diseño de un modelo para una planta de tratamiento de aguas residuales

IMPLEMENTACION DE UNA PLANTA DE TRATAMIENTO PARA EL MANEJO DE LAS

AGUAS RESIDUALES EN EL MUNICIPIO DE SAN

MARTIN CESAR

Víctor Manuel Medina ArdilaDagoberto Bayona Santiago

El municipio de San Martin cuenta con una población de aproximadamente de 8700 personas según DANE (2011), con 1674 viviendas con un promedio de 4 personas por hogar el cual genera descargas residuales causando impactos negativos sobre el medio ambiente

La descarga de las aguas residuales en el municipio se ha visto

en aumento los últimos años; ya que el crecimiento de la población contribuye a la generación excesiva de contaminación en el agua.

Planteamiento del problema

Problemas socio-ambientales

Proliferacion de vectores

inundacionesAumento de enfermedades

Represamiento de grandes cantidades de

basura

Aumento de la contaminacion y del caudal

Generacion de olores ofencivos

Altos niveles de contaminación de la quebrada la rayita (San Martin-Cesar) por generación de aguas residuales

Disposicion inadecuada de basuras

Aumento de la poblacion Falta de la cobertura total de la red de alcantarillado

Planeacion inadecuadaInmigracion de personas desplazada

Falta de cultura abmiental

EFECTOS

PROBLEMA

CAUSAS

El agua es un compuesto con características únicas, de gran significado para la vida, el más abundante en la naturaleza y determinante en los procesos físicos, químicos y biológicos que gobiernan nuestro medio natural. Por lo que es fundamental su cuidado y tratamiento; para esto es necesario aplicar un tipo de tratamiento específico.

Dado el alto índice de enfermedades y el grado de contaminación es de gran importancia que se tomen medidas correctivas para minimizar el impacto que actualmente se le está generando a la quebrada la rayita donde son descargadas las aguas residuales del municipio y que afecta a la población sobre todo en los niños y personas de la tercera edad.

Justificación

Objetivo generalImplementar una planta de tratamiento de aguas residuales en

el municipio de San Martin Cesar para reducir la contaminación de la fuente hídrica afectada.

Objetivos específicos Realizar un diagnóstico detallado para el lugar de la planta.Reducir la contaminación de la fuente hídrica afectada.Establecer un programa de trampas de grasas con los

terratenientes que se benefician de la quebrada La Rayita.

Objetivos

Mejorar la calidad de vida de lo habitantes y el componente ambiental

Disminuir la cantidad de basuras que son

represadosSolucionar los problemas

de olores ofencivos

Implementar una planta de tratamiento de aguas residuales en San Martin (Cesar)

Disposicion adecuada de las basurasCobertura total de la red de

alcantarillado

Disminuir la carga de contaminacion en la fuente afectada

FINES

OBJETIVO

MEDIOS

Árbol de objetivos

Historia de sistemas De tratamientos

Referencia HistóricaLos pueblos antiguos no necesitaban obras de ingeniería para su aprovisionamiento de agua. Cazadores y nómadas acampaban cerca de las fuentes naturales de agua fresca, y las poblaciones estaban tan dispersas que la contaminación del agua no constituía un serio problema.

El primer pueblo en tener en cuenta la sanidad del suministro de agua fue el pueblo romano, que construyó una extensa red de acueductos para traer las aguas limpias de los montes Apeninos hasta la ciudad, intercalando estanques y filtros a lo largo del recorrido del agua para asegurar su claridad.

La construcción de humedales artificiales para el tratamiento de aguas residuales ha evolucionado desde que tuvo su origen en 1946 gracias a Siedel quien propuso el modelo Max Planck Institule System (MPIS) o proceso Krefeld, este método se aplicó por primera vez en Alemania en 1974 para tratar aguas residuales municipales y aguas residuales de la industria textilera, cervecera y de productos lácteos (Guerrero y García, 2002) empleando plantas emergentes, convirtiéndose en una importante tecnología para el tratamiento de efluentes de tanques sépticos, de lagunas de estabilización y, en general, de efluentes de tratamiento biológico secundario.

Historia de humedales

Tipos de aguas residuales

• Aguas residuales domesticas

• Aguas residuales sanitarias

• Aguas residuales combinadas

• Aguas residuales agrícolas

• Aguas lluvias

• Residuos líquidos industriales

Parámetros importantes en el tratamiento de aguas

residuales• Demanda bioquímica del oxigeno (DBO)• Demanda química del oxigeno (DQO)• Dbo5• Turbiedad• Color• Nitrógeno• Oxigeno disuelto• PH• Grupo coliforme

Fases de tratamiento

• Pretratamiento

• Tratamiento primario

• Tratamiento secundario

• Tratamiento terciario

PretratamientoEn este tratamiento, los materiales gruesos son eliminados del caudal contaminado por medio de enrrejados o mallas muy gruesas. No se considera como un sistema purificador, sino como la preparación de las aguas contaminadas para ser tratadas.

