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¿ QUE ES UN AGUA RESIDUAL ?
ES EL AGUA QUE DESPUES DE
HABER SIDO UTILIZADA
CONTIENE MATERIAL
DISUELTO Y EN SUSPENSION
¿ QUE TIPOS DE AGUAS RESIDUALES
EXISTEN ?
AGUAS RESIDUALES MUNICIPALES
RESIDENCIAL
COMERCIAL
INSTITUCIONAL
AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALES
COMPONENTE UNIDAD
FUERTE MEDIA DEBIL
SOLIDOS TOTALES mg/l 1.200 720 350
SOLIDOS DISUELTOS TOTALES mg/l 850 500 250
SOLIDOS DISUELTOS FIJOS mg/l 525 300 145
SOLIDOS DISUELTOS VOLÁTILES mg/l 325 200 105
SOLIDOS SUSPENDIDOS mg/l 350 220 100
SOLIDOS SUSPENDIDOS FIJOS mg/l 75 55 20
SOLIDOS SUSPENDIDOS VOLATILES mg/l 275 165 80
SOLIDOS SEDIMENTABLES mg/l 20 10 5
DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXIGENO DBO5 mg/l 400 220 110
CARBONO ORGANICO TOTAL COT mg/l 290 160 80
DEMANDA QUÍMICA DE OXIGENO DQO mg/l 1.000 500 250
NITROGENO TOTAL mg/l 85 40 20
NITROGENO ORGANICO mg/l 35 15 8
NITROGENO AMONIACAL mg/l 50 25 12
NITRITOS mg/l 0 0 0
NITRATOS mg/l 0 0 0
FOSFORO TOTAL mg/l 15 8 4
FOSFORO ORGANICO mg/l 5 3 1
FOSFORO INORGANICO mg/l 10 5 3
CLORUROS mg/l 100 50 30
SULFATOS * mg/l 50 30 20
ALCALINIDAD EN CaCO3 mg/l 200 100 50
ACEITES Y GRASAS mg/l 150 100 50
COLIFORMES TOTALES NMP/100 ml 107 a 109 107 a 108 106 a 107
COMPUESTOS ORGANICOS VOLATILES g/l >400 100 a 400 <100
CONCENTRACION
COMPOSICION TIPICA DEL AGUA RESIDUAL DOMESTICA
FUENTE: METCALF AND EDDY (1991)
¿ POR QUE HAY QUE TRATAR LAS AGUAS RESIDUALES ?
LAS AGUAS RESIDUALES NECESITAN SER APROPIADAMENTE
TRATADAS PARA CUMPLIR CON LOS SIGUIENTES OBJETIVOS:
PROTECCION EPIDEMIOLOGICA, A TRAVES DE LA DISMINUCION DE
ORGANISMOS PATOGENOS PRESENTES EN LAS AGUAS RESIDUALES Y
DIFICULTANDO LA TRANSMISION DE LOS MISMOS
PROTECCION ECOLOGICA A TRAVES DE LA DISMINUCION DE LA
CARGA ORGANICA (DBO5) DE LAS AGUAS RESIDUALES, LOGRANDOSE
DE ESTA MANERA QUE EL NIVEL DE OXIGENO DISUELTO (OD) EN LOS
CUERPOS RECEPTORES SE VEA MENOS COMPROMETIDO, CON EL
CONSIGUIENTE BENEFICIO DE LOS PECES Y DEMAS ORGANISMOS
ACUATICOS.
PRODUCIR EFLUENTES MICROBIOLOGICAMENTE SEGUROS
PARA SU REUSO EN AGRICULTURA Y ACUICULTURA.
¿ CUALES SON LOS NIVELES DE TRATAMIENTO QUE
SE LE PUEDE DAR A LAS AGUAS RESIDUALES ?
Pretratamiento
Se realiza mediante procesos físicos y/o mecánicos
(rejillas, desarenadores, trampas de grasas), para
eliminar material extraño que pueda interferir en los
subsiguientes procesos de tratamiento.
Tratamiento primario
Proceso físico de asentamiento en unidades de
sedimentación, cuyo principal objetivo es la remoción
de sólidos suspendidos y DBO5 en las aguas
residuales.
