PLAN DE SANEAMIENTO Y MANEJO DE VERTIMIENTOS DEL BARRIO LISBOA
(BOGOTA)
ÁNGELA MILENA CUELLO OLIVEROS
MIGUEL ÁNGEL SEPÚLVEDA ARCOS
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS
FACULTAD DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES
TECNOLOGIA EN GESTION AMBIENTAL Y SERVICIOS PUBLICOS
BOGOTA
2016
PLAN DE SANEAMIENTO Y MANEJO DE VERTIMIENTOS DEL BARRIO LISBOA –
(BOGOTA)
ÁNGELA MILENA CUELLO OLIVEROS
MIGUEL ÁNGEL SEPÚLVEDA ARCOS
TRABAJO DE GRADO PARA OPTAR POR EL TÍTULO DE TECNÓLOGO EN
GESTIÓN AMBIENTAL Y SERVICIOS PÚBLICOS
N° RADICADO 631
DIRECTOR: GUSTAVO CHACON MEJÍA
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS
FACULTAD DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES
TECNOLOGIA EN GESTION AMBIENTAL Y SERVICIOS PUBLICOS
BOGOTA
2016
CONTENIDO
RESUMEN .................................................................................................................................. 6
SUMMARY .................................................................................................................................. 7
INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................ 8
1. OBJETIVOS ....................................................................................................................... 10
1.1 Objetivo general.............................................................................................................. 10
1.2 Objetivos específicos ....................................................... ¡Error! Marcador no definido.0
2. JUSTIFICACIÓN ................................................................................................................ 11
3. MARCO REFERENCIAL CONCEPTUAL ........................................................................... 12
3.1 Marco teórico .................................................................................................................. 12
3.2 Marco normativo ............................................................................................................. 27
4. GENERALIDADES ............................................................................................................. 30
4.1 Descripción del área de estudio ...................................................................................... 30
4.2 Problemática ambiental .................................................................................................. 31
4.3 Población expuesta al riesgo .......................................................................................... 34
4.4 Salud pública .................................................................................................................. 36
4.5 Áreas de composición..................................................................................................... 37
4.6 Condiciones socio – culturales de la población ............................................................... 38
5. METODOLOGÍA ................................................................................................................ 38
6. ESTUDIOS Y ANÁLISIS TÉCNICOS ................................................................................. 40
6.1 Número y localización de vertimientos ............................................................................ 40
6.2 Balance de producción de residuos líquidos ................................................................... 41
6.2.1 Producción per cápita .................................................................................................. 41
6.2.2 Producción de la población según nivel de complejidad y/o categoría ........................ 41
6.2.3 Total producción día .................................................................................................... 41
6.3 Sistemas de manejo de residuos líquidos ....................................................................... 42
6.3.1 Transporte de las aguas residuales ............................................................................. 42
6.3.2 Origen de los residuos líquidos ................................................................................... 42
6.3.3 Manipulación ............................................................................................................... 42
7. TECNOLOGÍA APLICADA PARA EL TRATAMIENTO ....................................................... 45
7.1 Concepto y nivel de tratamiento ...................................................................................... 45
7.2 Composición y funcionamiento ....................................................................................... 48
7.3 Condiciones operativas ................................................................................................... 50
7.4 Condiciones de diseño.................................................................................................... 52
7.5 Localización del sistema de tratamiento ......................................................................... 52
7.6 Factores y necesidades del tratamiento .......................................................................... 52
7.7 Consideraciones de diseño sanitarios y constructivos .................................................... 54
7.8 Disposición final de los residuos líquidos y lodos – residualidad de la tecnología ........... 57
7.9 Aspectos administrativos, operativos y de mantenimiento .............................................. 58
7.10 Componentes técnicos ................................................................................................... 60
7.10.1 Consideraciones de costos ......................................................................................... 60
7.10.2 Manual de operación de la alternativa ......................................................................... 62
7.10.3 Estrategias de ejecución del proyecto ......................................................................... 64
7.10.4 Licencias y permisos ambientales ............................................................................... 64
8. RESULTADOS ................................................................................................................... 65
8.1 Necesidades químicas .................................................................................................... 68
8.2 Necesidades energéticas ................................................................................................ 69
9. ANÁLISIS DE RESULTADOS ............................................................................................ 70
10. CONCLUSIONES ........................................................................................................... 75
11. RECOMENDACIONES ................................................................................................... 76
BIBLIOGRAFÍA ......................................................................................................................... 77
ANEXOS ................................................................................................................................... 80
Tabla 1. Valores permisibles de residuos líquidos en cuerpos de agua. Res 631 de 2015. ........ 19
Tabla 2. Características de los componentes presentes en el agua................................................ 21
Tabla 3. Aspectos de diseño - lagunas de maduración. .................................................................... 24
Tabla 4. Niveles de complejidad según población y capacidad económica. Fuente: RAS 2000 40
Tabla 5. Dotación neta mínima y máxima según nivel de complejidad. Fuente: Res 2320 de
2009 RAS ................................................................................................................................................... 40
Tabla 6. Características de funcionamiento - laguna anaerobia. ...................................................... 51
Tabla 7. Relación temperatura, TRH y remoción DBO. ..................................................................... 54
Tabla 8. Periodos de retención - lagunas anaerobias. ....................................................................... 54
Tabla 9. Costos establecidos para la fase de construcción. .............................................................. 60
Tabla 10. Parámetros de las aguas residuales provenientes del barrio Lisboa. ............................ 65
Tabla 11. Tecnologías para el tratamiento de aguas residuales. Aspectos a favor y en contra de
acuerdo a las características establecidas. .......................................................................................... 68
Tabla 12. Impactos ambientales generados por la construcción. ..................................................... 72
Tabla 13. Factores para la determinación de la tecnología de tratamiento. ................................... 83
Tabla 14. Matriz para selección de tecnología de tratamiento. ............ ¡Error! Marcador no definido.
Ilustración 1. Estructura general del trabajo. .......................................................................................... 9
Ilustración 2. Barrio Lisboa - Localidad Suba - Bogotá. ..................................................................... 30
Ilustración 3. Límite entre el barrio Lisboa y el humedal Juan amarillo. .......................................... 32
Ilustración 4. Límite del barrio Lisboa (Suba) con el humedal Juan Amarillo. ................................ 33
Ilustración 5. Presencia de residuos sólidos y escombros en el límite con el humedal. ............... 35
Ilustración 6. Presencia de residuos en el barrio................................................................................. 36
Ilustración 7. Limites localidad de Suba ................................................... ¡Error! Marcador no definido.
Ilustración 8. Proceso de formulación del plan de saneamiento y manejo de vertimientos. ........ 39
Ilustración 9. Pozos de inspección barrio Lisboa. ............................................................................... 43
Ilustración 10. Sumideros o alcantarillas en el barrio Lisboa. ........................................................... 43
Ilustración 11. Esquema. Lagunas de estabilización anaerobias. .................................................... 47
Ilustración 12. Funcionamiento lagunas anaerobias. .......................................................................... 48
Ilustración 13. Impermeabilización del terreno. ................................................................................... 55
Ilustración 14. Ejemplos de lagunas anaerobias. ................................................................................ 56
Ilustración 15. Lagunas anaerobias. ...................................................................................................... 56
Ilustración 16. Disposición final de los residuos. ................................................................................. 57
Ilustración 17. Vertimientos - PTAR Salitre. ......................................................................................... 57
Ilustración 18. . Lagunas de estabilización – mantenimiento. ........................................................... 59
Ilustración 19. Funcionamiento - Laguna anaerobia - manual. ......................................................... 62
Ilustración 20. Generación de residuos en zonas cercanas al humedal. ........................................ 80
Ilustración 21. Contaminación debido a las aguas residuales sin tratamiento. .............................. 81
Ilustración 22. Contaminación generada por el barrio Lisboa. .......................................................... 82
RESUMEN
El humedal Juan Amarillo tiene una extensión de aproximadamente 220 hectáreas
convirtiéndolo así en el humedal más grande de Bogotá, este alberga gran cantidad de
fauna y flora favoreciendo la biodiversidad en el ecosistema; una de las principales
problemáticas que presenta este humedal son las aguas residuales que recibe por parte
del barrio Lisboa ubicado en la localidad de Suba.
El barrio Lisboa debe bombear parte de sus aguas negras hacia el humedal, a pesar
de que cuentan con la planta de tratamiento El Salitre, ya que queda por debajo del
nivel de las aguas, además presenta conexiones erradas en su sistema de
alcantarillado, esto causa deterioro en el ecosistema y afecta varias especies que se
encuentran en él, genera un impacto visual y paisajístico incrementando el desgaste y
mal aspecto del humedal, además de provocar enfermedades respiratorias en los
habitantes del barrio.
Debido a los problemas de contaminación que se generan en el humedal y a los
impactos que presenta el barrio, se busca proponer el plan de saneamiento y manejo
de vertimientos del barrio Lisboa con el fin de formular una propuesta para el
saneamiento y tratamiento de las aguas residuales generadas por el barrio lo cual
incluye la recolección, transporte, tratamiento y disposición final al sistema de
alcantarillado “Art 1 de la resolución 1433 de 2004”
Se analiza la situación actual y los actores involucrados en la problemática que se
evidencia, describiendo el área de estudio y la población expuesta al riesgo. Se
identifican parámetros de calidad determinados por la normatividad establecida y se
comparan con los que señala la parte del humedal que se ve afectada, el plan de
saneamiento y manejo de vertimientos se debe formular teniendo en cuenta lo
establecido en el plan de ordenamiento territorial identificando los puntos de
vertimientos de aguas residuales para llegar al manejo sostenible de los recursos
naturales brindados por este ecosistema, encontrando un sistema de tratamiento que
sea viable y sostenible para mejorar la calidad de los vertimientos, la situación de la
población y las características y propiedades del humedal.
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SUMMARY
Juan Amarillo wetland covers an area of approximately 220 hectares and making the
largest wetland in Bogota, this hosts a wealth of fauna and flora favoring biodiversity in
the ecosystem; one of the main problems presented by this wetland sewage are
received by the Lisbon neighborhood in the town of Suba.
The Lisbon neighborhood must pump some of their sewage into the wetland,
although they have the treatment plant El Salitre, since it is below the water level, also
has mistaken in their sewer connections, this causes deterioration in the ecosystem and
affects several species found in it, generating visual and landscape impact by increasing
the wear and poor appearance of the wetland as well as causing respiratory diseases
among the inhabitants of the neighborhood.
Because pollution problems generated in the wetland and impact presented by the
district seeks to propose the reorganization plan and management of discharges of
Lisbon neighborhood in order to formulate a proposal for sanitation and treatment of
wastewater generated by the neighborhood which includes collection, transportation,
treatment and disposal discharged into the sewer system "Article 1 of resolution 1433 of
2004"
The current situation and the actors involved in the problem that evidence, describing
the study area and the population at risk is analyzed. Quality parameters determined by
the established regulations are identified and compared with pointing part of the wetland
is affected, the recovery plan and handling spills should be formulated taking into
account the provisions of the land use plan identifying the points wastewater discharges
to reach the sustainable management of natural resources provided by this ecosystem,
finding a treatment system that is viable and sustainable to improve the quality of
dumping, the situation of the population and the wetland.
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INTRODUCCIÓN
El barrio Lisboa ubicado en la localidad de suba presenta conexiones erradas en su
sistema de alcantarillado lo cual provoca que parte de sus aguas residuales se dirijan al
humedal Juan Amarillo generando contaminación, daño al paisaje alteración en la flora
y fauna, además la población se ve afectada por malos olores y enfermedades
respiratorias.
Mediante este proyecto se busca plantear el plan de saneamiento y manejo de
vertimientos del barrio Lisboa ubicado en la localidad de Suba en la ciudad de Bogotá,
en el cual mediante programas y diferentes actividades se podrá proponer un
tratamiento adecuado de los vertimientos incluyendo así la recolección, tratamiento y
disposición final de las aguas residuales descargadas al sistema de alcantarillado “Art 1
de la resolución 1433 de 2004”.
Este plan podrá definir a futuro las acciones para un manejo adecuado y
saneamiento de las aguas residuales, las cuales deben ir con los objetivos y los índices
de calidad que defina la respectiva autoridad ambiental permitiendo que los habitantes
puedan tener una mejor calidad de vida.
El PSMV deberá formularse teniendo en cuenta la información presente sobre la
calidad y el uso de los cuerpos receptores de agua, definiendo así los principales
puntos de vertimiento existentes en el barrio, además de lo establecido en el Plan de
Ordenamiento Territorial (POT) y las características generadas por las entidades
prestadoras del servicio de alcantarillado.
El Plan de saneamiento y manejo de vertimientos está reglamentado por la
Resolución 1433 del 13 de Diciembre de 2004 del Ministerio de Ambiente, en el cual se
determina que el Estado debe proteger la diversidad del medio ambiente previniendo y
controlando los factores que provocan su deterioro así como también es deber de los
ciudadanos proteger los recursos naturales velando por la conservación del medio
ambiente.
Antes se debe realizar un diagnóstico del sistema de alcantarillado donde se
identifiquen las principales necesidades y obras para su realización, se debe incluir una
descripción de la infraestructura, la cobertura del servicio de alcantarillado, colectores,
vertimientos o cuerpos de agua receptores en el caso del problema a estudiar.
Las proyecciones de la carga contaminante generada, recolectada y tratada por los
vertimientos generados al cuerpo de agua receptor se deben realizar a corto, mediano y
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largo plazo, con el fin de demostrar la viabilidad del sistema de tratamiento escogido
para esta problemática.
Ilustración 1. Estructura general del trabajo.
Primera parte
• Marco teorico.
• Marco normativo.
• Generalidades.
Segunda parte
• Situacion estructural.
• Estudios y analisis tecnico, formulacion de la alternativa de tratamiento y definicion de la tecnologia.
Tercera parte
• Cumplimiento de los objetivos.
• Conclusiones.
• Recomendaciones.
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1. OBJETIVOS
1.1 Objetivo general
Proponer una alternativa en el manejo y tratamiento de las aguas residuales del
barrio Lisboa ubicado en la localidad de Suba en la ciudad de Bogotá cumpliendo con la
normatividad establecida por las correspondientes autoridades ambientales, buscando
reducir la carga contaminante que llega a las principales fuentes receptoras,
provenientes del área urbana de la comunidad.
1.2. Objetivos específicos
o Realizar un estudio del barrio Lisboa ubicado en la localidad de Suba teniendo
en cuenta las características de la población con el fin de establecer una
metodología para la realización de la propuesta.
o Analizar tratamientos convencionales y diferentes tecnologías con el propósito de
minimizar las cargas sin tratamiento previo.
o Plantear por medio de varias investigaciones, una solución para el manejo y
tratamiento de las aguas residuales provenientes del barrio Lisboa con el fin de
disminuir la contaminación causada.
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2. JUSTIFICACIÓN
Con el fin de obtener el título de Tecnólogo en gestión ambiental y servicios
públicos y solucionar una problemática presente en un sector de la ciudad de
Bogotá se realiza este proyecto en donde se analiza las características de la
población ubicada en el barrio Lisboa y los impactos que genera en el medio
ambiente la falta de tratamiento de las aguas residuales como impacto visual y
paisajístico, contaminación, alteración de ecosistemas como el humedal Juan
Amarillo, presencia de vectores en algunos casos y deterioro de la calidad de vida
de los habitantes de la comunidad.
