Estudio de caracterización de las aguas residuales

Proyecto de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente – PNUMA
Proyecto PNUMA-Titicaca
ESTUDIO DE
CARACTERIZACIÓN DE LAS
AGUAS RESIDUALES
AFLUENTES AL SISTEMA DE
TRATAMIENTO DE
PUCHUKOLLO
Junio, 2.011
La Paz - Bolivia
Contenido
1
INTRODUCCIÓN.................................................................................................................................. 1
1.1 ANTECEDENTES ........................................................................................................................................ 1
1.2 OBJETIVOS .............................................................................................................................................. 1
1.2.1
Objetivo General ........................................................................................................................ 1
1.2.2
Objetivos Específicos .................................................................................................................. 1
1.3 METODOLOGÍA ........................................................................................................................................ 2
2
GENERALIDADES ................................................................................................................................ 3
2.1
2.2
2.3
2.4
3
CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LAS AGUAS RESIDUALES ............................................................. 12
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
4
CARACTERIZACIÓN ESTACIONAL DEL AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO .......................................................... 35
CARACTERIZACIÓN HORARIA Y DIARIA DEL AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO .................................................. 46
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ............................................................................................ 61
7.1
8
EFICIENCIA DE LA PTAR PUCHUKOLLO DURANTE LA GESTIÓN 2009 ................................................................. 25
DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXIGENO (DBO5) ............................................................................................. 25
CAUDALES AFLUENTES Y EFLUENTES ........................................................................................................... 26
CARGA ORGÁNICA .................................................................................................................................. 27
DEMANDA QUÍMICA DE OXIGENO DQO ...................................................................................................... 28
SÓLIDOS SUSPENDIDOS ............................................................................................................................ 29
NUTRIENTES .......................................................................................................................................... 30
COLIFORMES ......................................................................................................................................... 30
SULFUROS ............................................................................................................................................. 30
EFICIENCIA DE LA PTAR PUCHUKOLLO DURANTE LOS PRIMEROS CINCO MESES DEL 2001 ................................. 31
DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXIGENO (DBO5) 2011 ................................................................................ 32
CARACTERIZACIÓN DEL AFLUENTE DE LA PTAR PUCHUKOLLO ......................................................... 35
6.1
6.2
7
PUNTOS DE MUESTREO ............................................................................................................................ 22
TOMA DE MUESTRAS ............................................................................................................................... 22
PARÁMETROS ANALIZADOS Y FRECUENCIA DE MUESTREO ................................................................................ 23
MÉTODOS UTILIZADOS ............................................................................................................................ 24
EFICIENCIAS DE LA PTAR PUCHUKOLLO ............................................................................................ 25
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
5.6
5.7
5.8
5.9
5.10
5.11
6
OLOR ................................................................................................................................................... 13
APARIENCIA .......................................................................................................................................... 13
CARACTERÍSTICAS CUALITATIVAS Y CUANTITATIVAS ........................................................................................ 14
CARACTERÍSTICAS CUALITATIVAS ................................................................................................................ 14
CARACTERÍSTICAS CUANTITATIVAS.............................................................................................................. 20
CONCENTRACIÓN DEL AGUA RESIDUAL ........................................................................................................ 21
MONITOREO BÁSICO DE LA PTAR PUCHUKOLLO .............................................................................. 22
4.1
4.2
4.3
4.4
5
UBICACIÓN DE LA PTAR PUCHUKOLLO ......................................................................................................... 3
OBJETIVO DE LA PTAR PUCHUKOLLO ........................................................................................................... 3
DESCRIPCIÓN DE LA PTAR PUCHUKOLLO ANTES DE SU PRIMERA AMPLIACIÓN....................................................... 3
DESCRIPCIÓN DE LA PTAR PUCHUKOLLO DESPUÉS DE SU AMPLIACIÓN ................................................................ 7
CONCLUSIONES ...................................................................................................................................... 61
BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................................................. 63
CARACTERIZACIÓN AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO
1
INTRODUCCIÓN
1.1 ANTECEDENTES
El Proyecto de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) a través del Proyecto
PNUMA-Titicaca, tiene como objetivo la actualización de información de la cuenca del Sistema
Hidrico Titicaca – Desaguadero – Poopó - - Salar de Coipasa (TDPS) y desarrollar acciones de
asistencia técnica, capacitación, educación y fortalecimiento de las capacidades de los actores
sociales e institucionales, contribuyendo a conocer y manejar mejor los niveles de descargas de
aguas residuales y efluentes que afectan la calidad de las aguas; promover el desarrollo de una
“cultura del agua”, y apoyar la elaboración de los instrumentos normativos e institucionales que
permitan alcanzar una gestión integrada sostenible de los recursos hídricos y ambientales del
Sistema.
El Coordinador Técnico Internacional del Proyecto y la oficina para America latina y el Caribe –
ORPALC del PNUMA a través del Proyecto PNUMA – Titicaca, definieron la necesidad de
ejecutar la Consultoria CARACTERIZACION DE LAS AGUAS RESIDUALES AFLUENTES
DEL SISTEMA DE TRATAMIENTO DE PUCHUKOLLO, BOLIVIA, la cual servirá para
complementar y mejorar la Red de Monitoreo de la Calidad de las Aguas del TDPS – Bolivia,
dentro de uno de los objetivos del proyecto que es “Fortalecer las capacidades técnicas de gestión
de la calidad del agua en el Sistema TDPS” y Producto 1.1: Sistema de monitoreo de la calidad
del agua.
La Planta de Tratamiento de Aguas Residuales Puchukollo (PPTAR Puchukollo), forma parte del
Plan Maestro de Alcantarillado Sanitario de El Alto, elaborado en 1981 por la ex SAMAPA. De
acuerdo al “Contrato de aporte financiero y Ejecución de obras" (20-07-91), entre la República
Federal de Alemania a través del Kreditanstalt fur Wiederaufbau (KfW) y Bolivia en calidad de
Beneficiario se concertó un financiamiento para la recolección, evacuación y tratamiento de las
aguas residuales de la ciudad de El Alto. Del monto global se utilizo $us 8.4 millones, para la
construcción de la PPTAR Puchukollo.
La Planta fue llevada a diseño final por la consultora alemana GITEC, durante el periodo 1996 a
1998. En periodo 1996 a 1998, la Planta fue construida por el Consorcio ECLA-OLMEDO, bajo
la supervisión de la consultora GITEC y el 9/11/1998, la PTAR Puchukollo comenzó a operar.
1.2 OBJETIVOS
1.2.1 Objetivo General
El presente trabajo tiene como Objetivo General el estudio de caracterización de las aguas
residuales afluentes a la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR) Puchukollo.
1.2.2 Objetivos Específicos
1) Analizar el comportamiento de los parámetros determinados en los laboratorios de la
EPSAS.
PROYECTO DE LAS NACIONES UNIDAS PARA EL MEDIO AMBIENTE - TITICACA
1
CARACTERIZACIÓN AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO
2) Realizar los cálculos de comportamiento y tendencia de cada parámetro con gráficos de
variaciones en función del tiempo.
3) Determinar los percápitas de aportes diarios de DBO, DQO, Fosforo y Nitrógeno.
4) Describir el sistema de tratamiento de aguas residuales llamado Puchukollo.
5) Determinar la eficiencia en remoción de DBO del sistema.
6) Informar sobre las futuras inversiones en la PTAR y las expectativas de mejorar el
efluente.
1.3 METODOLOGÍA
En función al Convenio PNUMA-EPSAS, se obtendrán datos de funcionamiento de la PTAR
Puchukollo, con los resultados de laboratorio de parámetros analizados en muestras tomadas en el
afluente durante la gestión 2009 se analizaran estadísticamente la variación de las
concentraciones de materia orgánica y bacteriológica. También se analizará la variación horaria y
diaria de parámetros ensayados con muestras tomadas cada dos horas en el afluente de la PTAR.
En los dos casos de estudio se determinaran los valores percápita de los parámetros DBO, DQO,
N y P.
Con los datos de la DBO en el Afluente y Efluente de la PTAR se determinará la eficiencia de
tratamiento, durante el periodo 2009 y se comparara con las eficiencias obtenidas en las últimas
semanas de la presente gestión, dicho de otro modo se obtendrá eficiencias de tratamiento antes y
después de la ampliación de la PTAR Puchukollo a la vez se describirá el sistema de tratamiento
antes y después de la ampliación de la PTAR.
2
PROYECTO DE LAS NACIONES UNIDAS PARA EL MEDIO AMBIENTE - TITICACA
CARACTERIZACIÓN AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO
2
GENERALIDADES
2.1 UBICACIÓN DE LA PTAR PUCHUKOLLO
La PTAR Puchukollo, está ubicada en el Estado Plurinacional de Bolivia, en el departamento de
La Paz, en la provincias, Ingavi y Los Andes, al Oeste de la ciudad de El Alto, a 15 Km de la
Ceja, a 3925 msnm, se encuentra entre las localidades de Puchukollo Bajo, Huanokollo y
Khiluyo, ver Graficos N° 2.1 y N° 2.2. Colinda con Rió Seco por el Norte, las antenas de ENTEL
por el Este, las colinas de Khiluyo por el Noroeste y con Huanokollo por el Sur y el Suroeste, ver
Gráfico N° 2.3. El terreno de la Planta, es llano con una pendiente de 1%, hacia el Noroeste, la
llanura está cubierta de una escasa vegetación, el agua subterránea se encuentra cerca de la
superficie a 1,3 m.
2.2 OBJETIVO DE LA PTAR PUCHUKOLLO
El objetivo principal de la Planta de Tratamiento de Agus Residuales Puchukollo, es asegurar la
recolección y tratamiento centralizado de las aguas residuales generadas en la ciudad del El Alto,
reduciendo el peligro de contaminación para la salud, con efluente que satisfaga la
reglamentación de la Ley de medio Ambiente.
2.3 DESCRIPCIÓN DE LA PTAR PUCHUKOLLO ANTES DE SU PRIMERA AMPLIACIÓN
La Planta tiene 127 hectáreas, de las cuales 48 ha., fueron utilizadas para la construcción de dos
series de lagunas. La conducción de las aguas residuales tanto en los emisarios como en las
lagunas se realiza por simple gravedad, sin la utilización de bombas elevadoras. Las aguas
residuales ingresan a la Planta a través de un emisario principal (tubo de H°A° D=1000 mm).
Gráfico N° 2.1. Ubicación de la PTAR Puchukollo.
PROYECTO DE LAS NACIONES UNIDAS PARA EL MEDIO AMBIENTE - TITICACA
3
CARACTERIZACIÓN AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO
El pretratamiento de las aguas residuales se realiza, a través de dos rejas separadas por dos
desarenadores que funcionan paralelamente. Luego del pretratamiento las aguas residuales pasan
a la serie II y la serie III, ver Gráfico N° 2.4, cada una de estas series está constituida por seis
lagunas; Las primeras lagunas de cada serie son anaerobias, las segundas y terceras lagunas son
facultativas, las cuartas y quintas son lagunas de maduración y finalmente las sextas lagunas de
cada serie son lagunas que sirven para afinar el tratamiento de las aguas residuales, la
dimensiones geométricas de las lagunas se advierten en el Cuadro N° 2.1.
En la serie II, adicionalmente, existe una laguna experimental paralela a la laguna II-5, con
plantación de totoras, en esta laguna se investigó el incremento de remoción de materia orgánica
con la utilización de la macrofhita totora, en el estudio se obtuvieron resultados no muy
alentadores.
Después del tratamiento las aguas se evacuan a canales los cuales evacuan las aguas al inmediato
cuerpo receptor de agua denominado Rio Seco.
4
Gráfico N° 2.2. Ubicación de la PTAR Puchukollo en la ciudad de El Alto
En el afluente a la PTAR y en los efluentes de cada serie existen canales parshall, en estos
canales se registra el tirante de agua, estos registros, a través de ábaco, son traducidos a Litros por
Segundo (L/s) y en el canal de ingreso a la serie III, existe un caudalímetro rectangular,
construido con material metálico.
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CARACTERIZACIÓN AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO
Gráfico N° 2.3. Límites de la PTAR Puchukollo
Cuadro N° 2.1. Características geométricas de las lagunas
LAGUNAS
S E R I E II
II-1 Anaerobia
II-2 Facultativa
II-3 Facultativa
II-4 Maduración
II-5T Totoras
II-5 Maduración
II-6 Acabado
S E R I E III
III-1 Anaerobia
III-2 Facultativa
III-3 Facultativa
III-4 Maduración
III-5 Maduración
III-6 Acabado
T O T A L II + III
PROFUNDIDAD
m
ÁREA
m2
VOLUMEN
m3
4,82
3,95
2,80
1,60
1,67
1,44
2,56
54.873,00
52.943,80
29.898,00
36.304,40
9.723,75
17.950,00
13.411,50
190.818,09
120.251,60
64.653,43
34.342,51
9.456,94
16.590,98
23.730,40
4,66
4,20
1,76
1,75
1,80
2,55
71.282,50
59.788,75
34.987,50
25.772,50
24.043,25
20.794,25
451.773,20
224.418,95
154.361,00
39.085,27
27.463,63
28.225,98
39.342,49
972.741,27
PROYECTO DE LAS NACIONES UNIDAS PARA EL MEDIO AMBIENTE - TITICACA
5
CARACTERIZACIÓN AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO
Grafico N° 2.4. Lagunas de la PTAR Puchukollo
La PTAR Puchukollo tiene su propio laboratorio conformado por ocho ambientes. En este
laboratorio se determinan parámetros físicos, fisicoquímicos y bacteriológicos de las muestras
tomadas en él; afluente a la Planta, los efluentes de las lagunas y efluente general de la Planta, ver
Gráfico N° 2.5
Grafico N° 2.5. Laboratorio de la PTAR Puchukollo
PROYECTO DE LAS NACIONES UNIDAS PARA EL MEDIO AMBIENTE - TITICACA
6
CARACTERIZACIÓN AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO
2.4 DESCRIPCIÓN DE LA PTAR PUCHUKOLLO DESPUÉS DE SU AMPLIACIÓN
La Ampliación de la PTAR Puchukollo, estableció la centralización de los aportes de aguas
residuales, del sector central de la ciudad de El Alto y del Distrito 8 en la PTAR Puchukollo. De
acuerdo a las características determinadas en el estudio y por el tamaño del mismo se definió un
horizonte al año 2035. La alternativa elegida fue una combinación de dos tecnologías: Lagunas
de Oxidación con Filtros Percoladores.
Para el año horizonte 2035, en estudio de factibilidad, se proyectó Ampliar la PTAR Puchukollo
con los siguientes componentes: (Ver Gráfico N° 2.5).
