Articulo Cientifico Investigaicon 2009

7/24/2019 Articulo Cientifico Investigaicon 2009

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PROPUESTA DE DISEO DE PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALESPARA LA CIUDAD DE HUNUCO

DESIGN PROPOSAL FOR PLANT OF WASTEWATER TREATMENT FOR THE CITY OFHUANUCO

Flix Riveros ill!"

I#s $es%s Tole#&i#o'

e-mail: [email protected]

1,2 Faculatad de Ingeniera Industrial y Sistemas, Universidad Nacional Hermilio ValdiznHunuco, Per!

RES(MEN"a contaminaci#n del agua es uno de los $ro%lemas glo%ales de mayor im$ortancia! Una delas &uentes de contaminaci#n son las descargas de aguas crudas a cauces naturales! "ascargas munici$ales en el Per a$ortan el 12' de la contaminaci#n a los ros, esto sucede a$esar de e(istir normas am%ientales )ue limitan la descarga de contaminantes, es $or esto)ue sigue siendo un $ro%lema )ue *ay )ue resolver!+n nuestro $as se encuentra un claro eem$lo de esta $ro%lemtica, la ciudad de Hunuco!

+n dic*a zona, las aguas residuales se descargan directamente al ri# Huallaga, es decir, sintratamiento $revio! +l $ro%lema se agrava ya )ue los *a%itantes de la zona utilizan el aguade ro $ara regar sus cosec*as, $or lo )ue a corto $lazo se encuentran ingiriendo alimentoscontaminados! +sta es la im$ortancia de construir una $lanta de tratamiento de tratamientode aguas residuales en la ciudad de Hunuco!-ntes de $lanear una $lanta de tratamiento es necesario conocer la com$osici#n del caudaly la calidad de e&luente )ue se desea o%tener! +n este estudio se em$ez# $or el muestreodel agua, $ara luego conocer la com$osici#n de la misma! Posteriormente se analizarondi&erentes alternativas de tratamiento de aguas residuales! Por medio de estos resultados yen de&initiva, se $ro$one la construcci#n de una $lanta de tratamiento de aguas residualesconsistente en sistemas de lodos activados con aireaci#n e(tendida com$lementada consedimentador secundario y desin&ecci#n, como nica alternativa t.cnica via%le!

"as alternativas analizadas &ueron tratamientos anaero%ios con reactores de &luoascendente U-S/ o 0-F-, ratamientos anaero%ios con reactores U-S/ y lagunas&acultativas, tan)ues Im*o&& y lec*os de secado y lagunas de o(idaci#n!+ste estudio $ro$one una soluci#n via%le a la $ro%lemtica )ue vive la ciudad de Hunuco,dando como resultado un diseo real y ada$ta%le a las necesidades de la zona y sin re%asarlas e($ectativas econ#micas actuales!

Palabras clave: aguas residuales, demanda bioqumica de oxgeno, demanda qumica deoxgeno, slidos suspendidos totales, coliformes totales.

ABSTRACT

*e contamination o& 3ater is one o& t*e glo%al $ro%lems more im$ortantly! 4oin o& t*esources o& contamination music t*e unloadings o& ra3 3aters to natural cauces! *emunici$al loads in t*e Peru contri%ute 12 ' o& t*e contamination to t*e rivers, t*is *a$$ensto sorro3 o& e(isting environmental standards t*at limit t*e unloading o& contaminants, it is&or t*is reason &ollo35u$ %eing a $ro%lem t*at it is necessary to solve! 6ou &ind an o%viouse(am$le o& t*is $ro%lems, Hunuco7s city at our country! -t t*e a&orementioned zone, t*eresidual 3aters get disc*arged directly to t*e Huallaga laug*ed, t*at is, 3it*out $revioustreatment! *e $ro%lem gets 3orse since t*e in*a%itants o& t*e zone utilize t*e river 3ater to3ater t*eir *arvests, 3*ic* is 3*y in t*e s*ort run t*ey meet ta8ing in contaminated &oodstu&&!*is is t*e im$ortance to construct a residual5 3aters $lant o& treatment o& treatment atHunuco7s city! +l8s o& $lanning a $lant o& treatment is necessary to 8no3 t*e com$osition o&t*e &lo3 intensity t*at it is 3is*ed to o%tain and t*e )uality o& e&&luent! 9ne %egan &or t*e

sam$ling o& t*e 3ater in t*is study, sto$s ne(t 8no3ing t*e com$osition o& t*e same! -t alater time t*ey e(amined di&&erent alternatives o& treatment o& residual 3aters! /y means o&t*ese results and de&initively, you set yoursel& t*e construction o& a $lant o& treatment o&residual 3aters consisting o& systems o& muds activated 3it* e(tended aeration

