UTILIZACIÓN DE LAS AGUAS RESIDUALES MUNICIPALES

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y DE RECURSOS NATURALES ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y DE RECURSOS NATURALES

201 1 “UTILIZACIÓN DE LAS AGUAS RESIDUALES MUNICIPALES” CURSO: METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION CIENTIFICA DOCENTE: JORGE QUINTANILLA ALARCON ALUMNO: LUNA QUISPE JEAN PIERRE PAOLO CODIGO: 071071I

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INDICE Pág. INTRODUCCIÓN

…………………………………………………………… 4

CAPÍTULO I GENERALIDADES …………………………………………………………... 5 1.1 Antecedentes

…………………………………………………… 6

1.2 Problemas………………………………………………………… 1.3 Formulación del problema

9

……………………………………. 11

1.4 Objetivos …………………………………………………………… 11 1.4.1 Objetivo general

……………………………………. 11 1.4.2 Objetivos específicos…………………………………. 12

1.5 Hipótesis

……………………………………………………. 12

1.5.1 Unidad de Análisis……………………………………….. 12 1.5.2 Variable Dependiente……………………………………. 12 1.5.3 Variable Independiente………………………………….. 12 1.6 Importancia

……………………………………………………. 13

CAPITULO II MARCO TEORICO…………………………………………………………….. 14 2.1Marco Teórico …………………………………………………… 15 2.1.1Marco Referencial …………………………………………….. 15 2.1.2Marco Conceptual………………………………………………. 25 2.2Marco Legal e Institucional

….………………………………….. 45

2.2.1 Normativa General……………………………………………….. 45 2.2.2 Normativa Especifica …………………………………… 55 2,3 Desarrollo Sostenible………………………………………. 69

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CAPÍTULO III METODOLOGÍA

……………………………………………………………. 76

3.1 Método Observativo …………………………………………….. 77 3.2 Método Deductivo …………………………………………….. 80 3.3 Método analítico…………………………………………………… 80

CAPÍTULO IV INGENIERIA…………………………………………………………………… .91 4.1 Tratamiento de aguas residuales

…………………………….. 92

4.2 Sistemas de tratamiento de aguas residuales ………………... 94 4.3 Proyectos

……………………………………………………..128

CAPÍTULO V PROPUESTAS DE SOLUCIÓN …………………………………………….. 133 5.1 Propuestas ………………………………………………………… 134 CAPÍTULO VI CONCLUSIONES …………………………………………………………….. 137

CAPÍTULO VII ANEXOS

………..…………………………………………………………… 139

CAPÍTULO VIII REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

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……………………………………

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INTRODUCCION

En el siguiente trabajo presentamos una recopilación de la utilización de las aguas residuales municipales a nivel de lima metropolitana. Los diferentes métodos aplicados en las diferentes municipalidades están enfocadas en la captación de las aguas que cruzan dichos distritos

otras

captan el agua directamente del alcantarillado (Tipo agua doméstica). La reutilización de las aguas es destinada al mantenimiento y conservación de las áreas

verdes de las municipalidades. Cabe resaltar que estas plantas

generan un ahorro del uso del agua potable que en estos tiempos es escaso y demanda un gasto extra a las municipalidades. La inversión en la instalación y funcionamiento de dichas plantas son recuperadas en corto y mediano plazo, dependiendo de las características de la planta. Estos tratamientos tienen

para el medio ambiente y así lograr la

concientización de las demás autoridades municipales que tiene sistemas de tratamiento de agua.

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CAPITULO I GENERALIDADES

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1.1. ANTECEDENTES Desde los años siguientes a su fundación en 1535, la ciudad de Lima no había conocido un período de crecimiento como el que había vivido en la segunda mitad del siglo XX. Entre 1940 y el año 2000, la población de la ciudad paso de 645 mil habitantes a 7 millones 536 mil, multiplicando su población 11 veces. En el mismo período, el área que ocupaba la ciudad aumento de 5 mil hasta 78 mil hectáreas (casi 16 veces). Esto incremento de la población provoco la demanda de agua potable y la urgencia de una adecuado sistema de alcantarillado y la zona sur de la provincia de lima no fue la excepción, en este caso el distrito de San Juan de Miraflores el cual hunde sus raíces por un lado, en las “invasiones” urbanas más importantes del Sur de Lima. A partir de 1958 dos años después que familias de escasos recursos económicos comenzaron a instalar sus esteras en las entonces deshabitadas Pampas de San Juan, llegándose así a conformar lo que después se llamaría Ciudad de Dios en clara alusión a la significativa fecha en que se inicia esta invasión, se puso en operación el tratamiento de las aguas servidas de poblaciones asentadas en dicha zona, al no existir colectores ni desagües se opto por las lagunas de oxidación. Al inicio no se conto con ningún control técnico, eliminándose el efluente hacia los terrenos adyacentes, en donde el agua percolaba totalmente. Posteriormente, ciertas familias se instalaron en la zona, utilizando el efluente para fines agrícolas en una extensión de 50 hectáreas. La falta de manejo permitió la invasión de plantas rivereñas y flotantes en las lagunas, además, se constituyo en un criadero de zancudos que por acción del viento invadian las zonas pobladas. En 1959, con base en los estudios de investigación realizados por el ingeniero Alejandro Vínces Araoz, la Junta Nacional de Vivienda construyó las lagunas de San Juan de Miraflores (SJM). Entre 1960 y 1964 se desarrollaron por razones topográficas dos grandes baterías (alta METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

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y baja), formadas por 11 lagunas primarias y 10 lagunas secundarias. El área de las lagunas en total cubría 21 ha; 7,67 ha correspondían a lagunas primarias y 12,33 hectáreas a lagunas secundarias. Todo esto dentro del gran “proyecto ecológico de San Juan de reuso de aguas servidas, relleno sanitario de basuras, forestación y mejoramiento ambiental (de su propia autoría)”. Mediante el tratamiento de las aguas residuales se empezaron a regar 100 ha de bosques, se construyeron los parques 23 y 26 además de huertos y se destinó una zona para el desarrollo de cultivos forrajeros, frutales y plantas de tallo alto, mayormente chala y maíz.

En la actualidad

la planta de tratamiento de aguas residuales “San

Juan” sigue en funcionamiento

la cual forma parte del Proyecto San

7artola; el cual también fue uno de los tantos proyectos que realizó el ingeniero Alejandro Vinces Araoz cuando ocupo la vicepresidencia del Servicio de Agua Potable y Alcantarillado de Lima (SEDAPAL /19861988). El diseño aun se conserva, pero a sufrido mejoras y se tratan aguas de dos distritos recibe un caudal total de 400 l/s entre las dos 2 baterías de tratamiento (alta y baja), las cuales

se monitorean desde la sala de

control. En la parte alta se tratan los desagües de Villa el Salvador, con un Caudal de diseño de 400L/s, y esta compuesta por: • Dos sistemas de Reja mecanizadas, Dos desarenado res y Dos series de Lagunas de tratamiento, cada serie consta de 2 lagunas Aereadas de Mezcla Completa (LAMC) en serie (72 x 80 x 3m); 3 lagunas Aereadas de mezcla parcial

(LAMP) en serie (48x 80x3m); 2 lagunas de

Sedimentación (LS) en paralelo (72 x 40 x 3m); 3 lagunas de Pulimento (LP) en serie( 90 x 80 x 3m) y por último una cámara de desinfección (TD1).

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En la parte baja se trata los desagües de San Juan de Miraflores con un caudal de diseño de 400L/s y una caudal proyectado del colector Surco de 200L/s y está compuesta por: Tres desarenadores,

3 series de

lagunas con la misma característica de la parte alta (2 existentes y una futura), una cámara de desinfección (TD-2). Dentro de cada Laguna aireada de Mezcla completa (LAMC) existen dos Aireadores Verticales (22KW) y cuatro aireadores horizontales (2 de 22 KW y 2 de 15 kw); y en cada Laguna Aireada de Mezcla Parcial (LAMP) existen 2 Aireadores Horizontales de 11KW. Dentro de las condiciones de diseño se contempló, para cada serie una calidad de afluente de las siguientes características: DBO=250 mg/l, Caudal =200L/s, Carga Aplicada= 430 Kg DBO/día , SS=250 mg/l, CT =4x107, CCT =2X107 Y Huevos de Helmintos=60Nº/L. Y

con

porcentajes

de

remoción

de

DBO=90mg/L,

SS=40mg/L,

CCT=1x103, Tasa de remoción de DBO en LAMC de75% y LAMP 65% “La importancia de la bioestabilización de las aguas servidas y el Proyecto San Juan se evidencia en la disposición sanitaria de los desperdicios sólidos y líquidos mediante sistemas de tratamiento adaptados a las condiciones locales, utilizando técnicas sencillas y económicas que se apoyan en los procesos de purificación de la naturaleza. Así, por el mecanismo de reciclaje, los desperdicios sólidos y líquidos pueden ser usados para establecer el equilibrio entre el hombre y el entorno que lo rodea, protegiendo la salud pública mediante el gobierno eficaz de la salud ambiental”. FIGURA 1.

“La trascendencia de Alejandro Vinces Araoz está en su trabajo científico y en que su lucha contra la contaminación ambiental cada día se extiende más a nivel de la conciencia nacional, americana y mundial. Siempre fue un valiente luchador en defensa del medio ambiente y la salud pública. METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

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Tuvo que enfrentar muchas veces el poder político y económico de los contaminadores con riesgo de su vida y de su libertad.”

1.2. PROBLEMA Las aguas residuales municipales de Lima Metropolitana no reciben el adecuado interés como fuente de recurso agua, y son en su mayoría arrojados al mar sin tratamiento alguno, teniendo en varios casos la extracción de estas aguas residuales para el riego de áreas verdes e incluso zonas agrícolas, llevando contaminantes a los alimentos que gente consume. Algunas municipalidades tratan sus aguas y las usan para riego de areas verdes, dado que solamente se les otorga un tratamiento primario

o

secundario a las aguas. Prima entonces el uso del recurso hídrico desde puntos de agua, es decir, agua potable, combinado con aguas de ríos, canales superficiales y subterráneos, por supuesto sin tratar, acarreando otros problemas, tanto a la salud de las personas que consumen o usan estas aguas, así como por sobrecarga de materia orgánica y sustancias tóxicas provenientes de la industria en los parques, jardines y zonas agrícolas y otras áreas verdes regadas con estas aguas. En algunos distritos, en comparación, con otros distritos que no poseen el tratamiento de las aguas los costos son al final más altos por el uso de agua potable que envés de aplicar algún tratamiento y esta sea apta para riego. En otros se atenta al medio ambiente por el uso de agua de río, o proveniente de pozos subterráneos y canales, de donde se desconoce lacalidad del agua. 1. La falta de iniciativa de las autoridades, su desinterés y dejadez se hacen evidentes al momento de tratar estos temas. La ausencia de proyectos es característica común de algunos distritos, mientras que en METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

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otros hay proyectos que se encuentran frenados, según ellos, por entidades superiores, como SEDAPAL. Se puede considerar a la planta de tratamiento de SEDAPAL, La Atarjea, como la mayor planta de aguas residuales municipales, dado que mejora la calidad de las aguas que han sido contaminadas por los poblados y actividades mineras de la parte alta de la cuenca del río Rímac, convirtiéndoles en agua potable. Esto es la mejor muestra del tratamiento y reuso de la aguas en un tratamiento terciario. Ahora el problema para la ciudad es la falta de tratamiento de sus aguas residuales para un rehúso, ya sea en áreas verdes principalmente y el tratamiento del agua hasta un nivel que sea apto para el consumo humano, siendo este último el más complicado de implantar por los costos elevados del sistema que en este caso las municipalidades no pueden afrontar. Pero el tema se extiende hasta los mares, dado que por la falta de plantas de tratamiento se vierten todas las aguas contaminadas directamente la mar, a través de los conocidos colectores estas aguas principalmente son de tipo domestico Si

implementamos en todos los distritos, solo de la zona de Lima

Metropolitana, plantas tratamiento de aguas residuales de tipo domestica o simplemente de las aguas municipales, no se lograría abarcarlas por completo, es decir, tratar el total de m3 emitidos por día es algo que no se realiza ni en los países más desarrollados. Uno de los motivos que más importan en estos tiempos es el reuso de las aguas residuales, además del cuidado del ambiente, es por supuesto el enfrentar la escasez de agua que se aproxima por el crecimiento demográfico y por el derretimiento de glaciares a causa del calentamiento global.

1.3. FORMULACION DEL PROBLEMA

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¿Qué beneficios se obtienen al implementar plantas de tratamiento de aguas residuales?, ¿Se logra reducir satisfactoriamente el impacto ambiental, los efectos a la salud y los costos del uso de agua potable?

1.4. OBJETIVOS (GENERALES-ESPECIFICO)

1.4.1. OBJETIVOS GENERALES •

Proponer el ahorro de agua potable en los distritos de Lima

utilizando en su lugar aguas provenientes de plantas de tratamiento, aprovechándolas en el riego de áreas verdes. •

Plantear las posibilidades de ahorro en costos de los municipios al

utilizar e implementar plantas de tratamiento de aguas residuales. •

Explicar las ventajas de la implementación de las plantas de

tratamiento de aguas residuales en la mitigación del impacto ambiental y en los efectos a la salud.

1.4.2. OBJETIVO ESPECÍFICO •

Comparar las diversas gestiones municipales para observar la

presencia o ausencia de plantas de tratamiento de aguas residuales, mejoras de la calidad ambiental del distrito, los gastos y el ahorro en cada una de ellas, así como los proyectos referentes al tema.

1.5. HIPOTESIS y VARIABLES

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El uso de plantas de tratamiento de aguas residuales en los municipios conlleva a la reducción del impacto ambiental, los efectos a la salud y los costos por utilización de agua. 1.5.1 Unidad de Análisis: Plantas de tratamiento de aguas residuales municipales a nivel de lima metropolita. 1.5.2 Variable Dependiente: Agua residuales Municipales tratadas calidad y sus usos Definición conceptual: Toma de muestra de agua para evaluar si existe disminución de organismos patógenos en plantas de tratamiento de aguas residuales municipales.

1.5.3 Variable Independiente.- Personas y/o empresas arrojen sus aguas residuales por el alcantarillado Definición conceptual: Acción de contaminar aguas proviene de los ríos Rímac, Chillón y Lurín y aumentar su carga microbiana Definición operacional: Papel, Vidrio, Metales, Orgánicos, Desmonte, Pilas y Baterías

1.6. IMPORTANCIA El ideal por excelencia en la utilización de plantas de tratamiento de aguas residuales ha sido y seguirá siendo disminuir hasta el mínimo la cantidad de contaminantes emitidos desde las urbanizaciones y la industria antes de ser vertido al mar o utilizados nuevamente para actividades humanas, para no alterar el equilibrio ecológico del cual dependemos. METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

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CAPITULO II MARCO TEORICO

2.1. MARCO TEORICO 2.1.1. MARCO REFERENCIAL El tratamiento de aguas residuales surge como una necesidad debido a la escasa precipitación pluvial, la creciente población, la gran demanda de agua, los efectos de la deglaciación y la contaminación de nuestros ríos. Lima se encuentra ubicada en una zona costera cálida en el verano; y templada, con mucha humedad y muy escasas precipitaciones pluviales en el invierno. METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

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Estas características son determinadas por la presencia de la fría Corriente de Humboldt a lo largo del litoral peruano. Ella define la carencia casi absoluta de lluvias, del alto grado de humedad que llega hasta un 98%, y las moderadas temperaturas que son típicas de la Costa Central, recibiendo la casi nula precipitación de 25 mm por año. Sus

principales

fuentes

de

agua

son

el

agua

superficial y

subterránea. Por este motivo el agua residual tratada y no tratada es vista como una importante fuente alternativa de agua para riego. Agua Superficial: Proviene de los ríos Rímac, Chillón y Lurín. Su caudal promedio mensual histórico es de 39 m 3/s y cada uno e ellos aporta (fuente SENAMHI/ INRENA 2005) RIMAC

CHILLON

LURIN

29.5 m3/s

5.1 m3/s

4.5 m3/s

El 75% del agua disponible en Lima tiene como destino el consumo humano, seguido de la agricultura (22%), y las actividades industriales y mineras (INRENA, 2005). Lima cuenta con una población aproximada de 8 630 004 de habitantes, el 85.4% de la población de la ciudad cuenta con acceso al sistema de alcantarillado (SEDAPAL, 2005), que recolecta 17.5 m3/s de aguas residuales. Y solo el 10 % del volumen total es tratado, la gran mayoría es evacuada directamente al mar o a los ríos a través de los 7 colectores existentes, pero no todos funcionan total o parcialmente. Si bien existen más de 40 experiencias de tratamiento y reuso de aguas residuales, el volumen de tratamiento (1.6 m3/s) representa solo el 9.2% del total (SEDAPAL, 2006). Como consecuencia, la mayor parte de METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

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las aguas residuales (90.8%) son descargadas al río Rímac o al mar, originando problemas de

contaminación

tanto

de

los

productos

regados como de los recursos marítimos de consumo directo, elevando el riesgo de proliferación de enfermedades endémicas y alteración del equilibrio ambiental. El uso de las aguas residuales en el ámbito intraurbano es reciente y está orientado principalmente al riego de áreas verdes. Se ha estimado que actualmente se riegan 164 ha, que equivalen al 17% del área total atendida con aguas residuales. De los 37casos analizados en Lima Metropolitana y Callao se desarrollan sobre 985 ha que utilizan un caudal aproximado de 1,478 l/s, equivalente a solo el 8% de los desagües recolectados y que provienen de alrededor de 575,000 habitantes y algo más de 115,000 viviendas de Lima y Callao. El 54% de las experiencias identificadas se desarrollan dentro del ámbito periurbano y abarcan 818 ha que equivalen al 83% de las áreas regadas con aguas residuales. En este ámbito es posible manejar este recurso con mayor facilidad y aceptación, incluso sin tratamiento. En cambio, en el ámbito intraurbano es más aceptable el uso de las aguas residuales en el riego de las áreas verdes que en la producción de alimentos. Las experiencias medianas (de 1 a 20 ha) constituyen el 68% de los casos inventariados, mientras que las grandes (mayores a 20 ha) representan solo el 21%, sin embargo estas ultimas representan el 83% del área de reuso en Lima. Casi la mitad de las experiencias (17) se ubican en la zona Sur de Lima, en donde se realizo la primera experiencia de reuso iniciado en 1964 y que luego se extendió a 600 ha de bosques y agricultura en San Juan de Miraflores y Villa El Salvador, incluyendo los parques zonales de Huayna Cápac y Huáscar. METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

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Estas experiencias se han extendido luego en la zona Norte (9) en áreas agrícolas tradicionales que fueron rodeadas por la ciudad y desprovistas del abastecimiento regular de agua

de río, requerimiento que fue

parcialmente reemplazado por las aguas residuales. Recientemente las zonas Este y Centro de Lima han incorporado 6 y 5 experiencias respectivamente, que por limitaciones de espacio son más pequeñas y orientadas al riego de áreas verdes. La Empresa Publica de Agua Potable y Alcantarillado de Lima (SEDAPAL) es la responsable del tratamiento del agua utilizada por el 50% de las experiencias de reuso para el riego de 352 ha. El resto de plantas de tratamiento son manejadas por los gobiernos locales (20%), el sector privado

(12%) y los centros educativos y organizaciones

comunitarias de pobladores y agricultores (18%).

Los responsables del tratamiento en el ámbito periurbano son principalmente las organizaciones de agricultores urbanos y productores, mientras que en el ámbito intraurbano los gobiernos locales tienen mayor representatividad. La Dirección General de Salud Ambiental (DIGESA) del Ministerio de Salud es el principal actor indirecto por su función de autorización y vigilancia del uso de las aguas residuales a nivel nacional. En el caso de las zonas agrícolas es posible estimar que cerca de 2,000 habitantes que conforman las familias de los agricultores serian los principales beneficiados por los ingresos de esta actividad productiva. A esta cifra se debe sumar cerca de dos millones de habitantes que se benefician con el consumo de los productos generados en la actividad productiva y que representan el 20% de la población de Lima, siempre que se garantice la calidad sanitaria con

el uso de un agua tratada

adecuadamente.

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Las actividades productivas como agricultura y acuicultura se desarrollan en el 80% del área actualmente irrigada con aguas residuales en Lima, aun cuando solo representen el 41% de

las experiencias

existentes. Se han identificado una variedad importante de cultivos, que pueden ser agrupados en hortalizas, forrajes, plantas ornamentales, árboles frutales y hierbas aromáticas. Además también se pueden citar otros cultivos importantes como ponciana, croto, gras americano y tilapia. Por último también se puede considerar como un producto comercial la misma agua residual tratada que es vendida para el riego de áreas verdes municipales. Un numero mayor de casos (59%) están dedicados al reuso en actividades recreativas como áreas

verdes, campos

deportivos y parques públicos, que solo abarcan el 20% del área total irrigada con las aguas residuales. Los forrajes son los cultivos con mas baja relación costo/beneficio, pero aun así son los mas trabajados con aguas residuales porque implican una inversión mínima para la buena productividad que se obtiene. Sin embargo, algunos productores están sustituyendo estos cultivos por otros más rentables, ya que existen algunos productos como el gras y las hierbas aromáticas que tienen una relación beneficio/costo bastante elevada. Las hortalizas mantienen en general una buena rentabilidad de 3 a 1 pero desafortunadamente son cultivadas con aguas residuales de mala calidad o no tratadas, por lo que se asume que en un futuro serán

erradicados

a

menos

que

se

implementen

sistemas

de

tratamiento. En estas circunstancias la tilapia puede aprovechar los reservorios de tratamiento que se instalen

y

lograr

un

rendimiento

económico

adicional interesante. Las poncianas también es un cultivo que esta creciendo rápidamente en el Sur porque logra un beneficio de 2 a 1 sin METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

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invertir demasiado, a diferencia de los cultivos de plantas ornamentales que muestran menor beneficio. De las 37 experiencias analizadas, tres casos riegan hortalizas con 716 l/s de agua sin tratar en el 40% del área total regada con aguas residuales en Lima. Los otros 34 reutilizan 762 l/s de

agua residual con algún tipo de

tratamiento. Sin embargo, las plantas de tratamiento que operan en la ciudad reportan un caudal de efluentes de 1,670 l/s, por tanto se puede deducir que el

65.6% del agua tratada se reutilizan, y el resto se

descarga al mar y los ríos. En suma, la cobertura de tratamiento en Lima apenas llega al 9% de las aguas residuales domésticas recolectadas.

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De estas cifras también se deduce que actualmente se aplica 1.50 l/s.ha, que puede ser considerado como un gasto excesivo favorecido por la alta disponibilidad de las aguas residuales tratadas o sin tratar para aplicar un riego por gravedad por inundación (melgas) o surcos. Tomando en cuenta las condiciones áridas de Lima (clima, suelo y otros factores) se estima que el requerimiento de agua para un sistema de riego por gravedad no debería exceder de 1 l/s, por tanto el caudal utilizado podría abastecer un 50% mas de área actualmente regada, si se hiciera un uso más eficiente del agua. Las lagunas de estabilización y las lagunas aireadas son utilizadas en el 58% de las

experiencias -10 en cada caso- y riegan el 75%

de la

superficie inventariada. Es importante mencionar que 7 de los 10 casos usan las aguas tratadas en lagunas aireadas de las plantas de San Juan y Huáscar recientemente construidas por SEDAPAL y que reemplazaron anteriores sistemas de lagunas de estabilización. Otros dos sistemas de lagunas aireadas son privados y pertenecen a los clubes de golf de Lima y La Planicie. Las plantas de lodos activados -8 casos- permiten el riego de 66 ha de áreas verdes y 49 ha agrícolas, que en conjunto constituyen el 22% de la superficie total irrigada con aguas residuales. Los humedales artificiales están presentes en 4 experiencias y los filtros percoladores en sólo dos casos, pero se tratan de pequeños proyectos que apenas atienden el riego de 3 y 12 ha respectivamente. Costos de las experiencias de Tratamiento y Uso de Aguas Residuales en Lima Metropolitana y Callao

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El mayor costo de inversión para tratar las aguas residuales domésticas en Lima ha sido de US$ 191/habitante y corresponde a las plantas de tratamiento de lagunas aireadas de San Juan de Miraflores y Huascar construidas al Sur

de Lima, por lo que se deduce que SEDAPAL

requeriría invertir cerca de US$ 1,500 millones

para tratar las aguas

residuales de todo Lima con esta tecnología. Se ha estimado que las lagunas de estabilización constituyen la tecnología de mas bajo costo (US$ 19/habitante), por lo que en este caso la inversión de SEDAPAL sería de US$ 150 millones, monto que sólo representaría el 10% de la alternativa anterior. Sin embargo es necesario reconocer que sería difícil encontrar

la cantidad de terreno

requerido, a menos que se decida invertir para trasladar las aguas a zonas desérticas cercanas a la ciudad. Los sistemas de lodos activados reportan costos de inversión de US$ 70/habitante, por lo que aplicando esta alternativa tecnológica SEDAPAL requeriría una inversión de US$ 560 millones para tratar las aguas de la ciudad, un tercio de estimado

para

la

opción

de

las

lagunas

aireadas

como

las

construidas en el Sur de Lima. Sin embargo, es necesario que en forma paralela se evalúen los costos de operación y mantenimiento para elegir la tecnología más apropiada, ya que los lodos activados exigen incluir

un

sistema

de

desinfección

adicional

que eleva

significativamente estos costos. Plan

Maestro

Optimizado SEDAPAL, recolección de las aguas

residuales en la región de Callao SEDAPAL cuenta con un proyecto a largo plazo que es recuperar la costa verde, la bahía de Miraflores que se extiende desde la Punta hasta Chorrillos. Alrededor de esta bahía, se concentran las poblaciones con mayor poder económico de todo Lima representados por el 60% de la clase A y más del 30% de la clase B vinculados directamente con el poder económico y político. METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

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Se realizó un plan de gran magnitud y costoso, este plan preveía evacuar una parte de las aguas de Lima hacia el norte, y otro hacia el sur. El 59% de las aguas servidas - 10m3/s - serán evacuadas hacia la playa de la Taboada, al final de la autopista Faucett, al norte del aeropuerto. Por eso, se construyo el famoso interceptor norte que recolecta las aguas de  El colector

Centenario - triangulo San Miguel, Santa Beatriz,

Miraflores  El colector Centenario - desde El Agustino hasta La Punta  El colector n°6 de San Juan de Lurigancho hasta el aeropuerto  El colector Comas en el cono norte. De otra parte, 5,6m3/s de aguas servidas, que corresponden al colector Surco, serán llevadas hacia la playa de la Chira al sur del morro solar de Chorrillos. En estos dos puntos esta previsto una planta de tratamiento de desagües y una tubería de respectivamente 8000 y 3000 metros para

llevar

las aguas,

ya

tratadas

al

mar, denominándose Plan

Maestro Optimizado SEDAPAL, 2005. Evacuación de los desagües en Lima El proyecto de SEDAPAL, de enviar más de la mitad de las aguas servidas de Lima en la playa de la Taboada fue probado más temprano que previsto.

