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Tratamiento y uso de aguas residuales: Una estrategia para el futuro del saneamiento

43 CONGRESO NACIONAL DE ACODAL Experiencias de Sistemas de Tratamiento en el

Oriente Antioqueño

1

EXPERIENCIAS DE DISEÑO, CONSTRUCCIÓN Y OPERACIÓN DE PLANTAS DE TRATAMIENTO PRIMARIO DE

AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS EN EL ORIENTE ANTIOQUEÑO

DISEÑO Y CRITERIOS DE CALCULO INGENIERO HORACIO MUÑOZ AMED

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA SANITARIA UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA

CONSTRUCCIÓN Y OPERACIÓN SANEAR Ltda.

Ingeniería Sanitaria y Ambiental

PRESENTACIÓN GENERAL

Existe un marcado interés de Empresa, que la Tecnología que se ha logrado

desarrollar en los últimos 4 años, a través de la Consultoría, construcción,

estabilización y operación de Sistemas de Tratamiento Primario para la

Corporación Autónoma Regional Rionegro-Nare, CORNARE, se conozca a través

de los diferentes eventos académicos del Sector, con la certeza absoluta, que esta

puede constituirse en un bastión importante dentro del desarrollo y posibilidades

del saneamiento ambiental en nuestros municipios, por los costos y los beneficios

sanitarios ambientales que se derivan de su aplicación.

En el proceso han concurrido profesionales de Sanear Ltda. y la Asesoría

permanente del Profesor Horacio Muñoz Amed, profesor del Departamento de



Oriente Antioqueño

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Ingeniería Sanitaria de la Universidad de Antioquia, quien preparó la primera parte

de esta ponencia.

Se quiere presentar también al Congreso la experiencia del AJUSTE,

OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO de uno de los sistemas diseñados y

construidos por, CORNARE y el Municipio de COCORNA, en la Región del

Oriente del Departamento de Antioquia-Colombia, a través de la Empresa Sanear

Ltda., en su empeño para superar las limitaciones de orden técnico económico y

cultural en las localidades donde viene consolidando el Saneamiento Hídrico.

Esta previsión de CORNARE, está basada en el reconocimiento de la limitada

experiencia en el ámbito nacional, que los municipios pequeños y medianos tienen

para operar sistemas de Tratamiento de ARU, lo cual obliga a asimilar las propias

experiencias, basadas en procesos primarios, considerados como Tecnologías

Apropiadas y que requieren ajustes, optimización y seguimiento continuo hasta

consolidarlos en su jurisdicción.

Se condensan en la memoria algunos de los aspectos más relevantes que se han

logrado inicialmente concluir de la operación y ajuste durante 12 meses de

actividades.

Invitamos a los profesionales de Empresas del Secto r, Autoridades Ambientales,

Ministerios, Municipios ha reflexionar sobre estas experiencias, sus resultados,

sus fortalezas y debilidades, para que a través de una conversación abierta y

constructiva, se posibilite su mejoramiento continuo y el avance cierto hacia las

etapas posteriores de tratamiento.



Oriente Antioqueño

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PRIMERA PARTE

1. DISEÑO Y CRITERIOS DE CÁLCULO: UNA PROPUESTA INNOVADORA Y DE BAJO COSTO

PARA EL TRATAMIENTO PRIMARIO DE LAS AGUAS RESIDUALES DOMESTICAS

Ing. Horacio Muñoz Amed

Dpto. Ingeniería Sanitaria y Ambiental Universidad de Antioquia

INTRODUCCIÓN El término tratamiento primario ha sido usado en el vocabulario técnico de la

disciplina de tratamiento de aguas residuales desde hace mucho tiempo. En su

texto Manual de Tratamiento de Aguas Residuales, el ingeniero alemán y pionero

en el campo, Karl Imhoff, denomina tratamiento primario al siguiente grupo de

operaciones unitarias tendientes a restablecer la calidad de las aguas residuales:

a) cribado: remoción de sólidos gruesos normalmente presentes en las aguas de

origen doméstico; b) flotación: remoción de aquellas impurezas que por su baja

densidad, normalmente suben ( flotan ) a la superficie del agua. Se utiliza para la

remoción de grasas; y c) sedimentación: remoción de partículas en suspensión

con un tamaño tal que pueden ser retiradas del agua en períodos cortos de tiempo

por efecto gravitacional.

Aunque las normas americanas no contemplan el uso de ese término, la definición

de tratamiento secundario establecida por la Administración de Protección

Ambiental de Estados Unidos en 1973, indirectamente indujo a los profesionales



Oriente Antioqueño

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del campo a usar el término de tratamiento primario en el mismo sentido que lo

había utilizado Imhoff años atrás.

En ese mismo contexto será utilizado en el presente trabajo, que muestra los

resultados de una propuesta elaborada por Sanear Ltda. En el diseño de

proyectos de tratamiento de aguas residuales domésticas para el cumplimiento de

políticas de protección ambiental trazadas por CORNARE para el control de la

contaminación de las corrientes de agua de su jurisdicción.

