APÉNDICE D FICHAS TÉCNICAS EN TECNOLOGÍAS ESPECÍFICAS

APÉNDICE D
FICHAS TÉCNICAS EN TECNOLOGÍAS ESPECÍFICAS
DE CONTROL DE CONTAMINACIÓN DE LAS AGUAS RESIDUALES
Tecnología Apropiada para el Control de la Contaminación del Alcantarillado
en la Gran Región del Caribe
marzo de 1998
Tecnología apropiada para el Control de la Contaminación del Alcantarillado
en la Gran Región del Caribe
Apéndice D.
Fichas Técnicas en Tecnologías Específicas de Control de Contaminación
de las Aguas Residuales
INDICE
Sistemas de recolección
Ficha técnica C1—Alcantarillas convencionales
Ficha técnica C2—Alcantarillas de presión
Ficha técnica C3—Alcantarillas de vacío
Ficha técnica C4—Alcantarillas de gravedad de diámetro pequeño
Tratamiento de aguas residuales domésticas
Ficha técnica D1—Sistemas de fosa séptica
Ficha técnica D2—Tanque de retención
Ficha técnica D3—Sistemas de viviendas
Ficha técnica D4—Lagunas (estanques de estabilización)
Ficha técnica D5—Pantanos artificiales
Ficha técnica D6—Tratamiento del suelo
Ficha técnica D7—Filtración de arena
Ficha técnica D8—Tratamiento preliminar
Ficha técnica D9—Tratamiento primario
Ficha técnica D10—Tratamiento secundario
Ficha técnica D11—Eliminación de nutrientes por vía biológica
Ficha técnica D12—Desinfección
Ficha técnica D13—Disposición de los efluentes
Tratamiento de aguas residuales industriales
Ficha técnica I1—Separación de aceite y agua
Ficha técnica I2—Coagulación/precipitación
Ficha técnica I3—Remoción Tratamiento por vía biológica de desechos industriales
Ficha técnica I5—Eliminación por aire
Ficha técnica I4—de sólidos suspendidos
Ficha técnica I6—Absorción por carbón activado
Ficha técnica I7—Desmineralización
Ficha técnica I8—Oxidación química
Tratamiento y eliminación de sólidos
Ficha técnica S1—Espesamiento del fango
Ficha técnica S2—Estabilización del fango
Ficha técnica S3—Desagüe del fango
Ficha técnica S4—Digestión fría / lagunas de secado
ALCANTARILLAS DE GRAVEDAD CONVENCIONALES
DESCRIPCION
Las alcantarillas de gravedad convencionales transportan las aguas de alcantarillado sin depurar desde las viviendas,
instalaciones públicas y negocios. Las tuberías tienen un diámetro de 200 mm o mayor para evitar que se tapen. Las
alcantarillas de gravedad convencionales se instalan en pendiente para mantener un flujo mínimo con una velocidad
causada por la gravedad de 20 cm/s. Cuando esto no es posible, se utilizan bombas para bombear el alcantarillado.
La construcción de las alcantarillas de gravedad convencionales es cara y pueden ser difíciles de mantener, sin
embargo son el sistema más común de recolección que se construye hoy en día.
APLICACIONES
Las alcantarillas de gravedad convencionales son adecuadas en centros urbanos de gran tamaño con una densidad de
población importante, o para desarrollos más dispersos. Históricamente han sido el método primario de recolección
y transporte de aguas de alcantarillado.
CRITERIOS DE DISEÑO

Se debe determinar la velocidad de flujo pico al diseñar un sistema de recolección. Es
necesario calcular el influjo y la infiltración (I&I) de agua subterránea que ingresa a las
tuberías del alcantarillado existente. En construcciones nuevas, el I&I se debe limitar y
se deben permitir las conexiones de influjo.

Las tuberías en las que se dirija las aguas de alcantarillado sin depurar deben ser de por
lo menos 20 mm de diámetro.

Las alcantarillas deben diseñarse de manera que las aguas de alcantarillado tengan una
velocidad promedio no menor a 60 cm/s en condiciones promedio de flujo para que los
sólidos no se asienten y se adhieran a las tuberías. Tampoco son deseables las
velocidades excesivas.

Las entradas se deben instalar al final de cada línea, en un cambio de grado o de tamaño
de tubería, o al menos cada 100 m.
Ficha técnica C1— ALCANTARILLAS DE GRAVEDAD CONVENCIONALES
página 1 de 3
A continuación se tabularon las pendientes mínimas recomendadas para que las alcantarillas convencionales de
concreto mantengan la velocidad mínima de 60 m/s en las tuberías de la alcantarilla. La última columna ofrece el
flujo requerido para llenar la tubería en el diámetro y la pendiente indicados.
PENDIENTES MÍNIMAS PARA LAS ALCANTARILLAS DE
GRAVEDAD CONVENCIONALES
Diámetro de la
Flujo
Pendiente
alcantarilla
mínima
(m3/día)
(mm)
(elevación/ corrida)
200
250
300
380
450
600
750
900
0.0038
0.0030
0.0022
0.0015
0.0012
0.00078
0.00058
0.00045
1,820
2,730
3,940
6,400
9,130
15,530
24,620
37,000
RENDIMIENTO
Las alcantarillas de gravedad convencionales conducen eficazmente los flujos de aguas residuales para los que
fueron diseñadas. Sin embargo, el I&I que entra en el sistema a través de las entradas y las juntas de la tubería crea
un volumen adicional de desechos que debe ser tratado. El I&I puede ser controlado en los diseños modernos.
DESVENTAJAS
La mayor desventaja de las alcantarillas de gravedad convencionales es su elevado costo de capital. En regiones con
mantos acuíferos importantes, grandes formaciones rocosas subterráneas, o condiciones inestables del suelo, la
construcción de alcantarillas de gravedad convencionales es todavía más cara debido a los costos de excavación y
desagüe. De igual manera, en razón de que las alcantarillas de gravedad convencionales transportan sólidos, se
necesita una velocidad mínima o una inclinación para prevenir la deposición excesiva de sólidos. Esto significa que
las excavaciones pueden terminar siendo muy profundas para mantener las inclinaciones necesarias, o que se
requieran estaciones de bombeo, las que pueden tener un mantenimiento costoso.
Ficha técnica C1— ALCANTARILLAS DE GRAVEDAD CONVENCIONALES
página 2 de 3
RESIDUOS GENERADOS
DATOS NO SUMINISTRADOS
OPERACION Y MANTENIMIENTO
Las tuberías del alcantarillado deben ser drenadas periódicamente para prevenir la acumulación de sólidos. Si se
utilizan estaciones de bombeo, se necesita un mantenimiento periódico normal. Se deben tomar precauciones
especiales para la acumulación de paratículas en pozos húmedos.
INSTALACIONES EN LA RGC
Las alcantarillas de gravedad convencionales se utilizan en toda la RGC.
REFERENCIAS
Herbert, J.C. et al. 1992; Inter-American Development Bank 1992; Kaijun, W. et al. 1995; U.S.
Department of Commerce 1991; U.S. EPA February 1980; U.S. EPA October 1991
Ficha técnica C1— ALCANTARILLAS DE GRAVEDAD CONVENCIONALES
página 3 de 3
ALCANTARILLAS DE PRESION
DESCRIPCION
Las alcantarillas de presión consisten en varios puntos de entrada presurizados que alimentan una instalación única
de tratamiento o una alcantarilla de gravedad. Los puntos de entrada son de viviendas. Los dos tipos principales de
sistemas de alcantarillas de presión son la bomba efluente de fosa séptica (BEFS) y el sistema de bomba de molino
(BM).
En los sistemas BEFS, los efluentes de las fosas sépticas fluyen hacia un tanque interceptador, que es básicamente
otra fosa séptica. Cuando se alcanza cierto nivel alto de agua, el efluente se bombea a su destino. En los sistemas
BM una bomba de molino muele los sólidos antes de que se bombee el flujo a una línea central o hacia su destino
final. En ambos sistemas, las líneas de conexión y de presión están fabricadas de PVC, que es poco costoso, o de una
tubería plástica similar.
APLICACIONES
Las alcantarillas de presión se utilizan generalmente en regiones con poca densidad de población donde el terreno no
permite el flujo gravitacional hacia un sitio central o a una instalación de tratamiento. También se pueden utilizar en
lugares donde las condiciones del suelo son rocosas o inestables, o donde los niveles de agua subterránea son altos.
Los costos de construcción son menores para estas alcantarillas de diámetro pequeño debido a que el material es
menos costoso, las excavaciones no tienen que ser tan profundas (para evitar el daño a las tuberías) y las tuberías de
PVC son flexibles, lo que facilita suinstalación.
CRITERIOS DE DISEÑO

Las líneas de conexión generalmente se hacen de PVC (o de otro plástico) y por lo
general tienen entre 25 y 50 mm de diámetro.

Las cañerías centrales a presión están hechas de tubería de PVC (o de otro plástico) y
tienen un diámetro de 75 mm o mayor.

La velocidad mínima de diseño no es tan relevante para el sistema BEFS como lo es
para los de gravedad o de BM porque transportan pocos sólidos.

Para evitar la acumulación de sólidos en los sistemas BM, el flujo debe obtener una
velocidad mínima de 90 a 150 cm/s una vez al día por un periodo lo suficientemente
largo que permita la limpieza del sistema. La duración varía según la capacidad de
bombeo y el tamaño general del sistema.
RENDIMIENTO
Las alcantarillas de presión presentan menos influjo e infiltración que las alcantarillas convencionales.
DESVENTAJAS
La principal desventaja de las alcantarillas de presión es el mantenimiento del equipo técnico en cada punto de
entrada al sistema.
Ficha técnica C2— ALCANTARILLAS DE PRESION
página 1 de 2
RESIDUOS GENERADOS
DATOS NO SUMINISTRADOS
OPERACION Y MANTENIMIENTO
La convergencia de las aguas en las alcantarillas de presión depende de la operación de las bombas. Debido a que
hay una bomba en cada punto de entrada, los costos de mantenimiento son significativos, pero menores a los de un
sistema de gravedad convencional con estaciones de bombeo.
INSTALACIONES EN LA RGC
KCM no tiene conocimiento de instalaciones de este tipo en la RGC.
REFERENCIAS
Inter-American Development Bank 1992; U.S. Department of Commerce 1991; U.S. EPA October 1980; U.S. EPA
October 1991; U.S. State Department 1994.
Ficha técnica C2— ALCANTARILLAS DE PRESION
página 2 de 2
ALCANTARILLAS DE VACIO
DESCRIPCION
Las alcantarillas de vacío utilizan una fuente central de vacío para reunir el agua de alcantarillado de las viviendas
individuales hacia una estación central de recolección. La presión atmosférica de la línea que da servicio a cada
vivienda se separa por medio de una válvula del vacío en las cañerías principales de recolección. En base al volumen
almacenado, la válvula se abre periódicamente para permitir que las aguas residuales y el aire fluyan hacia el vacío
de las tuberías centrales. Las aguas residuales se impulsan en la cañería principal de recolección debido a la
diferencia en presión de un vacío al frente y la presión atmosférica atrás. Eventualmente, la presión de aire en la
tubería central se homogeniza, y todo el flujo cesa hasta que se vuelve a abrir alguna válvula de una línea de
servicio. Por medio de este proceso las aguas residuales se llevan a un tanque central de recolección. Desde ahí,
puede mandarse por gravedad o por medio de una estación de bombeo a través de otras tuberías hasta su destino
final.
APLICACIONES
Las alcantarillas de vacío, como las de presión, se utilizan por lo general en regiones con poca densidad de
población donde las condiciones del terreno no permiten el flujo gravitacional hacia una instalación central o de
tratamiento. Se puede hacer uso de ellas en terrenos moderadamente ondulados, pero su desempeño es mejor en
terrenos planos porque los sistemas de vacío tienen una capacidad limitada para levantar. Pueden ser utilizados
donde el suelo es rocoso e inestable, o donde el nivel de agua subterránea es alto. Los costos de producción son
mucho menores para este sistema de alcantarillas de poco diámetro debido a que los materiales tienen menor precio,
no es necesario que las excavaciones sean tan profundas (para evitar daños a la tubería), y la tubería de PVC es
flexible, por lo que su instalación se facilita.
CRITERIOS DE DISEÑO

Se mantiene un vacío de 0.5 a 0.8 atmósferas en las tuberías centrales de recolección.

La tubería lateral generalmente se fabrica de PVC de 80 mm de diámetro, mientras que
las centrales a partir de 100 mm.
RENDIMIENTO
Por ser herméticas, las alcantarillas de vacío presentan niveles de influjo e infiltración menores que las alcantarillas
convencionales.
DESVENTAJAS
Las bombas de vacío pueden generar como máximo un levantamiento de 10 metros de agua. Esto limita los tipos de
terreno en los que puede funcionar. Además, la ventilación de los efluentes gaseosos puede originar un problema de
olor. Se requiere un mínimo de setenta viviendas para utilizar este sistema eficazmente.
RESIDUOS GENERADOS
DATOS NO SUMINISTRADOS
OPERACION Y MANTENIMIENTO
Ficha técnica C3— ALCANTARILLAS DE VACIO
página 1 de 2
Las estaciones de alcantarillado de vacío requieren mantenimiento diario y una inspección anual de las válvulas en
todos los puntos de conexión. Las bombas de vacío y descarga generalmente requieren de una reparación importante
o reemplazo cada diez años.
INSTALACIONES EN LA RGC
KCM no tiene conocimiento de instalaciones de este tipo en la RGC.
REFERENCIAS
Inter-American Development Bank 1992; U.S. Department of Commerce 1991; U.S. EPA October 1980; U.S. EPA
October 1991; U.S. State Department 1994.
Ficha técnica C3— ALCANTARILLAS DE VACIO
página 2 de 2
ALCANTARILLAS DE GRAVEDAD DE DIAMETRO PEQUEÑO
DESCRIPCION
Las alcantarillas de gravedad de diámetro pequeño (AGDP) reúnen el efluente de las fosas sépticas por medio de la
fuerza de gravedad hacia una instalación de tratamiento centralizada. Gracias a que las fosas sépticas eliminan casi
todos los sólidos suspendidos en las aguas residuales, hay pocas obstrucciones y la tubería puede ser de un diámetro
menor que el de las alcantarillas convencionales. Para las instalaciones de AGDP se utiliza generalmente tubería de
PVC.
APLICACIONES
Las AGDP se utilizan típicamente en regiones con una densidad de población baja o mediana donde el terreno
permita un flujo gravitacional hacia un sitio central o una instalación de tratamiento. Necesitan una inclinación
menor que las alcantarillas de gravedad convencionales y se pueden utilizar en sitios donde sería difícil obtener la
inclinación necesaria para las alcantarillas de gravedad convencionales. También se pueden utilizar en sitios donde
el suelo es rocoso o inestable, o tiene un nivel alto de aguas subterráneas. Los costos de construcción son mucho
menores que los de las alcantarillas convencionales porque el material es menos caro, las excavaciones no necesitan
ser tan profundas (para evitar el daño a las tuberías) y las tuberías de PVC son flexibles, lo que facilita su
instalación.
CRITERIOS DE DISEÑO

Los diámetros comunes para la tubería de las AGDP son de 80 mm o más.

La pendiente de la tubería debe ser adecuada para transportar los flujos diarios de horas
pico.

Las AGDP no necesitan ser diseñadas para alcanzar una velocidad mínima.

La profundidad de la tubería debe ser la mínima necesaria para prevenir daños de
cargas anticipadas. Si no se esperan cargas pesadas, es común una profundidad de 600
a 750 mm.

No es necesario colocar registros de limpieza a intervalos menores a los que indique la
técnica de limpieza de alcantarilla que se emplee. El registro de limpieza es un tubo que
forma una t con la tubería principal, facilitando el acceso a ésta. Se utilizan en lugar de
las aberturas para trabajadores debido a que las AGDP no están diseñadas para
transportar sólidos o partículas y las aberturas son una fuente de estos últimos para la
tubería principal. Además, resulta más económico construir y dar mantenimiento a los
registros de limpieza que a las entradas convencionales.
RENDIMIENTO
Las alcantarillas de gravedad de diámetro pequeño sufren mucho menos influjo e infiltración que las alcantarillas
comunes.
Ficha técnica C4— ALCANTARILLAS DE GRAVEDAD DE DIAMETRO PEQUEÑO
página 1 de 2
DESVENTAJAS
Las AGDP son una tecnología emergente. Algunas aplicaciones anteriores han tenido un desempeño inadeacuado
debido a errores en el diseño y la construcción.
RESIDUOS GENERADOS
DATOS NO SUMINISTRADOS
OPERACION Y MANTENIMIENTO
Las necesidades principales de operación y mantenimiento de las AGDP es la eliminación de desechos sépticos de
las fosas sépticas y la revisión ocasional de las conexiones de la tubería principal de recolección.
INSTALACIONES EN LA RGC
KCM no tiene conocimiento de instalaciones de este tipo en la RGC.
REFERENCIAS
Herbert, J.C. et al. 1992; Inter-American Development Bank 1992; U.S. Department of Commerce 1991; U.S. EPA
1980; U.S. EPA 1991.
Ficha técnica C4— ALCANTARILLAS DE GRAVEDAD DE DIAMETRO PEQUEÑO
página 2 de 2
SISTEMAS DE FOSAS SEPTICAS
DESCRIPCION
Un gran porcentaje de viviendas en la RGC eliminan sus aguas residuales por medio de sistemas in situ. Este tipo de
sistema se define en este documento como el tratamiento y eliminación de aguas residuales ubicado junto a una casa
o un complejo residencial. Son sistemas con agua corriente hacia las casas y tratamiento y eliminación in situ de
toda la descarga de desechos proveniente de excusados, lavabos, tinas y regaderas. Otra ficha técnica se refiere a los
sistemas de vivienda para casas sin agua corriente.
El sistema más común de este tipo que se utiliza en la RGC es la fosa séptica seguida por un campo de drenaje o un
pozo de absorción. En muchas regiones los sistemas de drenaje en el suelo son inapropiados para la eliminación de
aguas residuales in situ debido a la poca permeabilidad del suelo o a los altos niveles de agua en el subsuelo. En
estas circunstancias los sistemas alternativos de eliminación de aguas residuales comprenden sistemas de terraplenes
y evapotranspiración. Existen otros sistemas más mecanizados para el tratamiento in situ de aguas residuales, como
los contactores biológicos rotantes, filtros de grava recirculantes, filtros intermitentes y otros sistemas que buscan
tratar el agua para descargarla en algún manto de agua. En la mayoría de los casos, estos sistemas son versiones in
situ de tecnologías de tratamiento de aguas residuales que se analizan en otras fichas técnicas. En la presente ficha
técnica se describen tres tipo de sistemas:

Fosas sépticas con campos de drenaje

Fosas sépticas con terraplenes

Fosas sépticas con lechos de evapotranspiración
Fosas sépticas con campos de drenaje. Una fosa séptica seguida por un campo de drenaje para la eliminación de los
efluentes debe ser la primera opción de tratamiento en zonas con poca densidad de población y condiciones de suelo
apropiadas. Las fosas sépticas se utilizan tanto en viviendas como en pequeños conjuntos habitacionales. Las aguas
residuales de excusados, regaderas, lavabos y otras instalaciones de las casas fluyen por medio de una tubería hacia
una fosa enterrada e impermeable. La fosa debe tener el tamaño necesario para mantener la velocidad de flujo baja y
permitir así que los sólidos caigan al fondo. Estos forman una capa de fango con el paso del tiempo. Sin embargo,
los micro-organismos anaeróbicos (bacterias que crecen en la ausencia de oxígeno) se alimentan del material
orgánico de la capa de fango, retardando eficazmente su crecimiento.
El efluente clarificado fluye fuera de la fosa hacia su tratamiento y eliminación final en un campo de drenaje, que
puede ser un simple orificio lleno de grava. Otros campos de drenaje más elaborados son los sistemas entubados de
distribución, que distribuyen la descarga sobre una mayor superficie. Las trincheras en los campos de desagüe tienen
generalmente 300 a 1500 mm de profundidad y 300 a 900 mm de ancho. Las tuberías de distribución deben
disponerse sobre por lo menos 150 mm de grava gruesa (20 60 mm). El área necesaria para la eliminación de los
efluentes depende de las tasas de flujo y de la capacidad de filtración del suelo.
De ser posible, los campos de drenaje se deben utilizar intermitentemente para permitir un tiempo de secado. El
secado también se puede conseguir al alternar dos campos de dreneje, lo que mejorará significativamente el
desempeño y aumentará su vida útil.
Ficha técnica D1- SISTEMAS DE FOSAS SEPTICAS
página 3 de 6
Fosas sépticas con terraplenes. Una fosa séptica que descarga su efluente a un sistema de terraplenes es una opción
de tratamiento cuando las condiciones del subsuelo no son apropiadas para una fosa séptica con un campo de
desagüe. El sistema está compuesto por una fosa séptica, una bomba pequeña o un sifón, una cámara de
dosificación, tubería de distribución y un terraplén elevado. Las aguas residuales fluyen hacia la fosa séptica, donde
los sólidos se concentran en el suelo de la fosa y el efluente clarificado se desborda por el lado opuesto hacia una
cámara de dosificación. La digestión anaeróbica de sólidos orgánicos retarda el crecimiento del fango en la fosa.
Cuando el nivel de fluido alcanza una altura específica en la cámara de dosificación, el efluente se bombea a un
terraplén sobre el suelo. Este se forma con arena y un agregado grueso. Cuando el efluente se filtra a través del
terraplén, se trata como en un campo de desagüe tradicional. Se puede colocar un geotextil alrededor de la tubería de
distribución para permitir una distribución más pareja en la tierra.
Fosas sépticas con lechos de evapotranspiración. Las fosas sépticas también se pueden combinar con lechos de
evapotranspiración (ET). Este es un lecho de arena con una capa impermeable y tubería de distribución de aguas
residuales. El agua residual llena los poros de la arena y sube hasta la porción superior del lecho por medio de
presión hidráulica y acción capilar. En la porción superior el agua se evapora en el suelo a través de vaporización
directa y por medio de las hojas de vegetales enraizados que crecen en la superficie del lecho. En los sistemas de
evapotranspiración/absorción (ETA), se omite la capa y el agua también puede escapar al filtrarse en el subsuelo.
Una modificación del sistema de evapotranspiración es el descargar solamente los desechos de los excusados en el
lecho de ET y las descargas de lavabos y regaderas (“agua gris”) en pozos de absorción o en la superficie. Una
limitación seria del sistema de evapotranspiración es que funcionan solamente si la evaporación excede la
precipitación durante todos los meses del año.
Ficha técnica D1- SISTEMAS DE FOSAS SEPTICAS
página 4 de 6
APLICACIONES
Las fosas sépticas con campos de drenaje se utilizan principalmente en zonas rurales o suburbanas para
viviendas o pequeños conjuntos de casas. Las fosas sépticas con sistemas de terraplenes se aplican cuando
las condiciones de suelo no son apropiadas para un campo de desagüe subterráneo, en zonas rurales o
suburbanas para viviendas o pequeños conjuntos habitacionales. Los terraplenes son apropiados cuando la
permeabilidad del suelo es menor a 25 mm/hora, el lecho de roca es poco profundo, o los cauces de agua
subterráneos se encuentran cerca de la superficie. Los sistemas ET se pueden implementar sólo en climas
donde la evaporación sea mayor a la precipitación durante todos los meses del año.
CRITERIOS DE DISEÑO
Para las fosas sépticas convencionales con campos de drenaje:

Las fosas sépticas deben de tener un volumen de líquido suficiente para retener líquidos
por 24 horas con una profundidad de fango máxima y acumulación de espuma. Para
una vivienda, es adecuada una fosa con la capacidad de dos o tres veces el flujo diario.