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com$lemented 3it* secondary sedimentador and disin&ection, li8e only tec*nical via%lealternative! *e e(amined alternatives 3ere anaero%ic treatments 3it* reactors o& ascending&lo3 U-S/ or 0-F-, ratamientos anaero%ic 3it* reactors U-S/ and o$tional lagoons,tan8s Im*o&& and %eds o& drying and lagoons o& o(idation! *is study $ro$oses a via%lesolution to t*e $ro%lems t*at Hunuco7s city, giving as a result a real and ada$ta%ledesigning to t*e needs o& t*e zone 3it*out $assing over t*e cost5reducing $resent5daye($ectations and lives!

Key words: Residual aters, biochemical request of oxygen, chemical request of oxygen,suspended total solids, total coliformes.

INTRODUCCI)N+l saneamiento y de$uraci#n de las aguas residuales ur%anas es una necesidad! +l agua,una vez utilizada en usos dom.sticos e industriales, tiene una calidad alterada )ue im$idesu vertido a los e&luentes! :e a* )ue antes de ser vertida se $roceda a tra%aos desaneamiento y de$uraci#n )ue consiguen )ue la calidad de esta agua sea #$tima! Pero lade$uraci#n, adems de ser una necesidad es una o%ligaci#n legal! +(isten normasnacionales, as como, Plan Nacional de Saneamiento y :e$uraci#n y, $or ltimo, la "ey de-guas, )ue tiene $revisto llevar a ca%o actuaciones en saneamiento y de$uraci#n a corto,mediano y largo $lazo!+l agua es un recurso escaso! "a sociedad inter&iere en el ciclo *drico ca$tando agua en un$unto $ara su uso, y devolvi.ndola en un $unto distinto y con una calidad alterada! "asaguas residuales ur%anas $lantean un gran $ro%lema al )ue *a de *acer &rente la*umanidad, ya )ue $roducen una serie de alteraciones en los cursos de agua de%ido a losdiversos $roductos )ue contienen! +n los $ases con escasa dis$oni%ilidad de agua dulce, oen a)uellas en )ue est mal distri%uida, como es el caso de nuestro $as, la de$uraci#n se*ace im$rescindi%le! "a ca$acidad de auto de$uraci#n de una masa de agua es siem$relimitada, $or lo )ue se *ace necesario someter a las aguas residuales a un $roceso dede$uraci#n $revio antes de ser vertidas a los cursos de agua o al mar! +n la $resenteinvestigaci#n, se *ace un estudio de la contaminaci#n del ro Huallaga con la descarga delas aguas residuales dom.sticas e industriales de la ciudad de Hunuco y se $ro$one una

alternativa tecnol#gica via%le de una $lanta de tratamiento de aguas residuales!I*+or&!#,i! -e l! i#ves&i.!,i/#+s necesario )ue en una ciudad en desarrollo como Hunuco, e(istan todos los servicios%sicos indis$ensa%les $or mlti$les razones, una de las $redominantes es $roteger elmedio am%iente, mediante el maneo y tratamiento adecuado de las aguas residuales de laciudad! -ctualmente se cuenta nicamente con el servicio de agua $ota%le y $arcialmentecon una red de alcantarillado, ms no as con una $lanta de tratamiento de aguasresiduales! -l o%tener el diseo de la $lanta de tratamiento y asumiendo )ue laadministraci#n local lleve aca%o la eecuci#n de dic*o $royecto, se $ermitira; minimizar lacontaminaci#n am%iental, disminuir la vulnera%ilidad a las en&ermedades in&ecciosas,meorar la calidad de vida de los *a%itantes, meorar la imagen ur%ana y ayudar al desarrollointegral de la ciudad!


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2! Pro$oner la tecnologa ms adecuada de $lanta de tratamiento de aguas residuales$ara la ciudad de Hunuco!

