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TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES TRATAMIENTO

PRIMARIO (LAGUNAS PRIMARIAS)

1. INTRODUCCION:

El tratamiento de aguas residuales consiste en una serie de procesos fsicos, qumicos y

biolgicos que tienen como fin eliminar los contaminantes fsicos, qumicos y biolgicos

presentes en el agua efluente del uso humano.

El mtodo de tratamiento a analizar ser el de Lagunas de Estabilizacin que

comprenden de depsitos de agua de profundidad oscilante entre 1 y 5 mts. Y tienen

como finalidad estabilizar la materia orgnica presente en las aguas residuales.

Este tipo de tratamiento se emplea extensamente en comunidades rurales o pequeas y

por su flexibilidad, bajo costo de inversin, operacin y mantenimiento, es una opcin a

los procesos convencionales de tratamiento de aguas residuales.

La clasificacin de estas lagunas de tratamiento depende de factores tales como: tiempo

de retencin, carga orgnica por unidad de rea, proceso de estabilizacin (aerobio,

anaerobio o mixto), profundidad de laguna.

Planta de Tratamiento de aguas residuales.

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2. OBJETIVOS:

2.1. Objetivo General:

- Conocer el proceso de Tratamiento de aguas Residuales realizando

nfasis en el asunto del Tratamiento Primario Lagunas Primarias.

2.2. Objetivos especficos:

- Analizar y comprender la funcin que realizan las lagunas primarias, en

el tratamiento de aguas residuales.

- Encontrar ventajas y deficiencias en la utilizacin de lagunas

Facultativas.

- Conocer los parmetros de diseo impuestos para el esbozo de las

lagunas primarias.

3. TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES:

Para el tratamiento de las aguas residuales, se conoce como Operaciones Unitarias a aquellos mtodos de tratamiento en los que predominan los fenmenos fsicos, para diferenciar de aquellos mtodos en los que la eliminacin de los contaminantes se realiza sobre la base de procesos qumicos o biolgicos que se conocen como Procesos Unitarios. En la actualidad, las Operaciones y Procesos Unitarios se agrupan entre s para constituir los as llamados Tratamiento Primario, Secundario y Terciario (Avanzado) (1):

1. Pre-Tratamiento (Retencin de solidos) 2. Tratamiento Primario (Asentamiento de slidos) 3. Tratamiento Secundario (Tratamiento biolgico de slidos flotantes y asentados) 4. Tratamiento Terciario (Pasos adicionales como lagunas, micro filtracin o

desinfeccin).

3.1. PRE-TRATAMIENTO: Aunque no reflejan un proceso en s, sirven para aumentar la

efectividad de los tratamientos primarios, secundarios y terciarios. Las aguas residuales

que fluyen desde los alcantarillados a las plantas de tratamiento de aguas residuales

(PTAR), son muy variables en su flujo y contienen gran cantidad de objetos, en muchos

casos voluminosos y abrasivos, que por ningn motivo deben llegar a las diferentes

unidades donde se realizan los tratamientos y deben ser removidos. Para esto son

utilizados los tamices, las rejas, los microfiltros, etc.

Tamizado: Los tamices autolimpiantes estn construidos con mallas dispuestas en

una inclinacin particular que deja atravesar el agua y obliga a deslizarse a la

materia slida retenida hasta caer fuera de la malla por s sola.

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Rejas: Se utilizan para separar objetos de tamao ms importante que el de

simples partculas que son arrastrados por la corriente de agua. Se utilizan

solamente en desbastes previos. El objetivo es proteger los equipos mecnicos e

instalaciones posteriores que podran ser daados u obstruidos con perjuicio de los

procesos que tuviesen lugar. Se construyen con barras metlicas de 6 o ms mm

de espesor, dispuestas paralelamente y espaciadas de 10 a 100 mm. Se limpian

mediante rastrillos que pueden ser manejados manualmente o accionados

automticamente.