Las limitaciones de recursos económicos para la construcción de los sistemas de

Tratamiento de Aguas Residuales, que conjuntamente aportaban tanto los

municipios como CORNARE, plantearon a los consultores la búsqueda de

soluciones tecnológicas que presentasen una alta relación beneficio / costo, tanto

para su implementación como para su operación. Se buscó una solución dentro

del concepto de tecnología apropiada; es decir, que pudiese ser construida y

operada utilizando métodos y equipos de producción local, y que no demandase

usos intensivos de energía, ni mano de obra capacitada para su operación, al igual

que el inicio de la cultura al tratamiento de las aguas residuales Municipales.

La alternativa propuesta, que se describe a continuación, se enmarcó dentro de

las restricciones mencionadas. Las primeras plantas de ese tipo ya han sido

puestas en operación. Los costos de construcción arrojan indicadores que están

muy por debajo de aquellos obtenidos en plantas de tecnología convencional.

Igualmente, el rendimiento logrado se ajusta bien ala metodología desarrollada

para la conceptualización del sistema de cálculo y dimensionamiento utilizados en

el proyecto.

1. BASES CONCEPTUALES DE DISEÑO.



Oriente Antioqueño

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En este numeral sólo se discutirán las bases de diseño para el sedimentador

primario y para el digestor de lodos.

Tanto el cribado como las estructuras de rebose de excesos de caudal siguen

métodos convencionales de diseño ya que no son sensibles a los esquemas de

optimización de la relación beneficio / costo y de tecnología apropiada. Tampoco

se planteó el uso de la operación unitaria de flotación porque buena parte de los

flotantes se remueven en las natas que normalmente aparecen sobre la superficie

del agua en los decantadores primarios.

1.1 CARACTERÍSTICAS DE LAS AGUAS RESIDUALES.

Una correcta caracterización de las aguas residuales arroja información valiosa

para el análisis de alternativas de tratamiento y para soportar las decisiones que

se toman en diseño y dimensionamiento de las unidades de tratamiento.

Cuando se proyecta una instalación de tratamiento de aguas residuales

domésticas es importante hacer una determinación completa de los sólidos

presentes en el agua y medir tanto la DBO disuelta como la filtrada. Con base en

el manejo adecuado de los datos se podrá determinar con buen grado de precisión

la eficiencia que puede lograrse en términos de remoción de DBO y de los sólidos

en suspensión.

A partir de la eficiencia de remoción de sólidos esperada y del tipo de sólidos a

remover, se puede anticipar el dimensionamiento de la unidad de estabilización de

lodos y proyectar la cantidad de lodos digeridos a producir.



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A continuación se presenta un análisis de un agua residual doméstica

correspondiente a una de las poblaciones donde se ha implementado el sistema

de tratamiento primario con sedimentadores y digestores de alta tasa. Como se ve

en la tabla contenida en la página siguiente, se ha hecho una discriminación de

todos los sólidos, como se mencionó anteriormente, y además se presenta la

caracterización del efluente del sedimentador secundario.

TABLA 1. Caracterización del Agua Residual

RESULTADOS DE ANALISIS FISICOQUIMICOS PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES URBANAS No.1

MUNICIPIO DE COCORNA LABORATORIO: CORNARE

Fecha de caracterización: Abril 21 de 1999

CONCENTRACION, mg/l

PARAMETRO

Canal de Entrada Efluente del Sedimentador

Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO5)

201 128

Demanda Bioq. de Oxig. Suspendida 125 Demanda Química de Oxígeno (DQO) 306 188 Demanda Química de Oxig. Suspendida

192

Sólidos Totales 302 217 Sólidos Suspendidos 143 50.4 Sólidos Totales Volátiles 155 81 Sólidos Suspendidos Volátiles 123 41.4 Sólidos Totales Fijos 147 136 Sólidos Disueltos 159 166.6 Sólidos Sedimentables 99.1 15.4 Sólidos Sedimentables ( ml/l ) 2.6 <0.3 Caudal promedio ( l/s ) 15 15 pH 6.89 6.84 OBSERVACIONES: Tiempo soleado durante la caracterización



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DISTRIBUCION DE LA COMPOSICION DE LOS SOLIDOS EN EL AGUA RESIDUAL

SSV 123 SS

143

SSF 20 ST 302

SDF 127 SD

159

SDV 32 TABLA 2. Estimativo de las Eficiencias de Remoción en el Tratamiento Primario.

Posibilidades de Remoción

Por composición de la DBO

Por composición de los Sólido

DBO

Suspendida 125 62% 79%

DBO Total 201

DBO Disuelta

76 38% 21%

DQO

Suspendida 192 62.7%

DQO Total 306

TABLA 3. Eficiencias Obtenida. ( Datos de Campo )

D.Q.O. disuelta 114 37.3%



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Parámetro Agua Cruda Efluente Eficiencia de

Remoción Sólidos Suspendidos, mg/l 143 50.4 64.8 Sólidos Sedimentables, mg/l 99.1 15.4 84.5 DBO Total, mg/l 201 128 36.3 DQO Total, mg/l 267 138 48.3 Un análisis de los resultados anteriores permite sacar las siguientes conclusiones:

- De los sólidos en suspensión, un total de 99.1 mg/l son potencialmente

removibles por medio de una sedimentación simple ( primaria ), lo que

corresponde a un 69.3% de los sólidos suspendidos existentes en el

agua residual. De esa meta máxima se logró un valor del 64.8%,

habiéndose cumplido en 93.5%.