• CRIBADO

• Desarenador

Tratamiento PrimarioConsiste en la remoción de una fracción de los sólidos suspendidos totales y de la materia orgánica se hace por floculación y sedimentación.

• Floculación

• Sedimentación

Tratamiento SecundarioSe emplea para convertir la materia orgánica fina coloidal y disuelta en el agua residual en floc biológico sedimentable y sólidos inorgánicos que pueden ser removidos en tanques de sedimentación.

• Lodos ActivadosEl nombre del proceso se deriva de la formación de una masa de microorganismos activos capaz de estabilizar un desecho orgánico bajo condiciones aerobias.

Aireación Difusa Aireación Mecánica

Tratamiento terciarioEstá dirigido a la reducción final de la DBO, metales pesados, o contaminantes químicos específicos y la eliminación de patógenos y parásitos, para una mejor calidad del efluente secundario.

Marco LegalConstitución Política de 1991: A partir de la promulgación de la nueva Constitución Política (1991), el manejo de los recursos naturales y del medio ambiente, ha sido dotado de diferentes herramientas a nivel regional y estatal, que permite tomar decisiones y trazar políticas ambientales, amparadas en la legislación ambiental, dentro de la normatividad que busca la conservación, manejo y protección del recurso hídrico encontramos la siguiente:

Art. 8: Es obligación del estado y de las personas proteger las riquezas naturales y culturales de la nación.

Art. 79: Toda persona tiene derecho a gozar de un ambiente sano. Es deber del estado proteger la diversidad e integridad del ambiente, conservar las áreas de especial importancia ecológica.

Art. 313: Todo municipio debe expedir los acuerdos necesarios para el control, preservación y defensa del patrimonio ecológico

Ley 99 de 1993: Por la cual se crea el Ministerio del Medio Ambiente, se reordena el sector publico encargado de la gestión conservación del ambiente y los recursos naturales renovables, se organiza el Sistema Nacional Ambiental (SINA)

Usos del recurso hídrico. Decreto 1594 de 1984: Por el cual se reglamenta parcialmente el título I de la ley 9 de 1979, así como el capítulo II del título VI - parte III - libro II y el título III de la parte III - libro I - del decreto 2811 de 1974 en cuanto a usos del agua y residuos líquidos.LEY 373 DE 1997: Diario Oficial No. 43.058 de 11 de junio de 1997 por la cual se establece el programa para el uso eficiente y ahorro del agua. LEY 142 DE 1994: servicios públicos domiciliarios Por la cual se establece el régimen de los servicios públicos domiciliarios y se dictan otras disposiciones.Decreto 3100 de 2003:Por medio del cual se reglamentan las tasas retributivas por la utilización directa del agua como receptor de los vertimientos puntuales y se toman.Ley 9 de 1979: código sanitario nacional.NTC-ISO 5667-10: Calidad de agua. Muestreo. Muestreo de aguas residuales.GTC 31: Guía para la realización de pruebas de toxicidad.Ras 2000:Reglamento técnico del sector de agua potable y saneamiento básico.

Cuencas hidrográficas

Decreto 1449 de 1977: Por el cual se reglamentan parcialmente el (Inciso 1 del Numeral 5 del Artículo 56 de la Ley 135 de 1961) y el (Decreto Ley No. 2811 de 1974). Decreto 1729 de 2002: Por el cual se reglamenta la parte XIII, título 2, capítulo III del decreto-ley 2811 de 1974 sobre cuencas hidrográficas, parcialmente el numeral 12 del artículo 5° de la ley 99 de 1993 y se dictan otras disposiciones. Ley 408 de 1997: Por la cual se aprueba el Convenio relativo a la Organización Hidrográfica Internacional, OHI, suscrito en Mónaco el 3 de mayo de 1967.Decreto 2857 de 1981: Ordenación y protección de cuencas hidrográficas.Decreto 1449 de 1997: Disposiciones sobre conservación y protección de aguas, bosques, fauna terrestre y acuática.Ley 373 de 1997: uso eficiente y ahorro de agua.

Recursos naturalesDecreto 2811 de 1974: por el cual se dicta el Código Nacional de Recursos Naturales Renovables y de Protección al Medio Ambiente.

Diferentes sistemas de tratamientos

• Plantas de tratamientos

• Lagunas de oxidación

• Humedales

• Trampas de Grasas

• Tanques sépticos

• Plantas de tratamientoCon este mecanismo se pueden eliminar los contaminantes de las aguas residuales provenientes del sistema de drenaje municipal, residencial o industrial.

Existen diferentes tipos de plantas de tratamiento de agua de las cuales se podría escoger para descontaminar los drenajes que se vierten a la fuente hídrica en el municipio de San Martin Cesar.

• El sistema aeróbico el cual utiliza estanques de sedimentación y oxidación al aire libre.

• El sistema anaeróbico el cual es muy compacto, cerrado y no despide olores al medio ambiente.

• La floculación iónica.

