MANUAL DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DEL

MANUAL DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS
RESIDUALES
Autor: M. en C. José Diego Bárcenas Torres.
Fecha: 13 de abril de 2013.
Antecedentes
En México, actualmente existen cerca de 3,000 plantas de tratamiento de aguas residuales
registradas en el acervo informativo de CONAGUA, siendo nuestro estado el poseedor de más 35
de distinto sistema de operación: a) Dos filtros percoladores biológicos; b) seis humedales
artificiales; c) Diez lagunas de oxidación; d) una zanja de oxidación; y e) Diez y seis de lodos
activados donde se incluye la del Instituto Tecnológico de Morelia.
Estos datos alentadores de la capacidad en infraestructura de nuestro estado se merman al
reconocer que cerca del 10% de las plantas continúan en proceso de construcción (No se han
terminado) y más del 60% de las plantas restantes no operan u operan con una eficiencia menor a
su capacidad, incumpliendo la normatividad ambiental en materia de aguas residuales, es
importante mencionar que algunas de ellas no realizan las mediciones requeridas por sus
municipios ni los reportes correspondientes.
Datos recientes de la CEAGC (2011), indicaban que la mayoría de las plantas de tratamiento que
no operan en el estado, se debe a las siguientes consideraciones:
1. Existe deterioro de elementos debidos a falta o inadecuada limpieza, falta de elementos de
medición de caudal (puntos de control, reglas, etc.), válvulas rotas, omisión o deterioro de
acabados (repellos).
2. Falta o limpieza incompleta de elementos, procedimientos de limpieza inadecuados, no se
lleva control de operaciones realizadas (limpiezas, mediciones de caudal, toma de muestras,
etc.), no se tiene control de tiempos, períodos o cantidad de lodos extraídos, mala disposición
final de desechos.
3. Falta de elementos de seguridad como barandales en elementos altos o escaleras, cerca
perimetral, rótulos preventivos o informativos, falta de recubrimiento antideslizante alrededor
de tanques y otros elementos, falta o deterioro de equipo de seguridad, falta de botiquines de
primeros auxilios.
4. Falta de capacitaciones periódicas, desconocimiento de la importancia del uso del equipo de
protección, carencia de listado de actividades a realizar y períodos y procedimientos de
realización, falta de registros, desconocimiento de métodos correctos de disposición de
residuos.
Es importante destacar que la mayoría de las causas convergen en la inadecuada operación y
mantenimiento de las instalaciones. Así pues, sabemos que el tratamiento de aguas residuales
constituye una medida de mitigación que ayuda a disminuir y controlar la contaminación de los
cuerpos de agua, pero para que esta medida tenga éxito se debe contar con obras de
infraestructura adecuada a la naturaleza de la aguas a tratar y con el personal capacitado para
llevar a cabo las labores de operación y mantenimiento.
El presente manual ha sido estructurado en cuatro secciones, redactadas en forma sencilla y
coherente de manera que su lectura y uso sean fáciles para el operador, sin embargo, este manual
no pretende ser sustituto de la capacitación continua que deberá tener el operador. Se incluye un
anexo con formularios para el registro de las operaciones.
SECCIÓN 1. “CONCEPTOS BÁSICOS”
¿Qué es un agua residual?
Es una mezcla de diferentes aguas usadas en diferentes actividades y recolectadas por un sistema
de drenaje. Las aguas residuales resultan de la combinación de líquidos y residuos sólidos
transportados por el agua proveniente de baños, laboratorios, comedores o cafeterías y los
diferentes edificios que disponen de un sistema de drenaje.
¿Cuál es el origen y destino de las aguas residuales del Tecnológico?
El Instituto Tecnológico de Morelia (ITM) cuenta con dos sistemas de drenaje que captan el 100%
de las aguas residuales: el 85% del agua residual se conduce por colectores bien identificados (Ver
mapa), mientras que 15% restante es colectado por tubería con añadiduras y adaptaciones en la
dirección del flujo o incorporaciones del drenaje de las nuevas construcciones añadidas en los
pasados 30 años.
Figura 1. Distribución del drenaje en el ITM (Enero 2012). Las líneas rojas marcan los diferentes colectores
del agua residual con un sentido del flujo de norte a sur, donde finalmente son llevadas hasta la planta de
tratamiento de aguas residuales ubicada cerca del estacionamiento sur y marcada en el mapa por círculo
azul en un recuadro.