- La DBO contenida en los sólidos Sedimentables es de 76 mg/l, lo que

correspondería a una meta máxima de remoción, vía sedimentación

primaria, del 37.8%. Como se logró en el campo una eficiencia de

remoción del 36.3%, la meta se cumplió en un 96%.

El pronóstico del desempeño del sedimentador primario a partir del análisis de los

resultados de la caracterización del agua cruda, concuerda con los resultados

obtenidos en el campo, indicando que la discriminación de lo diferentes tipos de

sólidos contenidos en el agua residual es una valiosa herramienta tanto para el

proyecto de una estación de tratamiento de aguas residuales, como para la

evaluación de los resultados de la operación de la misma. Sobra advertir que la

calidad de los resultados obtenidos con el uso de la herramienta de análisis que

aquí se describe, depende de la calidad de los resultados aportados por el

laboratorio donde se realicen los análisis de aguas, el cual debe ser un laboratorio

con certificado de calidad.



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1.2 ENSAYOS PARA LA DETERMINACIÓN DE SÓLIDOS

SEDIMENTABLES.

Los resultados de la prueba estándar para la determinación de este tipo de sólidos

se limita a cuantificar la presencia de sólidos potencialmente removibles por una

sedimentación simple en términos de volumen de sedimentos por unidad de

volumen ( ml/l ).

Esa información no permite anticipar el porcentaje de remoción de sólidos y de

DBO que se lograría con la implementación de una sedimentación primaria. Por

esa razón, el ensayo se complementó por medio de una solicitud al laboratorio

para que adicionalmente reportase la DBO y la concentración de sólidos en

suspensión del sobrenadante de la prueba que se realiza con el cono Imhoff.

Cotejando el valor de del DBO total del agua residual con la del sobrenandante, es

posible estimar la eficiencia de remoción que se lograría con una sedimentación

primaria. Igual resultado puede lograrse con los datos de sólidos en suspensión.

Con esa modificación se puede convertir una prueba descriptiva en una

herramienta que aporta información confiable para la evaluación de la factibilidad

de un tratamiento; y para el cálculo del mismo si la factibilidad aconseja la

implementación del proyecto.

La caracterización mostrada atrás incluye el análisis que puede hacerse para

evaluar el porcentaje de remoción tanto de DBO como de sólidos en suspensión

que puede lograrse con el agua residual en cuestión.



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Los resultados obtenidos en la operación de sistemas diseñados con base en esa

metodología, permiten afirmar que los logros se ajustan a los estimativos

calculados a partir de los resultados de laboratorio de la prueba modificada del

ensayo de sólidos sedimentables con el cono Imhoff.

1.3 USO DE LA SEDIMENTACIÓN DE ALTA TASA.

El contenido orgánico de los sólidos sedimentables de las ARD, la facilidad de su

descomposición, y el tipo de descomposición que sufren en el fondo de los

sedimentadores primarios, obliga a la extracción casi continua de los lodos que se

forman para evitar que sean flotados a la superficie del agua, por los gases que su

degradación produce.

Esas condiciones normalmente conducen al uso de barredores de lodos,

dispositivos que implican un alto costo no solo para su adquisición sino también

para su operación y mantenimiento. Y la necesidad del uso de barredores de lodos

restringe el tipo de sedimentación a utilizar a aquella denominada sedimentación

convencional o de partículas discretas ( aunque se ha detectado que en los

sólidos suspendidos de ARD se presenta parcialmente la floculación ).

Como las restricciones económicas sólo permitían la utilización de sedimentadores

de alta tasa, las limitaciones de costo y espacio llevaron a conceptuar la extracción

de lodos mediante el uso de múltiples de aspiración o de recolección. La idea se

implementó con el uso de tuberías perforadas con descarga al exterior mediante

válvulas de compuerta de apertura rápida.

Definida la extracción de lodos mediante sistemas estáticos localizados en el

fondo de los sedimentadores, se conceptualizó la zona de sedimentación con el



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tipo de sedimentación de alta tasa de placas planas paralelas, de flujo vertical. Se

propuso una separación entre placas de 15 cm ( 6”) para facilitar su limpieza, pues

en la fase de diseño del primer proyecto se anticipaba la necesidad de la misma

con alta frecuencia por la posibilidad de que se presentasen crecimientos

biológicos adheridos a las superficies de las placas.

1.4 PARÁMETROS DE DISEÑO.

Se presentan a continuación los parámetros de diseño del sedimentador de alta

tasa utilizado en el sistema de tratamiento primario y del cual se tomó la

información de parámetros de calidad del agua anteriormente discutida.

Zona de Sedimentación

Caudal de diseño: 20l/s

Número de sedimentadores: 2

Velocidad de sedimentación de la partícula de diseño: 14 m3/m2-d

Dimensiones :

- Ancho : 2.40 m

- Longitud :4.60 m

- Profundidad :3.57 m

Número de placas: 44

Separación entre placas: 15 cm

Angulo de inclinación de las placas: 60?