Microfiltracin: Los microfiltros trabajan a baja carga, con muy poco desnivel, y

estn basados en una pantalla giratoria de acero o material plstico a travs de la

cual circula el agua. Las partculas slidas quedan retenidas en la superficie

interior del microfiltro que dispone de un sistema de lavado continuo para

mantener las mallas limpias. Se han utilizado eficazmente para separar algas de

aguas superficiales y como tratamiento terciario en la depuracin de aguas

residuales. Segn la aplicacin se selecciona el tamao de malla indicado. Con

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mallas de acero pueden tener luces del orden de 30 micras y con mallas de

polister se consiguen buenos rendimientos con tamaos de hasta 6 micras.

3.2. TRATAMIENTO PRIMARIO: El principal objetivo es el de remover aquellos

contaminantes que pueden sedimentar, como por ejemplo los slidos sedimentables y

algunos suspendidos o aquellos que pueden flotar como las grasas.

El tratamiento primario presenta diferentes alternativas segn la configuracin general y

el tipo de tratamiento que se haya adoptado. Se puede hablar de una sedimentacin

primaria como ltimo tratamiento o precediendo un tratamiento biolgico, de una

coagulacin cuando se opta por tratamientos de tipo fsico-qumico.

-Sedimentacin primaria: Se realiza en tanques ya sean rectangulares o cilndricos en

donde se remueve de un 60 a 65% de los slidos sedimentables y de 30 a 35% de los

slidos suspendidos en las aguas residuales. En la sedimentacin primaria el proceso es

de tipo floculento y los lodos producidos estn conformados por partculas orgnicas.

Un tanque de sedimentacin primaria tiene profundidades que oscilan entre 3 y 4m y

tiempos de detencin entre 2 y 3 horas. En estos tanques el agua residual es sometida a

condiciones de reposo para facilitar la sedimentacin de los slidos sedimentables. El

porcentaje de partculas sedimentadas puede aumentarse con tiempos de detencin ms

altos, aunque se sacrifica eficiencia y economa en el proceso; las grasas y espumas que se

forman sobre la superficie del sedimentador primario son removidas por medio de

rastrillos que ejecutan un barrido superficial continuo.

- Precipitacin qumica coagulacin: La coagulacin en el tratamiento de las aguas

residuales es un proceso de precipitacin qumica en donde se agregan compuestos

qumicos con el fin de remover los slidos. El uso de la coagulacin ha despertado inters

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sobre todo como tratamiento terciario y con el fin de remover fsforo, color, turbiedad y

otros compuestos orgnicos.

3.3. TRATAMIENTO SECUNDARIO: Tiene como objetivo eliminar la materia orgnica en

disolucin y en estado coloidal mediante un proceso de oxidacin de naturaleza biolgica

seguido de sedimentacin. Este proceso biolgico es un proceso natural controlado en el

cual participan los microorganismos presentes en el agua residual, y que se desarrollan en

un reactor o cuba de aireacin, ms los que se desarrollan, en menor medida en el

decantador secundario. Estos microorganismos, principalmente bacterias, se alimentan de

los slidos en suspensin y estado coloidal produciendo en su degradacin en anhdrido

carbnico y agua, originndose una biomasa bacteriana que precipita en el decantador

secundario. As, el agua queda limpia a cambio de producirse unos fangos para los que hay

que buscar un medio de eliminarlos.

En el decantador secundario, hay un flujo tranquilo de agua, de forma que la biomasa, es

decir, los flculos bacterianos producidos en el reactor, sedimentan. El sedimento que se

produce y que, como se dijo, est formado fundamentalmente por bacterias, se denomina

fango activo.

Los microorganismos del reactor aireado pueden estar en suspensin en el agua (procesos

de crecimiento suspendido o fangos activados), adheridos a un medio de suspensin

(procesos de crecimiento adherido) o distribuidos en un sistema mixto (procesos de

crecimiento mixto).

Las estructuras usadas para el tratamiento secundario incluyen filtros de arena

intermitentes, filtros percoladores, contactores biolgicos rotatorios, lechos fluidizados,

estanques de fangos activos, lagunas de estabilizacin u oxidacin y sistemas de digestin

de fangos.