-
3 Tamizadores mecánicos.
3 Lagunas Anaerobias.
13 Filtros Percoladores.
1 Subestación eléctrica.
3 Estaciones elevadoras de aguas residuales y
3 unidades de desinfección.
7
Grafico N° 2.6. Proyección de la PTAR Puchukollo al año horizonte 2035.
En estudio de evaluación se determinó alta eficiencia en las lagunas anaerobias de cada serie,
considerando esta cualidad, se planteo el siguiente flujo de las aguas residuales
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CARACTERIZACIÓN AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO
1º Emisario.
2º Tamizadores (tres unidades).
3º Canal Parshall.
4º Lagunas anaerobias (cinco unidades).
5º Filtros Percoladores (trece unidades).
6º Lagunas Facultativas (cuatro unidades).
7º Lagunas de Maduración (cuatro unidades).
8º Lagunas de pulimento (dos unidades.
9º Desinfección (tres unidades)
10º Cuerpo receptor de agua.
De acuerdo a estudio de factibilidad, se fraccionó el proyecto en cuatro etapas en función al
incremento poblacional de la ciudad de el Alto (ver cuadro N° 2.2).
Cuadro N° 2.2. Proyección de las etapas
Etapa
Horizonte
Habitantes
Arranque
2009
1
Caudal L/s
Promedio
Maximo
571.868
457
891
2013
765.497
636
1.241
2
2017
973.423
842
1.642
3
2026
1.367.874
1.294
2.524
4
2035
1.896.996
1.963
3.828
De acuerdo a estudio se definió las siguientes inversiones a ejecutarse en cada etapa:
-
Etapa 1: Construcción de 5 filtros percoladores, tres cárcamos de bombeo, una
subestación eléctrica, tuberías, ampliación de las interconexiones entre lagunas y una
unidad de desinfección.
Etapa 2: Adición de 2 filtros percoladores, bombas, tuberías, tamizador mecánico, canales
de entrada, medidor Parshall, una laguna anaeróbica y una unidad de desinfección.
Etapa 3: Construcción de 2 filtros percoladores, tamizador mecánico, bombas, tuberías,
una laguna anaerobia, colector de salida y una unidad de desinfección.
Etapa 4: Finalmente, construcción de 4 filtros percoladores, bombas, tuberías, tamizador
mecánico, una laguna anaeróbica y canales de salida.
Para la ejecución constructiva, debido a limitaciones de financiamiento, se decidió dividir la
Etapa 1 en dos Sub Etapas: Etapa 1-A con horizonte al 2011 y Etapa 1-B con horizonte al 2013,
ver Cuadro N° 2.3.
PROYECTO DE LAS NACIONES UNIDAS PARA EL MEDIO AMBIENTE - TITICACA
8
CARACTERIZACIÓN AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO
Cuadro N° 2.3. Proyección de las etapas 1-A y 1-B
Etapa
Horizonte
Habitantes
Arranque
1-A
1-B
2009
2011
2013
571.868
665.579
765.497
Caudal L/s
Promedio
Maximo
457
891
542
1058
636
1.241
El Diseño Final, “Ampliación Planta de Tratamiento Aguas Residuales Puchukollo Etapa 1-A”,
contempló la construcción de:
-
Tres filtros percoladores
Dos estaciones de bombeo, con by pass
Una subestación eléctrica
Ampliación de las interconexiones entre lagunas
Tuberías de Hº Aº y FF
Canales de conexión entre las lagunas y filtros percoladores
Torres de control en los canales de conexión
Provisión e instalación de equipos electromecánicos.
Estación elevadora Nº 4 del sistema de bombeo del Distrito 8
Automatización y comunicaciones.
Presupuesto, $us 8 millones.
Para la Etapa 1-B, se prevé la construcción de:
-
Dos filtros percoladores, y
Una unidad de desinfección.
En el Grafico N° 2.7, se advierte el esquema de la Etapa 1. En la Etapa 1-A se construyeron los
tres filtros percoladores centrales (color celeste), y en la Etapa 1-B se construirán los filtros
percoladores que se encuentran en los extremos (color verde).
PROYECTO DE LAS NACIONES UNIDAS PARA EL MEDIO AMBIENTE - TITICACA
9
CARACTERIZACIÓN AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO
Grafico N° 2.7. Ampliación de la PTAR Puchukollo Etapa 1, al año horizonte 2013
En los periodos 2009 y 2010, se amplió la PTAR Puchukollo, se puso en funcionamiento pleno el
1 de enero de 2011. Se construyo:
-
3 Filtros percoladores
2 Cárcamos de bombeo
1 Subestación eléctrica.
Ampliación de las interconexiones entre lagunas
Canales y tuberías.
La aguas residuales, al ingresar a la PTAR Puchukollo, reciben el pretratamiento en dos cribas y
dos desarenadores, luego se mide el caudal afluente en una canal Parshall, las aguas residuales se
distribuyen a las dos primeras lagunas anaerobias, luego a través de canales a las aguas se
conducen al cárcamo de bombeo A, en este cárcamo existen 6 bombas cada una con potencia de
75 Kw, las aguas son elevadas al lecho de los filtros percoladores que después de pasar por el
material de soporte se recogen para llevar al cárcamo B, en este cárcamo existen 4 bombas con
potencia de 75 Kw, las aguas se elevan hacia las segundas lagunas de cada serie y el flujo de las
aguas en tratamiento continúan procesadas en el sistema lagunas.
La PTAR Puchukollo ampliada en su etapa 1-B, fue puesta en funcionamiento pleno el 1° de
enero de 2011, ver Gráficos 8 y 9.
PROYECTO DE LAS NACIONES UNIDAS PARA EL MEDIO AMBIENTE - TITICACA
10
CARACTERIZACIÓN AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO
Grafico N° 2.8. Filtros percoladores N° 2 y 3.
Grafico N° 2.9. Sala de comandos y automatización
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PROYECTO DE LAS NACIONES UNIDAS PARA EL MEDIO AMBIENTE - TITICACA
CARACTERIZACIÓN AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO
3
CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LAS AGUAS RESIDUALES
Las aguas residuales pueden definirse como las aguas que provienen del sistema de
abastecimiento de una población, después de haber sido modificadas por diversos usos en
actividades domésticas, industriales y comunitarias, siendo recogidas por la red de alcantarillado
que las conducirá hacia un destino apropiado (Mará 1976).
Según su origen, las aguas residuales resultan de la combinación de líquidos y residuos sólidos
trasportados por el agua, que provienen de residencias, oficinas, edificios comerciales e
instituciones, junto con los residuos de las industrias y de actividades agrícolas como de las aguas
subterráneas, superficiales o de precipitación que también pueden agregarse eventualmente al
agua residual (Mendonca 1987).
De acuerdo con su origen, las aguas residuales pueden ser clasificadas como:
-
-
-
Domésticas: son aquellas aguas utilizadas con fines higiénicos (sanitarios, cocinas,
lavanderías, etc.) Consisten básicamente en residuos humanos que llegan a las redes de
alcantarillado por medio de las descargas de las instalaciones hidráulicas de la edificación
y también en residuos originados en establecimientos comerciales, públicos y similares.
Industriales: son residuos líquidos generados en los procesos industriales. Poseen
características específicas, dependiendo del tipo de industria.
Infiltración y caudal adicionales: las aguas de infiltración penetran en el sistema de
alcantarillado a través de los empalmes de las tuberías, paredes de las tuberías defectuosas, tuberías de inspección y limpieza, cajas de paso, estructuras de los pozos de
registro, estaciones de bombeo, etc. Hay también aguas pluviales, que son descargadas
por medio de varias fuentes, como canales, drenajes y colectores de aguas lluvias.
Pluviales: son agua lluvia, que descargan grandes cantidades de agua sobre el suelo. Parte
de estas aguas es drenada y otra escurre por la superficie, arrastrando arena, tierra, hojas y
otros residuos que pueden estar sobre el suelo (Mendonca 2001).
Según Mara y Cairncross (1990), cada persona genera 1,8 litros de material fecal diariamente,
correspondiendo a 113,5 gramos de sólidos secos, incluidos 90 gramos de materia orgánica, 20
gramos de nitrógeno, más otros nutrientes, principalmente fósforo y potasio.
La temperatura de las aguas residuales es, en general, un poco superior a la temperatura de las
aguas de abastecimiento, debido a la contribución de los residuos domésticos de aguas calientes.
Sin embargo, puede presentar valores reales elevados, debido a la contribución de residuos
líquidos industriales. Normalmente, la temperatura de las aguas residuales es superior a la del
aire, excepto en los días más calientes del verano. En relación con los procesos de tratamiento, su
influencia se presenta en las operaciones de naturaleza biológica, pues la velocidad de
descomposición de las aguas residuales se incrementa con el aumento de la temperatura y, en las
operaciones donde ocurre el fenómeno de la sedimentación, el aumento de la temperatura hace
que disminuya la viscosidad, mejorando las condiciones de este fenómeno.
PROYECTO DE LAS NACIONES UNIDAS PARA EL MEDIO AMBIENTE - TITICACA
12
CARACTERIZACIÓN AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO
Las aguas residuales domésticas son por lo general perennes, y su composición es esencialmente
orgánica y su flujo relativamente constante cuando hay control domiciliario de agua por medio de
medidores.
Las aguas residuales industriales pueden ser perennes, pero son función del trabajo de la propia
industria, lo que generalmente las vuelve intermitentes y con contribuciones localizadas de
grandes volúmenes, al contrario de las aguas residuales domésticas.
Las aguas residuales provenientes de la infiltración son en extremo variables, dependiendo
principalmente del tipo de suelo y de las condiciones climáticas.
Las aguas residuales pluviales son típicamente intermitentes y estacionales, varían de acuerdo
con la precipitación atmosférica y con la cultura de la población. Su composición cambia también
con la duración de las lluvias.
El agua residual fresca es, como su nombre lo indica, la primera fase después que los residuos
sólidos son adicionados al agua, produciendo el agua residual. Contiene oxígeno disuelto y
permanece fresca durante el tiempo que exista la descomposición aerobia.
El agua residual describe el agua en la que el oxígeno disuelto se agotó completamente y se
estableció la descomposición anaerobia de los sólidos, con producción de sulfuro de hidrógeno y
otros gases.
13
3.1 OLOR
Los olores característicos de las aguas residuales son causados por los gases formados en el
proceso de descomposición anaerobia. Jordao y Pessoa (1995) presentan los principales tipos de
olores:
-
Olor a moho: razonablemente soportable; típico de agua residual fresca.
Olor a huevo podrido: "insoportable"; típico de agua residual vieja o séptica, que ocurre
debido a la formación del sulfuro de hidrógeno que proviene de la descomposición del
lodo contenido en los residuos.
Olores variados: de productos descompuestos, como repollo, legumbres, pescado; de
materia fecal; de productos rancios; de acuerdo con el predominio de productos
sulfurosos, nitrogenados, ácidos orgánicos, etcétera.
Cuando ocurren olores diferentes y específicos, esto se debe a la presencia de residuos
industriales.
3.2 APARIENCIA
El agua residual es desagradable en su apariencia y en extremo peligroso, en su contenido,
principalmente debido al elevado número de organismos patógenos (virus, bacterias,
protozoarios, helmintos) causantes de enfermedades.
PROYECTO DE LAS NACIONES UNIDAS PARA EL MEDIO AMBIENTE - TITICACA
CARACTERIZACIÓN AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO
El residuo fresco tiene tonalidad grisácea, mientras que en el residuo séptico el color cambia
gradualmente de gris a negro. El color negro caracteriza también el residuo de descomposición
parcial.
Las aguas residuales pueden, sin embargo, presentar cualquier otro color, en los casos de
contribución de residuos industriales como, por ejemplo, los de la industria textil o de tintas.
3.3 CARACTERÍSTICAS CUALITATIVAS Y CUANTITATIVAS
La primera medida al comenzar el examen de datos para la elaboración del diseño de un sistema
de tratamiento de aguas residuales se relaciona con la determinación de la cualidad y cantidad de
residuos que serán encaminados a la planta de tratamiento, para que sea posible un
dimensionamiento más próximo a la realidad, y no basado apenas en datos obtenidos de la
bibliografía.
Las características de las aguas residuales domésticas son determinadas a partir de secuencia de
procedimientos que incluye mediciones locales de caudal, colección de muestras y análisis e
interpretación de los resultados obtenidos. El conjunto de esas actividades se denomina
caracterización cualitativa y cuantitativa de las aguas residuales, Hanai (1997).
La composición y la concentración de los componentes de los residuos domésticos dependen en
gran medida de las condiciones socioeconómicas de la población, así como de la presencia del
vertimiento de efluentes industriales en la red de alcantarillado. En regiones industrializadas, la
fracción de residuos industriales presentes en el agua residual doméstica puede ser bastante
significativa, alterando por completo las características de los mismos.
3.4 CARACTERÍSTICAS CUALITATIVAS
Las aguas residuales domésticas están constituidas en un elevado porcentaje (en peso) por agua,
cerca de 99,9%, y apenas 0,1% de sólidos suspendidos, coloidales y disueltos. Sin embargo, esta
pequeña fracción de sólidos es la que presenta los mayores problemas en el tratamiento y su
disposición. El agua es apenas el medio de trasporte de los sólidos.
El Grafico N° 3.1, presenta la composición general de las aguas residuales domésticas. Datos
típicos de los constituyentes encontrados en las aguas residuales domésticas se presentan en el
Cuadro N° 3.1. Dependiendo de la concentración de estos componentes, el residuo puede
clasificarse como fuerte, medio o diluido. Tanto los componentes como las concentraciones
pueden variar durante el día, en los diferentes días de la semana y con los periodos estacionales.
El agua residual doméstica está compuesta de componentes físicos, químicos y biológicos. Es una
mezcla de materiales orgánicos e inorgánicos, suspendidos o disueltos en el agua. La mayor parte
de la materia orgánica consiste en residuos alimenticios, heces materia vegetal, sales minerales,
materiales orgánicos y materiales diversos como jabones y detergentes sintéticos.
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14
CARACTERIZACIÓN AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO
Las proteínas son el principal componente del organismo animal, pero están presentes también en
las plantas. El gas sulfuro de hidrógeno presente en las aguas residuales proviene del azufre
suministrado por las proteínas.
Los carbohidratos son las primeras sustancias destruidas por las bacterias, con producción de
ácidos orgánicos (por esta razón, las aguas residuales viejas presentan mayor acidez). Entre los
principales ejemplos, se pueden citar los azúcares, el almidón, la celulosa y la fibra de la madera.