Carga hidráulica sobre las crestas de los vertederos de las canaletas

efluentes:187 m3/m-d (133 m3/m-d)

Extracción de Lodos



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- Múltiples de aspiración en tubería de PVC ? 6”

- Número de múltiples : 1

- Orificios del múltiple : ? 1 1/4” a cada lado y espaciados a 30 cm

Sistema de Entrada

Múltiple en tubería ? 12” con orificios en ambos lados de ? 4” espaciados cada 56

cm

- Número de múltiples : 1

2. DIGESTION DE LODOS

2.1 CONCEPTUALIZACIÓN.

La digestión de los lodos primarios requiere de sistemas que garantizan tiempos

de detención de sólidos superiores a los 25 días cuando se tienen aguas

residuales con temperaturas promedio entre los 20 y 25 ?C .

Lo anterior conduce al dimensionamiento de estructuras muy voluminosas que, a

su vez, requieren de mezcla para evitar los problemas operacionales que los

digestores estáticos conllevan. Los requerimientos energéticos de la mezcla

significan costos de operación elevados.

El calentamiento del contenido de los digestores con el biogás producido en la

digestión es una alternativa para la reducción del tiempo de detención en este tipo

de unidades; sin embargo, la posibilidad de aprovechamiento del biogás para el



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calentamiento de los lodos con el objetivo de buscar aumentar la tasa de

biodegradación y disminuir el volumen, y por ende el costo de las estructuras,

conlleva inversiones en equipos y costos de mantenimiento que alejarían esa

alternativa de los criterios de tecnología apropiada, y de economía y simplicidad

de operación.

Por las anteriores razones se investigó la posibilidad de utilizar el reactor

anaerobio flujo ascendente y manto de lodos, UASB, como una alternativa de

digestión de lodos para superar las limitaciones de los digestores convencionales

que se han mencionado.

Se tomaron en consideración algunas características de este sistema que

ameritaban un análisis para adoptarlo como sustituto de los digestores

convencionales:

- el efecto separador sólido-líquido que permite el manto de lodos.

- el efecto separador sólido-gas de las campanas superiores del reactor.

- el efecto concentrador de sólidos del manto de lodos.

Los dos primeros efectos son una ventaja en este tipo de reactor porque se logran

sin el uso de dispositivos mecánicos, ni de energía.

La última característica permite la ventaja de reducir el volumen ocupado por los

sólidos para aumentar el tiempo de permanencia de estos últimos en el reactor,

sin afectar el dimensionamiento del volumen del mismo.

2.2 PARÁMETROS DE DISEÑO.



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3.2.1 Concentración de los lodos crudos.

La concentración de los lodos producidos en el fondo de los sedimentadores

primarios que utilizan barredores de lodos es del orden del 6%. Sin embargo,

teniendo en cuenta la ausencia de barredores en la presente propuesta, se adoptó

un valor de 3%.

3.2.2 Tiempo de detención hidráulico.

Se adoptó un valor de 4 días. Sin embargo, teniendo en cuenta que la

concentración de sólidos que realmente se obtiene en el fondo de los

sedimentadores secundarios es algo menor, el tiempo de detención hidráulico se

reduce a aproximadamente la mitad de lo proyectado.

3.2.3 Tiempo de detención de sólidos.

Se adoptaron valores para la concentración de sólidos en el manto de lodos del

10%, que con las profundidades del manto de lodos normalmente utilizadas en

este tipo de reactores, y la remoción esperada de sólidos volátiles, deberían

permitir tiempos de detención de sólidos del orden de los 10 días. Resultados de

análisis realizados en digestores en operación permiten confirmar ( y a veces

superar ) la validez de esta apreciación.

3.2.4 Flotantes.

Se anticipó la producción de natas y flotantes, por lo que se diseñaron registros en

la parte superior de las campanas para su remoción.



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La experiencia de operación señala que se deben dejar dispositivos para su

permanente remoción, pues la tasa de producción es alta y, si no se remueven

constantemente, terminan por formar una gruesa capa con los consiguientes

problemas de operación que eso significa.

3. LECHOS DE SECADO

3.1 CONCEPTUALIZACIÓN

Se proyectaron lechos de secado convencionales para la deshidratación de

los lodos digeridos provenientes de la purga del digestor.

Teniendo en cuenta que el tiempo de detención de sólidos con que se proyectaba

el digestor estaba por debajo del estipulado en la teoría de digestión anaerobia, se

anticipaba la posibilidad de la presencia de algunos olores en los lechos de

secado. Sin embargo, teniendo en cuenta la alta drenabilidad de los lodos del

manto de un reactor UASB, se mantuvo la determinación de purgar directamente a

los lechos de secado, y resolver cualquier problema de falta de estabilización de

lodos con estrategia de encalamiento en los lechos.

