TRABAJO ENCARGADO:SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS SERVIDAS POR LAGUNAS & HUMEDALES CASO DE DISEOCURSO: Ingeniera de Aguas Residuales PROFESOR: Ing. Lawrence E. Quipuzco UshahuaALUMNOS: Giancarlos Arcayo PalaciosJhoan P. Chvez SuazoRodrigo M. Del Campo OrMilushka L. Llanos CruzLuis E. Loaiza GuillenGonzalo M. Ponce de Len JaraEileen Soto GuevaraESPECIALIDAD: Ingeniera Ambiental2013UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINAFACULTAD DE CIENCIAS

NDICE

I. INTRODUCCION

II. OBJETIVOS1. Objetivo General2. Objetivos Especficos

III. GENERALIDADES1. Tratamiento de Aguas Residuales2. Lagunas Facultativas3. Humedales Artificiales

IV. DISEO: SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS SERVIDAS POR LAGUNAS-HUMEDALES1. Caso2. Sistema de Tratamiento2.1. Descripcin2.2. Justificacin3. Diseo Hidrulico Estructural3.1. Aguas Servidas3.2. Laguna Facultativa Primaria3.2.1. Descripcin3.2.2. Dimensionamiento3.2.3. Cuadro Resumen3.3. Humedal Artificial de Flujo Horizontal3.3.1. Descripcin3.3.2. Dimensionamiento3.3.3. Cuadro Resumen

4. Anlisis4.1. Eficiencia & Cargas4.2. Tiempo de Retencin4.3 Requerimiento de rea

V. CONCLUSIONES

VI. REFERENCIAS

VII. ANEXOS1. ANEXO I: ESTANDARES NACIONALES DE CALIDAD AMBIENTAL PARA AGUA

2. ANEXO II: REA USADA PARA EL TRATAMIENTO EN LAS PLANTAS DE SEDAPAL

I. INTRODUCCIN

Dado que el agua es un elemento vital y multifuncional, su obligado uso implica la generacin de aguas residuales, cuya composicin ha sido alterada por el uso al que se la han sometido; pudiendo distinguirse: aguas residuales domsticas, urbanas, agrcolas e industriales. Entonces, las aguas residuales se caracterizan por poseer sustancias que representan prdida en su calidad; conllevando a la necesidad de tratamiento.El objetivo del tratamiento de aguas residuales es mejorar su calidad para cumplir las normas del cuerpo receptor o de reutilizacin. Una vez conocido el grado de tratamiento que se requiere, se selecciona el proceso de tratamiento en funcin a los valores de remocin predeterminados.Las plantas de tratamiento de aguas residuales, son regidas conforme a la Norma OS.090 del Reglamento Nacional de Edificaciones, y consisten en sistemas donde se realiza el tratamiento, y comprenden un conjunto de procesos y operaciones sobre las aguas que contiene desechos fisiolgicos y otros provenientes de la actividad humana, as como de la mezcla con aguas de drenaje pluvial o con aguas de origen industrial siempre y cuando cumplan los requisitos para ser admitidas en los sistemas de alcantarillado. En el presente informe se presenta el diseo de un sistema de tratamiento de aguas residuales, para el caso de una pequea comunidad, el cual estar constituido por dos lagunas facultativas primarias en paralelo seguidas por dos humedales artificiales de flujo horizontal en paralelo; se dimensionarn dichas unidades y se analizar la eficiencia del sistema, as como, se evaluar de forma general algunos criterios para su aplicacin.

II. OBJETIVOS1. Objetivo GeneralDisear un sistema de tratamiento para las aguas servidas de una comunidad pequea (1800 habitantes), mediante lagunas facultativas y humedales artificiales.

2. Objetivos Especficos Dimensionar estructural e hidrulicamente las unidades propuestas para los sistemas de tratamiento.

Incorporar criterios de aplicabilidad en trminos de legislacin (Norma Tcnica OS90), calidad (Estndares de Calidad) y requerimientos (rea y materiales).

Evaluar los tiempos de retencin y eficiencias parciales y globales de los sistemas.III. GENERALIDADES

1. Tratamiento de Aguas ResidualesReduccin y/o remocin total o parcial de las sustancias que alteran la composicin del agua tras su uso (agua residual); es decir, de los contaminantes que le dan la condicin de residual. Comprende una serie de procesos y operaciones de distinta naturaleza:

Fsicas: mtodos en los cuales el cambio en la calidad del agua se lleva a cabo mediante aplicacin de fuerza fsica. Ej.: sedimentacin, enrejado, filtracin, etc.