3.4. TRATAMIENTO TERCIARIO: Tiene como objetivo suprimir algunos contaminantes

especficos presentes en el agua residual tales como los fosfatos que provienen del uso de

detergentes domsticos e industriales y cuya descarga en curso de agua favorece la

eutrofizacin, es decir, un desarrollo incontrolado y acelerado de la vegetacin acutica

que agota el oxgeno, y mata la fauna existente en la zona. No todas las plantas tienen

esta etapa ya que depender de la composicin del agua residual y el destino que se le

dar.

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4. TREN DE TRATAMIENTO:

Tren de tratamiento Convencional de aguas residuales.

Tren de tratamiento de aguas Tratamiento Primario.

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5. TRATAMIENTO PRIMARIO - LAGUNAS PRIMARIAS:

El tratamiento por lagunas de estabilizacin puede ser aplicable en los casos en los cuales

la biomasa de algas y los nutrientes que se descargan en el efluente puedan ser

asimilados sin problema por el cuerpo receptor.

En caso de que las algas descargadas al cuerpo receptor no pueden sobrevivir en el,

generando una demanda de oxgeno adicional, que impida cumplir con los objetivos de

calidad estipulados, debe incluirse en el proyecto la remocin de stas en el efluente final

antes de ser descargado.

En los niveles bajo, medio y medio alto de complejidad deben siempre considerarse las

lagunas de estabilizacin dentro de la evaluacin de alternativas que se realiza para la

seleccin del sistema de tratamiento.

Tren de tratamiento de aguas residuales Lagunas Estabilizantes.

Serie de Lagunas de Estabilizacin.

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5.1. Diagramas de Flujo de lagunas de estabilizacin:

5.1.1 Serie anaerobia, facultativa y de maduracin

Esta debe usarse cuando hay necesidad de una reduccin apreciable de bacterias y

reduccin en rea. Adicionalmente debe considerarse la alternativa de reactores

anaerobios de alta tasa como sustitutos de las lagunas anaerobias.

5.1.2 Serie Facultativa y de maduracin

Este es el caso ms usual de lagunas en serie, en el cual las unidades de maduracin

pueden tener una o ms unidades. Para un adecuado diseo primero debe comprobarse

que la carga superficial en la primera unidad sea adecuada.

5.2. LAGUNAS ANAEROBIAS:

Debido a las altas cargas que soporta este tipo de unidades de tratamiento y a las

eficiencias reducidas, se hace necesario el tratamiento posterior, generalmente por

unidades de lagunas facultativas en serie, para alcanzar el grado de tratamiento

requerido. Para este caso debe comprobarse que la laguna facultativa secundaria no tenga

una carga orgnica por encima del lmite.

Diagramas de flujo de lagunas de estabilizacin.

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Debe disearse un nmero mnimo de dos unidades en paralelo para permitir la operacin

en una de las unidades mientras se remueve el lodo de la otra.

Las lagunas anaerobias constituyen un proceso de tratamiento que opera bajo una

condicin de ausencia de oxgeno.

Las lagunas anaerobias se utilizan normalmente como primera fase en el tratamiento de

aguas residuales urbanas o industriales con alto contenido en materia orgnica

biodegradable.

El objetivo primordial de estas lagunas es la reduccin de contenido en slidos y materia

orgnica del agua residual, y no la obtencin de un efluente de alta calidad.

La estabilizacin tiene lugar mediante tres etapas:

Hidrlisis

Fermentacin Acida

Fermentacin del Metano

5.2.1 Hidrolisis: Este trmino indica la conversin de compuestos orgnicos

complejos e

insolubles en otros compuestos ms sencillos y solubles en agua. Esta etapa

es fundamental para suministrar los compuestos orgnicos necesarios para

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la estabilizacin anaerobia en forma que puedan ser utilizados por las

bacterias responsables de las dos etapas siguientes.

5.2.2 Fermentacin Acida: Los compuestos orgnicos sencillos generados en la

etapa anterior son utilizados por las bacterias generadoras de cidos.

Como resultado se produce su conversin en cidos orgnicos voltiles,

fundamentalmente en cidos actico, propinico y butrico.

