Operador de una Planta de Tratamiento de Aguas

Operador de una Planta de Tratamiento de Aguas Residuales
UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN SIMÓN
MINI-CURSO DE RIESGO MICROBIANO
Tutor: Ing. Verbyla Matthew
CASO DE ESTUDIO:
Operador de una Planta de Tratamiento de Aguas Residuales
Presentado por:
ALIAGA MELENDEZ ROCIO
AYALA CANO CARMEN
FUENTES VERA MELIZZA
FLORES APAZA NORMA
FIGUEROA YERKO
29 de Agosto del 2014
COCHABMABA – BOLIVIA
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Operador de una Planta de Tratamiento de Aguas Residuales
OPERADOR DE UNA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
1. RESUMEN
La experiencia demuestra que las lagunas facultativas es una de las tecnologías de tratamiento
más extendidas en el mundo; sin embargo los mecanismos y extensión de la eliminación de
microorganismos en estos temas son poco conocidos. Objetivo del trabajo fue evaluar la dosisreacción de Ascaris y enterovirus para un operador que trabaja en una planta de tratamiento de
aguas residuales. El método empleado para analizar el riesgo microbiano para un operador de
planta residual, fue un modelo estadístico en base a la simulación Monte Carlo; Esquema de
Dosis -Reacción para Áscaris (Huevo de helminto) y Enterovirus, y la probabilidad de infección
del mismo operador por este parasito y virus. El riesgo microbiológico para un operado de planta
residual se ve inminente para Ascaris, y en menor magnitud para Enterovirus.
2. INTRODUCCION
El alto crecimiento demográfico en los países en desarrollo se produce en las pequeñas ciudades
estrechamente ligadas a zonas agrícolas, con la falta de acceso al agua y saneamiento (Verbyla
M, et al., 2013). En consecuencia esto se ha convertido cada vez más importante para evaluar las
aguas residuales para su reutilización potencial (Verbyla M, et al., 2013). Para ello se
implementó plantas de tratamiento donde se recibe las aguas residuales que son sometidos a un
proceso natural. Para el funcionamiento adecuado de esta planta es necesario contar con personal
capacitado (operadores).
Los operadores que trabajan en estas plantas de aguas residuales tienen la responsabilidad de
desarrollar
las
actividades
de
(http://www.ehowenespanol.com),
operación
ellos
y
asegurar
enfrentan
varios
la
eficiencia
peligros
de
día
la
planta
a
día
(http://www.elcosh.org/document), uno de ellos es la transmisión de enfermedades causadas por
Ascaris y Enterovirus y otros que pueden causar infecciones intestinales, pulmonares y de otro
tipo (Oakley & Salguero, 2011). Dado que los microorganismos son una amenaza para la salud
pública, son resistentes a aguas residuales, y pueden persistir en el medio ambiente, es así que el
objetivo del trabajo es evaluar la probabilidad de infección con Ascaris y enterovirus para un
operador de una planta de tratamiento de aguas residuales y comparar el riesgo para un operador
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que trabaje tiempo completo (5 días/semana), medio tiempo (10 días/mes), y por rotación (un
día/mes). Asumiendo que el operador ingiere 10mg/día. Es importante saber la dosis reacción de
microorganismos para ver en qué grado de infección a la que está expuesto el operador al realizar
su trabajo diario.
3. METODOS
La metodología utilizada para analizar el riesgo microbiano para un operador de planta residual
ubicado en la zona de los yungas (La Paz – Bolivia) fue un modelo estadístico en base a la
simulación monte Carlo; Esquema de dosis reacción para Áscaris (Huevo de helminto) y
Enterovirus, y la probabilidad de infección del mismo operador por este parasito y virus.
3.1. MODELO ECRM PARA ASCARIS
3.1.1. Simulación Monte Carlo
Se ingieren accidentalmente por un operador que trabaja en una planta de tratamiento de agua
residual 10 mg de material contaminado, el material contaminado contiene un 85% de agua y
15% de lodo.
Según la publicación "Wastewater Infrastructure for Small Cities in an Urbanizing World:
Integrating Protection of Human Health and the Environment with Resource Recovery and Food
Security" por Matthe E. Verbyla el año 2013. La concentración de Ascaris en las matrices de
lodo y agua están expresados en la tabla 4.1 con la correlación que los huevos de helminto están
clasificados aproximadamente de 78.9% de Taenia, 19.1% Ascaris, 1.7% Trichuris y 0.3% de
Hookworm.
D = C (lodo)*m+ C (agua) V
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Tabla 1. Parámetros de la simulación Monte Carlo
Distribución
D
dosis
c(lodo)
m
c(agua)
V
concentracion de
ascaris en el lodo
masa de lodo que
se ingiere
accidentalmente
concentracion de
ascaris en el agua
volumen de agua
que se ingiere
accidentalmente
3.1.2.
