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  • Abril 2010

    PLANTA DE TRATAMIENTO DE

    AGUAS RESIDUALES EN SAN JUAN

    DE MIRAFLORES

    Ramn Enrique Espinoza Paz

    Piura, 05 de Abril de 2010

    FACULTAD DE INGENIERA

    Maestra en Gestin y Auditoras Ambientales

  • PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES EN SAN JUAN DE MIRAFLORES

    Esta obra est bajo una licencia

    Creative Commons Atribucin-

    NoComercial-SinDerivadas 2.5 Per

    Repositorio institucional PIRHUA Universidad de Piura

  • UNIVERSIDAD DE PIURA

    FACULTAD DE INGENIERIA

    PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES SAN JUAN DE

    MIRAFLORES

    Tesis para optar el Grado de Master en Gestin y Auditoras Ambientales

    RAMN ENRIQUE ESPINOZA PAZ

    Piura, Junio 2010

  • AGRADECIMIENTO

    A mi amada esposa Martha y a mis adorables hijas Fabiola y

    Natalie

    por el escaso tiempo dado por dedicarme al trabajo, con todo mi

    afecto.

    A mi padre Ramn, por haberme, desde estudiante enseado este

    maravilloso campo de la ingeniera sanitaria.

    Al Dr. Ing. Ruddy Noriega Pissani, colega y mejor amigo por

    haberme involucrado en este fantstico mundo de las aguas

    residuales.

  • PROLOGO

    El tratamiento de aguas residuales est cobrando gran importancia en nuestro pas, en el

    caso del presente trabajo trata sobre la ejecucin del proyecto de la Planta San Juan,

    planta que en su poca marco un hito en la Ingeniera Sanitaria y Ambiental al servir

    validar los mtodos empricos utilizados en el dimensionamiento de lagunas facultativas

    gracias a las investigaciones realizadas en los inicios de los aos 80 por F. Yanez, R.

    Saenz donde se desarrollo una metodologa racional de clculo, as como un

    conocimiento ms profundo de los mecanismos envueltos en el proceso, pero con el paso

    del tiempo, el crecimiento desordenado de la ciudad, esta planta quedo obsoleta y haba

    que rescatarla, logrando que se incluyera en un proyecto que la rehabilitara y ampliara.

    El autor como parte integrante del Proyecto de Mejoramiento del Sistema de

    Alcantarillado de la Zona Sur de Lima Metropolitana ms conocido por sus siglas como

    PROMAR, que estudio la solucin a la disposicin final de la zona sur de Lima, trabajo

    en la ejecucin de este proyecto de rehabilitacin y desea darlo a conocer a la comunidad

    universitaria, compartiendo sus conocimientos acerca del tratamiento de aguas servidas y

    aspectos que inciden en el anlisis y seleccin del proceso de tratamiento adecuado.

    Para que una PTAR sea diseada adecuadamente el ingeniero responsable del diseo

    debe: (i) caracterizar el afluente (DBO, SST, pH, presencia de txicos). (ii) decidir el

    grado de tratamiento requerido en base a las diferentes posibilidades de disposicin final

    y/o reuso. (iii) Analizar las posibles alternativas para el grado de tratamiento deseado y el

    rea disponible. (iv) Comparar los costos tanto de capital como de operacin y

    mantenimiento de las diversas alternativas. (v) tratar el tema de equipamiento, gastos de

    operacin y dificultades en el mantenimiento. (vi) Definir el grado de automatizacin

    necesario para las condiciones locales. (vii) Completar el diseo con las especificaciones

    tcnicas correspondientes.

  • PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES SAN

    JUAN DE MIRAFLORES

    RESUMEN

    Las Lagunas de San Juan de Miraflores fueron diseadas en los aos 60, para tratar los

    desages provenientes de Ciudad de Dios y Pamplona del distrito de San Juan de

    Miraflores, con una capacidad promedio de 160 l/s, considerndose un rea de

    tratamiento de 20 hectreas.

    Al ao 1998 reciban un caudal estimado de 450 l/s, con una reduccin del rea de

    tratamiento de aguas residuales, en aproximadamente 5 hectreas, que se utilizaron en

    estanques de acuicultura para crianza de peces, lo que origin una sobrecarga orgnica

    e hidrulica con el resultado de dar un efluente que estaba incumpliendo con las normas

    de descarga y creando un problema de salud pblica.

    Esta fue la razn para ampliar y cambiar el sistema de tratamiento en San Juan, adems

    de conservar el rea de la Planta como un entorno ecolgico; esta zona es un verdadero

    oasis dentro de lo desrtico que son los distritos de San Juan de Miraflores y Villa El

    Salvador, al mismo tiempo que se incrementar la cobertura del servicio de

    alcantarillado al tratar los desages provenientes del colector Villa El Salvador.

    Otro de los beneficios inmediatos ser reducir la contaminacin costera causada por

    efecto de las descargas de aguas residuales del colector Surco al que pertenece el

    sistema San Juan, que recolecta un promedio de 6,500 l/s de desages, que los descarga

    sin tratamiento en el mar en la zona de La Chira, Chorrillos Baha Miraflores, originando en el medio marino costero una serie de problemas asociados a la salud

    pblica, al deterioro de los recursos marinos y a la contaminacin de playas.

