MODULO MANEJO INTEGRADO DEL AGUA

APORTE INDIVIDUAL DEL TRABAJO COLABORATIVO

“AGUAS RESIDUALES”

ESTUDIANTE

MARLON ALFONSO ALVAREZ BLANCO

DOCENTE

NELSON RODRIGUEZ VALENCIA

OCAÑA, 2015

RESUMEN

Es común que en todo nuestro territorio nacional se contaminen las fuentes se agua debido

a los vertimientos que se descargan en estas, lo cual genera, que se afecte la calidad de las

agua y pongan en riesgo la salud de las poblaciones. Esto hace que sea necesario diseñar y

construir sistemas de tratamiento de aguas residuales, que ayuden a aportar en la solución

de la problemática ambiental.

En tal sentido se busca que los efluentes de estos tratamientos salgan de manera segura y

sean devueltos al medio con una menor carga contaminante. Buscando la posibilidad de que

se puedan reusar, para fortalecer de esta manera los procesos tecnológicos que apunten al

desarrollo sostenible.

Bajo este contexto, el presente escrito, desarrollo un análisis de los sistemas basados en

lagunas de estabilización, para el tratamiento de aguas residuales domésticas y en especial

hacer referencia al único sistema de consideración, implementado en el municipio de

Abrego Norte de Santander de la región del Catatumbo. Donde se han presentado conflictos

entre varios municipios debido al uso y funcionamiento del sistema. Para lo cual se

realizaron estudios en el municipio con el objetivo de verificar la eficiencia en el

tratamiento de las aguas residuales.

El estudio que se reviso, fue realizado por la empresa servicios de laboratorio y plantas

piloto laboratorio de refinación y transporte. Quien dentro de la metodología planteo

realizar un monitoreo de las aguas, en la entrada a la laguna, en la salida de la laguna, asi

como el monitoreo del rio Algodonal 20 metros antes de la descarga y 20 metros después

de la misma. Y poder determinar de esta manera el grado de eficiencia del sistema basado

en ese momento, en el decreto 1594/84 del Ministerio de Salud, en el cual se establecían los

criterios que debe cumplir todo vertimiento a un cuerpo de agua.

INTRODUCCION

Dentro de los procesos desarrollo del ser humano, se han venido utilizando los recursos

naturales para satisfacer, sus necesidades, y dentro de estos, el agua se ha convertido en

motor de desarrollo, y, pilar fundamental, en el progreso de las poblaciones en el mundo.

En esta dinámica, el acceso y la disponibilidad de este recurso, es una prioridad en las

políticas públicas, y, más aún, cuando se prioriza desde su calidad.

La creciente demanda, los altos niveles de contaminación, los cambios climáticos, y la

sobreexplotación de los recursos hídricos, han conducido a un gran deterioro de este

recurso, en cuanto a calidad y cantidad, por tal razón se hace necesario que se direccionen

estrategias y políticas, desde la simple satisfacción de cantidad, hasta una gestión que

contemple la calidad y protección del recurso, con miras a fortalecer el desarrollo

sostenible.

El concepto de calidad del agua, es entendido a un conjunto de características físicas,

químicas y biológicas, que hacen que el agua sea apropiada para unos usos determinados.

Las actividades humanas, generan efluentes residuales que son vertidos a unos sistemas o

flujos hídricos de origen natural, por lo que se hace necesario establecer criterios de

calidad, que permitan tratar las aguas, antes de ser enviadas o evacuadas a un sistema

receptor.

En el presente trabajo se analizara un sistema de tratamiento, basado en lagunas de

estabilización, en el municipio de Abrego Norte de Santander, que se convierte en el

sistema de mayor tamaño que se encuentra en la región, y que ha generado algunos

conflictos por su eficiencia entre algunos municipios del Catatumbo.

1. OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Realizar el análisis de un sistema de tratamiento de aguas residuales en la región, como

aporte al trabajo colaborativo del módulo de gestión integral del agua

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Determinar un sistema de tratamiento de aguas residuales que se realice en la región

Realizar una revisión bibliográfica y organizar un marco teórico con base en el

sistema de tratamiento seleccionado.