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En abril del 2008, después del colapso del colector San Miguel. Enviaron de manera previa las aguas residuales al interceptor norte. La dificultad que tuvo SEDAPAL era que nunca había imaginado que la población tomara acciones donde los vecinos del norte del Callao y de Ventanilla se organizaron para que se cierre este colector. Esta zona ya recibe directamente las aguas de dos colectores: 

El colector centenario



El colector Comas,

También las aguas del río Rímac que reciben el colector Nº 6 y del río Chillón que recibe las aguas del colector de Puente Piedra – La Cachaza. Y tras el colapso del colector de san miguel también recibiría el colector costanero. Después de estos eventos, SEDAPAL considero de nuevo sus planes. El objetivo sigue siendo recuperar la costa verde, es decir que quien se vería afectado de la situación de los desagües finalmente sería la población del norte del Callao y de Ventanilla. Esta población además de recibir los desagües de 58% de los habitantes de Lima, no tiene acceso a este mismo servicio de desagües. Recarga del Agua Subterránea con Aguas Residuales Urbanas Las Metas en materia de suministro y saneamiento impulsadas por la ONU incrementarán aún más en la última década. Muchos sistemas de alcantarillado descargan a los cursos de agua sin tratamiento alguno o con tratamiento parcial y con poca dilución en el estiaje, por lo que los caudales de aguas residuales disponibles para el riego son en realidad aguas negras. +Por otra parte, es evidente que las prácticas comunes de manejo y reúso de aguas residuales en países en vías de desarrollo a menudo no son ni METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

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planeadas ni controladas y generan altas tasas de infiltración a los acuíferos subyacentes en los climas más áridos. Esta infiltración incidental es a menudo el reúso local más significativo de aguas residuales urbanas en términos del volumen, pero rara vez se planea y casi nunca se reconoce como tal. Este fenómeno tiene la ventaja de mejorar la calidad de las aguas residuales urbanas y de almacenarlas para uso futuro, pero también puede contaminar los acuíferos que se utilicen para el abastecimiento de agua potable. Este tema tiene grandes implicaciones en términos de los enfoques futuros para la gestión del agua subterránea y las aguas residuales en muchos centros urbanos que se desarrollan rápidamente. La recarga de aguas residuales ocurre en áreas urbanas debido a la presencia de: •

Instalaciones de saneamiento in situ es decir fosas sépticas y letrinas cuya descarga directa al subsuelo constituye una fuente difusa de contaminación continua.

•

Sistemas de alcantarillado cuyos efluentes descargan aguas abajo del centro urbano y son usados para riego.

Este antecedente no sólo aborda la segunda situación y, con objeto de reconocer los beneficios potenciales tanto de la reutilizacion de aguas residuales para riego agrícola como de la recarga inducida de acuíferos, incluye la evaluación de sus consecuencias en ciudades de países en vías de desarrollo y propone acciones graduales para reducir el riesgo de contaminación del agua subterránea por esta práctica.

Las aguas residuales se infiltran directamente al subsuelo desde los sistemas de drenaje, y de forma indirecta por los excedentes de agua que se aplican para el riego agrícola en las zonas ribereñas. Investigaciones METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

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realizadas en diversas partes proveen evidencia de que esta recarga ocurre a tasas mayores de 1.000 mm/a. Por ende, se puede argumentar que la recarga incidental a los acuíferos es importante, ubicua y siempre debe ser anticipada como parte integral de un proyecto de reutilización de aguas residuales para riego agrícola. El agua residual es muy apreciada por los agricultores, en particular los más pobres, debida a su disponibilidad continua y contenido de materia orgánica y nutriente que incrementa su productividad. Sin embargo, su uso indiscriminado genera riesgos muy serios para la salud pública, tanto en los agricultores que están en contacto con las aguas residuales como en los consumidores de los productos crudos. También puede haber peligros a más largo plazo si las aguas residuales contienen efluentes industriales con elementos tóxicos como plomo, cromo, boro, etc. que afecten el suelo, disminuyan su fertilidad o se introduzcan en las cadenas alimenticias. 2.1.2. MARCO CONCEPTUAL Tratamiento de aguas residuales El objetivo del tratamiento es producir agua limpia o efluente tratado, reutilizable al ambiente, y un residuo sólido o lodo que con un proceso adecuado puede servir como fertilizante orgánico para la agricultura o jardinería. Las aguas residuales pueden ser tratadas dentro

del

terreno

de

hospedaje como tanques sépticos u otros medios de depuración y en caso de zonas comunales, éstas son llevadas mediante una red de

tuberías

y

eventualmente pueden utilizar bombas

para ser

trasladados a una planta de tratamiento municipal.

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Los esfuerzos para colectar y tratar las aguas residuales domésticas de la descarga están típicamente sujetos a regulaciones locales y sectoriales regulaciones y controles. Aguas residuales Las aguas residuales son aquellas que proceden de haber sido tomadas para un uso determinado. Los sistemas de alcantarillado que trasportan descargas de aguas sucias y aguas de precipitación conjuntamente son llamados sistemas de alcantarillas combinado. Muchas

aguas

residuales

también

incluyen

aguas

superficiales

procedentes de las lluvias. Las aguas residuales municipales contienen descargas residenciales, comerciales e industriales En muchas áreas, las aguas residuales también incluyen algunas aguas sucias provenientes de industrias y comercios. La división del agua casera drenada en aguas grises y aguas negras es más común en el mundo desarrollado, el agua negra es la que procede de inodoros y orinales y el agua gris, procedente de piletas y bañeras, puede ser usada en riego de plantas y reciclada en el uso de inodoros, donde se transforma en agua negra. Aguas residuales urbanas Procede de la contaminación en los núcleos urbanos como servicios domésticos y públicos, limpieza de locales, drenado de Aguas Pluviales

Tipos de contaminantes: Entre estos tenemos materia orgánica en suspensión y disuelta, Nitrógeno, Fósforo, cloruro de sodio METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

y otras sales minerales, micros 26

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contaminantes procedentes de nuevos productos, y los residuos de lavado de calles que arrastran principalmente materia sólida inorgánica en suspensión, además de otros productos como fenoles, plomo, insecticidas proveniente de los jardines, etc. Características Físico-Químicas La temperatura de las aguas residuales oscila entre 10-20 ºC. Unidades: gramos/habitante/día Nitrógeno amoniacal: 3-10 gr./hab./d Nitrógeno total: 6.5-13 gr./hab./d Fósforo (PO43-); 4-8 gr./hab./d Detergentes: 7-12 gr./hab./d En lugares donde existen trituradoras de residuos sólidos las aguas residuales urbanas están mucho más cargadas 100 % más Características Biológicas. En las aguas residuales cuentan con numerosos microorganismos entre estos patógenos e inocuos. Entre los patógenos tenemos el virus de la Hepatitis que en 1 gr. de heces de un enfermo existen entre 10 a 106 dosis infecciosas del virus de la hepatitis. Tenemos también los ya conocidos coliformes fecales que son un indicador de contaminación importantísimo para el agua potable, un individuo evacua de 105-4x105 millones de coliformes por día. Las aguas residuales urbanas contienen: l06 coliformes totales / 100 ml Aguas residuales industriales. Son

las

que

proceden

de

cualquier

proceso

de

producción,

transformación donde se utilice el agua, incluyéndose los líquidos METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

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residuales, aguas de proceso y aguas de refrigeración, es decir se derivan de la fabricación de productos. Entre estos encontramos productos químicos tales como lejías negras, los baños de curtido de pieles, las melazas de la producción de azúcar, aguas de refinerías, etc. Los materiales inorgánicos como la arcilla, sedimentos y otros residuos se pueden eliminar por métodos mecánicos y químicos. El material que debe ser eliminado es de naturaleza orgánica, el tratamiento implica usualmente actividades de microorganismos que oxidan y convierten la materia orgánica en CO2, es por esto que nos tratamientos de las aguas de desecho son procesos en los cuales los microorganismos son muy importantes. El tratamiento de las aguas residuales da como resultado la eliminación de microorganismos patógenos, evitando así que estos microorganismos lleguen a ríos o a otras fuentes de abastecimiento. Específicamente el tratamiento biológico de las aguas residuales es considerado un tratamiento secundario ya que este esta ligado íntimamente a dos procesos microbiológicos, los cuales pueden ser aerobios y anaerobios.

El tratamiento secundario de las aguas residuales comprende una serie de reacciones complejas de digestión y fermentación efectuadas por un huésped de diferentes especies bacterianas, el resultado neto es la conversión de materiales orgánicos en CO2 y gas metano, se puede separar y quemar como una fuente de energía. Debido a que ambos productos finales son volátiles, el efluente líquido ha disminuido notablemente su contenido en sustancias orgánicas. La

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eficiencia de un proceso de tratamiento se expresa en términos de porcentaje de disminución de la DBO inicial.

Tipos de Vertidos Industriales. Continuos Provienen de procesos en los que existe una entrada y una salida continua de agua; Procesos de Transporte, lavado, refrigeración Discontinuos Proceden de operaciones intermedias. Son los más contaminados baños de decapado, baños de curtidos, lejías negras, emulsiones. Al aumentar el tamaño de la industria, algunos vertidos discontinuos pueden convertirse en continuos. Clasificación de las Industrias según sus Vertidos. Se clasifican en 5 grupos de acuerdo con los contaminantes específicos que arrastran las aguas residuales urbanas.  Industrias con efluentes principalmente orgánicos, papeleras, azucareras, mataderos, curtidos, conservas, lecherías, preparación de productos alimenticios, bebidas, lavanderías, etc.

 Industrias con efluentes orgánicos e inorgánicos, refinerías y petroquímicas, textiles, fabricación de productos químicos, etc.  Industrias con efluentes principalmente inorgánicos, limpieza y recubrimiento

de

metales,

explotaciones

mineras

y

salinas,

fabricación de productos químicos, inorgánicos.

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 Industrias con efluentes con materias en suspensión, lavaderos de mineral y carbón, corte y pulido de mármol y otros minerales, laminación en caliente y colada continua.  Industrias con efluentes de refrigeración, centrales térmicas, centrales nucleares

Valoración de la Carga Contaminante Se ha recurrido al concepto de población equivalente, este valor se deduce dividiendo los Kg. de DBO (demanda biológica de oxígeno) contenidos en el agua residual, correspondiente a la producción de una unidad determinada, por la DBO que aporta un habitante por día. En Europa se considera un valor medio de 60 gr. El término población equivalente sólo se refiere a una contaminación de carácter orgánico, para dimensionar la planta depuradora seria necesario por lo menos tener en cuenta además de la DBO, los Sólidos en Suspensión (SS). En Francia se basaron en los parámetros de DQO, DBO y SS para el cálculo del canon de vertido. En Francia y Cataluña existen tablas que establecen el canon de vertido industrial en función de la producción de la actividad o el número de operarios. Estos valores los aplican las Agencias Financieras de Cuenca.

El tratamiento de aguas residuales Llamado también depuración de aguas residuales, proveniente de agua residual doméstica o industrial, es un proceso de tratamiento de aguas que a su vez incorpora procesos físicos, químicos y biológicos, los METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

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cuales tratan y remueven contaminantes físicos, químicos y biológicos del agua efluente del uso humano. Su principal objetivo es el tratamiento para

producir agua limpia o

reutilizable en el ambiente y un residuo sólido o fango también convenientes para los futuros propósitos o recursos. El tratamiento de aguas residuales es alcanzado por la separación física inicial de sólidos de la corriente de aguas domésticas o industriales, seguido por la conversión progresiva de materia biológica disuelta en una masa biológica sólida usando bacterias adecuadas, generalmente presentes en estas aguas. Tratamiento físico químico •

Remoción de sólidos

•

Remoción de arena

•

Precipitación con o sin ayuda de coagulantes o floculantes

•

Separación y filtración de sólidos

El agregado de cloruro férrico ayuda a precipitar en gran parte a la remoción de fósforo y ayuda a precipitar biosólidos Tratamiento biológico • Lechos oxidantes o sistemas aeróbicos • Post – precipitación • Liberación al medio de efluentes, con o sin desinfección según las normas de cada jurisdicción.

• Eliminación de los fosfatos de las aguas residuales domésticas. • El tratamiento de las aguas residuales domesticas incluye la eliminación de los fosfatos. Un método muy simple consiste en

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precipitar los fosfatos con cal apagada. Los fosfatos pueden estar presentes de muy diversas formas como el ión Hidrógeno fosfato. • Eliminación de nitratos de las aguas residuales domesticas y procedentes de la industria. • Se basa en dos procesos combinados de nitrificación y desnitrificación que conllevan una producción de fango en forma de biomasa fácilmente decantable. Etapas del tratamiento Tratamiento primario: Es para reducir aceites, grasas, arenas y sólidos gruesos; es decir el proceso de asentamiento de los sólidos. Este paso está enteramente hecho con maquinaria, por esa razón es conocido también como tratamiento mecánico. Remoción de sólidos

En el tratamiento mecánico, el afluente es filtrado en cámaras de rejas para eliminar todos los objetos grandes que son depositados en el sistema de alcantarillado, tales como trapos, barras, condones, compresas, tampones, latas, frutas, papel higiénico, etc. Éste es el usado

más

comúnmente

mediante

una

pantalla

rastrillada

automatizada mecánicamente. Este tipo de basura se elimina porque esto puede dañar equipos sensibles en la planta de tratamiento de aguas residuales, además los tratamientos biológicos no están diseñados para tratar sólidos.

Remoción de arena

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Esta etapa es conocida como escaneo o maceración que incluye un canal de arena donde la velocidad de las aguas residuales es cuidadosamente controlada para permitir que la arena y las piedras de ésta tomen partículas, pero todavía se mantiene la mayoría del material orgánico con el flujo. La arena y las piedras son quitadas en el proceso para prevenir daño en las bombas y otros equipos en las etapas restantes del tratamiento. El contenido del colector de arena podría ser alimentado en el incinerador en un procesamiento de planta de fangos, pero en muchos casos la arena es enviada a un terraplén. Tratamiento secundario Es designado para

degradar el contenido biológico de las aguas

residuales que se derivan desperdicios generados por el hombre como desechos

fecales,

orines, residuos de comida, jabones y

detergentes; es decir el tratamiento biológico de sólidos flotantes y sedimentados. Filtros de desbaste Los filtros de desbaste son utilizados para tratar particularmente cargas orgánicas fuertes o variables, típicamente industriales, para permitirles ser tratados por procesos de tratamiento secundario. Son filtros típicamente altos, filtros circulares llenados con un filtro abierto sintético en el cual las aguas residuales son aplicadas en una cantidad relativamente alta. El diseño de los filtros permite una alta descarga hidráulica y un alto flujo de aire. En instalaciones más grandes, el aire es forzado a través del medio usando sopladores. El líquido resultante está usualmente con el rango normal para los procesos convencionales de tratamiento.

Fangos activos METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

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Las plantas de fangos activos usan una variedad de mecanismos y procesos para usar oxígeno disuelto y promover el crecimiento de organismos

biológicos

que

remueven

substancialmente

materia

orgánica. También puede atrapar partículas de material y puede, bajo condiciones ideales, convertir amoniaco en nitrito y nitrato, y en última instancia a gas nitrógeno. Camas filtrantes o camas de oxidación Filtro oxidante en una planta rural Se utiliza la capa filtrante de goteo utilizando plantas más viejas y plantas receptoras de cargas más variables, las camas filtrantes son utilizadas donde el licor de las aguas residuales es rociado en la superficie de una profunda cama compuesta de coke es decir carbón, piedra caliza o fabricada especialmente de medios plásticos. Tales medios deben tener altas superficies para soportar los biofilms que se forman. El licor es distribuido mediante unos brazos perforados rotativos que irradian de un pivote central. El licor distribuido gotea en la cama y es recogido en drenes en la base. Estos drenes también proporcionan un recurso de aire que se infiltra hacia arriba de la cama, manteniendo un medio aerobio. Las películas biológicas de bacteria, protozoarios y hongos se forman en la superficie media y se comen o reducen los contenidos orgánicos. Este biofilm es alimentado a menudo por insectos y gusanos.

Placas rotativas y espirales

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En algunas plantas pequeñas son usadas placas o espirales de revolvimiento lento que son parcialmente sumergidas en un licor. Se crea un fóculo biótico que proporciona el substrato requerido. Tratamiento terciario Etapa final que permite aumentar la calidad del efluente al estándar requerido antes de que éste sea descargado al ambiente receptor mar, río,

lago, campo, etc.; es decir son pasos adicionales al

tratamiento micro-filtración o desinfección. Se puede utilizar más de un proceso terciario de tratamiento en una planta de tratamiento. Si la desinfección se

practica siempre en el

proceso final, este proceso se denomina pulir el efluente. Filtración La filtración de arena remueve gran parte de los residuos de materia suspendida. El carbón activado sobrante de la filtración remueve las toxinas residuales. Lagunaje El tratamiento de lagunas proporciona el establecimiento necesario y fomenta la mejora biológica de almacenaje en charcos o lagunas artificiales. Se trata de una imitación de los procesos de autodepuración que somete un río o un lago al agua residual de forma natural. Estas lagunas son altamente aerobias y la colonización por los macrophytes nativos, especialmente cañas.

Los invertebrados de alimentación del filtro pequeño tales como Daphnia y especies de Rotifera asisten grandemente al tratamiento removiendo partículas finas. METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

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El sistema de lagunaje es barato y fácil de mantener pero presenta los inconvenientes de necesitar gran cantidad de espacio y de ser poco capaz para depurar las aguas de grandes núcleos. Tierras húmedas construidas Las tierras húmedas construidas incluyen camas de caña y un rango similar de metodologías similares que proporcionan un alto grado de mejora biológica aerobia y pueden ser utilizados a menudo en lugar del tratamiento secundario para las comunidades pequeñas, también para la phytoremediation. Un ejemplo es una pequeña cama de cañas o camas de lámina utilizada para limpiar el drenaje del lugar de los elefantes en el parque zoológico de Chester en Inglaterra. Remoción de nutrientes Las aguas residuales poseen nutrientes pueden también contener altos niveles de nutrientes nitrógeno y fósforo que eso en ciertas formas puede ser tóxico para peces e invertebrados en concentraciones muy bajas o eso puede crear condiciones insanas en el ambiente de recepción por ejemplo: mala hierba o crecimiento de algas. Las malas hierbas y las algas pueden parecer ser una edición estética, pero las algas pueden producir las toxinas, y su muerte y consumo por las bacterias decaimiento) pueden agotar el oxígeno en el agua y sofocar los pescados y la otra vida acuática. Cuando se recibe una descarga de los ríos a los lagos o a los mares bajos, los nutrientes agregados pueden causar pérdidas entrópicas severas perdiendo muchos peces sensibles a la limpieza del agua. El retiro del nitrógeno o del fósforo de las aguas residuales se puede alcanzar mediante la precipitación química o biológica. La remoción del nitrógeno se efectúa con la oxidación biológica del nitrógeno del amoníaco al nitrato nitrificación que implica nitrificar METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

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bacterias tales como Nitrobacter y Nitrosomonus, y entonces mediante la

reducción

el

nitrato

es

convertido

al

gas

del

nitrógeno

(desnitrificación), que se lanza a la atmósfera. Estas conversiones requieren condiciones cuidadosamente controladas para permitir la formación adecuada de comunidades biológicas. Los filtros de arena, las lagunas y las camas de lámina se pueden utilizar para reducir el nitrógeno. Algunas veces, la conversión del amoníaco tóxico al nitrato solamente se refiere a veces como tratamiento terciario. El retiro del fósforo se puede efectuar biológicamente en un proceso llamado retiro biológico realzado del fósforo. En este proceso específicamente bacteriano, llamadas Polyphosphate que acumula organismos, se enriquecen y acumulan selectivamente grandes cantidades de fósforo dentro de sus células. Cuando la biomasa enriquecida en estas bacterias se separa del agua tratada, los biosólidos bacterianos tienen un alto valor del fertilizante. El retiro del fósforo se puede alcanzar también, generalmente por la precipitación química con las sales del hierro. El fango químico que resulta, sin embargo, es difícil de operar, y el uso de productos químicos en el proceso del tratamiento es costoso. Aunque esto hace la operación difícil y a menudo sucia, el retiro químico del fósforo requiere una huella significativamente más pequeña del equipo que la de retiro biológico y es más fácil de operar.

Desinfección El propósito de la desinfección en el tratamiento de las aguas residuales es reducir substancialmente el número de organismos vivos en el agua que se descargará nuevamente dentro del ambiente. La efectividad de la desinfección depende de la calidad del agua que es METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

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tratada por ejemplo: turbiedad, pH, etc., del tipo de desinfección que es utilizada, de la dosis de desinfectante concentración y tiempo, y de otras variables ambientales. El agua turbia será tratada con menor éxito puesto que la materia sólida puede blindar organismos, especialmente de la luz ultravioleta o si los tiempos del contacto son bajos. Generalmente, tiempos de contacto cortos, dosis bajas y altos flujos influyen en contra de una desinfección eficaz. Los métodos comunes de desinfección incluyen el ozono, la clorina, o la luz UV. La Cloramina, que se utiliza para el agua potable, no se utiliza en el tratamiento de aguas residuales debido a su persistencia. La desinfección con cloro sigue siendo la forma más común de desinfección de las aguas residuales en Norteamérica debido a su bajo historial de costo y del largo plazo de la eficacia. Una desventaja es que la desinfección con cloro del material orgánico residual puede generar

compuestos

orgánicamente

clorados

que

pueden

ser

carcinógenos o dañinos al ambiente. La clorina o las cloraminas residuales puede también ser capaces de tratar el material con cloro orgánico en el ambiente acuático natural. Además, porque la clorina residual es tóxica para especies acuáticas, el efluente tratado debe ser químicamente desclorinado, agregándose complejidad y costo del tratamiento. La luz ultravioleta (UV) se está convirtiendo en el medio más común de la desinfección en el Reino Unido debido a las preocupaciones por los impactos de la clorina en el tratamiento de aguas residuales y en la clorinación orgánica en aguas receptoras. La radiación UV se utiliza para dañar la estructura genética de las bacterias, virus, y otros patógenos, haciéndolos incapaces de la reproducción. Las desventajas dominantes de la desinfección UV son la necesidad del mantenimiento y del reemplazo frecuente de la lámpara y la necesidad de un efluente METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

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altamente tratado para asegurarse de que los microorganismos objetivo no están blindados de la radiación UV es decir, cualquier sólido presente en el efluente tratado puede proteger microorganismos contra la luz UV. El ozono O3 es generado pasando el O2 del oxígeno con un potencial de alto voltaje resultando un tercer átomo de oxígeno y que forma O3. El ozono es muy inestable y reactivo y oxida la mayoría del material orgánico con que entra en contacto, de tal manera que destruye muchos microorganismos causantes de enfermedades. El ozono se considera ser más seguro que la clorina porque, mientras que la clorina que tiene que ser almacenada en el sitio altamente venenoso en caso de un lanzamiento accidental, el ozono es colocado según lo necesitado. La

ozonización

también

produce

pocos

subproductos

de

la

desinfección que la desinfección con cloro. Una desventaja de la desinfección del ozono es el alto costo del equipo de la generación del ozono y que las habilidades de los operadores deben ser demasiadas.

Mezclado El mezclado es una operación unitaria de gran importancia en el tratamiento de aguas residuales, entre las que podemos citar: (1) mezcla completa de una sustancia con otra; (2) mezcla de suspensiones liquidas; (3) mezcla de líquidos miscibles; (4) floculación; (5) transferencia de calor. Como ejemplo, podemos citar la mezcla de METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

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productos químicos con agua residual. En el proceso de tratamiento con fangos activados, para asegurar que los microorganismos disponen de oxigeno, es necesario mezclar el contenido de los tanques de aireación además de introducir aire u oxigeno puro. Para cumplir con ambos requisitos, la solución que suele emplearse es la introducción de aire con difusores, aunque existe la alternativa de instalar aireadotes mecánicos. También se incorporan y mezclan productos químicos con los fangos, para mejorar las características del secado de los mismos. En el proceso de digestión anaerobia. , el mezclado se emplea para acelerar el proceso de conversión biológica y para calentar uniformemente el contenido del digestor.

Descripción y aplicación La mayoría de las operaciones de mezclado relacionado con el tratamiento de aguas residuales puede clasificarse en continuas y rápidas continuas (30 segundos o menos). Estas últimas suelen emplearse en los casos en los que debe mezclarse una sustancia con otra, mientras que las primeras tienen su aplicación en aquellos casos en los que debe mantenerse en suspensión el contenido del reactor o del depósito. En los siguientes apartados se analiza cada uno de estro tipos de mezclado.

