MANUAL DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO PARA UNA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL
EDNA ROCIO CEPEDA PEREZ PEDRO NEL NOMESQUE PEREZ
SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE SENA REGIONAL BOYACA CENTRO MINERO SOGAMOSO 2016
MANUAL DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO PARA UNA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL
EDNA ROCIO CEPEDA PEREZ PEDRO NEL NOMESQUE PEREZ TECNOLOGO AGUA Y SANEAMIENTO BASICO FICHA 952!!
PRESENTA PRESEN TADO DO A" ADRIANA SALAMANCA VIANCHA INGENIERA AMBIENTAL Y SANITARIA
SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE SENA REGIONAL BOYACA CENTRO MINERO SOGAMOSO 2016
MANUAL DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO PARA UNA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL
EDNA ROCIO CEPEDA PEREZ PEDRO NEL NOMESQUE PEREZ TECNOLOGO AGUA Y SANEAMIENTO BASICO FICHA 952!!
PRESENTA PRESEN TADO DO A" ADRIANA SALAMANCA VIANCHA INGENIERA AMBIENTAL Y SANITARIA
SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE SENA REGIONAL BOYACA CENTRO MINERO SOGAMOSO 2016
INTRODUCCION Las aguas residu residuales ales son son gener generada adass por por resid residenc encia ias, s, inst institituc ucio iones nes y loca locale less come comerci rcial ales es e indus industr tria iale les, s, clas clasifific icánd ándose ose en resi residu dual ales es domé domést stic icas as y no dome domest stic ica a según según la proce procede denc ncia ia de esta estass agua aguass es indi indisp spen ensab sable le real realiz izar ar un tratamiento de aguas residuales consiste en una serie de procesos físicos físicos,, químicos químicos y y biológicos que tienen como fin eliminar los cont contam amin inan ante tess pres presen ente tess en el agua aflu afluent ente e reco recolec lecta tad. d. Encon Encontr tram amos os un sistemas de red alcantarillado que se encarga de recoger las aguas lluvias y residuales por medio de sistemas que los componen, eiste un sistema encargado de llevar las aguas residuales residuales que necesitan necesitan tratamien tratamiento, to, dispuestas dispuestas para que reciban reciban tratamiento tratamiento y disminuir disminuir sus niveles niveles de contaminació contaminación, n, en una planta de tratamiento residual !"#$%& !"#$%& Esta planta de tratamiento cuenta con varias niveles de tratamiento como primario, secundarios secundarios y terciario terciario los cuales su vez están constituidos constituidos por estructuras estructuras que cumplen funciones específicas dentro el tratamiento a emplear, esta estructuras cuentan con un tiempo de vida útil por lo cual es de gran importancia que los operarios operarios de la planta planta realizasen realizasen mantenimient mantenimiento o preventivos preventivos a estas estructuras estructuras para evitar el fallo y así garantizar un ecelente tratamiento a las aguas residuales. 'on 'on el prese present nte e manua manuall se busc busca a impl implem ement entar ar el debi debido do mant manten enim imie ient nto o preventivo y correctivo para cada una de las estructuras que (acen parte del este proceso, garantizando la prolongación de la vida útil para planta de tratamiento
OBJETIVO GENERAL )mplementar un plan manual de operación y mantenimiento para un a planta de tratamiento de agua residual.
OBJETIVOS ESPECIFICOS )dentificar los diferentes procesos empleados en una "#$% "#$% %econocer los sistemas de tratamientos de agua residual )dentificar las características generales de agua residual.
1# AGUAS RESIDUALES# *on aquellas aguas cuyas características originales (an sido modificadas por actividades (umanas y que por su calidad requieren un tratamiento previo, antes de ser reusadas, vertidas a un cuerpo natural de agua o descargadas al sistema de alcantarillado. $guas residuales industriales+ *on aquellas que resultan del desarrollo de un proceso productivo, incluyéndose a las provenientes de la actividad minera, agrícola, energética, agroindustrial, entre otras. $guas residuales domesticas+ *on aquellas de origen residencial y comercial que contienen desec(os fisiológicos, entre otros, provenientes de la actividad (umana, y deben ser dispuestas adecuadamente $guas residuales municipales+ *on aquellas aguas residuales domésticas que pueden estar mezcladas con aguas de drenae pluvial o con aguas residuales de origen industrial previamente tratadas, para ser admitidas en los sistemas de alcantarillado de tipo combinado.
2# CARACTERISTICAS DE LAS AGUAS RESIDUALES F$SICAS SÓLIDOS TOTALES $nalíticamente, se define el contenido de sólidos totales como la materia que se obtiene como residuo después de someter al agua a un proceso de evaporación a entre -/ y -0 ', los sólidos totales, o residuo de la evaporación, pueden clasificarse en filtrables o no filtrables 1sólidos en suspensión2 (aciendo pasar un volumen conocido de liquido por un filtro. OLORES 3ormalmente, los olores son debidos a los gases liberados durante el proceso de descomposición de la materia orgánica. El agua residual reciente tiene un olor peculiar, algo desagradable, que resulta más tolerable que el del agua residual séptica. El olor más característico del agua residual séptica es el debido a la presencia del sulfuro de (idrógeno que se produce al reducirse los sulfatos a sulfitos por acción de microorganismos anaerobios. Las aguas residuales industriales pueden contener compuestos olorosos en sí mismos, o compuestos con tendencia a producir olores durante los diferentes procesos de tratamiento TEMPERATURA La temperatura del agua residual suele ser siempre más elevada que la del agua de suministro, (ec(o principalmente debido a la incorporación de agua caliente procedente de las casas y los diferentes usos industriales. 4ado que el calor específico del agua es muc(o mayor que el del aire, las temperaturas registradas de las aguas residuales son más altas que la temperatura del aire durante la mayor parte del a5o, y sólo son menores que ella durante los meses más calurosos del verano 4ependiendo de la situación y la época del a5o, las temperaturas del efluente pueden situarse por encima o por debao de las del afluente.
DENSIDAD *e define la densidad de un agua residual como su masa por unidad de volumen, epresada en 6g7m/. Es una característica física importante del agua residual dado que de ella depende la potencial formación de corrientes de densidad en fangos de sedimentación y otras instalaciones de tratamiento. La densidad de las aguas residuales domésticas que no contengan grandes cantidades de residuos industriales es prácticamente la misma que la del agua a la misma temperatura. En ocasiones, se emplea como alternativa a la densidad el peso específico del agua residual, obtenido como cociente entre la densidad del agua residual y la densidad del agua. $mbos parámetros, la densidad y el peso especifico, dependen de la temperatura y varían en función de la concentración total de sólidos en el agua residual. COLOR" 8istóricamente, para la descripción de un agua residual, se empleaba el término condición unto con la composición y la concentración. Este término se refiere a la edad del agua residual, que puede ser determinada cualitativamente en función de su color y su olor. El agua residual reciente suele tener un color grisáceo. *in embargo, al aumentar el tiempo de transporte en las redes de alcantarillado y al desarrollarse condiciones más próimas a las anaerobias, el color del agua residual cambia gradualmente de gris a gris oscuro, para finalmente adquirir color negro. Llegado este punto, suele clasificarse el agua residual como séptica. $lgunas aguas residuales industriales pueden a5adir color a las aguas residuales domésticas. En la mayoría de los casos, el color gris, gris oscuro o negro del agua residual es debido a la formación de sulfuros metálicos por reacción del sulfuro liberado en condiciones anaerobias con los metales presentes en el agua residual. TURBIEDAD las propiedades de transmisión de la luz de un agua, es otro parámetro que se emplea para indicar la calidad de las aguas vertidas o de las aguas naturales en relación con la materia coloidal y residual en suspensión. La medición de la turbiedad se lleva a cabo mediante la comparación entre la intensidad de la luz dispersada en la muestra y la intensidad registrada en una suspensión de referencia en las mismas condiciones. La materia coloidal dispersa o absorbe la luz, impidiendo su transmisión. $un así, no es posible afirmar que eista una relación entre la turbiedad y la concentración de sólidos en suspensión de un agua no tratada. 3o obstante, sí están razonablemente ligados la turbiedad y los sólidos en suspensión en el caso de efluentes procedentes de la decantación secundaria en el proceso de fangos activados. CARACTERISTICAS QUIMICAS MATERIA ORG%NICA Los compuestos orgánicos están formados normalmente por combinaciones de carbono, (idrógeno y oigeno, con la presencia, en determinados casos, de nitrógeno. #ambién pueden estar presentes otros elementos como azufre, fósforo o (ierro. Los principales grupos de sustancias orgánicas presentes en el agua residual son las proteínas, (idratos de carbono, y grasas y aceites. 9tro compuesto orgánico con importante presencia en el agua
residual es la urea, principal constituyente de la orina. 3o obstante, debido a la velocidad del proceso de descomposición de la urea, raramente está presente en aguas residuales que no sean muy recientes.