¿ CUALES SON LOS NIVELES DE TRATAMIENTO QUE SE LE
PUEDE DAR A LAS AGUAS RESIDUALES ? (CONTINUACION)
Tratamiento secundario
Se efectúa fundamentalmente por medio de procesos biológicos
que transforman la materia orgánica fina coloidal y disuelta
contenida en el agua residual en floc biológico sedimentable y
sólidos inorgánicos que pueden ser removidos en unidades de
sedimentación. Un tratamiento secundario típico remueve
aproximadamente 85 % tanto de la DBO como de los sólidos
suspendidos.
Los procesos biológicos más comúnmente utilizados son:
• Proceso de lodos activos • Biodiscos
• Lagunas aireadas • Lagunas de estabilización
• Filtros percoladores
¿ CUALES SON LOS NIVELES DE TRATAMIENTO QUE SE LE
PUEDE DAR A LAS AGUAS RESIDUALES ? (CONTINUACION)
Tratamiento terciario
Son tratamientos avanzados que tienen como
finalidad principal la eliminación de nutrientes
contenidos en las aguas residuales tales como el
nitrógeno y el fósforo, para evitar la eutroficación
de los cuerpos receptores. Pueden ser de tipo
biológico y/o químico.
Comparación del consumo de energía en los
procesos de nivel secundario más utilizados
Proceso de tratamiento Consumo de energía
(kWh/año)
Fangos activos 1.000.000
Lagunas aireadas 800.000
Biodiscos 120.000
Lagunas de estabilizacion Ninguno
Los datos corresponden a un 33 % de todas las Estaciones
Depuradoras de Aguas Residuales (EDAR) de los EE.UU, para un
caudal de 3.780 m3/d equivalente a 17.000 habitantes (Middlebrooks
et al., 1982)
Remoción de gérmenes patógenos en Lagunas de
estabilización y en procesos de tratamientos convencionales
(fangos activos, filtros percoladores, biodiscos) (Feachem et al.,1983)
Patógeno Remoción en Lagunas Remoción en
de estabilización Tratam. convencionales
Bacterias Hasta 6 unidades log. De 1-2 unidades log.
Virus Hasta 4 unidades log. De 1-2 unidades log.
Protozoan 100 % 90 - 99 %
cyst
Huevos de 100 % 90 - 99 %
Helminth
1 unidad log. = 90 % de remoción; 2= 99 %; 3= 99.9, etc.
Comparación de costos de tratamiento de aguas
residuales
Según un reporte del Banco Mundial (Arthur, 1983) se da una detallada
comparación económica de distintos tipos de tratamiento de aguas residuales
con la siguiente información:
Lugar: Ciudad de Sana´a república árabe de Yemen.
Población servida: 250,000 habitantes
Dotación per-cápita: 120 l/hab.d
Concentración de coliformes fecales en el Influente: 2x107/100 ml
Concentración de coliformes fecales en el Efluente: 1x104/100 ml
Aporte percápita DBO5: 40 g / hab.d (330 mg DBO5/l)
DBO5 en el efluente: 25 mg/l.
El Valor Presente Neto asume una tasa de retorno del 12 %.
Costo de terreno: U.S. $. 5 / m2
La laguna aireada requiere de una segunda laguna de maduración.
Comparación de costos de tratamiento de aguas
residuales (continuación)
Costo Lagunas de Lagunas Zanja de Biofiltros
(Milllones U.S.$) estabilización aireadas oxidación
Inversión de Capital 5.68 6.98 4.80 7.77
Operación 0.21 1.28 1.49 0.86
Ingresos
(Milllones U.S.$)
Irrigación 0.43 0.43 0.43 0.43
Piscicultura 0.30 0.30 -- --
Valor Presente Neto 5.16 7.53 5.86 8.20
Area (ha) 46 50 20 25
El costo de clorinación para cada uno de los do últimos procesos es de U.S.$
0.22 millones por año
¿ QUE SON LAS LAGUNAS DE
ESTABILIZACION ?