Las fosas con menor profundidad generalmente se desempeñan mejor que las
profundas.

Las fosas con varios compartimientos eliminan mejor la DBO y los sólidos suspendidos
que las fosas de un solo compartimiento.

Las fosas sépticas con campos de drenaje requieren una velocidad mínima de filtración
del suelo de 24 mm/hora. El nivel de temporada de agua subterránea debe estar por lo
menos 600 mm por debajo del fondo del campo de drenaje.
Ficha técnica D1- SISTEMAS DE FOSAS SEPTICAS
página 5 de 6
REQUERIMIENTOS DEL AREA DEL CAMPO DE
ABSORCION
Velocidad de
filtración (mm/hora)
Area
requerida
para
la
2
3
velocidad del flujo (m /m /día)
1500
500
300
150
100
50
40
25
11.5
16.4
20.3
27.0
31.1
40.9
49.0
53.9
Para los sistemas de fosa séptica con terraplenes

Los sistemas de terraplenes son eficaces en los sitios donde la permeabilidad del suelo
es de entre 15 y 25 mm/hora.

La altura del terraplén debe de ser de entre 900 y 1500 mm y la inclinación de las
pendientes laterales no debe de ser mayor a 3:1 horizontal a vertical.

La profundidad del relleno de arena para los sistemas de terraplenes es de 300 a 600
mm por debajo de la tubería de distribución, dependiendo del nivel del agua
subterránea.

Los efluentes se deben aplicar al terraplén en una tasa de 4 a 50 L/m2/día.

La frecuencia de descarga del terraplén debe de ser de una vez cada 1 a 4 días.
Para los sistemas ET:

Para los sistemas que no descargan, la velocidad de carga hidráulica debe determinarse
por medio de un análisis de la evaporación mensual neta (evaporación menos la
precipitación) durante el mes más húmedo en un periodo de diez años. Bajo estas
condiciones, se ha encontrado que las velocidades de carga de 1,2 a 3,3 L/m2/día son
aceptables en regiones áridas.

En regiones donde una descarga ocasional es aceptable, las velocidades de carga
pueden ser menos restrictivas que para los sistemas que no descargan. Por ejemplo,
sobre la base de ET neta mínima de un año normal.

Los sistemas de tubería de distribución deben de construirse de plástico perforado de
100 mm de diámetro o de tubería de arcilla en rocas de desagüe y estar rodeados de
material filtrante.

El lecho de arena debe de ser de 600 a 900 mm y estar cubierto por 0 a 100 mm de
suelo.

Es preferible arena limpia y uniforme con un tamaño de D50 = 0,1 mm (un peso 50%
menor o igual a 0,1 mm).
Ficha técnica D1- SISTEMAS DE FOSAS SEPTICAS
página 6 de 6

Los recubrimientos sintéticos deben tener un espesor de por lo menos 10 mil. Es
preferible utilizar doble espesor para permitir el movimiento de las capas delgadas, si
éstas son inevitables.

Los recubrimientos sintéticos deben de acolchonarse por ambos lados con capas de
arena de al menos 50 mm de espesor para prevenir que se perforen durante los trabajos
de construcción.
RENDIMIENTO
El desempeño de una fosa séptica con un sistema de absorción está relacionado con su diseño, técnicas de
construcción, tipo de suelo (su permeabilidad y composición) y su carga. En los sistemas que han sido diseñados
adecuadamente, el suelo elimina la DBO, los sólidos suspendidos, bacterias, virus, fosfatos y metales pesados del
efluente. Sin embargo, los nitratos y los cloros se permean fácilmente a través de suelos más gruesos. Una fosa
séptica por sí sola eliminará del 30 al 50% de la DBO, 40 a 60% de los sólidos suspendidos, alrededor del 15% del
fósforo y entre el 70 y el 80% de aceites y grasas. El rendimiento de un sistema de terraplén es similar al de una fosa
séptica con un campo de desagüe. Los sistemas de ET no producen descargas.
DESVENTAJAS
La eficacia de tratamiento de los sistemas de absorción del suelo depende en gran medida de la
permeabilidad del suelo y la profundidad del manto acuífero. Los suelos duros e impermeables producen
campos de desagüe pobres. Las altas tasas de flujo de efluentes pueden saturar el suelo, originando que el
efluente se estanque en la superficie. En suelos con buena aereación, se pueden incrementar las
concentraciones de nitrato en las aguas subterráneas. En las ocasiones en que se sobrepasa la capacidad
del suelo, el agua subterránea se contamina. El fango se puede utilizar como fertilizante si no se le ha
añadido desechos frescos por lo menos durante una semana.
Los sistemas de terraplenes son significativamente más caros que una fosa séptica con un campo de
desagüe. Por lo general necesitan un área mayor que los campos de absorción subterráneos y no pueden
funcionar adecuadamente cuando la permeabiliad del suelo es menor a 1,5 cm/hora. Se necesita un sifón o
una bomba para elevar el efluente, lo que implica un costo adicional de operación y mantenimiento.
Los sistemas de ET necesitan velocidades de carga mucho menores que los campos de drenaje o los terraplenes y se
pueden aplicar únicamente en los climas áridos.
RESIDUOS GENERADOS
El residuo que se asocia con estos sistemas es una acumulación de fango en la fosa séptica de 0,04 m3 por persona
por año.
OPERACION Y MANTENIMIENTO
Se debe eliminar el fango de la fosa séptica cada dos o tres años. Los sistemas de terraplenes presentan costos
asociados con la energía de bombeo y su mantenimiento.
INSTALACIONES EN LA RGC
Las fosas sépticas con campos de desagüe se usan ampliamente en las islas del Caribe. KCM no tiene conocimiento
específico del uso de sistemas de terraplenes en la región. Los sistemas de ET se han aplicado con éxito en Jamaica.
Ficha técnica D1- SISTEMAS DE FOSAS SEPTICAS
página 7 de 6
REFERENCIAS
EPA, February 1980; EPA, October 1980; Kaltwasser, 1995; U.S. Department of Commerce, 1991.
Ficha técnica D1- SISTEMAS DE FOSAS SEPTICAS
página 8 de 6
TANQUE DE RETENCION
DESCRIPCION
El tanque de retención recibe y almacena las aguas residuales de viviendas o comercios hasta que se
bombea y transporta a una planta de tratamiento. El tanque debe ser completamente hermético y contar
con una alarma que indique si el contenido ha alcanzado un nivel alto. Su capacidad debe permitir por lo
menos dos días más de uso después de que se activa la alarma.
APLICACION
Los tanques de retención se utilizan principalmente en las regiones donde no es posible instalar fosas
sépticas con campos de desagüe o terraplenes. De igual manera, su uso también es aplicable en regiones
ambientalmente sensibles, donde se debe evitar que los nutrientes entren en contacto con las aguas
subterráneas.
CRITERIOS DE DISEÑO

El criterio de diseño más importante para un tanque de retención es que su capacidad
no exceda la del camión de bombeo que le dará servicio.

La alarma se debe activar cuando el tanque todavía tiene capacidad de almacenar el
producto de alrededor de dos días más de uso.

Se deben utilizar instrumentos para la conservación de agua con el fin de reducir la
frecuencia con la que sea necesario vaciar los tanques.

Una familia de cuatro integrantes en los Estados Unidos con servicio de agua corriente
necesitará un tanque de 4-m3 que se bombee aproximadamente una vez por semana.
RENDIMIENTO
Como en las fosas sépticas, en los tanques toma lugar cierta digestión anaeróbica. El sistema es muy confiable si se
diseñó y construyó apropiadamente, así como si se mantienen técnicas de servicio apropiadas.
DESVENTAJAS
El bombeo puede ser costoso si el tanque de retención se encuentra alejado de la planta de tratamiento de agua. El
servicio de bombeo debe ser confiable y también es necesaria una planta de tratamiento apropiada.
RESIDUOS GENERADOS
El único residuo que se relaciona con los tanques de retención lo forman las aguas residuales que se
acarrean a una planta de tratamiento.
OPERACION Y MANTENIMIENTO
Se asocian con este sistema gastos frecuentes de bombeo y transporte, así como los costos de la descarga y el
tratamiento.
Ficha técnica D2- TANQUE DE RETENCION
página 1 de 2
INSTALACIONES EN LA RGC
KCM no tiene conocimiento de este tipo de instalaciones en la RGC.
REFERENCIAS
EPA, September 1992; U.S. Department of Commerce, 1991.
Ficha técnica D2- TANQUE DE RETENCION
página 2 de 2
SISTEMAS DE VIVIENDAS
DESCRIPCION
Se conocen como sistemas de viviendas para la eliminación de aguas residuales a una variedad de excusados que no
consumen agua. Los tipos principales son las letrinas de pozo, excusados incinerantes, excusados que elaboran
compost y los que recirculan aceite. Estos sistemas se pueden utilizar en regiones donde no hay agua corriente ni
sistemas de recolección del drenaje, o donde se prefiere separar las aguas negras (excrementos) de las aguas grises
(otros desechos caseros).

Las letrinas de pozo son hoyos en el suelo donde se almacenan pequeñas cantidades de
excrementos y aguas residuales. Los líquidos se infiltran lentamente en el suelo.

Los excusados incinerantes son unidades pequeñas que incineran los excrementos y
otros desechos. El desecho se reúne en una cámara y se incinera periódicamente por
medio de electricidad o combustible.

Los excusados que elaboran compost fueron diseñados para convertir aeróbicamente
la materia orgánica de los desechos en un humus seguro que se pueda aplicar a los
suelos. El desecho se mezcla y calienta para evaporar el exceso de líquidos y para
estimular la actividad biológica que se necesita para elaborar el compost. Este proceso
puede tener lugar en una cámara integrada al escusado o en una unidad separada de
mayor tamaño y por lo general necesita energía externa para mezclarse y aerearse.

Los excusados con recirculación de aceite utilizan un fluido de petróleo para arrastrar
a los desechos a una cámara de recolección. Los sólidos se separan del fluido de
petróleo y se almacenan para su eliminación posterior.
APLICACION
Los sistemas caseros son adecuados en las regiones donde el abastecimiento de agua corriente es limitado o
inexistente y donde no existen sistemas de recolección de desechos.
CRITERIOS DE DISEÑO
Letrina de pozo

El volumen de la letrina de pozo debe ser suficiente para almacenar una acumulación
de sólidos de 0,05 a 0,06 m3 por persona al año.

Los pozos comunes tienen un área de 0,3 a 1,1 m2 y de 2.400 a 3.000 mm de
profundidad.

Generalmente es más económico construir dos letrinas pequeñas que una grande. Esta
opción minimiza la necesidad de sostener los muros y maximiza la distancia con el
agua del subsuelo.

Se deben incluir orificios adecuados para la ventilación de los olores y para el
calentamiento solar.
Fichas técnicas D3 - SISTEMAS DE VIVIENDAS
página 1 de 3
Escusado incinerante

Los criterios y requerimientos de combustible varían con cada productor.
Escusado que elabora compost

Los criterios para el tamaño de la cámara de elaboración de compost, aereación, mezcla
y la adición del agente abultante varían con cada productor.
Recirculación de aceite

Los criterios varían con cada productor, el volumen requerido para el tanque puede ser
de hasta 1,4 m3.
RENDIMIENTO
Las letrinas de pozo ofrecen un tratamiento excelente si se diseñan y cargan apropiadamente. El grado en
el que se trata el efluente antes de que llegue al agua subterránea depende de las características del suelo,
por ejemplo, de la profundidad del agua del subsuelo, permeabilidad y composición del suelo. El
beneficio de los excusados incinerantes, de los que elaboran compost y los de recirculación de aceite
radica en que su carga contaminante se elimina de las aguas grises, haciendo su tratamiento más sencillo y
económico.
DESVENTAJAS
Las letrinas de pozo únicamente pueden manejar flujos pequeños de desechos. No son apropiadas para regiones
ambientalmente sensibles. Necesitan ser diseñadas para un tratamiento adecuado. Se pueden desarrollar problemas
de olor, pestilencia o de portación de virus. Los excusados incinerantes tienen una capacidad de alrededor de tres
usos por hora. Requieren mantenimiento frecuente tanto para los diseños activados con energía eléctrica como para
los de combustible. Los que utilizan electricidad tienen costos altos de energía. Los excusados que elaboran compost
con una cámara separada pueden atender viviendas de hasta cinco habitantes. Las unidades más pequeñas con
cámara incluida sólo son útiles para dos usuarios. Para el uso apropiado de estos excusados se necesita conocimiento
y cuidado. Los excusados de recirculación de aceite requieren sistemas de filtración para separar los sólidos del
fluido de arrastre de aceite. La eliminación de los sólidos es difícil porque éstos resultan muy aceitosos y no se les
conocen aplicaciones domésticas exitosas. Todos estos sistemas pueden ser poco estéticos.
RESIDUOS GENERADOS
Las letrinas de pozo generan alrededor de 0,05 a 0,06 m3 de fango por persona al año. Los excusados incinerantes
producen una ceniza inocua que debe ser eliminada. Los excusados que elaboran compost pueden producir abono si
el fango se estabiliza de manera apropiada. Los excusados de recirculación de aceite producen un residuo de sólidos
aceitoso que es difícil de eliminar adecuadamente.
Fichas técnicas D3 - SISTEMAS DE VIVIENDAS
página 2 de 3
OPERACION Y MANTENIMIENTO
Es necesario retirar o bombear el fango de las letrinas de pozo a intervalos de unos cuantos años. Los
excusados incinerantes necesitan un alto nivel de limpieza y mantenimiento y su costo de energía es
elevado. A los excusados que elaboran compost es necesario agregarles pasto, paja o cualquier otro
vegetal como agente abultante. Hace falta mezclar para obtener condiciones aeróbicas. Es necesario
limpiar o reemplazar los medios de filtración saturados, desinfectar y sustituir el aceite perdido de los
excusados de recirculación de aceite.
INSTALACIONES EN LA RGC
Las letrinas de pozo se utilizan ampliamente en las zonas rurales de la RGC. Los otros medios de tratamiento no han
sido aceptados en la región.
REFERENCIAS
EPA, October 1980; U.S. Department of Commerce, 1991; World Bank, 1982.
Fichas técnicas D3 - SISTEMAS DE VIVIENDAS
página 3 de 3
LAGUNAS (ESTANQUES DE ESTABILIZACION)
DESCRIPCION
Se deben considerar a las lagunas o estanques de estabilización como opciones en las regiones templadas donde
existen sistemas de alcantarillado, los costos de la tierra son bajos y no se encuentre mucha mano de obra calificada.
Estas lagunas son generalmente la forma más eficiente y costeable para tratar flujos de alcantarillado domésticos
donde la tierra no es exorbitantemente cara y las limitaciones de calidad de las aguas del efluente no son severas.
Las aguas residuales fluyen a una laguna donde las bacterias transforman y eliminan contaminantes como la DBO,
nutrientes, sólidos suspendidos y patógenos.
Existen muchos tipos de lagunas. Las aereadas mantienen las condiciones aeróbicas por medio de equipos
mecánicos. La materia orgánica se degrada por medio de organismos que utilizan oxígeno. Las lagunas facultativas
por lo general tienen periodos de retención mayores que las aereadas, pues no utilizan sistemas mecánicos para la
aereación. El oxígeno lo proporciona el crecimiento fotosintético de algas en los niveles superficiales de la laguna.
Su diseño permite que la superficie de la laguna sea aeróbica, mientras que los niveles inferiores no lo son. Las
lagunas anaeróbicas no tienen oxígeno en toda su profundidad. Son las más profundas y más cargadas en términos
de contaminantes. Los estanques con alto contenido de algas (EACA) son estanques poco profundos que se utilizan
como parte de un sistema de estanques integrado que puede incluir mezcladores de bombeo de flujo axial para
propiciar el crecimiento de las algas. Los estanques de maduración están diseñados para la eliminación de patógenos
y su eficacia es mayor dentro de una serie de estanques sucesivos. El sistema de estanques integrados avanzado
(SEIA) aplica una combinación de estanques anaeróbicos, facultativos, de alto contenido de algas, de asentamiento y
de maduración con recirculación del efluente hacia las celdas anaeróbicas.
Después del tratamiento, el efluente se puede eliminar en una de tres formas. El método más común y sencillo es la
descarga continua. Se aplica la descarga controlada del efluente cuando la calidad del agua de recibo es buena o sus
niveles aumentan, en el caso de corrientes o ríos. La tercera opción consiste en la eliminación del efluente por medio
de la evaporación y filtración en el suelo en lugar de su descarga en aguas receptoras. Esto se puede realizar
únicamente cuando la tasa combinada de evaporación y filtración iguala o supera el flujo afluente de aguas
residuales.
APLICACIONES
Las lagunas son un proceso versátil de tratamiento de aguas residuales. Se pueden utilizar para aguas de
alcantarillado domésticas e industriales. Los estanques aeróbicos, facultativos y anaeróbicos pueden constituir el
Fichas técnicas D4 – LAGUNAS (ESTANQUES DE ESTABILIZACION)
página 1 de 3
primer paso de un proceso de tratamiento de aguas residuales sin tratar, pero el afluente debe ser filtrado para
eliminar materiales flotantes. Los estanques facultativos o aeróbicos también pueden ser el último paso para refinar
el efluente antes de la descarga final. Los estanques de maduración por lo general son diseñados para permitir un
tiempo de detención suficiente y contacto con la luz solar para la eliminación o muerte de los patógenos. Las
lagunas anaeróbicas son especialmente útiles en el tratamiento de aguas residuales industriales que tienen una DBO
alta. Las lagunas anaeróbicas por lo general deben ser seguidas por una laguna aeróbica o facultativa pues sus
efluentes necesitarán tratamiento posterior.
CRITERIOS DE DISEÑO
Los criterios de diseño para las lagunas en climas templados (mayor a 15 grados C en el mes invernal más
frío) se resumen en el cuadro siguiente:
Tipo
Aereada
Facultativa
Alto contenido de algas
Anaeróbica
Maduración
Tiempo
(días)
de
retención Carga
kg/d/ha
de
DBO Profundidad
Metros
5-15
5-30
1-3
5-20
No se aplica
40-250
100-800
500-1500
2-4
2-3
1-2
3-5
Menos que 5
No se aplica
1-2
RENDIMIENTO
Las lagunas anaeróbicas eliminan alrededor del 40 al 60% de la DBO afluente. Los otros tipos de lagunas
pueden lograr confiablemente una concentración de DBO de 30 mg/L o mejor si son bien diseñadas. Las
concentraciones de sólidos suspendidos normalmente son mayores a 30 mg/L. Algunas pueden alcanzar
concentraciones finales de SS de 20 a 30 mg/L, sin embargo, la mayoría únicamente consigue
concentraciones de SS en el efluente de 30 a 90 mg/L. La concentración de coliforme fecal en el efluente
varía considerablemente, pues el tiempo de detención, la exposición solar, el pH y la geometría del
estanque afectan la eliminación del coliforme. Cuando se utiliza un estanque de maduración como el paso
de refinamiento final de un proceso, se pueden conseguir recuentos de coliforme fecal tan bajos como 200
a 400/mL sin cloración. Se alcanza un cierto grado de eliminación de nitrógeno por la elevación de las
algas, por medio de la nitrificación (amoníaco que se convierte en nitratos) y desnitrificacación (absorción
de nitrato en la eliminación de la DBO carbónica)
Fichas técnicas D4 – LAGUNAS (ESTANQUES DE ESTABILIZACION)
página 2 de 3
DESVENTAJAS
La principal desventaja de los sistemas de laguna es la necesidad de grandes extensiones de terreno. Otro
inconveniente lo constituyen los niveles relativamente altos de sólidos suspendidos en el efluente en comparación
con plantas de tratamientos mecánicos convencionales bien operadas. Si hay abundancia de terreno y las aguas
receptoras no son sensibles a las descargas de niveles moderados de sólidos suspendidos, las lagunas o estanques
son opciones de tratamiento apropiadas para la mayoría de las comunidades. Si se necesita un alto nivel de
eliminación, se requerirá de procesos de refinamiento. Las algas conforman la mayoría de los sólidos suspendidos en
el efluente, por lo que si se necesitan niveles bajos de sólidos suspendidos, se pueden filtrar o eliminar las algas por
medio de procesos como la flotación por medio de aire disuelto. Una solución potencial al problema del exceso de
algas en las lagunas es el uso de varias lagunas de maduración en serie, cada una con un tiempo de retención corto
que no permita el crecimiento de algas. Otra opción es la descarga en sistemas pantanosos para su refinamiento. En
los sistemas de estanques donde el control de las algas es un problema, el efluente se debe recoger muy por debajo
de la superficie, pues la mayoría de las algas flotan. Las moscas pueden ser un problema en algunos climas
tropicales. La especie de Talapia, un pez resistente, puede ser útil para controlar este problema, así como la
ubicación estratégica de las lagunas en regiones abiertas con brisa, o el control de la vegetación para eliminar los
hábitats de los insectos.
RESIDUOS GENERADOS
Se ha informado que en las lagunas aeróbicas o facultativas el fango se genera a una tasa de cerca de 0.04 metros
cúbicos por persona por año. Sin embargo, aún después de décadas de carga, muchas lagunas no experimentan un
crecimiento significativo de fango. Otras, como las lagunas Beetham en Puerto España, Trinidad, se llenan
rápidamente. Los diseños deben considerar las necesidades de eliminación de fango en base a cálculos racionales de
acumulación de fango bajo las condiciones de carga diseñadas. Si la acumulación de fango es moderada, se pueden
utilizar para eliminar el fango eficazmente pequeñas bombas de draga montadas en barcazas.
OPERACION Y MANTENIMIENTO
Las lagunas pueden llegar a necesitar eliminación del fango cada determinado número de años, así como
mantenimiento regular de la vegetación. Para algunos diseños de lagunas, también es necesario el mantenimiento del
equipo mecánico, como las bombas de recirculación, mezcladoras o equipo de aereación.
INSTALACIONES EN LA RGC
Las lagunas se utilizan con frecuencia en la RGC en donde existe disponibilidad de terreno. La planta de Los
Guayos en Valencia, Venezuela, que se diseñó para atender una población final de 1.5 millones de personas, es un
sistema de lagunas con celdas anaeróbicas primarias, celdas facultativas y recirculación del efluente. La planta de
tratamiento de aguas residuales de Rodney Bay en Santa Lucía es un SEIA que ha tenido un desempeño eficaz. Las
lagunas Beetham en Puerto España, Trinidad, se diseñaron a finales de los 50 como lagunas anaeróbicas y
facultativAs para atender a 150,000 personas.
REFERENCIAS
Archer, A.B., 1990; Archer, J.P., 1983; Curtis, T.P., 1992; Ellis, K.V., 1991; Evans, B., 1993; Ghrabi, A., 1993;
Kruzic, A., 1994; Lansdell, M., 1996; Lansdell, M., 1987; Lansdell, M., 1991; Mayo, A.W., 1996; Mendes, B.S.,
1995; Millette, W.M., 1992; Mills, S.W., 1992; Oragui, J.H., 1995; Phelps, H.O., 1973; Picot, B., 1992; Rich, L.G.,
1996; Sweeney, V., 1996; U.S. EPA, 1983; U.S. EPA, 1992.
Fichas técnicas D4 – LAGUNAS (ESTANQUES DE ESTABILIZACION)
página 3 de 3
PANTANOS ARTIFICIALES
DESCRIPCION
Los pantanos artificiales son un proceso de tratamiento excelente para eliminar la DBO y los sólidos suspendidos,
así como otras partículas de aguas residuales domésticas e industriales. Por lo común se utilizan dos tipos de
pantanos en el tratamiento de aguas residuales: superficie de agua libre y flujo bajo la superficie. En un pantano con
superficie de agua libre (SAL), las aguas residuales fluyen a través de un lecho poco profundo o un canal y se
encuentran en contacto con la vegetación emergente y la atmósfera. La comunidad de microbios anaeróbicos
relacionada con los tallos y las raíces de las plantas tratan las aguas residuales, como lo hacen comunidades
aeróbicas en las zonas de agua abierta. En los pantanos de flujo bajo la superficie (FBS), se utiliza un pie o más de
grava o arena gruesa para apoyar la zona de raíces de la vegetación emergente. Las aguas residuales se tratan
primariamente por la comunidad de microbios ubicada en la zona de raíces y las rocas inferiores. Los pantanos de
flujo por debajo de la superficie por lo general cuentan con una barrera de arcilla o un recubrimiento membranoso
entre el flujo en tratamiento y el agua subterránea para prevenir la contaminación. El efluente se puede recolectar o,
más comúnmente, descargar a un río o el mar. Los pantanos necesitan grandes extensiones de terreno, pero se
pueden manejar y operar fácilmente por mano de obra no calificada. Los sistemas de SAL son más apropiados luego
de las lagunas, mientras que los de FBS siguen a fosas sépticas y otros sistemas de tratamiento.
APLICACIONES
Los pantanos son capaces de tratar desde efluentes de fosa séptica hasta efluentes de tratamientos
secundarios. Pueden constituir zonas de amortiguamiento para tratar el exceso urbano de agua de
Fichas técnicas D5– PANTANOS ARTIFICIALES
página 1 de 4
tormentas y, debido a que son un excelente sistema de eliminación de sólidos, son capaces de eliminar
metales de la corriente de desechos. Los pantanos ofrecen una eliminación excelente de la DBO y de
sólidos suspendidos mientras que no se sobrecarguen (hidráulicamente o en carga de contaminantes). Los
dos tipos de pantanos artificiales también eliminan al coliforme fecal y otros patógenos. Son muy
apropiados para comunidades con una densidad de población baja o mediana donde se recolecta el agua
de alcantarillado y donde hay disponibilidad de tierra adecuada para su construcción. Esta se facilita en
terreno plano, pero también se pueden construir exitosamente en forma de hileras sobre colinas. Los dos
sistemas son desnitrificadores excelentes y son capaces de proporcionar una buena eliminación de
nitrógeno cuando siguen a sistemas de nitrificación.
CRITERIOS DE DISEÑO
No existe un consenso en los Estados Unidos sobre los criterios de diseño para los pantanos artificiales.
Los criterios de diseño que se ofrecen a continuación fueron desarrollados en Europa, donde los pantanos
artificiales se han utilizado con más amplitud. Las pruebas recientes de pantanos artificiales en climas
tropicales han resultado en una buena eliminación con cargas orgánicas dos o tres veces mayores que las
cargas europeas aceptadas.