DEMANDA BIOQU$MICA DE O&$GENO NITROGENADA 'DBON( la demanda de oígeno asociada al proceso de oidación de amoniaco a nitrato. COMPUESTOS ORG%NICOS VOL%TILES 'COV( 3ormalmente se consideran como compuestos orgánicos volátiles aquellos compuestos orgánicos que tienen su punto de ebullición por debao de los -o', y7o una presión de vapor mayor que - mm 8g a :0o'. DEMANDA BIOQU$MICA DE O&$GENO DBO El parámetro de contaminación orgánica más ampliamente empleado, aplicable tanto a aguas residuales como a aguas superficiales, es la 4;9 a 0 días 14;902. La determinación del mismo está relacionada con la medición del oígeno disuelto que consumen los microorganismos en el proceso de oidación bioquímica de la materia orgánica. DEMANDA BIOQU$MICA CARBONOSA DE O&$GENO 'DBOC(# Los resultados obtenidos en ensayos de 4;9 en los que se (a suprimido la nitrificación se conocen como 4;9' 1demanda bioquímica de oigeno carbonosa2. $ctualmente, para los permisos de vertido, se está reemplazando la 4;9 por la 4;9', especialmente en aquellos casos en los que se sabe que se produce nitrificación. DEMANDA QU$MICA DE O&$GENO 'DQO(# El ensayo de la 4<9 se emplea para medir el contenido de materia orgánica tanto de las aguas naturales como de las residuales. En el ensayo, se emplea un agente químico fuertemente oidante en medio ácido para la determinación del equivalente de oigeno de la materia orgánica que puede oidarse. CARBONO ORG%NICO TOTAL 'COT(# 9tro método para medir la materia orgánica presente en el agua es el método '9#, especialmente indicado para peque5as concentraciones de materia orgánica. DEMANDA TEÓRICA DE O&$GENO 'DT)O(# 3ormalmente, la materia orgánica de origen animal o vegetal presente en las aguas residuales, proviene de combinaciones de carbono, (idrógeno, oigeno y nitrógeno. MATERIA INORG%NICA *on varios los componentes inorgánicos de las aguas residuales y naturales que tienen importancia para la determinación y control de la calidad del agua. Las concentraciones de las sustancias inorgánicas en el agua aumentan tanto por el contacto del agua con las diferentes formaciones geológicas, como por las aguas residuales, tratadas o sin tratar, que a ella se descargan. Las aguas naturales disuelven parte de las rocas y minerales con los que entran en contacto. Las aguas residuales, salvo el caso de determinados residuos industriales, no se suelen tratar con el obetivo especifico de eliminar los constituyentes inorgánicos que se incorporan durante el ciclo de
uso. Las concentraciones de constituyentes inorgánicos aumentan, igualmente, debido al proceso natural de evaporación que elimina parte del agua superficial y dea las sustancias inorgánicas en el agua. "uesto que las concentraciones de los diferentes constituyentes inorgánicos pueden afectar muc(o a los usos del agua, conviene eaminar la naturaleza de algunos de ellos, especialmente aquellos que (an sido incorporados al agua superficial durante su ciclo de uso.
*H# La concentración de ion (idrógeno es un parámetro de calidad de gran importancia tanto para el caso de aguas naturales como residuales. El intervalo de concentraciones adecuado para la adecuada proliferación y desarrollo de la mayor parte de la vida biológica es bastante estrec(o y crítico. El agua residual con concentraciones de ion (idrógeno inadecuadas presenta dificultades de tratamiento con procesos biológicos, y el efluente puede modificar la concentración de ion (idrógeno en las aguas naturales si ésta no se modifica antes de la evacuación de las aguas. L+, -.+//+, que se encuentran en el agua natural proceden de la disolución de suelos y rocas que los contengan y que están en contacto con el agua. En el caso de aguas costeras, su presencia también es debida a la intrusión de aguas saladas. 9tra fuente de cloruros es la descarga de aguas residuales domésticas, agrícolas e industriales a aguas superficiales. A.-.344# La alcalinidad de un agua residual está provocada por la presencia de (idróidos, carbonatos y bicarbonatos de elementos como el calcio, el magnesio, el sodio, el potasio o el amoniaco. 4e entre todos ellos, los más comunes son el bicarbonato de calcio y el bicarbonato de magnesio. La alcalinidad ayuda a regular los cambios del p8 producidos por la adición de ácidos. N/7)3+# Los elementos nitrógeno y fósforo son esenciales para el crecimiento de protistas y plantas, razón por la cual reciben el nombre de nutrientes o bioestimuladores. #razas de otros elementos, tales como el (ierro, son necesarios para el crecimiento biológico. 3o obstante, el nitrógeno y el fósforo son, en la mayoría de los casos, los principales elementos nutritivos. F,8+/+. El fósforo también es esencial para el crecimiento de algas y otros organismos biológicos. 4ebido a que en aguas superficiales tienen lugar nocivas proliferaciones incontroladas de algas, actualmente eiste muc(o interés en limitar la cantidad de compuestos de fósforo que alcanzan las aguas superficiales por medio de vertidos de aguas residuales domésticas, industriales, y a través de las escorrentías naturales. A8/). El ion sulfato se encuentra, de forma natural, tanto en la mayoría de las aguas de abastecimiento como en el agua residual. "ara la síntesis de proteínas, es necesario disponer de azufre, elemento que posteriormente será liberado en el proceso de degradación de las mismas. Los sulfatos se reducen químicamente a sulfuros y a sulfuros de (idrógeno 18:02 bao la acción bacteriana en condiciones anaerobias.
E. ,.8/+ de (idrógeno liberado a la atmósfera en redes de alcantarillado que no circulan en presión, tiende a acumularse en la clave de las tuberías. El 8:0 acumulado puede sufrir entonces oidación biológica para pasar a formar ácido sulfúrico, corrosivo para las tuberías de alcantarillado, y responsable del efecto corona. C+:*),+, ;-+, 3+/7<3-+,. $lgunos cationes son de gran importancia de cara al tratamiento y evacuación de aguas residuales. =uc(os de dic(os compuestos están clasificados como contaminantes prioritarios 1véase #abla />?2. El cobre, el plomo, la plata, el cromo, el arsénico y el boro son tóicos en mayor o menor grado para los microorganismos, razón por la cual deben ser considerados en el proyecto de plantas de tratamiento biológico. El funcionamiento de muc(as de ellas se (a visto alterado por la presencias de estos iones, (asta el etremo de provocar la muerte de los microorganismos, obligando a detener el tratamiento M).), *),4+,# 'omo constituyentes importantes de muc(as aguas, también se encuentran cantidades, a nivel de traza, de muc(os metales. Entre ellos podemos destacar el níquel 13i2, el manganeso 1=n2, el plomo 1"b2, el cromo 1'r2, el cadmio 1'd2, el cinc 1@n2, el cobre 1'u2, el (ierro 1Ae2 y el mercurio 18g2. =uc(os de estos metales también están catalogados como contaminantes prioritarios G,), Los gases que con mayor frecuencia se encuentran en aguas residuales brutas son el nitrógeno 13:2, el oigeno 19:2, el dióido de carbono 1'9:2, el sulfuro de (idrógeno 18:*2, el amoniaco 138/2, y el metano 1'8B2. Los tres primeros son gases de común presencia en la atmósfera, y se encuentran en todas las aguas en contacto con la misma. Los tres últimos proceden de la descomposición de la materia orgánica presente en las aguas residuales. *i bien no se encuentran en el agua residual sin tratar O;=7)3+ 4,).+# El oigeno disuelto es necesario para la respiración de los microorganismos aerobios, así como para otras formas de vida. *in embargo, el oígeno es sólo ligeramente soluble en agua. M)3+# El principal subproducto de la descomposición anaerobia de la materia orgánica del agua residual es el gas metano. El metano es un (idrocarburo combustible de alto valor energético, incoloro e inodoro. 3ormalmente, no se encuentra en grandes cantidades en el agua residual, puesto que incluso peque5as cantidades de oígeno tienden a ser tóicas para los organismos responsables de la producción del metano
CARACTERISTICAS BIOLOGICAS MICROORGANISMOS Los principales grupos de organismos presentes tanto en aguas residuales como superficiales se clasifican en organismos eucariotas, eubacterias y arquebacterias. BACTERIAS# Las bacterias se pueden clasificar como eubacterias procariotas unicelulares. En función de su forma, las bacterias pueden clasificarse en cuatro grandes grupos+ esferoidales, bastón, bastón curvado y filamentosas.