Parámetros
(huevos / dia)
??
Promedio
Limite
Superior
Limite
Inferior
Desviacion
Estandar
(huevos/g)
Uniforme
160.63
276.375
44.885
115.745
g
Normal
0.0015
(huevos/L)
Uniforme
345.52
L
Normal
8.50E-06
0.0003
561.159
129.881
215.639
1.70E-06
Modelo DOSIS REACCION – Ascaris
El modelo dosis reacción o respuesta no fue evaluado por la indisponibilidad de datos de
voluntarios que participaron en la experiencia, en contra parte se obtuvo los datos para un modelo
de regresión “Beta-Poisson” basados en la publicación “Mara (2010)” donde
Tabla 2. Parámetros para el modelo "Beta Poisson"
N50 La media de la dosis
efectiva para ascaris
859
PUBLICACION "Estimation of Ascaris infection risks in
children under 15 from the consumption of wastewaterirrigated carrots" Duncan Mara (2010)
Coeficiente de Ineficacia
(alfa)
0.104
PUBLICACION "Estimation of Ascaris infection risks in
children under 15 from the consumption of wastewaterirrigated carrots" Duncan Mara (2010)
3.1.3.
Probabilidad de infección diaria, anual y DALY’S
Se calculara la probabilidad de infección en base a las ecuaciones correspondientes al modelo
dosis respuesta para Ascaris, como sigue un comportamiento modelo “beta – Poisson” la
ecuación correspondiente es:
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3.2. MODELO ECRM PARA ENTEROVIRUS
3.2.1.
Simulación Monte Carlo – Enterovirus
Se ingieren accidentalmente por un operador que trabaja en una planta de tratamiento de agua
residual 10 mg de material contaminado, el material contaminado contiene un 85% de agua y
15% de lodo.
Según la publicación "A case study of enteric virus removal and insights into the associated risk
of water reuse for two wastewater treatment pond systems in Bolivia" por E. M. Symond el año
2014 la concentración de Enterovirus en las matrices de lodo y agua se expresan en la siguiente
table.
Tabla 3. Parámetros para la simulación Monte Carlo - Enterovirus
Distribución
D
c(lodo)
m
c(agua)
V
3.2.2.
dosis
concentracion de
enterovirus en el
lodo
masa de lodo que
se ingiere
accidentalmente
concentracion de
enterovirus en el
agua
volumen de agua
que se ingiere
accidentalmente
Parámetros
(ui / dia)
??
Promedio
Intervalo de
confianza
(ui/g)
LogNormal
500
0
g
Normal
0.0015
0.0003
(ui/ml)
LogNormal
62
0
mL
Normal
0.0085
0.0017
Modelo DOSIS REACCION – Enterovirus
El modelo dosis reacción o respuesta fue evaluado en base al experimento 63 realizado por Yin
Huang (2002) en pruebas con cerdos.
Experimento 63 (Yin Huang 2002)
Dosis
2.50E+02
2.50E+02
1.00E+03
Voluntarios Voluntarios
Infectados
Total
4
3
5
6
6
5
5
fobservado
Infectados
0.667
0.500
1.000
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3.2.3.
Probabilidad de Infección diaria, anual y DALY’S
Se calculara la probabilidad de infección en base a las ecuaciones correspondientes al modelo
dosis respuesta para Enterovirus, como sigue un comportamiento modelo “exponencial” la
ecuación correspondiente es:
4. RESULTADOS
4.1. ECRM PARA ASCARIS
4.1.1. Resultados de la Simulación Monte Carlo
Aplicando los modelos expuestos en la metodología se obtuvieron los siguientes
gráficos para el modelo Monte Carlo para una corrida de 1000 datos
Figura 1. Simulación de Monte-Carlo, para Ascaris
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Figura 2. Histograma con las ecuaciones planteadas, para Ascaris D = C (lodo)*m+ C (agua) V
4.1.2. Resultados de la probabilidad de infección diaria y los DALY’S
Como ya se tenía los datos N50 y α se promedió a calcular las probabilidades de infección para
una corrida de 1000 datos.
Figura 3. Histograma de probabilidad de infección diaria (Ascaris)
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Figura 4. Histograma de probabilidad de infección anual (Ascaris)
Figura 5. Años de vida ajustados por la muerte y discapacidad (Ascaris)
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4.2. E.C.R.M. PARA ENTEROVIRUS
4.2.1. Resultados de la simulaciónn Monte Carlo
Figura 6. Histograma de la dosis, para Enterovirus
Figura 7. Histograma con las ecuaciones planteadas, para Enterovirus
D = C (lodo)*m+ C (agua) V
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4.2.2. Resultados del Modelo Dosis Reacción
Figura 8. Modelo Dosis-Reacción
4.2.3. Resultados de la probabilidad de Infección
Figura 9. Histograma de probabilidad de infección diaria con Enterovirus.