Los pantanos deben de calcularse con un área de 5 a 10 m2 por persona servida,
asumiendo que cada individuo genera 100 a 200 L diarios de aguas residuales. Los
requerimientos pueden ser menores si el pantano es el paso terciario o de refinamiento
en el proceso de tratamiento.
Pantano con superficie de agua libre

Se debe calcular el tamaño de los pantanos con superficie de agua libre para una carga
hidráulica de 8 a 40 L/ m2/día.

El pantano debe de tener un tamaño adecuado para una carga de 1 a 20 kilogramos por
hectárea por día de DBO, o alrededor de 10 metros cuadrados por persona.

El tiempo de retención adecuado varía de 7 a 40 días. Cuando se necesita un efluente de
mayor fuerza o calidad, es mejor utilizar una serie de pantanos, cada uno con un tiempo
de retención de 20 días.
Pantanos de flujo bajo la superficie

El tamaño de los pantanos de flujo bajo la superficie para aguas residuales domésticas
debe calcularse para una carga hidráulica de 20 a 400 L/m2/día, o alrededor de 5
metros cuadrados/ persona.
Fichas técnicas D5– PANTANOS ARTIFICIALES
página 2 de 4
RENDIMIENTO
Los pantanos pueden conseguir una alta DBO si la DBO afluente se encuentra particulada o en estados coloidales
grandes, pero una eliminación de 80 a 90% de DBO y sólidos suspendidos es más común. La eliminación del
nitrógeno depende de la forma y el tiempo de retención del nitrógeno afluente; algunos sistemas de flujo bajo la
superficie han alcanzado una eliminación superior al 90%, pero los sistemas más comunes alcanzan una eliminación
de cerca del 30%. Se han observado eliminaciones de uno o dos registros de coliformes fecales, pero la eliminación
de coliforme fecal no es tan confiable en los pantanos como lo es en los estanques de estabilización. No se espera
eliminación de fósforo después del arranque a menos que se coseche la vegetación (entonces se obtiene una
eliminación de hasta 15%).
DESVENTAJAS
Los pantanos de SAL necesitan mucho terreno para funcionar adecuadamente. Son confiables y seguros si
las cargas orgánicas e hidráulicas no son grandes. Cuando la velocidad de carga orgánica soluble
aumenta, la confianza en la eliminación de DBO y sólidos suspendidos disminuye. La eliminación de
coliformes fecales tampoco es confiable, en parte debido al uso de animales y aves de los pantanos
artificiales; el reuso directo sin desinfección o filtración es arriesgado. Debido a que su proceso es
inherentemente anaeróbico, los efluentes de pantanos requieren desinfección y reaereación antes de
descargarse en muchas aguas receptoras. Las moscas y los mosquitos pueden ser un problema en zonas de
pantanos de SAL. Esto se puede controlar parcialmente al introducir talapia, una especie de pez resistente,
en las zonas abiertas del pantano.
RESIDUOS GENERADOS
Los nutrientes y la DBO que se eliminan de la corriente de desechos alimentan el crecimiento de la
vegetación emergente y la biomasa adherida a las raíces y a los medios de filtración (cuando se utiliza un
sistema de flujo bajo la superficie). El crecimiento típico de la vegetación es de 56 a 80 kg/hectárea/día.
Por lo general no se cosecha la vegetación de los sistemas de flujo bajo la superficie. Los sistemas de
SAL que tienen un mantenimiento y un diseño adecuado necesitan una cosecha regular.
OPERACION Y MANTENIMIENTO
La principal actividad de mantenimiento es la cosecha del exceso de vegetación en los sistemas SAL. Si
se encuentran metales tóxicos en las corrientes de desecho, las raíces y las hojas de las plantas se deben
eliminar adecuadamente y no deben ser ingeridos por humanos ni animales. Se necesitará dar
mantenimiento a las entradas, las salidas y los sistemas de bombeo, así como de otros sistemas
mecánicos. En general, los requerimientos de mantenimiento y operación son bajos en los sistemas de
pantanos.
INSTALACIONES EN LA RGC
En el Caribe se utiliza a los pantanos por lo general como procesos terciarios o de refinamiento en la
cadena de tratamiento. De esta forma se optimiza su efectividad. Por lo común se pasan por alto como un
proceso secundario debido a las necesidades de tierra. El tratamiento por pantanos no se utiliza
extensivamente en el Caribe, pero es una tecnología prometedora debido al clima cálido y húmedo de la
región.
Fichas técnicas D5– PANTANOS ARTIFICIALES
página 3 de 4
REFERENCIAS
Boutin, C., 1993; Choate, K.D., 1990; Green, M.B., 1995; Kreissl, J.F.; Kruzic, A., 1994; Mitchell, D.S., 1995;
Netter, R., 1993; Perfler, R., 1993; Polprasert, C., 1996; Sweeney, V., 1996; U.S. EPA, 1980; U.S. EPA, 1980; U.S.
EPA 1988; U.S. EPA 1992; Urbanc-Bercic.
Fichas técnicas D5– PANTANOS ARTIFICIALES
página 4 de 4
TRATAMIENTO DEL SUELO
DESCRIPCION
El tratamiento del suelo se refiere a la aplicación controlada de aguas residuales a la superficie del suelo para su
tratamiento a través de medios físicos, químicos y biológicos. Los tres tipos básicos son aplicación lenta o
irrigación, infiltración rápida y flujo terrestre.
En el proceso de aplicación lenta, el efluente primario o secundario se aplica a una superficie vegetal y se
trata mientras fluye a través de las raíces hacia el suelo. Se pueden proporcionar drenajes enterrados si se
desea reutilizar o desechar en otro lado el efluente. En la infiltración rápida, se aplican los efluentes
primarios o secundarios en suelos moderadamente o muy permeables. El tratamiento se logra cuando las
aguas residuales se filtran a través del suelo. Por lo general no se utilizan drenajes enterrados, pues las
aguas residuales tratadas pueden servir para recargar las aguas subterráneas. El flujo terrestre es la
aplicación uniforme de efluentes primarios o secundarios en la cima de pendientes cubiertas de pasto. Las
aguas residuales fluyen pendiente abajo. Este proceso es muy apropiado en suelos impermeables pero
puede funcionar en suelos con una permeabilidad baja o mediana.
APLICACIONES
Los procesos de tratamiento del suelo pueden utilizar aguas residuales que han recibido tratamientos
primarios o secundarios. A mayor nivel de pre tratamiento, se necesita una menor extensión de tierra. El
proceso de irrigación es el más adecuado para suelos con una permeabilidad baja o mediana. Es una
buena opción para reciclar agua y nutrientes y producir cosechas útiles. La infiltración rápida es adecuada
para suelos con una permeabilidad alta y niveles profundos de aguas subterráneas. El flujo terrestre es
apropiado para suelos impermeables en terreno que tiene una pendiente constante y uniforme, resulta muy
caro si se tiene que excavar o construir la pendiente adecuada.
CRITERIOS DE DISEÑO
El cuadro siguiente resume los criterios de diseño para los tres procesos de tratamiento de suelo.
CRITERIOS DE DISEÑO PARA PROCESOS DE TRATAMIENTO DE SUELO
Características
Irrigación
Infiltración rápida
Unidad de carga hidráulica
(m3/día/hectárea)
Pre tratamiento mínimo
Grado de superficie (%)
Profundidad
subterránea (m)
del
Permeabilidad del suelo
agua
Flujo terrestre
165 a 400
90 a 580
Primario
<4
0.6-1
Primario
<4
1-3
Trituración
2-8
No es crítica
Baja a media
Rápida (arenas)
Lenta (arcillas)
14 a 40
RENDIMIENTO
En el cuadro siguiente se resumen los valores promedio totales y máximos de concentraciones de contaminantes en
efluentes de tratamientos del suelo.
Fichas técnicas D6 – TRATAMIENTO DEL SUELO
página 1 de 3
CONCENTRACION DE CONTAMINANTES TÍPICA EN EL EFLUENTE PARA PROCESOS DE
TRATAMIENTO DEL SUELO
Irrigacióna
Promedio Máximo
Infiltración rápidab
Promedio
Máximo
Flujo terrestre
Promedio
Máximo
DBO
2
5
5
10
10
15
Sólidos suspendidos (mg/L)
1
5
2
5
10
20
Nitrógeno amoniacal (mg/L)
0.5
2
0.5
2
4
8
Nitrógeno total como N (mg/L)
3
8
10-20
20
15-25
10
Fósforo total como P (mg/L)
0.1
0.3
<1-3
5
4
6
Coliformes fecales (#/100 mL)
<2
10
10
200
200
2,000
a. Las concentraciones de efluentes para el proceso de irrigación se basan en la carga de nitrógeno antes de los
niveles de toma de la cosecha y de filtración a través de 1.5 m de suelo sin saturar.
b. Las concentraciones de efluentes para la infiltración rápida se basan en la filtración a través de 4.5 m de suelo sin
saturar.
DESVENTAJAS
Los procesos de tratamiento de suelo tienen limitantes en el clima, la pendiente del terreno y las
condiciones del suelo. La aplicación de aguas residuales se puede reducir o detener durante la época de
lluvias. Esto haría necesario contar con sistemas de almacenamiento de aguas residuales en estos
periodos. Otra desventaja consiste en el hecho de que los requerimientos de terreno son muy altos y
pueden ocurrir problemas de olor o de vectores si no se utiliza un pre tratamiento adecuado.
RESIDUOS GENERADOS
Los residuos que se asocian con los tratamientos de suelo son el crecimiento de la vegetación y los sólidos que se
generan en los procesos de pre tratamiento.
OPERACION Y MANTENIMIENTO
El crecimiento de la vegetación ocasionado por el flujo terrestre y la irrigación debe de cosecharse con
regularidad, mientras que el creado por la infiltración rápida se puede cortar periódicamente. La tasa de
crecimiento depende del tipo de vegetación y del volumen y fuerza de las aguas residuales. Si no se
encuentran metales y otros tóxicos en las aguas residuales, las plantas cosechadas se pueden utilizar como
alimento de animales de granja y ganado. Es necesario limpiar y dar mantenimiento regular a las bombas
y tuberías de distribución.
Fichas técnicas D6 – TRATAMIENTO DEL SUELO
página 2 de 3
INSTALACIONES EN LA RGC
KCM no tiene conocimiento de este tipo de instalaciones en la RGC.
REFERENCIAS
Braungart, M., 1997; Kruzic, A., 1994; Goldstein, N. 1981; U.S. E.P.A., 1980; U.S. E.P.A. 1992; U.S.
E.P.A. 1984.
Fichas técnicas D6 – TRATAMIENTO DEL SUELO
página 3 de 3
FILTRACION
DESCRIPCION
Los filtros consisten en dos o más lechos de material granuloso con una profundidad de 600 a 900 mm. Se aplican a
los lechos aguas residuales pre tratadas que reciben tratamiento al pasar a través del lecho. El efluente se recolecta
por medio de un drenaje subterráneo y se descarga en aguas subterráneas o de superficie. La mayor parte del
tratamiento tiene lugar por medio de actividad biológica aeróbica en la estructura porosa del medio filtrante y a
través de procesos de eliminación físicos y químicos. El proceso de tratamiento es muy estable y confiable, capaz de
producir un efluente de alta calidad que tiene una DBO baja, pocos sólidos suspendidos y patógenos.
Existen principalmente dos tipos de filtros. Uno de ellos incluye filtros de lavado por corrientes de agua
limpia. Cuando los espacios porosos de estos filtros se saturan, el filtro puede empujar agua limpia, por lo
general hacia arriba, a través de los medios para limpiarla. Los filtros de lavado por corrientes de agua
limpia pueden funcionar continuamente, automáticamente o intermitentemente. Se utilizan con mayor
frecuencia en el paso pos-secundario o de refinamiento en plantas de tratamiento de aguas residuales
convencionales y mecanizadas. Los filtros de lavado por corrientes de agua limpia producen efluentes de
excelente calidad y no necesitan grandes extensiones de terreno. Sin embargo, son de alta tecnología y
caros, por lo que no se tratará de ellos en el resto de esta ficha técnica.
La segunda clase de filtros consiste en aquéllos que no cuentan con un mecanismo de lavado y que se cargan con
velocidades mucho menores que las de los filtros de remolino. Cuando la capa superior de estos filtros de arena
lentamente se empieza a saturar, simplemente se raspa y se reemplaza. Los filtros de arena enterrados se construyen
bajo nivel. La terminación corriente arriba de los drenajes inferiores se extienden sobre nivel para facilitar la
ventilación o aereación de las aguas residuales. Los filtros de arena abiertos (o intermitentes) se construyen a nivel,
con una superficie expuesta que permite el fácil acceso para su inspección y limpieza. Los filtros de arena
recirculantes son filtros abiertos que reciclan 300 a 500% del flujo afluente. Todos estos filtros nitrifican bien
(convierten amoníaco en nitratos). Solamente los filtros recirculantes pueden desnitrificar (convertir los nitratos en
gas nitrógeno). La nitrificación aumenta el nivel de nitrato en el efluente, lo que puede ser un problema si éste se va
a descargar cerca de alguna fuente de agua potable. El resto de esta ficha técnica solamente describe a los filtros de
arena recirculantes, abiertos y enterrados.
APLICACIONES
Los filtros de arena son un método confiable y comprobado para convertir las aguas residuales de
efluentes de fosas sépticas en efluentes de tratamiento secundario. Son muy adecuados para comunidades
rurales, pequeños conjuntos habitacionales, viviendas individuales y negocios, donde haya disponibilidad
de terreno. Son fáciles de operar y mantener por empleados locales, por lo que son adecuados para las
regiones rurales donde no habría mano de obra calificada.
CRITERIOS DE DISEÑO

Las aguas residuales requieren un mínimo de tratamiento primario (por ejemplo,
sedimentación o una fosa séptica) antes de aplicarse a los filtros de arena. El medio
filtrante se saturaría con rapidez si las aguas residuales no recibieran un pre tratamiento
adecuado.

El medio de filtración debe tener una profundidad de 600 a 900 mm.