A partir de estas características y con el fin de disminuir las aguas residuales que
llegan al humedal Juan Amarillo se evalúan diferentes alternativas de manejo y
tratamiento de aguas residuales proponiendo así la alternativa que mejor resuelva el
problema que se evidencia en el barrio Lisboa, mejorando las condiciones del
humedal Juan Amarillo y beneficiar a la población cercana atendiendo la
normatividad ambiental relacionada.
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3. MARCO REFERENCIAL CONCEPTUAL
3.1 Marco teórico
Para la realización de este proyecto se tienen en cuenta los siguientes elementos
teóricos y contextuales que soportan la acción metodológica:
Agua residual: Son las aguas que provienen del sector doméstico es decir viviendas,
instituciones y sectores comerciales y asentamientos poblacionales en general,
recogidas y transportadas por un sistema de alcantarillado. Pueden ser aguas
provenientes de inodoros, duchas, lavadoras las cuales aportan solidos suspendidos o
aguas negras provenientes de industrias.
Residuos líquidos: Es la combinación que se tiene entre agua y residuos que
provienen de centros poblacionales, sectores comerciales, colegios, entre otros.
Saneamiento hídrico: Actividades o procesos de limpieza que impiden la obstrucción
en los cuerpos de agua y recolectar los elementos de agua de un cuerpo hídrico.
Planta de tratamiento de aguas residuales (PTAR): En esta instalación, ubicada
estratégicamente se remueven contaminantes presentes en las aguas residuales, a
través de métodos biológicos y fisicoquímicos, con el fin de que el agua en tratamiento
no presente riesgos para la salud humana y el medio ambiente al disponerla en un
receptor natural.
Control de contaminación hídrica: Principios encargados del manejo adecuado de la
calidad del agua, basados en la identificación, clasificación y prioridad de los problemas
relacionados con la calidad y el control de la contaminación, evaluando el impacto y
generando estrategias para su debido control.
Fuente: Comisión económica para América Latina y El Caribe. Instrumentos
económicos para el control de la contaminación del agua: condiciones y casos de
aplicación. (En línea). Disponible en: http://www.cepal.org.
Carga contaminante: Es la concentración presente en un caudal de agua de una
sustancia contaminante durante un tiempo determinado.
Materia orgánica: Compuesta por moléculas fabricadas por los seres vivos a base de
carbono.
Materia inorgánica: Son fabricadas por la naturaleza en reacciones químicas, no están
hechas a base de carbono y son sales, minerales, entre otros.
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Estaciones depuradoras de aguas residuales (E.D.A.R): Son instalaciones que
tienen como función el tratamiento de aguas negras con el fin de mejorar sus
características.
Sistema de tratamiento de aguas residuales: Tiene como función crear un entorno
saludable y cómodo para los habitantes proporcionando bienestar, protegiendo el medio
ambiente ya que permite el proceso de tratamiento de aguas residuales.
Aguas contaminadas: Son aquellas aguas a las cuales se les ha modificado sus
características químicas, físicas o biológicas.
Químicas: pH, oxígeno disuelto, materia orgánica, metales pesados.
Físicas: Temperatura, calor, olor, sabor, turbiedad.
Biológicas: patógenos, plancton, organismos vivos vegetales.
Características físico químicas de las aguas residuales
Materia orgánica: Este parámetro es el causante de la escasez de oxígeno en
los cuerpos de agua, es el elemento más relevante de los elementos
contaminantes de las aguas residuales, está constituido principalmente por
Carbono, hidrogeno, oxigeno, nitrógeno y azufre, que corresponde a los restos
de origen animal y vegetal, aceites, grasas y detergentes.
Oxígeno disuelto: Este es el principal parámetro presente en los ecosistemas
acuáticos, la cual a un nivel adecuado asegura la sobrevivencia de la mayor
parte de organismos, se usa para averiguar el nivel de contaminación de los
cuerpos hídricos.
Demanda bioquímica de oxigeno (DBO): Determina la cantidad de materia
orgánica contenida en una muestra de agua, determinada por el consumo de
oxígeno que hacen los microorganismos para degradar los compuestos
biodegradables.
Demanda química de oxigeno (DQO): Es una medida que también determina la
cantidad de materia orgánica contenida, los resultados sobre esta prueba se
obtienen más rápidamente que al realizar pruebas de DBO ya que esta se
obtiene aproximadamente en 3 horas.
Solidos: En la mayoría de veces la materia orgánica se presenta en forma de
sólidos, estos pueden ser: suspendidos, volátiles, fijos y/o sedimentables.
Potencial de hidrogeno (pH): Permite el control de los procesos en el
tratamiento de las aguas residuales, el pH optimo es de 6.5 – 8.5 unidades.
Nitrógeno: Es el componente principal de las proteínas y es un nutriente
esencial para las algas y bacterias que intervienen en la depuración de agua
residual.
Fosforo: Es un nutriente esencial para el crecimiento de los microorganismos.
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Características microbiológicas de las aguas residuales
Bacterias: Son los principales responsables de la degradación y estabilización
de la materia orgánica presente en las aguas residuales y se encarga de la
mayor parte de la descomposición.
Hongos: Estos son predominantes en las aguas residuales de tipo industrial
debido a los valores bajos de pH y la escasez de nutrientes.
Protozoos: Se alimentan de bacterias y materia orgánica lo cual mejora la
calidad microbiológica de los efluentes de las plantas de tratamiento de aguas
residuales.
Actinomicetos: Estas bacterias causan problemas en los reactores de lodos
activados, generando espuma y perdida de sedimentalidad del lodo haciendo
que estos se incrementen en el efluente.
MUESTREO Y ANALISIS DE AGUAS RESIDUALES
Para realizar las actividades de análisis y muestreo de aguas residuales el personal
debe estar capacitado y avalado por el laboratorio de calidad ambiental en cuanto a la
toma de muestras de agua, además de la operación de sensores de campo y debe
tener conocimientos químicos.
Se requiere de unos materiales y equipos específicos para realizar las actividades
de análisis y muestreo de las aguas residuales. El personal que realiza estas
actividades debe contar con los elementos de protección personal.
El procedimiento que se realiza para realizar el muestreo es el siguiente:
o Organizar las botellas rotuladas así como también los insumos y reactivos.
o Identificarse en el punto de muestreo y solicitar la colaboración que se necesite.
Además diligenciar el formato TF0188 de captura de datos, a menos que la
empresa que realice el muestreo sea diferente al IDEAM.
o Escribir el nombre del responsable del muestreo.
o Calibrar el pHmetro y conductímetro.
o Medir el caudal del efluente por medio del método volumétrico puntual, es decir
empleando un cronometro y baldes aforados.
o Colocar el balde bajo la descarga de tal manera que reciba el flujo, se empieza a
cronometrar y se debe tomar entre 1 y 10L, midiendo la velocidad de llenado
durante la recolección. Repetir el procedimiento las veces que sea necesario.
o Para cada alícuota medir los sólidos sedimentables. Para medirlo se debe tomar
un cono Imhoff con un litro de muestra mezclada, dejar sedimentar por 45
minutos, agitar y dejar reposar por 15 minutos y registrar el volumen obtenido.
o Medir los parámetros de campo a través de los electrodos del pHmetro y el
conductímetro.
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o Lavar los electrodos con bastante agua.
o Componer una muestra desde 1 a 24 horas según lo establecido para el plan de
muestreo.
o Obtener la muestra mezclando en un balde con llave los volúmenes de cada
porción y realizar las fórmulas adecuadas.
o Después de mezclar los volúmenes, se debe homogenizar el contenido del balde
por agitación y se realiza el llenado de los recipientes.
o Registrar las observaciones obtenidas durante el muestreo.
o Etiquetar o rotular las botellas antes del llenado.
o Purgar las botellas con muestra una vez se ejecute el muestreo y pasar a
llenarlas, la muestra se debe extraer del balde a través de la llave y no de las
botellas.
o Tomar las muestras para el análisis de coliformes, aceites y grasas, para esto se
debe ubicar directamente la botella bajo el efluente hasta completar el volumen
necesario sin dejarla rebosar.
o Tomar la muestra para análisis de sulfuros adicionando a la botella purgada el
preservante (acetato de zinc) y después adicionar NaOH a un pH mayor a 13.
o Preservar las muestras dependiendo del parámetro que se va a analizar.
o Tapar cada botella y agitar.
o Colocar las botellas dentro de la nevera.
o Enjuagar con agua destilada los baldes y los elementos utilizados.
o Colocar las botellas en un mismo sitio de muestreo.
o Llenar el formato por completo.
MEDICION DE CAUDALES
o Método volumétrico mediante baldes o caneca
Se realiza para tubería o canal abierto, se requiere de un cronometro y un balde
aforado con graduaciones de 1L. El recipiente se purga dos o tres veces con porciones
de 1L del efluente que se desecha posteriormente, después se coloca el recipiente bajo
la descarga para que pueda recibir el flujo y al tiempo se activa el cronometro y se
detiene cuando se retira el recipiente.
Se toma el volumen de muestra de acuerdo a la velocidad de llenado y se mide el
tiempo transcurrido.
Se debe evitar la pérdida de muestra durante el proceso de aforo y evita la
acumulación de sólidos y grasas. Este proceso se repite las veces que sea necesario
para obtener una muestra confiable, cada muestra se almacena en su recipiente hasta
completas las necesarias.
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o Método del vertedero
Este método se aplica en plantas de tratamiento e industrias, consiste en la
obstrucción hecha en el líquido del canal para que fluya sobre ella. Se mide la altura de
la superficie liquida para determinar el flujo. Se realizan unos cálculos de acuerdo al tipo
de vertedero.
Este método no es muy aplicable ya que la mayoría de descargas se realizan por medio
de tuberías.
Se recomienda utilizar vertederos triangulares para descargas pequeñas.
o Canales abiertos
Se aplica para canales, quebradas, ríos, entre otras. Por medio de este método se
podrá observar la presencia de instalaciones que permitan la salida del vertimiento lo
que permite que su medición sea mucho más fácil.
Se debe determinar la velocidad de salida, la cual se puede obtener mediante el uso
de un elemento a flote a lo largo del canal, la velocidad superficial se obtiene mediante
la utilización de un molinete para hallar la velocidad media de la corriente.
o Molinete
Se utiliza un molinete, con hélice para el intervalo de caudales que se van a aforar,
debe calibrarse de forma regular y verificar el nivel de aceite, cinta métrica que resista
las condiciones de trabajo, cronometro, varillas para su instalación en la sección del
canal a aforar. (García Luis 2012, medición de caudales)
No deben existir obstáculos sobre la corriente que pueda alterar el paso del agua,
evitar secciones donde se presente turbulencia y seleccionar una sección en las orillas
que sea paralela.
Se coloca una cuerda que debe permanecer amarrada firmemente a las orillas del
canal, la cuerda puede estar marcada cada metro para facilitar la medición.
Se toma como referencia la cuerda para medir con la cinta métrica el ancho del
canal. Se selecciona el molinete de acuerdo al intervalo del caudal que se va a aforar.
Se inserta el molinete en dirección aguas arriba de la corriente, a una altura de 20% y
80% de la profundidad del canal, verificando el libre movimiento de la hélice, se inicia el
conteo del cronometro y el tacómetro del molinete.
Se determina la cantidad de revoluciones de la hélice y se repite el proceso para
verificar la precisión de los datos, se determina la profundidad del nivel de agua y se
repiten los pasos para verificar la velocidad de la corriente.
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o Flotadores
Se debe obtener el área transversal por medio del ancho del efluente, dividir en
secciones y medir la profundidad de cada una para obtener esta área, marcar una
distancia conocida a lo largo del canal, colocar sobre la superficie del agua un elemento
flotante y activar el cronometro.
Medir el tiempo transcurrido hasta que el objeto termine de recorrer la distancia
asignada, repetir este procedimiento varias veces y sacar un promedio. El objeto no
debe ser lanzado por la corriente ya que se atribuye una velocidad que afecta la
medición. (UNAD – Medición de caudales 2009).
PRINCIPALES PARAMETROS PARA MEDIR CARACTERISTICAS DE LAS AGUAS
RESIDUALES (Según resolución 1433 de 2004)
DBO5.
DQO.
SST
Coliformes fecales.
Oxígeno disuelto.
pH.
PLAN DE SANEAMIENTO Y MANEJO DE VERTIMIENTOS PSMV
Según la resolución 1433 de 2004 el PSMV es el conjunto de actividades y
proyectos necesarias para avanzar en el saneamiento y tratamiento de los vertimientos,
estos programas incluyen el transporte, recolección, tratamiento y disposición final de
las aguas residuales descargadas al sistema de alcantarillado o al cuerpo de agua que
recoge estas aguas. Este plan debe estar sujeto a las metas y objetivos de calidad y
uso que defina la autoridad ambiental competente.
Se identifica los principales involucrados en la gestión de saneamiento ambiental
y manejo de vertimientos líquidos a los cuerpos de agua.
Se realiza un análisis de la situación actual del cuerpo de agua receptor.
Se realiza un diagnóstico del sistema de alcantarillado y una descripción de las
infraestructuras existentes, numero de vertimientos, tramos y cuerpos de agua
receptores.
Identificación de la totalidad de vertimientos puntuales de aguas residuales.
Caracterización de las descargas de aguas residuales y de las corrientes y su
estado.
Determinar las proyecciones de la carga contaminante generada, recolectada,
transportada y tratada por vertimiento o tramo del cuerpo de agua receptor.
Determinar objetivos de reducción del número de vertimientos.
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Realizar una descripción de los programas, proyectos y actividades que se van a
desarrollar, con los cronogramas y las fases a cortos, mediano y largo plazo.
Formular los indicadores de seguimiento que reflejen el avance de las
actividades y los objetivos propuestos de acuerdo con la normatividad vigente.
Cuando se desarrollen las actividades y objetivos propuestos en el PSMV, se debe
realizar un control y seguimiento de estos, este seguimiento se realizar cada seis
meses por parte de la autoridad ambiental competente para determinar el avance de las
actividades programadas y para verificar la reducción de la carga contaminante en el
cuerpo de agua receptor.
Se realizan programas de monitoreo de los tramos del cuerpo de agua receptor en
los cuales se haya ejecutado el PSMV, en función de los objetivos y metas de calidad
establecidas según la normatividad.
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Tabla 1. Valores en los vertimientos de aguas residuales domésticas. Res 631 de 2015. Fuente: Ministerio de ambiente y desarrollo sostenible.
Tipos de vertimientos líquidos
o Aguas negras o fecales. o Agua de lavado domestico o Agua de limpieza de calles (aguas blancas) o Agua de lluvia y lixiviados. o Aguas residuales de origen doméstico y comercial.
Composición de residuos líquidos
Los residuos líquidos están compuestos por carga orgánica proveniente de
actividades familiares en las viviendas del barrio Lisboa y de la actividad comercial
generada.
Presentan compuestos sintéticos, carga inorgánica como detergentes y grasas, agentes
tenso activos.
Presencia de hidrocarburos, fenoles que provocan los problemas de olor.
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Componente Parámetro de calidad Características
Cloro residual Cloro libre y cloro combinado
Una concentración excesiva de cloro puede dañar las plantas presentes del lugar en el que se realice la disposición del agua residual, además la presencia de cloro puede provocar contaminación de las aguas subterráneas.
Sustancias inorgánicas disueltas
Materia disuelta (elementos como Na, Ca, Mg, Cl y B
Estos elementos en una gran concentración pueden causar daños en las plantas y en cultivos cercanos.
