoos, helmintos, así como por el fitoplancton que pudiera desarrollarse en las aguas de las lagunas de estabilización. III.7.2 Materia orgánica

La materia orgánica disuelta en el agua es descompuesta por las bacterias propiciando el desarrollo de las mismas y que sirven de alimento para el zooplancton. En el caso de las lagunas de estabilización del tipo facultativa, los compuestos orgánicos e inorgánicos producidos por la descomposición de las bacterias contribuyen al crecimiento de las algas. III.7.3

Sólidos suspendidos Los sólidos suspendidos que contiene el agua residual cruda tienden a sedimentar en el fondo de las lagunas en donde queda retenido y parte de fracción suspendida es absorbida directamente por el zooplancton. El sedimento es biológicamente activo, por lo que el proceso de estabilización continúa a este nivel y en forma independiente de lo que sucede en la fracción liquida. Los sólidos suspendidos presentes en los efluentes, no son de la misma naturaleza que los encontrados en las aguas residuales y están representados principalmente por pequeñas cantidades de materia orgánica suspendida, bacterias, algas y zooplankton.

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Cuadro 3.1.- Composición típica de tres clases de aguas residuales domésticas Constituyente Sólidos Totales Disuelto totales Fijos Volátiles En suspensión totales Fijos Volátiles Sólidos sedimentables ml/l-h DBO (d días, 20°C) DQO Nitrógeno total (como N) Orgánico (como N) Amoniacal (como N) Fósforo total (como P) Cloruros (Cl) Alcalinidad (como CaCO3) Grasas Calcio (como Ca) Magnesio (como Mg) Sodio (como Na)

Concentración mg/l Alto 1200 8S0 525 125 350 75 275 20 300 570 85 35 50 20 100 200 150 110 10 100

Medio 700 500 300 200 200 50 150 10 200 380 40 15 25 10 50 100 100 50 9 50

Bajo 350 250 145 105 100 30 70 5 100 190 20 8 12 6 30 50 50 10 8 23

Cuadro 3.2.- Aporte per cápita de diferentes constituyentes. g/hab.día CONSTITUYENTE Sólidos suspendidos Sedimentables No sedimentables Sólidos disueltos Sólidos totales Nitrógeno amoniacal Nitrógeno total Fósforo total Detergente Cloruros Coliformes fecales

Mineral

ESTADO Orgánico

25 15 10 80 105

65 39 26 80 145

DBO Total 90 54 36 160 250 3.0 a 10.0 0.5 a 8.0 4.0 a 8.O 7.0 a 12.0 5.0 a 10.0 1E+11 a 4E+11

42 19 23 12 54

Gérmenes por persona

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Cuadro 3.3.- Excreción de microorganismos patógenos y dosis infectiva Organismos Campylobacter spp Giardia lamblia Entamoeba histolitica Shigella spp Vibrio cholerae Salmonella typhi Salmonella spp Escherichia coli (pat) Enterovirus Hepatitis Ancylostoma duodenale Trichuris trichura Taenia saginata Ascaris lumbricoides

N°/gramo de heces 10E+7 10E+5 10E+5 10E+7 10E+7 10E+8 10E+8 10E+8 10E+7 10E+6 10E+2 10E+3 10E+4 10E+4

Supervivencia 1 semana 1 semana 3 semana 1 mes 1 mes 2 meses 3 meses 3 meses 3 meses 3 meses 3 meses 9 meses 9 meses 12 meses

Dosis infectiva 1-10E+6 1-10E+4 10E+2-10E+6 10E+2 - 10E+6 10E+4 - 10E+6 10E+3 - 10E+8 1 - 10E+3 10E+3 1 - 10 1 - 10 1 - 10

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Cuadro 3.4.- Directrices recomendadas sobre la calidad microbiológica de las aguas residuales empleadas en agricultura a Condiciones de aprovechamiento Categoría

A Riesgo de cultivos que comúnmente se consumen crudos, campos de deporte, parques públicos d

B Riego de cultivos de cereales industriales y forrajeros, praderas y árboles e

C Riego localizado de cultivos en la categoría B cuando ni los trabajadores ni el público están expuestos

Grupo expuesto

Nemátodos intestinalesb (media aritmética N° de huevos por litro c ) Trabajadores, ≤1 consumidores públicos

Trabajadores

Ninguno

≤1

No es aplicable

Coniformes fecales (media geométrica Nº por 100 ml c)

Tratamiento de aguas residuales necesario para lograr la calidad microbiológica exigida