Mezcla rápida continua de productos químicos. En el proceso de mezcla rápida continua, el principal objetivo consiste en mezclar completamente una sustancia con otra. La mezcla rápida puede durar desde una fracción de segundo hasta alrededor de 30 segundos. La mezcla rápida de productos químicos se puede llevar a cabo mediante diversos sistemas, entre los que destacan: (1) resalatos hidráulicos en canales; (2) dispositivos venturi; (3) conducciones; (4) por bombeo; (5) METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

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mediante

mezcladores

estáticos,

y

(6)

mediante

mezcladores

mecánicos. En los cuatro primeros, el mezclado se consigue como consecuencia de las turbulencias que se crean el régimen de flujo. En los mezcladores estáticos, las turbulencias se producen como consecuencia de la disipación de materia, mientras que en os mezcladores mecánicos las turbulencias se consiguen mediante la aportación de energía con impulsores giratorios como las paletas, hélices y turbinas.

Mezcla continua en reactores y tanques de retención. En el proceso de mezcla continua, el principal objetivo consiste en mantener en un estado de mezcla completa el contenido del reactor o del tanque de retención. El mezclado continuo puede llevarse a cabo mediante diversos sistemas, entre los cuales se encuentre: (1) los mezcladores mecánicos; (2) mecanismos pneumaticos; (3) mezcladores estáticos, y (4) por bombeo. El mezclado mecánico se lleva a cabo mediante los mismos procedimientos y medios que el mezclado mecánico rápido y continuo. El mezclado pneumatico comporta la inyección de gases, que constituye un factor importante en el diseño de los canales de aireación del tratamiento biológico del agua residual. Un canal con pantallas deflectoras es un tipo de mezclador estático que se emplea en el proceso de floculación

Mezcladores de hélice y de turbina En los procesos de tratamiento de aguas residuales, el mezclado suele llevarse a cabo en régimen de flujo turbulento, en el que son predominantes las fuerzas de inercia. Por regla general cuanto mayor sea la velocidad y mayor la turbulencia, mayor será la efectividad del mezclado. Mezcladores estáticos METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

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La característica principal de los mezcladores estáticos es la ausencia de elementos dotados de movimiento. Los ejemplos típicos de mezcladores estáticos incluyen los mezcladores estáticos en línea, que contienen elementos fijos que provocan cambios bruscos en las velocidades e inversiones de los momentos y canales con deflectores superiores e inferiores con poca distancia entre ellos. Los primeros suelen emplearse para el mezclado de productos químico, mientras los segundos tienen su principal aplicación en los procesos de floculación. Mezcladores neumáticos Tanto en los tanques de mezcla como en los floculación y en los canales aireados, la floculación se consigue introduciendo burbujas de aire en el fondo del tanque. Sedimentación La sedimentación consiste en la separación, por la acción de la gravedad, de las partículas suspendidas cuyo peso específico es mayor que la del agua. Es una de la operaciones unitarias as utilizadas en el tratamiento de las aguas residuales. Los términos sedimentación y decantación se utilizan industrialmente. Esta operación se emplea para la eliminación de arenas, de la materia en suspensión en floculo biológico de los decantadores secundarios en los procesos de fango activado, tanques de decantación primaria, de los floculos químicos cuando se emplea la coagulación química, y para la concentración de sólidos en los espesadores de fango en la mayoría de los casos, el objetivo principal es la obtención de un efluente clarificado, pero también es necesario producir un fango cuya concentración de sólidos permita su fácil tratamiento y manejo. El proyecto de tanques de sedimentación es preciso prestar atención tanto a la obtención de un efluente clarificado como a la producción de un fango concentrado. METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

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Descripción En función de la concentración y de la tendencia a la interacción de las partículas, se puede producir cuatro tipos de sedimentación: discreta, flocúlenla, retardada (también llamada zonal), y por comprensión. Estos tipos de sedimentación se describen

en la siguiente tabla 1.1. Es

frecuente que durante el proceso de sedimentación, esta se produzca por diferentes mecanismos en cada fase, y también es posible que los cuatro

mecanismos

de

sedimentación

se

lleven

a

cabo

simultáneamente. Dada la importancia de la sediemntaci0on en el tratamiento de aguas residuales, el estudio de cada

uno de los

mecanismos

de

sedimentación se abordara por separado. Además, a continuación de la exposición de la sedimentación flocúlenla, se presenta un breve análisis de los decantadores de lamelas tubulares (tubos inclinados, de pequeño diámetro, que se emplea para mejorar la eficacia de la operación de sedimentación). Tanto la sedimentación discreta como la sedimentación flocúlenla pueden ocurrir en situaciones en las que se emplea decantadores lamelares.

Tipos de sedimentación que intervienen en el tratamiento de aguas residuales: Sedimentación

de

partículas

discretas:

este

se

refiere

a

la

sedimentación de las partículas en una suspensión con baja concentración de sólidos. Las partículas sedimentan como entidades individuales y no existe interacción sustancial con las partículas vecinas. Este tipo de sedimentación se aplica para la eliminación de las arenas del agua residual.

METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

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Sedimentación floculenta: en soluciones relativamente diluidas, las partículas no se comportan como partículas discretas sino que tienden a agregarse unas con otras durante en proceso de sedimentación. Conforme se produce la coalescencia o floculación, la masa de partículas va aumentando, y se deposita a mayor velocidad. La medida en que se desarrolle el fenómeno de floculación depende de la posibilidad de contacto entre las diferentes partículas, que a su vez es función de la carga de superficie, de la profundidad del tanque, del gradiente de velocidad del sistema, de la concentración de partículas y de los tamaños de las mismas. L efecto de estas variables sobre el proceso

solo

se

puede

determinar

mediante

ensayos

de

sedimentación. Para determinar las características de sedimentación de una suspensión de partículas floculentas se puede emplear una columna de sedimentación. El diámetro de la misma puede ser cualquiera, pero su altura deberá ser la misma que la del tanque de sedimentación de que se trate. Se han obtenido buenos resultados empleando un tubo de plástico de 15cm de diámetro por unos 3m de altura. Los orificios de muestreo deben colocarse cada 0.5cm. La solución con material en suspensión se introduce en la columna de modo que se produzca una distribución uniforme de tamaños de las partículas en toda la profundidad del tubo. También es necesario cuidar de que la temperatura se mantenga uniforme durante el ensayo, con el objeto de evitar la presencia de corrientes de convección. La sedimentación debe tener lugar en condiciones de reposos. La retirada de muestras, y su posterior análisis para conocer el contenido total de sólidos, se realizan a diferentes intervalos de tiempo 2.2.

MARCO LEGAL E INSTITUCIONAL Realizaremos un breve análisis de las normas que tienen como objetivo

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principal ordenar las actividades económicas dentro del marco de la conservación ambiental, así como promover y regular el aprovechamiento sostenible de los recursos naturales renovables y no renovables. En nuestro país en las últimas décadas se ha logrado un significativo avance en el campo de la legislación ambiental. Sin embargo, el cumplimiento de estas normas y sus reglamentos aún dista mucho para ser calificado como verdaderamente efectivo. Así se tiene: 2.2.1. NORMATIVIDAD GENERAL  Constitución Política Del Perú La

Constitución

Política

del

Perú

constituye,

dentro

del

ordenamiento jurídico, la norma legal de mayor jerarquía e importancia en el Estado Peruano. Los logros normativos en el ámbito ambiental en nuestro medio se inician formalmente con la Constitución Política del Perú de 1979, la cual en su artículo 123° establece: “Todos tienen el derecho de habitar un ambiente saludable, ecológicamente equilibrado y adecuado para el desarrollo de la vida y la preservación del paisaje y la naturaleza. Es obligación del Estado prevenir y controlar la contaminación ambiental”. Aspecto que se ratifica en la Constitución Política de 1993, señalando en su artículo 2°, inciso 22 que: “Toda persona tiene derecho a: la paz, la tranquilidad, al disfrute del tiempo libre y al descanso, así como gozar de un ambiente equilibrado.  Código Penal (Decreto Legislativo N ° 635 del 8/4/91)

Este Código tiene por objeto la prevención de delitos y faltas como medio protector de la persona humana y de la sociedad. La Ley Penal peruana se aplica a todo el que comete un hecho punible en el territorio de la República, salvo excepciones contenidas en el METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

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Derecho Internacional. Dicha norma legal establece ciertas conductas que los encargados del Proyecto "Construcción de la Planta de Tratamiento" deben tener en cuenta, puesto que su incumplimiento merecería la imposición de una sanción, sea esta pena privativa de la libertad u otra medida coercitiva. En el artículo 304° se señala que la persona que, infringiendo las normas sobre protección del medio ambiente, lo contamina vertiendo residuos sólidos, líquidos, gaseosos o de cualquier otra naturaleza por encima de los límites establecidos, y que causen o puedan causar perjuicio o alteraciones en la flora, fauna y recursos hidrobiológicos, será reprimida con una pena privativa de libertad, no menor de uno ni mayor de tres años y con ciento ochenta a trescientos sesenta y cinco días-multa.

En el artículo 307° se establece que la persona que deposita, comercializa o vierte desechos industriales o domésticos en lugares no autorizados o sin cumplir con las normas sanitarias y de protección del medio ambiente, será reprimida con pena privativa de libertad no mayor de dos años. El articulo 313° determina que la persona que, contraviniendo las disposiciones de la autoridad competente, altera el ambiente natural o el paisaje urbano o rural, o modifica la flora o fauna, mediante la construcción de obras o tala de árboles que dañan la armonía de sus elementos, será reprimida con pena privativa de libertad no mayor de dos años y con sesenta a noventa días-multa.  Ley Marco para el Crecimiento de la Inversión Privada

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Decreto

Legislativo

Nº

757

el

13-11-91.Este

Decreto

Ley,

promulgado el 8 de Noviembre de 1991, posterior al Código del Medio

Ambiente

y

de

los

Recursos

Naturales,

modifica

substancialmente varios artículos de éste, con el objeto de armonizar las

inversiones

privadas,

el

desarrollo

socioeconómico,

la

conservación del ambiente y el uso sostenible de los recursos naturales. En

el

Art.

50º,

establece

que

las

autoridades

sectoriales

competentes para conocer sobre los asuntos relacionadas con la aplicación de las disposiciones del Código del Medio Ambiente y de los Recursos Naturales son los Ministerios de los sectores correspondientes a las actividades que desarrollan las empresas. En el Artículo 51º, se menciona que la autoridad sectorial competente determinará las actividades que por su riesgo ambiental pudieran exceder los niveles o estándares tolerables de contaminación o deterioro del ambiente, de tal modo que requerirán necesariamente la elaboración de estudios de impacto ambiental previos al desarrollo de dichas actividades. Asimismo, establece que los estudios de impacto ambiental serán realizados por empresas o instituciones públicas o privadas, que se encuentren debidamente calificadas y registradas ante la autoridad sectorial competente. El Art. 52º, señala que en los casos de peligro grave e inminente para el ambiente, la autoridad sectorial competente podrá disponer la adopción de una de las siguientes medidas de seguridad por parte del titular de la actividad: Procedimientos que hagan desaparecer el riesgo o lo disminuyan a niveles permisibles; Medidas que limiten el desarrollo de las actividades que generan peligro grave e inminente para el ambiente.

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Los Artículos Nº 51º y 52º citados, de la Ley en referencia, fueron modificados por la Ley de Evaluación de Impacto Ambiental para Obras y Actividades, que se describe más adelante.



Ley General del Medio Ambiente Artículo I.- Del derecho y deber fundamental Toda persona tiene el derecho irrenunciable a vivir en un ambiente saludable, equilibrado y adecuado para el pleno desarrollo de la vida; y el deber de contribuir a una efectiva gestión ambiental y de proteger el ambiente, así como sus componentes, asegurando particularmente la salud de las personas en forma individual y colectiva,

la

conservación

de

la

diversidad

biológica,

el

aprovechamiento sostenible de los recursos naturales y el desarrollo sostenible del país. Toda persona está obligada a proporcionar adecuada y oportunamente a las autoridades la información que éstas requieran para una efectiva gestión ambiental, conforme a Ley. Artículo II.- Del derecho de acceso a la información Toda persona tiene el derecho a acceder adecuada y oportunamente a la información pública sobre las políticas, normas, medidas, obras y actividades que pudieran afectar, directa o indirectamente el ambiente, sin necesidad de invocar justificación o interés que motive tal requerimiento. Artículo III.- Del derecho a la participación en la gestión ambiental Toda persona tiene el derecho a participar responsablemente en los procesos de toma de decisiones, así como en la definición y aplicación de las políticas y medidas relativas al ambiente y sus METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

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componentes, que se adopten en cada uno de los niveles de gobierno. El Estado concerta con la sociedad civil las decisiones y acciones de la gestión ambiental. Artículo IV.- Del derecho de acceso a la justicia ambiental Toda persona tiene el derecho a una acción rápida, sencilla y efectiva, ante las entidades administrativas y jurisdiccionales, en defensa del ambiente y de sus componentes, velando por la debida protección de la salud de las personas en forma individual y colectiva,

la

conservación

de

la

diversidad

biológica,

el

aprovechamiento sostenible de los recursos naturales, así como la conservación del patrimonio cultural vinculado a aquellos. Se puede interponer acciones legales aun en los casos en que no se afecte el interés económico del accionante. El interés moral legitima la acción aun cuando no se refiera directamente al accionante o a su familia. Artículo V.- Del principio de sostenibilidad La gestión del ambiente y de sus componentes, así como el ejercicio y la protección de los derechos que establece la presente Ley, se sustentan en la integración equilibrada de los aspectos sociales, ambientales y económicos del desarrollo nacional, así como en la satisfacción

de

las

necesidades

de

las

actuales

y

futuras

generaciones. Artículo VI.- Del principio de prevención La gestión ambiental tiene como objetivos prioritarios prevenir, vigilar y evitar la degradación ambiental. Cuando no sea posible eliminar las causas que la generan, se adoptan las medidas de mitigación, METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

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recuperación,

restauración

o

eventual

compensación,

que

correspondan. Artículo VII.- Del principio precautorio Cuando haya peligro de daño grave o irreversible, la falta de certeza absoluta no debe utilizarse como razón para postergar la adopción de medidas eficaces y eficientes para impedir la degradación del ambiente.

Artículo VIII.- Del principio de internalización de costos Toda persona natural o jurídica, pública o privada, debe asumir el costo de los riesgos o daños que genere sobre el ambiente. El costo de las acciones de prevención, vigilancia, restauración, rehabilitación, reparación y la eventual compensación, relacionadas con la protección del ambiente y de sus componentes de los impactos negativos de las actividades humanas debe ser asumido por los causantes de dichos impactos. Artículo IX.- Del principio de responsabilidad ambiental El causante de la degradación del ambiente y de sus componentes, sea una persona natural o jurídica, pública o privada, está obligado a adoptar inexcusablemente las medidas para su restauración, rehabilitación o reparación según corresponda o, cuando lo anterior no fuera posible, a compensar en términos ambientales los daños generados, sin perjuicio de otras responsabilidades administrativas, civiles o penales a que hubiera lugar.

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Artículo X.- Del principio de equidad El diseño y la aplicación de las políticas públicas ambientales deben contribuir a erradicar la pobreza y reducir las inequidades sociales y económicas existentes; y al desarrollo económico sostenible de las poblaciones menos favorecidas. En tal sentido, el Estado podrá adoptar, entre otras, políticas o programas de acciones afirmativas, entendidas como el conjunto coherente de medidas de carácter temporal dirigidas a corregir la situación de los miembros del grupo al que están destinadas, en un aspecto o varios de su vida social o económica, a fin de alcanzar la equidad efectiva.

Artículo XI.- Del principio de gobernanza ambiental El diseño y aplicación de las políticas públicas ambientales se rigen por el principio de gobernanza ambiental, que conduce a la armonización de las políticas, instituciones, normas, procedimientos, herramientas e información de manera tal que sea posible la participación efectiva e integrada de los actores públicos y privados, en la toma de decisiones, manejo de conflictos y construcción de consensos, sobre la base de responsabilidades claramente definidas, seguridad jurídica y transparencia.



Ley de Arbitraje Ambiental La Ley Nº 26572 del 05-01-1996 dispone que pueden someterse a arbitraje las controversias determinadas o determinables sobre cuales

de

las

partes

tienen

facultad

de

libre

disposición

complementaría y transitoria establece que el CONAM es la institución organizadora del arbitraje ambiental, debiendo cumplir con los artículos y disposiciones contenidos en dicha Ley. Es altamente cuestionable incluir los valores ambientales que son de orden

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intergeneracional y colectivos como objetos pasibles de libre disposición.



Ley de Evaluación de Impacto Ambiental para Obras y Actividades Ley Nº 26786, del 13-05-1997. Norma el Estudio de Impacto Ambiental para obras y actividades, modificando el artículo 51º del Decreto Legislativo Nº 757, a fin de que las autoridades sectoriales comuniquen al CONAM, sobre las actividades que por su riesgo ambiental, pudieran exceder los niveles o estándares tolerables de contaminación o deterioro del ambiente. También modifica el artículo 52º donde se les da los atributos a las autoridades nacionales competentes para determinar las medidas a adoptar en una determinada situación. Las actividades a realizarse no requerirán una coordinación directa con el CONAM. La Autoridad Competente Ambiental para dichas hará de conocimiento respectivo al CONAM, si el caso lo requiriese.



Ley del Sistema Nacional de Evaluación del Impacto Ambiental Ley N° 27446, del 23-04- 2001. Este dispositivo legal establece un sistema único y coordinado de identificación, prevención, supervisión, control y corrección anticipada de los impactos ambientales negativos derivados de las acciones humanas expresadas a través de los proyectos de inversión. La norma señala diversas categorías en función al riesgo ambiental. Dichas categorías son las siguientes: Categoría I – Declaración de Impacto Ambiental; Categoría II – Estudio de Impacto Ambiental Semidetallado, Categoría III – Estudio de Impacto Ambiental Detallado. Cabe precisar que hasta la fecha no se ha expedido el reglamento de esta Ley.

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La Ley 27446 ha creado el Sistema Nacional de Evaluación del Impacto Ambiental (SEIA), como el marco legal general aplicable a la evaluación de impactos ambientales. Esta norma se encuentra vigente en la actualidad; sin embargo, la propia Ley señala que las normas sectoriales respectivas seguirán siendo aplicables en tanto no se opongan a esta nueva norma. Así, los sectores continuarán aplicando su normativa sectorial hasta que se dicte el reglamento de la nueva Ley. La promulgación de esta nueva norma ha tenido como fundamento la constatación de múltiples conflictos de competencias entre sectores, y la existencia de una diversidad de procedimientos de evaluación ambiental. Esta norma busca ordenar la gestión ambiental en esta área estableciendo un sistema único, coordinado y uniforme de identificación, prevención, supervisión, corrección y control anticipada de los impactos ambientales negativos de los proyectos de inversión. Debe resaltarse que la norma señala que los proyectos de inversión que puedan causar impactos ambientales negativos no podrán iniciar su ejecución; y ninguna autoridad podrá aprobarlos, autorizarlos, permitirlos, concederlos o habilitarlos si no se cuenta previamente con la Certificación Ambiental expedida mediante resolución por la respectiva autoridad competente. Respecto a la autoridad competente para el cumplimiento de esta ley, se ha señalado que son las mismas autoridades ambientales nacionales (CONAM) y sectoriales con competencias ambientales (Ministerios). Se señala que, en particular, es competente el Ministerio del Sector correspondiente a la actividad que desarrolla la empresa proponente o titular del proyecto; especificándose, en igual sentido que la legislación vigente, que en caso que el proyecto incluyera dos o más actividades de competencia de distintos sectores, la autoridad será únicamente el Ministerio del Sector al que corresponda la actividad de la empresa proponente por la que ésta obtiene sus mayores ingresos brutos anuales. Por último, se METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

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establece que en caso sea necesaria la dirimencia sobre la asignación de competencia, corresponderá al Consejo Directivo del CONAM definir la autoridad competente.



Ley Marco del Sistema Nacional de Gestión Ambiental Esta Ley Nº28245 del 08-07-2004, tiene por objetivo asegurar el eficaz cumplimiento de los objetivos ambientales de las entidades públicas, y fortalecer los mecanismos de transectorialidad en la gestión ambiental, rol que le corresponde al Consejo Nacional del Ambiente-CONAM y a las autoridades nacionales, regionales y locales. Establece los instrumentos de la gestión y planificación ambiental. El ejercicio de las entidades ambientales a cargo de las entidades públicas se organiza bajo el Sistema Nacional de Gestión Ambiental y la dirección de su ente rector, el CONAM. Plantea la inclusión de un representante de las ONG´s especializadas en temática ambiental en el consejo directivo del CONAM. Se establece la implementación del Sistema Nacional de Gestión Ambiental en las regiones en coordinación con las Comisiones Ambientales Regionales y el CONAM. Se definen los diversos mecanismos de participación ciudadana, se señala que las instituciones públicas a nivel nacional, regional y local administrarán la información ambiental en el marco de las orientaciones del Sistema Nacional de Información Ambiental.

2.2.2. NORMATIVIDAD ESPECÍFICA LEY DE RECURSOS HIDRICOS La Ley de Recursos Hídricos fue promulgada el 30 de marzo del 2009. Con la aprobación de esta Ley, se deroga expresamente el Decreto Ley

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N° 17752 – Ley General de Aguas, los decretos legislativos números 1081 y 1083, y las demás leyes que se opongan a la ley aprobada. Los aspectos más importantes del mencionado dispositivo legal son los siguientes: 1. Se determina que la Autoridad Nacional del Agua (“ANA”) es el ente rector y máxima autoridad del Sistema Nacional de Gestión de Recursos Hídricos .

La ANA tiene las máximas facultades para elaborar la política referida a los recursos hídricos. Bajo dicho marco, podrá dictar normas en el ámbito de su competencia, otorgar, modificar y extinguir derechos de uso de agua, determinar el valor de las retribuciones económicas correspondientes a los derechos de uso de agua, entre otras facultades. 2. Se establece el siguiente orden de prioridad para el uso del agua: (1) uso primario, que significa la utilización directa del agua en las fuentes naturales para satisfacer necesidades humanas primarias; (2) uso poblacional, que significa la captación del agua de una red pública, debidamente tratada, con el fin de satisfacer necesidades humanas básicas; y (3) uso productivo, que consiste en la utilización del agua en procesos de producción. 3. Se regula que, en caso concurran varias solicitudes de otorgamiento de derechos de uso de agua sobre una misma fuente de agua y la disponibilidad del recurso no sea suficiente, el otorgamiento de cualquier derecho de uso de agua deberá expedirse conforme a lo siguiente: En el orden de prioridad establecido (primero uso primario, después uso poblacional, finalmente uso productivo).

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i.

En el orden de preferencia de los usos productivos según lo

establezca la ANA. ii.

Tratándose un mismo uso productivo, la que sea de mayor

interés público conforme a los siguientes criterios (a) mayor eficiencia en el uso, (b) mayor generación de empleo, y (c) menor impacto ambiental.

4. El otorgamiento de derechos de uso de agua son conocidos en primera instancia por la ANA, por medio de las Autoridades Administrativas de Agua, con participación (opinión) del Consejo de Cuenca. En segunda instancia son conocidos por el Tribunal Nacional de Resolución de Controversias Hídricas. Los derechos de uso pueden ser licencias, permisos y autorizaciones. Para uso primario del agua, no es requerido el otorgamiento de ningún derecho de uso. 5. Se crea una licencia provisional cuando existan recursos hídricos excedentes y no afecten derechos de terceros, para titulares de concesiones otorgadas por entidades públicas. La finalidad del otorgamiento de esta licencia es la realización de estudios de cualquier actividad. 6. Se especifica que el titular de una licencia de uso de agua está facultado para reutilizar el agua residual que genere siempre que se destine dicha agua residual a los fines para los cuales fue otorgada la licencia. Si se destinara a otro fin, se requerirá de la autorización de la ANA en coordinación con la autoridad sectorial competente y con la Autoridad Ambiental Nacional. 7. Se crea el permiso de uso de agua para épocas de superávit hídrico que otorga a su titular la facultad de usar una indeterminada cantidad de agua variable proveniente de una fuente natural.

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8. Se conserva la regulación correspondiente a la autorización de uso de agua para la ejecución de estudios, obras o lavado de suelos. Su plazo máximo es de dos (2) años y puede ser prorrogada por única vez en un plazo similar, siempre que subsistan las condiciones que dieron origen a su otorgamiento. 9. Se establece que el recurso hídrico que se obtenga por desalinización puede ser utilizado por el titular en beneficio propio o para abastecer a terceros. 10. Se indica que, para la aprobación de estudios de impacto ambiental relacionados con recursos hídricos, se deberá contar con la opinión favorable de la ANA.

De acuerdo al tema tratado, el texto de la ley precisa en su Artículo 84º el Permiso de uso sobre aguas residuales y en el para efectos de lo establecido en el artículo 59º de la Ley, entiéndase como aguas residuales a las aguas superficiales de retorno, drenaje o filtraciones resultantes del ejercicio del derecho de los titulares de licencias de uso de agua. La Autoridad Nacional del Agua, a través de sus órganos desconcentrados, otorga permisos que facultan el uso de estas aguas por plazo indeterminado. En tanto en el Capítulo VII sobre los vertimientos de aguas residuales y en el Artículo 131º. Autorizaciones de Vertimiento, en ningún caso se autorizara el vertimiento o reutilización cuando ponga en peligro la salud humana, el normal desarrollo de la flora y fauna, o afecte otros usos. En el Artículo 138º trata sobre las Aguas residuales domesticas y municipales. Las aguas residuales municipales, son aquellas aguas residuales domesticas que puedan incluir la mezcla con aguas de drenaje pluvial o con aguas residuales de origen industrial siempre que

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estas cumplan con los requisitos para ser admitidas en los sistemas de alcantarillado de tipo combinado.



Ley de Promoción de las Inversiones en el Sector Agrario Esta Ley fue promulgada mediante Decreto Legislativo N° 653 del 30 de Julio de 1991. En su Artículo 52, establece que el Estado promueve el mejoramiento de los sistemas de riego existentes y la utilización de las aguas servidas en tierras eriazas; compitiendo a la autoridad agraria el otorgamiento del permiso para la utilización de las aguas servidas, en concordancia con las disposiciones sanitarias vigentes.