Metales pesados Cadmio, Zinc, Níquel y Mercurio
La acumulación de elementos pesados en el ambiente o en el agua es tóxica para los animales y las plantas, causa un riesgo en el agua.
Actividad del ion hidronio
pH El pH afecta la solubilidad de los metales y la alcalinidad del suelo. El pH normal del agua residual debe ir de 6.5 a 8.5.
Substancias orgánicas estables o refractarias al proceso de tratamiento.
Compuestos como fenoles, pesticidas e hidrocarburos clorados.
Estas sustancias generan resistencia a los métodos convencionales de tratamiento de agua residual.
Elementos nutritivos Nitrógeno, fosforo y potasio
Puede generar presencia de formas de vida acuática indeseable. La presencia de cantidades excesivas de estos elementos puede contaminar las aguas subterráneas.
Patógenos Organismos indicadores, coliformes totales y coliformes fecales
La presencia de organismos patógenos en el agua residual puede
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producir enfermedades. Materia orgánica biodegradable
DBO, DQO Una vez vertidas en el medio ambiente, su
descomposición biológica puede dar lugar al agotamiento del oxígeno disuelto en las aguas receptoras y a la
aparición de condiciones anaerobias.
Materia en suspensión Materia en suspensión La materia en suspensión puede desarrollar
depósitos de fango y de condiciones anaerobias cuando se vierte agua residual sin tratamiento a
un medio acuático. Además puede obstruir el sistema de riego.
Tabla 2. Características de los componentes presentes en el agua. Tomada y adaptada de (Metcalf & Eddy, 1991) (Mujeriego, 1990).
TECNOLOGIAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
REACTORES ANAEROBICOS
TECNOLOGIA REACTOR ANAEROBICO DE FLUJO ASCENDENTE CON MANTO
DE LODOS – RAFA (UASB)
Concepto, origen y nivel de tratamiento
Es una tecnología de tratamiento biológico de aguas residuales de tipo primario, en
el que la materia orgánica es degradada en un 70% por microorganismos, obteniendo
agua residual tratada, biogás y material biológico estabilizado (lodo).
Funcionamiento
El afluente ingresa al reactor por la parte inferior por medio del sistema de
alimentación y fluye a través del manto de lodo, donde se lleva a cabo la digestión
anaerobia de la materia orgánica. El biogás que se genera como producto se eleva
hacia la parte superior del reactor donde es recogido por la cámara de recolección de
gas. Finalmente el agua tratada sale del reactor por la parte superior a través de
canaletas de recolección del efluente. (Ing. Edison Uribe. 2005)
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Aspectos de diseño
Temperatura: Puede ser construido en climas con 10°C hasta los 30°C, sin
embargo para que sea óptimo es preferible rangos de temperatura de 20 a 30°C.
Población: Poblaciones con 10 habitantes hasta 100.000 habitantes, con
eficiencias de remoción de DQO mayor al 80% y de DBO al 85%.
Carga orgánica contaminante: Tiene la capacidad de tratar de 1 a 2 Kg
DQO/m³.dia hasta 50 Kg DQO/m³.dia.
Tiempo de retención hidráulica: Esta entre 4 y 12 horas, para temperaturas
menores a 22°C el tiempo puede ser de 17 a 24 horas.
TECNOLOGIA REACTOR ANAEROBIO DE FLUJO A PISTON (RAP)
Concepto, origen y nivel de tratamiento
El RAP es un sistema de tratamiento de aguas residuales de tipo biológico primario,
en el que la materia orgánica es convertida en biogás y materia sólida.
Funcionamiento
El RAP posee bafles en su interior que obligan al agua residual a subir y bajar varias
veces a través del reactor, lo que se conoce como flujo de pistón, este tipo de flujo hace
que la variación de los sólidos suspendidos volátiles, la DBO y la DQO sea paulatina, ya
que a medida que va pasando el agua residual por los bafles, el sustrato se estabiliza
gradualmente. (Ing. Edison Uribe. 2005)
Aspectos de diseño
DBO (mg/l) de 290 a 570.
DQO (mg/l) de 315 a 790.
Tiempo de retención hidráulica de 8 a 12 horas.
Población de 5.900 a 18.000 habitantes.
Caudal (m³/día) de 1281.3 a 3888.
Temperatura de 13 a 17°C.
TECNOLOGIA LAGUNAS DE ESTABILIZACION (Secundario o terciario)
LAGUNA ANAERÓBICA
Concepto, origen y nivel de tratamiento
Son una de las tecnologías más simples para tratar aguas residuales domésticas, ya
que retienen sólidos en suspensión y eliminan las concentraciones de compuestos
tóxicos presentes en las aguas residuales. Son estanques construidos en tierra, de
profundidad reducida que tiene como propósito conseguir que las aguas allí represadas
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lleguen a cumplir una serie de parámetros que no generen daños a la salud pública y
que las aguas tratadas no generen daños a cuerpos de agua receptores.
Funcionamiento
Empleo de alta carga orgánica, son pequeñas, de profundidad media a alta y
tiempos de retención hidráulica cortos. Coloración gris a negro.
Preferentemente para el tratamiento de ARD con aporte industrial.
Eficiencia en función del tiempo de retención 1, 2.5, 5 días
Reducción de DBO 50%, 60% y 70% (Ing. Edison Uribe. 2005)
Especificaciones de diseño (Tomado de tratamiento de aguas residuales
domesticas e industriales, 2005)
Carga volumétrica: 100g DBO/ m³/día
Profundidad: Entre 3-6 m
Área requerida: 0.1 – 1 hectáreas
Concentración de O: Menor a 0.16
SS en efluente: 80 – 200 mg/l
Nivel de tratamiento: Secundario
LAGUNA FACULTATIVA
Concepto
Tienen una capa aerobia superficial, una zona facultativa intermedia y una capa
anaerobia en el fondo que pueden tratar aguas residuales crudas o decantadas
Funcionamiento
La finalidad es la estabilización de la materia orgánica en un medio oxigenado, que
es proporcionado por las algas presentes y la reducción en el contenido de nutrientes y
bacterias coliformes. El aporte de oxigeno se logra por fotosíntesis. Tiene una eficacia
de 80 al 90% en reducción de DBO. (Tomado de tratamiento de aguas residuales
domesticas e industriales, 2005)
Especificaciones de diseño
El contenido de oxigeno varía de acuerdo a la profundidad y hora del día.
pH: entre 7.5 – 9.5
Área requerida: 1 – 4 hectáreas
Profundidad requerida: 1 – 2.5 m
SS en efluente: 30 – 100 mg/l.
Nivel de tratamiento: Secundario o terciario
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LAGUNA DE MADURACIÓN
Concepto
El objetivo es la eliminación de bacterias patógenas, también realizan eliminación de
algunos nutrientes, clarificación del efluente.
Funcionamiento
Presentan alto grado de estabilización de la materia orgánica. Es la fotosíntesis y la
aireación superficial las responsables de obtener el ambiente aerobio. Tiene una
eficiencia en reducción de DBO del 60 a 80%.
Especificaciones de diseño: Las especificaciones de diseño son muy similares a las
de lagunas facultativas
Nivel de tratamiento: Secundario o terciario
Aspectos de diseño
Parámetro Anaerobia Facultativa Maduración Aerobia
Carga orgánica Kg DBO/hab/día
200 – 1000 15 – 80 15 – 80 Depende de la capacidad de transferencia de oxígeno.
TRH (Días) 10 – 50 6 – 30 4 – 12 2 – 10
SS en efluente, mg/l
80 - 200 30 - 100 30 - 100 60 - 200
Tabla 3. Aspectos de diseño - lagunas de maduración. Fuente: Rodríguez, Guillermo. Procesos de depuración.
TECNOLOGIAS DE TRATAMIENTO AEROBIO
TECNOLOGIA LODOS ACTIVADOS
Concepto, origen y nivel de tratamiento
Este tipo de tratamiento se da en un tanque donde se introduce aire y se permite la
agitación del agua con el fin de generar condiciones ambientales adecuadas y asi
generar que los microorganismos se reproduzcan y conviertan la materia soluble en
biomasa la cual será removida posteriormente.
Funcionamiento
Los microorganismos consumen y oxidan la materia orgánica en conjunto la DBO. El
lodo activado se mantiene en el reactor mezclado por aireación. Cuando el lodo del
agua tratada pasan al tanque de sedimentación, los flóculos se eliminan y luego se
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recircula al tanque de aireación o de residuos para controlar el tiempo de retención de
sólidos. El efluente tratado (agua clarificada) se descarga a la fuente receptora. (Ing.
Edison Uribe. 2005).
ESPECIFICACIONES DE DISEÑO
o Locales: temperatura, pH, y la alcalinidad. Los cambios de temperatura en el
agua residual pueden afectar las tasas de reacción biológicas.
o El área necesaria es de 0.3 a 0.6 m²/habitante, la topografía se aconseja que
sea plana y para poblaciones de temperaturas cálidas el sistema funciona
con mejor rendimiento, sin embargo se puede implementar en temperaturas
frías y templadas.
o Temperatura de 14°C – 32°C.
o pH de 7.5 a 8.0.
TECNOLOGIA FILTRO PERCOLADOR
Concepto, origen y nivel de tratamiento
Por medio de esta tecnología se busca obtener la imitación de un ambiente acuático
natural junto con los organismos que lo constituyen con el fin de absorber los nutrientes
que trae el agua una vez pasa por este ecosistema.
Funcionamiento
El filtro percolador se encarga de sostener las bacterias, al filtrarse el agua. Estas
bacterias se encargan de consumir la materia orgánica presente en el agua residual,
generando agua tratada con el fin de no afectar otros cuerpos de agua receptores.
Condiciones ambientales requeridas
o Trabaja mejor en temperaturas templadas.
o Se debe analizar la dirección del viento para no afectar a la población con
posibles olores
o Debe realizarse un previo estudio del suelo para ver si resiste el peso del
tanque, el lugar debe ser plano o con pendiente baja.
TECNOLOGIAS DE TRATAMIENTO NO CONVENCIONAL
TECNOLOGIA TANQUE SEPTICO
Concepto, origen y nivel de tratamiento
Un tanque séptico consiste en un recipiente hermético de concreto, ladrillo u otro
material adecuado, el cual se encarga de sedimentar la materia en suspensión del agua
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residual para obtener un efluente con características adecuadas de tratamiento,
además retiene solidos flotantes y grasas presentes en el agua residual.
FUNCIONAMIENTO
Las grasas y aceites presentes en el agua residual se acumulan en la superficie del
recipiente formando una capa flotante, mientras que los sólidos sedimentables se
dirigen al fondo del tanque donde se someten a un proceso de descomposición y se
transforman en compuestos estables como carbono, metano y sulfuro de hidrogeno.
Aspectos de diseño
La retención hidráulica es de 1 a 3 días.
Se implementa para poblaciones de 200 a 300 habitantes dependiendo de las
características del agua.
Se debe tener en cuenta su configuración, integridad estructural,
impermeabilización, tamaño, accesorios, programación de inspecciones, limpieza
del tanque.
Área requerida: superficie de 0.4 a 0.6 m2/habitante, se recomienda un tamaño
mínimo de 750 gal. Se debe conservar 1.50 m distantes de construcciones,
límites de terrenos, sumideros y campos de infiltración, 3m distantes de árboles y
cualquier punto de redes públicas de abastecimiento de agua y 15 m distantes
de pozos subterráneos y cuerpos de agua de cualquier naturaleza. (Ing. Edison
Uribe. 2005).
TECNOLOGIA HUMEDALES ARTIFICIALES
Concepto, origen y nivel de tratamiento
Esta tecnología de tratamiento de aguas residuales se basan en humedales
naturales, estos se basan en la depuración de aguas residuales domésticas. Además
de tratar aguas residuales se pueden generar nuevos ecosistemas artificiales.
Funcionamiento: Presenta una función depuradora de aguas domésticas, la cual se
obtiene a través de la gestión de plantas, suelo y los microorganismos presentes.
Aspectos de diseño
El tiempo de retención hidráulica de un humedal artificial varía dependiendo del
tipo de especie a plantar.
Para una población de 1000 habitantes con un caudal a tratar de 170m3/día se
necesitaría aproximadamente un área transversal de 34m2, un área superficial de
2.962m2, obteniendo un largo de 80m y un ancho de 43m.
Se requiere de un área de entre 4 y 5m2 por habitante.
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3.2 Marco normativo
o Decreto 1541 de 1978: Normas relacionadas con el recurso del agua.
o Ley 99 de 1993: Crea Ministerio de Medio Ambiente, reordena el sector público
encargado de la gestión ambiental, crea el SINA.
o Decreto 3930 de 2010: Establece parámetros sobre usos de aguas y residuos
líquidos, da a conocer las normas sobre vertimientos para toda descarga de
residuo líquido.
o Constitución Política Nacional: Por medio de esta se establecen las reglas
para la protección de los recursos naturales como derecho y bien público; crea
y reglamenta organismos de control.
o Acuerdo Local JAL 01 de 2005: Mediante este acuerdo local se crea el Sistema
Ambiental Local – Sisloa- en la localidad de Suba, que trabaja bajo la figura de
“Red” para fortalecer la participación en el tratamiento de los problemas
ambientales de esta localidad.
o Ley 142 de 1994: Da a conocer que los vertimientos de residuos líquidos deben
ser dirigidos al sistema de alcantarillado y que las acciones de transporte,
tratamiento y disposición final deben estar a cargo de una empresa de servicios
públicos.
o Ley 23 de 1973: Establece las bases sobre prevención y control de la
contaminación del aire, agua y suelo y promovió facultades al Presidente de la
República para expedir el Código de los Recursos Naturales.
o Decreto 79 de 1986: Da a conocer pautas acerca del cuidado y manejo del
recurso hídrico.
o Ley 09 de 1979: Establece las medidas sanitarias a tomar en cuenta para el
manejo de residuos.
o Ley 373 de 1997: Mediante esta ley se establece el programa para el uso
eficiente y ahorro del agua.
o Decreto 1594 de 1984: Por el cual se reglamente el uso del agua y vertimientos.
o Decreto – ley 2811 de 1974: Por el cual se dicta el código nacional de los
recursos naturales renovables y de protección al medio ambiente.
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o Resolución 1433 de 2004: Se adoptan planes de saneamiento y manejo de
vertimientos y sus disposiciones y la resolución 2145 de 2005 que la modifica
parcialmente.
o Resolución 631 de 2015: Por medio de esta resolución se establecen los
parámetros y los valores límites máximos permisibles en los vertimientos
puntuales a los cuerpos de agua superficiales y a los sistemas de alcantarillado
público.
DISPOSICIONES GENERALES
La norma empezó a regir a partir del 1 de enero de 2016 la cual modifica ciertos
decretos, los cuales tienen un tiempo predeterminado para que empiecen a ser
acogidos por las distintas entidades que están ligados a estos.
2 años para generadores con permiso de vertimientos vigente y que estuviesen
cumpliendo el decreto 1594 de 1984.
1,5 años para aquellos con permiso de vertimientos vigente pero que no
estuviesen cumpliendo el decreto 1594 de 1984.
Si la empresa presenta Plan de Reconversión a Tecnologías Limpias tiene 3
años adicionales. Este plan debe ser presentado a la Autoridad Ambiental dentro
del primer año a partir de la fecha de publicación de la norma de vertimientos.