Construir un análisis del sistema de tratamiento basado en su funcionamiento y en la

normatividad que regula los diferentes tipos de vertimiento en nuestro país..

2. MARCO TEORICO

La contaminación de las fuentes hídricas en el mundo hoy se convierten en un tema de

relevante importancia, y un problema que se agrava con el tiempo, que debe mirarse como

prioritario y ser atendido de manera eficaz. Esta situación ocasionada por las diversas

actividades humanas, hace que se den diversos tipos de contaminación y provocando la

modificación en las características física, químicas y biológicas de la aguas de origen

natural.

El tratamiento de aguas residuales se convierte entonces en una manera de controlar y

disminuir la contaminación de los cuerpos de agua, donde estas son descargadas, con la

finalidad de remover de éstas la mayor cantidad de residuos que pueden causar

contaminación y asegurar de esta forma, que el cuerpo receptor tenga una calidad de agua

tal que pueda sustentar los usos que se le dé a dicho cuerpo de agua, aguas abajo de la

descarga, de acuerdo a la normatividad ambiental vigente (Cárdenas et al., 2005).

Para determinar el sistema de tratamiento de las aguas residuales es necesario conocer su

origen, en tal sentido se ha determinado una clasificación donde podemos destacar las

aguas residuales domésticas, industriales y municipales. Estas aguas son el resultado de su

utilización desde una fuente natural o de una red de conducción para un uso determinado.

Todas estas aguas resultan de la combinación de líquidos y residuos sólidos que son

transportados por el agua, que provienen de residencias, oficinas, edificios, e instituciones,

junto con los residuos de las industrias y de las actividades agropecuarias, así como de las

aguas subterráneas, superficiales o de precipitación que también pueden agregarse

eventualmente al agua residual. (Rolim M, 2000).

Dentro de las aguas residuales domésticas y urbanas, se encuentran como principales tipos

de contaminantes la materia orgánica (M.O) que puede estar de forma disuelta o en

suspensión, la presencia de sales minerales, y materias solidas inorgánicas en suspensión,

igualmente es común encontrar numerosos microorganismos patógenos y no patógenos,

cabe destacar que se presentan numerosas bacterias conocidas como coliformes, y sirven

como indicadores para determinar la calidad del agua.

Las aguas residuales domesticas están constituidas en un elevado porcentaje (en peso) por

agua, cerca del 99%, y apenas 0,1 % de solidos suspendidos, coloidales y disueltos. Sin

embargo, esta fracción de solidos es la que presenta mayores problemas en el tratamiento y

su disposición. El agua es apenas el medio de transporte de los sólidos. (Rolim M, 2000).

El tratamiento de las aguas residuales puede llevarse a cabo mediante procesos físicos,

químicos o biológicos. Los mecanismos de tratamiento pueden ser alternados de diferentes

maneras, lo que inevitablemente dará como resultado diferentes secuencias de operaciones

y procesos o trenes de tratamiento. Específicamente, el tratamiento de las aguas residuales

domésticas, se realiza en dos o tres etapas: Tratamiento físico, denominada también primera

etapa o tratamiento primario, tratamiento biológico, denominada también segunda etapa o

tratamiento secundario y tratamiento avanzado, denominada también tercera etapa o

tratamiento terciario. Esta última etapa se considera como algo fuera de lo común para el

tratamiento de las aguas residuales domésticas, siendo más comúnmente utilizadas la

primera y la segunda etapa (Rolim, 2000).

Los tratamientos biológicos se clasifican en aerobios, anaerobios y facultativos. En el

primer caso se requiere de la presencia de oxígeno disuelto en el medio; en el segundo caso

el oxígeno está ausente; y en el tercero se pueden presentar las dos situaciones (Metcalf y

Eddy, 1995).

En estos procesos el primer tratamiento es denominado preliminar y comúnmente incluye

un cribado y un desarenado, aquí se eliminan los sólidos sedimentables y el material

flotante, esto hace que se disminuyan los sólidos suspendidos y la carga orgánica, en tal

sentido y como estrategia efectiva, se utilizan las lagunas de estabilización.