Ley orgánica de Municipalidades Ley N° 27972, del 06-05-2003. En esta Ley se establece que los gobiernos locales son entidades básicas de la organización territorial del Estado y canales inmediatos de participación vecinal en los asuntos públicos, que institucionalizan y gestionan con autonomía los intereses propios de las correspondientes colectividades; siendo elementos esenciales del gobierno local, el territorio, la población y la organización. Conforme lo establece el Art. IV del Título Preliminar de esta Ley, los gobiernos locales representan al vecindario, promueven la adecuada prestación de los servicios públicos locales y el desarrollo integral, sostenible y armónico de su circunscripción. En materia ambiental, las Municipalidades tienen las siguientes funciones:

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 Formular, aprobar, ejecutar y monitorear los planes y políticas locales en materia ambiental, en concordancia con las políticas, normas y planes regionales, sectoriales y nacionales.  Proponer la creación de áreas de conservación ambiental.



Promover la educación e investigación ambiental en su localidad e incentivar la participación ciudadana en todos sus niveles.



Participar y apoyar a las comisiones ambientales regionales en el cumplimiento de sus funciones.



Coordinar con los diversos niveles de gobierno nacional, sectorial y regional, la correcta aplicación local de los instrumentos de planeamiento y de gestión ambiental, en el marco del sistema nacional y regional de gestión ambiental.

 Promover la protección y difusión del patrimonio cultural de la nación, dentro de su jurisdicción, y la defensa y conservación de los monumentos arqueológicos, históricos y artísticos, colaborando con los organismos regionales y nacionales competentes

para

su

identificación,

registro,

control,

conservación y restauración. De otro lado, en el Numeral 9 del Art. 69º, del Capítulo III, correspondiente a las Rentas Municipales, se establece que: Los derechos por la extracción de materiales de construcción ubicados en los álveos y cauces de los ríos, y canteras localizadas en su jurisdicción, conforme a ley, son rentas municipales.



Ley General de Salud Nº 26842: Norma los derechos, deberes y responsabilidades concernientes a la salud

individual,

así

como

los

deberes,

restricciones

y

responsabilidades en consideración a la salud de terceros, considerando la protección de la salud como indispensable del METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

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desarrollo humano y medio fundamental para alcanzar el bienestar individual y colectivo.

Con el fin de orientar a los técnicos sobre el desarrollo de los Estudios de Impacto Ambiental se dan los términos de referencia apropiadamente formulados como instrumento de soporte para la toma de decisiones de la autoridad competente ambiental del sector agrario.



Ley General de Residuos Sólidos Ley N° 27314, del 21-07-2000. Esta Ley establece los derechos, obligaciones, atribuciones y responsabilidades de la sociedad en su conjunto, para asegurar una gestión y manejo de los residuos sólidos, sanitaria y ambientalmente adecuada, con sujeción a los principios de minimización, prevención de riesgos ambientales y protección de la salud y el bienestar de la persona humana.



Reglamento de la Ley Nº 27314, Ley General de Residuos Sólidos D.S. Nº 057-2004-PCM, del 24-06-04. Este dispositivo reglamenta la Ley general de Residuos Sólidos, con el objeto de asegurar que la gestión y manejo de los residuos sólidos sean apropiados para prevenir riesgos sanitarios, proteger y promover la calidad ambiental, la salud y bienestar de la persona humana. En el Artículo 4º se establece que la gestión y manejo corresponde a las siguientes autoridades de conformidad a sus respectivas competencias establecidas por Ley:  Consejo Nacional del Ambiente  Ministerio de Salud

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 Ministerio de Transportes y Comunicaciones  Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento



Ministerios u organismos reguladores o de fiscalización contemplados en el artículo 6º de la Ley



Dirección General de Capitanías y Guardacostas del Ministerio de Defensa  Municipalidades provinciales y distritales.



Ley General de Servicios de Saneamiento En lo que respecta a los servicios de saneamiento, la Ley N° 26338 en sus Artículos 3° y 4° establece que corresponde al Estado, a través de sus entidades competentes, regular y supervisar la prestación de los servicios de saneamiento, así como establecer los derechos y obligaciones de las EPS y proteger los derechos de los usuarios. Los municipios provinciales son responsables de la prestación de Servicios de Saneamiento como servicios de necesidad y utilidad pública y de preferente interés nacional, cuya finalidad es proteger la salud de la población y el ambiente.



Ley General de la Superintendencia Nacional de Servicios de Saneamiento Por Ley N° 26284, se crea la Ley General de la Superintendencia Nacional de Servicios de Saneamiento y por Decreto Supremo N° 24-94-PRES, se publica el Reglamento de la esta Ley. Posteriormente, se dictaron una serie de normas y reglamentos condicionantes de las labores de saneamiento, entre las principales se tiene:

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

El Decreto Supremo del 07/01/96, sobre el Reglamento de

Normas Sanitarias para el diseño de Tanques Sépticos, Campos de Recolección y Pozos de Absorción. 

Resolución Suprema N° 146-72-VI-DM, que dictamina las

normas y requisitos para los Proyectos de Agua Potable y Sistemas de Alcantarillado para Localidades Urbanas. 

Resolución Ministerial N° 293-91/VC-9600, que determina

sobre la Infraestructura Sanitaria para Poblaciones Urbanas (ININVI), el cual considera conveniente reducir los costos de los sistemas de agua potable y alcantarillado de las poblaciones urbanas y edificaciones. 

El Reglamento Nacional para la Aprobación de Estándares

de Calidad Ambiental y Límites Máximos Permisibles contempla lo siguiente. Artículo 1° - (Finalidad) El presente Reglamento tiene por finalidad establecer las etapas y los procedimientos para la aprobación de: (a) los Estándares de Calidad Ambiental (ECA) y (b) los Límites Máximos Permisibles (LMP) de las emisiones y efluentes. Artículo 2° - (Coordinación) El desarrollo de los procedimientos será coordinado por el Consejo Nacional del Ambiente (CONAM). Artículo 3°- (Instancia de Coordinación) La Comisión Técnica Multisectorial

(CTM)

es

la

instancia

de

coordinación

y

concertación a nivel político para la aprobación de los ECA y LMP. La CTM esta prevista en la Quinta Disposición Transitoria de la Ley N° 26410 en el D.S N° 048-97-PCM y conformada de acuerdo con el Artículo 14° del Decreto del Consejo Directivo del CONAM N° 001-97-CONAM/CD. METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

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Límites de Calidad del Agua de acuerdo con el D.S. N° 00783-SA Parámetro

Unidad

Limites Bacteriológicos Coliformes MPN / Totales(1) Coliformes

100mL MPN /

Fecales(1)

100mL

I

II

8.8

0

20 , 000 4.000

III

IV

V

IV

5,000

5,000

1,000

20.000

1,000

1,000

200

4,000

Limite de Demanda Bioquímica de Oxigeno y Oxigeno Disuelto Oxigeno

3 3 3 3 mg/L Disuelto 5 5 15 10 D.B.O. (2) mg/L Limites para Sustancias Normalmente Peligrosas

5

4

10

10

Nitratos

N.A

N.A

mg/L

0.001

0.001

0.1

--

Indicación del uso del Agua I. Abastecimiento de Agua Doméstica con desinfección simple II. Abastecimiento de Agua doméstica con tratamiento equivalente a procesos combinados de mezcla y coagulación, sedimentación, filtración y cloración aprobados por el Ministerio de Salud. III. Agua usada para irrigar vegetales comestibles y agua de consumo animal IV. Agua en áreas de recreación con contacto directo (baños públicos y usos similares) V. Aguas para pesca de moluscos VI. Aguas en áreas de preservación de fauna acuática o pesca recreacional o comercial

Notas:

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(1): Valor máximo en el 80% de 5 o más muestras (2): Demanda Bioquímica de Oxígeno (5 días a 20º c) 

Ley General de Amparo al Patrimonio Cultural de la

Nación Ley Nº 24047, del 05-01-85. Este dispositivo ha sido modificada por Ley 24193 del 06-06-85 y Ley 25644 del 27-07-92, reconoce como bien cultural los sitios arqueológicos, estipulando sanciones administrativas por caso de negligencia grave o dolo, en la conservación de los bienes del patrimonio cultural de la Nación. El D.S. Nº 050-94-ED del 11-10-94 aprueba el Reglamento de Organización y Funciones del Instituto Nacional de Cultura (INC). Este Organismo constituye la entidad gubernamental encargada de velar por el cumplimiento de la norma referente al patrimonio cultural. Mediante D.S. Nº 013-98-ED se aprobó el Texto Único de Procedimientos Administrativos del INC. Artículo 12º.- En este artículo se establece que los planes de desarrollo urbano y rural y los de obras públicas en general deben ser sometidos por la entidad responsable de la obra a la autorización previa del instituto Nacional de Cultura. En tal sentido, el Certificado de Inexistencia de Restos Arqueológicos es el documento oficial mediante el cual el INC se pronuncia al respecto, de acuerdo a la norma legal establecida.

2.3.

DESARROLLO SOSTENIBLE

METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

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•

¿Porqué tratar el agua de desecho? Porque nos preocupamos por nuestro medio ambiente y nuestra salud. Existen muchas razones que justifican porqué el mantener nuestra agua limpia es de primordial importancia: Industria pesquera El agua limpia es primordial para las plantas y los animales que viven en el agua. Esto es importante para la industria pesquera, para las personas cuyo pasatiempo es la pesca, y para las futuras generaciones. Animales salvajes Nuestros ríos y océanos están llenos de criaturas que dependen de las costas, playas y pantanos. De estos habitantes depende la subsistencia de cientos de especies diversas de peces y vida acuática. Las aves migratorias también hacen uso de estas áreas para descansar y alimentarse. Recreación y Calidad de Vida El agua representa una extensa área de juego para toda la población mundial. Los paisajes y valores recreativos de nuestros depósitos grandes de agua, muchas veces son las razones que convencen a las personas para vivir cerca de ellas. Los visitantes son atraídos para llevar a cabo diversas actividades como nadar, pescar, pasear en lanchas y hacer días de campo.

Preocupaciones sobre la Salud

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Si el agua no se limpia apropiadamente, puede ser transmisora de enfermedades. Ya que vivimos, trabajamos y nos divertimos cerca al agua, la bacteria peligrosa tiene que ser removida para asegurarnos que el agua está limpia. El propósito principal del tratamiento del agua de desecho es remover lo más posible las partículas sólidas que se encuentran suspendidas antes de que esta agua, llamada efluente, sea descargada de nuevo al ambiente. Al pudrirse el material sólido, consume oxígeno, el cual es necesario para la subsistencia de las plantas y animales que viven en el agua. •

¿Cuál es el principal problema del medio ambiente? Sólo 2,3 % menciona que la contaminación del agua, los ríos o mares; y sólo 8,3% menciona que la escasez del agua es una consecuencia del cambio climático. A pesar de que casi 61% de los encuestados expresa estar bastante preocupado por el medio ambiente y 51,3% menciona que su cuidado mejora la salud, no existe una asociación directa del cambio climático con la escasez del agua ni con una mala calidad de la misma. Sólo 13,1% menciona que uno de los beneficios de proteger el medio ambiente es contar con una mejor calidad del agua. Sin embargo, el 72% considera que el Perú se encuentra afectado o muy afectado con los cambios climáticos, lo que apunta a que se necesitaría ahondar más en la relación de la preocupación medio ambiental con los problemas del agua.

•

¿Están las personas dispuestas a efectuar un pago adicional por el tratamiento de las aguas servidas para contribuir al cuidado del medio ambiente?

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A pesar de que las personas saben que sus desagües van a desembocar al mar o al río, no aparecen necesariamente dispuestas a realizar un pago adicional a cambio de que se les garantice que las aguas residuales serán tratadas antes de ser enviadas. Sólo un 27,9% podría pagar más. La falta de disposición a pagar más tiene que ver con la idea de que esta situación es responsabilidad del gobierno, así como la sensación de que el monto pagado ya es excesivo. En general, los problemas derivados de la falta de adecuados sistemas de desagüe o tratamiento de las aguas servidas tienden a pasar desapercibidos. • ¿Hay escasez de agua en el Perú? Cuando se solicita a los entrevistados evaluar la situación del recurso agua en el Perú, las personas tienden a ser más optimistas. Solamente un 36,6% considera que en el país tenemos escasez de agua. En este caso, los más conscientes de la escasez se encuentran en provincias.GRAFICOº1 1. El Medio Ambiente Los problemas o deficiencias de información aparecen también cuando se les pregunta a los encuestados sobre los principales problemas con el medio ambiente. Los problemas relacionados directamente con el agua aparecen en el décimo y décimo primer lugar (“la contaminación del agua / ríos / mares” y “la falta de agua”) con 5,3% y 3,1% de menciones, respectivamente. Los temas relacionados con la contaminación, aparecen con más fuerza en las ciudades de provincias como Arequipa e Iquitos, tal como puede observarse en el GRAFICOº2 TABLAº1 METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

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Indicadores del recurso hídrico en lima 2009 TABLAº2 Proyección del recurso hídrico para lima 2011 TABLAº3 Factores determinantes para la viabilidad y sostenibilidad Cultivos agrícolas con aguas residuales (ha) •

México 350,000

•

Chile 16,000

•

Perú 6,600

•

Argentina 3,700

•

Bolivia 1,200

•

China 1’300,000

2. Impactos por el uso de aguas residuales Los criterios para evaluar el impacto de un sistema integrado de tratamiento y uso de aguas residuales son múltiples y complejos. Sobre algunos de los aspectos se puede medir o estimar el beneficio (B) o el costo (C) esperados. Pero hay muchos aspectos, quizá los más importantes o trascendentes, para los cuales es difícil cuantificar en unidades monetarias su impacto ya sea positivo o negativo. Con el objeto de facilitar el ordenamiento de estos aspectos (positivos y negativos), se ha sugerido agruparlos en:  Impacto social Positivo • Disminución de enfermedades. • Empleos generados por la construcción, operación y mantenimiento de la planta. METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

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• Empleos generados por la ampliación de la frontera agrícola • Protección de las comunidades aguas abajo de las descargas de aguas residuales. • Protección de la salud de los consumidores de los productos generados con el uso de aguas Residuales. • Educación de los pobladores sobre la importancia del saneamiento y la justificación del gasto, tomando en cuenta que las comunidades aguas arriba también están tratando sus aguas residuales para protegerlos. • Mejora en la calidad de vida de la población por la generación de espacios recreativos, áreas verdes públicas y entornos ecológicos. Negativo • Pérdida de valor de los terrenos aledaños si se presentan malos olores o molestias por el diseño incorrecto o inadecuada operación y mantenimiento de la planta de tratamiento; • Efectos adversos a la salud de los agricultores por la falta o inadecuada aplicación de medidas de protección. • Efectos adversos a la salud de los consumidores de los productos generados.

 Impacto económico Positivo • Menos gasto en tratamiento médico. • Ampliación de la frontera agrícola. • Costos más bajos por metro cúbico tratado. METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

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• Conservación de los nutrientes para los cultivos. • Conservación del agua para los períodos de estiaje. • Fertilización de suelos agrícolas con lodos tratados que contienen materia orgánica y minerales. • Disponibilidad de alimentos en zonas cercanas a las ciudades que producen las aguas residuales. • Sustitución del empleo de agua subterránea en lugares donde es la única fuente de riego. • Más áreas dedicadas a la recreación, turismo, silvicultura, riego y acuicultura. Negativo • Disminución de terrenos para la producción agrícola (cuando los agricultores tienen que ceder parte de sus terrenos para el tratamiento). • Pérdida de agua por evaporación e infiltración en las lagunas de estabilización. • Emisarios más largos y costosos.

TABLAº4: Evaluación económica del uso de las aguas residuales en lima

TABLAº5: Ahorro por uso de aguas residuales

Impacto ambiente Positivo



Disminución de la carga orgánica lanzada a los ríos.



Disminución de la carga microbiológica descargada al ambiente.

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

Generación de entornos ecológicos mantenimiento de la capacidad de reproducción del ecosistema.



Mejora del paisaje.

Negativo • Contaminación del agua subterránea a causa de elementos contaminantes no removidos por el sistema de tratamiento, en caso el acuífero sea vulnerable y no exista una impermeabilización adecuada de las lagunas. • Presencia de elementos potencialmente fitotóxicos que pueden acumularse en los cultivos y transmitirse a lo largo de la cadena alimenticia, si se permite la descarga de efluentes industriales sin tratamiento previo. • Generación

de

malos

olores

por

diseño,

operación

y

mantenimiento inadecuados. • Presencia de vectores de enfermedades, si no hay control adecuado. • Deterioro del suelo por incremento de la tasa de salinización y saturación del agua, si no se presta la debida atención a las necesidades de filtración y drenaje.

3.Identificación de impactos ambientales Para el callao

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La Provincia Constitucional del Callao produce aproximadamente 2 m3/s de aguas residuales (SEDAPAL, 2000), aunque recibe aguas residuales provenientes de los distritos del cono norte de Lima. Los emisores y colectores son: •

Emisor Comas: 2,4 m3/s. Drena los distritos del cono

norte. •

Colector Bocanegra: 0,7 m3/s. Drena los vertimientos

industriales del aeropuerto, industrias medianas y de los conjuntos habitacionales y pueblos jóvenes colindantes. •

Emisor Centenario: 4,0 m3/s. Drena los distritos de

Carmen de la Legua y la parte central del Callao y distritos de Lima. •

Emisor Costanero: 2,7 m3/s. Drena las aguas servidas

provenientes de Bellavista, La Perla y distritos del centro de Lima, como San Miguel, cercado y otros.

4. Ventajas del reciclaje de aguas 

Ahorro de costos



Independencia

en

el

suministro

de

agua

dulce,

asegurándonos un mínimo de agua en caso de cortes 

El agua residual está especialmente recomendada por la

FAO para el riego, dado que el tratamiento elimina todas las bacterias, pero no los sulfatos y nitratos, que son las sustancias que se utilizan como abono. 

Es ecológico: si esta agua se usa para el riego, se evitarán

los problemas que puede conllevar el vertido de grandes cantidades de estas sustancias en ríos y mares. 

Puede recibir subvenciones, en función del municipio.

Consúltenos para más información 

Uso eficiente del recurso hídrico

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

Ampliación de la frontera agrícola



Aportes de nutrientes



Abastecimiento alimentario



Generación de empleos



Viabilidad del tratamiento



Protección Ambiental



Protección a la salud publica

Mejor sostenibilidad del tratamiento:



Tacna: riego de 400 ha con tarifas acordadas



Chiclayo: riego de 2,000 ha. Con aporte de 200 ha para la

planta



San Bartolo: riego de 8,000 ha y se está estudiando un

sistema tarifario



Planta UNI: venta de agua tratada a $ 0.20 / m3

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Nota



Los sistemas de reutilización de aguas grises pueden

conseguir el ahorro de entre un 30% y un 45% de agua potable.



La reutilización del agua disminuye los costes de agua

potable y aguas residuales, protege las reservas de agua subterránea y reduce la carga de las aguas residuales. Estos sistemas se pueden incorporar a cualquier edificio, y se estima que en cada hogar se pueden ahorrar unos 45 litros de agua potable y aguas residuales por persona y día. En hoteles o instalaciones deportivas, el ahorro puede llegar a 60 litros por persona y día.

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CAPITULO III METODOLOGIA

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3.1 MÉTODO OBSERVATIVO Planta de tratamiento del rio surco desde 1999 Al llegar a la planta de tratamiento del rio Surco, ubicada en el cruce de la Av. Angamos con Caminos del Inca cercada con divisiones de concreto por la cual se puede apreciar las actividades de que se realizan. Dicha planta percibe constantemente el flujo del agua proveniente del rio Surco los únicos días que no llega el agua

son los lunes, por motivos de

distribución del agua dada por la comisión de regantes del rio. El tratamiento se lleva acabo de martes a viernes de 8 am a 4 pm, su infraestructura es vulnerable a la contaminación debido a que en la fase de semi-tratamiento las los peatones pueden contaminar el agua. Ingreso de tres ríos a lima: •

Rio chillón

•

Rio Lurín

•

Rio Rímac

En las partes altas son utilizados para regadío, pero en las partes bajas son contaminados por la población, él rio Rímac es la cuenca más importante ya que proporciona el 30 % de abastecimiento de agua en la ciudad, además su aguas permiten la producción de energía eléctrica. El río Surco nace a la margen izquierda del río Rímac en Santa Marta, Ate Vitarte, y desemboca en el Océano Pacífico, pasando por varios distritos. Los canales diseñados en la época pre-inca. Llegando a Surco altamente contaminadas por la irresponsabilidad de la población y también por las aguas servidas de las viviendas a riberas del río Surco. La planta del río Surco se encarga de tratar las aguas contaminadas del río Surco las cuales son aprovechadas para el riego de áreas verdes.

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La planta trabaja en dos partes para su tratamiento: La primera parte está compuesta por el tratamiento mecánico que comienza por el canal de entrada diseñado para un caudal promedio de 400 litros/s, luego siguen las cámaras de rejas o sistema de rejillas con una separación de 20cm. FIGURAº2:Sistema de rejillas Luego pasan por segundo y tercer

sistema de rejillas más compacto

(compuesta de 3 rejillas cada unos) de 7cm y 4cm respectivamente. FIGURAº3: Segundo Sistema de rejillas

Estas rejillas atrapan aproximadamente de 4 a 6 toneladas de residuos sólidos diarios los cuales son extraídos por el personal de la municipalidad. Estos residuos son colocados en un contenedor los cuales nos indican: •

El 2.53% son metales

•

El 5.06% son plásticos

•

El 76.3% es materia orgánica

•

El 16.11% otros residuos

FIGURAº4: Tratamiento primario

Luego el paso del agua por desarenador que es donde precipita la restos de piedra y la arena (partículas de mediano tamaño) debido al ancha miento del canal y a la menor velocidad permitiendo que se retiren cada semana 20m3 de lodo mediante un sistema de tornillos mecánico, que permite que se pueda despegar del fondo para luego ser retirado manualmente con pala (se realizado una vez a la semana) y con un tratamiento común a los lodos. FIGURAº5: Desarenador

Una parte del agua

libre de residuos sólidos pasa por la avenida

Caminos del Inca hacia la segunda planta de tratamiento ubicada en el Parque de la Amistad, la otra parte del agua sigue su recorrido por la planta y pasa por el último sistema de rejas de 2cm (4 rejillas) donde METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

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quedan los residuos sólidos de menor tamaño FIGURAº6: Ultimo sistema de rejillas.

El agua que llega a la bocatoma, que es un lámina saturada de fierro con orificios de 2mm de diámetros por donde ingresan 17.5 litros/s agua pre tratada la cual será tratada, el resto continua el recorrido del canal. FIGURAº7: Bocatoma

Así da inicio la segunda fase el tratamiento físico químico. FIGURAº8: Tratamiento secundario

Comienza con el caleo que consiste en adicionar cal al agua para bajar su acidez, luego el agua es bombeada por la cámara de carga hacía el tanque floculador

decantador. FIGURAº9: Cámara de carga, FIGURAº10:

Tanque floculador decantador

En el tanque se realiza el proceso de floculación en el cual las partículas de menor tamaño pueden sedimentarse por adhesión del sulfato de aluminio a las paredes del tanque, el cual es limpiado una vez a la semana. FIGURAº11: Insumo usados en el tratamiento El sulfato de aluminio es inyectado por el primer dosificador a 60 pulsaciones por segundo mientras va pasando el agua (el sulfato de aluminio sirve para coagular los lodos que no pudieron sedimentarse en el desarenador). Con el agua limpia del floculador decantador el agua sale por rebote de la parte de arriba y está baja a los filtros que contienen grama y arena luego el agua baja por los filtros y se van quedando los últimos residuos. FIGURAº12: Primer y Segundo filtro Cuando el agua sale de los filtros el segundo dosificador inyecta cloro a 60 pulsaciones por segundo mientras va pasando el agua, el cual elimina las bacterias y los coliformes fecales después de las dos fases de tratamiento el agua es limpia y transparente. FIGURAº13: Agua para riego. El agua es almacenada en una cisterna subterránea de 350 m 3 para luego ser bombeada a la cámara de riego donde un surtidor abástese de

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agua a los camiones cisterna que llevan agua limpia a las áreas verdes. FIGURAº13 y 14: Cisterna y vaciado a camiones cisterna

En Surco hay más de 350 parques y la planta esta interconectada con 19 parques los cuales cuentan con un sistema de cisternas subterráneas instaladas aplicando un sistema de aspersores riegan de forman homogénea por adsorción.

3.2 MÉTODO DEDUCTIVO Se deduce a partir de lo observado

que existe una grave

contaminación del rio Surco por parte de la población que vive a riberas de este. El tratamiento de aguas residuales mitiga el impacto ambiental sobre el mar

como también ayuda al ahorro de agua

potable en el riego de zonas verdes.

3.3 MÉTODO ANALÍTICO Análisis de las aguas de la Planta de Tratamiento de San Borja 3.3.1. FUNCIONAMIENTO PROCESO DE FUNCIONAMIENTO DE LAS PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS DE RIEGO En las 2 Plantas de Tratamiento la bio-estabilización, se diseñaran unidades de tratamiento convenientemente acondicionadas para no producir problemas de malos olores o gases tóxicos, las unidades de tratamiento que se tomarán en cuenta serán las siguientes: • CAPTACIÓN La capacidad de tratamiento será de 3 L/s. Este caudal es captado del río surco, a pocos metros de la ubicación de la planta con sus

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dispositivos de control hidráulico. El afluente que es proveniente del río será bombeado a la Cisterna de carga. • CISTERNA DE CARGA Mediante equipos de bombeo se depositará el agua cruda en una cisterna elevada que descargará el agua por gravedad en el desgrasador. Los sedimentos compuestos por partículas de arena y otros materiales pesados, se eliminarán del fondo periódicamente mediante arrastre del fondo. • DESGRASADOR Esta unidad se diseñara con el propósito de remover por diferencia de peso específico la grasa y otros componentes livianos indeseables que transporta el agua cruda, los mismos que serán eliminados mediante un sistema de descarga controlado por válvulas. El agua cruda a tratar es captada a un nivel bajo y es llevado al sedimentador. • FILTRO DE MACROFITAS Para mejorar la limpieza física y química del afluente del biofiltro fotosintéticos aparte del sistema de aeración por convección se pasa por un lecho de macrofitas. Esto es muy importante porque vamos a utilizar UV para eliminar patógenos. • EQUIPOS DE ULTRAVIOLETA El sistema del biofiltro, ha mostrado una alta eficiencia de remoción de parámetros fisicoquímicos, pero una baja remoción bacteriana.