No se permite dilución de vertimientos.
Empresas que generen aguas residuales, pero que no realicen vertimientos, por
tener sistemas de recirculación, deberán formular el Plan de Contingencia y
Plan de Gestión del Riesgo del Vertimiento, a discreción de la autoridad
ambiental competente.
La nueva norma permitirá revisar los vertimientos puntuales que se realizan en
ocho sectores y 73 actividades productivas a partir de 56 parámetros que
consideran las características de actividades industriales, comerciales y de
servicios. Presenta tres características principales:
Esta establece los porcentajes máximos permitidos de vertimientos por actividad
productiva, antes todas las actividades productivas debían cumplir con un 20%
de porcentaje de vertimientos, ahora se establece un límite máximo permitido por
actividad económica.
Hace una diferenciación entre Aguas Residuales Domésticas (ARD) de las
Aguas Residuales no Domesticas (ARND).
Los valores y parámetros propuestos se elaboraron con los representantes de
diversos sectores productivos en donde quedó registro de que son cumplibles
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con los recursos técnicos, tecnológicos y económicos que hay disponibles en el
país.
La Nueva norma de Vertimientos se construyó durante cuatro años, a partir de la
revisión de normas internacionales, de información suministrada por las
autoridades ambientales en cada región, y con información reunida a partir de
tres grandes consultas públicas, dos concejos con técnicos asesores y
encuentros participativos con sectores productivos, gremios, asociaciones, la
academia y la comunidad en general.
Código sanitario ley 9 de 1979: ARTICULO 3o. Para el control sanitario de los
usos del agua se tendrán en cuenta las siguientes opciones, sin importar su
orden todas tienen la misma importancia a la hora de su distribución.
Consumo humano
Doméstico
Preservación de la flora y fauna
Agrícola y pecuario
Recreativo
Industrial
Transporte
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4. GENERALIDADES
4.1 Descripción del área de estudio
Ilustración 2. Barrio Lisboa - Localidad Suba - Bogotá. Tomado de: http://www.direccionesbogota.com
El barrio Lisboa se encuentra en la localidad de Suba al noroccidente de la ciudad,
este limita al norte con Barrios Verona y San Pedro, al sur con Santa Cecilia sectores I
y II y Villa Cindy, al occidente con Santa Rita y Berlín y al oriente con el Humedal Juan
Amarillo.
Este territorio presenta zonas verdes, al igual que llanuras que se han venido
disminuyendo con la urbanización.
En el ámbito socio – económico, el barrio cuenta con zonas residenciales, parques y
actividades de comercio y servicios. El estrato 2 predomina en el barrio, el sector
comercial se ve evidenciado en negocios ubicados en la vía principal del barrio.
En la zona aledaña del barrio se encuentra el humedal Juan Amarillo que presenta
contaminación generada por residuos sólidos y aguas residuales provenientes de la
actividad doméstica.
Presenta una parroquia, un ciclo vía contigua al rio Juan Amarillo, una biblioteca, un
centro para personas de la tercera edad y el parque donde se celebran eventos para
toda la comunidad el cual cuenta con recreación infantil y juvenil y espacios adecuados
para la realización de eventos deportivos.
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Debido a la falta de intervención y el deterioro en las vías del barrio Lisboa se
generan inundaciones en épocas de lluvias.
El barrio presenta una cobertura total de los servicios públicos domiciliarios en sus
viviendas.
El humedal Juan Amarillo tiene una extensión de 222.76 ha aproximadamente según
los datos proporcionados por la empresa de acueducto y alcantarillado de Bogotá EAAB
convirtiéndolo en el humedal más grande de Bogotá. Este humedal es un ecosistema
muy importante conformado por el sistema de humedales ya que su tamaño y posición
geográfica permite la conexión entre los humedales La Conejera, Jáboque y La Florida
a través del rio Bogotá y su cercanía a los cerros presentes en Suba permite la
movilidad de especies entre ecosistemas. (Plan de manejo ambiental Humedal Juan
Amarillo).
El barrio Lisboa cuenta con un sistema vial, de transporte, acueducto, saneamiento
básico y espacios públicos construidos.
4.2 Problemática ambiental
La problemática ambiental que se presenta actualmente en el barrio Lisboa, es la
disposición final de los vertimientos líquidos .Esto se debe a que esta población se
encuentra por debajo del nivel de las aguas, por lo que para dar una rápida eliminación
a estos vertimientos, los residuos líquidos son transportados por medio de la
implementación de bombas las cuales no poseen ningún control para determinar la
cantidad de aguas que son transportadas hasta el cauce del humedal Juan Amarillo. Al
arribar allí su descarga afecta no solo la composición de las aguas, sino que también la
fauna y flora presente en las zonas aledañas al humedal. Con la realización de este
procedimiento la afectación al humedal es de gran magnitud, ya que aumenta la
polución de las aguas haciendo que la carga de contaminantes sea cada vez mayor, lo
cual puede llegar a deteriorar rápidamente nuestros humedales.
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Ilustración 3. Límite entre el barrio Lisboa y el humedal Juan amarillo. Fuente: Autores – foto tomada por Miguel Sepúlveda.
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Ilustración 4. Límite del barrio Lisboa (Suba) con el humedal Juan Amarillo. Fuente: Autores – Foto tomada por Miguel Sepúlveda.
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4.3 Población expuesta al riesgo
La población cercana al humedal Juan Amarillo donde se evidencia la generación de
aguas residuales se ve afectada por varios aspectos:
Contaminación hídrica en el humedal Juan Amarillo.
Porcentajes altos de materia orgánica en los cuerpos de agua cercanos.
Contaminación generada por la descarga de basuras y escombros en días donde
no cuentan con el servicio de recolección de basuras.
Alteraciones en el drenaje y obras de infraestructura no adecuadas para el
humedal.
La población siembra plantas que no están relacionadas con las características
del ecosistema lo cual genera desequilibrio en el medio.
Presencia de animales en la zona del humedal como caballos, ratones, etc.
Fragmentación de la vegetación.
Perturbación de la fauna presente en el humedal.
“Desarticulación entre las localidades de Suba y Engativá frente al manejo
ambiental del humedal y las acciones que las organizaciones locales realizan en
este ecosistema” (Plan de manejo del humedal Juan Amarillo, Alcaldía mayor de
Bogotá D.C.).
Falta de apropiación del humedal Juan Amarillo por parte de los habitantes del
barrio Lisboa.
Malos olores debido a la generación de residuos y presencia de vectores.
La oferta para usos en el humedal Juan Amarillo.
Procesos de reciclaje no planificados alrededor del humedal.
Presencia de inseguridad debido al abandono de esta zona.
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Ilustración 5. Presencia de residuos sólidos y escombros en el límite con el humedal. Fuente: Autores – Foto tomada por Ángela Cuello.
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4.4 Salud pública
La realización de este procedimiento para el manejo de los vertimientos líquidos no
solo afecta a las aguas del humedal. El transporte de estos residuos producen
continuamente fuertes olores los cuales tienen un impacto directo sobre la población,
sin mencionar que se encuentran algunos lugares donde los residuos pueden quedar
estancados por días, siendo lugares propicios para la cría de mosquitos y desarrollo de
enfermedades que afectan continuamente a las personas que viven en zonas aledañas
al lugar de la realización del vertimiento.
En el barrio Lisboa la basura se recoge los días martes, jueves y sábado.
Ilustración 6. Presencia de residuos en el barrio. Fuente: Autores – foto tomada por: Ángela Cuello.
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4.5 Áreas de composición
La localidad de Suba tiene una extensión total de 10.055,98 hectáreas, 6.033,67 ha se
clasifican como suelo urbano, 880 ha como suelo de expansión y 3.141,31 ha
corresponden al suelo rural; dentro de estos tres suelos se localizan 1.754,66 hectáreas
de suelo protegido (Subdirección de Desarrollo Social, Sistema de Información
Geográfica. Bogotá, D.C).
Este territorio cuenta con varios humedales considerados como suelo protegido como el
humedal Juan Amarillo, a pesar de que las áreas de protección tienen restringidas las
posibilidades de urbanización, este territorio se ha visto afectado por varios factores
como la contaminación de la población y construcción de unidades de tipo 1 que son
sectores periféricos no consolidados, con deficiencias en su estructura y espacio
público las cuales generan aguas residuales que desembocan en el humedal afectando
este ecosistema.
Al alterar la cobertura natural vegetal protectora para establecer zonas urbanas, se
generan procesos corrosivos dentro de la zona por acción del viento, corrientes de agua
y lluvias. Esto puede generar zonas de alto riesgo no mitigable perjudicando así a toda
la población ya que tendrían que radicarse en otras urbanizaciones.
El barrio Lisboa cuenta con aproximadamente 2.647 habitantes (Subdirección de
Desarrollo Social. Bogotá, D.C., 2012). La composición por edad de la población
muestra que sus habitantes son, en su mayoría, jóvenes, pues el 27,5% es menor de
15 años y sólo un 4,8% es mayor de 64 años. (DAPD, Subdirección de Desarrollo
Social, Gerencia de Desarrollo Humano y Progreso Social. Bogotá, D.C., 2012).
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4.6 Condiciones socio – culturales de la población
El 75% de los habitantes del barrio Lisboa, trabajan como empleados o con negocios
independientes en la vía principal del barrio que es altamente comercial. La gran
mayoría gana el salario mínimo y en su mayoría los habitantes no aportan a la
seguridad social. El estrato que prevalece es el 2.
5. METODOLOGÍA
Según la resolución 1433 de 2004 el plan de saneamiento y manejo de vertimientos
es un conjunto de programas y actividades utilizadas para el saneamiento y tratamiento
de vertimientos, actividades de recolección, transporte, tratamiento y disposición final
de las aguas residuales descargadas al espacio público, en este caso el humedal Juan
Amarillo, teniendo como propósito la reducción de la carga contaminante en este
ecosistema.
Las generaciones de residuos líquidos y los sistemas de tratamiento implementados
deben seguir los parámetros de calidad y uso que defina la autoridad ambiental
competente, así mismo el PSMV será aprobado por esta autoridad. Este se debe
formular teniendo en cuenta la información presente sobre el uso y la calidad de los
cuerpos de agua receptores, en este caso los índices de calidad del humedal Juan
Amarillo, generando criterios de priorización por tratarse de un ecosistema importante
para el desarrollo de flora y fauna. El plan será ejecutado por las empresas prestadoras
del servicio público de alcantarillado.
Las autoridades ambientales encargadas de aprobar el PSMV son las definidas en el
artículo 13 de la ley 768 de 2002. Quien además realizara actividades de control y
seguimiento.
Alcalde de Bogotá.
Dos representantes del sector privado.
Un representante de las actividades sin ánimo de lucro.
El ministro de medio ambiente o su delegado.
El director de la corporación autónoma regional.
El plan de saneamiento y manejo de vertimientos se realizara con una proyección de
10 años de acuerdo al cronograma de actividades planteado.
La empresa a cargo del acueducto, alcantarillado y aseo es la empresa de
acueducto y alcantarillado de Bogotá EAAB.
Página 39
Por medio de esta propuesta se busca disminuir el aporte de aguas residuales al
humedal Juan Amarillo mediante descontaminación de vertimientos puntuales a través
de la construcción de sistemas de tratamiento en el punto afectado y así proponer
metas a largo plazo de forma realista, planificada y organizada.
o Análisis de involucrados, en el cual se identifican los principales actores
involucrados en la problemática de generación de residuos líquidos, el manejo
que se le da a estos vertimientos y la gestión y compromiso con el medio
ambiente.
o Análisis de la situación actual, en donde se realiza una planeación sistemática
donde se evidencian diferentes factores y su relación con el problema
presentado.
o Plan de acción, en donde se relatan las actividades a desarrollar para el logro de
los objetivos previamente establecidos.
o Evaluación del sistema de tratamiento según las características presentes en el
entorno.
o Sistemas de monitoreo y evaluación, donde se definen parámetros acordados
para medir el cumplimiento de las actividades acordadas en los diferentes
espacios de tiempo.
Ilustración 7. Proceso de formulación del plan de saneamiento y manejo de vertimientos. Tomado de: Guía metodológica para la formulación de los PSMV.
Analisis de involucrados
Analisis de la situacion actual
Prospectiva, analisis estrategico, formulacion de objetivos y actividades.
Página 40
Según el plan de manejo ambiental del humedal Juan Amarillo la recuperación de
este se debe hacer de acuerdo al contexto del paisaje y no solo considerando la
recuperación local del humedal sino garantizar el mejoramiento de la conectividad con
el fin de mejorar los ecosistemas que se unen a este humedal considerados en el POT
de Bogotá.
6. ESTUDIOS Y ANÁLISIS TÉCNICOS
6.1 Número y localización de vertimientos
Cerca del barrio Lisboa se ve la desembocadura de dos cuerpos de agua que
convergen en el rio Bogotá, los cuales son el rio arzobispo y el canal del salitre.
NIVEL DE COMPLEJIDAD POBLACION EN LA ZONA URBANA (HABITANTES)
CAPACIDAD ECONOMICA DE LOS USUARIOS
Bajo < 2500 Baja
Medio 2501 – 12500 Baja
Medio – alto 12501 – 60000 Media
Alto >60000 Alta Tabla 4. Niveles de complejidad según población y capacidad económica. Fuente: RAS 2000
NIVEL DE COMPLEJIDAD DEL SISTEMA
DOTACION NETA MINIMA (L/hab.dia)
Dotación neta máxima (L/hab.dia)
Bajo 90 100
Medio 115 125
Medio – alto 125 135
Alto 140 150 Tabla 5. Dotación neta mínima y máxima según nivel de complejidad. Fuente: Res 2320 de 2009 RAS
Para hallar la cantidad de agua residual generada por la población se tomara la tasa
de retorno establecido para el nivel de complejidad medio, el cual oscila entre 0.8 y
0.85, de donde se adopta un coeficiente de retorno de aguas domesticas de 0.8.
Para hallar la producción de carga contaminante tomaremos el determinante 50 gr
DBO/hab.dia) al ser un valor central según los determinantes de carga contaminante
establecidos por el RAS.
Caudales de operación
Medio: 4.0 m3/2
Máximo: 9.9 m3/s
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6.2 Balance de producción de residuos líquidos
6.2.1 Producción per cápita
115 𝑳
𝑯𝑨𝑩/𝑫𝑰𝑨∗ 𝟎. 𝟖 = 𝟗𝟐
𝑳.𝑨.𝑹
𝑯𝑨𝑩/𝑫𝑰𝑨
Se obtiene una producción per cápita de 92 litros de aguas residuales por
habitante en un día.
Producción de la población según nivel de complejidad y/o categoría
𝟗𝟐 𝑳. 𝑨. 𝑹
𝑯𝑨𝑩/𝑫𝑰𝑨∗ 𝟕𝟎𝟎𝟎 𝑯𝑨𝑩 = 𝟔𝟒𝟒. 𝟎𝟎𝟎
𝑳. 𝑨. 𝑹
𝑫𝑰𝑨
Carga contaminante: 50 𝐠𝐫 𝐃𝐁𝐎
𝐇𝐀𝐁/𝐃𝐈𝐀∗ 𝟕𝟎𝟎𝟎𝑯𝑨𝑩 = 350.000
𝐠𝐫 𝐃𝐁𝐎
𝐃𝐈𝐀
350.000 𝐠𝐫 𝐃𝐁𝐎
𝐃𝐈𝐀 𝟏𝟎𝟎𝟎𝒎𝒈
𝟏𝒈𝒓 = 350.000.000
𝒎𝒈 𝑫𝑩𝑶
𝑫𝑰𝑨
𝟑𝟓𝟎.𝟎𝟎𝟎.𝟎𝟎𝟎 𝐦𝐠 𝐃𝐁𝐎/𝐃𝐈𝐀
𝟔𝟒𝟒.𝟎𝟎𝟎 𝐋 .𝐀.𝐑/𝐃𝐈𝐀= 543.41
𝐦𝐠 𝐃𝐁𝐎
𝐋.𝐀.𝐑
El nivel de complejidad de los habitantes es medio y la producción de aguas
residuales al día por el total de los habitantes es de 644.000 litros.
