curso practico sobre lagunas de estabilizacion

CURSO PRACTICO SOBRE
LAGUNAS DE ESTABILIZACION:
TEORIA, PRACTICA, OPERACIÓN Y
MANTENIMIENTO
ORGANIZADO POR:
ASOCIACION ECUATORIANA DE INGENIERIA
SANITARIA Y AMBIENTAL, AEISA Y LA
UNIVERSIDAD LAICA VICENTE ROCAFUERTE DE
GUAYAQUIL
12 al 24 de Mayo 2003
Guayaquil, Ecuador
CURSO INTERNACIONAL
SOBRE LAGUNAS DE ESTABILIZACIÓN
CLASIFICACION Y USO DE
LAGUNAS DE ESTABILIZACION
Fabian Yanez, Ph.D.
CONSULTANTOR
CONTENIDO DE LA PRESENTACION
• CLASIFICATION DE LAGUNAS
DE
DE
DE
DE
DE
ACUERDO CON EL COTENIDO DE OXIGENO
ACUERDO CON EN NUMERO DE UNIDADES
ACUERDO CON LAS REACCIONES BIOLOGICAS
ACUERDO CON LA DESCARGA
ACUERDO CON EL TIPO DE REUSO
• CARACTERISTICAS Y USO
AERADAS, ANAEROBICAS, FACULTATIVAS , DE ALTA TASA,
DE MADURACION O PULIMENTO
• USO DE SISTEMAS DE LAGUNAS
ANAEROBICA, FACULTATIVA, MADURACION
AERAADA, FACULTATIVA, MADURACION
FACULTATIVA, MADURACION
FACULTATIVA DE POST TRATAMIENTO
• CRITERIOS PARA MODULACION DE UNIDADES
CLASIFICACION DE LAGUNAS
DE ACUERDO CON EL CONTENIDO DE OXIGENO
Anaeróbicas
Aeradas
Facultativas
DE ACUERDO CON EL NUMERO DE UNIDADES
Primaria, secundaria, terciaria, cuaternaria
DE ACUERDO CON LA REMOCION DE PATOGENOS
Para remoción de parásitos
Para remoción de bacterias
CLASIFICACION DE LAGUNAS
DE ACUERDO CON LAS REACCIONES BIOLOGICAS
Anaeróbicas, Alta Producción de Biomasa
Aeradas
Anaeróbicas
Facultativas
DE ACUERDO CON EL TIPO DE REUSO
Para piscicultura
Para producción de macrofitas (eichornia crassipes)
Para riego en equilibrio continuo
Para almacenamiento y riego (equilibrio discontinuo)
PROCESAMIENTO DE LODOS
Mecanismos de transporte y secado
RELACION ENTRE VARIOS TIPOS DE LAGUNAS
UBICACION DE UNIDADES EN UNA
SERIE
TIPO DE LAGUNAS DE ACUERDO CON: PRIMARIA SECUNDARIA TERCIARIA CUATERNARIA
1. DESCARGA
Continua
iIntermitente
Terminal
2. REACIONES BIOLOGICAS
Aerada
Aeróbica o de alta tasa
Anaeróbica
Facultativa
3. REDUCCION DE PATOGENOS
Parásitos
Bacterias
4. TIPO DE REUSO
Piscicultura
Riego
Cultivo de Macrofitas
CARACTERISTICAS DE LAGUNAS ANAEROBICAS
• VENTAJAS
– Menor costo por menores requisitos de área
– De utilidad para altas concentraciones
– Usadas con éxito para desechos industriales
• DESVENTAJAS
– Proceso muy sensible a factores ambientales:
temperatura y cambios en carga y pH
– Efluente desagradable: color, olor y sólidos
– Mortalidad bacteriana despreciable
– Rápida acumulación de lodos deteriora el
efluente y requiere limpieza en cortos períodos
– Proceso incrementa en nivel de NH3-N
– Requiere post tratamiento en todos los casos
LAGUNAS ANAEROBICAS: CRITERIOS DE DISEÑO
• CARGA VOLUMETRICA
– Rango: 100-300 g BOD/(m3.día) para 20 °C
• PROFUNDIDAD
– Recomendada 2.5 a 5.0 m.
– Necesario: profundidad extra para lodos
• RETENCION Y REMOCIONES
•
•
•
•
10-15 °C
15-20 °C
20-25 °C
25-30 °C
4-5 días
2-3 días
1-2 días
1-2 días
30-40% BOD remoción
40-50% BOD remoción
50-60% BOD remoción
60-70% BOD remoción
• INCREMENTO DEL NH3-N
• Del orden del 20%
• Carga Facultativa para post tratamiento depende del
nivel del NH3-N
TIPOS DE LAGUNAS AERADAS
LAGUNA AERADA DE MEZCLA COMPLETA
•
•
•
•
•
TODA LA BIOMASA EN SUSPENSION
NO HAY ALGAS EN EL EFLUENTE
NO HAY DEPOSITOS DE LODO ?