Esta etapa la pueden llevar a cabo bacterias anaerobias o facultativas.

Hay una gran variedad de bacterias capaces de efectuar la etapa de

formacin de cidos, y adems esta conversin ocurre con gran rapidez.

Dado que estos productos del metabolismo de las bacterias formadoras de

cido o acidognicas estn muy poco estabilizados en relacin con los

productos de partida, la reduccin de DBO5 o DQO en esta etapa es

pequea

La conversin de carbohidratos a clulas bacterianas, se realiza de la

siguiente manera:

5(CH2O)x (CH2O)x + 2CH3COOH + Energa

5.2.3. Fermentacin del Metano: Una vez que se han formado cidos orgnicos,

una nueva categora de bacterias entra en accin, y los utiliza para

convertirlos finalmente en metano y dixido de carbono. El metano es un

gas combustible e inodoro, y el dixido de carbono es un gas estable, que

forma parte de la atmsfera.

La liberacin de estos gases es responsable de la aparicin de burbujas, que

son un sntoma de buen funcionamiento en las lagunas anaerobias.

Esta fase de la depuracin anaerobia es fundamental para conseguir la

eliminacin de materia orgnica, ya que los productos finales no

contribuyen a la DBO5 o DQO del medio.

A diferencia de lo que ocurra con la fase acidognica, hay pocos

microorganismos capaces de desarrollar la actividad metanognica, su

metabolismo es ms lento y adems, son mucho ms sensibles a distintas

condiciones ambientales.

Los productos finales de la degradacin son:

Metano

Bixido de Carbono

Gas sulfhdrico

Agua

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La conversin de carbohidratos a clulas bacterianas, se realiza de la siguiente manera:

2.5 CH3COOH (CH2O)x + CH4 + 2CO2 + Energa

De los dos grupos de bacterias referidos anteriormente, las bacterias formadoras de

metano son las ms importantes para el proceso anaerobio.

La fase de fermentacin del metano es el factor cintico limitante en el proceso.

Las caractersticas fundamentales del grupo bacteriano son las siguientes:

Son estrictamente anaerobios (nitratos y sulfatos retardan accin de las bacterias)

Se desarrollan muy lentamente en comparacin con otros organismos (2 a 22

das).

Son sensibles al pH (6,5 a 7,6).

El trabajo de las bacterias del metano est en desventaja debido a la poblacin reducida

que es desarrollada.

Bajo costo, se requiere de reas reducidas.

Buen rendimiento para el tratamiento de aguas residuales con altas concentraciones de

materia orgnica.

Eficiencia probada en el tratamiento de una variedad de aguas residuales industriales

biodegradables.

Lagunas Anaerobias.

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5.2.3. Demanda con respecto a la calidad del efluente de la planta.

En Bolivia existe un reglamento en materia de contaminacin hdrica que

est basado en la ley 1333 del medio ambiente, y determina las demandas

al efluente.

Valores utilizados en PTAR Ley 1333 (Bolivia)

Valores Lmite para el efluente PTAR

Parmetro valor unidad

DBO 80 ml/l

DQO 250 ml/l

Coliformes Fecales 1000 CF/100 ml

Valores utilizados en PTAR convencionales (Sudamrica)

Valores Lmite para el efluente Laguna Anaerobia

Parmetro valor unidad

DBO 30 - 70 %

DQO 38 %

Solidos Sedimentables 90 %

Slidos en Suspensin 60 %

Coliformes Fecales NMP/100 ml

5.3. LAGUNAS FACULTATIVAS

Las caractersticas principales de este tipo de lagunas son el comensalismo entre las algas

y bacterias en el estrato superior y la descomposicin anaerobia de los slidos

sedimentados en el fondo.

Su utilizacin como unidad de tratamiento en un sistema de lagunas puede ser:

1. Como laguna primaria nica (caso de climas fros en los cuales la carga de diseo

es tan baja que permite una adecuada remocin de bacterias) o seguida de una

laguna secundaria y/o terciaria (normalmente referida como laguna de

maduracin).