Qumicos: procesos en los que la eliminacin del contaminante se realiza por adicin de productos qumicos o a travs de reacciones qumicas. Ej.: desinfeccin

Biolgicas: la eliminacin del contaminante se lleva a cabo por procesos biolgicos. Ej.: fangos activos, biomasa fija, lecho fluidizado, etc.

En trminos generales, en los sistemas de tratamiento de aguas residuales se distinguen niveles de tratamiento segn las sustancias sobre las que se acta y se avanza en el proceso:

Pre-tratamiento. Principalmente, busca la homogenizacin del agua a tratar y la eliminacin de slidos gruesos. Incluye procesos como el desbaste, desarenado, etc.

Tratamiento Primario. Se separa la materia en suspensin, reducindose los slidos suspendidos y la demanda bioqumica de oxgeno; pudiendo darse algn tipo de digestin. Suele ocurrir en algn tipo de sedimentador primario como el tanque sptico o el tanque Imhoff. Se producen los lodos primarios.

Tratamiento Secundario. Elimina la materia orgnica biodegradable, reduciendo notablemente la DBO; suele ser de naturaleza biolgica aerbica, anaerbica o facultativa. Entre los mtodos ms comunes se tienen los biodiscos, lechos bacterianos, lagunas y humedales artificiales, etc. Tambin se generan lodos.

Tratamiento Terciario. Se elimina contaminantes especficos, dependiendo del uso al que se destinan las aguas tratadas. No necesariamente se incluye en todos los tratamientos.Aqu se incluye el uso de tecnologas como la smosis inversa, intercambio inico, etc.

*Flujograma de tecnologias empleadas en el tratamiento de aguas residuales (MINAM. 2009)

2. Lagunas FacultativasSon aquellas lagunas de estabilizacin que se caracterizan por presentar tres zonas bien definidas. La zona superficial, donde las bacterias y algas coexisten simbiticamente como en las lagunas aerobias. La zona del fondo, de carcter anaerobio, donde los slidos se acumulan y son descompuestos, fermentativamente. Y por ltimo una zona intermedia, parcialmente aerobia y parcialmente anaerobia, donde la descomposicin de la materia orgnica se realiza mediante bacterias aerobias, anaerobias y facultativas. (CNA. 2007)

Segn su ubicacin como unidad de tratamiento en un sistema de tratamiento, se considera (OPS/CEPIS. 2005): Laguna Primaria: son las que reciben agua residual cruda. Laguna Secundara: reciben el efluente de una unidad primaria. Laguna de Maduracin: reciben efluentes de grado ms all de la unidad secundaria.

Ventajas: Desventajas:

Pueden recibir y retener grandes cantidades de agua residual, soportando sobrecargas hidrulicas y orgnicas con mayor flexibilidad, comparativamente con otros tratamientos. Debido a los tiempos de retencin prolongados y a los mecanismos del proceso, son sistemas altamente eficaces para la remocin de bacterias, virus y parsitos, comparativamente con otros tratamientos. Mnimo mantenimiento.

Requieren de grandes reas de terreno para su implantacin. Es un sistema sensible a las condiciones climticas. Puede producir vectores. No permite modificaciones en las condiciones de proceso.

*Representacin esquemtica de las lagunas de estabilizacin. (Depura Natura)3. Humedales ArtificialesLos humedales artificiales son sistemas que simulan la zona de transicin entre un ambiente terrestre y uno acutico, siendo construidos con el propsito de tratar aguas residuales bajo condiciones contraladas de dimensionamiento, ubicacin y capacidad. (Gerba et al.1999)

Los humedales artificiales estn compuestos por agua, sustrato y plantas (emergentes o flotantes). Estas ayudan a airear el sistema radicular, haciendo que el oxgeno llegue a los microrganismos de la rizsfera. Tambin absorben nutrientes, principalmente nitrgeno y fsforo, adems de la eliminacin de contaminantes. Finalmente, filtran los slidos a travs del entramado que forma su sistema radicular. Existen dos tipos de humedales:

Flujo superficial (FWS), donde el agua circula a travs de los tallos de las plantas estando expuesta a la atmosfera directamente. Poseen una profundidad mxima de 60cm.