El tratamiento anaerobio es el proceso de degradación de la materia orgánica por la acción coordinada de microorganismos, en ausencia de oxígeno u otros agentes oxidantes fuertes (SO=, NO=3, etc.). Como subproducto de ella se obtiene un gas, denominado usualmente biogás, cuya composición básica es metano CH4 y dióxido de carbono CO2 en un 95%, pero con la presencia adicional de nitrógeno, hidrógeno, amoníaco y sulfuro de hidrógeno, usualmente en proporciones inferiores al 1%.

Sistema Anaeróbico

Sistema AeróbicoEn este tipo de tratamiento se llevan a cabo procesos catabólicos oxidativos. Como el catabolismo oxidativo requiere la presencia de un oxidante de la materia orgánica y normalmente este no está presente en las aguas residuales, él requiere ser introducido artificialmente.

• Lagunas de oxidaciónEl tratamiento por lagunas de estabilización 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.

• Humedalesson sistemas de tratamiento acuático en los cuales se usan plantas y animales para el tratamiento de aguas residuales.

Los humedales artificiales son de superficie libre de agua, es decir, con espejo de agua o de flujo subsuperficial sin espejo de agua.

Humedal de flujo superficialEl humedal con espejo de agua es un pantano o ciénaga en el que la vegetación emergente está inundada hasta una profundidad de 10 a 45 cm. La vegetación incluye juncos, cañas, espadañas y anea. Algunos humedales artificiales se construyen son revestimientos en material impermeable para impedir la percolación y evapotranspiración.

Humedal de flujo subsuperficialEn este tipo de humedales el agua fluye por debajo de la superficie de un medio poroso sembrado de plantas emergentes. El medio es comúnmente grava gruesa y arena en espesor de 0,45 a 1 mm y con pendiente de 0 a 1%.

Son tanques pequeños de flotación donde la grasa sale a la superficie, y es retenida mientras el agua aclarada sale por una descarga inferior. No lleva partes mecánicas y el diseño es parecido al de un tanque séptico.

• Trampa de grasas

Son tanques generalmente subterráneos, sellados, diseñados y construidos para el saneamiento rural.Deben llevar un sistema de pos tratamiento. Se recomiendan solamente para:Áreas desprovistas de redes públicas de alcantarillados.

Tanques sépticos

Diseño metodológico.

El proyecto se realizara en el municipio de San Martin Cesar el cual cuenta con una población actual de 8700 habitantes aproximadamente, con 1674 viviendas con un promedio de 4 personas por hogar, cerca del 11% de las viviendas no cuenta con conexión al alcantarillado, el 91.7% de las viviendas tiene conexión a Energía Eléctrica.

• Población

La Muestra corresponde a los análisis físicos, químicos y microbiológicos en el punto principal de la descarga; se realiza mediante aforos el cual se debe realizar en contrato con un laboratorio certificado por el IDEAM.

• Muestra

Exploratoria, descriptiva e investigativa.Porque se va explorar un área que no ha sido estudiada, se describe la situación actual del lugar y se pueden hacer investigaciones de posibles soluciones viables para la disminución de la contaminación.

• Clase de investigación

Para llevar a cabo este proyecto consiste en la construcción e implementación de una planta de tratamiento de lodos activos en el municipio de San Martin Cesar donde se presenta una alta contaminación de la quebrada La Rayita como consecuencia de las descargas puntuales de las aguas residuales sin tratamiento alguno trayendo como consecuencia problemas ambientales, sociales y económicos en la mayor parte del municipio. Se realizara un diagnóstico del lugar donde se tiene pensado construir la planta de tratamiento el proyecto de la construcción tendrá una duración de 6 meses donde se empieza el estudio respectivo del lugar en Febrero de 2012 culminando así su entrega y para luego ser puesto en funcionamiento en julio de 2012.

Método

Para el tipo de diseño se contrató a un ingeniero civil quien es el encargado de la construcción de todas sus fases el cual llevara las siguientes fases:

InterceptorComprende la ejecución de las obras necesarias para transportar las aguas residuales del municipio San Martin Cesar hasta el sitio de la planta de tratamiento de aguas residuales en el sector de la quebrada la Rayita.

Tratamiento preliminar y primarioComprende las obras civiles, equipos y sistemas necesarios para llevar a cabo el tratamiento preliminar y primario en la planta de tratamiento de aguas residuales.

Tratamiento secundario reactores biológicos y sedimentación Secundaria.Incluye las obras civiles, equipos y sistemas necesarios para llevar a cabo el tratamiento secundario de las aguas residuales; comprende tanto los reactores como la sedimentación final.

Espesamiento y deshidratación de lodosSe trata de las obras civiles, equipos y sistemas relacionados con la separación de sólidos. Comprende el transporte de lodos activados de desecho hasta el proceso de espesamiento

Estabilización de lodos y recuperación energíaSe refiere a las obras civiles, equipos y sistemas requeridos para lograr la estabilización de los lodos primarios y secundarios espesados, mediante digestión anaeróbica, y para llevar a cabo el almacenamiento de lodos estabilizados.

Control de oloresComprende las obras civiles, equipos y sistemas necesarios para controlar los malos olores de la Planta de tratamiento.

Esquema de la planta a implementar

GRACIAS