Las lagunas de estabilización de aguas
residuales son estructuras muy simples para
embalsar agua, con poca profundidad (1-4
m) y con períodos de retención de magnitud
considerable (de 1 a 40 días), en las que se
llevan a cabo procesos depuradores naturales
altamente eficientes, muy complejos y aún
no muy bien comprendidos
Las lagunas de estabilización se construyen con los siguientes
objetivos:
a) Protección epidemiológica, a través de la disminución de los
organismos patógenos presentes en las aguas residuales
dificultando la transmisión de enfermedades
b) Protección ecológica a través de la disminución de la carga
orgánica (DBO5) de las aguas residuales, lográndose de esta
manera que el nivel de oxígeno disuelto (OD) en los cuerpos
receptores se vea menos comprometido, con el consiguiente
beneficio para los peces y demás organismos acuáticos.
c) Reuso directo de las aguas residuales tratadas en la agricultura y
piscicultura, evitando los riesgos e inconvenientes del reuso de
aguas residuales crudas.
¿ CON QUE OBJETIVOS SE CONSTRUYEN LAS
LAGUNAS DE ESTABILIZACION ?
¿ QUE TIPO DE PROCESOS TIENEN LUGAR EN
LAS LAGUNAS DE ESTABILIZACION ?
Los procesos que tienen lugar en las lagunas de estabilización
pueden ser:
a) Aerobicos, procesos que se caracterizan porque la
descomposición de la materia orgánica se lleva a cabo en
presencia de oxígeno disuelto (molecular)
b) Anaerobicos, procesos en los que la descomposición orgánica
se realiza en ausencia de oxígeno disuelto (molecular), son más
lentos y producen malos olores.
c) Facultativos, procesos en los que la descomposición de la
materia orgánica se lleva a cabo tanto en presencia como en
ausencia de oxígeno disuelto (molecular)
PROCESO AEROBICO EN LAGUNAS DE
ESTABILIZACION
El Dr. Ernest Gloyna representa esta reacción de la siguiente manera:
CaHbNcOdPe + (a+ b/4 + 3c/2 - d/2 + 2e ) O2 Bacterias/ enzimas
a CO2 + (b/2) H2O + cNO3- + e PO4
-
106 CO2 + 90 H2O +16 NO3- + PO4
- + Luz (fotosíntesis) Algas
C106H180O45N16P + 154.5 O2
PROCESO ANAEROBICO EN LAGUNAS DE
ESTABILIZACION
El Dr. Ernest Gloyna representa esta reacción de la siguiente manera:
(CH2O)x Bacterias/ enzimas x CH3COOH
CH3COOH CH4 + CO2
¿ CUALES SON LAS PRINCIPALES FUENTES
DE OXIGENO DE LAS LAGUNAS DE
ESTABILIZACIÓN ?
a) El aporte de oxígeno de las algas mediante su
proceso fotosintético.
b) La difusión de oxígeno en la interfase Agua-Aire
por efecto del viento en la superficie de las lagunas.
c) Los microorganismos anaeróbicos captan el
oxígeno de los compuestos químicos que lo
contienen en forma combinada, tales como sulfatos,
carbonatos, etc.
¿ CUALES SON LAS HIPOTESIS DE LA CINETICA DEL
PROCESO QUE SE LLEVA A CABO EN UNA LAGUNA
DE ESTABILIZACION?
a) Mezcla completa, es la más empleada y supone una mezcla
instantánea y total entre el agua que ingresa a la laguna con el
resto del agua de la laguna.
b) Flujo Pistón, supone que el agua residual recién ingresada
fluye como un pistón en un cilindro y se va estabilizando en
forma gradual hasta su punto de salida.
c) Flujo disperso, Estudios realizados demuestran que no hay
lagunas que trabajen totalmente bajo el régimen de mezcla
completa, o totalmente bajo el régimen de flujo pistón. En
realidad las lagunas trabajan bajo un régimen de un flujo
disperso, en el que se presentan simultáneamente ambos tipos
de flujos.