Flujo sub superficial (SSF), donde la circulacin del agua ocurre a travs de un medio granular (subterrneo). Las plantas interactan en este medio granular, estando el agua en contacto con los rizomas y las races de las plantas. A su vez, estos se dividen en:

Flujo horizontal: El agua ingresa permanentemente en la parte superior y es recogida por un tubo de drenaje al otro lado inferior, y es tratada a medida que fluye lateralmente a travs del medio.

Flujo vertical: son cargados intermitentemente. Se estimula el suministro de oxgeno alternando entre periodos de saturacin e instauracin. Reciben el agua de arriba hacia abajo, con un sistema de tuberas.

Entre las ventajas principales de estos sistemas se encuentra el bajo costo de operacin y mantenimiento, como tambin una baja produccin de residuos y una eliminacin natural de slidos en suspensin, materia orgnica, microorganismos patgenos y elementos eutrofizantes. Sin embargo, los tiempos del proceso pueden ser largos y tambin es limitado por la poca profundidad. La eficiencia de remocin de DBO5 de un humedal varia de 58 a 81%, en solidos suspendidos de 98% y para coliformes fecales, se alcanza hasta 99%.

*Representacin esquemtica de los tipos de humedales (Fernndez, J. 2011)IV. DISEO: SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS SERVIDAS POR LAGUNAS-HUMEDALES

1. CasoDisear un sistema de tratamiento para las aguas servidas de una pequea comunidad, cuya poblacin (P) es de 1800 habitantes con una dotacin (D) de agua potable de 100 L/hab/da. El ambiente del lugar de implementacin tiene las siguientes caractersticas: Temperatura ambiental mnima: Taire, min = 17 C Precipitacin: Pp = 0.0 cm/da Evaporacin: Ev = 0.2 cm/da Infiltracin: I = 0.0 cm/da Suelo: Arenoso

El agua residual presenta:

Carga orgnica correspondiente a una contribucin per cpita de 50 g DBO/hab/da. Coliformes Fecales a una concentracin de 108 NMP/100 mL.

2. Sistema de Tratamiento2.1. DescripcinA partir del caso dado, se propone un sistema de tratamiento de las aguas servidas; que tras recibir las aguas residuales captadas y concentradas haga pasar el agua servida cruda a travs de las siguientes unidades:

Lagunas Facultativas PrimariasComo tratamiento primario, se usarn 2 lagunas facultativas en paralelo, que constituyen estanques diseados para el tratamiento biolgico de aguas grises, mediante la interaccin entre la biomasa y la materia orgnica contenida. En su diseo se considerar una altura adicional para la acumulacin de lodos, y se realizar a partir de la carga orgnica superficial, obtenida con la temperatura del mes ms fro (Norma OS.090).

Humedales de Flujo Horizontal

Cada una de las lagunas facultativas primarias, estar seguida de un humedal de flujo horizontal, donde el agua tratada de forma primaria tendr un tratamiento bilgico secundario. Se tendrn dos humedales, con medio filtrante selecto (mixto) y macrfitas emergentes, como las aneas, juncos; u otras especies nativas de no encontrarse las mencionadas en la zona de estudio.

*Esquema del Sistema de Tratamiento de Aguas Servidas propuesto(Elaboracin Propia)2.2. JustificacinA continuacin, se justifica brevemente la eleccin de las unidades propuestas:

Lagunas Facultativas Primarias

Dada su eficiencia, estas unidades de tratamiento pueden remover una gran cantidad de patgenos, ya sea bacterias, helmintos, virus o quistes; de los cuales se ha registrado una remocin que va de 1 hasta 6 unidades logartmicas. Debido a que las aguas residuales a tratar presentan una concentracin de 1.00E + 08 NMP/100 ml; requieren un alto grado de remocin, por lo que se justifica el uso de lagunas facultativas (Norma OS.090).

Humedales de Flujo Horizontal

En la norma OS.090 se menciona que las lagunas facultativas pueden ubicarse como tratamiento primario siempre y cuando estn seguidas por un tratamiento secundario o terciario, motivo por el cual se disear un humedal de flujo horizontal. Este tipo de humedales pueden tener una eficiencia de remocin de carga orgnica de hasta 90%, 98% de slidos suspendidos y de 1 a 2 unidades logartmicas de coliformes fecales; por lo que constituyen una buena opcin para el sistema de tratamiento.