Nota: La estructura y ubicación de los drenajes del ITM obedece a los cambios del crecimiento poblacional y
la modificación de sus instalaciones, por lo que se sugiere tomar el mapa con reservas en cuanto a su
referencia y ubicación.
Qué características tiene un agua residual?
Es posible que ya percibas con tus sentidos las diferentes características de un agua residual.
Tiene olor. Los olores característicos del agua residual con causados por los gases formados en la
descomposición de los materiales orgánicos. Los más percibidos son:
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
Olor a moho. Es una aroma soportable, si la percibes querrá decir que el agua residual
tiene poco que se formó.
Olor a huevo podrido. “insoportable”; típico del agua residual vieja, debido a la formación
de sulfuro como respuesta de la descomposición de la materia, precisamente lo que le
pasa al huevo.
Olores variados. Son olores parecidos al de productos descompuestos como repollo,
legumbres, pescado, de materia fecal, de productos rancios, cada olor simboliza un tipo de
gas característico.
Tiene color. El color del agua residual depende de los compuestos que contenga, sin embargo
existen tres coloraciones características, que incluso han dado nombre a este tipo de aguas
residuales.
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

Aguas grises. Tienen un color gris, aquellas aguas residuales que no contienen materia
orgánica y solo arrastran arena y otros sólidos del suelo, generalmente son provenientes
de la lluvia.
Aguas negras. Presentan un color negro, aquellas aguas residuales con diferentes mezclas
del agua en el drenaje, la intensidad del negro indica el grado de contaminación. Mientras
más negra, más contaminada.
Aguas marrones. Suelen presentar un color rojizo, aquellas aguas residuales que contienen
materia orgánica, y la intensidad del color rojo puede indicar el tiempo de su
descomposición.
Contiene sólidos. Todas las aguas residuales contienen una gran variedad de sólidos de diferentes
tamaños, pueden ser tan grandes como arenas o tan pequeñas como el azúcar y sal.
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
Sólidos suspendidos. Estos sólidos pueden ser separados por un filtro, pueden ser de
naturaleza orgánica o no, ejemplos de ellos son las heces, las arenas y los lodos.
Sólidos disueltos. Estos sólidos se encuentran completamente disueltos en el agua y no
pueden ser separados fácilmente, ejemplos de ellos son el café, la azúcar y la sal.

Sólidos sedimentables. Son aquellos sólidos mezclados en un agua residual y que al
mantenerlos sin movimiento precipitan al fondo.
Contienen materia orgánica. La mayor parte de la materia orgánica consiste en residuos
alimenticios, heces, material vegetal (aceites), sales minerales, materiales orgánicos y materiales
diversos como jabones y detergentes sintéticos. En la legislación federal la materia orgánica se
mide según dos parámetros llamados: Demanda Química de Oxígeno (DQO) y Demanda biológica
de oxígeno (DBO).
Contiene agentes biológicos. Los organismos vivos de las aguas residuales pueden ser hongos,
bacterias o virus, los cuales son organismos causantes de muchas de las enfermedades de los seres
vivos.
SECCIÓN DOS. “LABORES DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO”
¿En qué consiste el tratamiento de las aguas residuales?
El tratamiento de las aguas residuales consiste en la separación o transformación de los
contaminantes del agua, utilizando para ello diversos elementos o equipos. En el ITM, el
tratamiento del agua residual se lleva a cabo en la planta de tratamiento de aguas residuales y su
tratamiento consta de los siguientes elementos: Desarenador, Reactor de aireación,
Sedimentador, Tubería de cloración.
¿Qué función tiene cada elemento y cuál es su importancia?
Desarenador: Su función es impedir el paso de sólidos de gran superior.
Reactor de aireación: Aquí es donde inicia el tratamiento, la materia orgánica (contaminante) es
consumida por los organismos microscópicos que necesitan oxígeno para respirar.
Sedimentador: Aquí son separados los microrganismos del agua por ser más pesados que ella, de
tal manera que la superficie del agua es mucho más clara.
Canales clarificadores: Su función es hacer más clara el agua separando los sólidos flotantes del
agua.
Tubería de recirculación: Mediante esta tubería se introducen los microrganismos al interior del
reactor de aireación con la intención de mantener una cantidad suficiente de microrganismos que
se alimenten de la materia orgánica.
Bomba de aireación: Su función es introducir aire a la parte interna del reactor de aireación.
Controles de encendido: Este panel contiene los botones de encendido y apagado de la bomba de
aireación, controla el paso de la energía a los interruptores y se encarga de mantener regulado la
carga de voltaje que es suministrada a la bomba de aireación.