HONGOS# Los (ongos son protistas eucariotas aerobios, multicelulares, no fotosintéticos y quimio(eterótrofos.
ALGAS. Las algas pueden presentar serios inconvenientes en las aguas superficiales, puesto que pueden reproducirse rápidamente cuando las condiciones son favorables. Este fenómeno, que se conoce con el nombre de crecimiento eplosivo, puede conducir a que ríos, lagos y embalses sean cubiertos por grandes colonias flotantes de algas.
PROTOZOOS# Los protozoos son microorganismos eucariotas cuya estructura está formada por una sola célula abierta. La mayoría de los protozoos son aerobios o facultativamente quimio (eterotropos anaerobios, aunque se conocen algunos anaerobios. Los protozoos se alimentan de bacterias y otros microorganismos microscópicos.
PLANTAS Y ANIMALES# Las diferentes plantas y animales que tienen importancia para el ingeniero sanitario tienen tama5os muy variados+ desde los gusanos y rotíferos microscópicos (asta crustáceos macroscópicos. El conocimiento de estos organismos resulta útil a la (ora de valorar el estado de lagos y corrientes, al determinar la toicidad de las aguas residuales evacuadas al medio ambiente, y a la (ora de determinar la efectividad de la vida biológica en los tratamientos secundarios empleados para destruir los residuos orgánicos. VIRUS# Los virus son partículas parasíticas formadas por un cordón de material genético ácido desoirribonucleico 1$432 o ácido ribonucleico 1%3$2 con una capa de recubrimiento proteínico. 3o tienen capacidad para sintetizar compuestos nuevos. En lugar de ello, invaden las células del cuerpo vivo que los acoge y reconducen la actividad celular (acia la producción de nuevas partículas virales a costa de las células originales. 'uando muere la célula original, se liberan gran cantidad de virus que infectarán células próimas. ORGANISMOS PATÓGENOS Los organismos patógenos que se encuentran en las aguas residuales pueden proceder de des(ec(os (umanos que estén infectados o que sean portadores de una determinada enfermedad
># COMPOSICION DE LAS AGUAS RESIDUALES
# SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES '.-3/..4+( SISTEMAS CONVENCIONALES Los alcantarillados convencionales son los sistemas tradicionales utilizados para la recolección y transporte de aguas residuales o lluvias (asta los sitios de disposición final. Los tipos de sistemas convencionales son el alcantarillado combinado y el alcantarillado separado.
SISTEMAS NO CONVENCIONALES Los sistemas no convencionales pueden constituir alternativas de saneamiento cuando, partiendo de sistemas in situ, se incrementa la densidad de población. ALCANTARILLADOS SIMPLIFICADOS funcionan esencialmente como un alcantarillado sanitario convencional pero teniendo en cuenta para su dise5o y construcción consideraciones que permiten reducir el diámetro de los colectores tales como la disponibilidad de meores equipos para su mantenimiento, que permiten reducir el número de pozos de inspección o sustituir por estructuras más económicas.
ALCANTARILLADOS CONDOMINIALES son sistemas que recogen las aguas residuales de un conunto de viviendas que normalmente están ubicadas en un área inferior a - (a mediante colectores simplificados, y son conducidas a la red de alcantarillado municipal o eventualmente a una planta de tratamiento.
ALCANTARILLADOS SIN ARRASTRE DE SÓLIDOS son sistemas en los que el agua residual de una o más viviendas es descargada a un tanque interceptor de sólidos donde éstos se retienen y degradan, produciendo un efluente sin sólidos sedimentables que es transportado por gravedad en un sistema de colectores de diámetros reducidos y poco profundos
SISTEMAS IN SITU "or otra parte, eisten sistemas basados en la disposición in situ de las aguas residuales como las letrinas y tanques, pozos sépticos y campos de riego, los cuales son sistemas de muy bao costo y pueden ser apropiados en áreas suburbanas con baa densidad de población y con adecuadas características del subsuelo.
SISTEMA SANITARIO CONVENCIONAL *e debe adoptar este sistema como regla general para todas las poblaciones y especialmente en aquellas que no posean alcantarillado sanitario o se requiera evacuar las aguas residuales mediante bombeo. *u adopción requiere una ustificación sustentada de tipo técnico, económico, financiero y ambiental, incluyendo consideraciones de tratamiento y disposición de las aguas residuales, para lo cual es recomendable (acer estudios de modelación de la calidad de agua del cuerpo receptor en donde se demuestren que los impactos generados por las descargas del alcantarillado sanitario, permiten cumplir con los usos asignados a dic(o cuerpo.
SISTEMA PLUVIAL Es necesario proyectar estos sistemas cuando las condiciones propias de drenae de la localidad requieran una solución a la evacuación de la escorrentía pluvial. Es decir, no necesariamente toda población requiere un alcantarillado pluvial, pues eventualmente la evacuación de la escorrentía pluvial podría lograrse satisfactoriamente a través de las cunetas de las calles.
SISTEMA COMBINADO Este sistema puede ser adoptado en aquellas localidades donde eistan situaciones de (ec(o que limiten el uso de otro tipo de sistemas y en áreas urbanas densamente pobladas, donde los volúmenes anuales drenados de aguas residuales son mayores que los de aguas lluvias o cuando resulte ser la meor alternativa técnica, económica y ambiental, incluyendo consideraciones de tratamiento y disposición final de las aguas combinadas, para lo cual es recomendable (acer estudios de modelación de la calidad del agua del cuerpo receptor en donde se demuestre que los impactos generados por las descargas del alcantarillado combinado, permiten cumplir con los usos asignados a dic(o cuerpo. *u adopción requiere una ustificación técnica, económica, financiera y ambiental.
SISTEMAS SANITARIOS NO CONVENCIONALES La eperiencia mundial, con relación a los sistemas no convencionales, (a permitido identificarlos como alternativas de saneamiento viables que pueden ser más accesibles a comunidades de baos ingresos, sin que esto signifique que no puedan ser adoptados por comunidades de mayores ingresos. *in embargo, las tecnologías asociadas con su dise5o y operación requieren, en muc(os casos, mayor investigación, eperiencia, control y análisis de equipos que permitan efectuar un eficiente mantenimiento del sistema. Las actividades que de manera general deben seguirse en el desarrollo de un proyecto completo de recolección y evacuación de aguas residuales y7o pluviales se listan a continuación. "ara el caso de epansiones el dise5ador debe establecer cuales de estas actividades son relevantes para el caso específico. • • • • •
)nformación básica 4elimitación del perímetro sanitario municipal 4elimitación del área del proyecto 4efinición del periodo de análisis Estimación de la población
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4elimitación de áreas de drenae 4eterminación de las características del sistema Ceneración de alternativas de sistemas para la recolección y evacuación de aguas $provec(amiento de componentes eistentes $nálisis de sitios de descarga "redimensionamiento de los componentes de las alternativas 4efinición de criterios para la estimación de costos 4eterminación de etapas de construcción *elección de la meor alternativa 4ise5o de la alternativa seleccionada
5# COLECTORES Y RED DE ALCANTARILLADO SANITARIO Los parámetros a tener en cuenta para este dise5o son principalmente+ "oblación actual y futura, con base en información oficial censal y censos disponibles de suscriptores del acueducto y otros servicios. 'ontribuciones de aguas residuales. El volumen de aguas residuales aportadas a un sistema de recolección y evacuación está integrado por las aguas residuales domésticas, industriales, comerciales e institucionales. •
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'audal máimo (orario. El caudal máimo (orario es la base para establecer el caudal de dise5o de una red de colectores de un sistema de recolección y evacuación de aguas residuales. Aactor de mayoración. #iene en cuenta las variaciones en el consumo de agua por parte de la población, este factor disminuye en la medida en que el número de (abitantes considerado aumenta, pues el uso del agua se (ace cada vez más (eterogéneo y la red de colectores puede contribuir cada vez más a amortiguar los fluos. 'audal de dise5o. Este caudal es el correspondiente a las contribuciones acumuladas que llegan al tramo (asta el pozo de inspección inferior. 'uando el caudal de dise5o calculado en el tramo es inferior a -,0 L7s, debe adoptarse este valor como caudal de dise5o. 4iámetro interno real mínimo. En las redes de recolección y evacuación de aguas residuales, la sección circular es la más usual para los colectores, principalmente en los tramos iniciales. El diámetro interno real mínimo permitido en redes de sistemas de recolección y evacuación de aguas residuales tipo alcantarillado sanitario convencional es : mm 1D pulgadas2 con el fin de evitar obstrucciones de los conductos por obetos relativamente grandes introducidos al sistema.