6.2.2Total producción día
𝟔𝟒𝟒. 𝟎𝟎𝟎𝑳.𝑨.𝑹
𝑫𝑰𝑨∗
𝟏 𝑫𝑰𝑨
𝟖𝟔.𝟒𝟎𝟎𝑺𝑬𝑮= 𝟕. 𝟒𝟓
𝑳.𝑨.𝑹
𝑺
𝟔𝟒𝟒. 𝟎𝟎𝟎𝑳.𝑨.𝑹
𝑫𝑰𝑨∗
𝟏𝒎𝟑
𝟏𝟎𝟎𝟎𝑳= 𝟔𝟒𝟒
𝒎𝟑
𝑫𝑰𝑨
𝟔𝟒𝟒 𝒎𝟑
𝑫𝑰𝑨∗
𝟏 𝑫𝑰𝑨
𝟐𝟒 𝑯𝑶𝑹𝑨𝑺=
𝟐𝟔.𝟖𝟑𝒎𝟑
𝑯𝒐𝒓𝒂𝒔
La producción total de la población del barrio Lisboa es de 7.45 litros de aguas
residuales por segundo, la cual una parte de esta cantidad se dispone en el humedal
Juan Amarillo.
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6.3 Sistemas de manejo de residuos líquidos
6.3.1 Transporte de las aguas residuales
El transporte de las aguas residuales del barrio Lisboa se realza por tuberías y por
flujo de gravedad
6.3.2 Origen de los residuos líquidos
Los residuos líquidos son de origen domestico determinados por la actividad
generada por las viviendas del barrio Lisboa o de la concentración de residuos causada
por los habitantes como residuos orgánicos, grasas y detergentes, el sistema de
alcantarillado que presenta la comunidad arrastra todo este tipo de sustancias, además
de la contaminación y las aguas residuales generadas por la actividad comercial
presente en el barrio.
Cuando las personas sacan la basura el día de no recolección puede presentarse
contaminación por medio de la producción de lixiviados que son las sustancias
procedentes de la basura descompuesta y que se filtra al suelo por medio del agua.
Las aguas residuales lluvias se generan por el escurrimiento de la superficie de los
diferentes terrenos. Arrastran todo tipo de desechos y basuras que se encuentran en la
superficie.
6.3.3 Manipulación
Las redes de acueducto presentan una cobertura adecuada, el barrio Lisboa
presenta una proyección en las redes de acueducto para construcción, las redes
sanitarias estarían conectadas a la estación de bombeo – planta de Lisboa y
posteriormente a la planta de tratamiento Salitre.
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Ilustración 8. Pozos de inspección barrio Lisboa. Fuente: autores, foto tomada por Miguel Sepúlveda.
Ilustración 9. Sumideros o alcantarillas en el barrio Lisboa. Fuente: autores, foto tomada por Ángela Cuello.
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MATRIZ BASICA PARA SELECCIÓN DE TECNOLOGIA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
FACTORES
Tecnología Área Costo de inversión
Costo de operación y mantenimiento
Limitación Necesidad de energía
Residuos generados
Flexibilidad y eficiencia
Total
Ambiental Climática
UASB 8 7 6 5 3 8 4 2 43
Flujo a pistón (RAP) 7 7 8 5 4 5 2 3 41
Lagunas de estabilización
Anaerobia 6 7 8 8 9 8 9 8 63
Aerobia 4 8 7 7 7 8 7 6 54
Facultativa 5 6 8 7 7 8 5 7 53
Maduración 6 5 8 6 7 7 6 7 52
Lodos activados 8 4 3 3 4 3 7 7 39
Filtro percolador 6 7 8 7 6 8 5 6 53
Tanque séptico 5 8 8 6 6 7 4 3 47
Humedal artificial 2 6 5 5 5 7 8 6 44
Tabla 6. Matriz para selección de tecnología de tratamiento. Matriz tomada de clase residuos líquidos – Ing. Edison Uribe.
El sistema de calificación, se basa en el grado de importancia que el factor de evaluación ejerce sobre la alternativa (alto,
medio, bajo) y en el efecto producido por este factor en la eficiencia del tratamiento (positivo o negativo)
Tipo de incidencia sobre el factor evaluado:
o Alto: Con valores de 8 a 10 (Alto grado de favorabilidad de la tecnología)
o Medio: Con valores de 5 a 7 (Tecnología favorable con observaciones)
o Bajo: Con valores de 1 a 4 (Tecnología NO favorable)
Los valores fueron dados por los autores teniendo en cuenta características de la población y del terreno y
comparándolas con las características principales de cada tecnología de tratamiento de aguas residuales domésticas,
con el fin de establecer la más viable.
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7. TECNOLOGÍA APLICADA PARA EL TRATAMIENTO
De acuerdo a las características que presenta la población y el entorno donde se
evidencia la problemática se decide implementar la tecnología lagunas de estabilización
anaeróbicas.
Esta tecnología de tratamiento se decide teniendo en cuenta los siguientes factores:
o La población es de 7000 personas aproximadamente, lo cual es óptimo para el
funcionamiento de la tecnología.
o La laguna anaerobia tiene la posibilidad de tratar vertidos industriales fácilmente
biodegradables como frutas y lecherías en casi de que la actividad económica
del barrio cambie.
o Parte de sus aguas residuales caen al humedal Juan Amarillo, por esta razón se
escoge este sistema de tratamiento ya que produce un efluente de alta calidad,
ya que reduce de forma considerable los microorganismos que presenta.
o La laguna anaerobia no requiere de amplias extensiones de terreno para su
construcción.
o Los costos de construcción, operación y mantenimiento son bajos en
comparación con otras tecnologías de tratamiento y tomando en cuenta el
número de habitantes.
o De acuerdo a la producción de aguas residuales que produce el barrio Lisboa, se
puede usar este sistema de tratamiento ya que puede funcionar en caso de que
aumenten estas cargas de forma brusca.
7.1 Concepto y nivel de tratamiento
Las lagunas de estabilización son una tecnología para tratamiento biológico de
aguas residuales, se caracterizan porque son muy simples de mantener y operar. Este
sistema de tratamiento consiste en la construcción de estanques en tierra de poca
profundidad con el propósito de degradar la materia orgánica contenida en el agua
mediante procesos de autodepuración o estabilización natural al ser descargadas a las
lagunas de estabilización, con el fin de que dichas aguas alcancen a cumplir
parámetros de calidad que no representen un riesgo para la salud pública y que
generen un efluente que no genere problemas de contaminación ni alteraciones a otros
cuerpos de agua.
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El nivel de tratamiento de las lagunas de estabilización es secundario, es decir que
remueve gran cantidad de materia orgánica suspendida mediante procesos biológicos
como DBO y sólidos suspendidos. Este tipo de tratamiento intenta reproducir
fenómenos de estabilización naturales de la materia orgánica en el cuerpo receptor, en
estos estanques el procedimiento se realiza a una mayor velocidad por lo que la
descomposición de contaminantes se produce en poco tiempo (Min de ambiente. Guía
de gestión para el manejo, tratamiento y disposición final de las aguas residuales
municipales).
Según las características que presenta la generación de residuos y las
características de la población del barrio Lisboa sobre el humedal Juan Amarillo se ha
determinado las lagunas de estabilización anaerobias como tipo de tratamiento para
esta problemática. Estas lagunas trabajan en condiciones donde no hay presencia de
oxígeno, las profundidades de construcción requeridas son cortas y no se necesitan de
áreas muy grandes para poder implementar este sistema.
El objetivo principal de estos estanques es la reducción de sólidos en suspensión,
que pasan a incorporarse a la capa de fangos acumulados en el fondo y la eliminación
de materia orgánica del agua residual formando una capa de lodos que será extraída
cada 5 a 10 años, ya que la temperatura ambiente disminuye su volumen permitiendo
procesos de mineralización. (Guía de formulación aguas residuales 2002).
Este sistema de tratamiento representa varias ventajas en su operación:
o Es posible construir una laguna de estabilización anaerobia de un tamaño pequeño y con tiempos de retención medianamente cortos que no afecten o alteren el paisaje donde va a ser empleado.
o Presenta conservación de calor y los taludes representan una forma de aislamiento para prevenir el enfriamiento del agua.
o Disminución en los criterios de terreno para alcanzar un nivel determinado de depuración.
o Disminución del riesgo de arrastre de sólidos. o La concentración de sólidos en una zona pequeña favorece la compactación de
los fangos produciendo una mineralización en condiciones anaerobias. o Los costos de operación, mantenimiento e inversión son bajos. o Las lagunas anaerobias pequeñas permiten establecer diferentes tipos de
circulación, es necesario realizar operaciones de vaciado y limpieza. o Requieren poco suministro de energía ya que la remoción de materia orgánica se
realiza por procesos naturales. o La operación de este tipo de tratamiento es sencilla por lo que sus operarios
requieren de una capacitación media. o Generan poco barro en exceso y fangos, se genera una remoción de
microorganismos patógenos. o El mantenimiento que se requiere para la laguna es sencillo, se necesita hacer
una evacuación y disposición de los lodos cada 5 a 10 años.
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o Tiene posibilidades de tratar residuos industriales. o El efluente generado puede utilizarse para riegos de cultivos si no son de
consumo humano. o Permite una adaptación fácil del caudal y de carga orgánica. o Se debe impermeabilizar adecuadamente para no generar impactos negativos
sobre las fuentes de agua subterráneas.
Ilustración 10. Esquema. Lagunas de estabilización anaerobias. Fuente: Manuel de Oklay. Aguas residuales – sistemas de colección.
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7.2 Composición y funcionamiento
Ilustración 11. Funcionamiento lagunas anaerobias. Fuente: Ing. Pedro Ortiz 2014. Tratamiento por lagunas.
Las lagunas son una de las tecnologías más aplicadas y de fácil desarrollo para el
tratamiento de las aguas residuales provenientes de hogares, conocidos como aguas
residuales domésticas. Para el barrio Lisboa teniendo en cuenta las diferentes
especificaciones que se deben prever para el desarrollo de estos tratamientos, como lo
son espacio, temperatura y el riesgo a la salud pública, llegamos a la conclusión de
plantear el método de laguna de estabilización por método anaerobio.
Las lagunas anaerobias son usualmente utilizadas como la primera fase para el
tratamiento de las aguas residuales domésticas. El principal objetivo de este tratamiento
es reducir la mayor cantidad posible de solidos disueltos en el agua residual .Para
lograr esto es necesario la operación continua entre lagunas facultativas y de
maduración. En el barrio Lisboa debido a que el humedal no cuenta con tan alta carga
de sólidos en las aguas domésticas, se establecerá solo la laguna de estabilización
Anaerobia.
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FUNCIONAMIENTO LAGUNA ANAEROBIA:
Las lagunas anaerobias se encargan de degradar la materia orgánica presente en
ausencia de oxígeno, teniendo en cuenta esto, el funcionamiento de esta se divide en
tres pasos fundamentales:
HIDROLISIS:
En esta etapa se realiza la conversión de los elementos orgánicos presentes en las
aguas residuales con alta complejidad o insolubles, a otros compuestos de manera
más simple o que sean solubles en agua. Esta etapa se determina como la principal,
debida que en esta se suministran los componentes orgánicos para la estabilización
parcial anaerobia, buscando que estos puedan ser usados por las bacterias que
realizan el trabajo de las siguientes dos etapas.
FORMACION DE ACIDOS:
Una vez que los compuestos de alta complejidad son transformados a compuestos
de más fácil tratamiento, estos se ven utilizados por las bacterias generadoras de
ácidos, lo cual da como resultado el desarrollo de ácidos orgánicos volátiles. Entre los
principales ácidos resultantes se encuentran el ácido acético, butírico y propionico.
Una de las ventajas que contiene el realizar este procedimiento, es que la formación
de bacterias es muy rápida, esto se debe a que gracias al metabolismo de las bacterias
formadoras de ácido les es muy fácil la descomposición de los sólidos disueltos
iniciales. La reducción de estándares como el DBO5 y el DQO son de pequeñas
proporciones en esta etapa del procedimiento.
La conversión de carbohidratos a células bacterianas, se realiza de la siguiente
forma:
5(CH2O)x (CH2O)x + 2CH3COOH + Energía
FORMACION DE METANO:
Una vez que los ácidos orgánicos logran su composición final, un tipo diferente de
bacterias empieza a realizar el procedimiento de convertir los ácidos resultantes en los
componentes finales conocidos como metano y dióxido de carbono. Estos se
establecen como el resultado final de todo el procedimiento de laguna anaerobio, el
metano es un gas inodoro y con posible uso de combustible u el dióxido de carbono que
es un gas bastante estable el cual conforma una pequeña parte en la composición
usual de la atmosfera.
La liberación de estos gases incluye en el proceso el nacimiento de pequeñas
burbujas, las cuales se establecen como un indicador para el conocimiento del buen
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desarrollo de la laguna anaerobia .Esta fase es muy importante debido a que los
productos resultantes no contribuyen al aumento de la DQO y el DBO5 en el medio
trabajado.
7.3 Condiciones operativas
Para mantener las condiciones adecuadas para la adecuada digestión anaerobia, es
indispensable que todas las condiciones que se produzcan en la laguna sean óptimas
para que la materia orgánica realice correctamente la conversión al producto final del
dióxido de carbono y metano.
Para ello es necesario establecer los tiempos de retención de los líquidos en la fase
dos y tres (formación de ácidos y formación de metano), en la última etapa el tiempo de
retención debe ser mayor debido a que la conversión a metano y dióxido de carbono es
más lenta. En esta etapa es donde se producen variedad de olores los cuales serán
controlados con una nata desarrollada en la segunda fase que evitara la expulsión
masiva de estos olores. Es necesario el manejo del tiempo y la cantidad de residuos
líquidos a tratar, debido a que si se deja mucho tiempo una baja cantidad de líquidos
empezaran a nacer algas en toda la superficie lo cual provoca la muerte de las
bacterias y el proceso de conversión no se da adecuadamente.
Sin embargo además del desarrollo de las bacterias que degradan los sedimentos,
también se puede dar el nacimiento de otras bacterias, como lo es la bacteria
fotosintética del azufre, que da una coloración rojiza a las aguas retenidas en las
balsas, lo cual puede llevar a que se desarrollen plantas en la superficie del agua
retenida. Aun así si se tiene un control sobre estas es posible utilizarlas para disminuir
la cantidad de olor que es expedida, debido a que oxida los sulfuros del agua haciendo
que la aparición de olores no se vea reflejada
Es importante la revisión de valores químicos como lo son el PH y la temperatura
debido a que un buen o mal manejo de estos pueden influir en el resultado final del
tratamiento. En cuanto al PH las bacterias son muy sensibles a los cambios bruscos de
este por lo tanto si el valor de PH es menor a 6.8 el proceso de conversión se entorpece
por lo cual el tratamiento se ve ralentizado. Si el PH disminuye hay 6.2 se detiene
completamente haciendo que las labores hechas anteriormente sean una pérdida total.