Tubería de cloración: En esta tubería se introducen pastillas de cloro en contacto con el agua de
salida de la planta permitiendo la eliminación de posibles microrganismos dañinos para los seres
humanos.
Planta de tratamiento de aguas residuales.
Figura 2. Vista de la planta de tratamiento.
A continuación se describe el funcionamiento de cada elemento que integra el tratamiento de las
aguas residuales.
Desarenador
Es el canal por donde llega el agua residual a la planta de tratamiento, consta de dos
compartimientos con apariencia de registros, se encuentran ubicados aguas arriba a unos metros
de la planta de tratamiento (Véase imagen 1A).
A) Ubicación del desarenador en las
instalaciones del ITM
B) Representación latera del compartimientos
C) Primer compartimiento
D) Segundo compartimiento
Figura 3. Desarenador.
El primer compartimiento, es una pequeña cuenca que le sigue a la tubería del drenaje y se
encuentra conectada al compartimiento 2 mediante un orificio de salida. El primer
compartimiento sirve de registro y es aquí donde podría medirse el caudal del agua residual
(Véase imagen 3B y 3C).
El segundo compartimiento, es un recuadro con incremento de la anchura del canal y posee un
escalón a desnivel lo que ocasiona que las partículas de arena sean retenidas en el fondo y solo el
agua sin arena pase a la planta de tratamiento mediante el tubo de salida (Véase imagen 3B y 3D).
Descripción de la operación de la planta de tratamiento.
1. El agua residual es vertida a la planta de tratamiento mediante un tubo que lleva el agua
hasta el reactor de aireación. El reactor de aireación es el decágono interno de la planta de
tratamiento y contiene una gran cantidad de organismos microscópicos (aprox. 4,000 mg
de SS/L) que se alimentan del material orgánico del agua residual. Para respirar y comer,
los microrganismos necesitan de aire, que es proporcionado por la bomba de aireación a
través de una tubería que se encuentra conectada hasta el fondo del reactor de aireación
y el aire es liberado mediante difusores. Al alimentarse, los microrganismos se reproducen
formando millones de estos y comiéndose todo lo que encuentran.
2. La parte inferior interna de la planta de tratamiento conecta el reactor de aireación a la
zona de sedimentación, conformada por una sección entre el cilindro externo y el
decágono. En esta zona no se introduce aire, el agua residual se observa quieta y los
microrganismos que contiene comienzan a caer hasta el fondo (sedimentan), dejando el
agua de la superficie clara y los microrganismos forman lodos en el fondo.
3. En ocasiones es necesario introducir los microrganismos del fondo nuevamente al reactor
de aireación, para lo cual es necesario abrir la válvula de la tubería de recirculación.
Cuando se abre esta válvula se introduce aire en la tubería impulsando la entrada de
lodos a través de la tubería y la misma presión empuja los lodos hasta el reactor.
4. El agua clarificada de la zona de sedimentación, pasa al primer canal clarificador que se
encuentra alrededor del decágono. La orilla del canal se encuentra dentada lo que permite
seleccionar agua y no permite el paso de los sólidos. El agua clarificada pasa a otro canal
de clarificación y nuevamente impide el paso de los sólidos que se escaparon.
5. El segundo canal clarificador tiene acoplado un tubo que conduce el agua del canal a la
salida de la planta, durante el transcurso de salida del agua se pone en contacto el agua
con una pastilla de cloro que se encuentran acoplada a la tubería con la intención de
matar los microrganismos que hayan escapado.
¿Qué actividades tengo que hacer para la operación de la planta de tratamiento?
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Encendido o apagado de la bomba de aireación.
Abrir o cerrar la válvula de recirculación de lodos.
Incorporación de pastillas de cloro.
Limpieza de canales clarificadores.
Limpieza de zona de sedimentación.
¿Cuándo?, ¿Cómo? y ¿Qué herramienta utilizo?; cada ítem se acompaña de diagramas y figuras
explicativas, las recomendaciones se enmarcan para su mejor visibilidad y al final de cada uno se
presenta un cuadro con los problemas típicos de los elementos y sus causas. La estructura de esta
sección se presenta a continuación:
Mantenimiento: Se proporcionan en orden prioritario y por período las actividades a realizar,
como hacerlo y que herramienta utilizar.