Los medios de filtración más pequeños ofrecen una eliminación de contaminantes
mejor pero necesitan limpiezas más frecuentes.
Fichas técnicas D7 – FILTRACION DE ARENA
página 1 de 3

La carga hidráulica y el tamaño del medio deben seguir los criterios establecidos en el
cuadro siguiente:
CARGA HIDRAULICA Y TAMAÑO DEL MEDIO EN LOS TRATAMIENTOS POR FILTRACION
Enterrado
Carga hidráulica por área de filtro (L/m2/día)
<40
1.0-1.5
Diámetro del medio (mm)
Abierto
(Intermitente)
80 a 160
0.75-1.25
Recirculante
120 a200 (flujo hacia
delante)
1.5-3.0
RENDIMIENTO
Los valores típicos de concentraciones de contaminantes por efluente de un filtro de arena se resumen el cuadro a
continuación. Se asume que las aguas residuales han pasado por el pre tratamiento de por lo menos una fosa séptica.
CONCENTRACION TÍPICA DE CONTAMINANTES EN EL EFLUENTE DE UN FILTRO (en mg/L)
DBO
Sólidos suspendidos
Nitrógeno amoniacal
Nitrato nitrógeno
Enterrado
2-10
2-10
<10
25-35
Abierto (Intermitente)
2-10
2-10
<5
25-35
Recirculante
2-10
2-10
<5
<15
DESVENTAJAS
Para pasar las aguas residuales a través de un filtro se necesita alrededor de un metro de carga hidráulica. Si la
topografía o el suelo no es adecuado, se puede requerir bombeo para la eliminación del efluente. Bajo cualquier
circunstancia, los filtros de recirculación necesitan bombas para su funcionamiento. Otras limitaciones son que los
filtros abiertos pueden producir olores indeseables y que los medios de filtración ideales pueden no estar disponibles
en la localidad. Si este fuera el caso, se pueden utilizar otros materiales granulares como los derivados de turba.
RESIDUOS GENERADOS
Se produce una pequeña cantidad de materia biológica en la región superior del medio de filtración que es
necesario raspar y eliminar.
OPERACION Y MANTENIMIENTO
Las necesidades de operación y mantenimiento son bajas para los sistemas de filtración de lavado de arena. Para
prevenir la saturación, es importante realizar una limpieza periódica (cada 6 a 12 meses) de la capa superior del
medio de filtración. También hay que llevar a cabo mantenimiento regular de las bombas y del equipo de
distribución de las aguas residuales.
Fichas técnicas D7 – FILTRACION DE ARENA
página 2 de 3
INSTALACIONES EN LA RGC
Estos sistemas se estudian y aplican en partes de Florida, E.U.A.
REFERENCIAS
Bennani, A.C., 1996; Boutin, C., 1993; Check, G.G., 1994; Evans, B., 1993; Rich, L.G., 1996; U.S. EPA,
1980; U.S. EPA, 1984; U.S. EPA, 1980; U.S. EPA, 1992; Yang, P.Y., 1994.
Fichas técnicas D7 – FILTRACION DE ARENA
página 3 de 3
TRATAMIENTO PRELIMINAR
DESCRIPCION
El tratamiento preliminar comprende los primeros procesos unitarios que se incluyen en la mayoría de las
instalaciones mecanizadas de tratamiento y en algunas no mecanizadas. El tratamiento preliminar más utilizado es el
cribado y la eliminación de arenilla.
Las aguas residuales afluentes por lo general fluyen a través de cortinas que eliminan los materiales
flotantes y los trapos. La separación entre las barras puede variar entre 5 y 50 mm. Cuando hay que evitar
problemas de tratamiento corriente abajo, las barras no deben tener una separación mayor que 12 mm. En
el caso de la eliminación de arenilla, se eliminan los sólidos inertes y las arenas que dañarían las bombas
y otros equipos mecánicos en los procesos corriente abajo. Hay muchos tipos de procesos de eliminación
de arenilla, pero la mayoría incluyen una pequeña cámara a través de la que fluyen las aguas residuales,
con el tamaño suficiente para detener el flujo de manera que los sólidos inertes y pesados se asienten en el
fondo.
APLICACIONES
Con la excepción de las fosas sépticas y los sistemas de viviendas, todos los procesos de tratamiento necesitan de
algún tipo de proceso preliminar o de cribado para eliminar los objetos grandes y flotantes. Para los sistemas
mecánicos intensivos de tratamiento de aguas residuales, se recomiendan ampliamente el cribado y la eliminación de
arenilla. La eliminación de arenilla no es necesaria en la mayoría de los sistemas naturales, pero se debe considerar
en los sistemas de tratamiento de aguas residuales altamente mecanizados para alargar la vida del equipo. La
presencia de una cantidad importante de arenilla en las aguas residuales desgasta rápidamente a las bombas y a otros
equipos mecánicos.
Fichas técnicas D8 – TRATAMIENTO PRELIMINAR
página 1 de 3
CRITERIOS DE DISEÑO
Cribado

El espaciamiento de las barras de las cortinas puede variar entre 5 mm y 50 mm,
dependiendo del tipo de proceso de tratamiento corriente abajo. Mientras más ancho
sea el espacio, menos material se detendrá.

Los volúmenes de cribado comunes son 0,037 a 0,22 m3 por 1,000 m3 de flujo.

El canal de acercamiento a la cortina debe de medirse de forma que la velocidad de
acercamiento sea de por lo menos 30 a 60 cm por segundo en las condiciones normales
de flujo.
Tanque desarenador

Un tanque desarenador convencional aereado debe medirse para facilitar 2 a 5 minutos
de retención de las aguas residuales. Otros tipos de tanques de eliminación de arenilla
siguen criterios diferentes. El diseño de los tanques desarenadores de torbellino permite
que reciban velocidades de sobreflujo de aproximadamente 66 m/hora en el flujo diario
máximo.

El volumen de arenilla que se genera varía con el tipo de sistema de recolección de
aguas de alcantarillado y su grado de influjo. Los tanques desarenadores generan
normalmente de 0,0024 a 0,18 m3 por 1.000 m3 de flujo.

Los diseños circulares se utilizan para unidades de torbellino, la cámara de arenilla
aereados son rectangulares. Las pérdidas de carga a través de las unidades varía de casi
nada a 0,6 m.
RENDIMIENTO
Los sistemas de cribado eliminan con eficacia todos los objetos mayores al tamaño de las barras. La
mayoría de los diseños de tanques desarenadores eliminan alrededor del 95% de las partículas inertes
mayores a 0,21 mm. Algunos diseños modernos pueden eliminar partículas inertes menores a 0,21 mm.
DESVENTAJAS
El cribado y la eliminación de arenilla aumentan los costos de capital, operación y mantenimiento. En la mayoría de
los casos, la eliminación de arenilla es menos cara que el costo de mantenimiento adicional para los sistemas
corriente abajo en que se incurriría si no se ofreciera este tratamiento preliminar.
RESIDUOS GENERADOS
En estos procesos se recolectan arenillas y desechos del cribado, que después se eliminan en un relleno
sanitario una vez que han sido lavados, colados y compactados. Los volúmenes típicos de residuos se
describen en la sección de criterios del diseño.
OPERACION Y MANTENIMIENTO
Los requerimientos operacionales básicos para el tratamiento preliminar son la eliminación de residuos,
lavado y deshidratado. Las cortinas y la arenilla se pueden recoger mecánicamente o manualmente. La
Fichas técnicas D8 – TRATAMIENTO PRELIMINAR
página 2 de 3
arenilla se puede quitar manualmente por medio de palas, pero este procedimiento requiere de tanques
desarenadores redundantes de manera que cada uno se pueda aislar y vaciar por medio del uso de palas.
Por lo general, la arenilla se elimina del fondo del tanque con cubetas mecánicas, transportadores
inclinados de tornillo o bombas de arenilla. Estas deben ser muy durables, ya que la arenilla es un
material muy abrasivo. Para los tanques desarenadores aereados, la operación del escape y su
mantenimiento aumentan los costos.
INSTALACIONES EN LA RGC
El cribado se utiliza en todos los tipos de plantas de tratamiento en la RGC. Los tanques desarenadores se utilizan en
algunas instalaciones grandes y convencionales. Las plantas de tratamiento de San Fernando en Trinidad y de Dos
Cerritos y Mariposa en Venezuela cuentan con tanque desarenador.
REFERENCIAS
Millette, E.M. 1992; Sweeney, V. 1996; U.S. EPA 1992; Water Environment Federation & American
Society of Civil Engineers 1992.
Fichas técnicas D8 – TRATAMIENTO PRELIMINAR
página 3 de 3
TRATAMIENTO PRIMARIO
DESCRIPCION
Los tanques primarios de sedimentación son la forma más común de tratamiento primario. Se colocan después de un
proceso de cribado o de eliminación de arenilla. Los tanques primarios de sedimentación asientan los sólidos
suspendidos en el flujo de aguas residuales. En la medida en que el agua residual fluye al tanque de sedimentación,
el líquido se mueve muy lentamente, y los sólidos orgánicos inertes se asientan en el fondo. La teoría del proceso es
la misma de un tanque desarenador, con la excepción de que la velocidad de sobreflujo es menor, lo que permite
asentarse a algunos de los sólidos orgánicos, que tienen una densidad menor que la arenilla. Los sólidos que se
asientan se raspan hacia un punto central y después son drenados con una bomba de fango. La espuma de las aguas
residuales, que se forma básicamente de aceite y grasa, es menos densa que las aguas residuales y flota en la
superficie. Como el fango, la espuma se recolecta con un brazo mecánico y se elimina regularmente.
Flotación de aire disuelto (FAD) es otro tipo de proceso de tratamiento primario que se usa con frecuencia para
aguas residuales industriales. Un proceso de FAD elimina el aceite y las grasas en menos espacio que la
sedimentación primaria. Se presurizan las aguas residuales y el aire entre 3 y 5 atmósferas y se liberan en un tanque
abierto a la atmósfera. Esto libera burbujas pequeñas de la solución, que flotan a la superficie. Las burbujas se
enredan con los sólidos ligeros y los aceites y los llevan a la superficie. Un colador recolecta entonces los sólidos en
la superficie del agua y el líquido clarificado continúa corriente abajo a otros procesos. Otros tipos de procesos de
separación de agua y aceite también se usan ampliamente en la industria petrolera.
APLICACIONES
Los procesos de tratamiento primario por lo general anteceden a procesos de tratamiento secundario o biológico en
las instalaciones convencionales de tratamiento de aguas residuales. El principal propósito del tratamiento primario
es reducir la carga de DBO y de sólidos suspendidos en los procesos corriente abajo. Al reducir esta carga se
disminuyen los costos de aereación para las plantas de fango activado y el volumen de desechos de fango activado
que se genera en el tratamiento secundario. Algunas plantas de tratamiento funcionan sin tanques de sedimentación
primaria. En éstas, los sólidos se eliminan en los procesos corriente abajo.
Los tanques de sedimentación se utilizan como un proceso de tratamiento primario en la mayoría de las
instalaciones grandes y convencionales de tratamiento de aguas residuales domésticas y en algunas
aplicaciones industriales. FAD se aplica en la mayoría de los casos para aguas de alcantarillado
Fichas técnicas D9 – TRATAMIENTO PREMARIO
página 1 de 3
industriales que contengan aceite, grasa y otros sólidos que floten con facilidad. Las refinerías de
petróleo, fábricas empacadoras de carne y plantas procesadoras de lácteos generalmente utilizan FAD
para su tratamiento primario.
CRITERIOS DE DISEÑO
Tanque de sedimentación

En los Estados Unidos se acepta como valor para el flujo diseñado promedio una
velocidad de sobreflujo en la superficie (flujo/superficie del tanque) de 0,8 a 1,5 m/hr

Los tanques de sedimentación deben tener de 2 a 5 m de profundidad.

Se usan con frecuencia tanto los tanques rectangulares como los circulares.
Flotación de aire disuelto

El tiempo de retención adecuado para la separación de los sólidos es de 20 a 30
minutos.

Otros criterios de diseño importantes son la presión, la proporción de reciclaje, y la
concentración y características de los sólidos influentes.
RENDIMIENTO
Un tanque de sedimentación convencional elimina del 25 al 40% de la DBO influente, 40 a 70% de los sólidos
suspendidos totales y alrededor del 50% de la carga de bacterias. Los aparatos de FAD pueden producir un efluente
con muy poco aceite: hasta 1 a 20 mg/L.
DESVENTAJAS
Los procesos de tratamiento FAD presentan una operación más compleja y mayores necesidades de energía que los
tanques de sedimentación simples. Generalmente se eligen los FAD cuando los tanques de sedimentación no ofrecen
una eliminación adecuada de los sólidos ligeros y de los aceites. Para los tanques de sedimentación primarios el
fango (que tiene un alto contenido orgánico) debe ser retirado rápìdamente antes de que los procesos de
desnitrificación generen nitrógeno gaseoso que puede resuspender algunos de los sólidos.
RESIDUOS GENERADOS
Los principales residuos que se recolectan en el tratamiento primario son sólidos, espuma y aceites. El volumen
generado depende del volumen del flujo de aguas residuales, su composición y la eficacia del
Fichas técnicas D9 – TRATAMIENTO PREMARIO
página 2 de 3
tratamiento. Para aguas residuales de mediana fuerza la cantidad de fango que se genera en un tanque de
sedimentación primario es de alrededor de 0,10 a 0,17 kg/m3 de aguas residuales.
OPERACION Y MANTENIMIENTO
A pesar de que los procesos mecánicos de tratamiento primario son relativamente sencillos, necesitan
mantenimiento de rutina. La mayor parte del mantenimiento indicado para los tanques de sedimentación
convencionales es el cuidado de las bombas, de los rascadores de fango, recolectores de espuma y
motores. Los procesos FAD requieren un plan de mantenimiento más intensivo para las bombas a presión,
las válvulas de liberación de presión y los sistemas de recolección.
INSTALACIONES EN LA RGC
Los tanques de sedimentación se utilizan en la mayoría de las instalaciones de tratamiento convencionales
y mecanizadas. Los sistemas FAD se aplican principalmente en refinerías de petróleo y plantas de
desechos petroquímicos.
REFERENCIAS
Bryant, J.S. 1991; Eckenfelder, W.W. 1989; Engelder, C.L. 1993; Millette, E.M. 1992; Rhee, C.H. 1988; Sweeney,
V. 1996; Water and Environment Federation & American Society of Civil Engineers 1992.
Fichas técnicas D9 – TRATAMIENTO PREMARIO
página 3 de 3
TRATAMIENTO SECUNDARIO
DESCRIPCION
En los procesos de tratamiento secundarios bacterias aeróbicas, anaeróbicas y anóxicas se alimentan del material
orgánico en las aguas residuales, transformando la DBO del alcantarillado en masa bacterial. Las bacterias
aeróbicas, el tipo que se utiliza con más frecuencia para el tratamiento secundario, consumen material orgánico
solamente en presencia de oxígeno. Las bacterias anóxicas y anaeróbicas no requieren oxígeno, pero los procesos
aeróbicos producen un efluente de mejor calidad. Por esta razón, y debido a que el tratamiento anaeróbico y anóxico
puede producir olores desagradables, los procesos aeróbicos son sin ninguna duda el tratamiento secundario más
común en las instalaciones de tratamiento de gran tamaño y por lo tanto son el único proceso que se describe en esta
ficha técnica.
Todos los procesos secundarios aeróbicos tienen los siguientes puntos en común:

En el primer paso las bacterias tratantes se ponen en contacto con el material soluble y
orgánico de las aguas residuales. Esto se logra al dirigir las aguas residuales a un
tanque de mezcla donde se encuentran los organismos de tratamiento (un sistema de
“crecimiento suspendido”), o al pasarlo sobre una superficie fija en la que crece la
bacteria (un sistema de “película fija”).

En los sistemas de crecimiento suspendido la bacteria aeróbica necesita oxígeno
suficiente para metabolizar el material orgánico en las aguas residuales. Esto se obtiene
por medio de un aereador mecánico, un difusor o cualquier proceso similar. Los
aereadores introducen aire u oxígeno a las aguas residuales.

La bacteria que metaboliza el material orgánico en las aguas residuales debe ser
separada subsecuentemente del flujo de agua residual. Con la excepción de los
reactores batch secuenciales (RBS), todos los procesos secundarios que se plantean en
esta ficha cuentan con un tanque de sedimentación separado en el que se asienta esta
masa de células floculentadas de la misma manera en la que los tanques de
sedimentación primaria asientan el material orgánico suspendido. El efluente continúa a
su descarga o a procesos corriente abajo.

En los sistemas de crecimiento suspendido de fango activado, el fango se regresa del
tanque de sedimentación al tanque de aereación, donde se mantiene una concentración
viable de bacteria para metabolizar el material orgánico entrante. Este proceso se
conoce como regreso de fango activado (RLA). El proceso en el que el fango se
elimina y no se regresa se conoce como proceso de desechos de fango activado (DLA).
No es necesario regresar el fango para implementar los procesos de película fija o de
RBS.
Las lagunas son sistemas naturales que ofrecen tratamiento secundario. Como se han preparado fichas
técnicas específicas para ellas, en la presente ficha no se habla de las lagunas. Los procesos de tratamiento
secundario que se incluyen en este documento son los procesos convencionales de alta velocidad que
necesitan menos terreno que las lagunas y los pantanos. Los siguientes son los procesos de tratamiento
secundario de alta velocidad más comunes:

Fango activado

Zanja de oxidación

Filtro de goteo

Reactor batch secuencial (RBS)
Fichas técnicas D10 – TRATAMIENTO SECUNDARIO
página 1 de 5
Dentro del proceso de fango activado, el efluente primario o agua de alcantarillado sin tratar se conduce a una
cuenca de aereación, donde el aire se impulsa en burbujas en la mezcla de aguas residuales (líquido mezclado) y las
bacterias aeróbicas metabolizan el material orgánico disuelto y suspendido. El efluente fluye de la cuenca de
aereación hacia un tanque de sedimentación secundario donde la biomasa se asienta. Una parte de la biomasa se
pierde y otra se regresa a la cuenca de aereación para mantener una concentración de biomasa viable. El reactor
batch secuencial modificado (RBSM) es una variación desarrollada localmente del proceso de fango activado que
utiliza una cuenca de tierra única para la aereación del fango activado y su sedimentación. No requiere de tanques de
sedimentación separados ni del regreso por bombeo del fango activado.
El proceso de zanja de oxidación es un proceso de fango activado en el que las aguas residuales fluyen a un canal en
forma de anillo en lugar de a una cuenca de aereación rectangular. El oxígeno no se mezcla tan homogéneamente en
la zanja de oxidación como lo hace en un proceso de fango activado convencional. Esta diferencia facilita regiones
de reacción variada, lo que permite un control más operacional del proceso. La biomasa se asienta en un tanque de
sedimentación secundario y se recicla de regreso a la zanja de oxidación.
Fichas técnicas D10 – TRATAMIENTO SECUNDARIO
página 2 de 5
En los procesos de filtros de goteo el efluente primario se distribuye de forma pareja sobre un lecho circular de
piedras del tamaño de un puño con una profundidad de 900 a 1.800 mm. En la superficie rocosa crecen bacterias,
hongos y algas. Cuando las aguas residuales fluyen entre las piedras, las bacterias aeróbicas metabolizan el material
orgánico. Una vez que crece la biomasa, el afluente de aguas residuales retira los excesos, que se asientan en un
tanque de sedimentación secundario. No se recicla el fango por medio de un filtro de goteo, pero por lo general se
encuentra una proporción de reciclamiento del efluente alto – de 300 a 500 % del flujo afluente se recicla desde el
filtro o del tanque de sedimentación de regreso hacia el filtro.
En el proceso de RBS, todos los pasos del proceso de tratamiento tienen lugar en un tanque de mezclado completo,
al que se dirige el afluente intermitentemente. El proceso de tratamiento consiste de procesos programados y
discretos: llenado, mezclado y aereación, asentamiento, retirado del efluente, retirado del fango. Algunos fabricantes
de RBS combinaron estos procesos y desarrollaron ciclos de cronometraje originales, pero todos los RBS utilizan
una combinación de los cinco procesos mencionados. Los RBS funcionaban tradicionalmente en instalaciones
pequeñas, pero en años recientes ha resurgido el interés por el proceso de RBS pues elimina por completo la
necesidad de sedimentación secundaria y de bombas para regresar el fango activado.
APLICACIONES
Por lo general este tipo de procesos de tratamiento secundario es muy adecuado para comunidades
grandes con una alta densidad de población debido a su costo elevado y al alto nivel de habilidad que se
necesita para su operación y mantenimiento. A pesar de que cuando se operan y mantienen
adecuadamente estos procesos producen efluentes de buena calidad para flujos grandes, si su operación y
mantenimiento son deficientes, producen efluentes de mala calidad. El proceso que presenta mayor
demanda de terreno de los que se presentan en esta ficha técnica es el de zanjas de oxidación, mientras
que los RBS presentan la menor. Ambos son adecuados para comunidades medianas debido a su alta
confiabilidad. Los filtros de goteo presentan un alto costo de capital, pero su costo de operación es bajo en
comparación con una planta de fango activado pues no necesita aereación.
CRITERIOS DE DISEÑO
Fango activado

La concentración de licor mezclado y sólidos suspendidos (LMSS) varía de 1.500 a
3.000 mg/L.
Fichas técnicas D10 – TRATAMIENTO SECUNDARIO
página 3 de 5

El tiempo de retención hidráulica va de 6 a 24 horas.

El tiempo de residencia de los sólidos es de 3 a 20 días.
Zanja de oxidación

El tiempo de retención hidráulica es de 24 horas o más.

El tiempo de residencia de los sólidos varía de 10 a 30 días.

Los canales de flujo tienen una profundidad de 2 a 4 metros.

La velocidad en los canales debe de ser de 24 a 36 cm/segundo.
Filtros de goteo

La velocidad de carga hidráulica presenta gran variación. Los filtros de goteo más
utilizados tienen una velocidad de carga hidráulica por superficie del filtro de 1 a 9,2
m/día.

La velocidad de carga orgánica es de 175 a 1.000 kg DBO/día/1.000 m3.

A menos que el medio filtrante que se utilice sea plástico ligero, la profundidad del
filtro es de 1 a 3 m. Para medios plásticos, la profundidad puede ser de hasta 12 metros.
Reactor batch secuencial

Para la mayoría de las aplicaciones, el tiempo de retención hidráulica varía de 24 a 40
horas.