Adicionalmente el problema se complica por la presencia de
cortocircuitos y zonas muertas (donde no ocurre flujo alguno)
MODELO MEZCLA COMPLETA
DBO EFL. / DBO AFL. = 1 / ( 1 + K´ R) K´ = 1.2 x 1.085 T-35 (Gloyna)
NMP EFL. / NMP AFL. = 1 / ( 1 + K´b R) K´b = 3.6 x 1.07 T-20 (Gutiérrez)
MODELO DE FLUJO DISPERSO
DBO EFL. / DBO AFL. = 4 a e ((1-a)/2 d) / (1+a)2
a = ( 1 + 4 K R d ) 1/2 K = 0.12 x 1.05 T-20 (Salas, Gonzáles y Gutiérrez)
NMP EFL. / NMP AFL. = 4 a e ((1-a)/2 d) / (1+a)2
a = ( 1 + 4 Kb R d ) 1/2 Kb = 0.84 x 1.07 T-20 (Mansini)
d = ( 1.158 ( R ( W + 2Z)) 0.489 W 1.511 ) / ( ( T+42.5) 0.734 - (LZ) 1.489)
(Polprasert y Battrai)
W: Ancho (m); Z: Profundidad (m); L: Longitud; T: Temperatura agua (°C)
R: Tiempo de retención (días)
¿ CUALES SON LOS FACTORES QUE AFECTAN
EL PROCESO DEPURADOR DE LAS LAGUNAS
DE ESTABILIZACION ?
a) Luz solar, ejerce una influencia muy importante en toda la
actividad microbiana, y en especial en la remoción de
gérmenes patógenos. Además es factor indispensable para
que se lleve a cabo el proceso fotosintético de las algas para
producir grandes cantidades de oxígeno disuelto.
b) Temperatura, ejerce una influencia notable en la biomasa
y su metabolismo, que se refleja en el rendimiento de las
lagunas. Este efecto se ha logrado expresar matemáticamente
a través de una constante de reacción que depende
directamente de la temperatura.
c) Nutrientes y tóxicos, los nutrientes presentes en las aguas
residuales de origen doméstico tales como: carbono,
nitrógeno, fósforo y azufre juegan un papel muy importante
en el comportamiento de las lagunas. La presencia de tóxicos,
normalmente provenientes de la actividad industrial tienen un
efecto negativo sobre la biomasa.
¿COMO SE CLASIFICAN LAS LAGUNAS DE
ESTABILIZACION ?
Las lagunas de estabilización se clasifican de acuerdo a
sus características principales:
a) Según su funcionamiento pueden ser: Aeróbicas,
facultativas y anaeróbicas.
b) Según el número de estanques se dividen en: simples
y compuestas.
c) De acuerdo a su posición en el sistema lagunar son:
primarias, secundarias, terciarias, etc.
d) De acuerdo a sus conexiones pueden trabajar en serie
o en paralelo.
ESQUEMAS DE FUNCIONAMIENTO DE LAGUNAS
DE ESTABILIZACION.
1 2 3 4
1) Rejas 2) Desarenador 3) Laguna facultativa 4) Laguna de acabado
1 2 3
1) Rejas 2) Desarenador 3) Laguna facultativa única
ESQUEMAS DE FUNCIONAMIENTO DE LAGUNAS
DE ESTABILIZACION.(CONTINUACION)
1, 2, 3 ) Lagunas facultativas primarias 4, 5, 6 ) Lagunas de acabado 7, 8, 9 ) Lagunas de acabado
1) Rejas 2) Laguna anaeróbica primaria 3) Laguna anaeróbica primaria 4) Laguna facultativa 5) Laguna de cabado
1
3
2
4 5
1
2
3
4
5
6
7
8
9
LAGUNAS EN SERIEDe acuerdo a las experiencias existentes, se ha podido
apreciar una mejoría importante en la calidad
bacteriológica del efluente al colocar varias lagunas
facultativas en serie. En proyectos en que se requiera
mejorar en alto grado la calidad bacteriológica, se usan
lagunas terciarias, cuaternarias y aún de grado mayor.
El uso de una laguna anaeróbica primaria (y en
algunos casos de una secundaria), como tratamiento
previo a las lagunas facultativas logra una importante
economía de área en el proyecto.
LAGUNAS EN PARALELO
El uso de lagunas en paralelo no mejora la calidad del
afluente, pero en cambio, ofrece muchas ventajas
desde el punto de vista constructivo y operativo.
Un buen diseño debe tener por lo menos dos lagunas
primarias en paralelo. Las lagunas primarias acumulan
gran cantidad de lodos por lo que requieren ser
limpiadas periódicamente. El contar con dos lagunas
primarias permite recargar temporalmente una mientras
se lleva a cabo la limpieza en la otra.