Agua Residual
Doméstica
Agua
(99,9%)
Sólidos
(0,1%)
Orgánicos
(30%)
Inorgánicos
(30%)
Proteínas
(60%)
Detritos, Minerales
pesados
Carbohidratos
(25%)
Sales
Lípidos
(10%)
Metales
Grafico N° 3.1. Composición de las aguas residuales domésticas.
Fuente: Tebbutt (1977)
Los lípidos (aceites y grasas) incluyen gran número de sustancias, que tienen, generalmente,
como principal característica común la insolubilidad en el agua, pero son solubles en ciertos
solventes como cloroformo, alcoholes y benceno. Están siempre presentes en las aguas residuales
domésticas, debido al uso de mantequilla y aceites vegetales en cocinas. Pueden estar presentes
también bajo la forma de aceites minerales derivados de petróleo, debido a contribuciones no
permitidas (de estaciones de gasolina, por ejemplo), y son altamente indeseables, pues se
adhieren a las tuberías, provocando su obstrucción. Las grasas no son deseables, ya que provocan
mal olor, forman espuma, inhiben la vida de los microorganismos (en el caso de tratamiento
biológico de los residuos), provocan problemas de mantenimiento, etc.
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15
CARACTERIZACIÓN AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO
3.1. Composición
típica del agua residual doméstica
Composición típica delCuadro
agua residual
doméstica
Componente
Unidad
Fuerte
Sólidos totales
mg/l
Sólidos disueltos totales
mg/l
Sólidos disueltos fijos
mg/l
Sólidos disueltos volátiles
mg/l
Sólidos suspendidos
mg/l
Sólidos suspendidos fijos
mg/l
Sólidos suspendidos volátiles
mg/l
Sólidos sedimentables
mg/l
Demanda bioquímica de oxígeno DBO5
mg/l
Carbono orgánico total, COT
mg/l
Demanda química de oxígeno, DQO
mg/l
Nitrógeno total
mg/l
Nitrógeno orgánico
mg/l
Nitrógeno amoniacal
mg/l
Nitritos
mg/l
Nitratos
mg/l
Fósforo total
mg/l
Fósforo orgánico
mg/l
Fósforo inorgánico
mg/l
Cloruros*
mg/l
Sulfatos*
mg/l
Alcalinidad en CaCO3
mg/l
Aceites y grasas
mg/l
Coliformes totales
NMP/100ml
Compuestos orgánicos volátiles
µ/l
1.200
850
525
325
350
75
275
20
400
290
1000
85
35
50
0
0
15
5
10
100
50
200
150
107 a 109
>400
Concentración
Media
720
500
300
200
220
55
165
10
220
160
500
40
15
25
0
0
8
3
5
50
30
100
100
107 a 108
100 a 400
Diluida
350
250
145
105
100
20
80
5
110
80
250
20
8
12
0
0
4
1
3
30
20
50
50
106 a 107
<100
*Los valores pueden aumentar por la cantidad presente de aguas de abastecimiento.
Fuente: Mtcalf y Eddy (1991).
Los surfactantes (agentes tenso activos) están constituidos por moléculas orgánicas que poseen la
propiedad de formar espuma en el cuerpo receptor o en la planta de tratamiento donde se lanza el
agua residual. Tienden a agregarse a la interfaz aire-agua y, en las unidades de aireación, se
adhieren a la superficie de las burbujas de aire, formando una espuma muy estable y difícil de
romper. El tipo más común, el ABS (alquil-benceno-sulfonato), que es típico de detergentes
sintéticos, presenta resistencia a la acción biológica y es sustituida por los del tipo LAS (alquilsulfonato-lineal), que son biodegradables.
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16
CARACTERIZACIÓN AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO
Los fenoles son compuestos orgánicos originados en residuos industriales, principalmente, y
tienen la propiedad de causar sabor característico al agua, aun en baja concentración (en especial
el agua clorada).
Los pesticidas y demás compuestos químicos orgánicos son utilizados principalmente en la
agricultura y, como tales, no acostumbran llegar a los sistemas de alcantarillado pero llegan a los
ríos y cuerpos receptores, siendo, sin embargo, una fuente de polución y de toxicidad.
La materia inorgánica presente en las aguas residuales está formada principalmente de arena y
sustancias minerales disueltas. La arena proviene de aguas de lavado de las calles, y de aguas de
la superficie y del subsuelo que llegan a la red colectora de modo indebido o que se infiltran por
los pozos de registro o por los empalmes de las tuberías.
El agua residual contiene también pequeñas concentraciones de gases disueltos. Entre ellos, el
más importante es el oxígeno proveniente del aire que eventualmente entra en contacto con la
superficie del agua residual en movimiento. Además del oxígeno, el agua residual puede contener
otros gases, como dióxido de carbono, resultante de la descomposición de materia orgánica;
nitrógeno disuelto de la atmósfera; sulfuro de hidrógeno formado por la descomposición de
componentes orgánicos; gas amoníaco y ciertas sustancias inorgánicas del azufre. Esos gases,
aunque en pequeñas cantidades, se relacionan con la descomposición y el tratamiento de los
componentes degradables del agua residual.
Las propiedades físicas y los componentes químicos y biológicos e los residuos y sus fuentes, a
su vez, se presentan en el cuadro N° 3, y los efectos generados por los principales contaminantes
presentes en las aguas residuales pueden observarse en el cuadro N° 3.3.
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17
CARACTERIZACIÓN AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO
Cuadro N° 3.2. Características físicas, químicas y biológicas de las aguas residuales y sus fuentes.
CARACTERÍSTICAS
PROPIEDADES FÍSICAS
FUENTES
Color
Olor
Sólidos
Temperatura
CONSTITUYENTES QUÍMICOS ORGÁNICOS
Carbohidratos
Aceites y grasas
Pesticidas
Fenoles
Proteínas
Contaminantes importantes
Surfactantes
Compuestos orgánicos volátiles
Otros
CONSTITUYENTES QUÍMICOS INORGÁNICOS
Alcalinidad
Cloruros
Metales pesados
Nitrógeno
pH
Fósforo
Azufre
Aguas
residuales
domésticas
e
industriales,
descomposición natural de material orgánico
Aguas residuales descompuestas, residuos industriales
Sistemas domésticos de abastecimiento de agua, residuos
domésticos e industriales, erosión del suelo infiltración y
conexiones incontroladas
Aguas residuales domésticas e industriales
Aguas residuales domésticas, comerciales e industriales
Aguas residuales domésticas, comerciales e industriales
Residuos agrícolas
Vertidos industriales
Aguas residuales domésticas, comerciales e industriales
Aguas residuales domésticas, comerciales e industriales
Aguas residuales domésticas, comerciales e industriales
Aguas residuales domésticas, comerciales e industriales
Descomposición natural de materiales orgánicos
Aguas residuales domesticas, sistemas domésticos de
abastecimiento de agua, infiltración de agua subterránea
Aguas residuales domesticas, sistemas domésticos de
abastecimiento de agua, infiltración de agua subterránea
Vertidos industriales
Aguas residuales domesticas y agrícolas
Aguas residuales domésticas, comerciales e industriales
Aguas residuales domésticas, comerciales e industriales;
escurrimiento superficial
Sistemas domésticos de abastecimiento de agua, aguas
residuales domésticas, comerciales e industriales
GASES
Sulfuro de hidrógeno (H2O)
Metano
Oxigeno (O2)
Descomposición de aguas residuales domésticas
Descomposición de aguas residuales domésticas
Sistemas domésticos de abastecimiento de
infiltración de aguas de superficie
agua,
CONSTITUYENTES BIOLÓGICOS
Animales
Plantas
Protistos:
Eubacteria
Archaebacteria
Virus
Cursos de agua y plantas de tratamiento de agua
Cursos de agua y plantas de tratamiento de agua
Aguas residuales domésticas, infiltración de aguas de
Superficie, plantas de tratamiento
Aguas residuales domésticos, infiltración de aguas de
superficie, planta de tratamiento
Aguas residuales domésticas
Fuente: Metcalf y Eddy (1991).
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18
CARACTERIZACIÓN AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO
Cuadro N° 3.3. Efectos causados por los contaminantes presentes en aguas residuales
CONTAMINANTES
PARÁMETRO DE
CARACTERIZACIÓN
TIPO DE
EFLUENTES
Sólidos Suspendidos
Sólidos suspendidos
Totales
Domésticos
Industriales
Sólidos flotantes
Aceites y grasas
Domésticos
Materia orgánica
Biodegradable
DBO
Domésticos
industriales
Patógenos
Coliformes
Domésticos
Nutrientes
Nitrógeno
Fósforo
Domésticos
Industriales
Compuestos no
Biodegradables
Pesticidas
Detergentes
Otros
Industriales
Agrícolas
Metales pesados
Elementos específicos
(As, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni,
Pb, Zn, etc.)
Industriales
Sólidos Inorgánicos
disueltos
Sólidos disueltos totales
Conductividad eléctrica
Reutilizados
CONSECUENCIAS
Problemas estéticos
Deposito de lodo
Absorción de contaminantes
Protección de patógenos
Problemas estéticos
Industriales
Consumo de oxígeno Mortalidad
de peces condiciones sépticas
Enfermedades transmitidas por
el agua
Crecimiento excesivo de algas
(Eutrofización
del
cuerpo
receptor)
Toxicidad para los peces
(amonio)
Enfermedades de recién nacidos
(nitratos)
Contaminación
del
agua
subterránea
Toxicidad (varios)
Espumas(detergentes)
Reducción de la transferencia de
oxigeno (detergentes)
No biodegradabilidad
Malos olores(Ej.: fenoles)
Toxicidad
Inhibición
al
tratamiento
biológico de las aguas residuales
Problemas con la disposición del
lodo en la agricultura
Contaminación
del
agua
subterránea
Salinidad excesiva: perjuicio a
las plantaciones (irrigación)
Toxicidad para las plantas
(algunos iones)
Problemas de permeabilidad del
suelo (sodio)
Fuente: adaptado de Barros e. al.(1995) y Von Sperling (1995)
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19
CARACTERIZACIÓN AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO
3.5 CARACTERÍSTICAS CUANTITATIVAS
La contribución de las aguas residuales domésticas depende fundamentalmente del sistema de
suministro de agua. El agua usada en las viviendas es encaminada posteriormente a las
instalaciones prediales, dirigiéndose luego a las redes de alcantarillado. Hay, en consecuencia,
una nítida correlación entre el consumo per cápita de agua y la contribución a la red de
alcantarillado.
Experiencias indican que la DBO5 del agua residual de ciudades asciende a 360 mg/L, para el
consumo de agua de 150 L/hab-d, valor usual en las ciudades Europeas. Lo anterior genera una
carga percápita de 54 g/hab-d. En el cuadro N° 3.4, se advierten algunos valores de contribución
percápita para la DBO5 y en el cuadro N° 3.5 valores para otros parámetros.
Cuadro N° 3.4. Valores percápita DBO5
DBO5
NB-03 688 (Bolivia)
BM (Banco Mundial)
Metcalf & Eddy, 1995
Cochabamba
Alemania
Países Europeos
g DBO/hab-d
54
40 a 50
65 - 120
50 a 55
60
45
Fuente: Titirico, 2008
Cuadro N° 3.5. Valores percápita de otros parámetros
PARÁMETRO
DQO
DBO
Nitrógeno Total Kjeldahl
NH3 como N
Fósforo
SST
g /hab-d
110 - 295*
50 - 120*
9 - 21,5*
5 - 12*
1-2
60 – 150*
Fuente: Metcalf & Eddy, 1995
* Aportes de contaminación por habitante (en base seca), Crites &
Tchobanoglous, 2001
PROYECTO DE LAS NACIONES UNIDAS PARA EL MEDIO AMBIENTE - TITICACA
20
CARACTERIZACIÓN AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO
El consumo per cápita es un parámetro extremadamente variable entre diferentes sitios,
dependiendo de diversos factores. Tsutiya y Além Sobrinho (1999) citan los principales:
-
Hábitos higiénicos y culturales de la población.
Cantidad de micro medición del sistema de suministro de agua.
Instalaciones y equipos hidráulico-sanitarios de los inmuebles.
Control ejercido sobre el consumo.
Valor de la tarifa y existencia o no de subsidios sociales o políticos.
Abundancia o escasez de manantiales.
Intermitencia o regularidad del abastecimiento de agua.
Temperatura media de la región.
Renta familiar.
Disponibilidad de equipos domésticos que utilizan agua en cantidad apreciable.
Índices de industrialización.
Intensidad y tipo de actividad comercial.
Tradicionalmente, los caudales de aguas residuales se estiman en función de los caudales de
abastecimiento de agua. El consumo per cápita mínimo adoptado para el abastecimiento de agua
de pequeñas poblaciones es de 80 L/hab-día, pudiendo alcanzar un máximo de 150 L/hab-día.
Para ciudades con población superior a 100.000 habitantes, el valor mínimo usualmente adoptado
es de 150 L/hab-día, Mendonca (1977).
Campos (1994) cita que los valores generalmente adoptados para el coeficiente de consumo de
agua per cápita varían de 150 a 350 1/hab-día.
3.6 CONCENTRACIÓN DEL AGUA RESIDUAL
Cuanta más alta sea la cantidad de materia orgánica contenida en un determinado residuo, mayor
será su concentración y, en consecuencia, más fuerte será el agua residual.
Debido a la gran variedad de sustancias orgánicas presentes en la mayoría de las aguas residuales
(como, por ejemplo, aguas residuales domésticas), es totalmente impracticable determinarlas en
forma individual. Por esta razón, se utiliza el concepto de materia orgánica, que es indicativo de
la cantidad de todas las sustancias orgánicas presentes en un agua residual. Para cuantificar la
masa de materia orgánica, en la ingeniería sanitaria se utilizan ampliamente las pruebas de DBO
(demanda bioquímica de oxígeno) y de DQO (demanda química de oxígeno). En general, estos
dos indicadores se expresan en mg/1 o g/m3, Van Haandel y Marais (1999).
PROYECTO DE LAS NACIONES UNIDAS PARA EL MEDIO AMBIENTE - TITICACA
21
CARACTERIZACIÓN AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO
4
MONITOREO BÁSICO DE LA PTAR PUCHUKOLLO
4.1 PUNTOS DE MUESTREO
Para el monitoreo básico de la PTAR Puchukollo se toman muestras en los siguientes puntos:
-
A
II-6
III-6
E
Afluente general a la planta.
Efluente de la laguna II-6 o efluente de la serie II.
Efluente de la laguna III-6 o efluente de la serie III.
Efluente General de la planta.