≤ 1000d

Serie de estanques de estabilización que permiten lograr la calidad microbiológica indicada o tratamiento equivalente No se Retención en recomienda estanques de ninguna estabilización por 8 forma a 10 días o eliminación equivalente de helmintos y coliformes fecales No es Tratamiento previo aplicable según lo exija la tecnología de riego por no menos que sedimentación primaria

a En casos específicos, se deberían tener en cuenta los factores epidemiológicos, socioculturales, y ambientales de cada lugar y modificar las directrices de acuerdo con ello. b Especies Ascaris y Tríchuris y anquilostomas. c Durante el periodo de riego. d Conviene establecer una directriz más estricta ( ≤ 200 coliformes fecales por 100 ml) para prados público, como los de los hoteles, con los que el público puede entrar en contacto directo. e En el caso de los árboles frutales , el riego debe cesar dos semanas antes de cosechar la fruta y de esta no se debe recoger del suelo. No es conveniente regar por aspersión.

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FIG. 3.1 FUENTE DE GENERACION DE AGUAS RESIDUALES

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FIG. 2.2 MECANISMO DE ASIMILACION DE MATERIA ORGANCIA EN LAGUNAS DE ESTABILIZACION

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IV. DESCRIPCION DE LA PLANTA RESIDUALES DE COVICORTI IV.1

DE

TRATAMIENTO

DE

AGUAS

Antecedentes

Entre 1984 y 1986, el Consorcio GITEC-DECOPISA elaboró el Plan Maestro y Estudios de Factibilidad de Abastecimiento de Agua Potable y Desagüe para la ciudad de Trujillo y centros aledaños con un horizonte de diseña a los años 1905 y 2005 respectivamente. En aquella oportunidad, determinó la existencia de zonas no conectadas al sistema de alcantarillado y la descarga de las aguas residuales crudas directamente al mar así como el uso no autorizado de las mismas para su aprovechamiento en agricultura. Con el propósito de mejorar la infraestructura sanitaria, se recomendó la construcción de siete sistemas de lagunas de estabilización del tipo anaeróbico seguido de facultativas situadas en los alrededores de la ciudad de Trujillo y cuyas aguas residuales tratadas posibilitarían el riego de aproximadamente 600 hectáreas de terrenos agrícolas y eriazos. A partir de 1990, SEDAPAT ejecutó el diseño de los cinco sistemas de tratamiento de aguas residuales. Los procesos de tratamiento estuvieron conformados por una combinación de lagunas anaerobias y facultativas. Por falta de uniformidad en los períodos de diseño, carencia de estudios completos de mecánica de suelo y análisis de aguas residuales, estos proyectos no pudieron ser implementados. Posteriormente, entre 1995 y 1996 se elaboró el proyecto definitivo para la construcción de tres sistemas de tratamiento de aguas residuales y que cumpliera con los objetivos establecidos en los términos de referencia, es decir el mejoramiento de las condiciones de salud y vida de los pobladores de la ciudad de Trujillo y la protección del medio ambiente. La situación existente llevó a seleccionar una tecnología que satisfaciera las necesidades de tratamiento para el horizonte del proyecto y pudiera ser edificada en las extensiones de terreno designados para tal efecto. De los sistemas proyectados, entre los años 1997 y 1998 se construyeron los correspondientes a los sistemas de Covicorti y el Cortijo. IV.2

Desarrollo de las bases del proyecto IV.2.1 Crecimiento poblacional

El crecimiento poblacional fue realizado a partir del Estudio de Desarrollo Metropolitano de Trujillo. Los resultados de las proyecciones indican que la población urbana de Trujillo al año 2012 será de aproximadamente 853,186 habitantes. Ver cuadro 4.1. IV.2.2 Cobertura y población servida Teniendo en cuenta la cobertura de alcantarillado, el crecimiento demográfico y urbano y la tasa de instalación de conexiones domiciliarias de desagüe, se estimó que al año horizonte del proyecto, la población atendida seria del orden del 80%. Con respecto a las conexiones comerciales, se estableció que un 85% estaría conectado al sistema de alcantarillado, mientras que el total de las industrias estarían conectadas al sistema de alcantarillado. Ver cuadro 4.1.