MATERIALES Y M5TODOS"a metodologa )ue se utiliz# res$onde a los o%etivos )ue se $lantearon, $uesto )ue el$ro$#sito de la investigaci#n es descri%ir una serie de &en#menos, analizar su estructura yesta%lecer las relaciones )ue los de&inen, $or consiguiente, la metodologa )ue se utiliz#esencialmente es la descri$tiva! -l res$ecto, >:an*8e, 1?@?A citado $or >Hernndez et al!,

2BBCA, mani&iesta; !"os estudios descriptivos buscan especificar las propiedades, lascaractersticas y los perfiles importantes de personas, grupos, comunidades o cualquier otrofenmeno que se someta a un an#lisis$.Por tanto, en esta metodologa se miden, evalan orecolectan datos so%re diversos as$ectos, dimensiones o com$onentes del nivel decontaminaci#n del ro Huallaga $or las aguas residuales dom.sticas e industriales! Para ellose evaluaron las di&erentes alternativas tecnol#gicas de $lantas de tratamiento de aguasresiduales!

PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALESUna $lanta de tratamiento de aguas residuales >P-0A, es una instalaci#n en la cual, con elau(ilio de diversos e)ui$os mecnicos, el.ctricos e *idrulicos, se llevan a ca%o en menortiem$o y en un es$acio ms reducido, $rocesos similares a los realizados naturalmente,li%erando el agua residual de los elementos e(traos )ue lleva incor$orados *asta alcanzarun determinado nivel de $ureza! +ste tratamiento com$rende varios $rocesos %sicos=>0omero, 2BBDA!"6 Pre7&r!&!*ie#&o!5 iene como o%etivo eliminar de las aguas residuales todosa)uellos elementos de di&erente tamao, )ue $or su acci#n mecnica, $ueden a&ectar al&uncionamiento del sistema de$urador, as como las arenas y elementos minerales )ue$ueden originar sedimentaciones yEo a%rasiones a lo largo de las conducciones o elementosmecnicos de la instalaci#n! Un conunto de reas, &inas y gruesas, con mayor o menorse$araci#n, constituye el mecanismo $ara conseguir el des%aste de los materialesarrastrados $or el agua residual! "os desarenadores son %sicamente canales en los )ue sereduce la velocidad del agua, $ermitiendo la sedimentaci#n de las $artculas ms $esadas!+l desengrasado es el tratamiento )ue tiene $or o%eto la eliminaci#n de las grasas y aceites

li%res, los cuales, al ser menos densos )ue el agua, &orman una $elcula su$er&icial )ue$uede ser eliminada $or mecanismos de recogida su$er&icial!'6 Tr!&!*ie#&o +ri*!rio!5iene como o%etivo la eliminaci#n, $or medios &sicos, de loss#lidos en sus$ensi#n no eliminados en el $re5tratamiento! +l $roceso se realiza en unostan)ues, llamados decantadores $rimarios, rectangulares o circulares, )ue dis$onen demecanismos de arrastre y e(tracci#n de los &angos de$ositados en el &ondo y ras)uetassu$er&iciales $ara recu$erar las materias &lotantes y es$umas! +n algunos casos se incluye,dentro del tratamiento $rimario, el llamado $roceso &isico)umicos, en el cual, mediante laadici#n de determinados com$uestos )umicos, se consigue la &loculaci#n de los coloides,elementos cargados el.ctricamente, y la neutralizaci#n, $roceso en el )ue se consigue el $Hadecuado $ara el resto de o$eraciones de tratamiento!86 Tr!&!*ie#&o se,1#-!rio!5Una vez eliminados de un B a un GB' de los s#lidos en

sus$ensi#n y reducida de un 2B a un B' la :/9 D $or medios &sicos en el tratamiento$rimario, el tratamiento secundario reduce la cantidad de materia orgnica no %iodegrada%le)ue no se *a conseguido eliminar en el tratamiento anterior= esto se logra mediante eldesarrollo de microorganismos ca$aces de asimilar dic*a materia orgnica! +n de&initiva, setrata de a$licar, de manera controlada, las leyes naturales de la auto5de$uraci#n medianteun $roceso %iol#gico seguido de una decantaci#n, llamada secundaria! +l tratamientosecundario $uede llevarse a ca%o $or distintos $rocedimientos, siendo los ms usuales;9 :iol/.i,o!5"a materia orgnica causante de la contaminaci#n se em$lea como sustratoalimenticio $ara el meta%olismo de microorganismos, )ue reducen as la cargacontaminante, adems de se$arar $or decantaci#n la masa %iol#gica del agua tratada! "aa$ortaci#n de o(geno se realiza $or aireaci#n &orzada! "os microorganismos se mantienenen sus$ensi#n mediante diversas &ormas de agitaci#n, generando una masa *omog.nea>lodos activados, estan)ues de esta%ilizaci#n, canales de o(idaci#n, aireaci#n $rolongada,etcA!