2. Como una unidad secundaria despus de lagunas anaerobias o aireadas, para

cumplir el propsito de procesar sus efluentes a un grado mayor.

Las lagunas facultativas son diseadas para remocin de DBO5 con base en una baja carga

orgnica superficial que permita el desarrollo de una poblacin algal activa. De este modo,

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las algas producen el oxgeno requerido por las bacterias heterotrficas para remover la

DBO5 soluble. Una poblacin saludable de algas le confiere un color verde oscuro a la

columna de agua.

Las lagunas facultativas en ciertos casos, pueden tornarse rojas o rosadas cuando existen

bacterias fotosintticas prpuras oxidantes del sulfuro en su composicin. Este cambio en

la ecologa de las lagunas facultativas ocurre debido a ligeras sobrecargas. De esta

manera, el cambio de coloracin en estas lagunas es un buen indicador cualitativo del

funcionamiento del proceso de degradacin.

La concentracin de algas en una laguna facultativa con funcionamiento ptimo depende

de la carga orgnica y de la temperatura, pero con frecuencia se encuentra entre 500 a

2000 g clorofila-a/l.

La fotosntesis de las algas ocasiona una variacin diurna de la concentracin de oxgeno

disuelto y los valores de pH. Variables como la velocidad del viento tienen efectos

importantes en el comportamiento de la laguna facultativa, ya que se genera mezcla del

contenido de la laguna, lo cual determina una mejor estabilizacin del agua residual.

5.3.1. Demanda con respecto a la calidad del efluente de la planta.

En Bolivia existe un reglamento en materia de contaminacin hdrica que

est basado en la ley 1333 del medio ambiente, y determina las demandas

al efluente.

Lagunas Facultativas

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Valores utilizados en PTAR Ley 1333 (Bolivia)

Valores Lmite para el efluente PTAR

Parmetro valor unidad

DBO 80 ml/l

DQO 250 ml/l

Coliformes Fecales 1000 CF/100 ml

Valores utilizados en PTAR convencionales (Sudamrica)

Valores Lmite para el efluente Laguna Facultativa

Parmetro valor unidad

DBO 35 - 80 %

DQO 45 %

Solidos Sedimentables 80 %

Slidos en Suspensin 65 %

Coliformes Fecales NMP/100 ml

6. CRITERIOS DE DISEO:

6.1. LAGUNAS ANAEROBIAS

6.1.1. Carga superficial

El criterio de carga superficial en lagunas anaerobias se usa para comprobar que la carga

sea suficientemente alta con el fin de sobrepasar la carga facultativa, sobre todo en las

condiciones iniciales de operacin con una carga reducida por efecto de un reducido

nmero de habitantes conectados al sistema de alcantarillado.

Para que se presenten condiciones de trabajo anaerobias, la carga debe estar muy por

encima de 1000 kg DBO/ha/da.

6.1.2. Carga volumtrica

La carga orgnica volumtrica mxima, para temperaturas sobre 20C permitida ser 300

g DBO/m3/d. Si en el estudio de impacto ambiental se establece que el factor de olores no

es de consideracin, se puede incrementar a 400 g DBO/m3/d. Para temperaturas

inferiores a los 20C la carga volumtrica mxima debe ser de 200 g DBO/m3/d.

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6.1.3. Tiempo de retencin hidrulica

Los tiempos de retencin hidrulica a usar son funcin de la temperatura del agua del mes

ms frio, y de la eficiencia de remocin requerida. Las tablas E.4.30 y E.4.31 presentan

valores tpicos recomendados para diferentes casos.

6.1.4. Profundidad

Se recomienda una profundidad entre 2.5 y 5 m.

6.1.5. Acumulacin de lodos

Se debe calcular el volumen de acumulacin de lodos en la laguna y tenerlo en cuenta

para el diseo. El valor de diseo para tal propsito es de 40 L/hab/ao. El periodo de

desenlode recomendado est entre 5 y 10 aos. Se debe proveer un volumen extra para

dicha acumulacin.