Como se estableció anteriormente la temperatura es un ámbito principal debido a
que las bacterias metagenigenas se desarrollan mucho mejor si la temperatura en la
balsa es alta, por ello se establece entre 35-40º c, debido a esto las lagunas realizan el
proceso de conversión más rápidamente en épocas en las que la temperatura aumenta
considerablemente.
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Por esta razón al momento de proyectar los planos de construcción de la laguna
anaerobia es necesario tener en cuenta la conservación del calor en las balsas, así
como la sedimentación de materia ya que son aspectos que son responsables en el
degrada miento de la materia orgánica.
El punto crítico del proceso de conversión de las aguas se halla en el ajuste correcto
del tiempo de retención de las aguas de modo de que las bacterias logren
eficientemente la degradación, y que las posibilidades de desarrollo de algas sea
mínima. Por ello según estudios se recomienda tiempos de retención de 2 a 5 días
dependiendo de factores como lo son el agua a tratar y el clima de la zona. Si los
rangos establecidos son aplicados al tratamiento dará como resultado la conversión
completa de las aguas con cargas contaminantes y la calidad del efluente se mantendrá
en las mejores condiciones.
Características de funcionamiento Empleo de alta carga orgánica. Son pequeñas, de profundidad media a alta y tiempos de retención hidráulica cortos. Coloración gris a negro. Preferentemente para el tratamiento de ARD con aporte industrial.
Eficiencia en función del tiempo de retención
1, 2.5, 5 días
Reducción de DBO 50%, 60% y 70% Tabla 7. Características de funcionamiento - laguna anaerobia. Fuente: Ministerio de desarrollo económico. RAS 2000
Una vez finalizado el proceso se realiza una fase de recirculación, en la cual se
toma una parte del efluente del cauce ya tratado, y es introducido de nuevo en la
corriente original de este, con esto se busca dar siembra a microorganismos ya
adaptados al tratamiento y así conseguir una grado mayor de limpieza en las aguas que
están por tratarse.
Este sistema de tratamiento podría generar olores que ocasiones daños en el medio
ambiente, para poder controlar este problema, la laguna se ubica de tal manera que los
vientos no generen olores en la población, se adicionan compuestos químicos
neutralizadores y se realiza un proceso de instalación y mantenimiento de un manto de
nata sobrenadante para la disminución de posibles olores generados.
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7.4 Condiciones de diseño
Las consideraciones ambientales requeridas para el diseño de una laguna de
estabilización anaerobia son las siguientes:
o La topografía para la construcción de la laguna anaerobia es plana. o La forma de impermeabilización del suelo debe ser caracterizada, así mimo el
tipo de material que se utilice. o Estudiar el balance entre corte y relleno. o La tecnología debe ubicarse a 500m de la población. o El suelo no presenta riesgos de inundaciones. o Se desarrollan programas de protección para evitar la presencia de vectores y
malos olores. o La temperatura óptima para su funcionamiento es de 15 – 40°C. o El pH optimo es de 6.8 – 7.4. o No es necesaria una buena luminosidad para que la carga orgánica se consuma
de manera rápida. o Profundidad requerida de 2 – 5m. o Área requerida: 0.1 – 1 hectáreas. o Intervalo de tasa de acumulación: 0,08 a 0,113 litros / habitante x día.
7.5 Localización del sistema de tratamiento
La laguna de tratamiento anaerobio se ubicara en el punto donde terminan el cauce
de salida de la PTAR el Salitre y el del rio arzobispo, ya en su trayecto hacia el rio
Bogotá ya que mucha de esta agua no lleva ningún tipo de tratamiento. Lo ideal es dar
un manejo previo a cierta cantidad de agua con el fin de minimizar el impacto de los
residuos en el cauce del rio Bogotá.
7.6 Factores y necesidades del tratamiento
Área de construcción
Para la construcción de una laguna de estabilización anaerobia, el barrio Lisboa si
cuenta con el espacio disponible.
Para una población de 7000 habitantes, el área requerida es de 1.0 – 1 hectáreas y
requiere una profundidad de 3 – 6m. El área per cápita requerida se encuentra entre 1 a
6m2.
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El terreno disponible para la construcción de este sistema de tratamiento se
encuentra poco cuidado, por lo que se requiere de previas modificaciones con el fin de
no causar un daño al paisaje. Al ser tanques construidos en tierra de poca profundidad,
este sistema de tratamiento no genera un impacto visual que pueda afectar a la
población.
Limitación climática
La temperatura óptima para un buen funcionamiento de la laguna de estabilización
es de 15 – 40°C. La temperatura del barrio Lisboa es de 20°C aproximadamente.
Fuente: Bogotá/El dorado. Tiempo.
Residuos generados en tratamiento
Dependiendo de las características de las aguas residuales generadas por los
habitantes del barrio Lisboa se genera la acumulación de lodos en promedio de 0.03 a
0.04m3/hab.dia.
El efluente generado por las lagunas puede utilizarse para el riego de cultivos
agrícolas si cumplen con los criterios establecidos por la normatividad y no son de
consumo humano directo.
Procesos auxiliares
Por medio de la laguna anaerobia se retiene gran parte de los sólidos en
suspensión, con el fin de eliminar la mayor parte de la carga orgánica y reducir
concentraciones de diferentes compuestos que puedan alterar la calidad en el agua de
la fuente receptora.
El flujo de agua es horizontal y es necesaria la remoción de lodos. Para este
procedimiento no se requieren procesos auxiliares ya que la generación de lodos y
biogás en mínima, lo que garantiza la efectividad del sistema de tratamiento, los
procesos de operación son sencillos y no requieren complementos en el momento de
poner en funcionamiento el sistema.
Necesidad de personal
Para los procesos de operación y mantenimiento de la laguna anaerobia, se
requieren dos operarios distribuidos en dos turnos y se requiere medianamente
capacitación del personal para que puedan ejercer sus funciones debido a la facilidad
del sistema de tratamiento, además no se requiere el uso de energía y los procesos a
ejecutar son sencillos como mantenimiento del pH, limpieza de las estructuras de la
laguna, remoción de vegetación, labores de muestreo y control.
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Posibilidad de ampliación
Debido a las características que presenta el barrio Lisboa, no es posible la
posibilidad de ampliación o de implementación de unidades adicionales a futuro.
Para asegurar el funcionamiento del sistema de tratamiento se deben realizar
labores de mantenimiento de las estructuras.
Grado de complejidad
Los procesos no presentan complejidad, se realizan las siguientes funciones:
o Mantener limpias las estructuras de entrada, salida e interconexión.
o Mantener la laguna libre de vegetación.
o Mantener podados los taludes.
o Mantener el pH igual a 7.0 y el manto de nata sobre nadante que minimice la
presencia de olores.
o Evitar descargas turbulentas en el efluente.
o Realizar registros de los caudales de aguas residuales y de sus características.
Compatibilidad con otras unidades existentes
Esta tecnología es compatible con las lagunas de estabilización facultativa y de
maduración, debido a la disposición limitada del terreno, además se puede utilizar para
tratar aguas residuales que no son tratadas por la planta El Salitre.
7.7 Consideraciones de diseño sanitario y constructivo
Temperatura °C TRH días Remoción DBO %
15 – 20 2 – 3 40 – 50 20 – 25 1 – 2 50 – 60 25 – 30 1 – 2 60 – 80 Tabla 8. Relación temperatura, TRH y remoción DBO.
Fuente: Ministerio de desarrollo económico. RAS 2000.
Tiempo de retención (Días) Reducción de DBO%
1 50%
2.5 60%
5 70% Tabla 9. Periodos de retención - lagunas anaerobias. Fuente: Ministerio de desarrollo económico. RAS 2000.
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La excavación de tierra debe ser de forma cuadrada o rectangular en donde sus
paredes internas se encuentren de forma inclinada.
Se debe hacer una impermeabilización y recubrimiento de la excavación realizada
anteriormente con el fin de prevenir que las aguas residuales en el tratamiento se filtren
en el suelo y alteren cuerpos de agua subterráneos.
Esta impermeabilización se puede hacer por medio de tres métodos:
Por medio de tratamientos químicos y naturales, se realizan por medio de
colmatación es decir mediante la acumulación de solidos sedimentados o acumulación
biológica debido al crecimiento microbial, este procedimiento tarda en sellarse un año
aproximadamente lo cual requiere de otro método para garantizar que las aguas
residuales no se filtren.
También se puede realizar a través de procesos de compactación de la tierra o
cementación del suelo.
Para este caso se usara el método de recubrimiento de la zona excavada por medio
de geomembranas ya que es más seguro y no requiere de otro método para evitar la
filtración de aguas residuales.
Ilustración 12. Impermeabilización del terreno. Tomado de: www.eg-ingenieria.com.ar
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Ilustración 13. Ejemplos de lagunas anaerobias.
Tomado de: www.eg-ingenieria.com.ar
Es necesario construir taludes o terraplenes y diques para estabilizar y proteger el
perímetro donde se encuentra la laguna de estabilización anaerobia, de factores como
la erosión y presencia de vectores, además con esto se evita que otras personas
interfieran en la estructura, estos taludes son construidos en concreto o piedra y los
diques con material extraído de la excavación.
Ilustración 14. Lagunas anaerobias.
Tomado de: www.eg-ingenieria.com.ar
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7.8 Disposición final de los residuos líquidos y lodos – residualidad de la
tecnología
Ilustración 15. Disposición final de los residuos. Fuente: UNAD
El agua que fluye desde el humedal hasta el rio arzobispo va cargada de altos
residuos, al ser desviada al canal del salitre recibe un tratamiento en la PTAR del
salitre, sin embargo la capacidad de esta no es suficiente para desarrollar el tratamiento
de esta, por lo tanto se establecerá la laguna después de la planta y antes que
desemboque en el rio Bogotá para así obtener un agua tratada y con muy buena
calidad.
Ilustración 16. Vertimientos - PTAR Salitre. Fuente: Empresa de acueducto y alcantarillado de Bogotá.
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La cantidad de lodos generados por la laguna anaerobia es mínima, pero sin
embargo se contará con un pequeño lecho de secado al final de tratamiento para la
retención de estos antes de su recirculación al cauce de agua. La tasa de acumulación
de lodo varía de 0,03 a 0,04 m3/hab.año.
La limpieza deberá ser realizada cuando el volumen de lodo corresponda a la mitad
del volumen de la laguna. Esto ocurre cada n años, donde n es calculado por la
ecuación.
Dónde:
n = período de limpieza, años;
A = área del nivel medio, m2
Klodo = tasa de acumulación del lodo, m3/hab/año;
P = población contribuyente, hab.
7.9 Aspectos administrativos, operativos y de mantenimiento
La etapa de inicio de las lagunas de estabilización es demorada ya que se deben
establecer las condiciones ambientales de la zona y con esto el desarrollo de las
bacterias encargadas de la depuración es más lento. Por esto se debe organizar y
planificar la época del año en que se debe construir la laguna de estabilización con el
fin de que los microorganismos puedan crecer y la tapa de iniciación no sea muy
prolongada. Se recomienda realizarse en época de invierno o de menos temperatura
del lugar donde va a estar ubicada.
Al construirse la laguna se debe eliminar la vegetación que pueda quedar en el
fondo y llenarse de agua para evitar la presencia de plantas o maleza que puedan
producir agrietamientos dentro de la estructura y retrasar su funcionamiento.
Una vez construida la laguna y después de ser llenada según los parámetros
establecidos, se debe controlar el pH del agua manteniéndolo en 7.0 para que los
procesos de depuración se den de manera correcta.
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Las labores a ejercer por parte de los operarios serán:
o Mantener limpias las estructuras de entrada, salida e interconexión. o Remover vegetación en el interior de la laguna. o Mantener un pH de 7.0. o Realizar mantenimiento y remoción del manto de nata sobrenadante con el fin de
disminuir la presencia de malos olores que puedan afectar a la comunidad. o Mantener podados los taludes para prevenir presencia de vectores. o Medir el volumen de material dispuesto diariamente. o Realizar mantenimiento de las estructuras que conforman la laguna. o Evitar descargas turbulentas en el afluente de la laguna con el fin de evitar la
acumulación de espuma y grasas en exceso que puedan afectar el funcionamiento del sistema y generar malos olores.
Para la producción de la laguna de estabilización anaerobia se requiere de dos
operarios en turnos que se encarguen de las actividades de operación y mantenimiento,
la capacitación requerida es media.
Ilustración 17. . Lagunas de estabilización – mantenimiento. Fuente: UNAD
Se recomienda realizar la limpieza de lodos en época de verano o de mayores
temperaturas. El lodo debe almacenarse en pilas de casi dos metros de altura antes de
ser usado como abono, este se utiliza para programas agrícolas o de reforestación, en
caso de que el lodo no pueda utilizarse se debe disponer en un relleno sanitario.
La limpieza se debe realizar cuando el volumen del lodo alcance entre el 40% y 50%
del total de la laguna de estabilización anaerobia.
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7.10 Componentes técnicos
7.10.1 Consideraciones de costos
El tratamiento de aguas residuales por medio de lagunas de estabilización es un
proceso natural de tratamiento biológico. Se han desarrollado con el propósito de
suministrar efluentes adecuados para la mayoría de las aguas receptoras a bajo costo y
utilizando mano de obra no calificada. Por otro lado, después que el diseñador ha
dimensionado el sistema de tratamiento los procesos de estabilización, prácticamente
quedarán a merced de las fuerzas naturales y, por lo tanto, es muy poco lo que se
puede hacer además de mantener la laguna en buenas condiciones.
Los elementos primordiales para la instalación y fabricación de una laguna de
estabilización anaerobia son:
ELEMENTO COSTOS CANTIDAD
Medidores de Caudal 132.000 pesos 2
Alarmas 312.000 pesos 2
Kit de primeros auxilios 56.000 pesos 2
Tuberías de interconexión
2.300pesos mt 150mt
Implementos de protección
145.000pesos 2
Herramientas de mantenimiento
322.000pesos 2 juego
Impermeabilización 110.000 pesos 𝒎𝟑 30𝒎𝟑
Personal de vigilancia 689.454 pesos + prestación de ley
2 mensual
Uso de maquinaria 95.000 pesos alquiler /h
75 horas
Personal construcción 6000 pesos /h 8 trabajadores Tabla 10. Costos establecidos para la fase de construcción. Fuente: Cotización Constructor Sodimac Corona.
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Costos de construcción
Los costos que se deben tener en cuenta para la construcción de este tipo de
tratamiento son:
o Excavación de tierra previamente impermeabilizada. o Estructuras de entrada y salida. o Pantallas deflectoras para un tratamiento preliminar. o Difusor para el punto de entrada la cual consiste en una tubería simple con
descarga sobre la superficie de la laguna. o Preparación de la tierra para su impermeabilización y recubrimiento. o Estación de bombeo para lograr el flujo a la laguna del afluente. o Taludes o terraplenes y dique las cuales permiten proteger el perímetro donde se
encuentra la laguna para evitar la presencia de vectores, estos taludes son construidos en piedra o en concreto.