¿ CUANDO SE DEBEN UTILIZAR LAGUNAS
AIREADAS MECANICAMENTE ?
Se utilizan en lugares en donde el terreno es caro o escaso.
Existen experiencias en latinoamérica con muy buenos
resultados.
La aireación mecánica puede realizarse por medio de aireadores
superficiales, y por medio de compresores, tuberías y
boquillas difusoras.
La disminución del área requerida se obtiene a cambio de
gastar dinero en equipo mecánico, su mantenimiento y su
consumo de energía. En ciertas áreas de los países en vías de
desarrollo, debe recurrirse a la aireación mecánica sólo en casos
extremos.
¿ ES NECESARIO LA REMOCION DE ALGAS
DE LOS EFLUENTES DE LAS LAGUNAS DE
ESTABILIZACION ?
La carga orgánica de las aguas residuales (DBO) no es eliminada
en las lagunas de estabilización sino que es “Estabilizada”, o dicho
de otra manera es transformada en materia orgánica “viva”
presente en el protoplasma de las algas. Estas algas mientras viven
son productoras de oxígeno, pues a través de su proceso fotosintético
producen más oxígeno que el consumen en su respiración, pero si
mueren es de suponer que tornan a ser materia orgánica
degradable ejerciendo una alta DBO.
Hay estudios como el llevado a cabo por el Instituto Costarricense de
Acueductos y Alcantarillados en 1976, que indican que esto no
sucede. Es probable que las algas se integren en la cadena
alimenticia de los seres acuáticos siendo su desaparición final un
proceso bastante complejo.
¿ ES CONVENIENTE LA CLORACION
FINAL DEL EFLUENTE?
Aunque en algunos lugares de los EE.UU. Se hace la
cloración final del efluente de las lagunas de estabilización
para eliminar los patógenos remanentes, tal práctica no se
recomienda por su alto costo.
Por otro lado, cada día hay más reservas sobre si es adecuada
la práctica de clorar aguas con alto contenido de materia
orgánica, la cual da origen a la formación de compuestos
organo-clorados (trihalometanos entre ellos) cuyas
propiedades cancerígenas han sido comprobadas.
CALCULO DE LAGUNAS PARA
REMOCION DE CARGA ORGANICA
LAGUNAS ANAEROBICAS
Se construyen fundamentalmente para reducir la carga orgánica sedimentable. Las
cargas impuestas suelen estar comprendidas entre 1000 y 2000 kg (DBO5)/ha.d. La
carga volumétrica debe ser siempre mayor a 40 g (DBO5)/m3 y no exceder los 400
g (DBO5)/m3
El modelo de Vincent (asume mezcla completa) aplicado con relativo éxito en
regiones tropicales y sub-tropicales es bastante popular su expresión matemática es
la siguiente:
CR/C0 = ( 1 ) / ( kan* (CR/C0)n *R + 1)
CR : DBO5 del efluente; C0: DBO5 del afluente, kan: constante de reacción (DBO) (día-1),
R:período de retención en días, n: constate adimensional.
Se recomienda diseñar lagunas anaeróbicas para eficiencias entre 30 y 50 %. Las constantes
kan y n se de deben evaluar experimentalmente, para elevaciones moderadas (menos de 1000
m y temperaturas de 22 °C , se ha encontrado kan = 6 y n = 4.8
CALCULO DE LAGUNAS PARA REMOCION DE
CARGA ORGANICA (CONTINUACION)
LAGUNAS FACULTATIVAS
Se recomienda usar el siguiente modelo que supone mezcla completa:
CR/C0 = ( 1 ) / ( kF *R + 1)
CR : DBO5 del efluente; C0: DBO5 del afluente, kF: constante de reacción (DBO) (día-1), R:período de retención en días.