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elocidad mínima. *i las aguas residuales fluyen por un periodo largo a baas velocidades, los sólidos transportados pueden depositarse dentro de los colectores por lo que se debe disponer regularmente de una velocidad suficiente para lavar los sólidos depositados durante periodos de caudal bao. La velocidad mínima real permitida en el colector es ,B0 m7s. elocidad máima. *e recomienda que la velocidad máima real no sobrepase los 0 m7s. "endiente mínima. 4ebe permitir las condiciones de autolimpieza y control de gases. "endiente máima. El valor de la pendiente máima admisible es aquel para el cual se tenga una velocidad máima real. "rofundidad (idráulica máima. "ara permitir la aireación adecuada del fluo de aguas residuales, el valor máimo permisible de la profundidad (idráulica para el caudal de dise5o en un colector debe estar entre F y D0G del diámetro real de éste. "rofundidad mínima a la cota clave. Los colectores de redes de recolección y evacuación de aguas residuales deben estar a una profundidad adecuada para permitir el drenae por gravedad de las descargas domiciliarias sin sótano. Los valores mínimos permisibles de cubrimiento de los colectores se definen en la #abla D. "rofundidad máima a la cota clave. La máima profundidad de los colectores es del orden de 0 m. %etención de sólidos. En los sistemas no convencionales de alcantarillados sanitarios sin arrastre de sólidos, el agua residual es descargada a un tanque interceptor de sólidos donde estos se retienen y degradan, produciendo un efluente sin sólidos sedimentables que es transportado por gravedad al sistema de colectores.
DISE?O DE REDES El tama5o y la pendiente de un colector deben ser adecuados para conducir el caudal de dise5o, evitar la sedimentación de sólidos para las condiciones iniciales de servicio y garantizar su adecuada operación y funcionalidad. •
4iámetros+ "ara los cálculos (idráulicos debe (acerse referencia al diámetro interno real de los colectores.
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4ise5o (idráulico+ En general, los colectores deben dise5arse como conducciones a fluo libre por gravedad. El fluo de aguas residuales o pluviales en una red de alcantarillado para su recolección y evacuación no es permanente 'oeficientes de rugosidad+ El coeficiente de rugosidad de =anning es estimado a partir de mediciones de laboratorio y de campo, y depende en general del tipo de material del conducto. %égimen de fluo+ *e deben evitar las condiciones de fluo crítico. Es necesario verificar el régimen para varias condiciones de fluo en especial para las correspondientes a los primeros a5os de operación 'olectores terciarios+ *on tuberías de peque5o diámetro 1-0 a :0 mm de diámetro interno, que pueden estar colocados debao de las veredas, a los cuales se conectan las acometidas domiciliaresH 'olectores secundarios+ *on las tuberías que recogen las aguas del terciario y los conducen a los colectores principales. *e sitúan enterradas, en las vías públicas. 'olectores principales+ *on tuberías de gran diámetro, situadas generalmente en las partes más baas de las ciudades, y transportan las aguas servidas (asta su destino final. "ozos de inspección+ *on cámaras verticales que permiten el acceso a los colectores, para facilitar su mantenimiento. 'oneiones domiciliares+ *on peque5as cámaras, de (ormigón, ladrillo o plástico que conectan el alcantarillado privado, interior a la propiedad, con el público, en las vías. Estaciones de bombeo+ 'omo la red de alcantarillado trabaa por gravedad, para funcionar correctamente las tuberías deben tener una cierta pendiente, calculada para garantizar al agua una velocidad mínima que no permita la sedimentación de los materiales sólidos transportados. En ciudades con topografía plana, los colectores pueden llegar a tener profundidades superiores a B > I m, lo que (ace difícil y costosa su construcción y complicado su mantenimiento. En estos casos puede ser conveniente intercalar en la red estaciones de bombeo, que permiten elevar el agua servida a una cota próima a la cota de la vía. Líneas de impulsión+ #ubería en presión que se inicia en una estación de bombeo y se concluye en otro colector o en la estación de tratamiento. Estación de tratamiento de las aguas usadas o Estación 4epuradora de $guas %esiduales 1E4$%2+ Eisten varios tipos de estaciones de tratamiento, que por la calidad del agua a la salida de la misma se clasifican en+ estaciones de tratamiento primario, secundario o terciario. ertido final de las aguas tratadas+ el vertido final del agua tratada puede ser+ Llevada a un río o arroyoH ertida al mar en proimidad de la costaH ertida al mar mediante un emisario submarino, llevándola a varias centenas de metros de la costa o %eutilizada para riego y otros menesteres apropiados.
@# SISTEMAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES EN UNA PTAR $quellos métodos de tratamiento en los que predominan los fenómenos físicos se conocen como operaciones unitarias, mientras que aquellos métodos en los que la eliminación de los contaminantes se realiza con base en procesos químicos o biológicos se conocen como procesos unitarios.
TRATAMIENTO EN EL SITIO DE ORIGEN -2 #%$="$* 4E C%$*$+ *on tanques peque5os de flotación donde la grasa sale a la superficie, y es retenida mientras el agua aclarada sale por una descarga inferior. %ecibe nombres específicos según al tipo de material flotante que vaya a removerse. 4omiciliar+ 3ormalmente recibe residuos de cocinas y está situada en la propia instalación predial del alcantarillado. 'olectiva + *on unidades de gran tama5o y pueden atender conuntos de residencias e industrias En *edimentadores+ *on unidades adaptadas en los *edimentadores 1primarios en general2, las cuales permiten recoger el material flotante en dispositivos convenientemente proyectados, para encaminarlo posteriormente a las unidades de tratamiento de lodos. :2 #$3
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3o está permitido que les entre+ $guas lluvias ni desec(os capaces de causar interferencia negativa en cualquier fase del proceso de tratamiento. Los efluentes a tanques sépticos no deben ser dispuestos directamente en un cuerpo de agua superficial. 4eben ser tratados adicionalmente para meorar la calidad del vertimiento. •
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#ipos • •
#anques convencionales de dos compartimentos. Equipados con un filtro anaerobio.
/2 #$=)@$49+ los tamices auto limpiantes están construidos con mallas dispuestas en una inclinación particular que dea atravesar el agua y obliga a deslizarse a la materia sólida retenida (asta caer fuera de la malla por sí sola. La gran ventaa de este equipo es que es barato, no tiene partes móviles y el mantenimiento es mínimo, pero necesita un desnivel importante entre el punto de alimentación del agua y el de salida.
B2 %EM$*+ se utilizan para separar obetos de tama5o más importante que el de simples partículas que son arrastrados por la corriente de agua. *e utilizan solamente en desbastes previos. El obetivo es proteger los equipos mecánicos e instalaciones posteriores que podrían ser da5ados u obstruidos con peruicio de los procesos que tuviesen lugar. *e construyen con barras metálicas de I o más mm de espesor, dispuestas paralelamente y espaciadas de - a - mm. *e limpian mediante rastrillos que pueden ser maneados manualmente o accionados automáticamente.
02 =)'%9A)L#%$')N3+ los microfiltros trabaan a baa carga, con muy poco desnivel, y están basados en una pantalla giratoria de acero o material plástico a través de la cual circula el agua. Las partículas sólidas quedan retenidas en la superficie interior del microfiltro que dispone de un sistema de lavado continuo para mantener las mallas limpias. *e (an utilizado eficazmente para separar algas de aguas superficiales y como tratamiento terciario en la depuración de aguas residuales. *egún la aplicación se selecciona el tama5o de malla indicado. 'on mallas de acero pueden tener luces del orden de / micras y con mallas de poliéster se consiguen buenos rendimientos con tama5os de (asta I micras.