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Por ello, después del tratamiento del biofiltro, procedemos a un tratamiento físico, para la remoción de patógenos al nivel exigido por las normas sanitarias en el riego de áreas verdes. Previo al tratamiento UV. Se hace pasar el aguas a través de un filtro de grava graduada, el que termina de eliminar la turbidez para garantizar la efectividad del tratamiento con rayos Ultra violeta. En este proceso se empleara equipo de rayos ultravioleta, que elimina las bacterias en un periodo muy corto de tiempo, por tanto apta para este tipo de sistema. La desinfección de agua residual mediante estos equipos es una técnica relativamente nueva. Provee una buena eficiencia a un costo menor, ofrece un método de control para los microorganismos, no genera productos tóxicos e incluso puede ayudar a disminuir el contenido de materia orgánica y destruir las cloraminas. • CISTERNA DE ALMACENAMIENTO DE AGUA TRATADA Al final se debe contar con una Cisterna que en este caso será de180m3, donde se proveerá del agua tratada a los camiones cisterna que finalmente regaran las áreas verdes solicitadas.

COSTOS •

Planta de Tratamiento Nº 1

El valor referencial de la inversión asciende a S/. 359,037.9 (Trescientos cincuenta y nueve mil treinta y siete con 9/100 Nuevos soles), monto que incluyen gastos de Operación incluido el Impuesto General a las Ventas. METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

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•

Planta de Tratamiento Nº 2

El valor referencial de la inversión asciende a S/. 272,583.76 (Doscientos setenta y dos mil quinientos ochenta y tres con 76/100 Nuevos soles). MEDIO FÍSICO •

Clima El clima del área del proyecto y su ámbito de influencia, corresponde al típico de la costa central del país, tipificándose como semi–cálido. Para la caracterización de los elementos climáticos, se contó con registros meteorológicos de una Estación representativa de la Base Aérea Las Palmas en Surco (Latitud 12°09’, Longitud 76° 59’, Altitud 76,5 msnm). A continuación, el análisis para cada elemento. •

Precipitación Pluvial

De acuerdo a la información de la Estación Las Palmas para un año, el comportamiento es similar, la precipitación pluvial alcanza un promedio anual que es de 18,2 mm, con una distribución mensual que se concentra entre los meses de Mayo a Setiembre, siendo mayor en el mes de Julio con 8,1 mm. TABLAº6:Parametro meteorológico de la estación La Palmas.

•

Temperatura Según la Estación Las Palmas, esta variable meteorológica presenta un comportamiento parecido, tal como lo revelan las estadísticas (Ver el Cuadro N° 4.2 y Gráfico N° 2), donde el promedio anual de

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temperatura llega a 19,1º C, siendo mayores en Febrero (25,1º C) y menores en Junio (15,0º C). El comportamiento de las temperaturas mensuales máximas experimenta igualmente una mayor elevación en los meses de verano, alcanzando valores de 30,2º C, en el mes de Febrero y son menores durante el invierno (20,8º C) en el mes d e Julio. Las temperaturas mensuales mínimas también alcanzan su mayor valor en el mes de Febrero, con 19,4º C, siendo su menor valor en los meses de Junio y Julio, con 13,5º C. TABLAº7: Temperatura Media, Máximo y Mínima Mensual(ºC),Estación Meteorológica Las Palmas.

• Humedad Relativa (HR) Según la Estación Las Palmas, esta variable meteorológica presenta un comportamiento parecido, tal como lo revelan las estadísticas (Ver Cuadro Nº 4.3 y Gráfico Nº 3). Los valores promedio mensual en el año 2000 son mayores en los meses de Julio y Agosto, con 85%, y menores en el mes de Febrero (74%). El promedio mensual máximo se presenta en los meses de Abril a Setiembre con 100%, en tanto el promedio mensual es mínimo en los meses de Febrero, Marzo y Mayo, con 53%. TABLAº8:Humedad Relativa(%) Estación Meteorológica Las Palmas

•

Vientos

Los registros de la Estación Meteorológica Las Palmas (Ver Cuadro Nº 4.4), muestran que la dirección predominante de los vientos es SW, cuyo promedio anual de velocidad es de 16,95 Km./h; siendo más intensos en el mes de Mayo (25,7 Km./h) y menores en Agosto (11,02 Km./h). TABLAº9: Características del viento.

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3.3.2. Análisis Determinación del pH La determinación del pH en el agua es una medida de la tendencia de su acidez o de su alcalinidad. No mide el valor de la acidez o alcalinidad ( vea el método de determinación de alcalinidad ). Un pH menor de 7.0 indica una tendencia hacia la acidez, mientras que un valor mayor de 7.0 muestra una tendencia hacia lo alcalino. La mayoría de las aguas naturales tienen un pH entre 4 y 9, aunque muchas de ellas tienen un pH ligeramente básico debido a la presencia de carbonatos y bicarbonatos. Un pH muy ácido o muy alcalino, puede ser indicio de una contaminación industrial. Resultados: Análisis

Sin

Con

pH

Tratamiento 9.37

Tratamiento 9.29

Interpretación: Esto indica la tendencia de las aguas a seguir ligeramente básicas antes y después del tratamiento. Determinación de la Conductividad Conducción específica, también conocida como conductividad, es la medición de la habilidad del agua para transportar corriente eléctrica. METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

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Depende en gran medida en la cantidad de materia sólida disuelta en el agua (como la sal). Agua pura, como el agua destilada, puede tener muy poca conductividad y en contraste, agua de mar tendrá una conductividad mayor. El agua de lluvia frecuentemente disuelve los gases y el polvo que se encuentran en el aire y por lo tanto, tiene una conductividad mayor que el agua destilada. La conductividad específica es una medida importante de la calidad del agua, ya que indica la cantidad de materia disuelta en la misma. La conductividad es una variable que se controla en muchos sectores, desde la industria química a la agricultura. Esta variable depende de la cantidad de sales disueltas presentes en un líquido y es inversamente proporcional a la resistividad del mismo. Con los instrumentos convencionales, la medida de la conductividad se obtiene aplicando un voltaje entre dos electrodos y midiendo la resistencia de la solución. Las soluciones con conductividad alta producen corrientes más altas.

Resultados: Análisis Conductividad(μ)

Sin

Con

Tratamiento 649

Tratamiento 616

Interpretación: La conductividad disminuye mínimamente luego de ser tratada el agua , pero no se aprecia una disminución significativa. Determinación de Coliformes Las coliformes son una familia de bacterias que se encuentran comúnmente en las plantas, el suelo y los animales, incluyendo a los

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humanos. La presencia de bacterias coliformes en el suministro de agua es un indicio de que el suministro de agua puede estar contaminado con aguas negras u otro tipo de desechos en descomposición.

Generalmente,

las

bacterias

coliformes

se

encuentran en mayor abundancia en la capa superficial del agua o en los sedimentos del fondo. Los coliformes fecales, que se encuentran en los intestinos de los humanos y otros animales de sangre caliente, son un tipo de bacterias coliformes. La presencia de coliformes fecales en un suministro de agua es un buen indicador de que las aguas negras han contaminado el agua. Se pueden hacer pruebas específicamente para coliformes fecales o para el total de bacterias coliformes que incluye todos los tipos de bacterias coliformes y que puede indicar contaminación fecal. Resultados:

Análisis Coliformes (ufc/ml)

Sin

Con

Tratamiento

Tratamiento

15000

0

Determinación de Heterótrofos Los organismos heterótrofos (del griego hetero, otro, desigual, diferente y trofo, que se alimenta), en contraste con los organismos autótrofos, son aquellos que deben alimentarse con las sustancias orgánicas sintetizadas por otros organismos, bien autótrofos o heterótrofos a su vez.1 Entre los organismos heterótrofos se encuentra multitud de bacterias y predominantemente los animales, como los humanos. Un organismo heterótrofo es aquel que obtiene su carbono y nitrógeno de la materia orgánica de otros y también en la mayoría de METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

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los casos obtiene su energía de esta manera. A este grupo pertenecen todos los integrantes del reino animal, los hongos, gran parte de los moneras y de las arqueobacterias. Algunos organismos heterótrofos pueden obtener energía de otras fuentes. Según la fuente de energía los subtipos serían: 1. Fotoheterótrofos: Estos organismos fijan la energía de la luz.

Constituyen un grupo muy reducido de organismos que comprenden la bacteria purpúrea y familia de seudomonadales. Sólo realizan la síntesis orgánica en presencia de luz (en su ausencia se comportan como heterótrofos) y en medios carentes de oxígeno 2. Quimioheterótrofos: Utilizan la energía química extraída de la

materia inorgánica u orgánica. Resultados:

Análisis Heterotrofos (ufc/ml)

Sin

Con

Tratamiento 3200000000

Tratamiento 1000000

Determinación de CaCO3 La dureza temporal se produce por carbonatos y puede ser eliminada al hervir el agua o por la adición de CaOH (hidróxido de calcio).

El carbonato de calcio es menos soluble en agua caliente que en agua fría, así que hervir (que contribuye a la formación de carbonato) se precipitará el bicarbonato de calcio fuera de la solución, dejando el agua menos dura.

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Los carbonatos pueden precipitar cuando la concentración de ácido carbónico disminuye, con lo que la dureza temporal disminuye, y si el ácido carbónico aumenta puede aumentar la solubilidad de fuentes de carbonatos, como piedras calizas, con lo que la dureza temporal aumenta. Todo esto está en relación con el pH de equilibrio de la calcita y con la alcalinidad de los carbonatos. Este proceso de disolución y precipitación es el que provoca las formaciones de estalagmitas y estalactitas. Resultados: Análisis

Sin

Con

Tratamiento

Tratamiento

464.6

464.6

CaCO3 (mg/l)

Determinación de Cloruros Los cloruros son una de las sales que están presentes en mayor cantidad en todas las fuentes de abastecimiento de agua y de drenaje.

El sabor salado del agua, producido por los cloruros, es variable y dependiente de la composición química del agua, cuando el cloruro está en forma de cloruro de sodio, el sabor salado es detectable a una concentración de 250 ppm de NaCl.

Cuando el cloruro está presente como una sal de calcio ó de magnesio, el típico sabor salado de los cloruros puede estar ausente aún a concentraciones de 1000 ppm. El cloruro es esencial en la dieta y pasa a través del sistema digestivo,

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inalterado.

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Un alto contenido de cloruros en el agua para uso industrial, puede causar corrosión en las tuberías metálicas y en las estructuras.

La máxima concentración permisible de cloruros en el agua potable es de 250 ppm, este valor se estableció más por razones de sabor, que por razones sanitarias. Resultados:

Sin

Con

Análisis Cloruros

Tratamiento

Tratamiento

570.64

570.64

(mg/l)

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CAPITULO IV INGENIERIA

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4.1. Tratamiento de las aguas residuales Las aguas residuales necesitan ser tratadas adecuadamente antes de disponerlas o rehusarlas, con la finalidad de: (a) Proteger los cuerpos receptores de la contaminación fecal, puesto que esta agua podrían ser utilizadas como fuente de agua para consumo en las comunidades aguas abajo; (b) Proteger los cuerpos receptores del consumo del oxígeno y de daños ecológicos; (c) Producir efluentes microbiológicamente seguros para el reuso en la agricultura y acuicultura. Actualmente, y de acuerdo a datos estadísticos proporcionados por SEDAPAL, aproximadamente el 5 % de aguas residuales de la ciudad de Lima son tratadas, mientras que el 95% son vertidas al mar y a los ríos. En la TABLA° 12

se muestran las descargas finales de los diversos

colectores de la ciudad de Lima. La irrigación con aguas residuales permite la disposición y utilización y es sin duda una forma efectiva de disponer las aguas residuales. Sin embargo, se les debe proveer algún grado de tratamiento antes de ser utilizadas en la irrigación de cultivos y en nuestro caso, de parques y jardines. La calidad del efluente usado tendrá gran influencia sobre la operación y funcionamiento del sistema planta-suelo-agua residual. A continuación se mencionan algunas condiciones que deberían tener los vertimientos en las alcantarillas.

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Condiciones de Descarga de Aguas Residuales a la Red Pública 1. No ser dañino ni peligroso para la alcantarilla, el ambiente ni el tratamiento. 2. No debe afectar las operaciones ni la eficiencia de tratamiento. 3. Separar o retener constituyentes inadecuados para la descarga: piedras, plásticos, grasas, etc. 4. No debe constituirse en un pre-contaminante. 5. Contribuir a minimizar la necesidad de tratamiento. Sustancias Indeseables en la Alcantarilla •

Piedras, cenizas, vidrios, cuero, fibras, textiles (ni triturados)

•

Resinas sintéticas, plásticos, cemento, hidróxido de calcio

•

Residuos de malta, levadura, látex, alquitrán y sus emulsiones

•

Aceites, lacas, residuos que tienden a endurecerse

•

Solventes, petróleo, lubricantes, hidrocarburos

•

Ácidos y álcalis

•

Fosgeno, H2S, HCN; carburos que forman acetileno

•

Sustancias cancerígenas,

•

Tóxicos

Desarrollo Tecnológico Las tecnologías modernas para el tratamiento de aguas residuales se remontan a mediados del siglo anterior con desarrollos paralelos en Inglaterra y Alemania. Conforme ha ido avanzando la intensidad de las actividades industriales durante los últimos 100 años y el número de pobladores, ha sido necesario desarrollar o innovar procesos que permitan cubrir las crecientes necesidades de la población. Las concentraciones y el número de diferentes contaminantes producidos por las actividades del hombre, obligan a la utilización de procesos que METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

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permitían transformarlos con el objeto de separarlos de las aguas residuales y evitar daños en los cuerpos receptores. El aumento de la población ha obligado a mejorar los procesos para cumplir con los requisitos impuestos por las normas y hacer que la construcción y operación de las plantas para tratamiento de aguas residuales sean más económicas ante el crecimiento proporcional de los caudales. 4.2. Sistemas de Tratamiento de Aguas Residuales Los sistemas de tratamientos de aguas residuales básicamente se pueden agrupar en dos: a) Sistemas de Tratamiento Convencional b) Sistemas de Tratamiento Biológico Natural a) SISTEMAS DE TRATAMIENTO CONVENCIONAL El tratamiento convencional consiste en una combinación de procesos biológicos, físicos químicos y operacionales para remover sólidos, materias orgánicas y a veces nutrientes del agua residual. Los términos generales usados para describir los diferentes grados de tratamiento, con la finalidad de incrementar los niveles de tratamiento son el tratamiento preliminar, primario, secundario y avanzado y/o terciario. En algunos países se utiliza la desinfección como último paso del tratamiento para remover patógenos.

a.1) Tratamiento Preliminar

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El objetivo del tratamiento preliminar es la remoción de residuos de tamaño grande encontrados con frecuencia en el desagüe crudo, tales como piedras, ramas, raíces, plásticos y trapos. La remoción de estos materiales es necesaria para mejorar la operación y mantenimiento y las subsecuentes unidades de tratamiento. Comúnmente se utilizan cámaras de rejas para retener todo tipo de material grueso indeseable en el tratamiento posterior. a.2) Tratamiento Primario El objetivo del tratamiento primario es la remoción de sólidos orgánicos e inorgánicos por sedimentación, y la retención de material flotante. “La sedimentación consiste en la separación por acción de la gravedad, de las partículas suspendidas cuyo peso específico es mayor que el del agua. Es una de las operaciones unitarias más utilizadas en el tratamiento de aguas residuales”. (Metcalf & Eddy, 1995) En muchos países industrializados, el tratamiento primario es el mínimo nivel de tratamiento requerido para irrigación con aguas residuales. En este caso se pueden utilizar tanques de sedimentación o clarificadores que pueden ser estanques circulares o rectangulares típicamente de 3 a 5 m de profundidad, con períodos de retención hidráulica entre 2 y 3 horas. a.3) Tratamiento Secundario El objetivo del tratamiento secundario es el tratamiento adicional del efluente del tratamiento primario para remover sólidos suspendidos y orgánicos. En la mayoría de los casos el tratamiento secundario sigue al tratamiento primario e incluye la remoción de materia orgánica usando procesos de tratamiento biológico aerobio. Los tratamientos biológicos aerobios son ejecutados en presencia de oxígeno por microorganismos aerobios (principalmente bacterias). Los procesos más utilizados son: lodos activados y los filtros percoladores. METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

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SISTEMA DE LODOS ACTIVADOS En 1883, Sir Thomas Bowden pública en Inglaterra un escrito sobre la operación de los denominados tanques con lodos activos para el tratamiento “avanzado” de aguas residuales. Estos eran tanques que operaban por lotes de aguas residuales y, una vez tratada el agua, se permitía que los microorganismos sedimentaran antes de extraer el agua por la parte superior. La operación obligaba a los operadores a desviar el agua residual de un tanque a otro conforme se iban llenando, lo cual resultaba un procedimiento engorroso de alto riesgo de fallo por causas humanas. Esta técnica fue la predecesora del sistema de Lodos activados y de los reactores de operación discontinuo. (SBR) El sistema de lodos activados consta de dos tanques, el de aeración, en el que los microorganismos entran en contacto con los contaminantes por transformar, y el sedimentador, en el cual se separan los microorganismos del agua tratada. Los microorganismos o lodos que se generan durante el proceso deben ser separados y tratados en un sistema especial. Una parte del lodo biológico es recirculado al tanque de aireación para mantener la cantidad adecuada de microorganismos. Un proceso de lodo activado es un tratamiento biológico en el cual se agita y aérea una mezcla de agua de desecho y un lodo de microorganismos, y de la cual los sólidos se remueven y recirculan posteriormente al proceso de aireación, según se requiera. El pase de burbujas de aire a través de las aguas de desecho coagula los coloides y la grasa, satisface parte de la demanda bioquímica de oxígeno (DBO), y reduce un poco el nitrógeno amoniacal. La aireación también puede impedir que las aguas de desecho se vuelvan sépticas en uno de los tanques subsiguientes de sedimentación. Pero si las aguas de desecho se mezclan con lodo previamente aireado y luego se vuelve a airear, METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

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como se hace con los métodos de tratamiento de aguas de desecho utilizando lodo activado, la efectividad de la aireación se mejora mucho. La reducción de la DBO y sólidos en suspensión en el proceso convencional

del

lodo

activado

que

incluye

pre-decantación

y

sedimentación final, puede variar desde 80 a 95% y la reducción de las bacterias coliformes de 90 a 95%. Además, el costo de construcción de una planta de lodo activado puede ser competitivo con otros tipos de plantas de tratamiento que producen resultados comparables. Sin embargo, los costos unitarios de operación son relativamente altos. El método del lodo activado es un tratamiento biológico secundario que emplea la oxidación para descomponer y estabilizar la materia putrescible que queda después de los tratamientos primarios. Otros métodos de oxidación incluyen la filtración, estanques de oxidación, y la irrigación. Estos métodos de oxidación ponen a la materia orgánica de las aguas de desecho en contacto inmediato con microorganismos bajo condiciones aerobias. En una planta convencional de lodo activado, las aguas de desecho que entran pasan primero por un tanque de sedimentación primaria. Se añade lodo activado al efluente del tanque, generalmente en la relación de 1 parte de lodo por 3 o 4 partes de aguas negras decantadas, en volumen, y la mezcla pasa a un tanque de aireación. En el tanque, el aire atmosférico se mezcla por el líquido por agitación mecánica o se difunde aire comprimido dentro del fluido mediante diversos dispositivos; placas filtrantes, tubos de filtro, eyectores y chorros. Con cualquiera de los métodos, se pone a las aguas negras en íntimo contacto con los microorganismos contenidos en el lodo. En los primeros 15 a 45 minutos, el lodo absorbe los sólidos en suspensión y los coloides. Según se absorbe la materia orgánica, tiene lugar la oxidación biológica. Los organismos presentes en el lodo descomponen los compuestos de nitrógeno orgánico y destruyen los carbohidratos. El proceso avanza rápidamente al principio y luego decae gradualmente en las próximas 2 a METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

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5 horas. Después continúa con un ritmo casi uniforme durante varias horas. En general el periodo de aireación dura de 6 a 8 horas más. El efluente del tanque de aireación pasa a un tanque de sedimentación secundaria, donde se retiene el fluido, en general de 1 1/2 a dos horas para decantar el lodo. El efluente de este tanque está completamente tratado, y después de la floración puede descargarse sin peligro. Cerca de un 25 a 350/o de lodo de tanque de sedimentación final se regresa para la recirculación con las negras de entrada. No debe retenerse el lodo en el tanque. Es necesaria la remoción parcial (a intervalos de menos de 1 hora) o la remoción continua para evitar la desaireación. Las cantidades de rebose para la sedimentación final van, normalmente, desde unos 800 galones por pie cuadrado por día, para las plantas pequeñas, hasta 1 000 para plantas con capacidades mayores de 2 millones de galones por día. Es preferible que las cargas sobre el vertedero no excedan de 10 000 galones por pie lineal por día. Cuando el volumen requerido de tanque sobrepase los 2 500 pies', son convenientes tanques múltiples de sedimentación. Se requieren tanques múltiples de aireación cuando el volumen total del tanque excede los

5 000 pies cúbicos. Los tanques de aireación en

que se use aire comprimido son, por lo general, largos y estrechos. Para conservar espacio, el canal puede hacerse girar varías veces 1 80°, con una pared común que separe el flujo en dirección opuesta. Se tiende en general, una tubería maestra de aire, a lo largo de la parte superior del tanque, para alimentar los difusores o placas porosas a lo largo de toda su longitud. El aire establece un movimiento espiral dentro del líquido según fluye por los tanques. Esta agitación reduce los requisitos de aire. El ancho del canal va de los 15 a los 30 pies. La profundidad es de unos 15 pies. El oxígeno disuelto debe mantenerse a una concentración de 2 partes por millón (miligramos por litro) o más. Los requisitos de aire varían METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

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normalmente de 0.2 a 1.5 pies cúbicos por galón de aguas tratadas. La mayoría de las autoridades estatales requieren el uso de un mínimo de 1 000 pies cúbicos de aire por libra de la DBO aplicada por día. La aireación mecánica puede efectuarse en tanques cuadrados, rectangulares o circulares, según sea el mecanismo empleado para la agitación. En algunas plantas, el fluido puede hacerse subir por tubos verticales y descargarlo en láminas, mientras en la parte superior o el líquido puede hacerse bajar por tubos aspirantes, mientras el aire burbujea a través del fluido. En ambos métodos, la agitación en la superficie producida por el movimiento del líquido, aumenta la aereación. Los periodos de detención son, generalmente, más largos, 8 horas o más, que para los tanques con difusión de aire. Se usan diversas modificaciones para el método de lodo activado, para mejorar el funcionamiento o disminuir los costos. Entre éstos se incluyen la aireación modificada, activada, en punta y por pasos o fases, y los procesos de Kraus, bioadsorción y bioactivados. El proceso Kraus agrega a las aguas negras una mezcla aireada de lodo activado y materia de los tanques digestores de Lodos. El proceso de biosorción mezcla agua negra con lodo preaereado en un tanque separado. El proceso de bioactivación usa sedimentación primaria, un filtro rociador y una corta sedimentación secundaria, agregando después lodo activado, y pasa la mezcla a tanques de aireación y sedimentación. Se han obtenido excelentes resultados sustituyendo oxígeno por aire en el proceso de Lodos activados; para el eficiente uso del oxígeno, pueden cubrirse los tanques de aireación; el oxígeno se hace recircular en varios pasos, entrando a la primera etapa del proceso y de ahí a través del tanque de oxigenación con el agua de desecho en tratamiento. La presión bajo la cubierta del tanque es cercana a la atmosférica y suficiente para mantener el control y evitar el retro mezclado de los siguientes pasos. En METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

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cada paso puede lograrse la mezcla con aireadores superficiales o un aspersor rotatorio sumergido: el oxígeno puro permite el uso de tanques más pequeños y el tiempo de oxigenación puede ser de 1 1/2 a 2 h en lugar del convencional de 6 a

8 h. El lodo activado producido se

sedimenta, con menos dificultad y es más fácil de drenar que el de los procesos convencionales. Las plantas de lodo activado deben controlarse bien para obtener un funcionamiento óptimo. Esto requiere una frecuente revisión del contenido de lodo del licor mezclado. En general se limitan los sólidos de 1 500 a 2 500 ppm (mg por litro) en plantas con difusión de aire y unas mil ppm, cuando se use la agitación mecánica. Las características de asentamiento del lodo se indican por el índice de Mohlman: Índice de Mohlman = Volumen de lodo asentado en 30 min % Volumen de sólidos en suspensión % Un lodo con buen asentamiento tiene un índice debajo de 100. Otra medida es el índice de densidad del lodo que es igual a 100 dividido entre el índice de Mohlman. Puede mantenerse el control operacional, manteniendo constante la concentración de licor mezclado−sólidos en suspensión (MLSS), o los volátiles−sólidos en suspensión (MLVSS), manteniendo una relación constante entre los alimentos y los microorganismos (F:M), o un promedio constante de tiempo de residencia en la celda (MCRT) en el licor mezclado. Esta última alternativa puede ser la más sencilla, porque sólo es necesario medir la concentración de los sólidos en suspensión en el tanque de aireación, y en el lodo activado del líquido de desecho. La edad del lodo constituye otro factor importante. Representa el tiempo promedio en que una partícula de los sólidos en suspensión permanece sometida a la aireación. La edad del lodo se mide por la relación entre el peso seco del lodo en el tanque de aereación en libras y la carga de sólidos en suspensión, en libras por día, de las aguas de desecho que METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

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entran. En una planta bien operada de lodo activado, la edad del lodo es de tres a cinco días. Pero puede ser de solamente 0.3 días con proceso modificado que trabaje bien. FIGURA º16 y 17

La tubería maestra de aire encima de los tanques de aereación suministra el aire a los difusores de los canales adyacentes, dentro de los cuales fluyen la mezcla de lodo activado y el efluente del tanque de sedimentación. Este sistema es el más utilizado en los países industrializados, lo cual se debe a su gran flexibilidad y capacidad de adaptación a diferentes tipos de sustancias. Desde 1923 ha sufrido innovaciones que se basan en dos aspectos principales: el conocimiento de los diferentes tipos de reactores (completamente mezclados y tubulares) y, de manera especial, en el conocimiento de la complicada microbiología y bioquímica. Tomando en cuenta que el sistema de lodos activados fue concebido para eliminar sólidos en suspensión y contaminantes orgánicos disueltos, desde entonces ha sido posible mejorar sus capacidades para lograr lo siguiente:

• Mejorar la transferencia de oxígeno • Reducir los volúmenes de los tanques para ahorrar costos capitales y de operación • Posibilidad de eliminar material carbonoso, compuestos nitrogenados y fosfatos de manera simultánea utilizando solamente microorganismos • Tratamiento de sustancias tóxicas biodegradables y no biodegradables • Tratamiento de aguas residuales provenientes de diferentes tipos de industrias.