kF = 1.2 * (1.085) (T-35)
T: temperatura a la cual trabaja la laguna (°C)
La carga máxima permisible para lagunas facultativas, recomendada por los investigadores: Suwannakarn; Gloyna, y McGarry y Pescod, obedece a la siguiente ecuación:
Lat = 357.4 * (1.085) (T-20)
Lat : carga máxima permisible (kg DBO5/ ha.d), T: temperatura del agua que
se toma generalmente en el mes más frío
PROFUNDIDADES RECOMENDADAS PARA LAGUNAS DE
ESTABILIZACION
Las profundidades se seleccionan de acuerdo a las condiciones del
lugar de emplazamiento, recomendándose los siguientes rangos:
Tipo de laguna Profundidad (m)
Anaeróbicas 2.5 - 4.5
Facultativas 1.6 - 2.4
Maduración 1.2 - 1.8
RECOMENDACIONES Y DETALLES
CONSTRUCTIVOS
RECOMENDACIONES Y DETALLES
CONSTRUCTIVOS (CONTINUACION)
LOCALIZACION
La ubicación del lugar de emplazamiento debe ser aguas
debajo de la cuenca hidrográfica y fuera de la zona de
influencia de cauces sujetos a inundaciones y avenidas.
El área debe estar lo más alejada posible de las
urbanizaciones con viviendas ya existentes, se recomienda
las siguientes distancias:
1.- Para lagunas anaeróbicas un mínimo de 1000 m
2.- Para lagunas facultativas un mínimo de 500 m
3.- Para lagunas aireadas un mínimo de 100 m.
RECOMENDACIONES Y DETALLES
CONSTRUCTIVOS (CONTINUACION)
CONFIGURACION GEOMETRICA
Usualmente se han utilizado relaciones (largo/ancho) de 2 a 3 como
criterio de diseño, las lagunas más alargadas y estrechas serán
preferibles debido a un menor valor del coeficiente de dispersión.
Sin embargo se señala,que las formas muy alargadas no son
recomendables, debido a que los reactores de flujo a pistón son
sensibles a los aumentos bruscos de carga, requiriendo un tiempo
apreciable para su recuperación.
Para el caso de las lagunas primarias y principalmente las
anaeróbicas deberá utilizarse la relación (largo/ancho) mínima, ya
que no es conveniente un flujo tipo pistón.
Una buena práctica se diseño es trabajar con relaciones
(largo/ancho) entre 2 y 4.
RECOMENDACIONES Y DETALLES
CONSTRUCTIVOS (CONTINUACION)
ORIENTACION DEL EJE LONGITUDINAL DE LA LAGUNA
Siempre que sea posible, se recomienda orientar el eje longitudinal
de la laguna y el sentido general de circulación en la laguna en la
dirección contraria a los vientos predominantes, lo cual permite un
mezclado eficiente de las aguas dentro de la laguna.
En la práctica el viento y la temperatura son los dos factores
naturales que mayor influencia tienen en el mezclado, lo cual es de
importancia en el funcionamiento de la misma, dado que incide en los
siguientes aspectos:
- Disminución de cortocircuitos y de zonas de estancamiento
- Mejora en la uniformidad de distribución vertical del oxígeno, algas
y bacterias.
RECOMENDACIONES Y DETALLES
CONSTRUCTIVOS (CONTINUACION)
BORDE LIBRE
El borde libre puede oscilar entre 0.4 y 0.8 m, en dependencia
de las dimensiones de la laguna y de la dirección e intensidad
de vientos. Es usual un valor de 0.6 m.
TALUDES
Deberán determinarse a partir de un mínimo de ensayos de
mecánica de suelos. Sin embargo para la gran mayoría de
suelos un talud 1:3 (V:H) resultaría perfectamente estable y en
la mayor parte de casos sería admisible 1: 2.5 siendo este
último valor el recomendable. Los diques de tierra hechos con
material con un alto contenido de arcilla logran una buena
estabilidad con un talud (1:2).
RECOMENDACIONES Y DETALLES
CONSTRUCTIVOS (CONTINUACION)
ANCHO DE LA CORONA DEL DIQUE
Es variable y la adopción de un valor determinado
dependerá, además de las consideraciones económicas,
de las facilidades requeridas para la construcción y el
mantenimiento.
En donde es necesario una circulación de camiones, así
como de grúas pequeñas deberá considerarse un ancho
mínimo de 3.0 - 3.5 m. Sin embargo es factible utilizar
anchos menores en dependencia de los requerimientos
de circulación de vehículos por la corona de los diques.