POSTRATAMIENTOS '$="9 4E )3A)L#%$')O3+ 'onsiste en una serie de trinc(eras angostas y relativamente superficiales rellenadas con un medio poroso 1normalmente grava2. A)L#%9* )3#E%=)#E3#E*+ La filtración intermitente puede definirse como la aplicación intermitente de agua residual previamente sedimentada, como el efluente de un pozo séptico, en un lec(o de material granular 1arena, grava, etc2 que es drenado para recoger y descargar el efluente final. 8J=E4$LE* $%#)A)')$LE* 4E ALJM9 *J=E%C)49+ deben localizarse aguas abao de un tanque séptico. "ara esto, debe (acerse una evaluación de las características del suelo, localización de cuerpos de agua, topografía, localización geográfica, líneas de propiedad y vegetación eistente para localizar adecuadamente el (umedal. A)L#%9* *J=E%C)49* $)%E$49*+ "roceso de tratamiento de aguas residuales que utiliza un medio sumergido en el reactor para la fiación de los microorganismosH el aire se suministra a través de un equipo de aireación. *e caracteriza por la capacidad de fiar grandes cantidades de microorganismos en la superficie del medio y reducir el volumen del reactor biológico, permitiendo una depuración avanzada de las aguas residuales sin necesidad de recircular los lodos, como sucede en el proceso de lodos activados. #$3
SISTEMAS DE TRATAMIENTO CENTRALIZADO #%$#$=)E3#9* "%)=$%)9*+ Estos permiten remover principalmente los contaminantes sedimentables, algunos sólidos suspendidos y flotantes a través de procesos físicos y en algunos casos químicos. "ueden remover desde B a 00 G de los sólidos en suspensión 1**#2 y de :0 a /0 G de la 4emanda ;ioquímica de 9ígeno 14;92. Entre las estructuras de tratamiento primario se caracterizan los
-. *edimentadores+ pueden usarse como sistemas de remoción de grasas, en dic(o caso debe asegurarse que eista la capacidad de almacenamiento y los dispositivos mecánicos que permitan la evacuación del sobrenadante de forma segura y oportuna para evitar interferencias en los procesos posteriores y generación de malos olores por acumulación prolongada. :. los tanques de flotación /. tanques de precipitación química. B. 4esarenadores+ En los cuatro niveles de compleidad deben emplearse desarenadores cuando sea necesario cumplir con lo siguiente + "rotección de equipos mecánicos contra la abrasión %educción de la formación de depósitos pesados en tuberías, conductos y canales %educción la frecuencia de limpieza de la arena acumulada en tanques de sedimentación primaria y digestores de lodos. =inimización de pérdida de volumen en tanques de tratamiento biológico. $ntes de las centrífugas, intercambiadores de calor y bombas de diafragma de alta presión. • •
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TRATAMIENTOS SECUNDARIOS+ Estos permiten remover la materia orgánica soluble y suspendida fundamentalmente mediante procesos ;iológicos 1acción de microorganismos2. "ueden remover (asta D0G de la 4;9 y de los *ólidos *uspendidos, además de cantidades variables de nitrógeno, fósforo, metales pesados y bacterias patógenas. -. L$CJ3$* 4E E*#$;)L)@$')O3+ Las lagunas de estabilización son los sistemas de tratamiento biológico de líquidos residuales más sencillos de operar y mantener. 'onsisten en estanques, generalmente ecavados parcialmente en el terreno, con un área superficial y volumen suficientes para proveer los etensos tiempos de tratamiento 1P meses2 que requieren para degradar la materia orgánica mediante procesos de !autodepuración& eisten tres tipos de lagunas+ •
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L$* L$CJ3$* $3$E%9;)$* suelen emplearse en el tratamiento de desec(os industriales que presentan elevados contenidos de materia orgánica soluble y suspendida. #ambién se las suele utilizar como lagunas primarias en el tratamiento de líquidos cloacales. "ueden lograrse remociones de materia orgánica del orden de (asta un IG. L$* L$CJ3$* A$'JL#$#)$* son el tipo utilizado. "ueden emplearse tanto para el tratamiento de líquidos residuales cloacales o industriales, en
este caso, luego de una o dos lagunas anaerobias en serio. "ueden alcanzarse remociones de 4;90, superiores al ?G. •
L$* L$CJ3$* $E%9;)$* son poco utilizadas, ya que debido a su escasa profundidad necesitan mayores etensiones de terreno. *e las suele emplear como lagunas de !maduración& o como lagunas de !alta carga& para la generación de biomasa algal.
:. L949* $'#)$49* mantiene en suspensión a un cultivo microbiano en condiciones aerobias. El proceso (ace uso de un sistema de aireación o agitación, el cual suministrará el oígeno que demandan las bacterias, evitará que (aya asentamiento de la biomasa en el reactor y, además, mantendrá (omogeneidad del licor mezclado en el tanque.
/. A)L#%9* "E%'9L$49%E* son unidades de tratamiento biológico que dentro del sistema global de tratamiento de aguas residuales tienen la labor de remover la materia orgánica mediante la metabolización de esta a cargo de una población bacteriana ad(erida a un medio filtrante, traduciéndose esto en un efluente con una menor concentración de 4;90 1demanda bioquímica de oigeno2. 4onde este efluente continuara la cadena de tratamiento (asta cumplir con las especificaciones técnicas.
B. A)L#%9* $3$E%O;)'9*+ es un componente ocasional de plantas de tratamiento. La función del filtro, también llamado reactor anaerobio tiene por finalidad reducir la carga contaminante de las aguas servidas. El agua servida es alimentada al filtro a través del fondo, construido de forma que permita distribuir el fluo en forma uniforme en toda la sección del filtro. El agua a ser tratada se (ace pasar a través de un cuerpo poroso 1piedra2, llevándola al contacto con una fina biopelícula de microorganismos ad(eridos a la superficie, o floculados, donde se realiza el proceso de degradación anaerobia.
#%$#$=)E3#9* #E%')$%)9* 9 $$3@$49*+ Este permite el refinamiento de los efluentes del tratamiento secundario por medio de procesos más compleos de carácter fisicoquímico y biológico. *e busca por lo general remover los remanentes de nitrógeno, fosforo, orgánicos e inorgánicos disueltos y acondicionar los lodos procedentes de los tratamientos para su aprovec(amiento o disposición final. El tratamiento y disposición de los lodos generados en los sistemas de tratamiento, son actualmente una prioridad en los procesos de descontaminación por los altos riesgos para el ambiente y la salud, es por ello que un sistema integral debe considerar su maneo, aprovec(amiento y disposición controlada.
MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES *e define el mantenimiento como+ todas las acciones que tienen como obetivo preservar un artículo o restaurarlo a un estado en el cual pueda llevar a cabo alguna función requerida. Estas acciones incluyen la combinación de las acciones técnicas y administrativas correspondientes. 'ontinuación daremos a conocer el mantenimiento preventivo correctivo para los sistemas de aguas residuales. #%$="$* 4E C%$*$+ deben operarse y limpiarse regularmente para prevenir el escape de cantidades apreciables de grasa y la generación de malos olores. La frecuencia de limpieza debe determinarse con base en la observación.
Ceneralmente, la limpieza debe (acerse cada vez que se alcance el F0G de la capacidad de retención de grasa como mínimo. "ara restaurantes, la frecuencia de bombeo varía desde una vez cada semana (asta una vez cada dos o tres meses. Estas unidades deben ser dotadas de las *iguientes características+ -. 'apacidad suficiente de acumulación de grasa entre cada operación de limpieza :. 'ondiciones de turbulencia mínima suficiente para permitir la flotación del material. /. 4ispositivos de entrada y salida convenientemente proyectados para permitir una circulación normal del afluente y el efluente. B. 4istancia entre los dispositivos de entrada y salida, suficiente para retener la grasa y evitar que este material sea arrastrado con el efluente. 0. 4ebe evitarse el contacto con insectos, roedores, etc. #$3
'$="9 4E )3A)L#%$')O3+ 4eben operarse en condiciones aerobias. "ara esto, deben proveerse tubos de ventilación protegidos contra el ingreso de insectos. $demás, el funcionamiento del campo debe ser intermitente por gravedad o por
dosificación periódicaH debe emplearse bombeo o un sifón dosificador. "ara favorecer la vida útil de sistema se recomienda lo siguiente+ • •
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todos los canales deberían tener el mismo largo. en terrenos planos, las líneas deben ubicarse paralelas a las curvas de nivel. para permitir una buena ventilación las líneas pueden terminar en peque5os pozos de ? cm de diámetro, preferiblemente (ec(os con 'ascao. se recomienda sembrar grama en el campo para ayudar a la absorción del líquido efluente se recomienda el uso de cámaras dosificadoras con sifones para tener una buena distribución del agua residual en el tanque de infiltración.