Las lagunas de estabilización son el método más simple de tratamiento de aguas residuales

que existe. Están constituidos por excavaciones poco profundas cercadas por taludes de

tierra. Generalmente tiene forma rectangular o cuadrada. Las lagunas tienen como

objetivos:

1. Remover de las aguas residuales la materia orgánica que ocasiona la contaminación.

2. Eliminar microorganismos patógenos que representan un grave peligro para la salud.

3. Utilizar su efluente para reutilización, con otras finalidades, como agricultura. (Rolim,

2000).

La laguna de estabilización es aparentemente un método simple de tratamiento de las aguas

residuales pero los mecanismos de purificación involucrados son complejos. Estos

involucran procesos de sedimentación, digestión, oxidación, síntesis, fotosíntesis,

respiración endógena, intercambio de gases, aireación, evaporación, corrientes térmicas y

filtración (Rolim, 2000).

En la implantación de esta tecnología se han definido como objetivos fundamentales,

remover de las aguas residuales la materia orgánica que ocasiona la contaminación en la

fuente receptora y eliminar los microorganismos potencialmente patógenos que representan

un grave peligro para la salud. Aunque en muchas ocasiones se presenta un tercer objetivo

y es utilizar su efluente con otras finalidades. (España. MOPT, 1991).

Una laguna de estabilización es aerobia si la carga orgánica es suficientemente baja como

para que en todo momento se encuentre presente OD en toda la masa de líquido contenida

en la laguna, es anaerobia si no hay oxígeno, y es facultativa si la capa superior permanece

aerobia y la inferior anaerobia.

La concentración de OD en las lagunas aerobias y facultativas estará directamente

relacionada con la carga orgánica aplicada. Así, cuánto más alta es la carga de materia

orgánica biodegradable que recibe el sistema mayor será la demanda de oxígeno. Por otro

lado, como la disponibilidad de éste está vinculada a procesos naturales (fotosíntesis y

reaireación a través de la superficie), la máxima carga orgánica aplicable al sistema, para

mantener condiciones al menos facultativas, estará limitada por dichos procesos.1

Las lagunas de estabilización son colonizadas naturalmente por una gran variedad de

organismos, la mayor parte de ellos invisibles al ojo humano. Los principales grupos

1 http://www.guiaambiental.com.ar/conocimiento-calidad-de-agua-lagunas-estabilizacion.html

encontrados son: Bacterias Compuesto por microorganismos que pueden asimilar la mayor

parte de la materia orgánica. Ellos eliminan al medio ambiente productos de

descomposición bajo la forma de dióxido de carbono, metano y material soluble. Algas. Las

algas son plantas microscópicas y como toda planta contiene clorofila y a ellas se debe el

color verde de las lagunas aeróbicas y facultativas. La clorofila hace posible el uso de la luz

solar como fuente de energía y a este proceso se le conoce como fotosíntesis. Las algas

durante la luz del día asimilan el bióxido de carbono y las sales minerales del agua para

producir oxígeno y liberarlo dentro de la masa de agua de la laguna aeróbica y

facultativa.(OPS, 2005).

Las bacterias descomponen la materia orgánica, formando nitrógeno inorgánico, NH3,

fosfatos, PO4, y dióxido de carbono, CO2. Las algas usan estos compuestos, junto con la

energía de la luz solar, para la fotosíntesis, liberando oxígeno para la solución. El oxígeno

es, a su vez, asimilado por las bacterias, cerrando así el ciclo. El efluente de una laguna de

estabilización contiene algas suspendidas, y el exceso de los productos finales de la

descomposición bacteriana.

3. SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DEL

MUNICIPIO DE ABREGO NORTE DE SANTANDER.

El municipio de Ábrego se encuentra ubicado en la parte media del occidente del

departamento de Norte de Santander. Cuenta con un área total de 1413.41 Kilómetros

cuadrados, se encuentra entre los pisos térmicos cálido, templado, frío y páramo. Su

temperatura aproximada es de 21° C. y su precipitación media anual es de 1100 mm. Su

cabecera municipal se encuentra ubicada a los 08°0´00´´ latitud norte y 73°14´´00´´

Longitud. Se encuentra a una altura aproximada de 1398 m sobre el nivel del mar. (PBOT,

2001-2009)

El municipio limita al Norte con los municipios de Ocaña, La Playa y Hacarí; al oriente con

los municipios Sardinata, Bucarasica y Villacaro; al sur con el municipio de Cáchira y al

occidente con los municipios La esperanza y San Alberto, este último perteneciente al

departamento del Cesar. (PBOT, 2001-2009)

El municipio cuenta con un sistema de tratamiento de aguas residuales domesticas donde

las aguas negras del casco urbano va a caer a la laguna de oxidación, que se encuentra en

terrenos de la veredas San Miguel y La Teja. Allí esta agua se somete a un tratamiento para

luego ser depositada en el río Algodonal.

