Tecnologías de tratamiento de Aguas Residuales para Reuso

Lagunas
CETA
Instituto de la
Universidad de
Buenos Aires
Tecnologías de tratamiento de
Aguas Residuales para Reuso
RALCEA – Agosto 2013
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Pretratamiento
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Pretratamiento
Los sistemas de Fitotecnologías suelen utilizarse como
tratamiento secundario o terciario, es por esta razón que
necesitan previamente un desbaste del efluente o
pretratamiento y/o un tratamiento primario.
Pretratamiento:
Se realiza con el objetivo de eliminar del efluente a tratar
aquellos sólidos que por su tamaño o naturaleza
imposibilitan o dificultan los posteriores tratamientos.
El objetivo es:
- Preparar el desagüe para su tratamiento
- Remover elementos que dificulten el proceso, dañen
equipamientos y obstruyan cañerías.
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Pretratamiento
Físicos:
Químicos:
• Rejas – Tamices
• Sedimentación
• Desarenadores
• Tanque de compensación
• Tratamiento térmicos
• Flotación
• Filtración
• Cloración
• Neutralización
• Coagulación y precipitación
química
• Intercambio Iónico
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Pretratamiento
Desarenador:
Estructura hidráulica, su función es remover las partículas
de cierto tamaño que la captación de una fuente superficial
permite pasar.
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Pretratamiento
Tratamiento Primario:
En este tratamiento se elimina la materia orgánica de fácil
precipitación. Para las aguas residuales domésticas, esto
generalmente se realiza físicamente sin agregado de
agentes químicos.
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Lagunas
Introducción
Lagunaje se le llama a la disposición de las aguas
residuales ya sea de forma natural o construidas
artificialmente, tratando de imitar un sistema de
autodepuración.
Existen diferentes tipos de lagunas. Suelen estar
dispuesta de la siguiente manera:
Pretratamiento
Afluente
L. Anaeróbica
L. Aeróbica
L. de
Maduración
Agua Tratada
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Lagunas
Introducción
Las lagunas de estabilización son el método más
simple de tratamiento de aguas residuales. Están
constituidos por excavaciones poco profundas
cercadas por taludes de tierra. Suelen ser
rectangular o cuadrada.
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Lagunas
Objetivos:
1. Remover de las aguas residuales la materia orgánica que
ocasiona la contaminación.
2. Eliminar microorganismos patógenos que representan
peligro para la salud del hombre.
3. Proveer un efluente tal que pueda ser reutilizado o que no
afecte al ecosistema del cuerpo receptor.
La eficiencia de la depuración depende de las
condiciones climáticas, de la temperatura, frecuencia y
fuerza de los vientos locales de la zona, la radiación
solar y demás factores que interfieran en el desarrollo
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biológico del sistema.
Lagunas
En general:
Las lagunas de estabilización operan con concentraciones
reducidas de biomasa. La eliminación de la materia
orgánica en las lagunas de estabilización es el resultado
de una serie compleja de procesos físicos, químicos y
biológicos. Estos son:
• Sedimentación de los sólidos en suspensión, suelen
representar una parte importante (40-60 % como DBO5 )
de la materia orgánica contenida en el agua residual,
produciendo una eliminación del 75-80 % de la DBO5 del
efluente (Romero, 1999).
• Transformaciones biológicas que determinan la oxidación
de la materia orgánica contenida en el agua residual. 10
Lagunas
En general:
Los procesos biológicos más importantes que tienen lugar en una
laguna son:
1. Oxidación de la materia orgánica por bacterias aerobias. La
respiración bacteriana provoca la degradación de la DBO5 del agua
residual hasta CO2 y H2O produciendo energía y nuevas células.
2. Producción fotosintética de oxígeno. La fotosíntesis del las algas
produce, a partir de CO2, nuevas algas, y O2, que es utilizado en la
respiración bacteriana.
3. Digestión anaeróbica de la materia orgánica con producción de
metano.
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Lagunas
Tipos de Lagunas
Se suelen clasificar en:
• Aerobias.
• Anaerobias.
• Facultativas.
• Maduración.
Las lagunas anaeróbicas suelen estar asociadas al
tratamiento primario, las aeróbicas al tratamiento
secundario y terciario.