A)L#%9* )3#E%=)#E3#E*+ "ara realizar el mantenimiento es necesario+ • •
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suspender la operación por un tiempo realizar el rastrillado de la superficie para remover la costra que se forma y actúa como in(ibidora del proceso reemplazar la capa superior con material limpio. En el momento en que el nivel de enc(arcamiento por encima de la superficie eceda / cm, debe pararse la aplicación de agua residual. "ara filtros que reciben efluentes de tanques sépticos, se recomienda rastrillar o cambiar la capa superior en intervalos de / y -0 días, para tama5os efectivos de .: mm y .I mm, respectivamente. "ara filtros recirculantes, con medio grueso 1-. a -.0 mm2, se recomiendan periodos de (asta un a5o.
8J=E4$LE* $%#)A)')$LE* 4E ALJM9 *J=E%C)49+ *e recomienda que la superficie del (umedal se cubra con vegetación. La elección de la vegetación depende del tipo de residuos, de la radiación solar, la temperatura, la estética, la vida silvestre deseada, las especies nativas y la profundidad del (umedal. *e deben usar dos celdas en serie. Las celdas deben ser impermeabilizadas para evitar la infiltración. Es esencial que las raíces tengan siempre acceso a agua en el nivel de los rizomas en todas las condiciones de operación. "ara medios muy permeables con alta conductividad (idráulica 1tales como la grava2, se recomienda que el nivel de agua se mantenga alrededor de : a 0 cm por debao de la superficie del lec(o. A)L#%9* *J=E%C)49* $)%E$49*+ "ara mantener un funcionamiento adecuado es necesario tener en cuenta lo siguiente+ •
)nspeccionar periódicamente el sistema de filtro aerobio sumergido
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%emover periódicamente el lodo acumulado en el fondo del reactor conforme a las instrucciones del fabricante Lavar con un c(orro de agua el medio filtrante, y el sedimentador, después de drenar el líquido del filtro. El fabricante del filtro aerobio sumergido debe suministrar un manual de operación del sistema para el correcto funcionamiento del mismo El lodo acumulado en el filtro, que se retira periódicamente, debe ir de nuevo al tanque séptico instalado adelante del filtro H en caso que eista un lec(o de secado, el lodo puede ser dispuesto directamente en el mismo La limpieza del sistema debe efectuarse con materia
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Eliminar diariamente las grasas, natas y sólidos flotantes, del compartimiento de sedimentación. %aspar semanalmente los lados y fondos inclinados del compartimiento de sedimentación, con un cepillo de goma, para quitar los sólidos que se (ayan ad(erido y que pueden descomponerse. Limpiar semanalmente la ranura del compartimiento de sedimentación. "uede emplearse un rastrillo de cadena 'ambiar el sentido del fluo por lo menos una vez al mes, cuando así esté previsto en el dise5o del tanque 'ontrolar la nata en la cámara de natas, rompiéndola por medio de c(orros de mangueras a presión, manteniéndola (úmeda con aguas negras del compartimiento de sedimentación y quitándola cuando su espesor llegue a unos I a ? cm. La descarga de lodos debe (acerse antes que su nivel llegue a estar cerca de B0 cm de distancia de la ranura del compartimiento de sedimentación. Es meor descargar peque5as cantidades con frecuencia, que grandes cantidades en muc(o tiempo. Los lodos deben descargarse a una velocidad moderada y regular para que no se forme un canal a través de los lodos, que dee descargar lodos parcialmente digeridos y parte del líquido que (aya sobre los lodos digeridos. La descarga no debe ser total sino que debe dearse la cantidad necesaria para el inoculo. 'uando menos una vez al mes, debe determinarse el nivel a que lleguen los lodos en su compartimiento. Lo meor y más recomendable es emplear para ello una bomba
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4espués de cada descarga de lodos, las líneas de descarga deben escurrirse y llenarse con agua o con aguas negras, para impedir que los lodos se endurezcan y obturen la tubería. "revención de la formación de RespumasR. 4ebe (acerse todo lo posible para impedir la formación de espumas, debido a que a veces es muy difícil corregir esta situación una vez que se (a presentado. La formación de espumas va asociada generalmente con una condición de acidez en los lodos y puede prevenirse en tales casos, o corregirse mediante un tratamiento con cal, para contrarrestar la acidez de los lodos. 'uando se formen espumas es recomendable solicitar la colaboración de un ingeniero sanitario eperimentado. *in embargo, (ay unas cuantas medidas sencillas que, en ciertas circunstancias, remedian o meoran esta situación.
%EM)LL$*+ "ara los niveles medio alto y alto de compleidad se recomienda el uso de los dispositivos de tiempo como sistemas de control. #odas las unidades mecánicas operadas por dispositivos de tiempo deben estar provistas de controles automáticos auiliares que pongan en marc(a el mecanismo de limpieza cuando el nivel de agua llegue al máimo predeterminado. 4E*$%E3$49%E*+ *e recomienda que los desarenadores con un caudal inferior a 0 L7s sean limpiados manualmente H para caudales mayores de -0 L7s se recomienda una limpieza mecánica. "ara caudales intermedios debe ustificarse la selección realizada. En desarenadores de limpieza manual que se usen con aguas negras combinadas debe llevarse a cabo lo siguiente + • •
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=edición periódica del lec(o de arena acumulado. aislamiento del desarenado en el momento en que la arena ocupe :7/ del volumen. 4renae del agua residual en la cámara. Este se puede realizar, en algunas instalaciones, por medio de canalizaciones que devuelven el líquido drenado al afluente o a una unidad del sistema de tratamiento adoptado. %emoción de la arena. Estimación de la cantidad de arena removida para los registros en las fic(as de operación. #ransporte del el material removido (acia el sitio de disposición. Lavado del desarenador para ser utilizado nuevamente. $nalizar una muestra de la arena removida en términos de sólidos volátiles. $dopción de medidas de corrección para las muestras que presenten alto contenido de estos. erificación de la cantidad de arena en las unidades subsecuentes.
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%emoción de la arena, si fuera el caso, retenida en las demás unidades de tratamiento.
"ara los desarenadores de limpieza mecánica, la operación debe ser similar a los de limpieza manual, cumpliendo además con lo siguiente+ •
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=antenimiento los equipos de acuerdo con el manual de instrucciones del fabricante. =antenimiento del movimiento del equipo libre de obstrucciones. Lavado diario, con c(orros de agua, de las paredes y los raspadores. aciado y revisión, por lo menos una vez por a5o, de las unidades. 4ebe ensayarse el equipo que se encuentre inmerso así como la condición de la estructura. 'on el fin de evitar ecesos de materia orgánica en el material removido se recomienda lo siguiente+ $umentar la velocidad, 4isminuir el tiempo de retención. "ara lograr esto puede reducirse el área de la sección transversal.
"ara evitar el arrastre de arena en el efluente se recomienda+ %emover con mayor frecuencia la arena acumulada, 'olocar en funcionamiento otro vertedero., aumentar el área de la sección transversal de la cámara. *e recomienda además que el desarenador cuente con un sistema de desvío del fluo o paso directo.
*E4)=E3#$49%E*+ *e debe tener un manual de operación y mantenimiento que contemple los siguientes aspectos + • • • • • •
"lan de limpieza. 'ontrol de olores. 9peración en condiciones de caudal mínimo y máimo.=aneo de lodos. "revención de cortocircuitos. $rranque. 'ontrol de lodos flotantes.
#$=)'E*+ La operación de un sistema de tamices no requiere de personal especializado. La operación puede efectuarse manualmente o en forma automatizada. *e recomienda que mínimo se coloquen dos tamices, alternándolos cada :B (oras. En caso de que durante la operación se observe la obstrucción significativa de las aberturas de algunos de los microtamices, este debe lavarse con un c(orro de agua a presión. *e recomienda el uso de sistemas de desvío o paso directo. En caso que la velocidad de operación sea menor a la velocidad con la que se dise5o el tamiz, se recomienda instalar sistemas de aireación, dentro del canal para mantener todo el material en suspensión.