4.2 TOMA DE MUESTRAS
El procedimiento de toma de muestras se realiza cumpliendo con las recomendaciones de las
guías internacionales de la OMS/OPS, como ser el tipo de recipiente, tiempo de almacenamiento
(ver cuadro N° 4.1), lo cual a la vez está sustentado por la Norma Boliviana NB-10.15-003.
Cuadro N° 4.1. Recomendaciones para la toma de muestras
DETERMINACIÓN
ENVASE
Alcalinidad
Aceites y grasas
DBO5
DQO
Cianuro
Conductividad
Dureza
Fosfato
p, v
Metales disueltos
p (A), v(A)
Nitrato
Nitrógeno Amoniacal
Nitrógeno Kjeldahl
pH
Sólidos
Sulfato
p, v
p, v
p,v
v, bot.
Winkler 300
p, v
p, v
p, v
Sulfuros
p, v
Temperatura
Turbidez
P = plástico; V = vidrio
p, v
p, v
Oxigeno Disuelto
v
p, v
p, v
p, v
p, v
p, v
v
MUESTRA
(ml)
200
1000
1000
100
500
500
100
100
100
500
500
250
100
CONSERVACIÓN
Refrigerar
pH<2 refrigerar
Refrigerar
pH<2
pH>12 refri oscuro
Refrigerar
pH<2, HNO3
filtrado y refri
Filtrar, añadir HNO3
pH<2
Refrigerar
pH<2 refrigerar
pH<2 refrigerar
TIEMPO MAX DE
ESTACIONAMIENTO
24h/14d
28h/28d
6h/48h
7d/28d
24h/14d
28 d
6meses
48h
6meses
48 h
7d/28d
7d/28d
Inmediato
0,5 h
Inmediato
Refrigerar
Refrigerar
Refri 4 gotas acetato de
cinc 2N, añadir NaOH
hasta pH>9
Inmediato
Oscuridad refri
2h
2d/7d
28d
7d
Inmediato
24h/48h
PROYECTO DE LAS NACIONES UNIDAS PARA EL MEDIO AMBIENTE - TITICACA
22
CARACTERIZACIÓN AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO
Todos los materiales y envases para los muestreos son previamente limpiados con mucho
cuidado y los envases de muestras para análisis de bacteriología son previamente esterilizados en
autoclave, en su generalidad los ensayos de laboratorio se realizan de inmediato minimizando los
períodos de almacenamiento de las muestras, sin embargo en el caso de almacenamiento las
muestras siempre se refrigeran.
La toma de muestra se realiza con envases adecuados y solidarios a una vara o tallo largo, la
profundidad mínima de muestreo es 30 cm por debajo de la superficie del agua. En el cuerpo
receptor, la muestra se toma en el punto central de la sección del río donde la velocidad del agua
es mayor.
4.3 PARÁMETROS ANALIZADOS Y FRECUENCIA DE MUESTREO
Los parámetros analizados, la frecuencia de muestreo y los laboratorios donde se realizan los
ensayos, se muestran en el Cuadro N° 4.2.
Cuadro N° 4.2. Parámetros analizados y frecuencia
PARÁMETRO
DBO
DQO
TSS
Aceites y grasas
Fósforo
Nitrógeno total
Temperatura
pH
Amoniaco total
Coliformes totales
Coliformes fecales
Fenoles
Hidrocarburos totales
Cianuro
Detergentes sintéticos
Cromo
Cadmio
Plomo
Mercurio
Arsénico
Sulfuros
Caudal
Sólidos Sedimentables
Sólidos totales
SDT
Oxígeno disuelto
UNIDAD
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
°C
Unidad
mg/L
NMP/100ml
NMP/100ml
ug/L
mg/L
ug/L
mg/L
ug/L
ug/L
ug/L
ug/L
ug/L
mg/L
L/s
Ml/l,h
mg/L
mg/L
mg/L
LIMITE
AAPS
LEY 1333
80
80
250
250
60
60
50
10
2
15
12
45
+/-5
7.5<pH<8.5
6<pH<9
25
2
50000
50000
1000
50
5
50
100
200
3
0.5
200
100
100
300
500
600
5
2
500
1000
1
2
1
1500
>60%
FRECUENCIA
LABORATORIO
Semanal
Semanal
Semanal
Mensual
Mensual
Mensual
Semanal
Semanal
Mensual
Semanal
Semanal
Mensual
Mensual
Mensual
Mensual
Mensual
Mensual
Mensual
Mensual
Mensual
Mensual
Diario
Semanal
Semanal
Semanal
Semanal
Puchukollo
Puchukollo
Puchukollo
Puchukollo
Puchukollo
Puchukollo
Puchukollo
Puchukollo
Puchukollo
Puchukollo
Puchukollo
Puchukollo
IBTEN
Central
Puchukollo
Central
Central
Central
Central
Central
Puchukollo
Puchukollo
Puchukollo
Puchukollo
Puchukollo
Puchukollo
Fuente: Contreras 2001
PROYECTO DE LAS NACIONES UNIDAS PARA EL MEDIO AMBIENTE - TITICACA
23
CARACTERIZACIÓN AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO
4.4 MÉTODOS UTILIZADOS
Los métodos utilizados para la determinación de los parámetros analizados en los laboratorios de
la EPSAS son recomendados por el STANDARD METHODS, Internacional Estándar Book
Number, 087553-091-5
PARÁMETRO
Temperatura
PH
Conductividad
Turbiedad
OD
DBO5
DQO
Gama de sólidos
Nitrógeno total
Nitrógeno amoniacal
Fósforo
Fosfatos
Sulfuros
Aceites y grasas
Detergentes
Metales pesados
Coliformes totales
Coliformes fecales
MÉTODO
Termómetro
Potenciométrico
Conductivímetro
Nefelométrico
Modificación de la azida
Técnica de diluciones
Reflujo, por oxidación con dicromato
Gravimetría
Kjendalh
Destilación kjeldhal
Colorimétrico UV-Visible
Colorimétrico UV-Visible
Titulación con Iodo
Extracción de Soxhlet
Extracción de Soxhlet
Absorción atómica
NMP-MF
NMP-MF
24
PROYECTO DE LAS NACIONES UNIDAS PARA EL MEDIO AMBIENTE - TITICACA
CARACTERIZACIÓN AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO
5
EFICIENCIAS DE LA PTAR PUCHUKOLLO
5.1 EFICIENCIA DE LA PTAR PUCHUKOLLO DURANTE LA GESTIÓN 2009
En el Cuadro N° 5.1, se advierten las eficiencias de los parámetros determinados en los
laboratorios de la EPSAS. Para los parámetros monitoreados semanalmente (ver Cuadro N° 4.2),
fueron analizadas 52 muestras, de igual modo para los parámetros monitoreados mensualmente,
fueron analizadas 12 muestras.
Cuadro N° 5.1. Eficiencia de la PTAR Puchukollo durante la gestión 2009
PARÁMETROS
Ref.
LIMITES
Descripción
Unidad
Contrato de
Concesión
PROMEDIO
Ley Medio
Ambiente
Afluente
Planta
Efluente Efluente
II-6
III-6
Efluente
Eficiencia
Planta
1
DBO
mg/l O2
80
80
456
147
135
106
77%
2
DQO
mg/l O2
250
250
1085
341
298
257
76%
3
mg/l
60
60
625
112
120
92
85%
4
TOTAL DE SÓLIDOS
SUSPENDIDOS
ACEITES Y GRASAS
mg/l
50
10
19
3
3
2
89%
5
FÓSFORO
mg/l P
2
-
8
8
9
6
24%
6
NITRÓGENO TOTAL
mg/l N
15
12
65
68
57
55
15%
7
TEMPERATURA
45
+/- 5°C
14.8
15.0
15.1
15.6
-
8
pH
8.2
7.8
7.9
7.8
-
9
AMONIACO TOTAL
2
54
58
48
48
12%
10
11
12
FENOLES
13
HIDROCARBUROS TOTALES
14
CIANURO
15
DETERGENTES SINTÉTICOS
mg/l
3
0.5
2.3
1.9
16
CROMO
g/l Cr
200
100
505.0
173.4
17
CADMIO
g/l Cd
100
300
12.2
7.6
18
PLOMO
g/l Pb
500
600
62.2
19
MERCURIO
g/l Hg
5
2
20
ARSÉNICO
g/l As
500
21
SULFUROS
mg/l
1
22
CAUDAL
l/s
23
SÓLIDOS SEDIMENTABLES
ml/l,h
24
SÓLIDOS TOTALES
mg/l
25
SÓLIDOS DISUELTOS TOTALES
mg/l
26
OXÍGENO DISUELTO
mg/l
27
CARGA ORGANICA
°C
Unidades de pH
7.5 < pH < 8.5 6.0 < pH < 9.0
mg/l N
25
COLIFORMES TOTALES
NMP por 100 ml
5.0E+04
-
7.3E+07
1.6E+05
9.5E+04
9.3E+04
100%
COLIFORMES FECALES
NMP por 100 ml
5.0E+04
1.0E+03
7.3E+07
1.6E+05
9.5E+04
9.3E+04
100%
g/l C6H5OH
50
5
6.5
5.9
5.8
5.6
14%
mg/l
50
-
20
12
43%
g/l CN
100
200
2.2
2.2
1%
1.9
1.8
23%
74.3
66.5
87%
7.8
7.3
40%
37.8
42.0
32.3
48%
2.2
1.0
1.1
1.3
41%
1000
27.8
15.1
16.7
16.6
40%
2
7.7
2.4
2.0
1.6
79%
-
-
300.1
193.2
92.4
285.6
-
-
1
11.3
0.1
0.2
0.1
99%
-
-
1524.7
902.8
955.9
781.8
49%
-
1500
889.2
792.5
836.6
689.8
22%
-
> 60%
0.0
2.8
3.3
2.9
-
11828
2461
1073
2615
78%
Kg DBO5/día
2.2
2.0
Fuente: Dpto. Saneamiento EPSAS.
5.2 DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXIGENO (DBO5)
Durante la gestión 2009, en el afluente a la PTAR Puchukollo, la concentración de materia
orgánica, osciló en una franja de 543 unidades, el valor máximo de la DBO5 registró 695 mg
DBO5/L (semana 37), la mínima concentración de la DBO5 registró 152 mg DBO5/L (semana
PROYECTO DE LAS NACIONES UNIDAS PARA EL MEDIO AMBIENTE - TITICACA
25
CARACTERIZACIÓN AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO
6), el valor promedio anual 2009 fue 456 mg DBO5/L, La variación de la DBO5, durante la
gestión 2009, se advierte en el Gráfico Nº 5.1.
Cabe señalar que el Proyecto Ampliación y Mejoramiento de la PTAR Puchukollo, determinó, a
la vez, la ampliación de las interconexiones entre lagunas, para esta obra, en la semana 28, se
paralizó el tratamiento en la serie III en detrimento de la serie II, esta operación repercutió en el
letal decaimiento de la remoción de muchos parámetros en el sistema lagunar de la serie II,
debido a alta sobrecarga en la única serie en funcionamiento.
En el efluente de la PTAR Puchukollo, la DBO5 declinó regularmente, la concentración máxima
fue 234 mg DBO5/L (semana 38), y la mínima 49 mg DBO5/L (semana 1), el promedio anual
fue 106 mg DBO5/L, este valor superó el límite permitido, la eficiencia de la Planta alcanzó el
77% de remoción. Durante la gestión 2009, sé monitoreo semanalmente la concentración de la
DBO5 (52 muestras).
700
600
DBO5 (mg/L)
500
400
26
300
200
100
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1112 13 14 1516 1718 19 20212223242526 27282930313233343536 37383940414243444546474849 50 5152
Sem ana
A DBO
E DBO
Limite
Gráfico 5.1. Variación de la DBO5 durante la gestión 2009
Durante la gestión 2009, al afluente de la Planta llegaron abundantes descargas de lixiviados,
volcamientos de desechos industriales, continuaron ingresando residuos de mataderos
clandestinos (vísceras de animales), y grandes volúmenes de residuos sólidos (basuras) generados
en la ciudad de El Alto (Fuente Dpto Saneamiento-EPSAS).
5.3 CAUDALES AFLUENTES Y EFLUENTES
El caudal afluente fue variable de acuerdo a cada estación del año, en término promedio el caudal
anual registró 300 L/s, el máximo caudal se produjo en la semana 7 (420 L/s) a consecuencia del
periodo de lluvias y en la semana 35 (213 L/s) se produjo el mínimo caudal a consecuencia del
PROYECTO DE LAS NACIONES UNIDAS PARA EL MEDIO AMBIENTE - TITICACA
CARACTERIZACIÓN AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO
periodo seco del año, en consecuencia el caudal promedio en el efluente registró 285 L/s. En el
Grafico 5.2, se advierte la variación del caudal durante la gestión 2009.
450
400
Q (L/s)
350
300
250
200
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1718 19 20 21222324 252627282930 31323334 3536 3738394041424344 4546 474849 50 5152
Sem ana
Aflu
Eflu
Cap Planta
Gráfico Nº 5.2. Variación del caudal (Q L/s) en el afluente y efluente de la PTAR Puchukollo.
5.4 CARGA ORGÁNICA
La carga orgánica promedio en el afluente fue 11.8 Ton DBO5/día, la máxima carga orgánica (25
Ton DBO5/día) se produjo en la semana 4 y la mínima carga orgánica (4 Ton DBO5/día) se
produjo en la semana 46, estas excesivas cargas no fueron adecuadas para la capacidad de una
sola serie (serie II). La variación de la carga orgánica durante la gestión 2009, se muestra en el
Gráfico N° 5.3
Las lagunas amortiguaron adecuadamente las altas cargas orgánicas, ya en el efluente general de
la Planta, se registró en término promedio 2.6 Ton DBO5/día, logrando una eficiencia de
remoción en el orden del 78%.
PROYECTO DE LAS NACIONES UNIDAS PARA EL MEDIO AMBIENTE - TITICACA
27
CARACTERIZACIÓN AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO
C O (Kg DBO/día)
26000
21000
16000
11000
6000
1000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1112 13 14 1516 1718 1920 21222324 2526 27282930 31323334 3536 37383940 41424344 4546 47484950 5152
Sem ana
Aflu
Eflu
Max Cap
Gráfico Nº 5.3. Carga orgánica en el afluente y efluente de la PTAR Puchukollo
5.5 DEMANDA QUÍMICA DE OXIGENO DQO
La máxima concentración de la DQO, en el afluente a la Planta, fue 1730 mg DQO/L (semana
44), ésta concentración alta es atribuible a descargas clandestinas de las industrias, cuyos líquidos
requieren tratamientos especializados. El valor mínimo registrado fue 212 mg DQO/L (semana
46), este puede estar influenciado por las precipitaciones pluviales intensas, imputándose a este
fenómeno la dilución de las muestras. El valor promedio afluente de la DQO fue 1084 mg
DQO/L, este valor se alejó del valor típico para agua residual doméstica. La oscilación de la
DQO, durante la gestión 2009 fue 1518 unidades, ver Gráfico N° 5.4.