DENSIDAD DE ENERGIA 15 - 20 W/m3
MODELO MATEM,ATICO DISPONIBLE
– Eficiencia es calculada para el mes más frío
– Suficiente energía para mezcla completa y
requisitos del proceso
– Requsitos de O2 se calculan para condiciones
de verano (no hay nitrificación)
• REQUIERE POST TRATAMIENTO
TIPOS DE LAGUNAS AEDADAS
LAGUNA AERADA FACULTATIVA
•
•
•
•
•
BIOMASA PARCIALMENTE SUSPENDIDA
HAY ALGAS EN EL EFLUENTE
HAY DEPOSITOS DE LODOS
DENSIDAD DE ENERGIA 1 - 2 - 4 W/m3
MODELO MATEMATICO DOSPONIBLE
– Eficiencia calculada para el mes más frío
– Energía sólo para requisitos del proceso
– Requisitos de O2 se calculan para condiciones
de verano (no hay nitrificación)
• REQUIERE POST TRATAMIENTO PARA
REMOCION DE SOLIDOS Y BACTERIAS
TIPOS DE LAGUNAS AERADAS
FACULTATIVA CON MEZCLA MECANICA
• APLICABLE A CLIMAS CALIENTES SIN
VIENTO (Estratificación termal)
• HAY ALGAS EN EL EFLUENTE
• HAY DEPOSITOS DE LODOS
• DENSIDAD DE ENERGIA: O.1 W/m3
• PROCEDIMIENTO DE DISEÑO IGUAL QUE
PARA FACULTATIVA
– Eficiencia se calcula para el mes más frío
– Energía solo para romper la estratificación
termal. No hay requisitos de O2 para proceso
• POST TRATAMIENTO NECESARIO PARA
REDUCIR BACTERIAS
TECNOLOGIA DE LAGUNAS DE ESTABILIZACION:
SISTEMAS DE LAGUNAS
]
SERIE ANAEROBICA - FACULTATIVA - MADURACION
•
•
•
•
•
•
•
Es la combinación más crítica y requiere análisis
para saber si el tratamiento anaeróbico es
realmente necesario
Reducción bacteriana despreciable en laguna
anaeróbica
Laguna anaeróbica incremente el nivel del NH3-N
y se debe comprobar concentración de toxicidad
del amoníaco en laguna facultativa
Laguna facultativa debe tener carga apropiada
Balance de O2 debe ser favorable en facultativa
Area de facultativa es mayor que la anaeróbica
Méthodo de remoción de lodos debe estar
resuelto
TECNOLOGIA DE LAGUNAS DE ESTABILIZACION:
SISTEMAS DE LAGUNAS
]
AERADA - FACULTATIVA - MADURACION
•
•
•
•
•
•
Es la mejor combinación para área reducida y
alta calidad bacteriológica en el efluente
Densidad de energía y acumulación de
sólidos son aspectos importante
Facultativa es necesaria para retener sólidos
Lagunas aeradas en serie es un absurdo
Balance de O2 en facultativa debe ser
favorable
Período de retención nominal no tiene que ser
mayor que 2 días
RELACION DE DBO TOTAL A SOLUBLE EN
LAGUNAS DE ESTABILIZACION
3
! DBOt/DBOs
2.9
2.8
2.7
2.6
2.5
!
2.4
!
2.3
2.2
!
2.1
2
D
1.9
!
1.8
!
1.7
1.6
1.5
50
100
150
200
250
300
350
Carga Aplicada, Kg DBO/(Ha.día)
400
450
TECNOLOGIA DE LAGUNAS DE ESTABILIZACION
]
POST TRATAMIENTO DE EFLUENTES ANAEROBICOS
EN LAGUNAS FACULTATIVAS
• Nivel de toxicidad del NH3-N debe comprobarse
• Reactor anaeróbico produce más NH3-N que lagunas
anaeróbicas
• Pretratamiento puede no ser necesario
• Si bacterias es uno de los criterios de calidad, la
presencia del reactor anaeróbico es cuestionable
• Post tratamiento en lagunas con PR = 5 días es
imposible de conseguir. Desecho doméstido requiere
laguna facultativa con PR = 8 días para reducción de
helmintos
• La ola irracional de la novedad del pretendido
tratamiento anaeróbico afortunadamente ya pasó
TECNOLOGIA DE LAGUNAS DE ESTABILIZACION:
SISTEMAS DE LAGUNAS
]
MODULACION DE UNIDADES DE SISTEMA DE LAGUNAS
• 80 % del costo corresponde a movimiento de tierras y
como (corte y rellano) fue optimizado para las
condiciones finales, generalmente es más conveniente
construír todas las unidades desde el inicio
• Remoción de lodos es también importante
• Por lo menos dos unidades en paralelo son necesarias
para secado y remoción de lodos
• Durante secado y remoción de lodos se sobrecarga la
otra serie y se necesita extra capacidad
• El número de unidades en la serie debe ser lo mínimo
para reducción de costos
• Topografía y geología juegan un papel importante en
la selección del número de unidades de la serie
LAGUNAS A MEZCLA COMPLETA EN SERIE
CON PR = 5 DIAS
100
6
90
80
70
5
4
60
50
3
40
2
30
%
20
1
10
0
0
0
5
10
15
20
Período de Retención Total, días
25
Red. Log. de virus y bacterias
Bac. max.
Bac. min.
Virus max.
Virus min.
Helmintos
DBO
ANALISIS DEL GRAFICO
• Las lagunas no se comportan como
reactores a mezcla completa
• PR = 5 días son muy cortos para lagunas
facultativas
• El mecanismo de remoción de parásitos
es la sedimentación y no una reacción de
primer orden
• El gráfico considera las cinco lagunas en
serie como un solo reactor para reducción
de DBO
• La remoción de DBO ocurre en la primera
unidad en donde está la biomasa
LAGUNAS A MEZCLA COMPLETA EN SERIE
CON PR = 5 DIAS
100
6
5
80
70
4
60
50
3
40
2
30
%
20
1
Bacteria max.
Virus min.
10
Bacteria min.
Helmintos
Virus max.
DBO 5
0
0
0
5
10
15
20
Período de Retención Total, días
25
Red. Log. de virus y bacterias
90
FIN DE LA PRESENTACION
Gracias por su atención
Preguntas por favor