'93#%9L 4E 9L9%E*+ *e recomienda, en los casos que el estudio de impacto ambiental así lo requiera o cuando eistan efectos sobre la comunidad adyacente, cubrir y recoger los gases malolientes generados y tratarlos antes de ser dispuestos en el medio ambiente %emoción del material cernido Las características del material que se retira varían de lugar a lugar, debido a que dependen por una parte, de los (ábitos alimenticios de la población, y por el otro, de la presencia eventual de industrias con efluentes directamente conectados a la red de alcantarillado doméstico, que contribuyen substancialmente con fibras, partículas de grasa u otros materiales gruesos. El destino que se dé a estos materiales depende de la localidad en que se encuentre. ;ao ningún motivo se pueden descartar los sólidos retenidos en corrientes de agua. El dise5ador debe escoger entre una de las siguientes opciones, o en caso contrario demostrar ante la autoridad competente la eficiencia del método seleccionado+ -2 secado y posterior incineraciónH y :2 disposición en un relleno sanitario, unto con los residuos sólidos de la ciudad. En caso de escogerse este último, debe garantizarse que los contenedores en los que se transporte este material desde el sitio de recolección (asta el relleno sanitario, se encuentren adecuadamente sellados. L$CJ3$*+ En momento que se realiza la entrega de la obra por parte del constructor, la contra parte de la entidad que la recibe debe estar constituida por la fiscalización y el personal de operación y mantenimiento. En el momento de la recepción de la obra deben cumplirse los siguientes requisitos+ •
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La construcción del emisario final e interceptores finales debe estar terminada para efectos de las pruebas de recepción de obra. 3inguna de las lagunas puede entrar en operación inicial antes de (aber pasado las correspondientes pruebas de estanqueidad, para lo cual se requiere que la pérdida de nivel diaria por efecto de infiltración 1sin incluir evaporación2 no sea mayor de 0 mm. "ara el efecto es necesario llenar el sistema de lagunas comenzando por las unidades de menor cota de fondo. En caso de disponerse de desec(o crudo, debe especificarse el tiempo de llenado de cada unidad. 4e otro modo será necesario bombear agua de otra fuente, lo cual puede requerir bombas de gran tama5o a fin de efectuar la operación en un tiempo aceptable. La siembra de grama en los taludes de los diques debe realizarse después de las pruebas de estanqueidad, en vista que se requiere agua de la laguna para mantener irrigados los espacios verdes, pues de otro modo estos se secan y el trabao tiene que realizarse de nuevo. "ara esta labor es
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necesario que la bodega de la planta disponga de todas las (erramientas de operación y mantenimiento. "ara el caso de lagunas aireadas, la recepción provisional de los aireadores puede realizarse después que (ayan pasado las respectivas pruebas de rendimiento, las mismas que deben efectuarse fuera de la instalación, en tanques de volumen reducido. "ara el efecto deben detallarse los procedimientos que deben seguirse. Los aireadores de tipo flotante pueden ser instalados en los cables de acero después de las pruebas de estanqueidad y con por lo menos la mitad de la altura de agua en la lagunas aireadas. En estas condiciones se procederá a efectuar las coneiones eléctricas y realizar las pruebas de arranque y parada de los aireadores y de los indicadores en la consola de control. Equipos de laboratorio, de modo que el personal del mismo está en capacidad de implementar de inmediato, las pruebas necesarias para la prueba en operación inicial de la planta. Los ve(ículos necesarios, Los vertederos de salida de las lagunas, Los aparatos de medición de oígeno disuelto para las lagunas aireadas. 9tras partes del proyecto que deben estar completas son+S 'anales y tuberías de ingreso y salida de las lagunas, según pruebas en seco y (úmedo, 'omprobación del nivel de vertederos de rebose y de salida, con una tolerancia de - mm, 'omprobación de la operación y cierre (ermético de la compuertas.
$ntes de poner en operación inicial la planta de tratamiento, es necesario que los trabaos descritos en el numeral anterior se (ayan cumplido además deben cumplirse las siguientes actividades+ •
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%evisión del =anual de operación y mantenimiento. 4eben introducirse los cambios incorporados durante la construcción. #erminación de las pruebas de estanqueidad en las lagunas. En el caso de lagunas aireadas se requiere que los aireadores y la instalación eléctrica (ayan sido probados. 4ebe procederse a introducir el agua residual cruda a las lagunas y recuperar los respectivos niveles de operación. "ara lagunas aireadas la operación de los aireadores es continua desde el inicio. En esta fase es recomendable ubicar al personal de operación en el sistema de llegada, ya que es muy probable que lleguen a la planta desec(os de materiales de construcción del emisario final. "ara los niveles medio alto y alto de compleidad, el laboratorio debe estar equipado con el personal y reactivos necesarios para implementar como mínimo las siguientes pruebas+ 4;9 total y soluble, 4<9 total y soluble, *ólidos totales y totales volátiles, *ólidos en suspensión totales y volátiles,
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3itrógeno amoniacal, 3itrógeno orgánico, 3itratos 1para lagunas aireadas2, 9ígeno disuelto por los métodos electrométrico ó Tin6ler, #emperatura, "(, 'oliformes totales, 'oliformes fecales, "arásitos El laboratorio debe contar con formularios de registro de datos de los análisis "ara la puesta en operación inicial deben instalarse y calibrar los registradores de nivel. Los registradores por seleccionarse son de simple instalación y calibración.
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=$3EM9 4E L949*+ "ara facilitar el vaciado, limpieza y mantenimiento se recomienda lo siguiente • •
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El fondo del tanque debe estar inclinado para drenar (acia la línea de retiro. "ara tanques equipados con mecanismo de succión, para ayudar a la remoción del lodo, se recomienda una pendiente no menor de -+-:. "ara aquellos en que la remoción se efectúa por gravedad, la pendiente mínima es -+-B. 4eben proveerse por lo menos dos registros de acceso de ? cm en la cubierta del tanque, además de la bóveda de gas. 4ebe instalarse una escalera para llegar a los registros de acceso. #ambién debe instalarse un registro adicional de pared, con abertura suficiente para permitir el uso del equipo mecánico para la remoción de arena.
LE'89* 4E *E'$49 4E L949*+ *e debe tener un manual de operación y mantenimiento que contemple los siguientes aspectos+ • • •
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'ontrol del lodo influente. 'ontrol de las dosificaciones. 9peración bao condiciones de carga mínima y máima. S 9peración bao condiciones de caudal mínimo y caudal máimo "rograma de inspección periódico. 'ontrol de insectos y crecimiento de plantas. =aneo de la torta de lodos seca. "rograma de muestreos y control de muestras en el laboratorio.
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oígeno debe medirse, a diario y, en el caso de instalaciones grandes, en forma continua. El contenido de los sólidos y el índice volumétrico de los lodos debe determinarse según se requiera. El contenido de sólidos ó el volumen del lodo deben mantenerse en los límites fiados por la efatura de la planta de tal forma que se logren las condiciones de sedimentabilidad de los lodos y de eficiencia de remoción requeridos y de acuerdo con estos valores se etrae el lodo residual. 4ebe prestarse especial atención al cambio de lodo y a sus propiedades de floculación y decantación. 4ebe ponerse especial atención al sistema completo de aireación y se debe asegurar su buen funcionamiento permanente. *i la presión en el sistema aumenta en el tiempo, esto significaría que (ay obstrucciones. 'on el fin de evitar depósitos debe prestarse atención a que (aya suficiente circulación en el tanque. Los posibles depósitos pueden constatarse tocando el fondo del tanque Ailtros percoladores Los requisitos para un buen rendimiento del filtro percolador son la distribución uniforme de las aguas residuales sobre la superficie y la buena ventilación. La fuerza de empue de la regadera giratoria requerida para ello debe mantenerse. #ambién es posible reducir la velocidad de la regadera (aciendo girar en -DU uno de sus brazos, de modo que el c(orro de aguas residuales salga contra la dirección en que gira. "or esa razón, periódicamente debe controlarse si los tubos de la regadera y sus aberturas están bloqueados y, en caso necesario, deben limpiarse. Esto rige también para todos los otros dispositivos de alimentación 1sifones2. En el caso de que eistan varios filtros percoladores, la entrada de las aguas residuales debe distribuirse de acuerdo con la capacidad de cada uno de ellos. Las acumulaciones de agua sobre la superficie de los filtros deben eliminarse. Los canales recolectores del fondo de los filtros deben mantenerse sin depósitos y en caso necesario se enuagarán. Los desarenadores eistentes deben vaciarse ocasionalmente y las aberturas para ventilación deben mantenerse libres. $l entrar a un filtro percolador cerrado es conveniente observar si el ventilador funciona y si (ay entrada de sustancias eplosivas o cambios de color en la superficie del material de relleno. *i se diera alguna de estas situaciones, deben notificarse a la efatura de la planta. $ un filtro percolador solo puede entrarse cuando la regadera giratoria esté detenida y (aya seguridad de que no se pondrá en marc(a de modo involuntario.