Entre las plantas macrfitas a ser empleadas, se encuentran las aneas (Typha spp) y los juncos (Schoenoplectus spp., Scirpus spp.). Las aneas son fciles de propagar y de producir una biomasa anual grande. Por otra parte, los juncos pueden crecer sobre agua con una profundidad en el rango de 5cm a 3m, y permiten una alta eliminacin de contaminante. Si estas plantas no pueden adquirirse localmente, se puede utilizar otras plantas que crezcan en humedales cercanos a la comunidad, ya que se encuentran adaptadas al clima local (Setty. 2007).

3. Diseo Hidrulico EstructuralA continuacin, se dimensionarn las unidades propuestas para el tratamiento; para esto, es necesario caracterizar las aguas residuales en cantidad y concentraciones. Adems, deben considerarse las caractersticas ambientales descritas: temperatura, precipitacin, suelo, etc.

3.1. Aguas Servidas Caudal. El flujo total de aguas residuales se estimar en base a la poblacin, dotacin de agua potable y una contribucin al desage del 80%.

DBO. La carga orgnica se calcula en funcin a la contribucin per cpita:

Flujo Msico

Concentracin

Coliformes Fecales. La carga microbiolgica est expresada como el nmero ms probable de coliformes fecales cada 100 mL de agua residual.

3.2. Laguna Facultativa Primaria

3.2.1. DescripcinComo parte del tratamiento primario, como se explic, se har uso de dos lagunas facultativas en paralelo; de forma que el caudal de aguas servidas (144 m3/da) ser repartido en las dos lagunas primarias excavadas en el suelo, previamente impermeabilizado (revestido con geomembrana).

3.2.2. Dimensionamiento

Parmetros de Diseo Temperatura esperada del agua (T)

Tasa de Mortalidad (Kb)

Tasa de Desoxigenacin (K)

Carga orgnica superficial (Cs)

Tasa de Acumulacin de Lodos (Tal)

Nmero de Lagunas (N)

Factores de Correccin Factor de correccin hidrulica: Fch = 0.6 Factor de caractersticas de sedimentacin: Fcs = 0.7 Factor intrnseco de algas: Fia = 0.1 Lodos Frecuencia de limpieza (f)

Volumen total de lodos producidos (Vt)

Volumen de lodos por laguna (Vl)

Dimensiones rea Total de lagunas (At)

rea Unitaria de lagunas (A)

Largo (L) y Ancho (W) promedios

Profundidad/Tirante de agua (Z)

Borde Libre

Talud (m)

Para suelo el suelo arenoso: Largo (Lb) y Ancho (Wb) de la corona

Largo (Ls) y Ancho (Ws) del espejo de agua

Largo (Lf) y Ancho (Wf) del fondo de agua

Altura de lodos (Zl)

Profundidad Total (H)

Largo (Lp) y Ancho (Wp) del fondo neto

Caudales Caudal Unitario Afluente (qa)

Caudal Unitario Efluente (qe)

Tiempo de Retencin Perodo de retencin terico (tr)

Perodo de retencin corregido (trc)

Factores Adimensionales Nmero de Dispersin (d)

Factor Adimensional de coliformes

Factor Adimensional de DBO

Efluente Coliformes Fecales

DBO

3.2.3. Cuadro ResumenVariableExpresinValorObservacin/comentario

Nmero de Lagunas (N)N2Lagunas en paralelo

Caudal Unitario Afluente (qa)qa=Q/N72 m3/da

Temperatura esperada del agua (T)Taire + 118CEstimacin con la temperatura ambiental

Largo Promedio (L)A = L x W77 mL/W = 3

Ancho Promedio (W)26 m

Tirante de Agua (Z)2 mEntre 2 y 3 metros

Talud (m)3Talud para suelo Arenoso

Borde Libre (h)0.5 m

Largo de Corona (Lb)Lb = L + 2m(h+Z/2)86 m

Ancho de Corona (Wb)Wb =W + 2m(h+Z/2)35 m

Largo de fondo (Lf)Lf = L - mZ71 m

Ancho de fondo (Wf)Wf =W - mZ20 m

Volumen de Lodos (Vl)Vl=(talxPxf)/N864 m3Tasa anual de acumulacin de lodos de 0.12 m3/hab/ao y limpieza cada 8 aos.