El tiempo de retención de sólidos varía de 5 a 40 días.
RENDIMIENTO
Los valores típicos de concentración de contaminantes en efluentes de tratamientos secundarios se resumen en el
cuadro siguiente:
CONCENTRACIONES TIPICAS DE EFLUENTES DE TRATAMIENTO SECUNDARIO (mg/L)
DBO
Fango activado
Zanja de oxidación
Filtro de goteo
RBS
Sólidos suspendidos
4-40
3-30
9-58
5-30
5-50
4-32
9-100
6-25
Nitrógeno amoniacal
5-15
1-5
5-15
1-10
DESVENTAJAS
Los procesos secundarios por lo general necesitan para su operación y mantenimiento de operadores con
un alto grado de preparación. Son mecánicamente intensivos y producen efluentes de mala calidad si el
equipo clave no está funcionando adecuadamente. Estos procesos generan también un volumen mayor de
fango que los procesos naturales que se utilizan para el tratamiento de aguas residuales. El tratamiento del
fango y su eliminación añaden un costo significativo a los procesos de tratamiento secundarios. Con los
Fichas técnicas D10 – TRATAMIENTO SECUNDARIO
página 4 de 5
filtros de goteo se puede tener un serio problema de moscas, pues éstas viven y se reproducen en el medio
de filtración.
RESIDUOS GENERADOS
El tratamiento secundario puede generar de 0,10 a 0,15 kg de fango por día por metro cúbico de agua residual. Los
filtros de goteo producen una cantidad similar de fango. El fango que se genera tiene un alto contenido de sólidos
volátiles y puede convertirse en séptico con rapidez, produciendo olores desagradables si no se trata o elimina
inmediatamente.
OPERACION Y MANTENIMIENTO
Las necesidades de operación y mantenimiento para los procesos secundarios son muy altas. Con la
excepción de los procesos de RBS, todos necesitan reciclar su flujo y su fango. Mientras que el costo
capital o de energía puede no ser excesivo, el mantenimiento de las bombas es elemental para una
operación adecuada. Con la excepción del filtro de goteo, todos los procesos requieren de aereación, que
por lo común se obtiene por medio de un soplador. La energía necesaria para hacer funcionar a un
soplador o un aereador lo hacen el elemento más caro operacionalmente de todo el proceso de tratamiento
de aguas residuales. Debe existir un generador alternativo de energía para la operación de las bombas y
del soplador en caso de que falle el suministro de electricidad. Si los apagones duran más de unas cuantas
horas, se necesitará energía alternativa para el equipo de aereación. Otra consideración operacional
consiste en la cantidad de fango que se generará. Cuando aumenta el volumen de fango, es más costeable
tratar el fango antes de su eliminación final. Esto implica más equipo y mayores costos de operación y
mantenimiento.
INSTALACIONES EN LA RGC
La planta de Dos Cerritos en Venezuela utiliza la aereación extendida y el fango activado. El reactor
batch secuencial modificado se utiliza en Juangriego, Venezuela. Los filtros de goteo están en uso en
Arrima y San Fernando, Trinidad. A lo largo de la RGC se utilizan plantas pequeñas de fango activado.
REFERENCIAS
Millette, E.M. 1992; Sweeney, V. 1996; U.S. Department of Commerce, 1991; U.S. EPA 1980; Water
Environment Federation & American Society of civil Engineer 1992.
Fichas técnicas D10 – TRATAMIENTO SECUNDARIO
página 5 de 5
ELIMINACIÓN DE NUTRIENTES
DESCRIPCION
Los procesos de tratamiento secundarios eliminan la DBO y otros sólidos suspendidos en la corriente de
aguas residuales. La eliminación parcial de fósforo y nitrógeno ocurre durante el tratamiento secundario
mediante su incorporación al fango residual. Para la eliminación de cantidades elevadas de nitrógeno y
fósforo, se requiere de procesos especializados. Los procesos físicos utilizados para la eliminación de
nitrógeno incluyen cloración hasta el punto de aumento rápido del cloro residencial y desmineralización
mediante osmosis inversa u otros medios. La eliminación química del fósforo se obtiene por lo general
mediante la precipitación con sales de metal. Para la eliminación de nitrógeno y fósforo se puede utilizar
una amplia gama de procesos biológicos empleando zonas anóxicas y anaeróbicas. En este documento se
discuten tres procesos típicos de eliminación de nutrientes:

El proceso A2/O para la eliminación biológica de fósforo y nitrógeno.

El proceso MLE para la eliminación biológica de nitrógeno.

Precipitación química para la eliminación de fósforo.
Proceso A2/O. Muchos sistemas de tratamiento eliminan la DBO, sólidos suspendidos y nutrientes por
medio de la actividad microbiana. Un proceso típico de eliminación biológica de nutrientes (EBN) es el
proceso A2/O (anaeróbico, anóxico y óxico). Una zona óxica o aereada tiene "oxígeno libre" (O2)
disponible para la respiración microbiana; una zona anóxica contiene nitrato; y una zona anaeróbica no
tiene ninguno de los dos.
En un proceso A2/O generalmente se usa el mismo equipo mecánico que usa el proceso de fango
activado convencional, pero en lugar de tener una sola zona de reacción antes del segundo tanque de
sedimentación, tiene tres. Estas zonas se encuentran separadas mediante tanques o áreas separadas dentro
de un mismo tanque. Las aguas residuales crudas o el flujo de efluentes procedentes de tratamientos
primarios fluye primero a la zona anaeróbica, luego a la zona anóxica y finalmente a la zona óxica antes
de ser descargada al segundo tanque de sedimentación, donde las células se estabilizan.
El tiempo de residencia de los sólidos en la zona óxica debe ser lo suficientemente largo para que se lleve
a cabo la nitrificación, que es la conversión biológica de amoníaco en nitratos. La corriente proveniente
de la zona óxica se recicla a la zona anóxica, donde las bacterias facultativas desnitrifican la corriente
reciclada (convierten los nitratos a gas nitrógeno, el cual se difunde a la atmósfera de manera inofensiva).
El fango resultante del segundo tanque de sedimentación se recicla a la zona anaeróbica. Esta estimula a
los microorganismos, ocasionando lo que se llama una elevación superflua de fósforo cuando las células
llegan a la zona óxica. Si la eliminación de fósforo no es necesaria, no hace falta contar con una zona
anaeróbica; la eliminación de nitrógeno puede llevarse a cabo mediante dos reactores utilizando el
proceso Modificado de Ludzak Ettinger (MLE).
Fichas técnicas D11 – ELIMINACION DE NUTRIENTES
página 1 de 4
Proceso Modificado de Ludzak Ettinger
Anóxico
Aeróbica
Aeróbica
Aeróbica
El proceso Modificado de Ludzak Ettinger (MLE) es un proceso de dos etapas para la eliminación
biológica de nitrógeno. En el proceso MLE se hace recircular un líquido mixto nitrificado al tanque
anóxico donde las aguas residuales o la corriente proveniente del tratamiento primario se mezclan con el
fango retornante y el licor mixto de recirculación interna. Este sistema es la forma más sencilla de
eliminar nitrógeno biológicamente. Los porcentajes de recirculación se encuentran típicamente en un
rango de 200-400% del efluente clarificado.
Precipitación Química. Las sales de los metales son utilizadas frecuentemente para precipitar el fósforo
de aguas residuales. Se puede utilizar sulfato de aluminio, cloruro férrico y cal para causar la
precipitación de fósforo soluble como fosfatos metálicos e hidróxidos. Estos químicos pueden ser
adicionados a la corriente primaria, al licor mixto de aguas residuales activadas, o a la corriente
secundaria para poder eliminar el fósforo soluble.
La mayoría de los demás procesos biológicos para la eliminación de nutrientes son variaciones de estos
procedimientos. Otros procesos biológicos que pueden eliminar nitrógeno incluyen filtros granulares de
corriente ascendente y algunos filtros de arena. Muchos de los procesos biológicos de eliminación de
nutrientes se encuentran patentados, lo que eleva el costo de construcción. Una parte de la eliminación de
nutrientes se lleva a cabo en pantanos y estanques de oxidación. Para las discusiones sobre los detalles de
estos procesos de baja tecnología ver las referencias citadas en las fichas técnicas de éstos.
APLICACIONES
La mayoría de las normas de aguas receptoras en la RGC no especifican las concentraciones permitidas
de nitrógeno y fósforo. Por lo tanto, la eliminación de nutrientes se practica poco en la región. Sin
embargo, la mayoría de las aguas de la zona costera en la RGC son pobres en nutrientes. Esto quiere decir
que la cantidad de nutrientes que son descargados en cuerpos cercados de agua como los estuarios o
bahías pueden causar problemas de eutrofización. Muchos de los procesos de eliminación de nutrientes
son de costo elevado y complejos, solamente adecuados para centros con alta densidad de población. Sin
embargo, deben tenerse en cuenta siempre que una corriente de aguas residuales se descargue en aguas
receptoras, con excepción del mar abierto. Las concentraciones elevadas de nitrógeno amoniacal son
Fichas técnicas D11 – ELIMINACION DE NUTRIENTES
página 2 de 4
tóxicas para peces y animales, así como las concentraciones elevadas de nitratos en agua potable son
tóxicas para los seres humanos y pueden ser rápidamente mortales para los niños.
CRITERIOS DE DISEÑO
Los criterios de diseño claves para los procesos de MLE y A2/O se resumen en el cuadro siguiente. Los
criterios adicionales de diseño incluyen factores como concentración de oxígeno disuelto y temperatura.
Las dosis de precipitación teóricas para la eliminación de fósforo se indican en el cuadro siguiente. En la
práctica, las dosis requeridas para la eliminación completa del fósforo soluble son de 50-100% mayores
que el requerimiento teórico.
CRITERIOS DE DISEÑO PARA LOS PROCESOS BIOLOGICOS DE ELIMINACION
DE NUTRIENTES
Proceso MLE
6 a 10
Tiempo de retención
de las células (días)
Retención hidráulica (horas):
anaeróbica
anóxica
óxica
Fangos residuales activados (% de afluente)
--3a5
3a8
20 a 100
200 a 400
Reciclaje Interno (% de afluente)
REQUERIMIENTO
FÓSFORO
Precipitante
Proceso A2/O
4 a 27
QUIMICO
TEORICO
PARA
LA
0,5 a 1,5
0,5 a 1,0
3,5 a 6,0
20 a 50
100 a 300
PRECIPITACIÓN
DE
Proporción de precipitante a P
Aluminio
Cloruro Férrico
Oxido de Calcio
9,6 : 1
5,2 : 1
2,71 : 1
RENDIMIENTO
Las concentraciones típicas de la corriente del proceso A2/O varían de 0,2 a 5 mg/L para el fósforo total y
de 5 a 10 mg/L para el nitrógeno total. Las concentraciones promedio son de cerca de 1 mg/L para el
fósforo total y 8 mg/L para el nitrógeno total. Las variaciones en el proceso pueden lograr una mayor
eliminación. Mediante el proceso MLE se pueden lograr concentraciones de nitrógeno comparables en el
efluente. Los filtros de corriente ascendente y lecho fluidizado (también conocidos como filtros de
desnitrificación) pueden eliminar de un 80-95% de los nutrientes afluentes. Los filtros de arena de
recirculación pueden eliminar de un 40-75% del nitrógeno afluente. Los procesos convencionales de
tratamiento de las aguas residuales activadas producen una corriente con 10-15 mg/L de nitrógeno total y
2-6 mg/L de fósforo total dependiendo de las concentraciones del afluente. La precipitación química
puede eliminar fósforo soluble llevándolo a concentraciones bajas (menos de 0,1 mg/L). Para la
Fichas técnicas D11 – ELIMINACION DE NUTRIENTES
página 3 de 4
eliminación completa del fósforo, se debe de eliminar el fósforo inorgánico incluido en los sólidos
suspendidos de la corriente, lo que se realiza comunmente a través de la filtración.
DESVENTAJAS
Los procesos de eliminación de nutrientes son más complejos y tienen un costo más elevado que el
tratamiento secundario. Las líneas de reciclaje y los tanques adicionales añaden un costo elevado y
aumentan el gasto operacional y de mantenimiento. También es indispensable que los sólidos producidos
en el proceso sean tratados o desechados adecuadamente. A través de la solubilización, los procesos de
digestión de sólidos aeróbicos y anaeróbicos pueden producir corrientes líquidas con concentraciones
muy elevadas de nitrógeno y fósforo. Si estas corrientes regresan a la corriente principal de la planta, la
calidad de la corriente tratada se verá disminuida. Otra desventaja es la variabilidad que tienen los
sistemas biológicos de eliminación de fósforo. La eliminación química de fósforo requiere un costo
continuo debido al precipitante químico y costos adicionales para la eliminaicónd del fango resultante.
RESIDUOS GENERADOS
El volumen de fango generado durante los procesos de eliminación biológica de nitrógeno y fósforo es el
mismo o menor que el que generan plantas convencionales de fango activado. La precipitación química
puede incrementar substancialmente la carga de fango.
OPERACION Y MANTENIMIENTO
Los costos de operación y mantenimiento aumentan cuando se incluye la eliminación de nutrientes en el
tratamiento. Los costos incluyen la construcción de tanques adicionales, tuberías y bombas de
recirculación. Los costos fijos incluyen el mantenimiento de los sistemas de aereación, tuberías y bombas.
Los procesos son complejos y se necesita de mano de obra experimentada para lograr una operación
eficiente. Los costos químicos para la precipitación química del fósforo pueden aumentar
considerablemente los gastos de operación de la planta.
INSTALACIONES EN LA RGC
La planta de tratamiento Mariposa en Venezuela se diseñó parcialmente para lograr una eliminación
biológica de nitrógeno.
REFERENCIAS
Boutin, C. et al 1993; Check, G.G. et al 1994; Rich, L.G. 1996; U.S. EPA February 1980; U.S. EPA
October 1980; Water Environment Federation & American Society of Civil Engineers 1992.
Fichas técnicas D11 – ELIMINACION DE NUTRIENTES
página 4 de 4
DESINFECCIÓN
DESCRIPCION
La desinfección elimina organismos patógenos de la corriente de aguas residuales tratadas. Los
organismos patógenos son bacterias y virus dañinos a la salud humana e inclusive mortales para muchos
individuos cuando se encuentran presentes en aguas potables. Los procesos comunes de desinfección
incluyen cloración, radiación ultravioleta, ozonización y desinfección de estanques.
El cloro y el ozono son agentes de oxidación muy potentes. Oxidan materia orgánica e inorgánica y
destruyen rápidamente a cualquier patógeno presente. El cloro se puede añadir a las aguas residuales en
forma de gas, líquido o tableta. El ozono se añade solamente en forma de gas.
Fichas técnicas D12 – DESINFECCION
página 1 de 5
La radiación ultravioleta esteriliza los patógenos reestructurando su DNA o sus genes para prevenir su
reproducción. La radiación UV se aplica en aguas residuales a través de lámparas de mercurio de baja
presión que emiten un 85% de su energía en la longitud de onda más dañina a los patógenos. Por lo
general, las aguas residuales fluyen a través de canales o tuberías que contienen lamparas UV sumergidas.
Fichas técnicas D12 – DESINFECCION
página 2 de 5
La desinfección de estanques es un proceso natural de eliminación de patógenos en estanques de
estabilización sucesiva. Los mecanismos utilizados para la eliminación de patógenos en estanques son la
luz visible y ultravioleta emitida por el sol, la sedimentación y la mortandad natural.
APLICACIONES
Las corrientes de aguas residuales descargadas subterráneamente por lo común experimentan una
adecuada eliminación de patógenos y bacterias mientras viajan por la tierra. Las aguas residuales
descargadas en aguas superficiales no son desinfectadas naturalmente tan rápido. Se debe considerar un
sistema de desinfección para todas las descargas en aguas superficiales debido a que el contacto humano
con aguas de alta concentración de patógenos aumenta el riesgo de infección.
La cloración es apropiada para la mayoría de las aguas residuales y es el proceso de desinfección más
popular en el mundo. La radiación ultravioleta tiene un buen desempeño, pero éste se ve disminuido
cuando se trata de corrientes muy turbias o con sólidos suspendidos. Es común utilizar filtros de arena
antes de aplicar radiación UV. La ozonización es un sistema de desinfección más poderoso que el cloro
que no genera productos accesorios perjudiciales. Se utiliza generalmente para desinfectar corrientes
secundarias altamente tratadas o filtradas.
El ozono debe ser generado in situ, lo que puede ser muy costoso y requiere de una fuente de energía
confiable. La desinfección de estanques se considera de tecnología simple, libre de mantenimiento y
requiere de una extensa área de tierra.
CRITERIOS DE DISEÑO

La cloración, radiación UV y la ozonización requieren de un tiempo de contacto específico entre
las aguas residuales y el desinfectante. Para asegurar un tiempo de contacto adecuado, las
cámaras de desinfección deben ser diseñadas para minimizar cortos circuitos hidráulicos (una
corriente rápida y directa entre las tomas de carga y descarga de la cámara).
Cloración

Para un tiempo de contacto de 1 hora, la dosis típica de cloro es de 10 a 25 mg/L para la corriente
de una fosa séptica, de 2 a 5 mg/L para una corriente de tratamiento secundario y de 2 a 10 mg/L
para una corriente de filtro de arena.

La guía alternativa de dosis tiene el fin de producir un residuo de cloro de 0,5 mg/L en aguas
residuales después de un tiempo de contacto de 15 minutos.

Se debe de proveer un mezclado inicial violento.
Radiación Ultravioleta

La radiación UV genera una gran cantidad de energía, por lo que los tiempos de contacto son muy
cortos. Es normal un tiempo de contacto de 1 minuto o menos. Este proceso de desinfección se
prefiere al de cloración u ozonización cuando se requiere de una eliminación de cloro antes de la
descarga.
Ozonización
Fichas técnicas D12 – DESINFECCION
página 3 de 5

Los tiempos de retención hidráulicos en una cámara contactora de ozono van de 30 segundos a 15
minutos dependiendo del tipo de contactor utilizado.

La EPA recomienda una dosis de ozono de 5 a 15 mg/L para la desinfección de una corriente de
aguas residuales.

Esta es la opción de desinfección más costosa.
Desinfección de estanques

La desinfección de estanques debe ser utilizada como un proceso de refinamiento, después de que
la mayor parte de DBO ha sido eliminada.

Los estanques de desinfección deben ser poco profundos ya que se requiere mantener condiciones
aeróbicas. La mayoría de los estanques de desinfección tienen una profundidad de 300
a 1000 mm.

Se logra una mayor eliminación de coliformes y patógenos en varios estanques pequeños en serie
que en un estanque grande con la misma área total.

Se puede observar desarrollo de algas cuando los tiempos de detención exceden los 3 días.