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9 :io*!s! 0i3!!5"os microorganismos se ad*ieren a unos so$ortes, generando una$elcula %iol#gica )ue consume la materia orgnica y se des$rende en &orma de &l#culosdecanta%les >%iodiscos, %iotam%ores, lec*os %acterianosA! mCEsA K1B "Es


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@! T9N-


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FUENTE:-yers and Westcot, 1?@D= WH9, 1?@?, citado $or >Helmer et al, 1??A!


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8 Pro+1es&! -e !l&er#!&iv! vi!2le -e &r!&!*ie#&o -e !.1!s resi-1!lesPara el caso es$ec&ico del tratamiento de las aguas residuales de la ciudad de Hunucos#lo resta la $osi%ilidad de utilizaci#n de tecnologas %asadas en los $rinci$ios de lodosactivados! Frente a ello, tomando en consideraci#n )ue la mayor y meor e($eriencia ennuestro $as en cuanto al diseo, construcci#n, o$eraci#n y mantenimiento, en de&initiva se$ro$one la construcci#n de una $lanta de tratamiento de aguas residuales consistente ensistemas de lodos activados con aireaci#n e(tendida, com$lementada con sedimentador

secundario y su consiguiente desin&ecci#n, como nica alternativa t.cnica via%le= de acuerdoa los siguientes criterios de decisi#n;>aA "a dis$oni%ilidad de terreno es muy limitada de%ido a )ue en el valle, aguas a%ao de

la ciudad, es muy estrec*o y e($uesto a inundaciones $or la crecida del ro Huallaga!>%A "a $endiente del terreno sigue la orientaci#n de sur a norte! "a direcci#n de los

vientos $redominantes es de norte a sur!>cA "a em$resa S+:- HU-NU:J9A &ue de DCC,C mgE"!! "a carga orgnica >


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! "a determinaci#n de la concentraci#n de aceites y grasas &ueron de 2,1B mgE"!-simismo, la tem$eratura $romedio de las aguas residuales &ue de 1@,?1< y el $H$romedio de D,2!

@! Para la materia o carga contaminante el estudio arro# los siguientes valores $ara lasvaria%les estudiadas; >:/9DK @C,?@ gEdaA, >:/9 K @1G,D gEdaA, >-ceites [

rasas K C,C? gEdaA, >S#lidos sus$endidos K 1@D,DB gEdaA y >S#lidossedimenta%les K 11, @D gEdaA, res$ectivamente!

?! "a $ro$uesta de $lanta de tratamiento de aguas residuales de la ciudad de Hunuco,en de&initiva es la de construcci#n de una $lanta consistente en sistemas de lodosactivados con aireaci#n e(tendida, com$lementada con sedimentador secundario ydesin&ecci#n, como nica alternativa t.cnica via%le!

1B! "os criterios de selecci#n de la alternativa via%le $ro$uesta &ueron;>aA "a dis$oni%ilidad de terreno es muy limitada de%ido a )ue en el valle, aguas a%ao de

la ciudad, es muy estrec*o y e($uesto a inundaciones $or la crecida del ro Huallaga!>%A "a $endiente del terreno sigue la orientaci#n de sur a norte! "a direcci#n de los

vientos $redominantes es de norte a sur!

RECOMENDACIONES

1! 0ealizar los estudios t.cnicos econ#micos de inversi#n, en %ase a la tecnologa detratamiento de aguas residuales $ro$uesta, con el consiguiente dimensionamiento dema)uinaria y e)ui$o!

2! Por los resultados encontrados en esta investigaci#n, el ro Huallaga se encuentraaltamente contaminada, lo )ue conlleva a la recomendaci#n de no utilizar $ara riegode reas de cultivo, menos como %e%edero de animales $ecuarios!

Hay la necesidad de la construcci#n de la red general de ca$taci#n de aguasresiduales $or am%as mrgenes del ro Huallaga de sur a norte, inicindose elrecorrido desde la altura del Pg! C1@CCCA! -$rue%a GG Normas .cnicas del 0eglamento Nacional de+di&icaciones50N+! Norma 9S5B?B! Planta de ratamiento de -guas 0esiduales! "ima, Per!

2! H+"O+0, 0! and H+SP-NH9":, I ! 1??6 Water Pollution D 9PSE

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