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Lagunas
Parámetros de diseño
•
•
•
•
Población a servir
Caracterización del efluente
Destino del efluente
Caudales a tratar, Cloacales domésticos + Efluentes
industriales
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Lagunas
Antecedentes Requeridos
• Requisitos del cuerpo receptor, definición del punto de
vuelco
• Levantamiento planimétrico catastral del terreno
disponible
• Sondajes geológicos y geotécnicos, del terreno
seleccionado
• Información sobre vegetación en el terreno seleccionado
• Nivel máximo de la napa freática
• Legislación sobre vuelcos en colectoras y colectores
cloacales y cuerpos receptores
• Datos metereológicos del lugar de emplazamiento de
lagunas
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Lagunas
Estudio Preliminar y Anteproyecto
•
•
•
•
•
•
Selección de los parámetros de diseño
Adopción de pretratamiento, rejas, desarenadores
Planteo de alternativas de los posibles tipos de lagunas
Planteo de alternativa de ubicación de las lagunas
Elaboración de perfil hidráulico preliminar
Evaluación técnico-económica para adoptar la solución
definitiva
• Evaluación de Impacto Ambiental y Social
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Lagunas
Parámetros básicos de diseño
•
•
•
•
Caudal máximo horario (QE20)
Caudal máximo diario
(QD20)
Caudal medio diario
(QD20)
Caudal Inicial de autolimpieza (QL0)
vmín= 0.40 m/seg
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Lagunas
Parámetros básicos de diseño
• Se mide en el efluente a tratar
• Si se dificulta la medición se deberá adoptar algunos
parámetros
• CARGA ORGANICA UNITARIA:
40-55 g de DBO5/hab*día
• Concentración bacteriológica. En caso de no contar con
los datos se considera:
– 1012 coliformes fecales del líquido afluente/día * hab
• En cuanto a los parásitos, especialmente los huevos de
helmintos y quistes de amebas, se deberán tener en
cuenta, pues pueden aparecer en ese desecho cloacal.
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Lagunas
Parámetros básicos de diseño
Parámetros que se deberán adoptar en caso de no contar con el dato:
• Correlaciones de temperatura del líquido en la laguna, considerando la
temperatura del aire según las características del lugar, un histórico de
temperatura y climas semejantes.
• Se utiliza el método de balance calórico por conducción de Eckenfelder, con
superficies líquidas no mayores a 1 Ha. Es preciso conocer la temp. del aire y del
líquido afluente, si no se cuenta con la temp del líquido se supone en 1 o 2°C por
encima de la del aire.
• Se debe contar con datos históricos de evaporación y precipitación,
fundamentalmente cuando estos tienen influencia significativa, es decir, en climas
cálidos y lluviosos.
• Vientos, tienen influencia en el cambio de temperaturas de la laguna y en la
estratificación termal. En zonas ventosas y con áreas mayores a 2 Ha, la temp.
baja 0,5°C en cada laguna de la serie.
• Características geológicas y de infiltración de los suelos.
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Lagunas
Parámetros básicos de diseño
Condiciones generales:
-Se deben ubicar a una distancia mínima del núcleo urbano,
de 1000m.
- El sentido del flujo de la laguna debe coincidir con el sentido
de los vientos predominantes en el lugar. Siempre se busca
alejar los malos olores de los centros urbanos.
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Condiciones generales en el diseño
- Características topográficas del terreno.
- La relación longitud-ancho será entre 3 y 6.
- El diseño deberá compensar los volúmenes de excavación y
terraplenes.
- En el diseño de lagunas aireadas se deberé evitar zonas
muertas (sin oxigenación) y puntos donde el líquido este sin
movimiento.
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Lagunas
Condiciones generales en el diseño
- Para el ingreso del líquido afluente se contará con conductos
sumergidos en la masa líquida, de lo contrario se deberá
justificar con fundamentos sólidos.
- Si son lagunas primarias se preverá la limpieza de los
conductos por el peligro de atascamiento.
- El flujo del afluente se deberá dirigir hacia el fondo de la
laguna, también es importante considerar múltiples entradas,
con una separación máxima entre ellas de 30 m.
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Condiciones generales en el diseño - Salida
- Los conductos de salida deberán estar diseñados de tal forma
que no se produzcan zonas muertas. El número de conductos
de salida tiene que ser igual al de entradas.
- El proyecto debe contar con una cámara colectora o un canal
colector.
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Condiciones generales en el diseño
Infiltraciones e Impermeabilización:
En caso de que exista infiltración por el fondo de la laguna o
percolación a través de los diques, se proyectará un sistema
de impermeabilización, con una evaluación técnicoeconómica previa de las alternativas planteadas.
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Infiltraciones e Impermeabilización:
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Lagunas
Balance hídrico de una laguna
Evaporación
Evaporación
Temperatura
Vientos
Superficie/profundidad
Afluente
Efluente
Infiltración
Impermeabilización del suelo
Efluente = Afluente – (Infiltración + Evaporación)
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Ventajas
• No requieren personal especializado
• Bajo consumo de energía
• Eficaz remoción de patógenos
• Estables a variaciones de caudal y materia orgánica
• Poca generación de barros
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Desventajas
• Necesitan grandes superficies de terreno
• Producción de algas
• Proliferación de insectos
• Producción de olores ante sobrecargas
• Pocas variables operativas para el control
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Revestimiento del talud con losetas de
hormigón
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