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Figura 10. Histograma de la probabilidad de infección anual con Enterovirus
Figura 11. Histograma de años de vida ajustados por muerte y discapacidad.
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5. RECOMENDACIONES
¿Qué debe saber el operador?
El personal responsable para la operación y el mantenimiento del tratamiento de aguas residuales
requiere tener conocimientos sobre diversos temas vinculados con su trabajo para cumplir con las
responsabilidades que ella demanda. Estas son:
-Estar completamente familiarizado con la planta de tratamiento de aguas residuales, para lo cual
debe conocer:
- La función de cada uno de los procesos que conforma la planta de tratamiento.
- La capacidad de tratamiento de cada proceso operacional.
-La forma de evaluar la operación de cada proceso y de la planta de tratamiento.
-El vínculo entre los diferentes procesos que conforman la planta de tratamiento.
-Estar completamente familiarizado con la teoría y la práctica de los procesos operacionales de la
planta de tratamiento y de otros tipos de plantas mayores.
-Estar familiarizado con las características de las aguas residuales a ser tratadas incluyendo las
variaciones del caudal, cargas orgánicas y de sólidos, etc.
-Estar familiarizado con los procesos de mantenimiento, teniendo en mente que es imposible
realizar una buena operación sino existe un buen mantenimiento.
-Estar familiarizado y ser consciente de la importancia de su trabajo en la conservación del medio
ambiente y de la salud de la población en general.
-Estar familiarizado con los dispositivos legales.
Medidas de seguridad para el operador
Las medidas de seguridad están dirigidas a que el personal cumpla con sus funciones y proteja su
integridad física, así como su salud, para lo cual se hace necesario que cuente con los equipos y
las herramientas apropiadas para la realización de su trabajo y de los elementos necesarios para
presentar su integridad física.
-El equipo de protección individual recomendable para el operador que labora en las plantas de
tratamiento es:
Casco de seguridad
Botas de jebe
Guantes de cuero
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Mascarillas anti-gas para los operadores de la cámara de rejas.
Mamelucos
Chalecos salvavidas cuando se ingrese en bote a los reactores o sedimentadores o que
limpien las paredes o diques interiores de los mismos.
-Periódicamente, todos los operadores de la planta de tratamiento deberán ser sometidos a
análisis parasitológico e inmunizados contra enfermedades tales como fiebre tifoidea, hepatitis y
tétanos.
-Una vez concluida esta tarea, debe lavarse y desinfectarse todos los materiales para evitar un
foco de infección y el operador debe realizarse un buen aseo personal luego de la manipulación.
-Colocar letreros y señales para la prevención de accidentes en las diferentes vías al interior de la
planta de tratamiento de aguas residuales.
-Colocar cercas de protección en toda la ruta de visita
-Prevenir la instalación de extintores contra incendios en las oficinas.
-Emplear el equipo de seguridad brindado por la empresa.
-Se debe medir la cantidad de lodo y la cantidad de líquido cada cierto tiempo.
-En caso de abandono de un tanque séptico, es recomendable que se rellene con tierra o piedras
para evitar que se convierta en un foco infeccioso en una madriguera de animales indeseables.
6. REFERENCIAS
Oakley S. & Salguero L. (2011). Tratamiento de Aguas Residuales Domésticas en
Centroamérica. Un Manual de Experiencias, Diseño, Operación y Sostenibilidad.
USAID. Pp. 1-410.
Symonds, E.M., Verbyla, M.E., Lukasik, J.O., Kafle, R.C., Breitbart, M., Mihelcic, J.R.
(2014). “A case study of enteric virus removal and insights into the associated
risk of water reuse for two wastewater treatment pond systems in Bolivia.”
Water Research, 65, 257–270.
U.S. EPA. (2011). Exposure Factors Handbook. National Center for Environmental
Assessment Office of Research and Development U.S. Environmental Protection
Agency Washington, DC 20460. Pp. 1-1436.
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Operador de una Planta de Tratamiento de Aguas Residuales
Verbyla, M.E., Oakley, S.M., Mihelcic, J.R. (2013). “Wastewater infrastructure for small
cities in an urbanizing world: Integrating protection of human health and the
environment with resource recovery and food security.” Environmental Science
& Technology, 47(8), 3598–3605.
http://usf-reclaim.org/seminars/cursoecrm_ago2014/
Hay otra información en la página “wiki” de la Universidad Estatal de Michigan:
http://qmrawiki.msu.edu/
http://www.ehowenespanol.com/cuales-son-peligros-vivir-cerca-planta-tratamiento-aguas
residuales-lista_139529/
http://www.elcosh.org/document/2202/d000283/Peligros%2Bbiol%25C3%25B3gicos%2Ben%2
Bplantas%2Bde%2Btratamiento%2Bde%2Baguas%2Bnegras%2By%2Bdesechos.html?show_te
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