3.2 DIMENSIONAMIENTO DE LOS LECHOS DE SECADO.

Las normas colombianas contempladas en el Reglamento de Agua Potable y

Saneamiento, RAS, ( aunque no en vigencia cuando se diseñaron las primeras

instalaciones de este tipo) requieren que se cuente con un área mínima de 1 m2

por cada 20 habitantes de población servida por la instalación de tratamiento.



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Teniendo en cuenta la alta drenabilidad de los lodos y el hecho de que una alta

proporción del agua se pierde durante las primeras horas después de

descargados los lodos sobre el lecho, además del cubrimiento proyectado de los

mismos, se propusieron cargas varias veces mayores a las estipuladas en las

normas.

La disponibilidad de área para secado se proyectó con una tasa de 1 m2 por cada

300 habitantes. Los resultados obtenidos hasta la fecha son satisfactorios.

Aunque la pérdida de humedad por percolación es alta durante las primeras horas

contadas a partir de la descarga del lodo sobre los lechos, tal como se tenía

previsto, se observó que la digestión continúa su curso por la producción de gas

dentro del lecho. Esta observación se comprueba con los ensayos de laboratorio

que muestran una disminución del contenido de volátiles de los lodos después de

una semana de secado.

Los lechos de secado están cubiertos con un techo consistente en una lámina

delgada de poletileno transparente que permite el paso de los rayos solares pero

impide el ingreso de aguas lluvias.



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SEGUNDA PARTE

CONSTRUCCIÓN Y operación DE LOS SISTEMAS DE TRATAMIENTO

PRIMARIO

EVALUACIÓN DE LAS EXPERIENCIAS DISEÑADAS Y CONSTRUIDAS EN EL

ORIENTE ANTIOQUEÑO.

POR: EQUIPO TÉCNICO DE SANEAR Ltda.

4. CONSTRUCCIÓN DE LOS SISTEMAS



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4.1. LOS ASPECTOS RELEVANTES DEL PROCESO CONSTRUCTIVO

Durante la construcción de estos sistemas, se debe prestar mucha atención a los

siguientes aspectos:

? Mantener y chequear constantemente el perfil hidráulico en todas las unidades.

? Colocar junta (cinta pvc) entre cada vaciado para garantizar estanqueidad en

las unidades.(ver foto 1)

? Revisar la calidad de las formaletas, así como su aseguramiento en el

momento del vaciado, para garantizar un excelente acabado de los concretos.

(ver foto 2)

? Los concretos deben incluir un aditivo para garantizar impermeabilidad.

? En toda unidad que lleve compuertas manuales, se deben dejar sus guías

antes del vaciado del concreto.

? Tener mucha precaución con los recubrimientos del hierro, más que todo con

los que van a quedar en contacto con el agua residual. Además se debe pintar

la superficie de estos concretos con una pintura epóxica.

? En el Sedimentador de Alta tasa se debe tener mucho cuidado en:

? Dejar instalados y bien asegurados los pasamuros que se requieran, antes

de cada vaciado (losa de fondo y muros).

? La instalación de las placas de asbesto cemento (ángulo y separación entre

ellas).

? El nivel de las canaletas recolectores de aguas sedimentadas (perfil

hidráulico), así como su fijación.

? La instalación de las válvulas de Apertura Rápida para el drenaje de los

lodos sedimentados



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? En el Digestor de lodos tener cuidado en:

? Dejar instalados y bien asegurados los pasamuros que se requieran, antes

de cada vaciado (losa de fondo y muros).

? La instalación de las láminas de acero inoxidable para garantizar que el gas

no se escape a la superficie.

? El nivel de las canaletas recolectoras del efluente, así como su fijación.

? La instalación de la tubería distribuidora de flujo en el fondo.

? El múltiple recolector de lodos estabilizados.

? En los Lechos de Secado de lodos digeridos se debe tener cuidado en:

? La clasificación (granulometría) del material de cada estrato del lecho

filtrante.

2.1 Relación porcentual de costos de los componentes del sistema (proyecto Marinilla - Antioquia - Colombia . Población 25.000 habitantes)

Foto 1 Junta en cinta PVC entre el vaciado de losa y muros para garantizar estanqueidad

Foto 2 Colocación y aseguramiento de la formaleta para el vaciado de los muros



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ACTIVIDAD COSTO ($) COSTO (U$)* % RELATIVO COSTO TOTAL DEL SISTEMA 462.058.351 220.028 100 DISEÑO 31.838.196 15.161 6,9 INTERVENTORIA 31.838.196 15.161 6,9 TERRENOS

80.000.000 38.095 17,3

COSTO TOTAL DE CONSTRUCCIÓN

318.381.959 151.610 68,9

*Canal de Entrada, Cribado y Desarenador

24.272.525 11.558 5,3

*Sedimentador 127.223.548 60.583 27,5 *Digestor de lodos 71.421.091 34.010 15,5 *Lechos de Secado y Obras Complementarias

95.464.795 45.459 20,7

* TRM = $ 2100 por Dólar

2.2 ELEMENTOS Y ACCESORIOS ESTRATÉGICOS EN LOS COSTOS DE CONSTRUCCIÓN Y OPERACIÓN DEL SISTEMA

2.2.1 Cámara de Cribado

? Las rejas de cribado se construyen con barras verticales en platina galvanizada

de 1” x ½” espaciadas cada 1” cara a cara, y su plataforma de limpieza es una

reja en fibra de vidrio. (ver fotos 3 y 5)



