Tratamiento de Aguas Residuales - CIP-CDA Arequipa 231111

Consejo Departamental de Arequipa 23 de noviembre del 2011

“Tratamiento de Aguas Residuales” Ing. Guillermo León Suematsu

SERVICIOS QUE BRINDA UNA EPS  Agua Potable Producción

Almacenam. Bombeo

Distribución

Conex. Dom

 Alcantarillado Bombeo

Recolección

Conex. Dom

 Tratamiento

Tratamiento

Disp. Final

Tratamiento de aguas residuales

QUÉ? CARACTERIZACIÓN:

CANTIDAD

Q CALIDAD

Aguas residuales industriales

Agua de lluvia

Agua residual combinada

Características del agua residual

Variaciones en la producción de aguas residuales

Caudal máximo = Kmáx . Qm

Calidad de las aguas residuales

Cuál es su composición?  El 99,95% es agua  Solo el 0,05% es material de desecho  Orgánica 

Volátil

 Inorgánica

Color

Gris (Doméstica)

Rojo (Sangre)

Verde (Tinte químico)

Negro (Putrefacta)

Temperatura

Sólidos

Sólidos en suspensión flotantes

Sólidos sedimentables

Sólidos coloidales

Sólidos disueltos

Inorgánica 50% SOLIDOS TOTALES

Orgánica 50%

SÓLIDOS SUSPENDIDOS 44%

SOLIDOS SEDIMENTABLES 18%

ORGÁNICA 12%

INORGÁNICA 6%

SÓLIDOS DISUELTOS 56%

SÓLIDOS COLOIDALES 26%

ORGÁNICA 18%

INORGÁNICA 8%

ORGÁNICA 20%

INORGÁNICA 36%

Serie de sólidos  Sólidos Totales (ST), en mg/L  ST = SST + SDT  ST = STV + STF  ST = (SSV + SSF) + (SDV + SDF)  Sólidos sedimentables, en mL/(L.hora)

Materia orgánica biodegradable

Estimación del contenido de la materia orgánica en el agua residual  Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO)  Demanda Química de Oxígeno (DQO)

 Carbono Orgánica Total (COT)

COT > DQO > DBO

Nutrientes  Nitrógeno  Nitrógeno Total    

Nitrógeno Orgánico Nitrógeno Amoniacal Nitritos Nitratos

 Fósforo  Fósforo Total 

Ortofosfatos

Cambios que ocurren en las formas nitrogenadas presentes en aguas contaminadas

Composición de la excreta humana Orina humana Cantidad aproximada Volumen: 1.0 - 1.3 litros per cápita por día Sólidos secos: 50-70g. per cápita por día Composición aproximada Contenido de humedad Contenido de materia orgánica (base seca) Nitrógeno (base seca) Fósforo (como P2O5 - base seca) Potasio (como K2O - base seca) Carbón (base seca) Calcio (como CaO - base seca) Fuente:

Gotaas, Composting, p.35

93 -96% 65 -85% 15 -19% 2.5 -5% 3.0 -4.5% 11-17% 4 -5.6%

Composición de la excreta humana Excretas humanas sin orina Cantidad aproximada 135-270 g. Percápita por día, peso húmedo 35-70g Percápita por día, peso seco Composición aproximada Contenido de humedad Contenido de materia orgánica (base seca) Nitrógeno (base seca) Fósforo (como P2O5 – base seca) Potasio (como K2O - base seca) Carbón (base seca) Calcio (como CaO - base seca) Relación C/N (base seca)

66 - 80% 88 - 97% 5.0 -7.0% 3.0 -5.4 % 1.0 -2.5% 40 -55% 4 -5% 5 -10%

Análisis de aguas residuales domésticas Parámetro (mg/L)

Alta

Media

Baja

Sólidos totales volátiles fijos Totales en suspensión volátiles fijos Totales disueltos volátiles fijos sedimentables (mL/L.h) DB05 DQO Nitrógeno total orgánico amoniacal Cloruros Alcalinidad (CaCO3) Grasas y aceites

1000 700 300 500 400 100 500 300 200 12 300 600 85 35 50 175 200 40

500 350 150 300 250 50 200 100 100 8 200 400 50 20 30 100 100 20

200 120 80 100 70 30 100 50 50 4 100 200 25 10 15 15 50 0

Fuente: Manual de Disposición de Aguas Residuales (GTZ-CEPIS-1991)

Principales enfermedades de origen hídrico y agentes responsables ENFERMEDADES ORIGEN BACTERIANO Fiebres tifoideas y paratifoideas Disentería bacilar Cólera Gastroenteritis agudas y diarreas