    El sistema de tratamiento de lagunas aireadas con lagunas facultativas de acabado es un

    mtodo de tratamiento intermedio entre los sistemas lagunares y los sistemas

    avanzados, producindose en el efluente de las lagunas facultativas una DBO inferior a

    30 mg/l., con la ventaja de una disminucin drstica de los olores al suministrar oxigeno

    en la primera etapa del tratamiento, no dependiendo de factores naturales (luz solar,

    fotosntesis, viento), adems este tipo de tratamiento produce muy poco lodo, y el lodo

    producido es digerido en la misma laguna, por lo que requiere solamente de un rea no

    muy extensa para disponerlos directamente, tambin por poseer un alto periodo de

    retencin (de 6 a 10 das), pueden asimilar sobrecargas hidrulicas y orgnicas sin

    afectar sustancialmente su eficiencia.

  • PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES SAN JUAN

    DE MIRAFLORES

    INDICE

    Introduccin

    Captulo 1: Aspectos generales

    1.1 Problemtica 1.1

    1.2 Problemtica del uso de lagunas en pases en desarrollo 1.3

    1.3 El sistema de alcantarillado en Lima 1.5

    1.4 Objetivos 1.9

    1.4.1 Objetivo general 1.9

    1.4.2 Objetivos especficos

    1.9

    Captulo 2: Antecedentes

    2.1 Generalidades 2.1

    2.2 Situacin de las aguas residuales a nivel nacional 2.6

    2.3 Situacin de las aguas residuales a nivel local 2.10

    2.4 Problemas detectados

    2.12

    Captulo 3: Descripcin general del rea de estudio

    3.1 Ubicacin 3.1

    3.2 Clima 3.1

    3.3 Poblacin 3.3

    3.4 Actividades econmicas 3.6

    3.4.1 Actividad agrcola del distrito de Villa El Salvador 3.7

    3.4.1.1 Extensin actual y potencial de tierras asignadas a la actividad

    agraria de la cuenca

    3.7

    3.4.1.2 Sistemas de riego imperantes en la zona 3.8

    3.5 Abastecimiento de agua y saneamiento 3.9

    3.5.1 Abastecimiento de agua 3.9

    3.5.2 Saneamiento 3.10

    3.6 Aspectos sanitarios de la utilizacin de aguas residuales y

    excretas en la agricultura y acuicultura

    3.11

    3.6.1 La declaracin de Engelberg 3.11

    3.6.2 Revisin de las recomendaciones internacionales vigentes

    acerca del reuso de los efluentes

    3.13

    3.6.3 El enfoque epidemiolgico 3.13

    3.6.4 Aspectos sociales y de comportamiento 3.15

    3.6.5 Directrices para la calidad de aguas residuales tratadas para

    uso en la agricultura

    3.16

    3.6.6 Directrices apropiadas de calidad y tratamiento de excretas 3.16

    3.6.6.1 Utilizacin en la agricultura 3.16

    3.6.6.2 Utilizacin en la acuicultura 3.18

    3.6.7 Prioridades de investigacin 3.19

    3.6.7.1 Estudios epidemiolgicos 3.19

  • ii

    3.6.7.2 Estudios sobre la supervivencia de patgenos 3.21

    3.6.7.3 Aspectos sociales 3.22

    3.6.7.4 Investigacin sobre el tratamiento de aguas residuales y

    excretas

    3.23

    Captulo 4: Descripcin del proceso de tratamiento actual:

    Lagunas de oxidacin San Juan

    4.1 Descripcin 4.1

    4.2 Tratamiento Preliminar 4.4

    4.3 Lagunas de estabilizacin 4.4

    4.4 Desinfeccin 4.6

    4.5 Disposicin Final 4.6

    4.6 Conclusiones

    4.7

    Captulo 5: Estudio de alternativas de tratamiento de aguas

    residuales

    5.1 Alternativas de tratamiento propuestas 5.1

    5.1.1 Proceso de crecimiento en suspensin 5.2

    5.1.1.1 Lodos activados convencional 5.2

    5.1.1.2 Aireacin por etapas 5.3

    5.1.1.3 Estabilizacin por contacto 5.3

    5.1.1.4 Aireacin extendida 5.3

    5.1.1.5 Zanjas de oxidacin 5.4

    5.1.1.6 Plantas de tratamiento con oxgeno puro 5.4

    5.1.1.7 Reactores secuenciales de flujo intermitente (SBR) 5.5

    5.1.2 Procesos de pelcula fija 5.5

    5.1.2.1 Filtros percoladores 5.5

    5.1.2.2 Discos biolgicos rotatorios (RBC) 5.6

    5.1.3 Sistemas no convencionales 5.7

    5.1.3.1 Lagunas de estabilizacin 5.7

    5.2 Comparacin de alternativas 5.8

    5.3 Evaluacin de alternativas 5.9

    5.3.1 Primera etapa de evaluacin: Matriz de seleccin 5.9

    5.3.2 Seleccin de alternativas 5.10

    5.3.3 Aplicacin de la matriz de seleccin 5.12

    5.3.4 Segunda etapa de evaluacin: Evaluacin econmica 5.13

    5.4 Sistema de tratamiento recomendado

    5.15

    Captulo 6: Parmetros de diseo

    6.1 Criterios de diseo 6.1

    6.2 Caudales de diseo 6.2

    6.2.1 Fluctuacin diaria/horaria del caudal 6.2

    6.2.2 Caudales de diseo de la planta e instalaciones afines 6.2

    6.3 Carac