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Actualmente es posible utilizar el sistema de lodos activados para producir agua tratada con una calidad excelente que no represente un peligro a los cuerpos receptores. FIGURA °18 Proceso de lodos activados: A continuación se indican varios de los procesos de los procesos de lodos activados

y

algunas

modificaciones

del

proceso

que

han

sido

normalizadas. Convencional (flujo en pistón) El agua decantada y el lodo activado recirculado entran en el tanque de aireación y se mezclan con aire disuelto o con agitadores mecánicos. El suministro de aire suele ser uniforme a lo largo de toda la longitud del canal. Durante el periodo de aireación se produce la adsorción, floculación y oxidación de la materia orgánica. Los sólidos del lodo activado se separan en un decantador secundario.

Reactor de Mezcla Completa El proceso es una aplicación del régimen de flujo de un reactor de flujo continuo. El agua residual decantada y el lodo activado recirculado se introducen, normalmente, en varios puntos del tanque de aireación. La carga orgánica y la demanda de oxígeno son uniformes en toda la longitud del tanque. Aireación Prolongada El proceso de aireación prolongada es similar al de lodos activados convencional excepto en que funciona en la fase de respiración endógena de la curva de crecimiento, lo cual precisa una carga orgánica reducida y un largo período de aireación. Este proceso se emplea mucho para plantas prefabricadas para pequeñas comunidades. Aireación con Alimentación Escalonada METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

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La alimentación escalonada es una modificación del proceso de flujo en pistón convencional en la que el agua residual decantada se introduce en diferentes puntos del canal para conseguir un valor de la relación F/M (alimento/microorganismos) uniforme, lo cual permite reducir la demanda de oxígeno punta. Normalmente se suelen emplear tres o más canales paralelos. Una de las ventajas importantes de este proceso es la flexibilidad de operación. Las características operacionales, aplicación y eficiencias de eliminación típicas de estos procesos típicos.TABLA

º13

Filtros Percoladores Los filtros percoladores han sido utilizados para el tratamiento biológico del agua residual durante casi 100 años. Los filtros percoladores modernos están formados por un lecho de medio filtrante tal como piedras, formas de plástico o tablillas de madera sobre el que se distribuye continuamente el agua residual. Los microorganismos se adhieren al medio filtrante y forman una capa biológica. La materia orgánica contenida en las aguas residuales se difunde en el medio filtrante donde es metabolizada. Normalmente se abastece oxígeno al sistema para mantener condiciones aerobias.

a.4) Tratamiento Terciario o Avanzado El tratamiento terciario se utiliza cuando deben removerse ciertos constituyentes específicos del agua residual que no han sido removidos en el tratamiento secundario. Elimina un 99% de los sólidos y además se emplean varios procesos químicos para garantizar que el agua este tan libre de impurezas como sea posible. El tratamiento terciario es de gran interés hoy en día por la necesidad de obtener mejor calidad en las aguas, a continuación se presentan algunos procesos utilizados con éxito.

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Destilación La destilación es una operación unitaria en la que los componentes de la solución liquida son separados mediante vaporización y condensación del liquido. Fraccionamiento de Espumas El fraccionamiento de espumas significa la separación de la materia coloidal y suspendida por flotación y de la materia orgánica disuelta por adsorción. Cuando se burbujea aire en el agua residual se produce espuma o bien esta es inducida por productos químicos. Casi todos los compuestos orgánicos tienen actividad de superficie estos tienden a concentrarse en la interfaces gas-liquido y se eliminan junto con la espuma. Congelación La congelación es una operación de separación similar a la destilación. El agua es rociada en una cámara que funciona al vacío. Parte del agua residual se evapora y el efecto refrigerante produce cristales de hielo sin contaminantes en el líquido que queda. Seguidamente se extrae el hielo y se funde por calor de la condensación de los vapores de la fase de evaporización. En este procedimiento se ha utilizado Butano y otros refrigerantes. Intercambio Iónico El intercambio iónico es un proceso en que los iones que se mantiene unidos a grupos funcionales en la superficie del sólido por fuerzas electrostáticas se intercambian por especies diferentes en disolución. Ya que la desmineralización se puede llevar a cabo mediante intercambio iónico, es posible utilizar procesos de tratamientos de corriente continua, en los que parte del agua residual del efluente se desmineraliza y se combina después con parte del efluente que ha sido desviado del tratamiento para producir un efluente de calidad especifica.

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Tratamiento Electroquímico En este proceso se mezcla agua residual con agua de mar y se hace pasar célula simple que contiene electrodos de carbón. En razón de las densidades relativas del agua de mar y de la mezcla del agua de mar y residual, la primera se acumula en la superficie del ánodo en la parte inferior de la celular la última lo hace en la superficie del cátodo cerca de la parte superior de la célula. La corriente eleva el pH en el cátodo, precipitando con ello Fósforo y Amoniaco. Las burbujas de hidrógeno generadas en el cátodo elevan el fango a la superficie, donde es arrastrado y eliminado por métodos convencionales. El cloro desarrollado en el ánodo de la celda desinfecta el afluente y la mezcla sobrante de agua residual de mar es seguidamente vertida al mar. Desinfección La desinfección normalmente involucra la inyección de solución de cloro. La dosificación de cloro depende de la intensidad del agua residual, pero comúnmente se utilizan dosis de 5 a 10 mg/l. Los tanques de contacto de cloro son generalmente canales rectangulares, con baffles para prevenir cortocircuitos, diseñados para tiempos de contacto de alrededor de 30 minutos. Una planta típica de aguas residuales comprende siempre un conjunto de operaciones unitarias y procesos, las cuales dependerán del grado de remoción de contaminantes a obtener. La TABLA º14 muestra la eficiencia de cada una de estas operaciones. b) SISTEMAS DE TRATAMIENTO BIOLÓGICO NATURAL En 1913, Kolkwitz propone un sistema para analizar los procesos de la “purificación natural” descritos por Max von Pettenkoffer 20 años antes. Este sistema parte de la base de que los sistemas hidráulicos tienen una capacidad "natural" para eliminar los contaminantes que en el se vierten. Los sistemas naturales más utilizados son: b.1) Lagunas de Estabilización METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

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b.2) Lagunas de Aireadas b.3) Humedales artificiales (wetlands) b.4) Tratamiento con plantas acuáticas

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b.1) Lagunas de Estabilización Los sistemas más comunes entre de los denominados "naturales" son los estanques o lagunas de estabilización. Estos sistemas hacen uso de la acción

combinada

de

bacterias

y

algas

para

transformar

los

contaminantes de las aguas residuales. El principio de funcionamiento es sencillo, pero los procesos microbiológicos y bioquímicos son muy complejos. Los procesos que se llevan a cabo dentro de una laguna de estabilización se pueden apreciar en la Figura. Una laguna de estabilización es una estructura simple para embalsar aguas residuales con el objeto de mejorar sus características sanitarias. Las lagunas de estabilización se construyen de poca profundidad (2 a 4 m) y con períodos de retención relativamente grandes (por, lo general de varios días). Cuando las aguas residuales son descargadas en lagunas de estabilización se realiza en las mismas, en forma espontánea, un proceso conocido como autodepuración o estabilización natural, en el que ocurre fenómenos de tipo físico, químico, bioquímico y biológico. Este proceso se lleva a cabo en casi todas las aguas estancadas con alto contenido

de

materia

orgánica

putrescible

o

biodegradable.

Los parámetros mas utilizados para evaluar el comportamiento de las lagunas de estabilización de aguas residuales y la calidad de sus efluentes son la demanda bioquímica de oxígeno (DBO), que caracteriza la carga orgánica; y el número mas probable de coliformes fecales (NMP CF/100ml), que caracteriza la contaminación microbiológica.

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Demanda bioquímica de oxigeno Para medir la concentración de contaminantes orgánicos, en las aguas que resultan de el uso domestico el parámetro más utilizado es la Demanda biológica de oxígeno o (DBO), esta se define como la concentración de oxigeno disuelto consumido por los microorganismos, presentes en el agua o añadidos a ella para efectuar la medida la medición, en la oxidación de toda la materia orgánica presente en la muestra de agua. Su valor debe ser inferior a 8 MG/l. Para ser considerada como potable. Generalmente en las aguas de origen domestico este valor fluctúa entre los 200 a 300 MG/l. TABLAº15

También tienen importancia los sólidos totales sedimentables, en suspensión y disueltos. La parte inferior de estas lagunas suele estar en condiciones anaerobias. Estas lagunas con cargas orgánicas bajas reciben el nombre de facultativas. Cuando la carga orgánica es muy grande, la DBO excede la producción de oxígeno de las algas (y de la aeración superficial) y la laguna se torna totalmente anaerobia. Conviene que las lagunas de estabilización trabajen bajo condiciones definidamente facultativas o definidamente anaeróbicas ya que el oxígeno es un tóxico para las bacterias anaerobias que realizan el proceso de degradación de la materia orgánica; y la falta de oxígeno hace que desaparezcan las bacterias aerobias que realizan este proceso. Por consiguiente, se recomienda diseñar las lagunas facultativas (a 20 C) para cargas orgánicas menores de 300 Kg DBO/ha/día y las lagunas anaerobias para cargas orgánicas mayores de 1000 Kg de DBO/ha/día. Cuando la carga orgánica aplicada se encuentra entre los dos límites antes mencionados se pueden presentar problemas con malos olores y la

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presencia de bacterias formadoras de sulfuros. Estas lagunas primarias evitan tener que sacar de operación a las lagunas alargadas para llevar a cabo la remoción periódica de lodos. Las lagunas que reciben agua residual cruda son lagunas primarias. Las lagunas que reciben el efluente de una primaria se llaman secundarias; y así sucesivamente las lagunas de estabilización se pueden llamar terciarias, cuaternarias, quintenarias, etc. A las lagunas de grado mas allá del segundo también se les suele llamar lagunas de acabado, maduración o pulimento. Siempre se deben construir por lo menos dos lagunas primarias (en paralelo) con el objeto de que una se mantenga en operación mientras se hace la limpieza de los lodos de la otra. El proceso que se lleva a cabo en las lagunas facultativas es diferente del que ocurre en las lagunas anaerobias. Sin embargo, ambos son útiles y efectivos en la estabilización de la materia orgánica y en la reducción de los organismos patógenos originalmente presentes en las aguas residuales. La estabilización de la materia orgánica se lleva a cabo a través de la acción de organismos aerobios cuando hay oxígeno disuelto; éstos últimos aprovechan el oxígeno originalmente presente en las moléculas de la mater ia orgánica que están degradando. Existen algunos organismos con capacidad de adaptación a ambos ambientes, los cuales reciben el nombre de facultativos. La estabilización de la materia orgánica presente en las aguas residuales se puede realizar en forma aeróbica o anaeróbica según haya o no la presencia de oxígeno disuelto en el agua. Actualmente

Diez

plantas

con

lagunas

facultativas

primarias

y

secundarias tratan 387 l/s (34% del agua tratada). Es la tecnología más antigua utilizada en Lima y que se sustenta en la excavación de lagunas de tierra sin un revestimiento especial en la mayoría de los casos. METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

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Todos estos sistemas se mantienen operativos, aun cuando algunos tienen más de 30 años y trabajan con cargas por encima de la capacidad de diseño. Estas lagunas no utilizan equipos mecánicos de aireación ni procesos de desinfección. Seis de estas plantas son operadas por SEDAPAL y otras cuatro por el Ministerio de Defensa, el Colegio La Inmaculada, el Centro Poblado de Nievería en Huachipa y la Universidad de Ingeniería. En este último caso se trata de un sistema combinado formado por un Reactor Anaerobio de Flujo Ascendente (RAPA) seguido por dos lagunas facultativas en serie. Proceso aerobio El proceso aerobio se caracteriza porque la descomposición de la materia orgánica se lleva a cabo en una masa de agua que contiene oxígeno disuelto. En este proceso, en el que participan bacterias aerobias o facultativas, se originan compuestos inorgánicos que sirven de nutrientes a las algas, las cuales a su vez producen más oxígeno que facilita la actividad de las bacterias aerobias. Existe pues una simbiosis entre bacteria y algas que facilita la estabilización aerobia de la materia orgánica. El desdoblamiento de la materia orgánica se lleva a cabo con intervención de enzimas producidas por

las

bacterias

en

sus

procesos

vitales.

A través de estos procesos bioquímicos en presencia de oxígeno disuelto las bacterias logran el desdoblamiento aerobio de la materia orgánica.

El oxígeno consumido es parte de la demanda bioquímica de oxígeno (DBO). Las algas logran, a través de procesos inversos a los anteriores, en presencia de la luz solar, utilizar los compuestos inorgánicos para sintetizar materia orgánica que incorporan a su protoplasma. A través de

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este proceso, conocido como fotosíntesis, las algas generan gran cantidad de oxígeno disuelto.

Como resultado final, en el estrado aerobio de una laguna facultativa se lleva a cabo la estabilización de la materia orgánica putrescible (muerta) originalmente presente en las aguas residuales, la cual se transforma en materia orgánica (viva) incorporada protoplasma de las algas. En las lagunas de estabilización el agua residual no se clarifica como en las plantas de tratamiento convencional pero se estabiliza, pues las algas son materia orgánica viva que no ejerce DBO. Proceso anaerobio Las reacciones anaerobias son más lentas y los productos de las pueden originar malos olores. Las condiciones anaerobias se establecen cuando el consumo de oxígeno disuelto es mayor que la incorporación del mismo a la masa de agua por la fotosíntesis de las algas y el oxígeno disuelto y que la laguna se torne de color gris oscuro.

El desdoblamiento de la materia orgánica sucede en una forma más lenta y se generan malos olores por la producción de sulfuro de hidrógeno. En la etapa final del proceso anaerobio se presentan las cinéticas conocidas como acetogénica y metanogénica. FIGURAº 19 Durante años se ha realizado investigaciones para mejorar los sistemas de lagunas y actualmente se conoce mucho con respecto a los procesos naturales que en ellos se llevan a cabo. Los esfuerzos innovadores han tenido poco éxito ya que el sistema funciona de una manera elemental. La construcción de las lagunas de estabilización requiere una extensión de terreno considerable (suelen construirse en terrenos naturales). Las lagunas tienen comúnmente una profundidad de 0.6 a 1.5 m y una extensión variable. En la zona del fondo donde se descomponen los METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

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sólidos, las condiciones son anaerobias; y la zona próxima a la superficie es aeróbica, permitiendo la oxidación de la materia orgánica disuelta y coloidal El

tratamiento

anaeróbico

de

las

aguas

residuales

supone

la

descomposición de la materia orgánica y/o inorgánica en ausencia de oxígeno molecular. En el Perú, específicamente en Lima, el Centro Panamericano de Ingeniería Sanitaria y Ciencia del Ambiente (CEPIS) estudia la cinética e hidráulica de las lagunas de oxidación por cerca de 20 años, desarrollando una metodología propia de dimensionamiento y diseño de lagunas para países tropicales. Clasificación de las lagunas de estabilización • Aeróbicas: soportan cargas orgánicas bajas y contienen oxígeno disuelto en todo instante y en todo volumen del líquido • Anaeróbicas: se proyectan para altas cargas orgánicas y no contienen oxígeno disuelto. • Facultativas: Operan con una carga orgánica media. En las capas superiores hay un proceso aeróbico. En las capas inferiores se tiene un proceso anaeróbico, donde se produce simultáneamente fermentación ácida y metánica (formación de gas metano). • De maduración: Se utilizan como una segunda etapa de tratamiento a continuación de lagunas facultativas. Se diseñan para disminuir el número de organismos patógenos, ya que las bacterias y virus son removidos al tiempo de permanencia, mientras que los quistes y huevos de parásitos intestinales permanecen activos. También reducen la población de algas. Hay pequeña remoción de la DBO (Demanda Bioquímica de Oxígeno).

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• Lagunas de sedimentación: Son empleadas para clarificar el efluente de

las

lagunas

aereadas

aeróbicas.

En

ellas

se

produce

el

almacenamiento y digestión de los lodos sedimentados. FIGURAº20: Laguna de sedimentación (aún con algas), donde los sólidos recuperados serán utilizados como fertilizante. (Universidad de Wisconsin, USA)

b.2) Lagunas Aireadas Las lagunas aireadas, con diversos esquemas de aporte de aire, se fueron implementando a medida que la carga a las lagunas facultativas crecía a más de 60 Kg. DBO5/hectárea/día. Como la operación anaerobia de lagunas no resulta aceptable, si la carga aumenta se debe disponer de más terreno. Si tal inversión no es factible, resulta oportuno no descansar sobre la generación de oxígeno disuelto por algas sino que utilizar equipos de aireación que aporten específicamente el oxígeno necesario para la carga admitida. Esta variante de diseño se puede utilizar con tasas de carga en un amplio rango: desde 8 hasta 320 Kg. DBO5 por cada 1.000 m3 por día, operando entre 7 a 20 días de tiempos de retención hidráulico teórico y desde 2 hasta 6 metros de profundidad. Naturalmente, la reducción del TRHT implica que los coliformes fecales no decaerán a los valores especificados por las normas, sino que se deberá agregar sistemas de desinfección explícitos. El aumento de profundidad permite reducir los requerimientos de terreno hasta por debajo de la mitad del necesario para lagunas facultativas; los breves tiempos de retención, a su vez, permiten reducir los requerimientos de volumen a un décimo del anterior (particularidad relacionada con la mezcla forzada más que con el aporte de oxígeno propiamente). Los sistemas de remoción de orgánicos por lagunas aireadas, con algún grado de mezcla (es decir, de mezcla completa o de mezcla parcial) se suelen operar en sistemas en serie (varias sub-lagunas componen el sistema completo) porque aumenta así la eficiencia. Diversos estudios METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

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han logrado establecer fehacientemente que un sólo sistema (una sola laguna) produce niveles de tratamiento por unidad de volumen menores que varias lagunas en serie y se ha verificado, empíricamente, que 4 lagunas en serie producen un óptimo balance de operación e inversión versus costos de Tratamiento global. Regímenes de mezcla en las lagunas aireadas El nivel de turbulencia en las lagunas es la base para su clasificación en dos categorías: de mezcla completa y lagunas facultativas, que se describen a continuación. Lagunas de mezcla completa El nivel de turbulencia es suficiente para mantener los sólidos en suspensión y para proporcionar oxigeno disuelto en todo el volumen de liquido. Los tiempos de residencia son normalmente menores de tres días, y los niveles de potencia superiores a 0,0007CV por metro cubico de balsa. Los niveles de potencia en las unidades de lodos activados se encuentran situados alrededor de 0,07 CV por metro cubico de balsa, esto es aproximadamente valores diez veces superiores a los requeridos en las lagunas aireadas. La suposición de mezcla completa que incluso para las unidades de lodos activados es una aproximación idealizada, resulta cuestionable en el caso de las lagunas aireadas. A pesar de todo, esta suposición se hace con frecuencia, lo que conduce a la formulación de un modelo matemático simple para la laguna. Utilizando factores de seguridad adecuados, esta solución ideal puede resultar útil. Lagunas facultativas El nivel de turbulencia es insuficiente para mantener todos los solidos en suspensión, contándose exclusivamente con el necesario para suministrar oxigeno disuelto en todo el volumen de liquido. Parte de los solidos decantan en el fondo de la laguna donde sufren descomposición anaeróbica. Los tiempos de retención superan normalmente los seis días METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

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y los niveles de potencia compredidos entre 0,001 y 0,007 CV por metro cubico de balsa. Se presenta una formación gradual de residuo que debe ser evacuado a intervalos de 1 a 10 años. La elección de un régimen de mezcla resulta del balance económico entre las necesidades de potencia (superiores en los sistemas de mezcla completa) y el coste del terreno (se necesita mas terreno para las lagunas facultativas). En la figura 3° se representan estos dos sistemas de mezcla. El crecimiento de algas tanto en los sistemas de mezcla completa como en las lagunas facultativas es prácticamente inexistente debido a la turbiedad provocada por los solidos en suspensión y a la turbulencia presente. FIGURA 21: Regimen de mezclado de lagunas aireadas Una diferencia muy importante en la operación de ambos sistemas reside en la concentración de solidos en suspension en el efluente. Ya que en las lagunas de mezcla completa todos los solidos se mantienen en suspensión, el efluente contendrá una concentración mucho mayor que la correspondiente a las lagunas facultativas y en consecuencia un valor elevado de DBO insoluble. Si se desea una calidad elevada del efluente, puede ser necesario que el tratamiento continue en el caso de las lagunas de mezcla complete con una balsa de sedimentación con objeto de separar la mayor part de esta DBO insoluble. Una disposición que puede Resultar muy satisfactoria es la formada por una lagunas de mezcla completa en la que se consime la mayor parte de la DBO soluble, seguida por

una

laguna

facultativa,

diseñada

fundamentalmente

para

la

disminución de la DBO insoluble. A fin de seleccionar lagunas de mezcla completa o de mezcla parcial, es necesario diseñar y evaluar ambas alternativas. Naturalmente, se sabe que la decisión descansa sobre los distintos requerimientos de terreno y movimiento de tierras de cada alternativa (mezcla completa requiere menos terreno) comparado con los distintos costos de equipos y de operación de cada alternativa (mezcla completa tiene mayores costos de METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

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equipos y de operación). El objetivo explícito de este diseño conceptual será estimar, con una imprecisión de un 20%, cuanto terreno y que costos de equipos y de operación tiene cada alternativa. El diseño conceptual básico del Tratamiento de cargas orgánicas entrantes en una operación determinada debe permitir discriminar elementos de diseño entre los que se contempla: • Alimentación gravitacional o por bombeo desde la entrega (un colector en el caso de aguas servidas asociadas a una ciudad) • Tratamiento primario, típicamente, mediante una reja de retención de materiales gruesos o eventual necesidad de sedimentación • Necesidad de un sistema monitor de caudal • Un Sistema de Tratamiento Biológico en base a lagunas aireadas de algún tipo a definir (es decir, régimen de mezcla parcial o completo) • Necesidad de un Sedimentador, sea para remoción o para recirculación de biosólidos • Si se trata de aguas servidas, se debe evaluar la necesidad de un sistema de desinfección a determinar (cloro, UV, Ozono, etc.) • Elementos eventuales de bombeo, a definir posteriormente. • Un filtro prensa para desaguado de biosólidos, previo a disposición final Tratamiento Primario El sistema primario (rejas y/o sedimentador) es necesario particularmente en el caso de aguas servidas, porque los sistemas de alcantarillado suelen recibir materiales desechados, de gran tamaño y que, de no ser detenidos oportunamente, podrían impedir la correcta operación de los sistemas aguas abajo. Las rejas se diseñan de acuerdo a parámetros que definen su área según el caudal recibido, mediante parámetros y correlaciones eminentemente empíricos. Naturalmente, en el caso de cargas industriales el rpoblema será similar si las conducciones son a canal abierto y serán menores si la carga llega a tubo cerrado.

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Medición del Caudal de Carga El monitoreo de caudal se suele basar en una canaleta de flujo crítico, donde la altura del resalto hidráulico permite obtener el caudal de aguas servidas (Parshall, Pálmer Bowlus, descarga en V u otros artefactos simples), asociado a un sistema de medición de altura del agua en la canaleta (probablemente ultrasonido o visual por operador). Se debe notar que no suele ser necesario instalar sistemas de sedimentación de las aguas de entrada a la Planta. Tratamiento Biológico Posterior a las rejas y el monitoreo de caudal, la carga orgánica (por ejemplo, aguas servidas) se conduciría a la Laguna de Tratamiento, objeto de esta discusión, donde permanecerán (en flujo) durante el tiempo de residencia que resulte de cada diseño a evaluar.

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Remoción de Biosólidos Las aguas tratadas saldrán de la laguna con un bajo contenido de orgánicos disueltos pero arrastrarán las células que se han desarrollado a partir de los orgánicos de la carga. Estas células se manejan en forma de sólidos suspendidos, de allí se adecuada definición de biosólidos, y que deben ser retiradas mediante un sistema de separación adecuado, que suele

ser

efectuado

por

sedimentación

(simple

o

asistida).