La concentración de la DQO, en el efluente de la Planta, después del tratamiento, declinó en
término promedio a 256 mg DQO/L, empro este no se adecuó a la normativa legal (250 mg
DQO/L), la mínima concentración encontrada en el efluente de la planta fue 108 mg DQO/L
(semana 22). La PTAR Puchukollo, en términos del parámetro DQO, logró el 76% de eficiencia
PROYECTO DE LAS NACIONES UNIDAS PARA EL MEDIO AMBIENTE - TITICACA
28
CARACTERIZACIÓN AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO
DQO (mg/L)
2000
1800
1600
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 111213 14 1516 1718 19202122232425262728293031323334353637383940414243444546474849505152
Sem ana
Aflu
Eflu
Limite
Gráfico Nº 5.4. Evolución de la DQO (mg/L), en el afluente y efluente de la PTAR Puchukollo
5.6 SÓLIDOS SUSPENDIDOS
SS (mg/L)
Los sólidos suspendidos (SS), llegaron con altas concentraciones (625 mg/L), en el proceso de
tratamiento estas concentraciones declinaron a 92 mg/L, este último valor no se encuadró al
límite permisible, la remoción de este parámetro alcanzó el 85%, la variación de este parámetro
durante la gestión 2009 se advierte en el Gráfico 5.5.
1500
1400
1300
1200
1100
1000
900
800
700
600
500
400
300
200
100
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1112 13 14 1516 17 18 192021222324 25262728293031323334353637383940414243444546474849 50 5152
Sem ana
Aflu
Eflu
Limite
Gráfico Nº 5.5. Evolución de los Sólidos Suspendidos, en el afluente y efluente de la PTAR Puchukollo
PROYECTO DE LAS NACIONES UNIDAS PARA EL MEDIO AMBIENTE - TITICACA
29
CARACTERIZACIÓN AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO
5.7 NUTRIENTES
La remoción de nutrientes no fue adecuada, como en toda planta de tratamiento de aguas
residuales con lagunas de estabilización ya que las lagunas de estabilización no se recomiendan
para el tratamiento de nutrientes. La concentración de fósforo en el afluente a la Planta fue
variable, el valor medio de la concentración de fósforo en el afluente fue 8.5 mg/L, esta
concentración, después del tratamiento, descendió a 6.4 mg/L, correspondiendo al 24% de
remoción.
Los nutrientes derivados del nitrógeno, llegaron con concentraciones de: 65 mg Nt/L y 54 mg
NH3t/L, estas concentraciones después del tratamiento descendieron a 55 mg Nt/L y 48 NH3t/L,
correspondiendo a las remociones de 15% y 12% respectivamente.
5.8 COLIFORMES
La contaminación bacteriológica en el afluente a la Planta se situó dentro lo común para agua
residual doméstica, su valor promedio en la gestión 2009 fue 7.3 E+07 NMP/100ml. Las lagunas
abatieron él número de bacterias con eficiencia del 37%, en el efluente de la Planta, los
coliformes descendieron en término promedio a 9.3 E+04 NMP/100ml, este valor no fue
adecuado frente al valor limite (5.0E+04 NMP/100ml). El comportamiento de este parámetro se
observa en el Gráfico 5.6.
30
Coli total y fecal NMP/100ml
2.E+08
2.E+08
2.E+08
2.E+08
2.E+08
1.E+08
1.E+08
1.E+08
8.E+07
6.E+07
4.E+07
2.E+07
9.E+03
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1718 19 20212223242526 27282930 3132333435363738394041424344454647484950 5152
Sem ana
Aflu
Eflu
Limite 5E+04
Gráfico Nº 5.6. Evolución de los coliformes, en el afluente y efluente de la PTAR Puchukollo.
5.9 SULFUROS
Los sulfuros, al igual que los otros nutrientes, se analizaron mensualmente, su valor promedio
anual en el afluente fue 7.7 mg/L. Ya en el efluente de la Planta, la concentración de los sulfuros
declinó a 1.6 mg/L, correspondiendo una eficiencia del 79%.
PROYECTO DE LAS NACIONES UNIDAS PARA EL MEDIO AMBIENTE - TITICACA
CARACTERIZACIÓN AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO
5.10 EFICIENCIA DE LA PTAR PUCHUKOLLO DURANTE LOS PRIMEROS CINCO MESES DEL
2001
La PTAR Puchukollo, después de las obras para su ampliación, fue puesta en funcionamiento
pleno el 1° de enero de 2011, por lo tanto la evaluación de la eficiencia en las nuevas condiciones
de la PTAR se realiza desde la primera semana del 2011, hasta la semana 21, o evaluación de
enero a mayo/2011.
En el Cuadro N° 5.2 se advierten las eficiencias de los parámetros determinados en los
laboratorios de la EPSAS. Para los parámetros monitoreados semanalmente (ver Cuadro N° 4.2),
fueron analizadas 21 muestras, de igual modo para los parámetros monitoreados mensualmente,
fueron analizadas 5 muestras.
Cuadro N° 5.2. Eficiencia de la PTAR Puchukollo después de su ampliación, enero a mayo/2011
PARÁMETROS
Ref.
Descripción
LIMITES
Unidad
Contrato de
Concesión
PROMEDIO
Ley Medio
Ambiente
Afluente a
planta
Efluente II-6
Efluente III-6
Efluente de
planta
Eficiencia
1
DBO
mg/l O2
80
80
400
108
119
79
80%
2
DQO
mg/l O2
250
250
1363
280
325
239
82%
3
SÓLIDOS SUSPENDIDOS TOT.
mg/l
60
60
600
75
141
91
85%
4
ACEITES Y GRASAS
mg/l
50
10
28.4
2.8
2.9
2.8
90%
5
FÓSFORO
mg/l P
2
-
10.4
7.7
7.0
5.8
44%
6
NITRÓGENO TOTAL
mg/l N
15
12
31.3
9.5
13.7
10.0
68%
7
TEMPERATURA
°C
45
+/- 5°C
14.7
15.3
15.2
15.5
-5%
8
pH
9
AMONIACO TOTAL
mg/l N
25
10 COLIFORMES TOTALES
NMP por 100 ml
11 COLIFORMES FECALES
NMP por 100 ml
8.2
7.8
7.9
7.7
6%
2
24.4
5.5
10.5
7.9
68%
5.0E+04
-
5.8E+07
5.2E+05
1.7E+05
2.7E+05
100%
5.0E+04
1.0E+03
5.8E+07
5.2E+05
1.7E+05
2.7E+05
100%
g/l C6H5OH
50
5
6.6
3.0
3.7
2.6
61%
13 HIDROCARBUROS TOTALES
mg/l
50
-
6.2
1.9
69%
14 CIANURO
g/l CN
100
200
2.3
1.1
1.5
0.6
73%
15 DETERGENTES SINTÉTICOS
mg/l
3
0.5
1.8
0.8
1.0
0.8
57%
16 CROMO
g/l Cr
200
100
1564.6
78.4
92.2
60.4
96%
17 CADMIO
g/l Cd
100
300
26.9
25.9
24.1
24.8
8%
18 PLOMO
g/l Pb
500
600
29.8
17.3
20.1
15.3
49%
19 MERCURIO
g/l Hg
5
2
7.3
1.2
0.9
0.8
90%
20 ARSÉNICO
g/l As
500
1000
12.6
6.0
6.8
6.1
52%
21 SULFUROS
mg/l
1
2
7.6
2.7
2.9
2.1
72%
l/s
-
-
430
297
120
416
3%
23 SÓLIDOS SEDIMENTABLES
ml/l,h
-
1
5.8
0.1
0.1
0.1
98%
24 SÓLIDOS TOTALES
mg/l
-
-
1438
755
846
707
51%
25 SÓLIDOS DISUELTOS TOTALES
mg/l
-
1500
843
680
704
619
27%
26 OXÍGENO DISUELTO
mg/l
-
> 60%
0.0
2.5
3.5
2.8
-
14842
2779
1229
2826
81%
12 FENOLES
22 CAUDAL
27 CARGA ORGANICA
Unidades de pH
Kg DBO5/día
7.5 < pH < 8.5 6.0 < pH < 9.0
PROYECTO DE LAS NACIONES UNIDAS PARA EL MEDIO AMBIENTE - TITICACA
31
CARACTERIZACIÓN AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO
5.11 DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXIGENO (DBO5) 2011
De Enero a Mayo 2011, la DBO5 en el afluente a la PTAR Puchukollo, en término medio marco
400 mg/L, esta concentración se tipifica de intensidad fuerte. La máxima concentración en el
afluente fue 598 mg/L y la mínima 207 mg/L. en el efluente la concentración de la DBO5
descendió a 79 mg/L, correspondiendo el 80% de eficiencia, la máxima concentración registrada
en el efluente fue 189 mg/l y la mínima 37 mg/L. La variación de este parámetro durante los
primeros cinco meses de la presente gestión se advierte en el Grafico N° 5.7.
700
600
DBO5 (mg/L)
500
400
300
200
100
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16 17
18 19
20 21
Semana
A DBO
E DBO
32
Gráfico 5.7. Variación de la DBO5 durante los primeros cinco meses de la gestión 2011
La variación de los parámetros DQO, Coliformes, Caudal y Carga orgánica, se muestran en los
gráficos 5.8 a 5.11.
2500
DQO (mg/L)
2000
1500
1000
500
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
Semana
Aflu
Limite
Eflu
Gráfico 5.8. Variación de la DQO durante los primeros cinco meses de la gestión 2011
PROYECTO DE LAS NACIONES UNIDAS PARA EL MEDIO AMBIENTE - TITICACA
CARACTERIZACIÓN AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO
Coli total y fecal NMP/100ml
2.E+08
2.E+08
2.E+08
2.E+08
1.E+08
9.E+07
6.E+07
3.E+07
1.E+03
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
Semana
Aflu
Gráfico 5.9. Variación de coliformes totales y fecales durante los primeros cinco meses de la gestión 2011
33
26000
C O (Kg DBO/día)
21000
16000
11000
6000
1000
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
Semana
Aflu
Eflu
Gráfico 5.10. Variación de la carga orgánica durante los primeros cinco meses de la gestión 2011
PROYECTO DE LAS NACIONES UNIDAS PARA EL MEDIO AMBIENTE - TITICACA
CARACTERIZACIÓN AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO
700
650
600
Q (L/s)
550
500
450
400
350
300
250
200
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
Semana
Aflu
Eflu
Gráfico 5.11. Variación del caudal durante los primeros cinco meses de la gestión 2011
Los valores promedios en el afluente y en el efluente de la PTAR Puchukollo se advierten en el
Cuadro N° 5.2.
PROYECTO DE LAS NACIONES UNIDAS PARA EL MEDIO AMBIENTE - TITICACA
34
CARACTERIZACIÓN AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO
6
CARACTERIZACIÓN DEL AFLUENTE DE LA PTAR PUCHUKOLLO
6.1 CARACTERIZACIÓN ESTACIONAL DEL AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO
Para la caracterización estacional del afluente a la PTAR Puchukollo (ver Grafico 6.1) se
utilizaron los registros y resultados de laboratorio de la gestión 2009, se distinguieron dos
periodos:
Periodo húmedo, que corresponden a los meses: Enero Febrero, Marzo, Octubre, Noviembre y
Diciembre.
Periodo seco, que corresponde a los meses: Abril, Mayo, Junio, Julio, Agosto y Septiembre.
Los registros de las operaciones y resultados de laboratorio se encuentran en el Anexo 1, con
estos valores se determinaron estadísticamente los estadígrafos de tendencia central para los dos
periodos y luego para el todo el año.
Para todos los casos, se calculó con nivel de confianza del 80%, correspondiendo a una
significancia del 20%, en los cuadros N° 6.1 y N° 6.2, se advierten los resultados.