Se cuenta con una unidad de Servicios Públicos que tiene una Cobertura del servicio de

alcantarillado Urbano de un 94% donde el Caudal promedio de vertimientos de aguas

residuales es de 48 lt/sg según datos de informe anual del estado de los recursos naturales y

del ambiente del departamento norte de Santander realizado por la contraloría general de la

nación en el 2013.

El sistema de tratamiento de aguas residuales domesticas (ARD) del municipio de Abrego

(Norte de Santander) está compuesto por una piscina de estabilización de procesos

aerobios, a la cual llegan las aguas servidas del municipio y las provenientes del matadero.

Las aguas tratadas de la unidad vierten al río Algodonal mediante un canal natural. Esta

estructura se está implementando como sistema de tratamiento desde hace 34 años.

En tal sentido se han generado muchos conflictos con el vecino municipio de Ocaña, ya que

las aguas del rio algodonal son usadas para el consumo humano de este municipio, y es la

fuente principal para el abastecimiento de agua potable para la población Ocañera, además

es importante mencionar que la fuente hídrica denominada en este sector como rio

algodonal es la corriente principal del rio Catatumbo aguas abajo.

Con esta perspectiva y basado en las situaciones presentadas, en el municipio de Abrego se

han realizado algunos estudios, donde se aclare la eficiencia de la laguna de estabilización y

se puedan tomar acciones en caso de ser necesario.

En el 2011 se realizó un monitoreo del sistema para verificar el funcionamiento del

sistema. En tal sentido se hizo caracterización fisicoquímica aguas residuales domésticas y

aguas superficiales municipio Abrego por la empresa servicios de laboratorio y plantas

piloto laboratorio de refinación y transporte, según los procedimientos establecidos en el

Standard Methods edición 21 de 2005.

Este monitoreo se realizó bajo el decreto 1594/84 del Ministerio de Salud, en el cual se

establecían los criterios que debe cumplir todo vertimiento a un cuerpo de agua. Y que fue

derogado por el decreto 3930 de 2010 y modificado parcialmente por el decreto 4728 de

2010.

Para evaluar la eficiencia del sistema de tratamiento de aguas residuales domésticas se

Determina la remoción en carga de la Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO5), Sólidos

Suspendidos (SS) y Grasas & Aceites (G&A).

TABLA CARACTERISTICAS TIPICAS DEL AGUA RESIDUAL MUNICIPAL

FUENTE: Ministerio del medio ambiente, 2002

Dentro de la metodología utilizada se identificaron puntos monitoreados de las aguas

residuales domésticas y del cuerpo de agua receptor (Rio Algodonal) en los sitios de

entrada y sitios de salida, así como 20 metros antes del vertimiento en el rio algodonal

como 20 metros después del vertimiento.

FOTOGRAFIA 1: Entrada a la laguna

Fuente: informe técnico caracterización fisicoquímica aguas residuales domésticas y aguas

superficiales. Municipio Abrego. 2011.

FOTOGRAFIA 2: Salida de la laguna

Fuente: informe técnico caracterización fisicoquímica aguas residuales domésticas y aguas

superficiales. Municipio Abrego. 2011.

Imagen satelital puntos de monitoreo ARD – CA municipio Abrego

SALIDA

RÍO ALGODONAL 20 m ANTES SALIDA

RÍO ALGODONAL 20 m DESPUES SALIDA

ENTRADA

Fuente: Google Earth (fecha de imagen: 2/14/2003)

A continuación se presenta la gráfica que genero el monitoreo que permitió evaluar la

eficiencia del sistema.