1. Medicin de Caudales

Debe instalarse una canaleta tipo Parshall o Palmer Bowlus a la entrada de la instalacin

para la medicin de caudal y un vertedero del tipo rectangular a la salida de la unidad,

para evaluacin de la laguna y comprobacin de la magnitud de la infiltracin.

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2. Dispositivos de reparticin

En los casos que se tengan lagunas operadas en paralelo deben instalarse dispositivos

repartidores de flujo. Los repartidores ms apropiados son aquellos que cumplen su

funcin para todo el intervalo de caudales, desde el mnimo hasta el mximo horario.

Se recomienda la utilizacin de los siguientes dispositivos de reparticin:

Un canal con tabique divisorio. Debe existir antes del tabique un tramo recto con una

longitud mnima de 10 veces el ancho del canal. No se recomienda la utilizacin de

vertederos rectangulares como repartidores, por la acumulacin rpida de arena antes del

vertedero.

Tambin se puede utilizar el distribuidor circular universal, el cual que puede emplearse

para la reparticin de dos o ms partes, de acuerdo con la longitud de vertedero circular

de cada segmento.

Otro distribuidor apropiado para aguas residuales crudas es el de rgimen crtico, este

tiene la ventaja de que puede ser empleado para distribucin en ms de dos partes

iguales.

3. Dispositivos de entrada, interconexin y salida

Estas partes deben disearse en la forma ms simple posible, evitando la utilizacin de

vlvulas y mecanismos que se deterioran por efecto de las caractersticas corrosivas de las

aguas residuales, y mayormente por la falta de uso.

Como dispositivo de entrada se recomienda la tubera simple con descarga visible sobre la

superficie del agua de la laguna. La tubera de entrada puede estar simplemente colocada

sobre el dique a una altura de unos 20 o 30 cm sobre la superficie del agua.

Los dispositivos de interconexin deben concebirse de modo que no se produzca una

cada turbulenta del efluente y se genere espuma. Deben evitarse descargas turbulentas

para la conservacin de calor. Para unidades en serie con reducida diferencia de nivel

entre las unidades se puede optar por una canaleta de interconexin y medicin, para

mnima perdida de carga. Para unidades en serie con una considerable diferencia de nivel

puede considerarse un sistema de interconexin cerrada con tubera de plstico o de

acero.

El diseo de las estructuras de salida depende del caudal de cada unidad y de las

condiciones de operacin durante el perodo de limpieza de lodos, pues en estos casos

generalmente se recarga una de las bateras mientras la otra se encuentra fuera de

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operacin. Para lagunas pequeas de hasta 1 Ha, los diseos pueden ser muy simples, con

mampostera de ladrillo y mortero de cemento.

6.2. LAGUNAS FACULTATIVAS

6.2.1. Carga superficial

Existen numerosas correlaciones que permiten calcular la carga orgnica superficial

mxima para una laguna facultativa. El diseador est en libertad de escoger la

correlacin a utilizar. Sin embargo debe corroborar los resultados con las siguientes

frmulas que han demostrado ampliamente su validez : Mc Garry, Pescod, Yaez, y

Cubillos.

El diseador debe adoptar una carga de diseo menor a la determinada anteriormente, en

consideracin a factores como:

La forma de la laguna.

La existencia de desechos industriales.

El tipo de sistema de alcantarillado.

6.2.2. Tiempo de retencin hidrulica

El tiempo de retencin hidrulica para lagunas facultativas debe estar dentro de un rango

de 5 a 30 das.

6.2.3. Profundidad

Para evitar el crecimiento de plantas acuticas con races en el fondo, la profundidad de

las lagunas debe estar por encima de 1.0 m. La profundidad varia entre1.0 y 2.5 m.

El proyectista debe proveer una altura adicional para acumulacin de lodos entre perodos

de limpieza de alrededor de 10 aos. Esta altura adicional es generalmente del orden de

0.3 m y debe ser determinada calculando la disminucin del volumen por concepto de

digestin anaerobia en el fondo.

6.2.4. Consideraciones hidrulicas

Deben tenerse en cuenta las mismas consideraciones hechas para lagunas anaerobias.