El

sedimentador se diseña con metodologías físico químicas que no forman parte de esta discusión. Cabe, sin embargo, destacar que el material sólido separado (compuesto por el material celular, o biosólidos, que creció en la laguna más los sólidos no orgánicos que pudiesen haber entrado a la laguna desde la entrada) conformará los lodos producidos por el tratamiento, los que deberán ser dispuestos mediante algún mecanismo y reciclados total o parcialmente. El efluente liquido de la etapa de separación de lodos, en cambio, cumplirá con las normas de contenido de orgánicos (DBO5) y de sólidos suspendidos. Desinfección En el caso del tratamiento de aguas servidas, las normas sobre coliformes fecales no se cumpliran sin una operación de desinficacción adecuada. El liquido efluente del separador de lodos, entonces, debe ser conducido a un sistema de desinfección que permita descargar agua tratada con menos de 1.000 UFC de coliformes fecales/100 mL (o cualquiera que sea la norma aplicable). Disposición Final de Sólidos Si

se deben eliminar lodos, suele ser útil desaguarlos previo al

tratamiento subsecuente o despacho a disposición final. El despacho a disposición está sujeto, en todo caso, a reglamentos que deben ser tenidos en cuenta pues el sitio receptor podría estar a una distancia tal que desajuste la factibilidad económica. METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

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FIGURA º22:Las etapas de esta secuencia de operaciones se resumen en el diagrama de flujos.

b.3) Humedales Artificiales (Wetlands) Otro tipo de sistemas que ha encontrado gran difusión recientemente son los llamados “humedales artificiales” (wetlands) utilizados en pequeñas poblaciones. El agua por tratar fluye a través de un medio poroso sobre el cual echan raíces plantas que transfieren oxígeno al agua. Dependiendo de la tecnología usada en este sistema, se pueden desarrollar fondos artificiales para mejorar la hidráulica, o solo buscar materiales que cumplan función de apoyo a las raíces y permitan un flujo adecuado del agua bajo la superficie del terreno, esto depende mucho también del aspecto económico. Los humedales tienen tres funciones básicas que los hacen tener un atractivo potencial para el tratamiento de aguas residuales, son estas: • Fijar físicamente los contaminantes en la superficie del suelo y la materia orgánica. •

Utilizar

y

transformar

los

elementos

por

intermedio

de

los

microorganismos. • Lograr niveles de tratamiento consistentes con un bajo consumo de energía y bajo mantenimiento. En la FIGURAº23 se muestra un sistema de humedal artificial de flujo subsuperficial. Sección Transversal de un Humedal Artificial6. 6 Fuente: Curso Taller:“Tratamiento Biológico de Aguas Residuales Domésticas” 15 – 23 de Julio/2002 – Colegio de Químicos del Perú.

Este sistema consiste en la reproducción controlada, de las condiciones existentes en los sistemas lagunares someros o de aguas lenticas los cuales, en la naturaleza, efectúan la purificación del agua.

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Esta purificación involucra una mezcla de procesos bacterianos aerobiosanaerobios que suceden en el entorno de las raíces de las plantas hidrófilas, las cuales a la ves que aportan oxigeno consumen los elementos aportados por el metabolismo bacterial y lo transforman en follaje.

b.4) Tratamiento con Plantas acuáticas Los sistemas de plantas acuáticas flotantes son, conceptualmente similares a los humedales artificiales descritos en el ítem anterior, excepto por el hecho de que se emplean especies de plantas flotantes como los jacintos de agua y lentejas de agua (véase la FIGURAº24). Las profundidades de agua suelen ser mayores de los humedales o “wetlands” y varían entre 0.5 y 1.8. Para aumentar la capacidad de tratamiento y asegurar el mantenimiento de las condiciones aerobias necesarias para el control biológico de los mosquitos, en los sistemas de plantas acuáticas flotantes se han empleado sistemas complementarios de aireación.

Aspectos Actuales En Lima Teniendo en cuenta que 716 l/s de aguas residuales son usadas sin tratamiento, las aguas tratadas que actualmente se utilizan en Lima equivalen a 762 l/s. Sin embargo, las plantas de tratamiento que operan METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

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en la ciudad reportan un caudal de efluentes de 1,670 l/s, que comprende las plantas inventariadas para el reuso con 1,131 l/s (tabla 5) y las plantas de Carapongo y J.C. Tello que aportan 539 l/s más pero que no son reutilizados. Por tanto, se puede deducir que sólo el 45.6% del agua tratada se reutiliza, mientras que el resto se descarga al mar y los ríos. En suma, la cobertura de tratamiento en Lima apenas llega al 9% de las aguas residuales domésticas recolectadas. Esta situación de cobertura es paradójica con el hecho de que más de 400 ha de áreas verdes en Lima son regadas con agua potable o agua de río contaminada, cuando actualmente la ciudad no abastece de agua potable a cerca de un millón de habitantes, además de tener una pobre cobertura de áreas verdes de solo 1.75 m2 por habitante. Nivel y tecnología de tratamiento El 99% de los 1,131 l/s de agua residual tiene un tratamiento secundario. Solo dos casos de los 34 casos analizados tienen un nivel de tratamiento primario, ya que utilizan filtros percoladores para tratar 11.5 l/s, equivalentes apenas al 1% del volumen total tratado. Los tipos de tecnología más empleados se han agrupado en las cinco categorías siguientes: a. Lagunas de estabilización. Diez plantas con lagunas facultativas primarias y secundarias tratan 387 l/s (34% del agua tratada). Es la tecnología más antigua utilizada en Lima y que se sustenta en la excavación de lagunas de tierra sin un revestimiento especial en la mayoría de los casos. Todos estos sistemas se mantienen operativos, aun cuando algunos tienen más de 30 años y trabajan con cargas por encima de la capacidad de diseño. Estas lagunas no utilizan equipos mecánicos de aireación ni procesos de desinfección.

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Seis de estas plantas son operadas por SEDAPAL y otras cuatro por el Ministerio de Defensa, el Colegio La Inmaculada, el Centro Poblado de Nievería en Huachipa y la Universidad de Ingeniería. En este último caso se trata de un sistema combinado formado por un Reactor Anaerobio de Flujo Ascendente (RAPA) seguido por dos lagunas facultativas en serie. b. Lagunas aireadas. Cinco plantas construidas en los últimos 10 años tratan casi la mitad de las aguas residuales actualmente tratadas en Lima (550 l/s). En realidad consiste en un sistema combinado de lagunas aireadas iniciales, seguidas por otras lagunas de maduración. Los sistemas de aireación instalados en las primeras lagunas permiten acelerar el proceso biológico de degradación para lograr manejar un mayor caudal de agua. La mayor parte cuenta con un sistema de desinfección final, que normalmente no es activado. Dos de las plantas fueron construidas por SEDAPAL en San Juan de Miraflores y Villa El Salvador (Huascar), en reemplazo de las antiguas lagunas de estabilización existentes. Estas plantas tratan casi 500 l/s y abastecen 10 experiencias de reuso del Cono Sur. Una planta menor de 17 l/s es operada también por SEDAPAL en San Pedro de Lurín. Otras plantas de lagunas aireadas privadas son las instaladas en los clubes de Golf de Lima y La Planicie, que tienen una primera laguna aireada seguida por una o dos facultativas o de acabado. Se trata de un sistema de lagunas de estabilización mejorado por la aireación artificial de la primera laguna. FIGURA º25. Lagunas del Club de Golf La Planicie Existen otras dos plantas más de lagunas aireadas que no se incluyeron porque aún no están integradas al reuso. La primera ubicada en San Bartolo todavía no opera por problemas técnicos (aunque fue construida junto con las anteriores) y es la más grande de Lima por su capacidad para tratar 1,700 l/s. La otra es la planta de Carapongo que trata 515 l/s, pero sus efluentes no son reusados disponiéndose en el río Rímac.

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c. Lodos activados. Ocho plantas fueron implementadas en Lima para tratar 178 l/s, (16% del agua residual tratada) y regar principalmente las áreas verdes dentro de la ciudad. Sin embargo, la más grande y reciente es la Planta de Puente de Piedra, operada por SEDAPAL para tratar 137 l/s que son utilizados parcialmente en el riego de 60 ha de la zona agrícola baja de Chuquitanta y el resto del caudal descargado al río Chillón. Otra planta muy compacta es operada también por SEDAPAL para tratar apenas un litro por segundo y regar parte de los jardines de la Sede Central de esa Empresa. También la Municipalidad de Villa María del Triunfo instaló una pequeña planta compacta que trata 2 l/s para atender la necesidad de agua de un bio-huerto comunal. La primera planta de lodos activados fue implementada hace más de 15 años por el sector privado, para tratar 5.25 l/s que son utilizados en el riego de 10 ha de los Jardines de la Paz (cementerio). Otra planta más reciente es la de Surco, implementada hace 9 años por la Municipalidad del mismo nombre para el riego de 50 ha de parques y jardines del distrito. Esta planta tiene la particularidad de tratar aguas del Canal Surco proveniente del río Rímac, que no son precisamente aguas residuales domésticas, pero que llegan con un nivel de contaminación fecal similar, por el arrojo de basura y descargas informales de desagües en su trayecto. Merecen especial mención tres pequeñas plantas de lodos activados que fueron instaladas recientemente por municipalidades y que juntas tratan 15 l/s para regar las bermas centrales de importantes avenidas. Dos de ellas operan en Villa El Salvador en las denominadas Alamedas de la Solidaridad y la Juventud, mientras que la tercera riega un tramo de 5 ha de la berma central de la Avenida Universitaria en Carabayllo. FIGURA º25 y 26.

d. Humedales artificiales. Tres sistemas típicos de esta tecnología y un cuarto similar tratan 5.45 l/s para regar campos agrícolas y áreas verdes. El primero fue instalado como piloto para regar 2 ha de la zona agrícola METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

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de Oquendo y actualmente se encuentra sin uso por problemas de manejo del efluente en las parcelas. Una segunda experiencia esta tratando los desagües del Colegio Estatal 1267 y su efluente es utilizado parcialmente en el riego de jardines internos del local. La tercera experiencia de mayor envergadura es la implementada por el Asentamiento Humano Oasis de Villa, que trata 3 l/s para regar su parque y campo deportivo. El cuarto caso es un sistema de Saneamiento Ecológico implementado en un grupo de viviendas del Centro poblado de Nievería. Se trata de una tecnología conocida como ECOSAN y que promueve la separación de excretas, orina y aguas grises. Estas aguas son derivadas en cada vivienda a un lecho filtrante con plantas ornamentales que aprovecha los nutrientes a manera de micro humedales artificiales. a. Filtros percoladores. Solo dos casos inventariados utilizan filtros percoladores para tratar 11.5 l/s y regar 12 ha de áreas verdes. Desde hace 15 años la Municipalidad de Miraflores implementó este sistema para regar 4 ha de los bordes del acantilado litoral de la Costa Verde, en donde antiguamente había una vegetación natural que desapareció por el descenso de la napa freática. Este proyecto ha permitido enverdecer nuevamente una franja del citado acantilado, acción que ahora otros municipios han imitado en nuevas zonas pero regadas con agua potable. La otra experiencia con filtro percolador es privada y operada por el Club de Playa La Unión para regar 8 ha de jardines con un caudal tratado de 10 l/s en el balneario de Santa Rosa. En suma, las lagunas de estabilización y aireadas son utilizadas en el 58.8% de las experiencias y riegan el 74.9% de la superficie registrada en Lima Metropolitana y Callao. Tamaño de las plantas

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El tamaño de cada planta depende del caudal tratado, la calidad final del efluente y la tecnología utilizada. Las plantas más compactas con procesos acelerados por aireación y cortos periodos de retención normalmente requieren de menor espacio (Juanico, 2002). La tabla 15 muestra los tamaños reportados para las 14 plantas evaluadas y los requerimientos de terreno por unidad de caudal y por habitante servido. Las cinco plantas de lagunas de estabilización reportan un total de 15.21 ha de terreno para tratar 310 l/s, lo que equivale en promedio a 1.25 m2/habitante. Este requerimiento de área fluctúa entre 0.49 y 5.09 m2/habitante,

variación

muy

grande

para

sistemas

similares

implementados en una zona con las mismas condiciones ambientales. Por tanto, se puede asumir que el bajo requerimiento de área mostrado por las plantas de Ancón y Ventanilla se debe a que reciben un caudal mayor a su capacidad (sobrecarga) que generan un efluente de baja calidad sanitaria. Asimismo, el aparente requerimiento excesivo de terreno en la planta de Pucusana podría estar relacionado con un caudal en época de invierno cuando el balneario reduce significativamente su población que principalmente son veraneantes, o incluso que la capacidad del sistema esté proyectada para una población futura mayor. Las tres plantas de lagunas aireadas que tratan 512 l/s abarcan 38.5 ha, por lo que estarían demandando en promedio 1.91 m2/habitante. Estas plantas muestran un requerimiento mayor que las lagunas de estabilización, lo cual no es muy lógico (Rolim, 2000). Sin embargo se debe tener en cuenta que las lagunas del Golf de La Planicie son tan extensas que podrían trabajar sin aireación artificial, pero este proceso ha sido de todas formas instalado para evitar riesgos de olores desagradables en esa zona urbana muy exclusiva. Por otro lado, las dos plantas de San Juan de Miraflores y Huáscar operadas por SEDAPAL cuentan con extensos terrenos que no son ocupados por la misma planta, sino que están desocupados o constituyen grandes áreas verdes de separación con el entorno urbano METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

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vecino. Las tres plantas de lodos activados reportan el uso de 1.81 ha para tratar 29 l/s, valores que establecen un promedio de 1.61 m2/habitante. También en este caso el requerimiento promedio se ha inflado por la Planta de los Jardines de la Paz, que si bien tiene una hectárea asignada para el sistema de tratamiento, en la práctica sólo ocupa la décima parte, con lo cual se reduciría este requerimiento promedio a menos de 0.6 m2/habitante. En el caso de los humedales artificiales se habla de 120 m2 para tratar 5 l/s, lo que permitiría estimar un requerimiento de terreno de solo 0.06 m2/habitante y el más bajo de todas las tecnologías. Sin embargo, debemos entender que las experiencias locales son sistemas pilotos que aun no han validado bien sus capacidades de tratamiento, por lo que asumimos que tendrían que trabajar con caudales muy menores a los actuales para alcanzar una calidad sanitaria aceptable. Las experiencias en otros países indican que normalmente los humedales artificiales demandan más espacio que las lagunas de estabilización (CSIC, 2004). EPA recomienda que se necesite 5 m2 por habitante. Los filtros percoladores normalmente requieren poca área porque solo realizan un tratamiento primario, por tanto es aceptable el valor estimado de menos de 0.5 m3/habitante (Norma OS.090). En suma, la información recopilada sobre las plantas de tratamiento existentes en Lima reporta que la demanda de espacio es mayor en las plantas de lagunas aireadas, seguidas por los lodos activados y en tercer lugar las lagunas de estabilización. Estos valores no son acordes con los reportados en la literatura, ya que esta atribuye una mayor demanda de espacio a las lagunas de estabilización y menor a los lodos activados, quedando las lagunas aireadas en una posición intermedia.

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Parámetros de control de calidad usados Sólo la mitad de las 19 experiencias analizadas reportan monitoreo de calidad sanitaria del agua residual que tratan. Los parámetros más evaluados son los coliformes fecales y la demanda bioquímica de oxígeno (DBO) en el 80 y 70% respectivamente de los casos que realizan controles. La mitad de estos casos también incluyen los parámetros de oxígeno disuelto y pH. Solo dos casos evalúan la presencia de parásitos humanos, aun cuando estos constituyen el principal riesgo a la salud pública. El caudal de las aguas residuales tratadas sólo es medido en dos de los casos evaluados, información que resulta elemental para estimar la eficiencia de remoción de contaminantes en el proceso de tratamiento. De otro lado, el 70% de los casos evaluados indican que los controles sanitarios se realizan en forma mensual. Solo dos casos reportan hacerlos cada cuatro y seis meses. Un caso manifiesta que la frecuencia es variable según el parámetro de medición, lo cual es aceptable considerando que algunos pueden y deben ser medidos con mayor frecuencia. 4.3. PROYECTOS Proyecto mundial SWITCH El proyecto es implementado por un consorcio global formado por 32 socios en 13 países alrededor del mundo. La coordinación del proyecto se encuentra a cargo de IHE-UNESCO (Holanda). El proyecto cuenta con el co-financiamiento de sus 32 socios y de la Dirección General de Investigación de la Unión Europea. El proyecto SWITCH cubre todos los elementos del ciclo urbano del agua, desde el manejo de la demanda hasta el manejo de agua de lluvia, la METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

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prevención de contaminación, el tratamiento y reuso de aguas residuales, e incluso la rehabilitación de

ríos y la eco-hidrología. Para esto se han

priorizado 6 temas de trabajo: 1. Cambio en el paradigma del agua urbana. 2. Manejo del agua de lluvia. 3. Eficiente abastecimiento y uso del agua. 4. Uso racional del agua, saneamiento y manejo de residuos. 5. Planificación ambiental y territorial del agua urbana. 6. Gobernabilidad y cambio institucional. Los temas de trabajo son estudiados o demostrados

en las diferentes

ciudades del mundo que hacen parte del consorcio SWITCH. PROYECTO SWITCH EN LIMA Agricultura Urbana y otras oportunidades para la mejorar la calidad de vida Enverdecimiento Urbano Su principal objetivo es consolidar lineamientos políticos y operacionales para la promoción de sistemas de tratamiento y reuso de aguas residuales en la agricultura urbana y el enverdecimiento urbano. Mediante la agricultura urbana que es una manera de proveer a la población de algunos de estos alimentos sin necesidad de transportarlos desde largas distancias. Adicionalmente, el agua tiene también una función importante para el desarrollo de áreas verdes urbanas. En el caso de Lima, el proyecto SWITCH está liderado por IPES – Promoción del Desarrollo Sostenible y el Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento. El objetivo del proyecto a nivel local es fortalecer las capacidades de los tomadores de decisión como el gobierno nacional, gobiernos locales, planificadores urbanos, responsables de la gestión del agua en Lima Metropolitana y ciudades de Perú para diseñar e METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

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implementar sistemas de tratamiento y reuso de aguas residuales (grises y negras) en la agricultura urbana y el enverdecimiento urbano. Una de las ciudades seleccionadas para implementar este proyecto es Lima, que junto a

Accra (Ghana) y Beijing (China) forman parte del

PROYECTO SWITCH Temas del PROYECTO SWITCH 1. Cambio en el paradigma del agua urbana 2. Manejo de agua de lluvia 3. Eficiente abastecimiento y uso del agua 4. Uso del agua en saneamiento y manejo de residuos 5. Planificación ambiental y territorial del agua urbana •

Diseño urbanístico en consideración del agua

•

Agricultura urbana y enverdecimiento urbano

•

Sistemas naturales de ciclos urbanos de agua

6. Gobernabilidad y cambio institucional En el tema 5 se reconoce que la agricultura urbana es una forma de proveer a la población

de

algunos

alimentos

sin

necesidad

de

transportarlos largas distancias hacia las ciudades. Adicionalmente al rol fundamental que presta el agua para la producción de alimentos, este subtema también reconoce su importancia

para el enverdecimiento de la

ciudad. ETC Foundation, IPES

Promoción

del

Desarrollo

Sostenible

y

el

Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento / Oficina de Medio Ambiente

(Peru) tienen la responsabilidad de ejecutar el

proyecto

SWITCH en Lima Metropolitana y el Callao. Recarga del Agua Subterránea con Aguas Residuales Urbanas METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

128

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Las Metas en materia de suministro y saneamiento impulsadas por la ONU incrementarán aún más en la última década. Muchos sistemas de alcantarillado descargan a los cursos de agua sin tratamiento alguno o con tratamiento parcial y con poca dilución en el estiaje, por lo que los caudales de aguas residuales disponibles para el riego son en realidad aguas negras. Por otra parte, es evidente que las prácticas comunes de manejo y reutilización de aguas residuales en países en vías de desarrollo a menudo no son ni planeadas ni controladas y generan altas tasas de infiltración a los acuíferos subyacentes en los climas más áridos. Esta infiltración incidental es a menudo el reúso local más significativo de aguas residuales urbanas en términos del volumen, pero rara vez se planea y casi nunca se reconoce como tal. Este fenómeno tiene la ventaja de mejorar la calidad de las aguas residuales urbanas y de almacenarlas para uso futuro, pero también puede contaminar los acuíferos que se utilicen para el abastecimiento de agua potable. Este tema tiene grandes implicaciones en términos de los enfoques futuros para la gestión del agua subterránea y las aguas residuales en muchos centros urbanos que se desarrollan rápidamente. La recarga de aguas residuales ocurre en áreas urbanas debido a la presencia de: Instalaciones de saneamiento in situ es decir fosas sépticas y letrinas cuya descarga directa al subsuelo constituye una fuente difusa de contaminación continua. Sistemas de alcantarillado cuyos efluentes descargan aguas abajo del centro urbano y son usados para riego. Este antecedente no sólo aborda la segunda situación y, con objeto de reconocer los beneficios potenciales tanto de la reutilizacion de aguas residuales para riego agrícola como de la recarga inducida de acuíferos, incluye la evaluación de sus consecuencias en ciudades de países en vías METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

129

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de desarrollo y propone acciones graduales para reducir el riesgo de contaminación del agua subterránea por esta práctica. Las aguas residuales se infiltran directamente al subsuelo desde los sistemas de drenaje, y de forma indirecta por los excedentes de agua que se aplican para el riego agrícola en las zonas ribereñas. Investigaciones realizadas en diversas partes proveen evidencia de que esta recarga ocurre a tasas mayores de 1.000 mm/a. Por ende, se puede argumentar que la recarga incidental a los acuíferos es importante, ubicua y siempre debe ser anticipada como parte integral de un proyecto de reutilización de aguas residuales para riego agrícola. El agua residual es muy apreciada por los agricultores, en particular los más pobres, debido a su disponibilidad continua y contenido de materia orgánica y nutriente que incrementa su productividad. Sin embargo, su uso indiscriminado genera riesgos muy serios para la salud pública, tanto en los agricultores que están en contacto con las aguas residuales como en los consumidores de los productos crudos. También puede haber peligros a más largo plazo si las aguas residuales contienen efluentes industriales con elementos tóxicos como plomo, cromo, boro, etc. que afecten el suelo, disminuyan su fertilidad o se introduzcan en las cadenas alimenticias.

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130

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CAPITULO V PROPUESTAS DE SOLUCION

5.1. PROPUESTAS La utilización de diversas técnicas para el tratamiento de aguas residuales es provechoso para las organizaciones (municipios, estado o entidades privadas que las manejen), debido a que los costos por el tratamiento de aguas METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

131

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residuales y mantenimiento de la planta de tratamiento en comparación a los costos por uso de agua potable para riego son significativamente bajos. Tomando en cuenta estas consideraciones es necesario resaltar que, la inversión inicial para la construcción de una planta de tratamiento es recuperable en un corto plazo. Además uno de los principales objetivos del tratamiento de aguas residuales es el mitigar o disminuir la polución de las aguas debido a los contaminantes que puedan estar presentes en las aguas de los ríos, canales, empresas o las provenientes de los domicilios que poseen un alto contenido en coliformes. Siendo también una finalidad del uso de estas técnicas el disminuir el impacto ambiental que estas aguas causan en los suelos por donde transcurren y las aguas marinas a donde van a parar. 1. En cuanto al uso de las diversas técnicas podemos proponer lo siguiente:

• En cuanto al área disponible para los proyectos, es necesario

considerar que en áreas pequeñas es mejor la utilización de las técnicas físico-químicas así como los filtros percoladores; para aquellos espacios más amplios se recomienda la utilización de técnicas como, lagunas aireadas y lodos activados.

• En cuanto al presupuesto disponible, se debe considerar el

tamaño de la planta y el costo de la inversión, siendo más económicas en su construcción las de filtro percolador y lodos activados. En cuanto al mantenimiento de las PTAR`s son más rentables las platas biofísicas y las de filtro percolador. Ver cuadro (TABLAº16)

• En cuanto al abastecimiento y la producción, se debe considerar

la ubicación del proyecto y es recomendable que se encuentre alejado de las zonas urbanas, además de la influencia del clima y los tipos de suelos, para ello es necesario un EIA para cada proyecto, proponiendo nosotros que las zonas más apropiadas METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

132

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para la construcción de PTAR`s a gran escala son las cercanas al litoral.

2. En cuanto al factor económico podemos realizar las siguientes

propuestas:

• La rentabilidad del proyecto es un factor muy importante para lo

cual debemos considerar el aspecto Inversión-Beneficio que depende directamente de la utilización final de las aguas tratadas. Por nuestra parte cabe resaltar que una planta de mayor tamaño es más rentable que una a pequeña escala, pero la recuperación de la inversión se da a un plazo mayor. • Ahorro Agua Potable Vs. Aguas residuales, para ello es necesario

observar la tabla TABLAº18 en donde se analiza el beneficio de la utilización de aguas residuales para riego de áreas verdes, en comparación con la utilización de agua potable para el mismo uso.

3. En cuanto a la disminución de la contaminación ambiental podemos proponer: •

La mitigación del impacto en las aguas marinas es favorable, debido a que las aguas servidas no son vertidas al mar, provocando así una disminución de la polución de las aguas costeras y daños a la biodiversidad marina.

•

La mitigación del impacto en los suelos también se ve reducida, debido a que los desechos sólidos son retenidos por los diversos medios en cada tecnología usada, como también la contaminación de las orillas marinas a donde van a parar estas aguas, a demás de la filtración en el lecho por donde transcurren dichas aguas.

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4. En cuanto al aprovechamiento de subproductos podemos proponer:

•

La utilización de materia residual orgánica como abono, en el caso de las lagunas aireadas y de oxidación, así como los lodos activados, la cual es utilizada en una mezcla proporcional con tierra de chacra de donde se obtiene una tierra óptima y fértil para cultivos diversos. Proponiendo nosotros que la utilización de lagunas aireadas y lodos activados produce un beneficio adicional por la generación de este tipo de abonos naturales.

•

La utilización de materiales plásticos reciclables es un beneficio que se observa en todos los tratamientos, debido a que todas las aguas servidas o de canales de riego debe transcurrir necesariamente por mallas primarias en donde sean retenidas, significando esto un beneficio extra.

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134

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CAPÍTULO VI CONCLUSIONES

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• La realidad es que no podemos generar más agua y la disponibilidad disminuye, por lo tanto es necesario que el tratamiento de aguas residuales vaya enfocado hacia ese punto de vista, a través de lo cual obtendremos un ahorro significativo del agua potable, evitando que estas sean utilizadas para riego de aéreas verdes. • Si no queremos pagar más, y poco a poco nos vamos viendo forzados por la evolución de la situación Global, parece sensato hacer un mayor y más eficiente uso del agua minimizando su consumo en origen e incrementando la reutilización de las aguas residuales en el mismo uso o en otros usos alternativos • No

obstante,

todos

queremos

disfrutar

de

los

Beneficios

Medioambientales pero nadie quiere asumir los Costos que esto generan, pero si observamos y analizamos con detalle el beneficio costo-inversión, el sumamente rentable el uso de las técnicas de tratamiento de aguas residuales. • El tratamiento de las aguas residuales se impone ante un futuro cercano, debido a que nuestras necesidades nos obligan a ser eficientes el uso de este recurso.