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IV.2.3 Caudal de aguas residuales a. Caudales domésticos.- la determinación de los caudales de aguas residuales se ejecutó a partir del consumo previsto de agua, de su contribución al sistema de alcantarillado y de la cobertura del servicio de alcantarillado. Cuadro 4.1.Población, cobertura y conexiones de alcantarillado AÑO

COBERTURA

POBLACIÓN

CONEXIONES

(%)

TOTAL

SERVIDA

1,995 1.996

63 64

539,280 554,920

339,450 354,250

65,850 68,650

1,997 1.998 1,999 2,000 2,001 2,002 2,003 2,004 2,005 2,006 2,007 2,008

65 66 67 68 69 69 70 71 72 74 75 76

571,000 587,570 606,600 622,150 638,950 656,200 673,900 692,100 717,800 730,000 749,700 769,950

369,700 385,850 404,000 420,200 437,700 455,900 474,850 494,600 515,200 536,600 558,900 582,150

71,550 75,750 79,200 82,300 85,700 90,600 94,300 98,100 103,800 108,050 112,450 1 19,050

2,009

77

790,700

606,400

123,900

2,010 2,011

78 79

812,100 832,400

63 1,600 656,600

128,950 136,300

2,012

80

853,200

682,550

141,600

La dotación promedio de agua se estimó en que variaría de 104 l/hab-día en 1995 a 120 1/hab-día en el año 2012, y la contribución de aguas residuales al sistema de alcantarillado se estableció en un 78%. De esta manera, la producción de aguas residuales de origen domestico al año 1995 fue estimada en 27,600 m 3 /día y para el año 2012 en 63,500 m 3 /día. b. Caudales comerciales.- La proyección de los caudales comerciales se dedujeron a partir del consumo promedio de agua por conexión comercial, y que en el año 1995 era del orden de 44 m 3/mes, estableciéndose en 50 m 3 /mes para el año 2012. La contribución y cobertura promedio fueron establecidas en el 85% respectivamente. La cantidad de aguas residuales producida por las conexiones

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comerciales al año 1995 se calculó en 9,050 m 3 /día y para el año 2012 en 16,800 m 3 /día. c. Caudales industriales.- Los caudales industriales fueron determinados a partir del consumo promedio de agua facturado por SEDALIB. De esta manera, la cantidad de aguas residuales comerciales al año 1995 se estableció en 4,300 m 3 /dia y para el año 2012 en 6,600 m3/día. d.- Caudales de grandes consumidores.- En el año 1994 se identificó para la ciudad de Trujillo un total de siete grandes consumidores de agua y que estaban representados por la Sociedad Cervecera de Trujillo S.A., Embotelladora Coca Cola, Avícola El Rocío, Hospital Regional, Hospital del Seguro Social, Cuartel Pucará y Clínica Peruano Americana. La descarga asumida de aguas residuales al año 1995 fue establecida en 2,750 m3/día y en 4,200 m3/día para el año 2012. e.- Los caudales de infiltración.-Los caudales de infiltración fueron determinados teniendo en cuenta el nivel del acuífero con respecto a l a s redes de alcantarillado, habiéndose definido que el área contribuyente está compuesta por la parte situada al este de la ciudad de Trujillo, específicamente a partir de la urbanización El Recreo y en dirección hacia el ma r. L os co ef ic ie nte s de co n t ri b u c ió n h an sid o de fin idos a par ti r de l a s me dic ione s nocturnas efectuadas en las cámaras de bombeo de Vista Alegre y Buenos Aires, resultando en 0.02 1/s-ha para la parte alta y con tuberías en buen estado y en 0.05 1/s-ha para la parte baja y correspondiente a Buenos Aires. IV.2.4 Caudales de diseño de los sistemas de tratamiento a.- Caudales promedios.- A partir de los criterios anteriormente indicados y de las áreas de drenaje definida para cada sistema de tratamiento, se calculó el caudal promedio de aguas residuales a ser producido en las cuencas de drenaje. En el cuadro 4.2 se indica los caudales correspondientes para cada uno de los tres sistemas de tratamiento diseñados. b.- Caudales de tratamiento.- El caudal de tratamiento ha sido obtenido para cada proceso de tratamiento. Las lagunas aeradas fueron dimensionadas con el máximo diario y las lagunas facultativas con un 15% mayor al promedio diario anual. Ver cuadro 4.2. IV.2.5 Cargas orgánicas La evaluación de la calidad de las aguas residuales se realizó a lo largo de cada uno de los colectores principales que alimentan a las plantas de tratamiento de aguas residuales. Los resultados posibilitaron estimar el aporte per-cápita de materia orgánica y determinar la presencia de sustancias químicas que podrían afectar la tratabilidad del agua residual, los suelos agrícolas u ocasionar la destrucción del sistema de alcantarillado.