En un filtro percolador cerrado el ventilador no debe desconectarse, ni siquiera en el caso de que la regadera giratoria esté detenida. El material plástico de relleno de los filtros sólo se pisará sobre parrillas protectoras. *i (ay trastornos dentro de la planta de tratamiento no sólo deben eliminarse sus efectos, sino también sus causas En el caso de obstrucciones y acumulaciones de agua deben tomarse las siguientes medidas+ %eforzar la fuerza de empue, aumentando la carga del filtro. •
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Efectuar una recirculación intensa o disminuir la velocidad de la regadera giratoria, (aciendo girar uno de sus brazos (asta que el c(orro de agua salga contra la dirección en que gira. Enuagar la superficie del filtro con un c(orro de agua de alta presión o con una regadera giratoria en reposo que se accione sobre las áreas obstruidas. $floar el material de relleno en la superficie con un rastrillo o una (erramienta similar 1que no sea pesada2. 'argar el filtro percolador, bao dirección técnica, con productos químicos adecuados. $l final, enuagar fuertemente. *i ninguna de estas medidas tiene efecto, primero es necesario sacar una parte del material de relleno, lavarlo y volverlo a colocar. $ntes de volver a colocarlo (ay que repetir varias veces el enuague del filtro. *i es necesario, se saca todo el material de relleno, se lava y se vuelve a colocar. En este caso deben revisarse el tama5o y la forma de los granos. El material inservible debe ser reemplazado.
Jna cantidad ecesiva de moscas en los filtros puede producir molestias. "ara evitarlas, se pueden tomar las siguientes medidas+ • •
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'argar en forma continua y, en caso necesario, aumentar la carga. Lavar la superficie con c(orros de agua para disminuir la acumulación de biomasa. Lavar fuertemente las partes internas de las paredes del filtro que estén libres en su parte superior. $plicar productos químicos adecuados, bao dirección técnica. Eventualmente, repetir la aplicación para matar las larvas. $plicar insecticidas en la superficie del filtro y en las paredes, bao dir ección técnica 1por la toicidad sólo en casos ecepcionales2.
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El uso de sustancias químicas puede producir efectos secundarios perudiciales sobre la biomasa del filtro y del cuerpo receptor. "or tal razón, deben preferirse las primeras medidas mencionadas. $l sembrar plantas en el área del filtro pueden reducirse las molestias causadas por las moscas. Es conveniente no plantar árboles con copas anc(as, sino árboles baos por la caída de las (oas y el peligro subsecuente de formación de acumulaciones de agua u obstrucciones en la superficie del filtro
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#%$#$=)E3#9* La evacuación de lodos debe (acerse de manera periódica y su práctica varía de reactor a reactor. En un reactor J$*;, se recomienda evacuar lodos cuando el lec(o se (aya epandido (asta un punto tal que se (aya deteriorado la eficiencia en la remoción de los sólidos suspendidos porque los lodos son arrastrados con el efluente. %E$'#9%E* J.$.*.;+ El muestreo de los lodos del reactor debe (acerse a tres diferentes alturas y debe purgarse para mantener constante la cantidad de lodo en el reactor. $l escoger la forma de muestrear debe tenerse en cuenta cómo se va a vaciar la planta. *i la diferencia de nivel del terreno lo permite o cuando el bombeo de lodo está previsto, se puede considerar colocar un pozo (asta el fondo del reactor, al lado de este, en el cual se colocan las válvulas de muestreo. En el caso de menores diferencias de nivel puede implementarse el llamado sistema de !flautas&. "ara la facilidad de operación este debe dise5arse con una cabeza estática suficiente 1- metro2 y debe tener la posibilidad de destaponamiento. 'on este sistema de muestreo de lodos la vaciada del reactor puede ser más complicada, ya que debe trabaarse desde el interior del reactor. 4urante la operación del reactor deben monitorearse los siguientes parámetros+ •
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p8 y alcalinidad+ En el caso de que la alcalinidad comience a descender 1antes de que lo (aga el p82, es necesario agregar especies alcalinas para evitar el colapso por acidificación. El valor mínimo recomendable del p8 es I.0. *e recomienda no sobrepasar el F0G de la actividad metanogénica máima de los lodos durante la operación "roducción de gas+ 4ebe (acerse un mantenimiento periódico a todas las estructuras y equipos para la recolección y maneo de los gases generados para asegurar que se minimicen los potenciales impactos a la comunidad por clases indeseables. 4ebe verificarse que no eistan fugas. 4ebe impedirse el uso de equipos de soldadura durante el
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funcionamiento del proceso por el gran riesgo de eplosiones que esto genera. 4eben colocarse avisos de advertencia sobre el riesgo de eplosiones generadas por c(ispas, fuegos, etc. 3o se permite fumar en las inmediaciones de la planta. 'antidad de lodo efluente *e debe modificar el contenido de sólidos volátiles en el efluente como una forma de controlar la cantidad de biomasa en el reactor. 'uando el contenido de sólidos sea superior a I mg7L es necesario o revisar el funcionamiento (idráulico del sedimentador o drenar los lodos para disminuir la altura del manto interno.
MANTENIMIENTO PARA SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES '.-3/..4+( Se deben tener programas de mantenimiento preventivo y correctivo de los colectores, estructuras de unión y demás elementos de un sistema de recolección y evacuación de aguas residuales o lluvias, de acuerdo con los siguientes requerimientos NIVEL DE C!"LE#ID$D DEL SIS%E!$ &a'o y medio !edio alto $lto
"%EE3#)9
'9%%E'#)9
(equerido periódico (equerido periódico (equerido periódico
bligatorio bligatorio bligatorio
El mantenimiento preventivo debe ser el resultado de un programa de inspección del sistema que permita detectar con anticipación puntos potencialmente críticos. 4e acuerdo con el nivel de confiabilidad de servicio, el mantenimiento debe seguir los siguientes requerimientos+ -. "ara todos los niveles de compleidad de sistema debe tenerse un programa de mantenimiento preventivo. :. "ara los niveles de compleidad de sistema medio alto y alto las labores de mantenimiento deben ser preferiblemente preventivas. /. "ara todos los niveles de compleidad del sistema las labores de mantenimiento de todo equipo electromecánico deben ser preferiblemente preventivas. B. La limpieza de redes mediante equipos especiales debe estar dentro de los planes de mantenimiento preventivo. En relación con el nivel de compleidad del sistema, la disponibilidad de equipos de limpieza y la frecuencia mínima de inspección para mantenimiento preventivo se especifican en la tabla
NIVEL DE C!"LE#ID$D DEL SIS%E!$ &a'o y medio !edio alto $lto
E)*I"S
Sonda manual y1o rotosonda, carretilla y volqueta rotosonda, cabrestante o desasolvadora y c2orro a presión, cargador 3rontal, pala draga y volqueta Sonda manual, rotosonda, desasolvadora o cabrestante, c2orro a presión y succiónpresión, cargador 3rontal, pala draga y volqueta .recomendable equipo de inspección de %V0
+(EC*ENCI$ !NI!$ DE INS"ECCI-N .$/S0
/ : 4, 5 en sitios espec67cos
'asos específicos propios de la localidad pueden incrementar las anteriores frecuencias de inspección, para los cuales el manual de mantenimiento debe ser estricto. En el caso de alcantarillados simplificados de aguas residuales domésticas, la frecuencia de las inspecciones debe incrementarse a seis meses como mínimo con disponibilidad de equipos de limpieza como roto sondas y presión. El mantenimiento en sistemas de alcantarillado de aguas residuales debe concentrarse en los colectores y pozos principales, y dentro de estos últimos en los pozos previos a estructuras especiales como sifones y estructuras de alivio. En el caso de alcantarillados pluviales es necesario limpiar los desarenadores ubicados al pie de laderas empinadas que constituyen arranques de colectores de drenae, después de aguaceros fuertes y establecer la evacuación de lodos provenientes de coneiones erradas sanitarias. En los niveles de compleidad medio alto y alto, los canales de drenae deben disponer de rampas de acceso para equipos como cargadores y volquetas. En estos tramos los canales deben estar revestidos. "ara estos niveles de compleidad de sistema, el mantenimiento de cauces naturales de drenae receptores de escorrentía pluvial urbana debe realizarse con draga. "ara cualquier nivel de compleidad del sistema, los emisarios finales pueden eigir dragado permanente, lo mismo que una limpieza permanente en el caso de aliviaderos, lo cual debe quedar eplícito en el manual de mantenimiento.