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136

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CAPITULO VII ANEXOS

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137

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CAPITULO I FIGURAº1

El ingeniero sanitario Alejandro Vinces Araoz al lado de una de las lagunas de oxidación San Juan

CAPITULO II METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

138

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GRAFICOº 1

GRAFICOº 2

TABLAº1 Indicadores del recurso hídrico en lima 2009

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139

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TABLAº2 Proyección del recurso hídrico para lima 2011

TABLAº3 Factores determinantes para la viabilidad y sostenibilidad

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140

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Recursos agua y suelo Disponibilidad de terreno

Agrícolas Mercado y canales de

Capacidad de uso agrícola

comercialización Experiencia en las actividades

Demanda de agua residual para riego

productivas Técnicas de manejo agronómico con ART Eficiencia productiva

Del Tratamiento

Legales

Políticas de las empresas de agua

Marco regulador y normativo

Localización y dimensiones del

Parámetros de calidad del agua para

sistema

la disposición y reuso

Calidad sanitaria agronómica y

Normas técnicas para el tratamiento

ambiental Tecnología apropiada

Normas técnicas para reuso

Sostenibilidad de la planta

Derechos de las ART

De gestión ambiental

Culturales

Manejo de riesgos y contingencias

Identificación y características de los actores

Manejo d lodo y excedentes de agua

Conocimiento de los actores acerca del tratamiento y uso de ART

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141

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Evaluación de los impactos

Nivel de aleación del sistema

significativos

integrado de tratamiento y uso

Vigilancia de la calidad del agua y los productos

TABLAº4 Evaluación económica del uso de las aguas residuales en lima Grupos de

Productividad

Costo

Precio

Ingresos

Relación

cultivos

(kg o und.

prod.

(US$//

(US$/ha

B/C

/ha)

(US$/ha )

kg o

) 5740 510

3.19 1.24

Hortalizas Forrajes(chala)

11000 28000

1800 410

und ) 0.14 0.02

Ornamentales Hierbas

21000 14000

14000 3000

0.12 0.14

25200 1960

1.80 6.53

aromáticas Gras

8000

8000

0.78

6240

7.80

americano(m2) Poncianas tilapia

5000 4200

2350 2400

0.92 1.60

4600 6720

1.96 2.80

TABLAº5 Ahorro por uso de aguas residuales

Área de uso Colegio Inmaculada(*) UNITAR (RAFA + lagunas)

Gasto de

Pago anterior

Costo

agua al año

agua potable

actual

(m2/año)

(US$/año )

(US$/ año)

473000

305187

16800

273000

76297

18750

METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

Ahorro (US$/ año) 28838 7 57547

142

94%

75%

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Parque Huayna Capac Parque Huascar Jardines d el la paz(*) Alameda de la solidaridad Oasis de Villa Costa verde Miraflores

17326

631000

203458

30189

757000

244150

46027

189000

61037

11440

49597

81%

166000

106815

23000

83815

78%

95000

30159

2063

28456

93%

63 000

20436

7500

12846

63%

METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

9 19812 2

143

85% 81%

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CAPITULO III FIGURAº2

Primer Sistema de rejillas FIGURAº3

Segundo Sistema de rejillas

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144

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FIGURAº4

FIGURAº5:Desarenador

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FIGURAº6:Ultimo sistema de rejillas .

FIGURAº7: Bocatoma

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146

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FIGURAº8: Tratamiento secundario

FIGURAº9: Cámara de carga METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

147

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FIGURAº10: Tanque floculador decantador

FIGURAº11: Insumo usados en el tratamiento METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

148

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FIGURAº12: Primer y Segundo filtro

FIGURAº13:Agua para riego

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FIGURAº14 y 15: Cisterna y vaciado a camiones cisterna

TABLAº6:Parametro meteorológico de la estación La Palmas

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151

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TABLAº7: Temperatura Media, Máximo y Mínima Mensual(ºC),Estación Meteorológica Las Palmas

TABLAº8:Humdad Relativa(%) Estación Meteorológica Las Palmas

METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

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TABLAº9:Caracteristicas del viento

TABLAº 10:Resultados obtenidos de la encuesta Por pregunta

Pregunt a 1

A

B

C

D

E

60

90

240

180

-

2

320

140

100

100

-

3

340

100

100

-

-

4

340

160

20

0

-

5

310

20

130

-

-

6

330

10

270

10

-

7

50

30

0

110

330

Pregunt a

A

B

C

D

E

10,526 % 48,485 % 62,963 % 65,385 % 67,391 % 53,226 % 9,6154 %

15,789 % 21,212 % 18,519 % 30,769 % 4,3478 % 1,6129 % 5,7692 %

42,105 % 15,152 % 18,519 % 3,8462 % 28,261 % 43,548 %

31,579 % 15,152 %

1 2 3 4 5 6 7

METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

0%

-

-

-

0%

-

-

-

1,6129 % 21,154 %

63,462 %

154

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TABLA º11:Gráficamente

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CAPITULO IV

TABLA°12

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FIGURA º16 y 17

Proceso de cienos activados: a) convencional; b) etapa de aereación; c) mezclado completo METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

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FIGURA °18 Proceso de lodos activados:

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TABLAº13

TABLAº 14

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TABLAº15

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FIGURAº 19

FIGURAº20: Laguna de sedimentación (aún con algas), donde los sólidos recuperados serán utilizados como fertilizante. (Universidad de Wisconsin, USA)

FIGURAº 21

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FIGURA º22:Las etapas de esta secuencia de operaciones se resumen en el diagrama de flujos.

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En la FIGURAº23 se muestra un sistema de humedal artificial de flujo subsuperficial. Sección Transversal de un Humedal Artificial6. 6

Fuente:

Curso

Taller:“Tratamiento

Biológico

de

Aguas

Residuales

Domésticas” 15 – 23 de Julio/2002 – Colegio de Químicos del Perú.

FIGURA º24. Plantas acuáticas comunes

METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

163

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FIGURA º25. Lagunas del Club de Golf La Planicie

FIGURA º25 y 26

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TABLAº16: Tamaño de las plantas evaluadas y requerimiento del terreno METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

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TABLA 17.

C O S T O D E L C O S T O D E C O S T O D E C O C SD O TM E S O AT NDO TAE E H N O I RM R I E O N T O D E T E AC NGA OUG ALU O A G S Í PA R 3 O A V G E DU N E EA I ES A NT G I TN U E O A S SD PT A U R S P A O D TD A A E A B G L T UER AL A APT D OAT P E RMR LE A IAN ME T T N NRA A T TGA D A O T U A A A D A D 3 3 3 C A P ND O A E R D L A E M O G 3 A UP GR AO IU OR A M P O R M M T R A T A D A

T R A T A M IE N T O R IE G O A R E A S S U R C 2 O. C6 0A N 0 A . 0 0L 1 . 5 4R 08 I O. 3 0 0 S . 17 U .9 8R 5 0 C 5 O F -Q I S U I C I M O I C O V E R D E S R IE G O P A R Q U E C O FS IT L AT AR V GO E US R A D S E R E S I D U A L E S 2 . 6 0 0 0 . 3 06 . 6 0 0 . 19 .6 M 4 0 4 A 0 R I A R A I C H E Y M I RP E A R F CL D O O R L M EA EDS S O T R I CE SA S A A C D A O N ST I L F IL T R O S R IE G O D E A R E A S S A P N E RB 2 .OC C 6 OR0A JLN A0 A A . 0D L0 1 O. 5D3 R 08 E E. 6 R 0S 0 . I 19O .8 6 0S 2 U 0 R C O V E R D E S Y R A D IA C IO N U V

R IE G O P A R Q U E L A G AU GN AU SA S R E S I D U A L E S S A N J2 U. 1 A 0 N 0 0 . 1 05 . 1 0 5 . 31 0. Z8 O0 N A L H U A Y N A A I R E DA OD AM SE S T I C A S C -S A E P D A A C P A L

METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

167

TABLAº18 PTAR

Tecnología usada

Costos de Inversión en dólares

Costo de Mantenimiento anual en dólares

Planta de tratamiento del Parque María Reiche

Filtro percolador

44,900

5,200

Planta de tratamiento de San Borja

Biofísica

120,000

2,000

Planta de tratamiento Av. Universitaria

Lodos activados de Aireación

166,500

31,400

Planta de tratamiento colegio Inmaculada

Lagunas aireadas

692,000

39,500

Planta de tratamiento de Villa salvador y parque zonal Huáscar

Lagunas aireadas

18500,000

168,000

“METODO CIENTIFICO” METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION CIENTIFICA

CAPÍTULO VIII REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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169

“METODO CIENTIFICO” METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION CIENTIFICA

•

http://pdf.rincondelvago.com/lodos-activados.html

•

http://books.google.com.pe/books? id=30etgjzpxywc&pg=pa437&lpg=pa437&dq=lagunas+aireadas&sourc e=bl&ots=ozudkwgyl7&sig=_i5wagblkladt5u4kfm7cccugs&hl=es&ei=y ytcsraakiyj8qbn3ay3bq&sa=x&oi=book_result&ct=result&resnum=12& ved=0ccgq6aewcw#v=onepage&q=lagunas%20aireadas&f=false

•

Problemática de las aguas residuales asimilables a urbanas-wwwistobalwt.com

•

Evaluación económica del impacto ambiental de las descargas de aguas residuales municipales -gómez b. a., saldaña f. p., martínez g. a., gaitán n. j.f., athala m. j., lerdo de tejada b. a., gutiérrez l.e., sandoval v. a., ruíz l. a., salcedo s. e. •

Panorama de de experiencias de tratamiento y uso de aguas residuales en lima metropolitana y callao-julio moscoso y rafael alfaroprimera edición. lima perú. abril 2008 hecho el depósito legal en la biblioteca nacional del Perú. •

Panorama de experiencias de tratamiento y uso de aguas residuales en la ciudad de lima-proyecto switchministerio de vivienda y construccion. •

Proyecto regional sistemas integrados de tratamiento y uso de aguas residuales en américa latina: realidad y potencial. •

Convenio : idrc – ops/hep/cepis.

GLOSARIO Aireación

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170

“METODO CIENTIFICO” METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION CIENTIFICA

Proceso de transferencia de oxígeno del aire al agua por medios naturales (flujo natural, cascadas, etc.) o artificiales (agitación mecánica o difusión de aire comprimido) Aireación mecánica Introducción de oxígeno del aire en un líquido por acción de un agitador mecánico. Aireación prolongada Una modificación del tratamiento con lodos activados que facilita la mineralización del lodo en el tanque de aeración. Afluente Agua u otro líquido que ingresa a un reservorio, planta de tratamiento o proceso de tratamiento. Agua residual Agua que ha sido usada por una comunidad o industria y que contiene material orgánico o inorgánico disuelto o en suspensión. Agua residual doméstica Agua de origen doméstico, comercial e institucional que contiene desechos fisiológicos y otros provenientes de la actividad humana. Agua residual municipal Son aguas residuales domésticas. Se puede incluir bajo esta definición a la mezcla de aguas residuales domésticas con aguas de drenaje pluvial o con aguas

residuales de origen industrial, siempre que estas cumplan con los

requisitos para

ser admitidas en los sistemas de alcantarillado de tipo

combinado. Anaerobio Condición en la cual no hay presencia de aire u oxígeno libre.

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171

“METODO CIENTIFICO” METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION CIENTIFICA

Análisis El examen de una sustancia para identificar sus componentes. Bacterias Grupo de organismos microscópicos unicelulares, con cromosoma bacteriano único, división binaria y que intervienen en los procesos de estabilización de la materia orgánica. Bases de diseño Conjunto de datos para las condiciones finales e intermedias del diseño que sirven para el dimensionamiento de los procesos de tratamiento. Los datos generalmente incluyen: poblaciones, caudales, concentraciones y aportes per cápita de las aguas residuales. Los parámetros que usualmente determinan las bases del diseño son: DBO, sólidos en suspensión, coliformes fecales y nutrientes. Biodegradación Transformación de la materia orgánica en compuestos menos complejos, por acción de microorganismos. Biopelícula Película biológica adherida a un medio sólido y que lleva a cabo la degradación de la materia orgánica.

Cámara de contacto Tanque alargado en el que el agua residual tratada entra en contacto con el agente desinfectante. Carga superficial

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“METODO CIENTIFICO” METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION CIENTIFICA

Caudal o masa de un parámetro por unidad de área que se usa para dimensionar un proceso del tratamiento. Clarificación Proceso de sedimentación para eliminar los sólidos sedimentables del agua residual. Cloración Aplicación de cloro o compuestos de cloro al agua residual para desinfección y en algunos casos para oxidación química o control de olores. Coagulación Aglomeración de partículas coloidales (< 0,001 mm) y dispersas (0,001 a 0,01 mm) en coágulos visibles, por adición de un coagulante. Coagulante Electrolito simple, usualmente sal inorgánica, que contiene un catión multivalente

de hierro, aluminio o calcio. Se usa para desestabilizar las

partículas coloidales favoreciendo su aglomeración. Coliformes Bacterias Gramnegativas no esporuladas de forma alargada capaces de fermentar lactosa con producción de gas a 35 +/- 0.5_C (coliformes totales). Aquellas que tienen las mismas propiedades a 44,5 +/- 0,2_C, en 24 horas, se denominan coliformes fecales (ahora también denominados coliformes termotolerantes). Compensación Proceso por el cual se almacena agua residual y se amortigua las variaciones extremas de descarga, homogenizándose su calidad y evitándose caudales pico. Criba gruesa

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Artefacto generalmente de barras paralelas de separación uniforme (4 a 10 cm) para remover sólidos flotantes de gran tamaño. Criba Media Estructura de barras paralelas de separación uniforme (2 a 4cm) para remover sólidos flotantes y en suspensión; generalmente se emplea en el tratamiento preliminar. Cuneta de coronación Canal abierto, generalmente revestido, que se localiza en una planta de tratamiento con el fin de recolectar y desviar las aguas pluviales. Demanda bioquímica de oxígeno (DBO) Cantidad de oxígeno que requieren los microorganismos para la estabilización de la materia orgánica bajo condiciones de tiempo y temperatura específicos generalmente 5 días y a 20ºC. Demanda química de oxígeno (DQO) Medida de la cantidad de oxígeno requerido para la oxidación química de la materia orgánica del agua residual, usando como oxidante sales inorgánicas de permanganato o dicromato de potasio. Depuración de aguas residuales Purificación o remoción de sustancias objetables de las aguas residuales; se aplica exclusivamente a procesos de tratamiento de líquidos. Derrame accidental Descarga directa o indirecta no planificada de un líquido que contiene sustancias indeseables que causan notorios efectos adversos en la calidad del cuerpo receptor. Esta descarga puede ser resultado de un accidente, efecto natural u operación inapropiada. Desarenadores

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Cámara diseñada para reducir la velocidad del agua residual y permitir la remoción de sólidos minerales arena y otros, por sedimentación. Descarga controlada Regulación de la descarga del agua residual cruda para eliminar las variaciones extremas de caudal y calidad. Desecho ácido Descarga que contiene una apreciable cantidad de acidez y pH bajo. Desecho peligroso Desecho que tiene una o más de las siguientes características: corrosivo, reactivo, explosivo, tóxico, inflamable o infeccioso. Desecho industrial Desecho originado en la manufactura de un producto específico. Deshidratación de lodos Proceso de remoción del agua contenida en los lodos. Desinfección La destrucción de microorganismos presentes en las aguas residuales mediante el uso de un agente desinfectante.

Difusor Placa porosa, tubo u otro artefacto, a través de la cual se inyecta aire comprimido u otros gases en burbujas, a la masa líquida. Digestión mineralización, licuefacción y gasificación parcial. Digestión aerobia Descomposición biológica de la materia orgánica del lodo, en presencia de oxígeno. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y DE RECURSOS NATURALES

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Digestión anaerobia Descomposición biológica de la materia orgánica del lodo, en ausencia de oxígeno. Disposición final Disposición del efluente o del lodo tratado de una planta de tratamiento. Distribuidor rotativo Dispositivo móvil que gira alrededor de un eje central y está compuesto por brazos horizontales con orificios que descargan el agua residual sobre un filtro biológico. La acción de descarga de los orificios produce el movimiento rotativo. Eficiencia del tratamiento Relación entre la masa o concentración removida y la masa o concentración aplicada, en un proceso o planta de tratamiento y para un parámetro específico. Puede expresarse en decimales o porcentaje.

Efluente Líquido que sale de un proceso de tratamiento. Efluente final Líquido que sale de una planta de tratamiento de aguas residuales. Emisario submarino Tubería y accesorios complementarios que permiten la disposición de las aguas residuales pretratadas en el mar.

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Emisor Canal o tubería que recibe las aguas residuales de un sistema de alcantarillado hasta una planta de tratamiento o de una planta de tratamiento hasta un punto de disposición final. Examen bacteriológico Análisis para determinar y cuantificar el número de bacterias en las aguas residuales. Factor de carga Parámetro operacional y de diseño del proceso de lodos activados que resulta de

dividir la masa del sustrato (kg DBO/d) que alimenta a un tanque de

aeración, entre la masa de microorganismos en el sistema, representada por la masa de sólidos volátiles. Filtro biológico Sinónimo de "filtro percolador", "lecho bacteriano de contacto" o "biofiltro" Filtro percolador Sistema en el que se aplica el agua residual sedimentada sobre un medio filtrante de piedra gruesa o material sintético. La película de microorganismos que se desarrolla sobre el medio filtrante estabiliza la materia orgánica del agua residual. Fuente no puntual Fuente de contaminación dispersa. Fuente puntual Cualquier fuente definida que descarga o puede descargar contaminantes. Grado de tratamiento Eficiencia de remoción de una planta de tratamiento de aguas residuales para cumplir con los requisitos de calidad del cuerpo receptor o las normas de reuso. Impacto ambiental UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y DE RECURSOS NATURALES

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Cambio o efecto sobre el ambiente que resulta de una acción específica. Impermeable Que impide el paso de un líquido. Interceptor Canal o tubería que recibe el caudal de aguas residuales de descargas transversales y las conduce a una planta de tratamiento. Irrigación superficial Aplicación de aguas residuales en el terreno de tal modo que fluyan desde uno o varios puntos hasta el final de un lote. IVL (Índice Volumétrico de lodo) Volumen en mililitros ocupado por un gramo de sólidos, en peso seco, de la mezcla lodo/agua tras una sedimentación de 30 minutos en un cilindro graduado de 1000 ml.

Laguna aireada Estanque para el tratamiento de aguas residuales en el cual se inyecta oxígeno por acción mecánica o difusión de aire comprimido. Laguna aerobia Laguna con alta producción de biomasa. Laguna anaerobia Estanque con alta carga orgánica en la cual se efectúa el tratamiento en la ausencia de oxígeno. Este tipo de laguna requiere tratamiento posterior complementario. Laguna de alta producción de biomasa

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Estanque normalmente de forma alargada, con un corto período de retención, profundidad reducida y con facilidades de mezcla que maximizan la producción de algas. (Otros términos utilizados pero que están tendiendo al desuso son: "laguna aerobia", "laguna fotosintética" y "laguna de alta tasa"). Laguna de estabilización Estanque en el cual se descarga aguas residuales y en donde se produce la estabilización de materia orgánica y la reducción bacteriana. Laguna de descarga controlada Estanque de almacenamiento de aguas residuales tratadas, normalmente para el reuso agrícola, en el cual se embalsa el efluente tratado para ser utilizado en forma discontinua, durante los períodos de mayor demanda. Laguna de lodos Estanque para almacenamiento, digestión o remoción del líquido del lodo.

Laguna de maduración Estanque de estabilización para tratar el efluente secundario o aguas residuales

previamente tratadas por un sistema de lagunas, en donde se

produce una

reducción adicional de bacterias. Los términos "lagunas de

pulimento" o "lagunas de acabado" tienen el mismo significado. Laguna facultativa Estanque cuyo contenido de oxígeno varía de acuerdo con la profundidad y hora del día.

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En el estrato superior de una laguna facultativa existe una simbiosis entre algas y bacterias en presencia de oxígeno, y en los estratos inferiores se produce una biodegradación anaerobia. Lechos bacterianos de contacto Llamados también filtros biológicos o filtros percoladores. Lecho de secado Tanques de profundidad reducida con arena y grava sobre drenes, destinado a la deshidratación de lodos por filtración y evaporación. Licor mezclado Mezcla de lodo activado y desecho líquido, bajo aeración en el proceso de lodos activados. Lodo activado Lodo constituido principalmente de biomasa con alguna cantidad de sólidos inorgánicos que recircula del fondo del sedimentador secundario al tanque de aeración en el tratamiento con lodos activados.

Lodo activado de exceso Parte del lodo activado que se retira del proceso de tratamiento de las aguas residuales para su disposición posterior (vg. espesamiento, digestión o secado). Lodo crudo Lodo retirado de los tanques de sedimentación primaria o secundaria, que requiere tratamiento posterior (espesamiento o digestión). Lodo digerido

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Lodo mineralizado a través de la digestión aerobia o anaerobia. Manejo de aguas residuales Conjunto de obras de recolección, tratamiento y disposición y acciones de operación, monitoreo, control y vigilancia en relación a las aguas residuales. Medio filtrante Material granular a través del cual pasa el agua residual con el propósito de purificación, tratamiento o acondicionamiento. Muestra compuesta Combinación de alicuotas de muestras individuales normalmente en 24 horas cuyo volumen parcial se determina en proporción al caudal del agua residual al momento de cada muestreo Muestra puntual Muestra tomada al azar a una hora determinada, su uso es obligatorio para el examen de un parámetro que normalmente no puede preservarse.

Muestreador automático Equipo que toma muestras individuales, a intervalos predeterminados. Muestreo Toma de muestras de volumen predeterminado y con la técnica de preservación correspondiente para el parámetro que se va a analizar. Oxígeno disuelto Concentración de oxígeno solubilizado en un líquido. pH

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Logaritmo con signo negativo de la concentración de iones hidrógeno, expresado en moles por litro Planta de tratamiento Infraestructura y procesos que permiten la depuración de aguas residuales. Planta piloto Planta de tratamiento a escala, utilizada para la determinación de las constantes cinéticas y parámetros de diseño del proceso. Población equivalente La población estimada al relacionar la carga de un parámetro (generalmente DBO, sólidos en suspensión) con el correspondiente aporte per cápita (g DBO/ (hab.d) o g SS/ (hab.d)). Pretratamiento Procesos que acondicionan las aguas residuales para su tratamiento posterior.

Proceso biológico Asimilación por bacterias y otros microorganismos de la materia orgánica del desecho, para su estabilización Proceso de lodos activados Tratamiento de aguas residuales en el cual se somete a aeración una mezcla (licor

mezclado) de lodo activado y agua residual. El licor mezclado es

sometido a sedimentación para su posterior recirculación o disposición de lodo activado. Reactor anaerobio de flujo ascendente

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Proceso continuo de tratamiento anaerobio de aguas residuales en el cual el desecho circula en forma ascendente a través de un manto de lodos o filtro, para

la estabilización parcial de la materia orgánica. El desecho fluye del

proceso por la

parte superior y normalmente se obtiene gas como

subproducto. Reuso de aguas residuales Utilización de aguas residuales debidamente tratadas para un propósito específico. Sedimentación final Ver sedimentación secundaria. Sedimentación primaria Remoción de material sedimentable presente en las aguas residuales crudas. Este proceso requiere el tratamiento posterior del lodo decantado. Sedimentación secundaria Proceso de separación de la biomasa en suspensión producida en el tratamiento biológico.

Sistema combinado Sistema de alcantarillado que recibe aguas de lluvias y aguas residuales de origen doméstico o industrial. Sistema individual de tratamiento Sistema de tratamiento para una vivienda o un número reducido de viviendas. Sólidos activos Parte de los sólidos en suspensión volátiles que representan a los microorganismos. SSVTA

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Sólidos en suspensión volátiles en el tanque de aeración. Tanque séptico Sistema individual de disposición de aguas residuales para una vivienda o conjunto de viviendas que combina la sedimentación y la digestión. El efluente es

dispuesto por percolación en el terreno y los sólidos sedimentados y

acumulados son removidos periódicamente en forma manual o mecánica. Tasa de filtración Velocidad de aplicación del agua residual a un filtro. Tóxicos Elementos o compuestos químicos capaces de ocasionar daño por contacto o acción sistémica a plantas, animales y al hombre. Tratamiento anaerobio Estabilización de un desecho orgánico por acción de microorganismos en ausencia de oxígeno.

Tratamiento biológico Procesos de tratamiento que intensifica la acción de los microorganismos para estabilizar la materia orgánica presente. Tratamiento convencional Proceso de tratamiento bien conocido y utilizado en la práctica. Generalmente se refiere a procesos de tratamiento primario o secundario y frecuentemente se incluye la desinfección mediante cloración. Se excluyen los procesos de tratamiento terciario o avanzado Tratamiento de lodos Procesos de estabilización, acondicionamiento y deshidratación de lodos.

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Tratamiento en el terreno Aplicación sobre el terreno de las aguas residuales parcialmente tratadas con el fin de alcanzar un tratamiento adicional. Tratamiento primario Remoción de una considerable cantidad de materia en suspensión sin incluir la materia coloidal y disuelta. Tratamiento químico Aplicación de compuestos químicos en las aguas residuales para obtener un resultado deseado; comprende los procesos de precipitación, coagulación, floculación, acondicionamiento de lodos, desinfección, etc. Tratamiento secundario Nivel de tratamiento que permite lograr la remoción de materia orgánica biodegradable y sólidos en suspensión.

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