Costos de mantenimiento
Se deben considerar los costos de las siguientes actividades:
o Mantener limpias las estructuras de entrada, salida e interconexión. o Mantener un efluente con concentraciones mínimas de solidos suspendidos y
DBO. o El operario debe mantener limpias las estructuras con el fin de evitar problemas
de salud a la población, remover vegetación. o El nivel del pH del agua residual tratada debe mantenerse en 7.0. o Se debe implementar y mantener un manto de nata sobrante la cual disminuye la
presencia de olores que pueda generar el sistema de tratamiento. o Requiere capacitación de personal media.
Costos de operación
Para la operación del sistema de tratamiento, lagunas de estabilización anaerobias
se debe considerar costos de operación como:
o Costos de impermeabilización de la tierra y construcción de pantallas reflectoras. o Estructuras de entrada y salida. o Construcción de taludes.
Para la operación de las lagunas de estabilización anaerobias se requiere de dos
operarios en turno para realizar labores de toma de muestra, operación y
mantenimiento, el personal debe estar medianamente calificado.
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7.10.2 Manual de operación de la alternativa
El proceso de laguna de estabilización es uno de los procesos más eficientes para
ejecutar en el tratamiento de aguas residuales ya sea a gran escala o en pequeños
predios domésticos
Para que el desarrollo de esta sea eficiente es necesario establecer puntos de
mantenimiento y funcionamiento de estas para explotar su máximo potencial.
El sistema de tratamiento de aguas residuales que se implementará para tratar las
aguas residuales consiste en:
Ilustración 18. Funcionamiento - Laguna anaerobia - manual.
Descarga
Se conocen diferentes distribuciones de las celdas para obtener dependiendo del
lugar una mayor eliminación de residuos, el que se trabajara para el afluente propuesto
será una distribución mixta. Serie y paralelo.
El objetivo primordial de la laguna es remover la mayor cantidad de solidos disueltos
en el agua por lo tanto es necesario llevar un estricto control para el manejo y
mantenimiento de la laguna anaerobia.
Al comenzar el proceso de la laguna, las pérdidas del líquido por percolación son de
gran cantidad. Esto se debe a que la tierra donde se encuentra la laguna absorbe
bastante agua mientras se satura para dejar un funcionamiento de la laguna óptimo Si
no se toman en cuenta las diferentes especificaciones para el buen manejo de la laguna
se pueden producir varios problemas como el nacimiento de olores y el desarrollo
continuo de plantas sobre el agua a tratar.
Para el funcionamiento óptimo de la laguna son necesarios ciertos parámetros a
seguir para que se complete el proceso de remoción, algunos de estos son:
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Llenar la laguna hasta con 1 mt de altura si no se tiene suficiente aguapara así
proceder a la segmentación dividiendo por medio de las celdas las diferentes cajas de
distribución. Es necesario contar con una revisión del Ph cada 24 horas
aproximadamente, el cual debe estar entre los valores de (7.0 a 7.5). Si este no cumple
con los parámetros establecidos es necesario complementar el agua con solución de
Cal(1 libra por cada 20lts de agua.
Para tener un control preciso de la laguna es indispensable el cumplimiento de
normas básicas como:
No permitir la entrada de personas ajenas al tratamiento a menos de 100mts de la
laguna.
Vigilar que la distribución de caudal a las cajas de distribución sea igual a lo
estipulado. Se debe tener la misma altura en ambas salidas de la caja distribución.
Vigilar que se mantengan los niveles de agua y los caudales establecidos para una
operación perfecta de la alguna.
Cada 12 horas hacer que el agua en la laguna tenga pequeñas oscilaciones para así
evitar el crecimiento de insectos en la laguna.
Para poder realizar el proceso de depuración de las aguas residuales es necesario
llevar un control de funcionamiento, para proporcionar un agua con buena calidad.
Algunos de los caracteres a tener en cuenta son:
Realizar el mantenimiento cuando se presenten olores muy fuertes.
Cada seis meses realizar el mantenimiento.
Cuando el color del agua es demasiado turbio en la salida de la laguna.
Para la comprobación de falencias en el sistema se realizan 3 veces a la semana
ciertos análisis:
DBO5 U DQO. PH. ALCALINIDAD. COLIFORMES FECALES. SOLIDOS EN SUSPENSION. SOLIDOS TOTALES.
Estos deben ser ejecutados tanto en la entrada como en la salida de la laguna para la
evaluación de calidad del producto y hallar las posibles falencias en el proceso.
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7.10.3 Estrategias de ejecución del proyecto
Los aspectos más importantes que se tomaron en cuenta para el planteamiento de
la construcción de la tecnología de tratamiento son:
o La simplicidad de la tecnología en cuanto a aspectos constructivos y operativos.
o El área que se requiere para su construcción es pequeña, por lo cual no afecta.
o Se retiene la mayor parte de los sólidos en suspensión presentes en las aguas
residuales antes de su descarga al cuerpo de agua final.
o No se requiere realizar un tratamiento preliminar.
o La topografía del terreno permite la construcción de una laguna anaerobia para
el tratamiento de las aguas residuales provenientes del barrio Lisboa.
o No es necesaria una buena luminosidad para que el sistema de tratamiento
funciones correctamente.
o No es necesario esperar tanto tiempo para poner en marcha el sistema de
tratamiento, por la tanto puede iniciar una vez llenada la laguna.
o Las operaciones de mantenimiento no son muy complejas, se requiere mantener
limpias las estructuras que lo conforman, mantener libre de vegetación, mantener
un pH igual a 7.0, conservar el manto de nata sobrenadante para evitar la
presencia de olores entre otros.
o Presenta un bajo costo de construcción, operación y mantenimiento.
o No requiere consumo de energía.
o El personal requiere capacitación medianamente para los procesos de operación
y mantenimiento.
7.10.4 Licencias y permisos ambientales
Para la implementación de la laguna anaerobia y por consiguiente la construcción
del sistema de tratamiento para aguas residuales no se requiere de licencia ambiental
sino un plan de manejo ambiental como lo establece el parágrafo del artículo 1 de la
resolución 1433 de 2004. “Parágrafo. Para la construcción y operación de sistemas de
tratamiento de aguas residuales que sirvan a poblaciones iguales o superiores a
200.000 habitantes, el PSMV, hará parte de la respectiva Licencia Ambiental.”
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8. RESULTADOS
Se obtienen los parámetros que presentan las aguas residuales del barrio Lisboa
que son descargadas al humedal Juan Amarillo, en diferentes tramos de la cuenca.
VARIABLE T. BAJO T. MEDIO T. ALTO
pH 7.1 (0.62) 7.3 (0.64) 6.8 (0.48) Alcalinidad Equiv CaCO3/L
3086 (1839) 2966 (2399) 1285 (820)
Turbidez (NTU) 36 (58) 30 (42) 17 (23) Conductividad 392 (214) 311 (130) 177 (54) DT (mg CaCO3/L) 86 (28) 97 (38) 57 (15) DQO (mg/L) 219 (207) 382 (416) 179 (174) DBO (mg/L) 33 (37) 90 (134) 74 (91) SST (mg/L) 1343 (3596) 1349 (3114) 197 (214) ST (mg/L) 1537 (3166) 3730 (9243) 371 (246) SDT (mg/L) 412 (465) 2386 (6136) 174 (95) O2 (mg/L) 2.6 (1.7) 3.0 (1.6) 6.1 (1.9) NO2 (mol/L) 1.00 (1.43) 0.06 (0.11) 0.06 (0.12) NO3 (mol/L) 7.70 (22.7) 2.21 (3.85) 1.39 (2.98) NH3 (mol/L) 847 (853) 703 (982) 133 (174) NTK (mol/L) 2196 (2623) 1350 (1500) 670 (839) COT (mg/L) 30 (40) 33 (25) 25 (15) Tabla 11. Parámetros de las aguas residuales provenientes del barrio Lisboa. Fuente: Plan de manejo ambiental Juan Amarillo (2010) – acueducto de Bogotá.
Se tomó en cuenta las características de la población, características del terreno
dispuesto para la tecnología de tratamiento, cantidad de vertimientos generados por la
población, número de habitantes, área disponible y posteriormente se evaluaron varios
sistemas de tratamiento con el fin de escoger la que remueva mayor cantidad de
contaminantes de las aguas residuales y que no afecte a la población ni al territorio, con
el fin de que el agua resultante del tratamiento no afecte ningún cuerpo de agua y que
los habitantes presentes mejores condiciones en su entorno.
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Tecnología de tratamiento
Definición Aspectos a favor según características
Aspectos en contra según características
UASB Tratamiento de aguas residuales primario de tipo biológico, la materia orgánica es degradada en un 70% por microorganismos.
Fácil de construir. El área requerida para su construcción es mínima. No necesita energía. Baja producción de lodos. Bajos costos de inversión. Tolerancia a altas cargas orgánicas. No genera ruidos.
La fase de iniciación dura mucho tiempo retrasando el tratamiento. Se necesita un pos tratamiento. Genera olores incomodos. La remoción de materia orgánica puede ser regular dependiendo de la operación.
Flujo a pistón (RAP)
Es un tipo de tratamiento primario de aguas residuales, en donde la materia orgánica se convierte en materia sólida y biogás, presenta un medio poroso para separar las fases liquida y sólida.
Bajos costos de operación y mantenimiento. No genera ruidos. Operación simple. Poco requerimiento de área. Construcción sencilla.
No remueve patógenos ni nutrientes. La fase inicial es lenta. Produce malos olores. Se necesita un pos tratamiento. El gas generado no se utiliza.
Lagunas de estabilización
Es un tratamiento de aguas residuales secundario simple, los tanques son construidos en tierra de poca profundidad y se encargan de regular parámetros de calidad en el agua que representen un riesgo para la salud pública y que el efluente generado no genere problemas ambientales.
Fácil operación y mantenimiento. Bajos costos de operación. Baja producción de lodos. Nulo consumo de energía. La capacitación requerida es media. Los lodos se disponen después de 5 a 20 años. Posibilidad de tratar vertidos industriales. Bajos costos de producción y mantenimiento. Pueden absorben gran cantidad de cargas orgánicas.
Se da una concentración alta de algas lo que puede ocasionar problemas en las fuentes receptoras. Puede ocasionar impactos en las fuentes de agua subterránea si no se realiza un adecuado recubrimiento. Puede generar malos olores si no se realizan las instalaciones adecuadas.
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Lodos activados Dentro de un tanque se generan condiciones adecuadas ambientales y mediante una introducción de aire en el cuerpo de agua lograr la reproducción de bacterias que conviertan la materia orgánica en biomasa.
Está compuesta por microorganismos que reducen la carga orgánica. Sus parámetros pueden ser controlados. Se pueden reducir compuestos orgánicos peligrosos. No requiere sedimentación primaria.
Los costos de operación son altos. Es más sensible a la variación de caudales y tóxicos. La eficiencia del sistema de tratamiento depende del manejo del lodo.
Filtro percolador Se imita un ambiente acuático natural mediante organismo descomponedores de materia orgánica, agua, nutrientes y químicos y se absorben nutrientes presentes en el agua rociando el resultado sobre el caudal.
El área requerida para su construcción es baja. La remoción de DBO es alta. Bajo costo por persona. No se requiere energía eléctrica. El lodo removido puede utilizarse como abono.
La tecnología requiere de un procedimiento preliminar de sedimentación. El diseño del perfil hidráulico debe ser muy cuidadoso. De acuerdo a la operación dada en algunos casos puede no cumplir con los requisitos.
Tanque séptico Es un sistema de tratamiento que consiste en un recipiente hermético encargado de retener solidos flotantes y grasas, además de la sedimentación de la materia orgánica sedimentada en el fondo.
Fácil operación. Los costos de mantenimiento son bajos. No requiere energía eléctrica. No se requiere de un operario. El lodo resultante puede utilizarse como abono. Las fases de construcción y operación son simples. El porcentaje de remoción de materia orgánica es alto.
La capacidad de tratamiento en cuanto a habitantes es muy limitada. Se requiere de un pos tratamiento para que el efluente cumpla con los requisitos establecidos.
Humedal artificial Son sistemas de tratamiento basados en humedales
Sus costos de construcción son bajos.
Adaptada para poblaciones flotantes.
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naturales, sirve para depurar aguas residuales con características domésticas. Remueven metales pesados. Remoción del 90%. No genera olores molestos. No produce vectores.
Estos espacios pueden ser utilizados como recreación. Favorece la valorización y conservación del paisaje.
Tratamiento de poblaciones pequeñas. Facilidad de obstrucción en el conducto del agua. Se requiere gran cantidad de área para su construcción.
Tabla 12. Tecnologías para el tratamiento de aguas residuales. Aspectos a favor y en contra de acuerdo a las características establecidas. Fuente: Adaptado de Ing. Edison Uribe – Tratamiento de aguas residuales domésticas e industriales.
Se elige el sistema de tratamiento laguna de estabilización anaerobia, describiendo
las características que requiere, su funcionamiento, ventajas, operación y actividades
de mantenimiento para reducir las aguas residuales vertidas por este barrio y disminuir
o eliminar la carga contaminante que se vierte en el humedal Juan Amarillo.
Este sistema de tratamiento tiene un porcentaje de remoción de DBO5 alto y va en
función del tiempo de retención.
Días Reducción de DBO5
1 50%
2.5 60%
5 70% Tabla 13. Eficiencia del sistema de tratamiento. Fuente: Ing. Uribe Edison.
8.1 Necesidades químicas
Para el funcionamiento de este sistema de tratamiento no se requieren productos
químicos como complemento, ya que los procedimientos a realizar son sencillos, se
usan tratamientos naturales para la descomposición de compuestos orgánicos.
Durante los procesos de tratamiento de aguas residuales se produce la conversión
de tratamientos orgánicos, donde se producen compuestos para generar una
estabilización que permite que las bacterias generadas o compuestos generados
puedan utilizarse en otras etapas.
Estas bacterias son utilizadas por bacterias generadoras de ácidos, después son
utilizadas para convertirlos en metano y dióxido de carbono, con la aparición de estos
gases se deberían evidenciar burbujas en la laguna lo que representa el buen
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funcionamiento para la eliminación de la materia orgánica presente en aguas
residuales.
8.2 Necesidades energéticas
Este sistema de tratamiento no requiere el uso de energía, debido a los
procedimientos que utiliza para el tratamiento de aguas residuales, en este caso no
interviene el costo futuro de energía.
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9. ANÁLISIS DE RESULTADOS
Este proyecto se formula con el fin de proponer una alternativa para el manejo y
tratamiento de las aguas residuales del barrio Lisboa ubicado en la localidad de Suba
en la ciudad de Bogotá, buscando reducir la carga contaminante que llega al humedal
Juan Amarillo, lo cual implica la contaminación de este ecosistema alterando la flora y
fauna presente en el lugar, además debido a estas descargas de aguas residuales se
genera alteración en el paisaje de forma negativa y presencia de vectores y
enfermedades que afectan a la población.
La alternativa de solución manejada es una laguna de estabilización anaerobia la
cual es de fácil manejo, y no se requiere la disposición de un gran terreno para su
construcción.
El barrio Lisboa cuenta con una población de 7.000 habitantes, lo que permite que el
área requerida para la construcción del sistema de tratamiento sea de 0.1 – 1 hectáreas
y una profundidad de 3 – 6 m. Al necesitar poco espacio para esta construcción, no se
genera un impacto visual que afecte a la población o la estructura que presente el
barrio.