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7. ELECCIN LAGUNAS FACULTATIVAS VS. ANAERBICA:

Cuando la carga orgnica es muy grande, la DBO excede la produccin de oxgeno de las

algas (y de la aeracin superficial) y la laguna se torna totalmente anaerobia.

Conviene que las lagunas de estabilizacin trabajen bajo condiciones definidamente

facultativas o definidamente anaerbicas ya que el oxgeno es un txico para las bacterias

anaerobias que realizan el proceso de degradacin de la materia orgnica; y la falta de

oxgeno hace que desaparezcan las bacterias aerobias que realizan este proceso.

Por consiguiente, se recomienda disear las lagunas facultativas (a 20 oC) para cargas

orgnicas menores de 300 Kg DBO/ha/da y las lagunas anaerobias para cargas orgnicas

mayores de 1000 Kg de DBO/ha/da. Cuando la carga orgnica aplicada se encuentra entre

los dos lmites antes mencionados se pueden presentar problemas con malos olores y la

presencia de bacterias formadoras de sulfuros. El lmite de carga para las lagunas

facultativas aumenta con la temperatura.

8. ALTERNATIVA DE TRATAMIENTO PRIMARIO:

El tratamiento primario tambin es realizado por sedimetadores primarios reemplazando

a la primera etapa del proceso de lagunas estabilizantes.

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8.1. Sedimentacin Primaria:

El objetivo de la sedimentacin primaria es remover rpidamente los residuos

slidos sedimentables y materia flotante para as, disminuir la concentracin de los slidos

suspendidos. Los sedimentadores primarios diseados y operados pacientemente,

remueven entre el 50% y 70% de los slidos suspendidos y entre el 25% y 40% de DBO5.

En las grandes plantas de tratamiento (0.75 Mgal/d o ms), la remocin de SST se realiza

en tanques de sedimentacin circulares o rectangulares con

limpieza mecnica y diseo estandarizado, excepto en aquellas plantas que cuentan con

tanque imhoff. Cabe anotar que los sedimentadores primarios se omiten con frecuencia

dentro del diseo de plantas de tratamiento pequeas. La eleccin del tipo de

sedimentador con una aplicacin dada, depende del tamao de las instalaciones, de

las normas emitidas por autoridades locales de control, de las condiciones locales del sitio

y de la experiencia del ingeniero a cargo. La etapa de sedimentacin debe contar por lo

menos con dos unidades de manera que si un sedimentador se encuentra en trabajo de

reparacin y mantenimiento, es posible garantizar la continuidad en el tratamiento.

Parmetros generales para el diseo de sedimentadores

Los parmetros de diseo de la sedimentacin de partculas floculantes son dos:

Carga Superficial: tambin llamado Velocidad Descensional, es el caudal de fluido

dividido por la superficie del depsito de sedimentacin. ste ser el nico

parmetro de la sedimentacin de partculas discretas.

Tiempo de Retencin: Volumen del depsito dividido por el caudal. A veces, en vez

de este parmetro se toma la altura del depsito al ser ambos interdependientes.

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8.1.1. Tanques rectangulares

En los sedimentadores horizontales predomina el flujo horizontal (a diferencia del flujo radial que

se da en sedimentadores circulares). Los sedimentadores rectangulares cuentan con sistemas de

recoleccin de lodo sedimentado, los cuales pueden ser de barredores con cadenas o de puente

mvil.

En los sistemas con barredores, los lodos sedimentados se arrastras hasta los pozos para lodos,

mientras que en plantas grandes se arrastran hasta unos canales de fondo transversales, los cuales

cuentan con sistemas de recoleccin (colectores transversales), de barredores de cadena o tornillo

que conducen los lodos hasta uno o ms pozos dispuestos para la recepcin de material

sedimentado.

En los sistemas de puente mvil, el mecanismo de recoleccin es similar pero en lugar de

barredores se instala una o ms cuchillas que cuelgan del puente. Es conveniente tambin contar

con instalaciones de bombeo cerca de los pozos de recogida de lodos ubicados en los extremos del

tanque. Una estacin puede fcilmente servir para dos o ms tanques.