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Foto 3 Cámara de Cribado

2.2.1 Sistema de Aforo

? La unidad de medición de caudales afluentes a los sistemas, es una canaleta

parshall prefabricada en fibra de vidrio, la cual cuenta con una reglilla

calibrada. La canaleta se ajusta mediante aforos volumétricos. (ver foto 4)

Foto 4 Canaleta parshall en Fibra de Vidrio

2.2.3 Compuertas Manuales

? Se construyen en lámina galvanizada calibre 14 cuyas dimensiones varían

dependiendo de cada unidad. (ver foto 5)



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Foto 5 Rejas de cribado, Desarenadores y Compuertas Manuales

2.2.4 Sedimentador de Alta Tasa

? Zona de Entrada:

El agua entra a cada modulo de sedimentación por medio de una tubería de PVC

con orificios en ambos lados, cuya función es distribuir el caudal por debajo de la

zona de sedimentación, para garantizar un flujo ascendente uniforme. (ver fotos 6

y 7)

Foto 6 Múltiple Distribuidor de flujo recién instalado

Foto 7 Múltiple Distribuidor de flujo por debajo de las placas de asbesto cemento en operación



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? Zona de sedimentación En cada módulo, esta zona cuenta con placas planas de asbesto cemento de 1,20 m x 2,40 m colocadas paralelamente formando un ángulo de 60º con la horizontal. Cada placa ha sido apoyada individualmente en perfiles de aluminio, o en platina continua de 2x1/4¨ con guías de 60 cm. (ver foto 7)

? Zona de lodos

En el fondo de los módulos existe una tubería de PVC con orificios en forma de

múltiple, para recolectar los lodos sedimentados y sacarlos hacia los digestores

por medio de una válvula de apertura rápida. El cálculo del diámetro de los

orificios exige especial cuidado para evitar su taponamiento en la fase operativa.

- Válvulas de Apertura rápida: Se instala en el fondo de los sedimentadores para

extraer los lodos sedimentados, esta válvula genera un ¨tiro¨ adecuado para

realizar la purga de dichos lodos.

? Zona de salida

Cada módulo cuenta con canaletas tipo “diente de sierra” en lámina galvanizada

calibre 14 y recubierta con pintura epóxica, cuyo objetivo es recoger el efluente

uniformemente. Además, existen dos láminas soldadas por cada lado de la

canaleta para evitar que los flotantes y el lodo resuspendido salgan con el

efluente. (ver foto 8)



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Foto 8 Canaleta Recolectora de aguas sedimentadas

2.2.5 Digestor de lodos

? Zona de entrada: Los lodos llegan a una caja principal que se construye en

lámina o en concreto, que los distribuye a otras cajas secundarias. Estas

contienen vertederos triangulares con bajantes en PVC Ø 2”, que dirigen el

lodo hacia el fondo del digestor, para realizar una distribución uniforme del flujo

ascendente.(ver foto 9)

? Zona de gases: Existen en cada digestor dos láminas deflectoras en acero

inoxidable, que dirigen el gas hacia las campanas de almacenamiento, en las

cuales se acumula el gas producido en la digestión anaerobia, para luego ser

transportado por una tubería de Ø 2” hacia el quemador de gases que se

encuentra ubicado en la parte superior de la campana.(ver foto 9)

? Zona de salida: El digestor cuenta con canaletas tipo “diente de sierra” en

acero inoxidable, fijadas a los muros de las campanas, para recolectar el

efluente uniformemente

? Zona de lodos: Para evacuar los lodos digeridos hacia los lechos de secado,

el digestor disponen en el fondo, de dos múltiples recolectores en PVC Ø 4”,

perforadas con orificios de Ø 11/4” alternados cada 30 cm. Y se extraen hacia

los lechos de secado por medio de una válvula de bola de Ø 4”.



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2.2.6 Lechos de secado de lodos

Los lodos llegan por tubería pvc Ø 4”, y cada celda de secado dispone de una

válvula en

pvc para su llenado, el lecho filtrante esta formado por material clasificado (grava y

arena)

y una tubería recolectora de fondo en PVC Ø 4” con orificios de Ø 1”, para el

drenaje del agua filtrada. (ver foto 10)

Foto 9 Digestor de Lodos: cajas de distribución y quemador de gases

Foto 10 Lechos de Secado: alimentación de lodos y tipo de cubierta



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3.3. ALGUNOS INDICADORES DEL COSTO DE TRATAMIENTO PRIMARIO

2.3.1 COSTOS DE CONSTRUCCIÓN Vs METROS CUBICOS DE AGUA TRATADA

TABLA No. 1

COSTOS DE ALGUNOS SISTEMAS DE TRATAMIENTO PRIMARIO CONSTRUIDOS

POR CORNARE EN MUNICIPIOS DEL ORIENTE ANTIOQUEÑO (Entre los años 1996 - 2000)

MUNICIPI

O

Hab. Cabe -1999

AÑO CONS

T

CAUDAL TRATADO

COSTO DE CONSTRUCIÓN

OBSERVACIONES

(l.p.s) m3/d SMML

V U$* U$/Hab

U$/m3

-d U$/lps

GUATAPE 5.252 1996

20 1.728

485,5 60.131 11 34,8 3.006,6

EL CARMEN 17.471

1996

60 5.184

1.266,5 156.864

9 30,3 2.614,4

COCORNÁ 5.025 1998 40 3.45

6 1.079,4 133.685 27 38,7 3.342,1 2 Sist. de 20 l/s

c/u.