Este sistema de tratamiento es simple para tratar aguas residuales provenientes de
las viviendas y negocios del barrio, con el fin de que el agua residual destinada a la
laguna cumpla unos parámetros establecidos para que en caso de llegar al humedal
Juan Amarillo no genere contaminación en este cuerpo de agua o alteración en su
ecosistema, para no generar problemas ambientales en el futuro.
Para esta construcción se realiza una excavación e impermeabilización de la tierra y
establecer las estructuras de entrada y salida para el tratamiento de estas aguas
residuales. La generación de lodos es mínima y cuando el efluente generado por la
tecnología cumple con la normatividad establecida, se puede utilizar para el riego de
cultivos agrícolas si estos productos no son de consumo humano directo. La
residualidad de biogás generada es mínima.
Durante los procesos de mantenimiento se deben tener limpias las estructuras y
mantener el pH y el color de las lagunas, es necesario mantener libre de vegetación las
lagunas y mantener los taludes en buen estado para evitar la presencia de insectos.
El nivel de capacitación del personal que se requiere es media, los procesos de uso
y mantenimiento son simples, no se requiere el uso de energía y sus costos de
construcción, operación y mantenimiento son bajos.
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Este sistema de tratamiento se realiza con una proyección a diez años y si se siguen
los parámetros establecidos de operación, mantenimiento y control de la laguna, el
funcionamiento de este no sufriría procesos de estabilización en el tratamiento de
aguas residuales.
Además se realiza una identificación de los impactos ambientales generados por la
ejecución del proyecto.
IMPACTO AMBIENTAL ACCION DE PREVENCION O MITIGACION
Contaminación en el aire por emisiones de polvo en el transporte de materiales durante la construcción y los procesos de excavación de tierra.
Adecuación de un sitio para la disposición final del material sobrante de la construcción. Cubrimiento de materiales durante su transporte y almacenamiento.
Perdida de propiedades de tierra al ser excavada.
Implementar infraestructura de estabilización de suelo. El área usada para la construcción del sistema es pequeña por lo cual no afecta el paisaje.
Generación de malos olores provocando contaminación en el aire.
Aislamiento del sistema de tratamiento. Adición de compuestos químicos neutralizadores. Instalación y mantenimiento de un manto de nata sobrenadante para la disminución de posibles olores generados.
Presencia de vectores. Construcción de taludes o terraplenes y diques para proteger el perímetro donde se encuentra la laguna de estabilización anaerobia.
Contaminación de aguas subterráneas. Impermeabilización y recubrimiento de la zona excavada con el fin de que las aguas residuales a tratar no se filtren y no alteren cuerpos de agua subterráneos.
Erradicación de cobertura vegetal en la construcción de infraestructuras.
Programación de infraestructura de estabilización del suelo y reforestación en las áreas de influencia directa.
Generación de residuos. Mantenimiento de las estructuras de tratamiento.
Contaminación de cuerpos de agua por medio de descargas de vertimientos líquidos antes del funcionamiento de la laguna.
Implementación de una estructura temporal de manejo de aguas residuales si las condiciones del terreno lo permiten.
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Contaminación leve de cuerpos de agua por la descarga de aguas residuales tratadas.
Control de los procesos de tratamiento de las aguas. Programas de monitoreo. Evaluación de la eficiencia en el sistema de tratamiento.
Contaminación del suelo y cuerpos de agua cercanos por la inadecuada disposición de los lodos generada en el sistema de tratamiento.
Implementación de actividades de recolección y tratamiento de lodos.
Tabla 14. Impactos ambientales generados por la construcción. Fuente: Ministerio de medio ambiente. Guía para el manejo, tratamiento y disposición final de las aguas
residuales (2002).
Recursos naturales utilizados en el proyecto
o Uso de agua para actividades de llenado de la laguna y limpieza del sistema de tratamiento.
o Uso de agua en la fase de construcción y adecuación del terreno. o Adaptación de la tierra, excavación e impermeabilización y cubrimiento. o Desplazamiento de vegetación existente (pastizales y algunas plantas). o Contaminación del aire por procesos de transporte de material y generación de
posibles olores. o El sistema de tratamiento genera lodos que pueden utilizarse como abono si
cumple con los requisitos establecidos. o El agua tratada puede utilizarse para el riego de cultivos si no son de consumo
humano directo.
Programa de seguimiento y monitoreo
Se realizan obras de protección para evitar la presencia de vectores y el crecimiento
de vegetación.
La nata sobrenadante requiere de tratamiento y remoción para evitar la presencia de
olores molestos para la población.
Los operarios encargados de controlar y mantener el sistema de tratamiento deben
llenar registros donde se evalúa los criterios de calidad del agua residual tratada y de
las características del efluente.
El lodo debe removerse cuando alcance un 40% del total de la laguna, sus procesos
de mantenimiento no son complicados y los materiales a utilizar son de fácil
adquisición.
Además, se establece unas estrategias y planes de acción para la gestión y el manejo
de aguas residuales durante la ejecución de la tecnología seleccionada.
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Estrategia 1: Coordinación institucional
Es necesario implementar una estrategia que involucre a las autoridades competentes
para el desarrollo de la tecnología en el manejo de aguas residuales, ya que estos
aportan los recursos técnicos y financieros para el desarrollo de la tecnología. Con esto
se podrán generar acciones encaminadas al cumplimiento de los objetivos
implementados al inicio del proyecto.
En primer lugar, se realiza una definición de alcances y funciones, se realiza un
calendario a corto y mediano plazo en el que se verifique la efectividad del sistema de
tratamiento que se implementó en el barrio Lisboa y así mismo las posibles
consecuencias que pueda llevar la construcción del proyecto.
Se realiza un proceso de información a la comunidad acerca del proyecto y de los
beneficios que trae a la población el tratamiento de las aguas residuales y él porque es
perjudicial para la salud y el entorno la contaminación del humedal Juan Amarillo que es
donde desembocan estas aguas residuales domésticas.
Se implementa un programa de asistencia técnica en la ejecución del sistema de
tratamiento de las aguas residuales.
Estrategia 2: Planificación y establecimiento de programas
Esta estrategia consiste en identificar los centros poblados donde se genera mayor
impacto ambiental al humedal Juan Amarillo y evaluar los alcances y funciones
implementados en la estrategia anterior, con el fin de definir la vida útil del sistema de
tratamiento y si su actividad fue acoplada por la población. Además, se debe orientar de
manera coordinada el sistema de tratamiento y su ejecución en el manejo de las aguas
residuales domesticas producidas por el barrio.
Estrategia 3: Optimización del sistema de tratamiento construido
En esta estrategia se desarrolla las actividades definitivas en cuanto a la ejecución y
mantenimiento del sistema de tratamiento, se definen los horarios de puesta en marcha
del sistema, además se establecen soluciones en caso de que se hayan identificado
problemas con la implementación de este método de tratamiento de aguas residuales
en el barrio.
Estrategia 4: Implementación de información y reglamentación.
Esta estrategia contempla las actividades de actualización de la información, con el fin
de que la población pueda acceder a esta y conocer más acerca del sistema de
tratamiento y los motivos de su construcción, además se implementa la metodología
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tarifaria de acueducto y alcantarillado de acuerdo con las tasas ambientales y el servicio
complementario de tratamiento de aguas residuales domésticas.
Además de las estrategias definidas para el plan de seguimiento también se realizan
otras actividades para verificar la eficiencia del sistema de tratamiento:
Monitoreo y estudios de la calidad de la fuente receptora antes y después de
implementar el sistema de tratamiento de agua residual.
Caracterización del agua residual producida por el barrio Lisboa.
Análisis del sitio donde está ubicado el sistema de tratamiento con el fin de
determinar si sus condiciones pueden afectar el funcionamiento de esta.
Realizar una valoración general de las ventajas y desventajas que trae el sistema
de tratamiento.
Además, en cada visita se realizan listas de chequeo para definir y conocer las
características principales de la laguna de estabilización.
Ilustración 19. Ámbitos del sistema de seguimiento y monitoreo.
• Objetivo - efecto
• FinalidadEvaluación
• Actividades -recursos
• ResultadosMonitoreo
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10. CONCLUSIONES
o Se establece como método de tratamiento de aguas residuales, una laguna de estabilización anaerobia, la cual logra remover una carga de 85% aproximadamente de demanda biológica, lo que permite que pueda ser vertida en otros cuerpos de agua receptores, como en este caso particular lo es el rio Bogotá, buscando minimizar el agua contaminada que ingresa a los cauces de este y con el objetivo de cumplir con la normatividad establecida, emitiendo una baja residualidad sin afectar la calidad del medio ambiente.
o Debido a la carga contaminante emitida al humedal Juan Amarillo por parte del barrio Lisboa y la alteración que se produce a los cuerpos de agua, afectando la flora y fauna en este ecosistema y la calidad de vida de los habitantes es importante implementar un PSMV que trate la carga contaminante de las aguas residuales garantizando el equilibrio en el ecosistema.
o El espacio que se requiere para la construcción de la laguna anaerobia es mínimo y sus tiempos de retención son cortos, lo cual lleva a que la comunidad no se vea perjudicada por dicha construcción, además los sistemas de funcionamiento y mantenimiento son sencillos.
o Es necesario realizar un tratamiento de las aguas residuales del barrio Lisboa, ya que estas van a parar a un cuerpo receptor, en este caso el humedal Juan Amarillo, con el fin de evitar enfermedades causadas por bacterias que entran en contacto con este cuerpo de agua y así proteger la flora y fauna de este ecosistema.
o Las lagunas anaerobias son un tipo de tratamiento secundario, por lo cual no se requiere un procedimiento previo para tratar las aguas residuales, esto genera una disminución en los costos y el procedimiento de construcción, ejecución y mantenimiento resulta más sencillo.
o Los costos de operación y mantenimiento son bajos, además no se requiere el uso de energía, lo que representa una ventaja para los habitantes de la zona.
o La implementación de una laguna anaerobia no representa grandes alteraciones del paisaje, ya que los espacios que se requieren para su construcción son mínimos y por ende no representa grandes cambios en la estructura o forma de vida de los habitantes del barrio Lisboa.
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11. RECOMENDACIONES
Es necesario ejecutar un sistema de tratamiento en el barrio Lisboa que pueda
tratar las aguas residuales domesticas provenientes de la comunidad para
impedir que lleguen sin el debido tratamiento al humedal Juan Amarillo,
alterando este ecosistema que alberga gran cantidad de especies de flora y
fauna y conecta además con otros humedales que podrían verse implicados con
esta contaminación, además este sistema permite que mejoren algunas
condiciones de la comunidad como disminución de vectores, mejora en el
aspecto paisajístico, disminución de olores desagradables, disminución de
enfermedades, entre otros.
Diseñar y proyectar el sistema de tratamiento de modo sostenible, con el fin de
obtener una solución viable económica, ambiental y socialmente sostenible, que
presente una eficiencia adecuada en el tratamiento de aguas residuales y que
cumpla con las condiciones determinadas para su correcto funcionamiento.
El personal encargado de las labores de operación y mantenimiento del sistema
de tratamiento implementado deben ser personas responsables y
comprometidas para poder llevar a cabo de forma correcta la eliminación de
sustancias contaminantes en los cuerpos de agua residuales.
El mantenimiento se debe realizar diariamente para controlar el proceso que
presenta la laguna anaerobia, se deben reparar los daños que se vayan
presentando en el sistema.
Para asegurar que la laguna funciona adecuadamente es necesario limpiar
todas las estructuras que lo conforman, mantener libre de vegetación la
estructura, mantener el terreno podado para evitar la presencia de insectos y
otros factores, además esto previene la erosión, mantener concentraciones
mínimas de DBO y SS, mantener un pH igual a 7.0 y el manto de nata
sobrenadante para minimizar la presencia de olores.
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ANEXOS
Ilustración 20. Generación de residuos en zonas cercanas al humedal. Fuente: Los autores - Foto tomada por: Ángela Cuello.
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Ilustración 21. Contaminación debido a las aguas residuales sin tratamiento. Fuente: Los autores – foto tomada por Miguel Sepúlveda
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Ilustración 22. Contaminación generada por el barrio Lisboa. Fuente: Los autores - Foto tomada por Ángela Cuello.
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FACTOR CARACTERISTICAS AREA DE CONSTRUCCION ¿Existe el espacio suficiente para la implantación de las unidades propuestas?
¿Qué superficie hay de terreno disponible para minimizar el impacto visual de la construcción de las instalaciones?
COSTO DE CONSTRUCCION ¿Cuál es el costo de construcción de esta unidad? ¿De cuánto tiempo se requiere para su montaje? También se hace necesario evaluar si existe algún grado de dificultad en la obtención de los materiales de construcción.
COSTO DE MANTENIMIENTO ¿Qué y cuales necesidades de mantenimiento adicionales se desean cubrir? ¿Cuál será su costo? ¿Qué nivel de preparación de los operarios es necesario? ¿Cuántos empleados se requieren para limpieza y mantenimiento de la unidad?
COSTO DE OPERACIÓN ¿Qué equipos e instalaciones adicionales se necesitan para la puesta en marcha de la unidad de tratamiento y cuál será su costo? ¿Qué nivel de preparación de los operarios es necesario? ¿Cuántos empleados requieren?
LIMITACION AMBIENTAL Factores tales como la presencia de vientos, la proximidad a un núcleo poblacional, pueden implicar restricciones sobre la aplicabilidad de determinados procesos en los cuales se puedan generar olores.
LIMITACION CLIMATICA La temperatura puede afectar la velocidad y eficiencia con que los microorganismos realizan su metabolismo, lo cual influye el funcionamiento de las unidades de tratamiento.
RESIDUOS GENERADOS EN TRATAMIENTO Tipo y cantidad de residuos sólidos, líquidos y gaseosos que se producen en el tratamiento, dificultad en su manejo y disposición.
NECESIDADES QUIMICAS Necesidad productos químicos como complemento para el tratamiento de las aguas residuales. El grado de incidencia que tienen esos productos sobre el tratamiento.
NECESIDADES ENERGETICAS Se debe evaluar la relación costo – efectividad satisfactoria mediante el análisis de conocimiento de las necesidades energéticas, así como el costo futuro de la energía.
PROCESOS AUXILIARES ¿Qué procesos auxiliares son necesarios? ¿Cómo afectan a la calidad del efluente?
NECESIDAD DE PERSONAL ¿Con cuántos empleados y con qué nivel de preparación, es preciso contar para la construcción, operación y mantenimiento de las unidades propuestas? ¿Qué cursos de preparación serían necesarios?
POSIBILIDAD DE AMPLIACION ¿Existe el espacio suficiente para la implantación de unidades futuras?
GRADO DE COMPLEJIDAD Grado de complejidad que presenta la implementación del proceso, tanto en condiciones rutinarias como de emergencia.
COMPATIBILIDAD CON OTRAS UNIDADES EXISTENTES
Pueden emplearse de manera satisfactoria la operación y/o procesos unitarios en conjunción con las demás unidades propuestas.
FLEXIBILIDAD DE OPERACIÓN Y EFICIENCIA ¿Cuál es la fiabilidad a largo plazo de la operación o proceso unitario en cuestión? ¿Puede desestabilizarse el proceso fácilmente? ¿Puede hacer frente a cargas de choque periódicas? Si es así ¿Afectan estas circunstancias a la calidad del efluente? ¿Qué calidad del efluente se obtiene?
Tabla 15. Factores para la determinación de la tecnología de tratamiento. Fuente: Clase de manejo integral de residuos líquidos. Ing. Edison Uribe.
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