35
Grafico N° 6.1. Canal Parshall afluente de la PTAR Puchukollo
PROYECTO DE LAS NACIONES UNIDAS PARA EL MEDIO AMBIENTE - TITICACA
CARACTERIZACIÓN AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO
Cuadro N° 6.1. Valores estadísticos para los periodos húmedo y seco
Parametro
Unidad
Periodo humedo
Periodo seco
Promedio ±E Abs Máximo Mínimo Desvest Promedio
±
±
mg/L
TOTAL DE SÓLIDOS SUSPENDIDOS
595 ±
mg/L
ACEITES Y GRASAS
34 ±
mg/L
FÓSFORO
9±
mg/L
NITRÓGENO TOTAL
44 ±
°C
TEMPERATURA
16 ±
Unidad
pH
8±
mg/L
AMONIACO TOTAL
35 ±
NMP/100ml 8,E+07 ±
COLIFORMES TOTALES
NMP/100ml 8,E+07 ±
COLIFORMES FECALES
g/L
FENOLES
6±
mg/l
HIDROCARBUROS TOTALES
25 ±
g/L
CIANURO
3±
mg/l
DETERGENTES SINTÉTICOS
2±
g/L
CROMO
445 ±
g/L
CADMIO
8±
g/L
PLOMO
58 ±
g/L
MERCURIO
3±
g/L
ARSÉNICO
32 ±
mg/l
SULFUROS
7±
L/s
CAUDAL
332 ±
ml/L,h
SÓLIDOS SEDIMENTABLES
11 ±
mg/L
SÓLIDOS TOTALES
1448 ±
mg/L
SÓLIDOS DISUELTOS TOTALES
853 ±
mg/L
OXÍGENO DISUELTO
0±
CARGA ORGANICA
Kg DBO5/día 12812 ±
DBO
mg/L
445
34
691
152
133
DQO
mg/L
1189
98
1730
212
377
56
1130
280
214
17
66
4
28
2
14
4
4
11
66
26
19
0,4
19
13
2
0,1
9
7
0,3
10
56
17
16
1,E+07
2,E+08 2,E+07 5,E+07
1,E+07
2,E+08 2,E+07 5,E+07
1
9
4
2
14
60
2
24
2
6
0
3
0
341
3
2
0
1423
15
568
3
16
2
5
12
87
37
19
1
4
1
1
16
86
13
27
2
12
3
3
15
420
224
59
1
19
5
4
90
2100
756
346
64
1230
218
248
0
0
0
24965
4150
4923
0
1280
±
±
655 ±
4±
8±
86 ±
14 ±
8±
74 ±
6,E+07 ±
6,E+07 ±
7±
16 ±
2±
2±
565 ±
16 ±
66 ±
2±
24 ±
8±
268 ±
11 ±
1602 ±
927 ±
0±
10845 ±
Percapita (gr/hab-día)
±E Abs Máximo Mínimo Desvest Humedo
Seco
468
19
695
303
74
30
25
976
100
1663
506
385
79
53
54
1370
370
207
40
35
6
3
1
2
0,2
1
2
12
5
3
1
0,4
22
138
32
37
3
5
0,5
16
10
2
2
4
2
1
0,2
0,1
0,5
0,4
0,1
9
8
0,2
19
108
24
32
1,E+07 2,E+08 2,E+07 4,E+07
1,E+07 2,E+08 2,E+07 4,E+07
1
8
6
1
1
20
14
2
2
5
0
3
0,1
3
2
0,2
252
1034
87
420
6
28
4
10
16
107
34
27
1
3
0,4
1
15
74
7
25
1
11
6
2
6
312
213
22
1
14
18
6
4
68
2200
992
262
97
86
51
1252
384
198
57
50
0
0
0
14920
6559
1840
0
478
1
PROYECTO DE LAS NACIONES UNIDAS PARA EL MEDIO AMBIENTE - TITICACA
36
CARACTERIZACIÓN AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO
Cuadro N° 6.2. Valores estadísticos anuales
Parametro
Unidad
Periodo anual
Promedio ±E Abs
Percapita
Máximo Mínimo
Desvest
(gr/hab-día)
DBO
mg/L
456 ± 19
695
152
107
28
DQO
mg/L
1082 ± 71
1730
212
393
65
TOTAL DE SÓLIDOS SUSPENDIDOS
mg/L
625 ± 38
1370
280
211
38
ACEITES Y GRASAS
mg/L
19 ± 10
66
3
25
1
FÓSFORO
mg/L
8 ± 1
14
4
3
1
NITRÓGENO TOTAL
mg/L
65 ± 14
138
26
36
4
°C
15 ± 0,4
19
10
2
0,3
TEMPERATURA
pH
Unidad
8 ± 0,1
9
7
mg/L
54 ± 12
108
17
32
COLIFORMES TOTALES
NMP/100ml
7,E+07 ± 8,E+06
2,E+08
2,E+07
4,E+07
COLIFORMES FECALES
NMP/100ml
7,E+07 ± 8,E+06
2,E+08
2,E+07
4,E+07
AMONIACO TOTAL
FENOLES
HIDROCARBUROS TOTALES
CIANURO
g/L
6 ± 1
9
4
2
mg/l
20 ± 7
60
2
17
g/L
2 ± 1
6
0
3
3
1
mg/l
2 ± 0,1
3
2
0
CROMO
g/L
505 ± 187
1423
15
480
CADMIO
g/L
12 ± 3
28
2
8
PLOMO
g/L
62 ± 9
107
34
23
MERCURIO
g/L
2 ± 0,5
4
0,4
1
ARSÉNICO
g/L
28 ± 10
86
7
25
SULFUROS
mg/l
8 ± 1
12
3
3
L/s
300 ± 10
420
213
54
SÓLIDOS SEDIMENTABLES
ml/L,h
11 ± 1
19
5
4
SÓLIDOS TOTALES
mg/L
1525 ± 56
2200
756
314
92
SÓLIDOS DISUELTOS TOTALES
mg/L
890 ± 41
1252
218
225
54
OXÍGENO DISUELTO
mg/L
0 ± 0
0
0
0
24965
4150
3811
DETERGENTES SINTÉTICOS
CAUDAL
CARGA ORGANICA
Kg DBO5/día
11828 ± 686
0,1
0,5
La variación de los parámetros básicos durante la gestión 2009 se muestra en los siguientes
gráficos:
PROYECTO DE LAS NACIONES UNIDAS PARA EL MEDIO AMBIENTE - TITICACA
37
CARACTERIZACIÓN AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO
700
600
DBO5 (mg/L)
500
400
300
200
Periodo seco
100
Periodo mojado
Periodo mojado
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1112 13 141516 17 181920 21 2223 24 252627 28 293031 32 3334 35 363738 39 404142 43 4445 46 474849 50 5152
Semana
Grafico N° 6.2. Variación estacional de la DBO en el afluente de la PTAR Puchukollo en la gestión 2011
38
2000
1800
1600
DQO (mg/L)
1400
1200
1000
800
600
400
Periodo humedo
200
Periodo seco
Periodo humedo
0
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
21
23
25
27
29
31
33
35
37
39
41
43
45
47
49
51
Semana
Grafico N° 6.3. Variación estacional de la DQO en el afluente de la PTAR Puchukollo en la gestión 2011
PROYECTO DE LAS NACIONES UNIDAS PARA EL MEDIO AMBIENTE - TITICACA
CARACTERIZACIÓN AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO
1500
1400
1300
1200
SS (mg/L)
1100
1000
900
800
700
600
500
400
300
Periodo humedo
Periodo seco
Periodo humedo
200
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
Semana
Grafico N° 6.4. Variación de los Sólidos Suspendidos Totales en el afluente de la PTAR Puchukollo
39
70
Periodo humedo
Aceite y grasa (mg/L)
60
50
40
30
20
Periodo seco
10
Periodo humedo
0
Ene
Feb
Mar
Abr
May
Jun
Jul
Ago
Sep
Oct
Nov
Dic
Grafico N° 6.5. Variación de Aceites y grasas en el afluente de la PTAR Puchukollo
PROYECTO DE LAS NACIONES UNIDAS PARA EL MEDIO AMBIENTE - TITICACA
CARACTERIZACIÓN AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO
16
Fósforo (mg/L)
14
12
10
8
6
4
2
Humedo
Seco
Humedo
0
Ene
Feb
Mar
Abr
May
Jun
Jul
Ago
Sep
Oct
Nov
Dic
Grafico N° 6.6. Variación del nutriente Fósforo en el afluente de la PTAR Puchukollo en la gestión 2011
40
160
Nitrogeno Total (mg/L)
140
120
100
80
60
Humedo
40
Humedo
Seco
20
0
Ene
Feb
Mar
Abr
May
Jun
Jul
Ago
Sep
Oct
Nov
Dic
Grafico N° 6.7. Variación del Nitrógeno total en el afluente de la PTAR Puchukollo en la gestión 2011
PROYECTO DE LAS NACIONES UNIDAS PARA EL MEDIO AMBIENTE - TITICACA
CARACTERIZACIÓN AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO
20
19
18
Periodo seco
Temperatura °C
17
16
15
14
13
12
11
10
Periodo mojado
Periodo mojado
9
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
Semana
Grafico N° 6.8. Variación de la Temperatura en el afluente de la PTAR Puchukollo en la gestión 2011
41
pH
9
8
Periodo seco
Periodo mojado
Periodo mojado
7
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
Semana
Grafico N° 6.9. Variación del pH en el afluente de la PTAR Puchukollo
PROYECTO DE LAS NACIONES UNIDAS PARA EL MEDIO AMBIENTE - TITICACA
CARACTERIZACIÓN AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO
Amoniaco total (mg/L)
120
100
80
60
40
20
Humedo
Seco
Humedo
0
Ene
Feb
Mar
Abr
May
Jun
Jul
Ago
Sep
Oct
Nov
Dic
Grafico N° 6.10. Variación del Amoniaco total en el afluente de la PTAR Puchukollo
42
2,E+08
Coli total y fecal NMP/100ml
2,E+08
2,E+08
2,E+08
2,E+08
1,E+08
1,E+08
1,E+08
8,E+07
6,E+07
4,E+07
2,E+07
Periodo humedo
9,E+03
Periodo seco
Periodo humedo
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
Semana
Grafico N° 6.11. Variación de los Coliformes totales y fecales en el afluente de la PTAR Puchukollo
PROYECTO DE LAS NACIONES UNIDAS PARA EL MEDIO AMBIENTE - TITICACA
CARACTERIZACIÓN AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO
10
8
7
6
5
4
Humedo
Seco
Humedo
3
Ene
Feb
Mar
Abr
May
Jun
Jul
Ago
Sep
Oct
Nov
Dic
Grafico N° 6.12. Variación de los Fenoles en el afluente de la PTAR Puchukollo
1600
43
1400
1200
Cromo (ug/L)
Fenoles (mg/L)
9
Humedo
Seco
1000
800
600
400
200
Humedo
0
Ene
Feb
Mar
Abr
May
Jun
Jul
Ago
Sep
Oct
Nov
Dic
Grafico N° 6.13. Variación del Cromo en el afluente de la PTAR Puchukollo en la gestión 2011
PROYECTO DE LAS NACIONES UNIDAS PARA EL MEDIO AMBIENTE - TITICACA
CARACTERIZACIÓN AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO
14
Sulfuros (mg/L)
12
10
8
6
4
Humedo
Seco
Humedo
2
Ene
Feb
Mar
Abr
May
Jun
Jul
Ago
Sep
Oct
Nov
Dic
Grafico N° 6.14. Variación de los Sulfuros en el afluente de la PTAR Puchukollo
44
450
400
Q (L/s)
Periodo humedo
350
300
250
Periodo humedo
Periodo seco
200
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
Semana
Grafico N° 6.15. Variación del Caudal en el afluente de la PTAR Puchukollo en la gestión 2011
PROYECTO DE LAS NACIONES UNIDAS PARA EL MEDIO AMBIENTE - TITICACA
CARACTERIZACIÓN AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO
26000
C O (Kg DBO/día)
21000
16000
11000
6000
Periodo humedo
Periodo seco
Periodo humedo
1000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
Semana
Grafico N° 6.16. Variación de la carga orgánica en el afluente de la PTAR Puchukollo
La DBO5, en periodo húmedo es muy variable, en este periodo se observan las concentraciones
más elevadas y las mínimas del año, este fenómeno puede ser imputable a las variaciones de
aportes pluviales, ello porque en la ciudad de El Alto no existen colectores pluviales, cuando se
producen precipitaciones pluviales las aguas se escurren a los colectores sanitarios incrementando
súbitamente los caudales.
Al iniciar el periodo húmedo las aguas pluviales relavan los colectores sanitarios, este hecho
incrementa la concentración de materia orgánica y cuando persisten las lluvias, las aguas
pluviales diluyen la concentración de materia orgánica. La DBO5, en término promedio anual es
456 mg/L, con un máximo de 695 mg/L, producido en periodo seco y un mínimo de 152 mg/L
producido en periodo húmedo.
Considerando la contribución de 430.000 habitantes conectados al sistema sanitario que llega a la
PTAR Puchukollo, se obtiene la carga orgánica especifica de 30 gr DBO/habxdía, en periodo
húmedo y en periodo seco 25 gr DBO/habxdía, estos valores conducen a conjeturar que el aporte
industrial es mínimo. Por otro lado la relación DBO/DQO = 0.5, nos señala superioridad de
contaminantes orgánicos frente a los contaminantes inorgánicos, augurando éxito en el
tratamiento biológico.
Los caudales afluentes a la PTAR Puchukollo, son mayores en periodo húmedo y son menores en
periodo seco, este fenómeno respalda la aseveración hecha en los párrafos anteriores, dicho de
otro modo, las concentraciones afluentes a la PTAR Puchukollo se comportan en función directa
a la variación de caudales. El caudal promedio en periodo húmedo es 332 L/s y en periodo seco
268 L/s.
Considerando una población de 430.000 habitantes conectados al sistema sanitario, corresponde
en periodo húmedo un consumo de agua percápita igual a 67 L/habxdía y en periodo seco 54
PROYECTO DE LAS NACIONES UNIDAS PARA EL MEDIO AMBIENTE - TITICACA
45
CARACTERIZACIÓN AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO
L/habxdía. Por lo tanto, considerando una población de 430,000 habitantes, corresponde un
consumo percápita de agua anual igual a 60 L/habxdía.
La carga orgánica del afluente, en función a la concentración de la DBO y al aporte de caudal, es
mayor en periodo húmedo y es menor en periodo seco, las cargas afluentes están íntimamente
relacionadas con las variaciones de caudal.
La temperatura del agua, en termino promedio, tiene variación de dos escalas en la columna de
mercurio, en el periodo húmedo se registra 16°C y en el periodo seco 14°C, en tanto que el pH se
mantiene aproximadamente constante, cuyos valores (pH = 8) presentan tendencia a la
alcalinidad.
Las concentraciones derivadas del nutriente nitrógeno, presentan valores de intensidad baja,
correspondiendo a percapitas también bajos. Al igual el nutriente fosforo presenta percápita
excesivamente bajo comparado con otros sistemas donde usualmente se observan valores de 10
gr P/habxdía.
En el grupo de los elementos metálicos, el de mayor concentración es el cromo, ello puede ser
atribuible a la proliferación de curtiembres en la ciudad de El Alto.
En cuanto a la contaminación bacteriológica, el numero más probable de coliformes es mayor en
el periodo húmedo (8E+07 NMP/100 ml) y es menor en el periodo seco (6E+07 NMP/100 ml),
en termino promedio anual resulta 7E+07 NMP/100 ml, estos valores pueden considerarse usual
en agua residual doméstica.
6.2 CARACTERIZACIÓN HORARIA Y DIARIA DEL AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO
Para la caracterización horaria y diaria, se tomaron muestras en el afluente a la PTAR Puchukollo
(fechas: lunes 16, martes 24, sábado 28/05 y Domingo 12/06/2011), cada dos horas en cuatro días
diferentes de la semana, por lo tanto se obtuvieron 12 muestras por día. Los valores verdaderos
de los parámetros testeados se muestran en el cuadro N° 6.3.