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Las evaluaciones permitieron definir que la carga orgánica promedio es de 320 mg/l de D B O y a t r a v é s d e l a m e d i c i ón d e l a c a l i d ad de a gu a s en l a s á r e a s d e d r e n a j e c o n contribución netamente doméstica (La Encalada y Vista Alegre), se dedujo que el aporte per cápita doméstico era de 37 g/hab-día de DBO. En el cuadro 4.2 se presenta el resumen general de las bases de diseño para el dimensionamiento definitivo de los procesos de tratamiento de aguas residuales para cada una de las tres estaciones de tratamiento previstas. Cuadro 4.2.- Bases de diseño (2012) Parámetro Población total Población servida Caudal promedio (m3/d) Caudal de diseño (m3/d) Lagunas aeradas Lagunas facultativas Carga orgánica (kg/d)

Covicorti 483,800 397,300 59,200

El Cortijo 185,600 143,500 17,500

La Encalada 77,300 62,400 9,600

76,100 67,600 24,350

22.700 20,100 7,300

1 1,100 3,350

Terreno disponible (ha)

22.0

9.2

15.0/1 1.4

IV.3

Criterios de diseño IV.3.1 Usos previstos a . - Antecedentes.- El Plan Maestro de 1986 determinó que como consecuencia del tratamiento de las aguas residuales era posible irrigar hasta 600 ha. de terrenos agrícolas y los productos agrícolas más rentables en ese momento eran: caña de azúcar, maíz, camote, frijol, choclo y lenteja. b.- Aprovechamiento previsto.- Por la ubicación de dos de las plantas de tratamiento de aguas residuales en terrenos de la CAP-Laredo, así como de sus necesidades de agua para riego, se definió que el total de las aguas residuales tratadas en El Cortijo se utilicen en el riego de caña de azúcar. Mientras que, durante los primeros años, los efluentes de Covicorti podrán ser destinados al riego de caña de azúcar y los productos agrícolas reseñados anteriormente y se estima que a partir del año 2005, los excedentes deberán ser dispuestos al mar al haberse satisfecho la demanda de agua para riego IV.3.2 Criterios de calidad de aguas residuales aplicados

En el Capítulo VIII del Reglamento de los Títulos I, II y III de la Ley General de Aguas en la parte que concierne a las funciones del Ministerio de Salud en los

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aspectos de preservación de las aguas y uso de aguas servidas, autoriza el uso de las aguas servidas con fines de irrigación y en su Artículo 197º establece los niveles de tratamiento a que deben sujetarse las aguas residuales antes de ser empleada con fines agrícolas, pero sin precisar las características de las mismas. A su vez, las Organización Mundial de la Salud en sus Directrices Sanitarias Sobre el Uso de Aguas Residuales en Agricultura y Acuicultura especifica la calidad bacteriológica y biológica que debe reunir el agua residual tratada para diferentes usos. La definición de la calidad de agua residual tenida en cuenta en el desarrollo del proyecto se determinó a partir de la propuesta de reglamento para el aprovechamiento del agua residual tratada elaborado por la SUNASS, que a diferencia de la legislación vigente, establece los parámetros más importantes así como su concentración para diferentes tipos de aprovechamiento. En el cuadro 4.3 se resume la clasificación de los usos de agua y en el cuadro 4.4 los parámetros microbiológicos. De acuerdo con lo expuesto anteriormente, la calidad del agua residual a ser obtenido en el sistema de tratamiento de Covicorti y para los fines de aprovechamiento agrícola, debe cumplir con los siguientes valores: PTAR Covicorti : Clasificación de las aguas residuales tratadas en la PTAR Covicorti.

PARAMETRO Categoría DBÓ 5 soluble Sólidos suspendidos Oxígeno disuelto Coliformes termotolerantes Huevos de helmintos

CARACTERISTICA C 50 mg/l 250 mg/l > 1 mg/l 10 6 < 1

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Cuadro 4.3.- Clasificación de usos de las aguas servidas (propuesta) TIPO Agrícola

CATEGORIA A

Municipal

Productos de aprovechamiento humano de consumo crudo • Hortalizas y Frutas para envasados

B

• • • • •

C

•

A B

Acuícola Recreación

•

A B

Forestal Industrial

Cultivos industriales procesados por calor Árboles frutales Tubérculos Forraje de consumo hosco Productos de aprovechamiento humano con cáscara y consumo crudo o cocido

Algodón, maíz, caña de azúcar, producción de fibras y forraje desecado • Riego de campos de golf, parques, prados de libre de acceso al público v lavado de calles

• •

Riego de parque cerrados y acantilados

• • • •

Contacto primario (baño, pesca y natación) Navegación Silvicultura Refrigeración

Crianza de tilapia y/o carpas

Cuadro 4.4.- Parámetros microbiológicos (propuesta)

TIPO Y CATEGORIA

Coliformes termololerantes

Huevos de helmintos

No./ 100ml

No./ litro

103 105 106

AGRICOLA A B C MUNICIPAL A B ACUICOLA

103 105 103