Altura de lodos (Zl)Zl = Vl/(LfxWf)0.6 m

Largo del fondo de lodos (Lp)Lp = L 2m(Zl+Z/2)67.4 m

Ancho del fondo de lodos (Wp)Wp =W - 2m(Zl+Z/2)16.6 m

Caudal Unitario Efluente (qe)Qe = qa + (Pp-EV-I)LW68 m3/da

Perodo de Retencin Efectivo (trc)Trc = Fch x (LxWxZ)/qe35.3 dasMnimo 10 das, para la remocin de nematodos intestinales.

Coliformes Fecales3.7 x 103 NMP/100 mL

DBO49.12 mg/L

3.3. Humedal Artificial de Flujo Horizontal

3.3.1. DescripcinComo parte del tratamiento secundario, cada laguna facultativa primaria ser seguida de un humedal artificial de flujo horizontal; es decir, se tendrn dos humedales en paralelo que traten los 68 m3/da del efluente de las lagunas. El lecho consistir de un medio poroso mixto (porosidad promedio = 50%) con macrfitas emergente; de forma que se cumpla la funcin de biolfiltro.

3.3.2. Dimensionamiento

rea Promedio (A)

Considerando una tasa hidrulica de 0.05 m3/ m2.da

Carga Orgnica (Co)

Dimensiones

Largo (L) y Ancho (W) promedios

Profundidad/Tirante de agua (Z)

Borde Libre

Talud (m)

Para suelo el suelo arenoso: Largo (Lb) y Ancho (Wb) de la corona

Largo (Lf) y Ancho (Wf) del fondo

Profundidad Total (H)

Volumen Volumen Total (Vt)

Volumen Efectivo (Ve)

Considerando una porosidad media del medio filtrante (n) de 50%.

Tiempo de Retencin

Efluente Coliformes Fecales

DBO

3.2.3. Cuadro ResumenVariableExpresinValorObservacin/comentario

Nmero de Humedales (N)N2Humedales en paralelo

Caudal Unitario (qe)qe=Q/N68 m3/daEfluente de las lagunas

rea Media (A)A=qe/Th1360 m2Tomando una tasa hidrulica de 0.05 m3/ m2da

Carga OrgnicaCo=[DBO]xq/A2.456 g/da

Tirante de Agua (Z)0.5 mEntre 0.3 y 0.75 metros

Largo promedio (L)A = L x W52 mL/W = 2

Ancho promedio (W)26 m

Talud (m)3Talud para suelo Arenoso

Borde Libre (h)0.3 m

Largo de Corona (Lb)Lb = L + 2mh53.8 m

Ancho de Corona (Wb)Wb =W + 2mh27.8 m

Largo de fondo (Lf)Lf = L - 2mZ49 m

Ancho de fondo (Wf)Wf =W - 2mZ23 m

Volumen Total (Vt)Vt=Z x L x W676 m3

Volumen Efectivo (Ve)Ve = n x Vt338 m3Porosidad: n = 0.5

Tiempo de Retencin (tr)trc = Ve/q5 das

Coliformes Fecales37 NMP/100 mLDisminucin de 2 unidades logartmicas.

DBO4.912 mg/LRemocin del 90%

4. Anlisis4.1. Eficiencia & CargasA partir del tratamiento propuesto para el caso, se obtiene un efluente con una DBO5 de 4.912 mg/L y una cantidad de coliformes fecales de 37 NMP/100ml (Ver flujograma de la pgina siguiente); esto evidencia la elevada capacidad de remocin de materia orgnica (DBO), permitiendo la degradacin de contaminantes y la remocin de microorganismos.

Las eficiencias de las unidades de tratamiento, respecto a los parmetros evaluados, son:

Lagunas Facultativas Primarias DBO5: 92.14 % Coliformes Fecales: 99.999% (5 unidades logartmicas)

Humedal Artificial de Flujo Horizontal DBO5: 90 % Coliformes Fecales: 99% (2 unidad logartmica)

De tal forma, la eficiencia global del sistema de tratamiento resulta: DBO5: 99.21 % Coliformes Fecales: 99.999963% (7 unidades logartmicas)

En el caso de la primera unidad se logra una eficiencia para DBO5 que se haya dentro del intervalo referido. Para el sistema en conjunto de alcanza un 99.21% de remocin de DBO5. En base a ello se demuestra que el sistema propuesto es altamente eficiente. De acuerdo a Romero (2010) el fluente es apto para su disposicin directa al suelo por infiltracin o percolacin y Riego. As de acuerdo a los Estndares Nacionales de Calidad Ambiental para Agua (Anexo 1), el Tratamiento aplicado permite una reutilizacin de Categora 3 (Riego de Vegetales y Bebida de Animales) y/o Categora 4 (Conservacin del Ambiente Acutico) en concordancia a lo establecido en el Captulo VI del Reglamento de la Ley de Recursos hdricos, sobre Vertimiento y Reutilizacin del Agua Residual Tratada.