Cuadro N° 6.3. Valores verdaderos de los parámetros testeados
Unidad
Valor verdadero
pH
Unidad
8.3 ± 0.4
Conductividad
mhos/cm
Parametro
Temperatura
°C
1881 ± 634.4
14 ± 0.6
Salinidad
g/Kg
1 ± 0.3
Turbiedad
NTU
576 ± 82.3
Amonio
mg/L
41 ± 7.7
Ortofosfato
mg/L
36 ± 8.2
DQO
mg/L
1472 ± 64.9
DBO
mg/L
429 ± 24.5
L/s
322 ± 15.8
Caudal
PROYECTO DE LAS NACIONES UNIDAS PARA EL MEDIO AMBIENTE - TITICACA
46
CARACTERIZACIÓN AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO
La variación de estos parámetros durante las horas del día y los días de la semana se ofrece en los
siguientes gráficos:
Cuadro 6.4. Registro horario del pH en diferentes días de la semana
Hora
Lunes
Martes
Sabado
1
8.8
8.0
8.3
Domingo Valor verdadero
8.5
8.4 ± 0.4
3
8.8
8.5
7.6
8.3
5
9.1
8.8
7.3
7.6
7
8.9
8.3
7.2
7.9
9
8.7
8.5
7.8
8.5
11
8.4
8.7
8.5
8.6
13
7.7
8.8
8.5
8.7
15
8.3
8.6
8.4
8.3
17
8.0
8.1
7.7
7.7
19
8.3
8.7
8.1
7.3
21
8.6
8.9
7.9
7.0
23
Prom
Max
Min
8.5
8.5
9.1
7.7
8.9
8.6
8.9
8.0
8.1
8.0
8.5
7.2
8.3
8.0
8.7
7.0
Max
Min
8.8
8.0
8.3 ± 0.6
8.2 ± 1.0
8.8
7.6
9.1
7.3
8.0 ± 0.8
8.4 ± 0.4
8.9
7.2
8.7
7.8
8.6 ± 0.2
8.4 ± 0.6
8.4 ± 0.2
8.7
8.4
8.8
7.7
8.6
8.3
7.9 ± 0.2
8.1 ± 0.7
8.1 ± 1.0
8.4 ± 0.4
8.3 ± 0.4
8.1
7.7
8.7
7.3
8.9
7.0
8.9
8.1
8.6
7.9
9.1
7.0
8.8
pH
8.6
8.6
8.4
8.4
8.2
8.4
8.4
8.3
8.4
8.4
47
8.2
8.1
8.0
8.0
8.1
7.9
7.8
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
Horas
Grafico 6.17. Variación horaria del pH
pH por dia
pH
8.9
8.4
7.9
7.4
Lunes
Martes
Sabado
Domingo
6.9
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
Horas
Grafico 6.18. Variación del pH en diferentes días de la semana.
PROYECTO DE LAS NACIONES UNIDAS PARA EL MEDIO AMBIENTE - TITICACA
CARACTERIZACIÓN AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO
K
mhos/cm)
Cuadro 6.5. Registro horario de la conductividad en diferentes días de la semana.
Hora
Lunes
Martes
Sabado
1
2465
1389
1585
3
2213
1227
1374
1943
5
1739
1168
1081
1982
7
3590
1880
1111
1977
9
3560
2331
1603
1806
11
3280
1999
2130
2004
13
2646
1827
2100
1412
15
2460
1517
1960
1424
17
2428
1685
1353
1390
19
2520
1725
1395
1428
21
2694
1787
1373
1348
23
Prom
Max
Min
2628
2685
3590
1739
1596
1678
2331
1168
1451
1543
2130
1081
1377
1617
2004
1312
2400
2300
2200
2100
2000
1900
1800
1700
1600
1500
1400
Domingo Valor verdadero
1312
1688 ± 624
Max
Min
2465 1312
1689 ± 548
1493 ± 515
2213 1227
2140 ± 1226
2325 ± 1034
3590 1111
2353 ± 730
1996 ± 609
3280 1999
1840 ± 559
1714 ± 587
2460 1424
1767 ± 616
1801 ± 740
1763 ± 687
1881 ± 634
2520 1395
2353
1493
3590
1982 1081
3560 1603
2646 1412
2428 1353
2694 1348
2628 1377
1081
2325 2353
2140
48
1996
1840
1714
1688 1689
1767 1801 1763
1493
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
Horas
Grafico 6.19. Variación horaria de la conductividad.
4000
Lunes
K ( mhos/cm)
3500
Martes
3000
Sabado
2500
Domingo
2000
1500
1000
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
Horas
Grafico 6.20. Variación de la conductividad en diferentes días de la semana.
PROYECTO DE LAS NACIONES UNIDAS PARA EL MEDIO AMBIENTE - TITICACA
CARACTERIZACIÓN AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO
Cuadro 6.6. Registro horario de la temperatura en diferentes días de la semana.
16
T ( C)
15
15
14
14
15
15
15
15
15
15
15
14
14
14
14
13
49
13
13
12
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
Horas
Grafico 6.21. Variación horaria de la temperatura
15
T (°C)
14
13
Lunes
12
Martes
Sabado
11
Domingo
10
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
Horas
Grafico 6.22. Variación de la temperatura en diferentes días de la semana.
PROYECTO DE LAS NACIONES UNIDAS PARA EL MEDIO AMBIENTE - TITICACA
CARACTERIZACIÓN AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO
Cuadro 6.7. Registro horario de la salinidad en diferentes días de la semana.
Hora
Lunes
Martes
Sabado
1
1.2
0.8
0.9
Domingo Valor verdadero
0.8
0.9 ± 0.2
3
1.2
0.8
0.8
1.2
5
1.0
0.7
0.8
1.2
7
1.9
1.1
0.9
1.2
9
1.8
1.4
1.0
1.3
11
1.8
1.2
1.0
1.2
13
1.5
1.1
1.2
0.8
15
1.3
0.8
1.3
0.8
17
1.3
1.0
1.5
0.8
19
1.4
1.0
1.2
0.8
21
1.6
1.1
1.0
0.8
23
Prom
Max
Min
1.5
1.5
1.9
1.0
0.9
1.0
1.4
0.7
0.9
1.0
1.5
0.8
0.8
1.0
1.3
0.8
Max
Min
1.2
0.8
1.0 ± 0.3
0.9 ± 0.3
1.2
0.8
1.2
0.7
1.3 ± 0.5
1.4 ± 0.4
1.9
0.9
1.8
1.0
1.3 ± 0.4
1.2 ± 0.3
1.1 ± 0.3
1.8
1.0
1.5
0.8
1.3
0.8
1.2 ± 0.4
1.1 ± 0.3
1.5
0.8
1.4
0.8
1.1 ± 0.4
1.0 ± 0.4
1.1 ± 0.3
1.6
0.8
1.5
0.8
1.4
0.9
1.9
0.7
Salinidad (0/00)
1.5
1.4
1.4
1.3
1.3
1.3
1.2
1.2
1.1
1.0
0.9
1.1
1.1
1.1
1.0
0.9
1.2
1.0
0.9
0.8
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
Horas
Salinidad (0/00) o (g/Kg)
Grafico 6.23. Variación horaria de la salinidad
2.0
Lunes
1.8
Martes
1.6
Sabado
1.4
Domingo
1.2
1.0
0.8
0.6
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
Horas
Grafico 6.24. Variación de la salinidad en diferentes días de la semana.
PROYECTO DE LAS NACIONES UNIDAS PARA EL MEDIO AMBIENTE - TITICACA
50
CARACTERIZACIÓN AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO
Cuadro 6.8. Registro horario de la turbiedad en diferentes días de la semana
Hora
Lunes
Martes
Sabado
0.96
168
212
332
3
117
164
291
805
5
162
285
151
325
7
142
590
240
814
9
700
689
431
780
11
825
723
957
906
13
612
766
954
833
15
740
994
760
923
17
774
1140
620
922
19
719
519
896
620
21
367
513
690
317
23
Prom
Max
Min
562
491
825
117
450
587
1140
164
472
566
957
151
488
661
923
195
Turbiedad (NTU)
900
Domingo Valor verdadero
195
227 ± 85
854
853
800
Max
Min
332
168
344 ± 372
231 ± 103
805
117
325
151
447 ± 366
650 ± 178
853 ± 120
814
142
780
431
957
723
791 ± 168
854 ± 146
864 ± 261
954
612
994
740
1140
620
689 ± 189
472 ± 197
493 ± 57
576 ± 82
896
519
690
317
562
450
864
227
1140
117
864
791
700
689
650
600
500
472 493
447
400
344
300
231
227
200
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
Horas
Grafico 6.25. Variación horaria de la turbiedad
Turbiedad (NTU)
1090
890
690
Lunes
490
Martes
290
Sabado
Domingo
90
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
Horas
Grafico 6.26. Variación de la turbiedad en diferentes días de la semana.
PROYECTO DE LAS NACIONES UNIDAS PARA EL MEDIO AMBIENTE - TITICACA
51
CARACTERIZACIÓN AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO
Cuadro 6.9. Registro horario del amonio en diferentes días de la semana
Hora
Lunes
Martes
Sabado
1
39
37
44
Domingo Valor verdadero
18
35 ± 13
3
26
24
30
33
5
21
38
24
29
7
22
45
26
27
9
56
53
45
36
11
52
50
56
40
13
50
49
53
39
15
45
51
58
34
17
58
56
62
33
19
47
47
50
30
21
41
46
49
24
23
Prom
Max
Min
51
42
58
21
41
45
56
24
47
45
62
24
31
31
40
18
Max
Min
44
18
28 ± 5
28 ± 9
33
24
38
21
30 ± 12
47 ± 10
50 ± 8
45
22
56
36
56
40
48 ± 7
47 ± 12
52 ± 15
53
39
58
34
62
33
44 ± 11
40 ± 13
42 ± 10
41 ± 8
50
30
49
24
51
31
52
28
62
18
55
52
50
50
48
NH4 (mg/L)
47
45
47
44
42
40
40
35
52
35
30
30
28
28
4
6
25
0
2
8
10
12
14
16
18
20
22
24
Horas
Grafico 6.27. Variación horaria del amonio
70
NH4 (mg/L)
60
50
40
Lunes
30
Martes
20
Sabado
10
0
2
4
6
8
10
Domingo
12 14 16
18
20
22
24
Horas
Grafico 6.28. Variación del amonio en diferentes días de la semana.
PROYECTO DE LAS NACIONES UNIDAS PARA EL MEDIO AMBIENTE - TITICACA
CARACTERIZACIÓN AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO
P (mg/L)
Cuadro 6.10. Registro horario de los orto fosfatos en diferentes días de la semana
Hora
Lunes
Martes
Sabado
1
21
23
27
3
20
17
29
55
5
17
15
20
57
7
18
46
21
56
9
48
50
40
66
11
44
37
56
63
13
37
35
45
42
15
38
40
37
40
17
37
58
41
38
19
25
27
34
47
21
28
29
35
32
23
Prom
Max
Min
33
30
48
17
27
34
58
15
29
34
56
20
33
46
66
28
60
55
50
45
40
35
30
25
20
51
Domingo Valor verdadero
28
25 ± 4
Max
Min
28
21
30 ± 20
27 ± 23
55
17
57
15
35 ± 22
51 ± 13
50 ± 14
56
18
66
40
63
37
40 ± 5
39 ± 2
43 ± 11
45
35
40
37
58
37
33 ±
31 ±
31 ±
36 ±
12
47
25
4
35
28
3
8
33
27
51
25
66
15
50
43
40
39
35
33
30
25
0
2
31
31
22
24
53
27
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Horas
Grafico 6.29. Variación horaria de los orto fosfatos
70
P (mg/L)
60
50
40
Lunes
30
Martes
20
Sabado
10
0
2
4
6
8
10
12
Domingo
14 16
18
20
22
24
Horas
Grafico 6.30. Variación de los ortofosfatos en diferentes días de la semana.
PROYECTO DE LAS NACIONES UNIDAS PARA EL MEDIO AMBIENTE - TITICACA
CARACTERIZACIÓN AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO
Cuadro 6.11. Registro horario de la DQO en diferentes días de la semana
Hora
Lunes
Martes
Sabado
0.96
820
925
1110
Domingo Valor verdadero
967
956 ± 141
3
795
770
905
1620
5
625
970
655
1590
7
725
1470
790
1555
9
1925
1915
1140
1540
11
1825
1810
2185
1670
13
1825
1735
1885
1800
15
1595
1835
1930
1740
17
1910
2550
2980
1705
19
1775
1435
1805
1615
21
1230
1440
1435
970
23
Prom
Max
Min
1620
1389
1925
625
1155
1501
2550
770
1210
1503
2980
655
1165
1495
1800
967
Max
Min
1110
820
1023 ± 474
960 ± 527
1620
770
1590
625
1135 ± 515
1630 ± 438
1873 ± 258
1555
725
1925
1140
2185
1670
1811 ± 73
1775 ± 168
2286 ± 689
1885
1735
1930
1595
2980
1705
1658 ±
1269 ±
1288 ±
1472 ±
200
1805
1435
261
1440
970
262
65
1620
1155
2286
956
2980
625
2286
2150
1950
DQO (mg/L)
1873
1811 1775
1750
1658
1630
1550
1350
1269 1288
1150
1135
950
956
0
2
1023
4
960
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
Horas
Grafico 6.31. Variación horaria de la DQO
Lunes
DQO (mg/L)
2600
Martes
Sabado
2100
Domingo
1600
1100
600
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
Horas
Grafico 6.32. Variación de la DQO en diferentes días de la semana.
PROYECTO DE LAS NACIONES UNIDAS PARA EL MEDIO AMBIENTE - TITICACA
54
CARACTERIZACIÓN AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO
Cuadro 6.12. Registro horario de la DBO5 en diferentes días de la semana
Hora
Lunes
Martes
Sabado
1
286
270
371
3
274
291
367
398
5
256
257
281
417
7
263
389
237
409
9
623
598
464
480
11
545
382
520
395
13
598
459
434
486
15
498
498
616
401
17
612
684
785
441
19
485
426
483
395
21
397
395
474
406
383
435
623
256
380
419
684
257
429
455
785
237
337
407
486
317
23
Prom
Max
Min
Domingo Valor verdadero
317
311 ± 52
Max
Min
371
270
333 ± 70
303 ± 91
325 ± 102
398
274
417
256
409
237
541 ± 95
461 ± 99
494 ± 85
623
464
545
382
598
434
503 ± 104
631 ± 170
616
401
785
441
447 ±
418 ±
382 ±
429 ±
52
485
395
44
474
395
44
25
429
337
631
303
650
785
237
631
DBO5 (mg/L)
600
550
541
500
494
503
461
450
447
418
400
382
350
311
300
0
2
333
303
4
6
325
8
10
12
14
16
18
20
22
24
Horas
Grafico 6.33. Variación horaria de la DBO5
800
Lunes
DBO5 (mg/L)
700
Martes
600
Sabado
500
Domingo
400
300
200
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
Horas
Grafico 6.34. Variación de la DBO5 en diferentes días de la semana.