Taques rectangulares de sedimentacin: (a) sistema de recoleccin de lodos de barredora con

cadena y (b) sistema de recolector de puente mvil.

8.1.2. Tanques circulares

El flujo en los tanques circulares es de tipo radial, a diferencia de los tanques rectangulares donde

existe flujo de tipo horizontal. Para lograr ese tipo de flujo, el agua a tratar se introduce en el

sedimentador por el centro o por la periferia del tanque.

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En el diseo de tanques circulares con alimentacin central, el agua se transporta por una tubera

suspendida del puente, o embebida en hormign debajo de la solera, hasta el centro del

sedimentador. El agua residual se distribuye uniformemente en todas las direcciones con ayuda de

un vertedero circular ubicado en la zona central del tanque. Este sistema cuenta con un sistema de

dos y cuatro brazos que giran lentamente, equipados con barredores en el fondo para la remocin

de lodos y con cuchillas superficiales para remover espuma.

Los sedimentadores circulares con alimentacin perimetral cuentan con un deflector circular

suspendido a corta distancia de la pared del tanque, formando un espacio anular por donde se

descarga el agua residual en direccin tangencial. El agua residual fluye alrededor del tanque de

manera de espiral hasta pasar por debajo del deflector, mientras que el agua clarificada se recoge

por medio de unos vertederos colocados a ambos lados de un canal ubicado en la parte central.

Tanto las capas de grasa como de espuma quedan retenidas en la superficie del espacio anular.

Tanques circulares de sedimentacin: (a) alimentacin central y (b) alimentacin perimetral.

Sedimentador circular con alimentacin central: (a) con barredoras de fondo y (b) con puntos de

drenaje de succin.

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9. OPERACIN Y MANTENIMIENTO

La operacin y mantenimiento de las lagunas de estabilizacin primarias tiene como

objetivos bsicos lo siguiente:

Mantener limpias las estructuras de entrada, interconexin y salida.

Mantener las lagunas facultativas primarias un color verde intenso brillante, el

cual indica el pH y el oxgeno disuelto alto.

Mantener libre de vegetacin la superficie de agua.

Mantener adecuadamente podados los taludes para prevenir problemas de

insectos y erosin.

Mantener un efluente con concentraciones mnimas de DBO y solidos

suspendidos.

10. CONCLUCIONES

La depuracin de aguas residuales por lagunaje es un sistema sencillo y

adecuado para pequeas ciudades, ya que no requiere grandes inversiones

econmicas para su aplicacin.

Es un sistema sostenible, que no necesita ningn tipo de suministro energtico

para su funcionamiento y mantenimiento.

El proceso de lagunas primarias anaerobias es sensible a factores ambientales

como temperatura y pH.

El proceso de lagunaje presenta emanaciones de malos olores, por lo que se

deben construir a distancias considerables de los lmites urbanos.

Las lagunas primarias anaerbicas requieren limpieza de lodos con mayor

frecuencia.

11. RECOMENDACIONES

Para evitar la acumulacin de materias solidas en la superficie y orilla de las lagunas se

podra realizar:

La disposicin de una red como las utilizadas para el mantenimiento de

piscinas, esta puede utilizarse para retirar cualquiera de las materias flotantes

una vez que el viento las ha arrastrado hacia la orilla de la laguna.

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Una de las causas de malos olores en las lagunas es la existencia de sobrecarga en la

planta, para tratar de minimizar las causas recomendamos lo siguiente:

Aumentar el nmero de mdulos de lagunas facultativas.

Mejorar la distribucin de los caudales.

Revisar contantemente la planta para evitar vertidos incontrolados.

12. BIBLIOGRAFIA

http://datateca.unad.edu.co/contenidos/358039/ContenidoLinea/leccion_

42_sistemas_de_lagunaje_parte_ii.html

http://www.fundacionchile.com/archivos/4_Lagunaje.pdf

http://tesis.uson.mx/digital/tesis/docs/19117/Capitulo4.pdf

http://www.estrucplan.com.ar/Producciones/imprimir.asp?IdEntrega=2520