RECOMENDACIONES Y DETALLES
CONSTRUCTIVOS (CONTINUACION)
En la construcción de las lagunas deben tenerse en
cuenta los siguientes aspectos:
REPLANTEO
Una vez definidos en un plano la ubicación de las
lagunas y obras accesorias, se procederá a efectuar el
replanteo en el terreno, siguiendo estrictamente las
indicaciones en los planos en cuanto a distancias,
rumbos, etc. Se colocarán estacas indicando el corte o
el relleno necesarios para alcanzar el nivel de obra
terminada.
RECOMENDACIONES Y DETALLES
CONSTRUCTIVOS (CONTINUACION)
DESMONTE
Consiste en el corte y desenraizado de árboles, arbustos,
hierbas o cualquier otro tipo de vegetación, y su retiro.
Todo este material removido debe sacarse fuera de los
límites del predio de la instalación de tratamiento y de sus
accesos.
DESCAPOTE
Consiste en el retiro del material que se considera
inapropiado, ya sea para el fondo de la laguna o para la
fundación de los diques, tuberías u obras de arte.
Generalmente es la capa vegetal la que debe retirarse.
RECOMENDACIONES Y DETALLES
CONSTRUCTIVOS (CONTINUACION)
EXCAVACION
Las excavaciones se ejecutan con el objeto de
obtener los niveles deseados para el fondo, así
como para formar las secciones del proyecto.
Algunas entidades admiten una tolerancia
máxima de 10 cm entre los cortes proyectados y
los ejecutados.
Por lo general, la excavación se realiza con equipo
de construcción pesado similar al utilizado en
carreteras.
RECOMENDACIONES Y DETALLES
CONSTRUCTIVOS (CONTINUACION)
ESCARIFICACION
Consiste en la rotura de unos 15 cm del terreno
sobre el cual se van a formar los terraplenes. Se
entiende que estos 15 cm son después de efectuado
el descapote.
La escarificación se realiza con el fin de lograr una
liga íntima entre el terreno natural y el material de
los terraplenes.
RECOMENDACIONES Y DETALLES
CONSTRUCTIVOS (CONTINUACION)
FORMACION DE TERRAPLENES
Una vez concluidos el descapote y la escarificación , los terraplenes
se construyen con el material producto de las excavaciones, o del
obtenido mediante préstamos.
El material se irá colocando en capas delgadas que se van
compactando con el peso del mismo tractor. De ser posible se
utilizará equipo especial de compactación (pata de cabra). El espesor
de las capas, el porcentaje de humedad permisible, lo mismo que el
grado de compactación requerido, será fijado con base a los estudios
de suelos que se realicen.
Es recomendable que el material empleado en los terraplenes
contenga suficiente arcilla para garantizar la impermeabilidad de los
mismos. No se permitirá involucrar en los diques piedras mayores a
10 cm, a menos que sea un dique enrocado con núcleo de arcilla.
RECOMENDACIONES Y DETALLES
CONSTRUCTIVOS (CONTINUACION)
AFINACION DE LAS SECCIONES
La afinación de las secciones de los terraplenes se efectúa con
el auxilio de una motoniveladora. Es conveniente hacer un
retoque manualmente agregando material faltante y retirando
el excedente, con el fin de obtener el perfil y secciones
proyectadas.
PREPARACION DEL FONDO
Los estudios de conductividad hidráulica y permeabilidad
del material encontrado en el fondo, serán los que indiquen si
a éste se le deberá hacer algún tratamiento especial o
revestirlo con algún material impermeable natural (arcilla)
o artificial (membranas sintéticas)
RECOMENDACIONES Y DETALLES
CONSTRUCTIVOS (CONTINUACION)
PROTECCION DE LOS TALUDES
En varios países se han hecho protecciones de piedra o con
baldosas de concreto en los diques. Estas protecciones se
suelen hacer en la zona más cercana al espejo de agua de la
laguna, y su objetivo es proteger a los diques contra la
erosión de las olas y contra el crecimiento de plantas con
raíces en la zona que logra penetrar la luz solar (15-20 cm).
Por otra parte si se siembran los terraplenes hacia arriba de
la línea que marca el espejo de agua, con hierba de tipo
perenne, extensiva y de bajo crecimiento se logrará una
excelente protección contra la erosión a muy bajo costo.