La eficacia de este proceso depende en gran medida de la presencia de condiciones soleadas.
RENDIMIENTO.
El tiempo de contacto y las dosis recomendadas expuestas producen un efluente final con un máximo de
200 coliformes fecales/100 mL.
DESVENTAJAS
La cloración genera muchos compuestos orgánicos que son tóxicos para los humanos y la vida acuática.
Hay veces en que se requiere de una eliminación de cloro para disminuir la concentración de cloro en la
corriente. El cloro en gas es un elemento peligroso y se pueden emplear dispositivos de seguridad en el
lugar donde será almacenado. La ozonización es un proceso muy costoso que no es muy utilizado
actualmente para la desinfección de aguas residuales, por lo que la información existente acerca del
diseño y la experiencia disponibles de este proceso son muy limitadas. La ozonización y en menor grado,
la radiación UV, deben de utilizarse solamente para corrientes de alta calidad, de otra manera, se puede
acumular fango e incrustaciones en las lámparas, disminuyendo mucho la transmisión de radiación y por
consiguiente el poder de desinfección, o resultando en demandas excesivas de ozono. La acumulación de
fango y las incrustaciones de minerales ocasionan que las lámparas UV requieran una limpieza frecuente.
La desinfección de estanques necesita de una gran cantidad de espacio.
RESIDUOS GENERADOS
Fichas técnicas D12 – DESINFECCION
página 4 de 5
La cloración es el único proceso de desinfección discutido en este documento que genera subproductos
orgánicos peligrosos. Por esta razón, es deseable eliminar la mayor cantidad de material orgánico durante
los tratamientos previos antes de añadir el cloro.
OPERACION Y MANTENIMIENTO
Los procesos de desinfección requieren un monitoreo del efluente para verificar la eliminación de
patógenos. Los procesos de cloración requieren un mecanismo de alimentación para la introducción de
cloro en forma líquida, gas o tabletas. El mantenimiento típico incluye el reemplazo de químicos, ajustes
de las velocidades de alimentación y mantenimiento de los componentes mecánicos. La mayoría de los
sistemas de cloración fue diseñada para requerir un mínimo de mantenimiento. La radiación UV requiere
de poco mantenimiento además de la limpieza regular y reemplazo de las lámparas. Los equipos
generadores y alimentadores de ozono utilizan una gran cantidad de electricidad y son complicados. La
EPA estima que para cada libra de ozono que se genera se utilizan de 8 a 10 kW-horas.
INSTALACIONES EN LA RGC
La mayoría de las grandes instalaciones de tratamiento y algunas de las plantas más pequeñas de
aereación en la RGC utilizan cloro para desinfectar la corriente. La radiación UV ha encontrado algunos
usos, pero no se practica ampliamente. La desinfección de estanques ha sido utilizada exitosamente en
Venezuela.
REFERENCIAS
Andrews, R.N. et al. 1993; Arthur, J.P. 1983; Curtis, T.P. et al. 1992; Ghrabi, A. et al. 1993; Giroult, E. 1995;
Kalbermatten, J.M. 1982; Millette, E.M. 1992; Mills, S.W. et al. 1992; Oragui, J. et al. 1995; Ruiz, C.S. et al. 1995;
Sweeney, V. 1996; U.S. EPA February 1980; U.S. EPA October 1980; U.S. EPA 1992; Water Environment
Federation & American Society of Civil Engineers 1992.
Fichas técnicas D12 – DESINFECCION
página 5 de 5
ELIMINACION DE LOS EFLUENTES
DESCRIPCION
El efluente de aguas residuales puede ser evacuado en la superficie de la tierra, subterráneamente o dentro
de las aguas superficiales, incluyendo agua dulce o marina.
Existe una cierta superposición entre lo que se considera la evacuación en superficie de la tierra y la
evacuación subterránea; en esta ficha la evacuación en la superficie de la tierra se refiere a un estanque de
evaporación. El efluente fluye al estanque y la mayor parte de él se evapora. La evacuación subterránea se
refiere a la aplicación de la corriente a la superficie de la tierra, a un lecho de absorción subterránea u otro
mecanismo que eventualmente lleve a la corriente a las aguas subterráneas. La mayoría de los sistemas
subterráneos son sistemas de absorción en tierra. La evacuación en aguas superficiales en la RGC
generalmente se refiere a evacuaciones de corrientes en estuarios, bahías y en mar abierto a través de una
tubería simple de descarga. Las tuberías de descarga pueden ser cortas (de varios metros) o largas (hasta
varios kilómetros).
APLICACIONES
La evacuación en la superficie de la tierra es más apropiada en climas secos o áridos. Un estanque de
evaporación puede funcionar en la mayoría de las partes secas de la RGC, pero la mayoría de las zonas de
la región reciben demasiada lluvia como para que los estanques de evaporación sean eficaces. Los
sistemas de evacuación subterránea son utilizados comúnmente en sistemas de tratamiento in situ,
especialmente en fosas sépticas. También pueden ser utilizados con sistemas de tratamiento de alta
densidad, si la tierra es lo suficientemente permeable y no existe un riesgo considerable de contaminación
de aguas subterráneas. Como los sistemas de tratamiento de tierras son muy eficaces para eliminar la
DBO, sólidos suspendidos y patógenos, el tratamiento primario es el único necesario antes de la
evacuación subterránea. Una función secundaria de la evacuación subterránea (previendo que haya una
distancia adecuada entre el punto de descarga y la capa freática) puede ser como recargador de agua
subterránea. La evacuación de agua superficial es el método más común de evacuación de aguas
residuales en zonas urbanas y con una alta densidad de población. Lo que es particularmente cierto para la
mayor parte de los centros urbanos de la costa de la RGC.
CRITERIOS DE DISEÑO
Estanques de evaporación

La evaporación más la infiltración debe ser mayor o igual al flujo afluente de aguas residuales
más la precipitación.
Evacuación Subterránea

El volumen de la corriente de aguas residuales que puede ser descargada dentro de un área
subterránea depende de la permeabilidad de la tierra y la profundidad de la capa freática.

Algunos criterios de diseño se exponen en la ficha técnica #1.
Evacuación Superficial (Descarga)
Fichas técnicas D13- ELIMINACION DE LOS EFLUENTES
página 1 de 3

Las descargas en agua marina favorecen la dilución de aguas residuales con aguas saladas a
medida que salen de los difusores. El grado de dilución depende de varios factores como la
velocidad de la corriente de aguas receptoras, la velocidad y el volumen de la descarga, la
profundidad de las aguas receptoras, así como la diferencia en densidades entre la corriente y el
agua receptora. La EPA de E.U. desarrolló un programa de computadora para calcular dicha
dilución que se encuentra a disposición del público.

El nivel de tratamiento necesario antes de llevar a cabo la evacuación superficial depende de los
requerimientos de las aguas receptoras:

En situaciones de mar abierto con una descarga diseñada adecuadamente, las aguas residuales
pueden ser evacuadas sólo con tratamientos preliminares o primarios debido a que la dilución
disminuirá la concentración de patógenos por debajo de las normas de la Organización Mundial
de la Salud (OMS).

En áreas sensibles como los estuarios o los arrecifes de coral, la capacidad de dilución del océano
debe disminuir lo suficiente las concentraciones de contaminantes para prevenir cualquier tipo de
peligro al área sensible; esto requiere algún tratamiento avanzado o eliminación de nutrientes.

La descarga debe ser muy larga (1 a 5 km) y preferentemente en aguas profundas para que las
corrientes fuertes diluyan y trasladen a los desechos lejos de la costa. Las corrientes marinas
deben de ser analizadas con mucho detalle para asegurar que los desechos no sean arrastrados de
nuevo a tierra o a otras áreas sensibles. Si se utiliza una descarga corta, es adecuado emplear un
tratamiento de desinfección antes de la evacuación para mantener las concentraciones de
patógenos debajo de las normas de la OMS.
RENDIMIENTO
DATOS NO SUMINISTRADOS
DESVENTAJAS
DATOS NO SUMINISTRADOS
RESIDUOS GENERADOS
DATOS NO SUMINISTRADOS
OPERACION Y MANTENIMIENTO
Los requisitos de operación y mantenimiento para los sistemas de evacuación de corrientes dependen de
la calidad de la corriente y el tipo de descarga. El único mantenimiento requerido para todos los sistemas
de evacuación de corrientes es asegurar que el orificio de descarga no se encuentre tapado con escombros
y llevar a cabo el mantenimiento mecánico de las bombas. Mientras mejor sea la calidad de la corriente,
será menor el número de problemas que se presentarán en cuanto a la obstrucción del sistema de
distribución. Si la descarga se puede obtener a través de un flujo gravitacional, se requiere de muy poca
operación y mantenimiento.
Fichas técnicas D13- ELIMINACION DE LOS EFLUENTES
página 2 de 3
INSTALACIONES EN LA RGC
En el Caribe, la mayoría de las corrientes de aguas residuales se evacuan a través de ríos o por descargas
al océano. Desafotunadamente, en la mayoría de los casos no existe un tratamiento previo a la
evacuación. La evacuación subterránea se practica en toda la RGC donde quiera que se utilicen fosas
sépticas. En Barbados, las corrientes provenientes de fosas sépticas se descargan en pozos de 6 metros de
profundidad excavados dentro de formaciones gruesas de piedra caliza que se encuentran revistiendo los
mantos acuíferos subterráneos. La capa de piedra caliza de coral tiene un grosor que varia de 200-300 pies
y actúa como un filtro natural para la purificación de corrientes. Esto no es permitido en las áreas de la
zona (l) de protección de agua, cuando se extrae agua potable del manto acuífero. Las áreas de la zona (l)
se miden para permitir un tiempo promedio de traslado de 300 días a través de la roca hacia la fuente
acuífera. Jamaica también practica la evacuación subterránea. En Venezuela, la mayoría de las corrientes
de aguas residuales son desechadas en ríos que están a corta distancia del mar Caribe.
REFERENCIAS
Archer, A.B. 1990; Bartone, C.R. et al. 1984; Compton, A.W. 1973; Faruqui, N. 1993; Ruiz, C.S. et al. 1995; UNEP
1994; U.S. EPA February 1980; U.S. EPA October 1980; U.S. EPA 1992.
Fichas técnicas D13- ELIMINACION DE LOS EFLUENTES
página 3 de 3
SEPARACIÓN DE ACEITE-AGUA
DESCRIPCION
Los procesos de separación aceite-agua son procesos físicos que remueven aceites que flotan en las
superficies, algunos aceites emulsificados y aceites adheridos a sólidos suspendidos. Los procesos de
separación aceite-agua son generalmente el tratamiento inicial que se realizan sólo en aguas residuales
aceitosas ya que el aceite puede inhibir la actividad biológica necesaria para el tratamiento secundario y
puede cubrir filtros, tamices y bombas. Los dos procesos principales de separación aceite-agua son por
flotación de aire disuelto (FAD) y mediante la separación gravitacional del aceite en agua. Este
documento habla sobre la separación gravitacional del aceite y agua; la FAD se describe en la ficha
técnica #10 - Tratamiento Primario.
El proceso de separación gravitacional del aceite en agua hace uso de un tanque de separación que utiliza
la gravedad, en este tanque el aceite flota a la superficie, debido a que es menos denso que las aguas
residuales, siempre y cuando no interfieran otros objetos. En un proceso típico de separación, las aguas
residuales aceitosas fluyen a un depósito y los aceites que se acumulan en la superficie del agua son
separados mediante un mecanismo tipo cinturón o un tubo de succión.
Algunas veces, el producto de la separación se coloca dentro de un receptáculo secundario, donde ocurre
una separación posterior, pasando el aceite sobre un vertedero y el agua desespumada se recolecta por
debajo del vertedero. Esto permite una separación casi completa.
APLICACIONES
Los separadores por gravedad con separadores de aceite y agua ofrecen una manera de separar estos
elementos efectiva y de bajo costo para cualquier tipo de aguas residuales aceitosas, por ejemplo, las
aguas residuales generadas por refinerías, plantas petroquímicas, plantas procesadoras de alimentos,
mataderos y muchas otras industrias.
CRITERIOS DE DISEÑO

El tanque debe proveer suficiente tiempo de retención para permitir la separación aceite-agua.

Se debe de mantener al mínimo la turbulencia ya que esta favorece que el aceite se emulsione (su
ruptura en pequeñas gotas), lo que disminuye el efecto de la desespumación.
RENDIMIENTO
El parámetro clave en el diseño de separadores por gravedad es el tiempo de retención hidráulico, el cual
se calcula dividiendo el volumen del tanque entre el flujo a través de él. El tiempo de retención apropiado
para un rendimiento óptimo depende de la densidad del aceite en el flujo del proceso. En general,
mientras mayor sea el tiempo de retención, mayor será el porcentaje de eliminación, como se muestra en
el cuadro siguiente. Sin embargo, se debe evitar un tiempo de retención excesivo dentro de un separador
aceite-agua, ya que puede ocasionar que algunas pequeñas gotas de aceite se hidraten o emulsionen, lo
que hace que su eliminación sea muy difícil.
Fichas técnicas I1- SEPARACION DE ACEITE Y AGUA
página 1 de 2
EFECTOS DEL TIEMPO DE RETENCION EN LA
ELIMINACIÓN DE ACEITE MEDIANTE SEPARACIÓN POR
GRAVEDAD CON DESESPUMADO
Tiempo de retención
Eliminación de aceite (%)
10
20
40
80
160
30
50
65
70
75
DESVENTAJAS
Las concentraciones muy bajas de aceite son difíciles de lograr si se utiliza solamente un separador por
gravedad con desespumador. Se requiere de otros procesos tales como filtros de arena y membranas de
osmosis inversa para lograr una elevada eliminación de aceite. Generalmente, un separador por gravedad
con desespumador no producirá una corriente lo suficientemente limpia para poder ser reciclada como
agua de enfriamiento. Sin embargo, en la mayoría de los casos, sí logrará concentraciones de aceite lo
suficientemente bajas para poder descargar la corriente en el drenaje público.
RESIDUOS GENERADOS
El volumen de aceite recolectado dependerá del flujo del proceso y del porcentaje de aceite eliminado.
Generalmente el aceite se puede reciclar.
OPERACION Y MANTENIMIENTO
No hay requerimientos de mantenimiento además de una lubricación regular y limpieza de los
componentes mecánicos.
INSTALACIONES EN LA RGC
KCM no tiene conocimiento de instalaciones en la RGC.
REFERENCIAS
Benedek, A. 1992; Beychok, M.R. 1967; Borup, M.B. et al. 1987; Bryant, J.S. et al. 1991; Chigusa, K. et al. 1996;
Copeland, E.C. et al. 1991; Engelder, C.L. et al. 1993; Galil, N. 1990; Hobson, T. 1996; Jones, H.R. 1973; Mitchell,
D.B. et al. 1994; Park, T.J. et al. 1996; Rhee, C.H. 1988; Viraraghavan, T. et al. 1994; Wong, J.M. 1995.
Fichas técnicas I1- SEPARACION DE ACEITE Y AGUA
página 2 de 2
COAGULACION/PRECIPITACION
DESCRIPCION
La coagulación es un proceso físico/químico que elimina coloides (partículas con diámetros de 0.1 a 1.0
nanómetros) y otras materias suspendidas que no se sedimentan mediante un proceso físico convencional.
Se añaden unos compuestos llamados coagulantes a las aguas residuales y se aplican fuerzas eléctricas
que favorecen la floculación de los coagulantes y los coloides, lo que significa que se unen para formar un
tipo de materia suspendida más grande y pesada. Las partículas floculadas se sedimentan o precipitan con
rapidez, para ser eliminadas de las aguas residuales posteriormente.
La precipitación consiste en agregar cal o cal cáustica a un arroyo de desecho para favorecer la
eliminación de metales. La idea es añadir suficiente cal o cal cáustica para que el pH de la solución de
aguas residuales se encuentre al mínimo de solubilidad de los metales, favoreciendo así que el metal se
precipite como un hidróxido u otro compuesto. A medida que se precipitan, los metales son eliminados
mediante sedimentación o filtración.
APLICACIONES
La coagulación tiene muchas aplicaciones en el tratamiento de aguas residuales, particularmente para
aguas residuales industriales. La coagulación elimina a la materia suspendida muy fina, incluyendo
coloides, iones metálicos, hierro, fosfatos, material orgánico suspendido y pequeñas gotas de aceite.
También se utiliza como regulador del pH. Las industrias de cartón, refinerías e industrias de textiles,
pintura y caucho, así como algunas plantas procesadoras de alimentos emplean la coagulación como un
proceso de tratamiento de aguas residuales. La precipitación se utiliza para eliminar metales de corrientes
de desecho.
CRITERIOS DE DISEÑO
Los criterios de diseño apropiados para un proceso de coagulación/precipitación se determinan
dependiendo de qué es lo que se quiere eliminar. Se necesitan distintos tipos de coagulantes para distintos
contaminantes. El siguiente cuadro provee las dosis típicas para coagulantes comunes.
DOSIS DE COAGULANTES PARA CONTAMINANTES ESPECIFICOS
Coagulante
Dosis (mg/L)
Contaminante eliminado
Cal
150 a 500
Aluminio
75 a 250
Coloides, metales pesados y fósforo
Coloides, fósforo y aceites emulsificados (con una mezcla de
coagulantes)
Sulfato ferroso
Polímeros
catiónicos
70 a 200
2a5
Metales, fósforo
Mejora el desempeño de los coagulantes anteriores.
Los siguientes procesos de precipitación son los más adecuados para eliminar metales asociados:



Precipitación por sulfuro para eliminar arsénico
Precipitación por sulfato para eliminar bario
Precipitación por aluminio para eliminar mercurio.
Fichas técnicas I2- COAGULACION/PRECIPITACION
página 1 de 3
RENDIMIENTO
El cuadro siguiente resume el rendimiento de coagulantes comunes y las fuentes de aguas residuales.
RENDIMIENTO DEL COAGULANTE
Fuente de agua residual
Planta de hule sintético
Planta procesadora de vegetales
Lavandería
Planta desengrasadora de lana
Dosis y coagulante
Sulfato de aluminio - 100 mg/L
Rendimiento de eliminación
80% DQO; 80% DBO
Cal—0,5 kg/kg DBO
Fe2(SO4)2—0,25 kg/m3
CaCl2—1 a 3 kg/kg DBO
35% a 70% DBO
90% DBO
75% a 80%
El cuadro siguiente resume la eficacia en el desempeño para algunos contaminantes metálicos:
EFICACIA EN EL DESEMPEÑO DE PRECIPITACIÓN
Metal
Arsénico
Bario
Mercurio
Plomo
Cobre
Zinc
Concentración soluble esperada en el efluente
después de la precipitación
0,005 a 0,05 mg/L
0,5 mg/L
0,0005 a 0,02 mg/L
0,05 a 0,10 mg/L
0,05 a 0,10 mg/L
0,05 a 1,0 mg/L
DESVENTAJAS
A pesar de que la mayoría de los coagulantes son baratos, el costo para mantener un abastecimiento continuo puede
ser alto, en particular en ciertas regiones de la RGC. Otra desventaja es el volumen de fango que se genera, lo que
incluye a sólidos eliminados de la corriente residual así como los coagulantes que se añaden. Si se coagulan o
precipitan metales tóxicos, el fango se debe eliminar con cuidado y no se puede reutilizar.
RESIDUOS GENERADOS
Se genera un alto volumen de fango. La cantidad depende de la cuantía de coagulantes que se agregaron, la cantidad
de precipitado que se formó y la proporción de sólidos eliminados.
Fichas técnicas I2- COAGULACION/PRECIPITACION
página 2 de 3
OPERACION Y MANTENIMIENTO
Las necesidades de operación y mantenimiento de los procesos de coagulación y precipitación son mayores que las
de los tanques de sedimentación, además del costo añadido de los aditivos.
INSTALACIONES EN LA RGC
KCM no tiene conocimiento de este tipo de instalaciones en la RGC.
REFERENCIAS
Eckenfelder, W.W. 1989; Water Environment Federation & American Society of Civil Engineers 1992.
Fichas técnicas I2- COAGULACION/PRECIPITACION
página 3 de 3
REMOCION POR AIRE
DESCRIPCION
Los procesos de remoción por aire eliminan las materias orgánicas y químicas volátiles. Los elementos volátiles
entran en contacto con aire que se sopla a través del flujo de las aguas residuales. Después se esparcen en un estado
gaseoso y se eliminan de las aguas residuales cuando salen las burbujas de aire. Esto sucede de forma natural en los
procesos biológicos aereados y se diseña para que ocurra con mayor velocidad en las torres empaquetadoras de
remoción por aire. Cuando la concentración de elementos es demasiado alta para permitir su descarga directa en la
atmósfera, el aire que ha pasado a través del flujo en proceso (o aire de escape) se pasa a través de un depurador de
gas. De otra manera, se ventila en la atmósfera.
APLICACIONES
El uso primario de la remoción por aire es la eliminación de compuestos orgánicos volátiles (COV) tales como los
que se generan en las industrias petroquímicas. También se puede utilizar para suprimir el amoníaco.
CRITERIOS DE DISEÑO
Se pueden encontrar criterios de diseño detallados en libros de texto acerca del tratamiento de aguas residuales
petroquímicas. Los siguientes son criterios de diseño generales que mejoran la eliminación de COV por medio de la
remoción por aire:

La velocidad de eliminación aumenta cuando aumenta el flujo de aire.

La velocidad de eliminación aumenta cuando sube la temperatura del agua y del aire.

La velocidad de eliminación aumenta cuando crece la zona de interfase entre el agua y
el aire.

Los compuestos con una “constante de Henry” mayor (una constante que describe la
solubilidad de un gas en el agua) se eliminan con mayor velocidad que los que tienen
una constante de Henry baja.
RENDIMIENTO
La eficacia del rendimiento depende de lo soluble que sean los elementos, las dimensiones de la torre
empaquetadora y la temperatura.
DESVENTAJAS
Si se encuentran concentraciones altas de elementos en el gas de escape, o si es oloroso o peligroso, debe enviarse a
un depurador de gas. Esto aumenta considerablemente el costo de la operación. Otra desventaja consiste en la
posible necesidad de bombas adicionales o sopladores para operar un removedor por aire.
RESIDUOS GENERADOS
La remoción por aire genera un gas que contiene COV. El volumen del gas de escape es el mismo del gas que viaja
por las columnas empaquetadoras. La concentración dependerá de las condiciones de operación.
Fichas técnicas I3- REMOCION POR AIRE
página 1 de 2
OPERACION Y MANTENIMIENTO
Los requerimientos de operación y mantenimiento para los procesos de remoción por aire son el mantenimiento
estándar de las bombas que impulsan el agua y el aire a través de las columnas empaquetadoras, así como cualquier
mantenimiento adicional relacionado con el depurador de gas, en el caso de que éste se utilice . En cuanto a la
columna, sólo necesita la limpieza ocasional del medio filtrante como mantenimiento.
INSTALACIONES EN LA RGC
KCM no tiene conocimiento de este tipo de instalaciones en la RGC.
REFERENCIAS
Eckenfelder, W.W. 1989; U.S. EPA 1980; Water Environment Federation & American Society of Civil Engineers
1992.
Fichas técnicas I3- REMOCION POR AIRE
página 2 de 2
TRATAMIENTO BIOLÓGICO DE LOS DESECHOS INDUSTRIALES
DESCRIPCION
Los procesos de tratamiento biológico utilizan microorganismos para eliminar la DBO y DQO (Demanda química
de oxígeno) solubles y suspendidas de las aguas residuales. Algunos de los microorganismos funcionan en
condiciones aeróbicas (donde se encuentra presente oxígeno libre) y otras en condiciones anaeróbicas (donde no se
encuentra presente oxígeno libre).
Los procesos de tratamiento aeróbicos se describieron en la Ficha Técnica #5: Lagunas y estanques de
estabilización y en la Ficha Técnica #11, Tratamientos secundarios. Las lagunas, el fango activado, los contactores
biológicos rodantes y los filtros de goteo son procesos capaces de tratar aguas residuales industriales de forma
aeróbica. Esta ficha técnica hace referencia a cierta información contenida en las fichas número 5 y 11.
Los siguientes procesos de tratamiento anaeróbicos se utilizan ampliamente para tratar aguas residuales:

El filtro anaeróbico puede funcionar con flujo ascendente o descendente, donde el flujo
ascendente o descendente describe la dirección que toma el proceso a través del filtro.
Los organismos aneróbicos crecen en el medio de filtración y degradan a las materias
orgánicas en las aguas residuales cuando ésta fluye. La filtración física ayuda a
minimizar o eliminar la necesidad de eliminar sólidos corriente abajo.