PROYECTO DE LAS NACIONES UNIDAS PARA EL MEDIO AMBIENTE - TITICACA
55
CARACTERIZACIÓN AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO
Cuadro 6.13. Registro horario del caudal en diferentes días de la semana
Lunes
Martes
Sabado
1
163
217
217
3
130
130
146
146
5
115
115
130
130
7
180
115
115
115
9
385
385
236
255
11
433
409
409
457
13
457
433
457
507
15
669
457
507
482
17
507
457
586
433
19
385
586
507
340
21
297
340
318
297
23
Prom
Max
Min
276
333
669
115
297
328
586
115
276
325
586
115
255
303
507
115
Q (L/s)
Hora
600
550
500
450
400
350
300
250
200
150
100
Domingo Valor verdadero
217
203 ± 32
Max
Min
217
163
138 ± 11
122 ± 10
146
130
130
115
131 ± 38
315 ± 95
427 ± 27
180
115
385
236
457
409
463 ± 37
529 ± 113
496 ± 80
507
433
669
457
586
433
455 ±
313 ±
276 ±
322 ±
133
586
340
24
340
297
20
16
297
255
529
122
529
463
669
115
496
455
427
315
313
276
56
203
0
2
138
122
131
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
Horas
Grafico 6.35. Variación horaria del caudal
Q (L/s)
700
600
Lunes
500
Martes
400
Sabado
Domingo
300
200
100
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
Horas
Grafico 6.36. Variación del caudal en diferentes días de la semana.
PROYECTO DE LAS NACIONES UNIDAS PARA EL MEDIO AMBIENTE - TITICACA
CARACTERIZACIÓN AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO
Cuadro 6.14. Registró horario de la carga específica (g DBO5/Hab-día) en diferentes días de la semana
Hora
Lunes
Martes
Sabado
1
9.4
11.7
16.1
Domingo Valor verdadero
13.8
12.8 ± 3.4
3
7.2
7.6
10.8
11.7
5
5.9
5.9
7.3
10.9
7
9.5
9.0
5.5
9.4
9
48.2
46.3
22.0
24.6
11
47.4
31.4
42.7
36.3
13
54.9
39.9
39.9
49.5
15
67.0
45.7
62.8
38.8
17
62.4
62.8
92.5
38.3
19
37.5
50.2
49.2
27.0
21
23.7
27.0
30.3
24.2
23
Prom
Max
Min
21.2
32.8
67.0
5.9
22.6
30.0
62.8
5.9
23.8
33.6
92.5
5.5
17.3
25.2
49.5
9.4
Max
Min
16.1
9.4
9.3 ± 2.7
7.5 ± 2.8
8.3 ± 2.3
11.7
7.2
10.9
5.9
9.5
5.5
35.3 ± 16.3
39.4 ± 8.3
48.2
22.0
47.4
31.4
46.1 ± 8.8
53.6 ± 15.8
64.0 ± 26.1
54.9
39.9
67.0
38.8
92.5
38.3
41.0 ± 12.9
26.3 ± 3.6
21.2 ± 3.3
30.4 ± 4.5
50.2
27.0
30.3
23.7
23.8
17.3
64.0
7.5
92.5
5.5
CE DBO5 (g/hab-día)
64.0
56.0
53.6
46.0
46.1
41.0
39.4
36.0
35.3
26.0
26.3
21.2
16.0
12.8
6.0
0
2
9.3
7.5
8.3
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
Horas
CE DBO5 (g/hab-día)
Grafico 6.37. Variación horaria de la carga específica (g DBO5/Hab-día)
94.0
84.0
74.0
64.0
54.0
44.0
34.0
24.0
14.0
4.0
Lunes
Martes
Sabado
Domingo
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
Horas
Grafico 6.38. Variación de la carga específica (g DBO5/Hab-día) en diferentes días de la semana.
PROYECTO DE LAS NACIONES UNIDAS PARA EL MEDIO AMBIENTE - TITICACA
57
CARACTERIZACIÓN AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO
Cuadro 6.15. Registró horario de la carga especifica (g DQO/Hab-día) en diferentes días de la semana
Lunes
Martes
Sabado
1
26.8
40.2
48.3
3
20.8
20.1
26.6
47.6
5
14.4
22.4
17.1
41.6
7
26.2
33.9
18.2
35.9
9
149.0
148.2
54.0
79.0
11
158.6
148.6
179.4
153.4
13
167.6
150.8
173.1
183.5
15
214.5
168.5
196.7
168.5
17
194.7
234.2
351.1
148.2
19
137.4
169.0
184.0
110.3
21
73.3
98.3
91.7
57.8
23
Prom
Max
Min
89.7
106.1
214.5
14.4
68.8
108.6
234.2
20.1
67.0
117.3
351.1
17.1
59.8
94.0
183.5
35.9
CE DQO (g DQO/hab-día)
Hora
Domingo Valor verdadero
42.1
39.4 ± 10.6
Max
Min
48.3
26.8
28.8 ± 15.1
23.9 ± 14.4
28.6 ± 9.5
47.6
20.1
41.6
14.4
35.9
18.2
107.6 ± 57.0
160.0 ± 16.0
149.0
54.0
179.4
148.6
168.7 ± 16.1
187.1 ± 26.6
232.0 ± 102.1
183.5
150.8
214.5
168.5
351.1
148.2
150.2 ± 38.8
80.3 ± 21.6
71.3 ± 15.1
106.5 ± 11.3
184.0
110.3
98.3
57.8
89.7
59.8
232.0
23.9
351.1
14.4
232
220
187
170
169
160
120
150
108
80
70
39
20
0
2
29
24
29
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
71
24
Horas
CE DQO (g DQO/hab-día)
Grafico 6.37. Variación horaria de la carga específica (g DQO/Hab-día)
Lunes
314
Martes
264
Sabado
214
Domingo
164
114
64
14
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
Horas
Grafico 6.38. Variación de la carga específica (g DQO/Hab-día) en diferentes días de la semana.
PROYECTO DE LAS NACIONES UNIDAS PARA EL MEDIO AMBIENTE - TITICACA
58
CARACTERIZACIÓN AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO
Cuadro 6.16. Registro horario de la carga especifica (g ortofosfatos/Hab-día) en diferentes días de la semana
Hora
Lunes
Martes
Sabado
Max
Min
1
0.7
1.0
1.2
1.2
1.0
0.3
1.2
0.7
3
0.5
0.4
0.8
1.6
0.9
0.6
1.6
0.4
5
0.4
0.3
0.5
1.5
0.7
0.6
1.5
0.3
7
0.7
1.1
0.5
1.3
0.9
0.4
1.3
0.5
9
3.7
3.9
1.9
3.4
3.2
1.1
3.9
1.9
11
3.8
3.1
4.6
5.8
4.3
1.4
5.8
3.1
13
3.4
3.1
4.1
4.3
3.7
0.7
4.3
3.1
15
5.1
3.7
3.7
3.9
4.1
0.8
5.1
3.7
17
3.7
5.3
4.8
3.3
4.3
1.1
5.3
3.3
19
2.0
3.2
3.4
3.2
3.0
0.8
3.4
2.0
21
1.6
2.0
2.2
1.9
1.9
0.3
2.2
1.6
1.8
2.3
5.1
0.4
1.6
2.4
5.3
0.3
1.6
2.5
4.8
0.5
1.7
2.8
5.8
1.2
1.7
2.5
4.3
0.7
0.1
0.2
1.8
1.6
P (g P/hab-día)
23
Prom
Max
Min
5.5
5.0
4.5
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
Domingo Valor verdadero
4.3
4.1
5.8
0.3
4.3
3.7
3.2
3.0
1.9
0
1.0
0.9
0.7
2
4
6
1.7
0.9
8
10
12
14
16
18
20
22
24
Horas
Grafico 6.39. Variación horaria de la carga específica (g ortofosfatos/Hab-día)
P (g P/hab-día)
7.4
Lunes
6.4
Martes
5.4
Sabado
4.4
Domingo
3.4
2.4
1.4
0.4
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
Horas
Grafico 6.40. Variación de la carga específica (g ortofosfatos/Hab-día) en diferentes días de la semana.
PROYECTO DE LAS NACIONES UNIDAS PARA EL MEDIO AMBIENTE - TITICACA
59
CARACTERIZACIÓN AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO
Cuadro 6.17. Registro horario de la carga especifica (g amonio/Hab-día) en diferentes días de la semana
Hora
Lunes
Martes
Sabado
1
1.3
1.6
1.9
3
0.7
0.6
0.9
1.0
5
0.5
0.9
0.6
0.7
7
0.8
1.0
0.6
0.6
9
4.3
4.1
2.1
1.9
11
4.5
4.1
4.6
3.7
13
4.6
4.2
4.8
3.9
15
6.1
4.7
5.9
3.3
17
5.9
5.1
7.3
2.9
19
3.7
5.5
5.1
2.1
21
2.4
3.1
3.1
1.4
2.8
3.1
6.1
0.5
2.4
3.1
5.5
0.6
2.6
3.3
7.3
0.6
1.6
2.0
3.9
0.6
CE NH4 (g NH4/hab-día)
23
Prom
Max
Min
5.5
5.0
4.5
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
Domingo Valor verdadero
0.8
1.4 ± 0.6
Max
Min
1.9
0.8
0.8 ± 0.2
0.7 ± 0.2
0.8 ± 0.2
1.0
0.6
0.9
0.5
1.0
0.6
3.1 ± 1.5
4.2 ± 0.5
4.4 ± 0.5
4.3
1.9
4.6
3.7
4.8
3.9
5.0 ± 1.5
5.3 ± 2.2
6.1
3.3
7.3
2.9
4.1 ±
2.5 ±
2.4 ±
2.9 ±
1.8
5.5
2.1
0.9
3.1
1.4
0.6
0.7
2.8
1.6
5.3
0.7
5.0
7.3
0.5
5.3
4.4
4.2
4.1
3.1
2.5
2.4
1.4
0
2
0.8
0.7
0.8
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
Horas
CE NH4 (g NH4/hab-día)
Grafico 6.41. Variación horaria de la carga específica (g amonio/Hab-día)
7.4
Lunes
6.4
Martes
5.4
Sabado
4.4
Domingo
3.4
2.4
1.4
0.4
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
Horas
Grafico 6.41. Variación de la carga específica (g amonio/Hab-día) en diferentes días de la semana.
PROYECTO DE LAS NACIONES UNIDAS PARA EL MEDIO AMBIENTE - TITICACA
60
CARACTERIZACIÓN AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO
7
CONCLUSIONES
7.1 CONCLUSIONES
Los caudales durante la gestión 2009 fueron de 268 L/s en periodo seco y 332 L/s en periodo de
lluvias. Estos valores se mantuvieron prácticamente constantes hasta la gestión 2011,
registrándose para esta última gestión, entre enero y mayo, un caudal promedio de 322 L/s, con
un máximo de 669 L/s y un mínimo de 115 L/s. Asimismo, se ha observado que generalmente el
caudal del afluente a la PTAR Puchukollo se incrementa los días lunes y declina los días
domingos.
La DBO5 en periodo seco alcanzó valores promedio alrededor de 470 mg/L y en periodo de
lluvias 450 mg/L, mostrándose claramente que en época seca la DBO es mayor, mientras que en
época de lluvias es menor debido muy probablemente a la dilución que existe precisamente por
las lluvias. Respecto a la eficiencia de la PTAR Puchukollo, en términos de la DBO5, antes de la
ampliación alcanzó un valor de 77 % para un caudal de 300 L/s. Con la ampliación incrementó su
eficiencia hasta 80 % para un caudal de 430 L/s.
En cuanto se refiere a la reducción en los valores de DQO, la planta muestra una eficiencia del
76%. Se ha registrado en el afluente valores promedio alrededor de 1.000 mg/L y en el efluente
entre 260 y 300 mg/L, muy cerca al límite permisible (250 mg/L). Con la ampliación, al igual que
la DBO5, la eficiencia se incrementó levemente alcanzándose valores por debajo del límite (239
mg/L).
Asimismo, la eficiencia en la remoción de sólidos suspendidos alcanza el 85%, con valores
promedio al ingreso entre 600 y 700 mg/L y a la salida entre 90 y 100 mg/L.
Respecto a la eficiencia en la remoción de nutrientes, medidos como la remoción en nitrógeno y
fósforo, es muy baja alcanzando apenas entre el 15% y 25%. Sin embargo, respecto a la remoción
de sulfuros se alcanza el 80%. Durante la gestión 2009 se registraron los siguientes valores
promedio:
Parámetro
Fósforo
Nitrógeno
Azufre
Afluente (mg/L)
8,5
65 - 55
7,7
Efluente (mg/L)
6,4
50
1,6
La remoción en coliformes no supera el 40%, sin embargo se alcanzan valores cercanos al límite
permitido (5 E+04 NMP/100 mL). En la gestión 2009 se ha registrado valores promedio de 7
E+07 en el afluente y 9 E+04 en el afluente.
PROYECTO DE LAS NACIONES UNIDAS PARA EL MEDIO AMBIENTE - TITICACA
61
CARACTERIZACIÓN AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO
Por último, los percápitas determinados son:
PARÁMETRO
DBO5
DQO
Amonio
Ortofosfatos
g/hab-día
30.4
106.5
2.9
2.5
62
PROYECTO DE LAS NACIONES UNIDAS PARA EL MEDIO AMBIENTE - TITICACA
CARACTERIZACIÓN AFLUENTE A LA PTAR PUCHUKOLLO
8
BIBLIOGRAFÍA
1) Crites, Ron & Tchobanoglous, George. “Sistemas de Manejo de Aguas Residuales para
Núcleos Pequeños y Descentralizados”. Mc Graw hill, Santafé de Bogotá-Colombia, 2000.
2) Metcalf & Eddy. “Ingeniería de Aguas Residuales”. Mc Graw hill, Madrid-España, 1995.
3) Rolim Mendonça, Sergio. “Sistemas de Lagunas de Estabilización”. Mc Graw hill, Santafé
de Bogotá-Colombia, 2000.
4) Fair, Gordon; Geyer, John; Okun, Daniel. “Purificación de Aguas y Tratamiento y Remoción
de Aguas Residuales”. Limusa, México D.F., 1980.
5) Romero Rojas, Jairo Alberto. “Tratamiento de aguas residuales por lagunas de
estabilización”. Alfaomega, México D.F., 1999.
6) Dirección Nacional de Saneamiento Básico (DINASBA). “Reglamentos técnicos de diseño
para unidades de tratamiento no mecanizadas para sistemas de agua potable y aguas
residuales”. La Paz – Bolivia, 1996.
7) Diego Contreras Vargas. “Manual de operaciones Plantas de tratamiento de Aguas
Residuales”. La Paz – Bolivia, 1996.
8) Eduardo Huayta y Alfredo Álvarez “Medidas y errores”. La Paz – Bolivia, 2000.
9) Registros de los laboratorios de la Empresa Pública Social de Agua y Saneamiento. El Alto –
Bolivia, 2009 y 2011.
PROYECTO DE LAS NACIONES UNIDAS PARA EL MEDIO AMBIENTE - TITICACA
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