PTO. PERALES 3.000 199

9 20 1.728 507,5 62.862 21 36,4 3.143,1

GRANADA 5.619 2000 40 3.45

6 768,9 95.238 17 27,6 2.381,0 Con FAFA piloto 5 l/s

MARINILLA 23.376

2000

100 8.640

1.153,4 142.857

6 16,5 1.428,6

* Tasa Representativa (TR)= $2100 por Dólar

d : día

Foto 10 Panorámica general Sistema de Tratamiento Primario –PTAR1 Cocorná – Antioquia - Colombia



Oriente Antioqueño

27

2.3.2 COSTOS DE REMOCIÓN Vs METROS CUBICOS DE AGUA TRATADA

TABLA No. 2

RELACIÓN DE COSTOS DE CONSTRUCCIÓN DE SISTEMAS DE TRATAMIENTO PRIMARIO Vs REMOCIÓN DE DBO Y SS

CAUDAL

TRATADO

CONCENTRACIÓN

AFLUENTE

REMOCIÓ

N

COSTOS UNITARIOS DE

REMOCIÓN POR CONSTRUCCIÓN

MUNICIPIO

AÑO CONST (l.p.s

) m3/d DBO

(mg/l) SS

(mg/l) DBO (kg/d)

SS (kg/d)

DBO 35% (kg/d

)

SS 55% (kg/d

)

U$*/kg-d DBOrem

U$*/kg-d

SSrem

OBSERVACIONES

GUATAPE 1996 20 1728 180 189 311 327,1

108,9

179,9

552 334

EL CARMEN 1996 60 5184 156 143 808,7 741,3

283 407,7

554 385

COCORNÁ 1998 40 3456 173 142 597,9 490,8

209,3

269,9

639 495 2 Sist. de 20 l/s c/u.

MARINILLA 2000 100 8640 486 300 4202 2593 1471 1426 97 100 * Tasa Representativa (TR)= $2100 por Dólar 2.3.3 COSTOS DE OPERACIÓN DE LOS SISTEMAS DE TRATAMIENTO PRIMARIO Vs CAUDAL TRATADO

TABLA No. 3

COSTOS DE OPERACIÓN DE LAS PLANTAS DE TRATAMIENTO MUNICIPIO DE COCORNÁ - ANTIOQUIA - COLOMBIA

Caudal tratado 40 l/s = 3456 m3/d



Oriente Antioqueño

28

DESCRIPCIÓN UNIDAD CANTIDAD por dia

Valor Unitario

Valor Total por dia

Valor por m3 de agua tratada

$/d $/d U$/d $/m3-d U$/m3-d PESONAL OPERATIVO

Hombre 4 15.000 60.000

28,6 17,4 0,00827

ENERGÍA Kw-h 14 150 2.100 1,0 0,6 0,00029 ACUEDUCTO Y ALCANTARILLADO

m3 3 200 600 0,3 0,2 8,3E-05

COSTO TOTAL DE OPERACIÓN DE LOS DOS SISTEMAS

62.700

29,9 18,1 0,00864

* Tasa Representativa (TR)= $2100 por Dólar d : dia

GRAFICA No. 1RELACIÓN ENTRE CAUDAL DEL SISTEMA Vs COSTO DE CONSTRUCCIÓN

POR m3/d DE AGUA TRATADA (en U$)

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

35,0

40,0

45,0

0 20 40 60 80 100 120

CAUDAL (l/s)

U$/

m3-

d

G R A F I C A N o . 2R E L A C I Ó N E N T R E P O B L A C I Ó N V s C O S T O C O N S T R U C C I Ó N P O R H A B I T A N T E ( U $ )

0

5

1 0

1 5

2 0

2 5

3 0

0 5 . 0 0 0 1 0 . 0 0 0 1 5 . 0 0 0 2 0 . 0 0 0 2 5 . 0 0 0

P O B L A C I Ó N U R B A N A ( 1 9 9 9 )

U$/

Hab



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3. OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DEL SISTEMA

3.1. PRINCIPALES AJUSTES REALIZADOS EN EL SISTEMA.

? Regulación del caudal de la planta desde los aliviaderos del alcantarillado, por

ser combinado, para evitar continuos reboses incontrolables en el vertedero de

excesos del sistema.

? Detección y regulación de descargas con gran impacto en la operación, como

la del matadero con alto contenido de visceras, pieles, grasas, y de la

estación de servicio con alto contenido de hidrocarburos al igual que el

hospital.