Problemas y causas frecuentes: Es más fácil resolver un problema cuando se conocen sus posibles
causas, para lo cual se proporciona una tabla de manera que el operador al identificar un
problema pueda también identificar sus causas y de esta manera darle una solución.
Sección Tres “Seguridad de la Planta”:
Esta sección está dedicada a proporcionarle al operador una lista de las técnicas de prevención de
accidentes, además se establece y describe el equipo de Protección Personal a utilizar en las
plantas.
Las técnicas de prevención de accidentes se describen a continuación:
Aseo y orden: La primera medida de prevención de accidentes y enfermedades es el aseo y orden
correcto de las instalaciones, por lo cual al operador se le proporcionan actividades y sugerencias,
que pueden ser colocadas en letreros grandes a la vista de estos.
Uso adecuado de herramientas: Se proporciona al operador una serie de recomendaciones para su
uso, además se explica que su uso inadecuado es causa de accidentes de trabajo o del deterioro o
pérdida de las mismas.
Peligros de la electricidad: explica cómo la electricidad puede constituir un factor de riesgo si no se
toman as precauciones debidas.
Prevención y control de incendios: Dada la práctica común de quemar las basuras y desechos es
conveniente instruir al operador en la prevención y control de incendios.
Señalización: Como una medida de seguridad, se recomiendan los tipos de señales a utilizar en las
plantas de tratamiento.
Ejemplos y Sugerencias: Se dan sugerencias sencillas y prácticas para realizar algunas actividades
como subir y bajar escaleras, mover objetos pesados, etc.
Sección Cuatro “Tu Salud”:
Tal como en el caso anterior, la salud ocupacional es un aspecto descuidado por los operadores,
por lo cual en esta sección se desarrolla desde tres puntos de vista:
Medidas de primeros auxilios: Contiene además del concepto de primeros auxilios, instrucciones
prácticas para hacer frente a eventualidades que puedan ocurrir dentro de las plantas de
tratamiento o en la vida cotidiana.
Equipo de Protección Personal (EPP): Se describe el equipo a utilizar y además en que labores
utilizarlo, se hace énfasis en que los operadores verifiquen el buen estado de los mismos antes de
usarlos y que informen al supervisor si éste esta dañado o deteriorado.
El EPP está compuesto por:
1.
2.
3.
4.
5.
Gorra
Mascarilla
Guantes
Uniforme completo
Botas de hule
Medidas de higiene personal: Se establecen los requerimientos de higiene personal que el
operador de las plantas de tratamiento debe observar a fin de proteger su salud. Las medidas de
higiene básica se presentan en la figura 3.
Controles médicos: Se establecen controles médicos periódicos y vacunas que deben
suministrarse a los operadores.
Cuadros y Formularios de Registro: Constituyen una ayuda eficiente al seguimiento de las
operaciones que se realizan en las plantas, han sido diseñadas de manera que sean fáciles de
llenar por el operador y que al mismo tiempo sean de rápida interpretación por los supervisores.
RESULTADOS DE LOS ANÁLISIS DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS
2012
ENTRADA
DQO
(mg/L)
Enero
N.A.
Febrero
N.A.
Marzo
310
Abril
320
Mayo
640
Junio
N.A.
Julio
N.A.
Agosto
463
Septiembre
428
Octubre
436
Noviembre
N.A.
Diciembre
N.A.
2013 Enero
Febrero
Marzo
Abril
Mayo
N.A.
N.A.
568
N.A.
N.A.
SSV
(mg/L)
N.A.
N.A.
480
560
673
N.A.
N.A.
523
648
537
N.A.
N.A.
Flujo
(l/S)
N.A.
N.A.
1.5-2
1.2-2
1.8-2.1
N.A.
N.A.
1.5-1.8
1.5-1.8
1.5-2
N.A.
N.A.
N.A.
N.A.
450
N.A.
N.A.
N.A.
N.A.
1.4-2
N.A.
N.A.
SALIDA
DQO
(mg/L)
N.A.
N.A.
148
143
130
N.A.
N.A.
100
121
249
N.A.
N.A.
N.A.
N.A.
115
N.A.
N.A.
SSV
(mg/L)
N.A.
N.A.
10
5
10
N.A.
N.A.
10
10
10
N.A.
N.A.
N.A.
N.A.
10
N.A.
N.A.
REACTOR
SSV
(mg/L)
N.A.
N.A.
3223
3010
2846
N.A.
N.A.
3272
3128
2830
N.A.
N.A.
N.A.
N.A.
3109
N.A.
N.A.