ORIGEN VÍRICO Hepatitis A y E Poliomelitis Gastroenteritis agudas y diarreas

ORIGEN PARASITARIO Disentería amebiana Gastroenteritis agudas y diarreas

AGENTES Salmonella typhi Salmonella paratyphi A y B Shigella sp. Vibrio cholerae Escherichia coli enteropatogénica Campylobacter Yersinia enterocolítica Salmonella Shigella Virus de hepatitis A y E Virus de polio Virus de Norwak Rotavirus Enterovirus Adenovirus, etc. Entamoeba histolytica Giardia lamblia Criptosporidium

Concentraciones típicas Microorganismos presentes en las aguas residuales domésticas Total de Bacterias Coliformes fecales Estreptococos Fecales Salmonella typhi Quistes de protozoarios Huevos de helmintos Virus (unidades formadoras de placa) Fuente ARCEIVALA, S.J. (1981)

(por 100 mL de desagüe) 109 – 1010 106 – 109 105 – 106 101 – 104 >103 >103 102 -104

Excreción de microorganismos patógenos, supervivencia y dósis infectiva Organismos

N°/gr de heces

Supervivencia

Dosis infectiva

Campylobacter sp

107

1 semana

Giardia lamblia

105

1 semana

Entamoeba histolítica

105

3 semanas

Shigella sp

107

1 mes

1 – 104

Vibrio cholerae

107

1 mes +

102 – 106

Salmonella typhi

108

2 meses

102 – 106

Escherichia coli (patogénica)

108

3 meses

103 – 108

Enterovirus

107

3 meses

1 - 103

Ancylostoma duodenale

102

3 meses

1 –10

Trichuris trichura

103

9 meses

1 – 10

Taenia saginata

104

9 meses

1 – 10

Ascaris lumbricoides

104

12 meses

1 - 10

1 – 106

RIESGOS SANITARIOS Tipo de patógeno / Frecuencia excesiva de infección infección o enfermedad Nematodos intestinales Elevada Bacterias

Menor

Virus

Mínima

Tremátodos y cestodes De elevada a nula

Carga Orgánica (Kg DBO/día) C  Q x DBO5 x 0,0864 C, en Kg DBO/día DBO5 , en mg/L Q, en L/s Contribución percápita 

Carga Población servida

Q DBO5 Población servida

Carga orgánica “C”, para el diseño Poblaciónx Contribución percápita C 1000 C  Kg DBO/día Contribución percápita, en gr DBO/(habitante.día)

BM: Metcalf: Norma S090:

40 – 50 54 50

Población Equivalente (P.E.)

Carga de la industria,Kg DBO/día P.E.  Contribución percápita,Kg DBO/(habitante.día)

Poblaciones equivalente para distintas industrias Con base en una contribución de 50 gr DBO/(habitante.día) Tipo de Industria Unidad de Producción Almidón: de papas de cereales Verduras enlatadas Frutas en conserva Cervecerías Vitivinícolas Producción de margarina Harina de pescado Matadero Curtiembre Textiles: teñido cáñamo y lino seda sintética Pulpa Celulosa de sulfito de sosa y paja Jabón Refinería de petróleo

Población Equivalente

1 t de papas 1 t de cereales 1 t de producto 1 t de fruta fresca 1 hl de cerveza 1 m3 de producto 1 t de producto 1 t de pescado 1 t de animal vivo 1 t de piel

600 420 – 1200 240 – 600 600 120 – 420 120 – 170 600 240 – 570 160 – 480 1200 – 4800

1 t de telas

1200 – 3600 840 – 3600 840 54 – 84 12 – 36

1 t de pulpa 1 t de madera 1 t de celulosa 1 t de jabón 1 m3 de petróleo

4200 – 6720 600 1200 840

Inhibidores biológicos

pH Temperatura Sulfuros

Cromo Cadmio Zinc Sustancias tóxicas

Planta de tratamiento municipal y reuso

Residuos peligrosos  Corrosivo  Reactivo

 Explosivo  Tóxico  Inflamable

 Infeccioso

POR QUÉ? AGUAS RESIDUALES DOMESTICAS

Consumo humano Riego agrícola Productos hidrobiológicos

USOS RELACIONADOS A LA SALUD DE LAS PERSONAS

RÍO LAGO MAR

IMPACTO EN LOS USOS DEL CUERPO RECEPTOR

Contaminación de aguas Consumo

Río Aguas Residuales

Riego

Tratamiento ¿? Lago

Recreación Uso directo IMPACTO EN USOS

Mar Productos hidrobiológicos

Problemas ocasionados por la falta de tratamiento

Contaminación de las aguas de los cuerpos receptores y uso de aguas residuales en riego