El reactor de lecho fluidisado es un filtro que funciona en modalidad corriente arriba.
El medio filtrante es arena y la velocidad del flujo en el filtro debe ser lo
suficientemente alta para aumentar el espacio entre las partículas de arena y llenar todo
el reactor.

Los reactores de capa de fango anaeróbico de flujo ascendente (CLAFA) alcanzaron
cierta popularidad durante la década pasada, en especial en América Latina. Las aguas
residuales fluyen hacia el fondo del reactor y luego hacia arriba a través de una capa de
gránulos formados biológicamente que proporcionan el tratamiento mientras el agua
pasa a través de ellos. El proceso de CLAFA necesita un tiempo de retención hidráulico
relativamente pequeño en comparación con los procesos anaeróbicos.
APLICACIONES
Los procesos de tratamiento aeróbicos se utilizan como tratamiento secundario de aguas residuales domésticas.
También se aplican para la eliminación de la DBO y DQO de las aguas residuales industriales. Sin embargo, en las
aplicaciones industriales, los procesos aeróbicos pueden seguir a los procesos anaeróbicos y ser útiles como
procesos de refinamiento, debido a que las aguas residuales industriales pueden tener concentraciones muy elevadas
de DBO, lo que sería muy oneroso tratar aeróbicamente.
Los procesos de tratamiento anaeróbicos son muy adecuados para el tratamiento de aguas residuales industriales con
cargas altas de DQO y DBO. Por lo general, los procesos anaeróbicos necesitan mayores tiempos de retención, pero
tienen muchas ventajas sobre las aplicaciones industriales de procesos de tratamiento aeróbicos:

Las aguas residuales industriales pueden tener valores de DQO de hasta 100.000
mg/L. Los procesos de tratamiento aeróbicos necesitarían una capacidad de
aereación muy grande para tratar este nivel. (Los procesos anaeróbicos no se
aerean)

Los procesos anaeróbicos generan de una cuarta a una tercera parte del fango que
producen los procesos aeróbicos.
Fichas técnicas I4- TRATAMIENTO BIOLOGICO
página 1 de 3

Los procesos anaeróbicos producen una cantidad significativa de gas metano. En
reactores medianos o grandes, es económicamente factible capturar y reutilizar el
metano para generar energía.
CRITERIOS DE DISEÑO
Procesos aeróbicos
Los criterios de diseño para los procesos aeróbicos se pueden encontrar en las fichas técnicas #5, Lagunas y
estanques de estabilización y #11 Tratamiento secundario.
Procesos anaeróbicos
Los criterios de diseño para los procesos anaeróbicos se resumen en el siguiente cuadro.
CRITERIOS DE DISEÑO PARA LOS PROCESOS DE TRATAMIENTO BIOLOGICOS ANAEROBICOS
Filtro anaeróbico
Reactor fluidisado
CLAFA
Carga (kg/m3/día)
0,5-3,5
3-5
10-90
Tiempo de retención hidráulica (días)
1-2
0,2-1
RENDIMIENTO
Se puede encontrar la eficacia del rendimiento de los procesos aeróbicos en las fichas técnicas # 5, Lagunas y
estanques de estabilización y #11, Tratamiento secundario.
La eficacia de los procesos anaeróbicos varía de 40 a 90%. Las eficacias típicas están varían de 60 a 80%.
DESVENTAJAS
Se pueden encontrar las desventajas de los procesos aeróbicos en las fichas técnicas #5, Lagunas y estanques de
estabilización y #11, Tratamiento secundario.
Los procesos anaeróbicos no alcanzan una alta calidad de efluentes a menos que les siga un proceso aeróbico como
paso de refinamiento. Los sistemas anaeróbicos necesitan también de grandes extensiones de tierra y tienen tiempos
de
arranque
largos;
un
proceso
anaeróbico
necesita
de
dos
a
tres
meses
para
Fichas técnicas I4- TRATAMIENTO BIOLOGICO
página 2 de 3
funcionar eficazmente. Esto es un problema para las industrias de temporada como algunas plantas procesadoras de
alimentos y granjas de lácteos.
RESIDUOS GENERADOS
Tanto los sistemas anaeróbicos como los aeróbicos producen fango. El volumen generado depende de la
composición del agua residual y del grado de tratamiento. Una buena guía para calcular la producción de fango es
que los procesos aeróbicos producen alrededor de 0.6 a 1.2 kg de fango por kg de DBO eliminada; los procesos
anaeróbicos producen de una cuarta a una tercera parte de esta cantidad. Los procesos anaeróbicos también generan
cerca de 5.6 metros cúbicos de metano por libra de DQO eliminada.
OPERACION Y MANTENIMIENTO
Las necesidades de operación y mantenimiento para los procesos anaeróbicos son muy similares a las de los
procesos de tratamiento secundarios. Se necesita el mantenimiento rutinario de las tuberías y las bombas. Una
diferencia clave consiste en que los procesos anaeróbicos no son aereados, lo que constituye el gasto primario para
los procesos de tratamiento aereados. Aunque el nivel de preparación para operar la mayoría de los procesos
anaeróbicos no es tan elevado como lo es el de una planta típica de fango activado, se considera aún un puesto para
personal capacitado.
INSTALACIONES EN LA RGC
KCM no tiene conocimiento de este tipo de instalaciones en la RGC.
REFERENCIAS
Alaerts, S. et al. 1993; Boopathy, R. et al. 1991; Borzacconi, L. et al. 1995; Capobianco, D.J. et al. 1990; Carter, J.L.
et al. 1992; Chigusa, K. et al. 1996; Copeland, E.C. et al. 1991; Eckenfelder, W.W. 1989; Filho, B.C. et al. 1996;
Galil, N. et al. 1990; Gavala, H.N. et al. 1996; Martinez, J. et al. 1995; Park, T.J. et al. 1996; Polprasert, C. et al.
1996; Sendic, M. 1995; Tyagi, R.D. et al. 1993; Viraraghavan, T. et al. 1994; Yue-Gen Y. et al. 1996; Zhang, R. et
al. 1996.
Fichas técnicas I4- DE DESECHOS INDUSTRIALES
página 3 de 3
ELIMINACION DE SOLIDOS SUSPENDIDOS
DESCRIPCION
Los procesos primarios de eliminación de sólidos suspendidos son la coagulación y el filtrado físico. Estos procesos
se pueden emplear para la eliminación de sólidos suspendidos en cualquier tipo de agua residual. La información
acerca de los procesos de eliminación de sólidos suspendidos se encuentra en las fichas técnicas # 8 Filtración por
arena, #10, Tratamiento primario y #20, Coagulación/Precipitación.
Fichas técnicas I5- ELIMINACION DE SOLIDOS SUSPENDIDOS
página 1 de 1
ADSORCION POR CARBONO ACTIVADO
DESCRIPCION
La adsorción es un proceso químico y físico en el que moléculas disueltas (las moléculas o los compuestos presentes
en una solución) se recogen en una superficie sólida, que también se conoce como el adsorbente. El precipitado que
se forma a partir de ciertos coagulantes, como el hidróxido de aluminio y el hidróxido férrico adsorbe algunas
moléculas que causan color y a los precursores del trialometano. Sin embargo, el adsorbente más común es el
carbono activado. Los carbonos activados se elaboran a partir de una combinación de madera, carbón, lignina, lignia
y residuos de petróleo.
El carbono activado se utiliza de dos formas. La primera consiste en pasar el vapor residual a través de una columna
llena con un medio de carbono activado conocido como carbono activado granulado (CAG). Cuando el vapor
residual pasa a través de la columna, los contaminantes se adsorben en la superficie de carbono. Cuando el carbono
activado satura su capacidad de adsorción no aparece un cambio neto en la concentración de contaminantes de las
aguas residuales mientras fluyen por el medio de carbono activado. Esto se conoce como infiltración.
El otro método consiste en añadir carbono activado en polvo (CAP) a un proceso de tratamiento por fango activado.
El CAP adsorbe los contaminantes para luego asentarse y separarse del flujo en un calificador secundario.
APLICACIONES
Los procesos de carbono activado son un método excelente para eliminar materiales orgánicos no degradables,
color, sabor, olor y material orgánico refractario de las corrientes de aguas residuales. Los procesos de carbono
activado se utilizan esporádicamente en el tratamiento de aguas residuales domésticas ya que se aplican
generalmente para el tratamiento de aguas procedentes de industrias procesadoras de alimentos, fábricas textiles,
industrias petroquímicas, refinerías de petróleo e industrias de procesamiento de metales o de plateado. Para los
procesos de CAG, debe de haberse eliminado previamente la mayor parte de los sólidos suspendidos y material
orgánico biodegradable para que la capacidad de adsorción del carbono no se desperdicie en elementos que se
pueden eliminar por medio de otros procesos.
CRITERIOS DE DISEÑO
Existen dos factores que dificultan la aportación de criterios de diseño para los procesos de carbono activado:

La calidad de carbono activado varía mucho. Cada tipo de carbono activado tiene una
capacidad de adsorción diferente.

Cada uno de los químicos que se van a adsorber, o el adsorbante, tiene afinidades
diferentes para el carbono activado. Esto se necesita determinar por medio de pruebas
piloto.
La dosis de CAP que se necesita para alcanzar una eliminación de carbono orgánico total (COT) de 90% en los
tanques de fango activado varía de 20 a 1.000 mg/L.
El cuadro siguiente resume los criterios de diseño típicos para los sistemas de adsorción de columna de CAG.
CRITERIOS DE DISEÑO TIPICOS PARA LOS SISTEMAS DE ADSORCION DE CAG
Medial
Fichas técnicas I6 – ADSORCION POR CARBODO ACTIVADO
Variación
página 1 de 3
Tiempo de contacto con el lecho vacío (minutos)a
Profundidad del filtro (metros)
Carga hidráulica (metros/hora)
a.
10
1,0
6
3 a 34
0,2 a 8
1,9 a 20
El tiempo de contacto con el lecho vacío es el tiempo de retención hidráulico en el filtro vacío.
RENDIMIENTO
Los procesos de adsorción por carbono pueden lograr eliminaciones de hasta 99%. Los rendimientos típicos de
eliminación son de 90 al 95%.
DESVENTAJAS
Cuando el carbono activado satura su capacidad de adsorción, debe regenerarse o reemplazarse. Este es el aspecto
más caro de los procesos de adsorción por carbono activado. Las columnas de CAG son económicas si se utilizan
continuamente. Sin embargo, si sólo se usan durante unos meses cada año, es más lógico aplicar los procesos de
CAP pues cuando ya existe un proceso de fango activado, no se requiere de otra inversión para instalar el proceso
CAP. Debido a la generación de fango excedente, este tipo de procesos no son baratos si no se utilizan
continuamente. De igual manera, debido a que el carbono utilizado se mezcla con el fango, la regeneración del
carbono es más difícil.
RESIDUOS GENERADOS
Las columnas de CAG generan carbono activado con una capacidad de adsorción agotada. Los procesos CAP
también generan carbono agotado, pero en estos procesos el carbono agotado se mezcla con los sólidos biológicos
del proceso de fango activado.
OPERACION Y MANTENIMIENTO
Además del mantenimiento mecánico de rutina de las tuberías, bombas y procesos de fango activado, (para los
CAP), los sistemas de adsorción necesitan con regularidad carbono fresco. Cuando se agota poco carbono, puede ser
más barato reemplazarlo con carbono fresco; si se agotó una cantidad considerable, es más económico regenerarlo in
situ. La regeneración de carbono activado agotado de las columnas por lo general se acompaña de hornos a
temperaturas de 650 a 1.000ºC. Para regenerar carbono agotado de procesos CAP se requiere de un proceso con
mayor involucramiento que se conoce como oxidación de aire húmedo. Necesita de una temperatura de 450ºC y una
presión de 40 atmósferas.
Fichas técnicas I6 – ADSORCION POR CARBODO ACTIVADO
página 2 de 3
INSTALACIONES EN LA RGC
KCM no tiene conocimiento de este tipo de instalaciones en la RGC.
REFERENCIAS
American Water Works Association 1990; Eckenfelder, W.W. 1989; Weber, W.J. Jr., 1972.
Fichas técnicas I6 – ADSORCION POR CARBODO ACTIVADO
página 3 de 3
DESMINERALIZACION
DESCRIPCION
Los procesos de desmineralización eliminan elementos disueltos o iónicos de las corrientes residuales. Dos procesos
de desmineralización importantes son el intercambio de iones y la separación de membranas.
Los procesos de intercambio de ionrd eliminan los iones de las corrientes residuales cuando pasan a través de una
resina sintética porosa. Una resina catiónica intercambia un ion positivo como un ion de sodio o de hidrógeno por un
ion positivo en la corriente residual. Las resinas aniónicas intercambian iones negativos en la corriente residual con
iones de hidróxido. La corriente residual se pasa a través de resina hasta que se agotan todos los sitios de
intercambio disponibles (un punto conocido como infiltración). Cuando las resinas se agotan, las catiónicas se
regeneran al sumergirlas en una solución ácida, y las aniónicas al sumergirlas en una solución cáustica. Después de
su regeneración, la resina se enjuaga con agua y está lista para utilizarse.
Los procesos de separación de membranas funcionan como filtros. Las membranas semi permeables permiten el
paso del agua o solventes, mientras que impiden el paso corriente arriba de los iones, metales y otras moléculas de
mayor tamaño a través de los poros más pequeños de la membrana. Se genera una diferencia de presión entre los
extremos corriente arriba y abajo de la membrana, lo que obliga a la corriente de desechos a pasar a través de la
misma. La solución concentrada que se recolecta en el lado corriente arriba de la membrana se elimina y puede ser
de hasta 100.000 mg/L. El material de membrana más común es acetato de celulosa. Un proceso de membrana
popular se conoce como osmosis inversa (OI).
APLICACIONES
Los procesos de intercambio de iones pueden utilizarse para eliminar cualquier elemento irónico de las corrientes de
desecho. Su aplicación más común en el tratamiento de aguas residuales es para el tratamiento de aguas residuales
de las industrias procesadoras de metal y plateado. En la industria del plateado, una ventaja del proceso de
intercambio de iones es la recuperación del cromo de la corriente de desecho.
Los procesos de separación de membranas se pueden utilizar como un paso final en el tratamiento de corrientes
residuales con iones indeseables, coloides y emulsiones aceitosas. Para minimizar la saturación de la membrana, o
ensuciamiento, los procesos de pre tratamiento deben eliminar las materias suspendidas, bacterias y cualquier ion
precipitable. Esto también alargará la vida de la membrana.
CRITERIOS DE DISEÑO
Intercambio de iones

La profundidad mínima del lecho debe de ser de 600 a 750 mm.

La velocidad de flujo de tratamiento puede ser de 16 a 40 m3/hora por metro cúbico de
resina.
La velocidad de flujo regenerante es típicamente de 8 a 16 m3/ hora por metro cúbico
de resina.


Los volúmenes de agua de enjuague son de 4 a 14 m3 por metro cúbico de resina.
Separación de membranas
Los criterios de diseño típicos para la separación de membranas se resumen en el cuadro siguiente.
Fichas técnicas I7 – DESMINERALIZACION
página 1 de 3
CRITERIOS DE DISEÑO TIPICOS PARA LOS PROCESOS DE SEPARACIÓN DE MEMBRANAS
Rango
Presión en la llave de nivel en la punta corriente arriba
(atmósferas)
Densidad de empaque (metro cuadrado de membrana por metro
cúbico)
Flujo (m3/m2/día)
Velocidad de alimentación de agua (cm/segundo)
Típico
20 a 70
40
150 a 1.500
0,4 a 3.2
1,2 a 75
0,5 a 1.4
RENDIMIENTO
La eficacia de eliminación del intercambio de ion varía de 85 a 99.99%. Los rendimientos de eliminación típicos van
de 95 a 99,99%.
La eficacia de desempeño típica para la separación de membrana se resume en el cuadro siguiente:
EFICACIAS DE DESEMPEÑO TIPICAS PARA LOS PROCESOS DE SEPARACIÓN DE MEMBRANA
Rango
Típico
Recuperación del flujo de alimentación (%)
75-95
80
Rechazo de soluto (%)
85-99.5
95
Vida de la membrana (años)
2
DESVENTAJAS
Se debe eliminar con seguridad al regenerante gastado de los procesos de intercambio de ion. Esto puede ser un
gasto grande si se trata de un flujo de gran tamaño. Otra desventaja consiste en que la calidad del efluente varía
mucho, este proceso no es factible para el tratamiento de aguas residuales con una concentración alta de sólidos
disueltos, cuando la resina se agota la infiltración ocurre con rapidez.
Los procesos de separación de membranas ofrecen una eliminación buena, pero los costos de operación son altos.
Las diferencias de presión a lo largo de la membrana son de cerca de 40 atmósferas. Asimismo, las membranas
tienen antecedentes de problemas por ensuciamiento, por lo que sólo se deben utilizar para corrientes residuales que
ya tengan una alta calidad.
Fichas técnicas I7 – DESMINERALIZACION
página 2 de 3
RESIDUOS GENERADOS
Los procesos de intercambio de iones producen soluciones regenerativas agotadas, que contienen los iones que se
eliminaron de la corriente de desecho.
Los procesos de separación de membrana generan corrientes de salmuera muy concentradas, con concentraciones de
sólidos disueltos de hasta 100.000 mg/l.
OPERACION Y MANTENIMIENTO
Es necesario que los operadores de los procesos de intercambio de iones comprendan bien el proceso. Los procesos
de separación de membrana necesitan limpiezas frecuentes, así como del lavado por corriente de agua limpia. Los
costos de operación de los procesos de membrana son muy altos, pues resulta caro mantener una diferencia de
presión a lo largo de la membrana de 40 atmósferas.
INSTALACIONES EN LA RGC
KCM no tiene conocimiento de instalaciones específicas en la RGC.
REFERENCIAS
American Water Works Association 1990; Eckenfelder, W.W. 1989; Weber, W.J. Jr., 1972.
Fichas técnicas I7 – DESMINERALIZACION
página 3 de 3
OXIDACION QUIMICA
DESCRIPCION
La oxidación química es un proceso que transforma a los contaminantes orgánicos e inorgánicos reducidos que son
resistentes a un tratamiento biológico convencional en sustancias no dañinas o menos tóxicas que son más estables,
menos móviles o inertes. La oxidación química puede convertir a los compuestos inorgánicos en un estado de
oxidación estable que permite la precipitación o descarga a un sistema de alcantarillas municipal o a aguas
receptoras con un impacto considerablemente menor. La oxidación química de compuestos orgánicos convierte a
éstos en dióxido de carbono, agua y óxidos de nitrógeno, o en productos orgánicos más simples que se pueden tratar
con procesos biológicos convencionales.
APLICACIONES
La oxidación química se ha utilizado para oxidizar elementos orgánicos incluyendo: volátiles halogenados (TCE,
DCE, PCE, TCA, MeCL), semi volátiles halogenados, volátiles no halogenados (alcoholes, acetonas, aldehídos,
acetatos, hidracina, esteres nitrados), semi volátiles no halogenados (fenol, aminas cuaternarias), PCBs, pesticidas,
dioxinas/furano y cianuros orgánicos. La oxidación química también es eficaz para inorgánicos (metales volátiles,
metales no volátiles, cianuros inorgánicos y sulfuros). Se ha utilizado la oxidación química para destruir complejos
de metal y permitir la precipitación química de metales tóxicos. Con frecuencia, la tecnología más adecuada para la
destrucción del cianuro es la clorinación alcalina. La tecnología de oxidación química se ha utilizado para tratar
aguas residuales industriales generadas por la industria petroquímica, elaboradores químicos, industrias de
elaboración de pintura y tinta, de teñido y acabados textiles, plateado y acabado de metales, así como la industria de
químicos agriculturales.
CRITERIOS DEL DISEÑO
Los agentes oxidantes que se usan con más frecuencia para la oxidación química son: peróxido de hidrógeno,
hipoclorito de sodio, cloro y dióxido de cloro. La luz ultravioleta (UV) y los sulfatos ferrosos y férricos se han
utilizado como catalizadores para mejorar la tasa y eficacia de los procesos de oxidación química. Las reacciones de
oxidación catalizada por lo general son de 10 a 1.000 veces más rápidas y más eficaces. La elección del oxidante, su
dosis y pH, así como la necesidad de un catalizador de reacción y el tiempo de reacción dependen de la matriz, la
concentración, el contaminante específico y la concentración y tipo de contaminantes que interfieren. Los criterios
de diseño específicos se desarrollan por lo general a partir de pruebas piloto y de banco.
Las tasas de dosificación del oxidante por lo general están en el rango de 1 a 3 veces los requerimientos de
estequiometría. Los tiempos de reacción comúnmente se encuentran en el rango de 30 a 120 minutos.
La vida media del ozono es de 20-30 minutos a 20ºC, por lo que debe ser producido in situ.
RENDIMIENTO
El desempeño y la eficacia dependen del contaminante involucrado, el sistema de oxidación específico que se utilice
y la presencia de substancias que interfieran o compitan.
DESVENTAJAS
La principal desventaja de esta tecnología es el costo de los químicos oxidantes. La formación de compuestos
intermedios tóxicos o potencialmente dañinos debida a la oxidación incompleta también es una consideración
ocasional (por ejemplo, trihalometanos, epóxidos y nitrosoaminas). La formación de productos accesorios tóxicos o
dañinos con frecuencia se relaciona con oxidantes basados en halógeno.
El proceso de oxidación es relativamente no selectivo; en consecuencia todas las substancias orgánicas e inorgánicas
reducidas en el agua pueden interferir con la oxidación del (los) contaminante(s) elegidos. Esta interferencia se
puede superar normalmente al aumentar la dosis de químicos oxidantes, lo que incrementa los costos de operación.
Fichas técnicas I8 – OXIDACION QUIMICA
página 1 de 2
La vida media del ozono es de 20 a 30 minutos a 20ºC, por lo que debe ser producido in situ. A pesar de que esto
elimina los problemas de almacenamiento y manejo relacionados con otros oxidantes, los sistemas basados en ozono
por lo general tienen un costo capital mayor en comparación con los que usan peróxido o cloro, debido al costo del
generador de ozono y del sistema de recuperación y tratamiento de gases (desgasado).
Los procesos de oxidación catalizada de Fenton (ozono o peróxido de hidrógeno catalizado por un ion ferroso o
férrico) producen fango de óxido férrico que por lo general debe eliminarse de las aguas residuales después de la
reacción de oxidación.
Los sistemas de oxidación que utilizan luz UV para catalizar la reacción de oxidación tienen altos costos eléctricos y
las lámparas UV se pueden desescamar o revestir, lo que disminuye la eficacia del catalizador. Las reacciones
catalizadas por UV no tienen un buen desempeño en aguas residuales turbias.
Con frecuencia se necesitan sistemas de monitoreo en línea para monitorear el pH, la velocidad de flujo,
temperatura, contaminante de interés y la concentración de oxidante residual.
RESIDUOS GENERADOS
Pueden formarse óxidos de metal como un producto accesorio de la reacción de oxidación. El agua puede necesitar
sedimentación o filtración antes de reutilizarse o eliminarse. La oxidación química que utiliza catalizadores férricos
o ferrosos puede generar cantidades importantes de fango dependiendo de la cantidad de catalizador que se utilizó.
Otros residuos pueden ser productos parcialmente oxidados si la oxidación es incompleta, lo que puede requerir
tratamiento suplementario (biológico, adsorción de carbono activado, etc).
OPERACION Y MANTENIMIENTO
La oxidación incompleta puede deberse a una cantidad insuficiente de químicos oxidantes, a la inhibición de la
reacción de oxidación debida a un pH muy bajo o muy alto, a la fuerza de los químicos oxidantes, la presencia de
compuestos que interfieran y que consuman químicos o a la mezcla inadecuada o al tiempo de contacto entre el
oxidante y el contaminante meta.
INSTALACIONES EN LA RGC
KCM no tiene conocimiento de instalaciones específicas en la RGC.
REFERENCIAS
Patterson 1985; EPA 1991b.
Fichas técnicas I8 – OXIDACION QUIMICA
página 2 de 2
ESPESAMIENTO DE FANGO
DESCRIPCION
El espesamiento de fango incluye procesos para eliminar agua del fango que se produce en las plantas de tratamiento
de aguas de alcantarillado con el fin de reducir los costos de los procesos de tratamiento subsecuentes o de
eliminación del fango como un líquido concentrado. Los procesos típicos para espesar el fango son:




Espesamiento por gravedad
Espesamiento en laguna
Espesamiento en un cinturón de gravedad
Espesamiento por fuerza centrífuga.
En el espesamiento por gravedad se alimenta el fango líquido a un tanque de concreto o de acero. Estos son por lo
general de forma cilíndrica y se alimentan radialmente. El efluente del tanque se descarga sobre una esclusa fija que
lo regresa al inicio del proceso de tratamiento del líquido. El fango espeso se bombea desde el fondo del tanque para
transferirse a un proceso subsecuente como la digestión o a un vehículo para su desecho como fango líquido. El
espesamiento por gravedad generalmente tiene mejores resultados en el fango de sedimentación primaria o fango
combinado de sedimentación primaria y secundaria que con fango de sedimentación secundaria solo.
El espesamiento en laguna es un espesamiento por gravedad en una cuenca de tierra. El fango se desecha de la
corriente líquida y se bombea o cuela por gravedad hacia una cuenca de tierra. El agua que sobrenada (en la
superficie) se retira por medio de esclusas o puertas y se regresa al proceso de líquido. El fango espeso se retira del
fondo de las lagunas por medio de bombas de dragado o por gravedad.
El espesamiento en un cinturón de gravedad (ECG) es una tecnología relativamente nueva que utiliza la zona de
gravedad de un filtro de presión de cinturón para espesar el fango. Se pueden aplicar tasas altas de carga al proceso,
con la adaptación de polímeros para acondicionar al fango. Las concentraciones de fango son por lo general mayores
que las que se consiguen por medio del espesamiento por gravedad. Los ECG son máquinas cuyo consumo de
energía es relativamente bajo.
El espesamiento por medio de la fuerza centrífuga es el proceso de espesamiento de fango con la más alta
capacidad de espesar en cualquier huella de proceso. En este, el fango se bombea a un tazón sólido rotando en forma
centrífuga a 3.000 revoluciones por minuto para producir una aceleración de hasta 2.000 veces la aceleración
gravitacional normal.
El proceso de flotación de aire disuelto (FAD) se ha utilizado en el pasado para espesar el fango, pero actualmente
se ha reemplazado casi en su totalidad por el ECG y el espesamiento por fuerza centrífuga en las aplicaciones donde
se requiere de un proceso compacto de espesamiento.
APLICACIONES
El espesamiento en lagunas es adecuado para muchas aplicaciones en comunidades de baja y mediana densidad de
población en la región del Caribe debido a su sencillez y economía. El espesamiento por gravedad necesita menos
terreno que las lagunas, pero es necesaria una mayor atención del operador y mantenimiento del equipo. El ECG y el
espesamiento por fuerza centrífuga son adecuados para comunidades con alta densidad de población y para uso
industrial.
CRITERIOS DE DISEÑO
El cuadro siguiente resume los criterios de diseño típicos para el espesamiento de fango.
CRITERIOS TIPICOS DE DISEÑO PARA PROCESOS DE ESPESAMIENTO DE FANGO
Criterio de diseño
Fichas técnicas S1– ESPESAMIENTO DE FANGO
Valor típico para fango
Valor típico para fango
página 1 de 3
Espesamiento
gravedad
por Velocidad
Espesamiento en lagunas
ECG
Espesamiento por fuerza
centrífuga
de
carga,
kg/m2/hr
Tiempo de retención, días
Velocidad de carga, kg/
m2/hr
Tiempo de residencia,
minutos
primario
secundario
4a6
0,5 a 1,5
2 a 10
500 a 1.000
2 a 10
300 a 600
Propietario
Propietario
RENDIMIENTO
El siguiente cuadro resume rendimiento típico en los procesos de espesamiento de fango.
RENDIMIENTO TÍPICO EN LOS PROCESOS DE ESPESAMIENTO DE FANGO
Concentración típica de sólidos después
del espesamiento de fango primario
Espesamiento
gravedad
por 4 a 8%
Espesamiento en lagunas
ECG
Espesamiento centrífugo
2 a 4%
6 a 8%
6 a 8%
Concentración típica de sólidos después
del espesamiento de fango secundario
1,5 a 3%
1,5 a 3%
4 a 6%
4 a 6%
DESVENTAJAS
El espesamiento en lagunas necesita una mayor extensión de terreno que el de gravedad o que los procesos
mecánicos como el ECG o el centrífugo. El espesamiento por gravedad tiene requerimientos de operación y
mantenimiento mayores que el que se realiza en lagunas. Para el ECG se necesita mayor atención del operador y un
mantenimiento regular por técnicos calificados. El espesamiento por fuerza centrífuga tiene mayor necesidad de
energía. El trabajo de mantenimiento para la restauración del recubrimiento o azulejos del tazón y del espiral puede
necesitar de trabajadores de mantenimiento muy calificados y el envío de materiales de repuesto extranjeros, lo que
es caro.
RESIDUOS GENERADOS
Todos los procesos de espesamiento producen flujos de efluente que deben regresarse a la planta o eliminarse de
cualquier otra manera.
Fichas técnicas S1– ESPESAMIENTO DE FANGO
página 2 de 3
OPERACION Y MANTENIMIENTO
La operación regular y el mantenimiento de espesadores de laguna incluye el manejo del bombeo de fango y el
mantenimiento periódico de los diques. El espesamiento por gravedad, ECG, y la operación centrífuga necesitan una
atención cercana del operador para el control de la velocidad de carga. Estos procesos de espesamiento que hacen
uso intensivo del equipo requieren mantenimiento regular del equipo así como la importación periódica de
refacciones de fuera de la región del Caribe.
INSTALACIONES EN LA RGC
Todas las instalaciones que visitó el equipo de KCM en el Caribe utilizaban espesamiento en lagunas o ningún
proceso de este tipo.
REFERENCIAS
U.S. EPA, 1979.
Fichas técnicas S1– ESPESAMIENTO DE FANGO
página 3 de 3
ESTABILIZACION DE FANGO
DESCRIPCION
La estabilización de fango se lleva a cabo en desechos sólidos espesados procedentes de procesos biológicos. Su
propósito es reducir el contenido de sólidos volátiles y de patógenos en el fango para que se pueda eliminar o aplicar
a la tierra con seguridad. Estos procesos también reducen el volumen de sólidos. Los procesos típicos de
estabilización de fango son:





Digestión aeróbica
Secado por aire
Digestión anaeróbica
Elaboración de compost
Estabilización por cal
La digestión aeróbica es la oxidación bioquímica de fango de aguas residuales en condiciones aeróbicas dentro de
tanques abiertos o cerrados. Los digestores aeróbicos se operan a modo de cargas o de alimentación continua. En
cualquiera de los dos casos, puede haber un paso de asentamiento de sólidos en el que se permite a los sólidos
aereados asentarse en el fondo. El fango estabilizado se saca del fondo del tanque o del tanque mezclado.
Los lechos de secado por aire son poco profundos y pavimentados, o cuencas terrenas donde se permite secarse
naturalmente al fango residual espesado.
La digestión anaeróbica es la oxidación bioquímica de fango de aguas residuales en ausencia o libre de oxígeno en
tanques cerrados. Durante este proceso, se libera metano cuando se degrada el material orgánico.
La elaboración de compost es un proceso donde los organismos aeróbicos degradan y desinfectan fango que ya se
espesó. Para conseguir la porosidad necesaria para una aereación adecuada, el fango se mezcla con material
engrosante como aserrín. Después, el fango se aplica sobre una red de tubería porosa y se aerea. El fango
estabilizado así se puede utilizar como fertilizante.
La estabilización por cal consiste en la adición de compuestos alcalinos para elevar el pH de la mezcla fangosa. El
mantener al fango por un periodo prolongado con un pH alto elimina los patógenos.
APLICACIONES
En regiones con una alta densidad poblacional, la digestión y la estabilización por cal son adecuadas debido a su
relativamente baja necesidad de terreno, comparada con los otros dos procesos. También requieren de operadores
que presten mucha atención al proceso y al equipo. La elaboración de compost no es intensiva, pero se necesita
conocer la tubería y el manejo de la compost. El proceso de estabilización más sencillo es el secado por aire.
Solamente hace falta terreno y un clima soleado que no tenga periodos prolongados de lluvias, así como el equipo
para aplicar y eliminar el fango de los lechos de secado.
CRITERIOS DE DISEÑO
Los criterios de diseño para estos procesos identifican la temperatura y el tiempo de residencia necesarios en cada
uno para la disminución significativa de patógenos.
CRITERIOS DE DISEÑO DE ESTABILIZACION DE FANGO
Fichas técnicas S2– ESTABILIZACION DE FANGO
página 1 de 3
Aeróbica
Digestión
Secado por
aire
Anaeróbica
Digestión
Elaboración
de composta
Temperatura mínima (ºC)
Tiempo
(días)
20
15
0
40
60
90
35-55
20
40
15
60
5
de
residencia
En el proceso de estabilización por cal es necesario que se agregue cal suficiente al fango para
elevar el pH de la mezcla a 12 después de dos horas de contacto.
RENDIMIENTO
Los criterios de diseño anteriores son las normas para alcanzar los criterios de fango de alcantarillado en las
regulaciones de la eliminación de fango de la EPA de los Estados Unidos. La meta de esta normatividad es
conseguir una reducción mínima de 38% de sólidos volátiles.
DESVENTAJAS
Las desventajas de los procesos de digestión radican en que el costo del equipo, la operación y el mantenimiento
puede ser muy alto. Asimismo, se necesitan operadores capacitados para su manejo adecuado. Los procesos de
elaboración de composta y secado por aire pueden ser de baja tecnología pero necesitan de grandes extensiones de
terreno y grandes cantidades de materiales orgánicos como aserrín o desechos de plantas como agente engrosador.
El secado por aire es más fácil de operar, sin embargo, puede no ser adecuado para las regiones lluviosas en el
Caribe.
RESIDUOS GENERADOS
Todos los procesos de estabilización producen un fango que se puede eliminar aplicándolo a la tierra. La digestión
anaeróbica genera un producto accesorio útil, el gas metano, que se puede utilizar como fuente de energía.
OPERACION Y MANTENIMIENTO
La operación regular de los digestores incluye el manejo del bombeo de fango, mezclado y controles. Los procesos
que hacen un uso intensivo del equipo necesitarán mantenimiento frecuente y la importación periódica de repuestos
de afuera de la región del Caribe.
Fichas técnicas S2– ESTABILIZACION DE FANGO
página 2 de 3
INSTALACIONES EN LA RGC
Las plantas Arima y San Fernando en Trinidad cuentan con digestores anaeróbicos. La pequeña planta unitaria de
Charleyville en Trinidad tiene lechos de secado por aire. Todas las instalaciones en Venezuela que se visitaron para
este estudio utilizan lagunas para la estabilización y el secado.
REFERENCIAS
U.S. EPA, 1979.
Fichas técnicas S2– ESTABILIZACION DE FANGO
página 3 de 3
DESHIDRATACION DEL FANGO
DESCRIPCION
Los procesos de deshidratación del fango incluyen la eliminación del agua de fango de plantas de tratamiento de
alcantarillado para disminuir el costo de procesos de tratamiento posteriores o anteriores a la eliminación del fango
como un líquido concentrado. Los procesos de deshidratación son similares a los de espesamiento, pero se
consiguen mayores concentraciones de sólidos. Los procesos típicos de espesamiento de fango incluyen:




Deshidratación por prensa de filtro de cinturón
Deshidratación centrífuga
Deshidratación por prensa de tornillo
Deshidratación por placa y marco
Las presas de filtro de cinturón deshidratan el fango por medio de uno o dos cinturones que aplican presión al fango
y exprimen los líquidos. Las presas de filtro de cinturón pueden lograr concentraciones de sólidos muy altas con
necesidades mínimas de energía.
La deshidratación centrífuga es el proceso de deshidratación del fango con la más alta tasa de carga en términos de
capacidad de deshidratación en una huella dada de proceso. En este proceso, el fango se bombea a un tazón sólido
que rota hasta 3,000 revoluciones por minuto para producir una aceleración gravitacional equivalente hasta 2,000
veces lo normal.
El proceso de deshidratación por prensas de tornillo es nuevo y puede producir concentraciones de fango muy altas.
El fango se bombea dentro de un cilindro perforado que rodea a un tornillo girador. El tornillo empuja al fango hacia
el final del contenedor y lo deshidrata progresivamente por medio de la presión del tornillo contra el fango.
Las prensas de placa y marco son un proceso de deshidratación anticuado, costoso y de alto mantenimiento.
Alcanzan concentraciones altas de sólidos en pasteles de fango a costa de elevados costos químicos y de energía.
APLICACIONES
La deshidratación de fango por prensa de filtro de cinturón, centrífuga y por bomba de tornillo es adecuada para
comunidades con alta densidad de población e industrias.
CRITERIOS DE DISEÑO
El cuadro siguiente presenta los criterios de diseño típicos para los procesos de desagüe de fango.
Fichas técnicas S3- DESHIDRATACION DEL FANGO
página 1 de 3
CRITERIOS DE DISEÑO PARA LOS PROCESOS DE DESHIDRATACION
Criterio de diseño
Prensa de
cinturón
filtro
de Velocidad
Centrífugo
Prensa de tornillo
de
Valor típico
primario
carga
de
fango
Valor típico
secundario
900 a 1.500
500 a 1.000
Propietario
Propietario
Propietario
Propietario
de
fango
kg/m/hr
Tiempo de residencia
Velocidad de carga
RENDIMIENTO
La eficacia en el desempeño típica de los procesos de desagüe de fango se presenta en cuadro siguiente:
RENDIMIENTO PARA LOS PROCESOS DE DESHIDRATACION DE FANGO
Prensa de filtro de cinturón
Centrífugo
Prensa de tornillo
Valor típico para fango primario
25 a 35 %
25 a 30%
25 a 31%
Valor típico para fango secundario
15 a 22%
12 a 15%
10 a 20%
DESVENTAJAS
Las prensas de filtro de cinturón son muy sensibles a las características de la alimentación entrante de fango. A la
vez, necesitan de atención del operador y mantenimiento regular por técnicos calificados. La deshidratación
centrífuga tiene altos requerimientos de energía. El trabajo de mantenimiento para restaurar los espirales y los
azulejos o recubrimientos resistentes al desgaste del tazón puede requerir de trabajadores altamente calificados y/o
del envío de repuestos extranjeros. Las prensas de tornillo son una tecnología nueva, por lo que los criterios de
diseño todavía no están bien establecidos.
RESIDUOS GENERADOS
Todos los procesos de deshidratación generan flujos efluentes que deben regresarse a la planta o eliminarse de otra
manera.
OPERACION Y MANTENIMIENTO
Las prensas de filtro de cinturón, centrífuga y bombas de tornillo requieren de mucha atención por parte del
operador para controlar la velocidad de carga. El equipo para estos procesos intensivos de deshidratación requiere
mantenimiento regular y puede necesitar la importación periódica de refacciones de afuera de la región del Caribe.
INSTALACIONES EN LA RGC
Ninguna de las plantas que visitó el equipo de KCM en la región del Caribe utilizan procesos de
deshidratación de fango.
Fichas técnicas S3- DESHIDRATACION DEL FANGO
página 2 de 3
REFERENCIAS
U.S. EPA, 1979.
Fichas técnicas S3- DESHIDRATACION DEL FANGO
página 3 de 3
LAGUNAS DE DIGESTION FRIA/ SECADO
DESCRIPCION
Las lagunas de digestión fría y secado (DFS) para el tratamiento de fango son una alternativa de baja tecnología para
el manejo de sólidos que incorporan todas las funciones de espesamiento, estabilización, deshidratación y
almacenamiento en una serie de cuencas terrestres. Estas lagunas reciben fango de desecho activado o una
combinación de fango primario y secundario. El sobreflujo de las lagunas se origina en el extremo opuesto al punto
de alimentación. El sobreflujo o supernadnte de agua superior se regresa a la entrada de la planta.
La digestión y la estabilización tienen lugar en la laguna a temperatura ambiente. Se necesitan dos lagunas. Una se
utiliza para llenado y otra para maduración. Al final del periodo de llenado de un año la laguna se aísla y se permite
que se seque por un periodo de hasta un año. El relleno de fango se dirige a la cuenca alternativa. Plantas acuáticas
enraizadas como el scirpus crecen durante el período de maduración y ayudan en el secado del fango por medio de
la evapotranspiración. El fango se puede eliminar cuando estas plantas cambian de color de verde a café debido al
secado.
APLICACIONES
Las lagunas de digestión fría y secado se pueden utilizar en climas tropicales cuando lo permiten las condiciones de
lluvia y evaporación. Para obtener mejores resultados, la evaporación debe exceder a la caída de lluvia por lo menos
en 500 mm. Para tratar el fango procedente de plantas de fango activado convencionales, las plantas de aereación
extendidas pueden ser convenientes en las lagunas de DFS. Los fangos primarios no deben aplicarse donde los
olores no sean tolerables.
CRITERIOS DE DISEÑO
Los criterios de diseño son los siguientes:




La profundidad del fango y el agua no debe exceder 0.7 m
Dependiendo de las condiciones de clima, la zona debe tener un metro cuadrado por
cada 5 a 20 personas atendidas
Se deben construir dos o más lagunas
Las pendientes laterales se deben recubrir de concreto
Fichas técnicas S4 – LAGUNAS DE DIGESTION FRIA/SECADO
página 4 de 2

Se debe proporcionar una rampa de tierra hacia el interior de la laguna como acceso
para el equipo de remoción de fango.
RENDIMIENTO
Las concentraciones de sólidos en el fango seco pueden ser de hasta 25- 35% para un pastel de 300 mm de
profundidad.
DESVENTAJAS
Se necesita una extensión de terreno más grande que para la digestión, deshidratación o espesamiento mecánicos. Su
uso se limita a una temporada seca prolongada.
RESIDUOS GENERADOS
El exceso de agua sobrenadante se debe bombear de regreso a la entrada de la planta. El fango seco debe eliminarse
o aplicarse beneficiosamente.
OPERACION Y MANTENIMIENTO
Durante el llenado, las lagunas de DFS requieren poca operación o mantenimiento. El fango se levanta por medio de
mini cargadores con ruedas o con tractores de agricultura con llantas grandes, dependiendo de las características del
suelo de la laguna (por lo general, sin recubrimientos).
INSTALACIONES EN LA RGC
Las lagunas de DFS se han utilizado en las plantas de Juangriego, Dos Cerritos y Cruz del Postel en la Isla Margarita
en Venezuela desde 1989.
REFERENCIAS
Lansdell, 1996.
Fichas técnicas S4 – LAGUNAS DE DIGESTION FRIA/SECADO
página 5 de 2