*Flujograma del sistema de tratamiento y Balance de caudales, DBO5 y coliformes fecales. (Elaboracin propia)

4.2. Tiempo de Retencin

El tiempo de retencin global, est dado por el perodo que transcurre desde el ingreso de las aguas servidas al sistema, hasta la salida de la ltima unidad. Es decir, la suma de los tiempos de retencin hidrulica en las lagunas y humedales.

De tal forma, que al cabo de poco ms 40 das, se obtiene un efluente tratado con una notable eliminacin de la demanda bioqumica de oxgeno (DBO) y de los coliformes fecales; esta agua es apta de ser vertida a cualquier cuerpo receptor, o de ser reusada.

Por otro lado, los tiempos de retencin para cada unidad deben estar en funcin a los objetivos de remocin, es decir deberan asegurar el cumplimiento eficiente de cada uno de los procesos que se llevarn a cabo en cada unidad.Para las lagunas facultativas se ha obtenido el valor de 35.3 das, de acuerdo a la Norma OS.090 (2006) para una adecuada remocin de nematodos intestinales se requiere un perodo de retencin de 10 das como mnimo, dado que el valor calculado es mayor al establecido por la norma, la primera unidad de tratamiento cumple con los propsitos de tratamiento. Algunos autores expresan que las lagunas facultativas presentan periodos de retencin prximos a 10 das, para profundidades[footnoteRef:1] que varan de 1.2 a 2.5 m (Yaez, 1993; citado en Tsunao, 2010); prximos a 20, para una profundidad de 1 a 2.5 m (dem) y del orden de 15 a 35 das para profundidades de 1 a 2 m (Uehara, 1989; citado en Tsunao, 2010). De acuerdo a la profundidad del diseo (Z=2m), el periodo de retencin hidrulica tambin, cumplira con el rango (15-35 das), establecido por estos autores. [1: Se considera la profundidad del agua (tirante de agua) y no profundidad total.]

Otros autores como (Eckenfelder, 1970; citado en Torres, 1994) considera valores de hasta 50 das, sin embargo el tiempo de retencin hidrulica depender de la temperatura. Por lo general los valores menores se obtendrn en regiones donde la temperatura del lquido sea ms elevada y viceversa, para nuestro caso, la temperatura del lquido considerada para el diseo es de 18C, por tanto el tiempo de retencin hidrulico ser inferior a 50 das.Para el diseo de humedales horizontales, dado que la norma OS.090 no cuenta con las especificaciones para el diseo de Humedales, se puede tomar el rango de valores propuesto por Organizaciones internacionales, como la EPA, el tiempo de retencin que recomienda US. EPA (1999) es de 4-15 das con un rango tpico de 6-8 das. De acuerdo al valor obtenido de 5 das, este se encuentra dentro del rango, por tanto se considera como vlido.

4.3 Requerimiento de rea

Para estimar el rea per cpita requerida por el sistema de tratamiento propuesto, calcularemos la superficie ocupada por las coronas de las lagunas y humedales: Lagunas

Humedales

De tal forma que el rea total es de 9011.28 m2; considerando por seguridad, un 30% ms de rea, se requieren 11714.664 m2.

El rea per cpita:

De acuerdo al estudio realizado por Sedapal en el ao 2009 (ver anexo N2) para las plantas de tratamiento, el ndice vara segn la tecnologa de tratamiento, por ejemplo nicamente para las lagunas facultativas, se considera un ndice aproximado de 8.67 m2/hab, del mismo modo para los Humedales artificiales el rea per cpita aproximada es de 6,74 m2/hab[footnoteRef:2]; en ambos casos (considerando cada unidad por separado) se obtiene un ndice mucho menor al promedio que se establece (3.34 m2/hab, para lagunas facultativas y 1.66 m2/hab, para humedales). Por otro lado, si se hubiesen considerado otro tipo de tecnologas, que involucran procesos acelerados por la aireacin y de cortos periodos de retencin el espacio requerido hubiese sido mucho menor, tal es el caso de las plantas de lodos activados, que presentan un ndice per cpita aproximado de 0.62 m2/hab. Sin embargo, estas tecnologas por lo general son ms costosas, por tanto no son tan viables desde el punto de vista econmico. Adems la poblacin servida es pequea por lo que no se requieren tratamientos tan complejos como los que generalmente estn asociados a ciudades o industrias que tratan efluentes con elevada carga orgnica. [2: El estudio est basado en la compilacin de informacin obtenida de las instituciones locales involucradas en el tratamiento y reuso de las aguas residuales en Lima. Fueron evaluadas 41 plantas de tratamiento de aguas residuales domsticas.]