Contaminación del mar

Reuso del agua residual

Canalización de las aguas residuales (Río Rímac)

Cultivo de plantas de tallo bajo

La contaminación del Lago Titicaca

Contaminación del Río Chili

Fuente: ANA, Identificación de fuentes de contaminación del río Chili, Marzo 2011

Falta de sostenibilidad de los sistemas de tratamiento

Planta de tratamiento de aguas residuales de Canta

Algunas labores de operación y mantenimiento no se realizan con la oportunidad y frecuencia adecuada

HASTA CUANTO?  Legislación

 Capacidad

asimilativa del cuerpo receptor  Tipo de uso de los

efluentes

Instrumentos de Gestión Ambiental  MINAM, VIVIENDA, ANA LMPs  VIVIENDA VMAs  VIVIENDA, SUNASS, Prestadores PAMAs  VIVIENDA, Prestadores Autorización de vertimientos  ANA

 ECAs

 

 

Reglamento de la LRH (DS N° 001-2010-AG) del 24.03.10

Artículo 133

Condiciones para la autorización de Vertimientos de agua residual tratada

 Cuando sean sometidas a un tratamiento previo y

     

cumplan los LMP No transgredan los ECAs Las condiciones del cuerpo receptor permitan la autodepuración No se cause perjuicio a otro uso No se afecte la conservación del ambiente acuático Se cuente con el instrumento ambiental aprobado por la autoridad sectorial competente Su lanzamiento submarino o subacuático, con tratamiento previo, no cause perjuicio al ecosistema y otras actividades lacustres, fluviales o marino costeras según corresponda

Categorías – ECAs Agua DS 002 – 2008 – MINAM DS 023 – 2009 – MINAM

(1)

 Categoría 1: Poblacional y Recreacional  Sub Categoría A: superficiales destinadas a la

producción de agua potable   

A1: pueden ser potabilizadas con desinfección A2: pueden ser potabilizadas con tratamiento convencional A3: pueden ser potabilizadas con tratamiento avanzado

 Sub Categoría B: superficiales destinadas para

recreación  

B1: Contacto primario B2: Contacto secundario

Categorías – ECAs Agua DS 002 – 2008 – MINAM DS 023 – 2009 – MINAM

(2)

 Categoría 2: Actividades Marino Costeras  Sub Categoría C1: extracción y cultivo de mariscos bivalvos  Sub Categoría C2: extracción y cultivo de otras especies hidrobiológicas  Sub Categoría C3: otras actividades

Categorías – ECAs Agua DS 002 – 2008 – MINAM DS 023 – 2009 – MINAM

(3)

 Categoría 3: Riego de vegetales y bebida de animales  I: Vegetales de tallo bajo  II: Vegetales de tallo alto  III: Bebida de animales

 Categoría 4: Conservación del ambiente acuático  I: Lagunas y lagos  II: Ríos 



de la costa y sierra de la selva

 III: Ecosistemas marino costeros 



Estuarios Marinos (500 m de la línea paralela de baja marea hasta los límites territoriales)

ECAs Agua Parámetros Tradicionales (1) CATEGORÍA I: POBLACIONAL Y RECREACIONAL DBO DQO OD Subcategoría (mg/l) (mg/l) (mg/l) A1 3 10 >= 6 A2 5 20 >= 5 A3 10 30 >= 4 B1 5 30 >= 5 B2 10 50 >= 4

C.Termotol. C. Totales NMP/100mL NMP/100mL 0 50 2000 3000 20000 50000 200 1000 1000 4000

CATEGORÍA II: ACTIVIDADES MARINO COSTERAS DBO S.S. OD Aceites y G. C. Termotol. Subcategoría (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) NMP/100mL C1 n.r. n.r. >= 4 1 = 3 1 = 2,5 2 1000

ECAs Agua Parámetros Tradicionales (2) CATEGORÍA III: RIEGO DE VEGETALES Y BEBIDA DE ANIMALES RIEGO DE VEGETALES TALLO BAJO Y TALLO ALTO DBO DQO OD Aceites y G. pH (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) Unidad 15 40 >= 4 1 6,5 - 8,5

RIEGO DE VEGETALES Parámetro Coliformes Termotolerantes Coliformes Totales Enterococos Escherichia coli Huevos de Helmintos Salmonella sp. Vibrio cholerae

Unidad NMP/100 mL NMP/100 mL NMP/100 mL NMP/100 mL Huevos/litro -

Tallo Bajo 1000 5000 20 100