RECOMENDACIONES Y DETALLES
CONSTRUCTIVOS (CONTINUACION)
OBRAS DE ARTE
Las obras de arte más importantes de las lagunas de
estabilización son:
• Estructuras para medición de caudales
• Estructura para distribución proporcional de
caudales entre varias lagunas.
• Estructuras de entrada.
• Estructuras de interconexión
• Estructuras de salida.
• Estructuras de reunión.
PROCESO AEROBICO EN LAGUNAS DE
ESTABILIZACION
El Dr. Ernest Gloyna representa esta reacción de la siguiente manera:
CaHbNcOdPe + (a+ b/4 + 3c/2 - d/2 + 2e ) O2 Bacterias/ enzimas
a CO2 + (b/2) H2O + cNO3- + e PO4
-
106 CO2 + 90 H2O +16 NO3- + PO4
- + Luz (fotosíntesis) Algas
C106H180O45N16P + 154.5 O2
PROCESO ANAEROBICO EN LAGUNAS DE
ESTABILIZACION
El Dr. Ernest Gloyna representa esta reacción de la siguiente manera:
(CH2O)x Bacterias/ enzimas x CH3COOH
CH3COOH CH4 + CO2
MODELO MEZCLA COMPLETA
DBO EFL. / DBO AFL. = 1 / ( 1 + K´ R) K´ = 1.2 x 1.085 T-35 (Gloyna)
NMP EFL. / NMP AFL. = 1 / ( 1 + K´b R) K´b = 3.6 x 1.07 T-20 (Gutiérrez)
MODELO DE FLUJO DISPERSO
DBO EFL. / DBO AFL. = 4 a e ((1-a)/2 d) / (1+a)2
a = ( 1 + 4 K R d ) 1/2 K = 0.12 x 1.05 T-20 (Salas, Gonzáles y Gutiérrez)
NMP EFL. / NMP AFL. = 4 a e ((1-a)/2 d) / (1+a)2
a = ( 1 + 4 Kb R d ) 1/2 Kb = 0.84 x 1.07 T-20 (Mansini)
d = ( 1.158 ( R ( W + 2Z)) 0.489 W 1.511 ) / ( ( T+42.5) 0.734 - (LZ) 1.489)
(Polprasert y Battrai)
W: Ancho (m); Z: Profundidad (m); L: Longitud; T: Temperatura agua (°C)
R: Tiempo de retención (días)
COMPONENTE UNIDAD
FUERTE MEDIA DEBIL
SOLIDOS TOTALES mg/l 1.200 720 350
SOLIDOS DISUELTOS TOTALES mg/l 850 500 250
SOLIDOS DISUELTOS FIJOS mg/l 525 300 145
SOLIDOS DISUELTOS VOLÁTILES mg/l 325 200 105
SOLIDOS SUSPENDIDOS mg/l 350 220 100
SOLIDOS SUSPENDIDOS FIJOS mg/l 75 55 20
SOLIDOS SUSPENDIDOS VOLATILES mg/l 275 165 80
SOLIDOS SEDIMENTABLES mg/l 20 10 5
DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXIGENO DBO5 mg/l 400 220 110
CARBONO ORGANICO TOTAL COT mg/l 290 160 80
DEMANDA QUÍMICA DE OXIGENO DQO mg/l 1.000 500 250
NITROGENO TOTAL mg/l 85 40 20
NITROGENO ORGANICO mg/l 35 15 8
NITROGENO AMONIACAL mg/l 50 25 12
NITRITOS mg/l 0 0 0
NITRATOS mg/l 0 0 0
FOSFORO TOTAL mg/l 15 8 4
FOSFORO ORGANICO mg/l 5 3 1
FOSFORO INORGANICO mg/l 10 5 3
CLORUROS mg/l 100 50 30
SULFATOS * mg/l 50 30 20
ALCALINIDAD EN CaCO3 mg/l 200 100 50
ACEITES Y GRASAS mg/l 150 100 50
COLIFORMES TOTALES NMP/100 ml 107 a 109 107 a 108 106 a 107
COMPUESTOS ORGANICOS VOLATILES g/l >400 100 a 400 <100
CONCENTRACION
COMPOSICION TIPICA DEL AGUA RESIDUAL DOMESTICA
FUENTE: METCALF AND EDDY (1991)
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