Eficiencia sistema de tratamiento ARD municipio Abrego

Fuente: informe técnico caracterización fisicoquímica aguas residuales domésticas y aguas

superficiales. Municipio Abrego. 2011.

Con relación a los resultados de laboratorio presentados por el estudio realizado se

determinó que el sistema de tratamiento de ARD del municipio de Abrego cumple

eficientemente con la remoción de los sólidos suspendidos (SS: 96%) y de la demanda

bioquímica de oxígeno (DBO5:89%); en cuanto a la remoción de grasas y aceites (G&A:

78%) se presenta levemente inferior al límite permisible por el Decreto referido en ese

momento.

Con respecto a los demás parámetros analizados, se puede decir que: Los valores de pH y

temperatura reportados en el efluente de la laguna de estabilización cumplen con el rango

permisible según la legislación referenciada (5.0 a 9.0 unidades de pH y ≤40° C).

Asimismo, las concentraciones promedio de cianuro disuelto, fenoles y metales (cromo

hexavalente, plata, arsénico, bario, cadmio, cobre, níquel, plomo, selenio, mercurio)

cumplen con lo estipulado en el Artículo 74 del Decreto 1594/84. Cabe resaltar que las

aguas residuales domésticas que recibe el sistema de tratamiento no presentan afectación

por compuestos fenólicos, pues en la entrada a la unidad citada se registra una

concentración inferior a la mínima cuantificable del método de laboratorio empleado en su

determinación.

En cuanto a las aguas superficiales del río Algodonal, ubicado en el área de influencia del

Municipio de Abrego, presentan valores de pH y concentraciones de cianuro disuelto,

Compuestos fenólicos, análisis bacteriológicos (coliformes fecales, coliformes totales) y

metales (cromo hexavalente, plata, arsénico, bario, cadmio, cobre, plomo, selenio,

mercurio) que cumplen con los criterios de calidad establecidos en el Artículo 38 del

Decreto 1594 de 1984. Adicionalmente, no se registró formación in situ de iridiscencia

sobre el sistema lótico, condición que se encuentra según lo estipulado en la normatividad

ambiental aplicada. Excelente; con respecto a la DQO, el cuerpo de agua reporta una buena

calidad, a partir de estos resultados se infiere que son aguas no contaminadas, con bajo

contenido de materia orgánica biodegradable y no biodegradable.

CONCLUSIONES

Los sistemas de tratamiento de aguas residuales, son realmente importantes, dentro de la

gestión integral del recurso hídrico, pues, permiten reducir la contaminación de las fuentes

hídricas, y de igual forma facilitan la reutilización de las aguas residuales en diferentes

actividades humanas.

Las lagunas de estabilización, se convierten en una tecnología que permite mejorar la

calidad de las aguas residuales domesticas para ser vertidas a las fuentes hídricas, con

grandes ventajas, como el bajo costo, producen un efluente da calidad, elevada

estabilización dela materia orgánica, y regula la carga de microorganismos patógenos.

En el caso del estudio realizado se establece que La remoción de la carga contaminante de

los Sólidos Suspendidos (SS: 96%) y de la Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO5: 89%)

del sistema de tratamiento (laguna de estabilización) de las ARD del municipio de Abrego

cumple con los porcentajes de remoción estipulados en la legislación citada. En cuanto a la

remoción de grasas y aceites (G&A: 78%) se presenta inferior al límite permisible por el

decreto referido.

Aún cuando el sistema de tratamiento no cumple con el nivel de remoción de G&A

estipulado en la normatividad, la carga de material de graso en el vertimiento no afectan la

calidad del cuerpo de agua receptor, lo cual se refleja en los bajos niveles de este parámetro

y la ausencia de película visible de material graso sobre el río Algodonal. De igual manera

se pudo establecer que aguas del río Algodonal según el contenido de DBO5 presentan una

calidad excelente; con respecto a la DQO, el cuerpo de agua reporta una buena calidad,

considerándose como aguas no contaminadas, con bajo contenido de materia orgánica

biodegradable y no biodegradable.

BIBLIOGRAFÍA

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Tratamiento de aguas residuales, lagunas de estabilización, capitulo IV, disponible:

http://tesis.uson.mx/digital/tesis/docs/19117/capitulo4.pdf