V. CONCLUSIONES: De acuerdo con los resultados obtenidos, el sistema de tratamiento propuesto (lagunas facultativas primarias seguida por humedales) para la comunidad, ha resultado altamente eficiente. El efluente tratado presenta una DBO5 de 4.912 mg/L y una cantidad de coliformes fecales de 37 NMP/100ml, estos valores permiten el vertido y la reutilizacin; de acuerdo a la normativa nacional, para las categoras 3 (Riego de vegetales y bebida de animales) y 4 (conservacin del ambiente acutico); establecidos en los Estndares Nacionales de Calidad Ambiental para el Agua.

Con el sistema planteado se ha obtenido una remocin del 92.14% DBO5 en las lagunas facultativas primarias y del 90% de la DBO5 (respecto al contenido del efluente de las lagunas) en los humedales; logrando una eficiencia de remocin global del 99.21% de la DBO5 inicial (625 mg/L).

Se ha logrado reducir en 99.99% (5 unidades logartmicas) de coliformes fecales en las lagunas facultativas primarias y 99% (2 unidades logartmicas, respecto al contenido del efluente de las lagunas) en los humedales, logrando una eficiencia de remocin global de aproximadamente 99.99999% (7 unidades logartmicas en total).

El tiempo de retencin hidrulica para las lagunas facultativas primarias (35.3 das); es adecuado para la remocin de nematodos intestinales (requerimiento mnimo: 10 das); por tanto est acorde con los objetivos de remocin. Mientras que el tiempo de retencin hidrulica para humedales (5 das) se encuentra dentro del rango ptimo establecido por la EPA (6-8 das). El tiempo de retencin global es de 40.33 das, es decir con el diseo propuesto se obtiene el efluente tratado al cabo de 40 das aproximadamente desde el ingreso de las aguas residuales a la planta.

El rea per cpita es inferior a los valores que se obtienen comnmente, por tanto se invierte menor rea de la que se requiere cuando se utilizan este tipo de unidades.Se podran utilizar tecnologas que ocupan menor rea, disminuyendo el rea total requerida para la planta; sin embargo estas resultan ser muy costosas, por tanto las unidades propuestas son ms viables en trminos econmicos.

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Vitko, Tadeo G. 1985. Gua para el Manejo de Lagunas de Estabilizacin. CEPIS (Centro Panamericano de Ingeniera y Ciencias del Ambiente).

VII. ANEXOS1. ANEXO I: ESTANDARES NACIONALES DE CALIDAD AMBIENTAL PARA AGUA

Categora 1: Poblacional y RecreacionalPARAMETRO UNIDADAGUAS SUPERFICIALES DESTINADAS ALA PRODUCCION DE AGUA POTABLEAGUAS SUPERFICIALES DESTINADASPARA LA RECREACION

Aguas que pueden ser potabilizadas con desinfeccinAguas que pueden ser potabilizadas con tratamiento convencionalAguas que pueden ser potabilizadas con tratamiento avanzadoContacto PrimarioContacto Secundario

A1A2A3B1B2

DBO5mg/L3510510

Coliformes Termotolerantes (44.5 C)NMP/100mL02000200002001000

Coliformes Totales (35 - 37 C)NMP/100mL5030005000010004000

Categora 3: Riego de vegetales y bebidas de animalesPARAMETROS PARA RIEGO DE VEGETALES DE TALLO BAJO Y TALLO ALTO

PARAMETROSUNIDADVALOR

DBO5mg/L15

Coliformes TermotolerantesNMP/100mL1000

Coliformes TotalesNMP/100mL5000

Categora 4: conservacin del ambiente acutico

PARAMETROSUNIDADLAGUNAS Y LAGOSROSECOSISTEMAS MARINO COSTEROS

COSTA Y SIERRASELVAESTUARIOS MARINOS

DBO5mg/L