? Instalación de pantallas reguladoras de caudales en el canal de entrada y

salida de aliviaderos

? Calibración de las canaletas Parshall y los ajustes en desarenadores.

? Ampliación de los orificios del múltiple recolector de lodos en el sedimentador

que se obstruyan con facilidad.

? Determinación de la frecuencia y optimización de purgas de lodos del

sedimentador, para evitar resuspensión por actividad biológica.

? Instalación de trampa de flotantes a lo largo de del canal recolector de efluente

para evitar escape de sólidos resuspendidos o natas.

? Hermetizar las campanas recolectoras de gas en los digestores de lodos

sedimentados tipo UASB.

? Mejoras la distribución de las tuberías de alimentación del digestor.



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30

? Término de obras complentarias de gran significado para lograr mayor sentido

de pertenencia del sistema entre los trabajadores del municipio, tales como:

los servicios sanitarios de las casetas, gaviones para el control de erosión y la

construcción de ramadas con cubierta en teja de zinc para terminar el

proceso de estabilización de lodos.

? Mejora en las obras de cerramiento y paisajismo, y definición de

procedimientos para la recolección, secado, manejo y disposición de lodos y

demás residuos originados en los pretratamientos y tratamientos primarios.

? Señalización de la planta con vallas ilustrativas de cada uno de los

componentes con placas en acrílico.

? Elaboración y colocación de instructivo para la adecuada operación y

mantenimiento de la planta.

? Elaboración definitiva, del manual de Operación con todos las

recomendaciones y ajuste para una adecuada operación.



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FUNCIONAMIENTO Y MANEJO - La planta funciona en el horario de 6:00 AM a 9:00 PM.

- El operador de turno, a las 6:00 AM debe retirar las compuertas afluentes al sedimentador y colocar la del By-pass; a las 9:00 PM debe colocar las compuertas del sedimentador y abrir el By-pass,

- Purgar cada hora el sedimentador, por medio de las vávulas de apertura rápida hacia el digestor de lodos, tal como se indica en el manual.

- Se debe mantener la planta perfectamente aseada y ordenada.



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PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMESTICAS CARTA DE INSTRUCCIONES DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO

Tomado de Manual de operación y Mantenimiento de la Planta del Mpio de Cocorná-Antioquia-Colombia, elaborado por Sanear Ltda para CORNARE Nov/99

FIGURA No. 2 CANAL DE ENTRADA Y CRIBADO

PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMESTICAS



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FIGURA No. 2 CANAL DE ENTRADA Y CRIBADO

COMPONENTES

- CANAL DE ENTRADA ? Juego de disipadores de energía. ? Vertedero de excesos. ? Pantalla reguladora de caudal.

- REJAS DE CRIBADO consta de dos

módulos, los cuales tienen: ? Una reja de barras verticales 1x1/2”

espaciadas cada 1” y en los primeros 20 cm de reja tiene varillas horizontales de diámetro 3/8” cada 1”.

? Una compuerta a la entrada de cada reja para permitir las labores de limpieza.

FUNCIONES

- CANAL DE ENTRADA ? Disipar la energía del agua y garantizar un flujo

uniforme. ? Evacuar los excedentes y restringir el ingreso de

caudales superiores a los de diseño. ? En este canal se depositan piedras, gravilla arenas

y elementos con gran peso. - REJAS DE CRIBADO ? Impedir el paso de basuras (plásticos, cáscaras,

trapos papeles, preservativos, etc.) y demás materiales gruesos. En el fondo del canal se depositan algunas arenas.

OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO

- CANAL DE ENTRADA ? La limpieza debe realizarse todos los días en la mañana y

después de que se presenten lluvias intensas.

? Con una pala retirar las piedras, gravilla y demás material depositado en el fondo del canal.

? La arena sacada se almacena aparte para utilizarla en los lechos de secado, lo demás depositarlo en las fosas. ? En la mañana y después de cada lluvia se debe sacar la arena que se deposita en el fondo del canal.

- REJAS DE CRIBADO Los dos módulos siempre se mantienen en operación: Cada que el agua supere el vertedero de excesos, se debe proceder a su limpieza así:

? Cerrar uno de los canales con la compuerta respectiva

? Levantar la reja y retirar manualmente el material acumulado en ella.

? Retirar la compuerta y repetir la misma operación en el otro canal.



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CARTA DE INSTRUCCIONES DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO

Tomado de Manual de operación y Mantenimiento de Planta del Mpio de Cocorná-Antioquia-Colombia,

elaborado por Sanear Ltda para CORNARE Nov/99

FIGURA No. 3 DESARENADOR Y CANALETA PARSHALL



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FUNCIONES

- DESARENADOR ? En la tolva de cada

modulo se retiene arena y algo de materia orgánica.

- SISTEMA DE AFORO ? Permite determinar el

caudal que entra al sistema de tratamiento.

COMPONENTES - DESARENADOR: ? Conformado por dos

módulos que tienen: ? Una tolva en el fondo de

30 cm. de profundidad. ? Dos compuertas

manuales (una a la entrada y otra a la salida) que permiten sacarlos de operación para efectos de limpieza y mantenimiento.

- SISTEMA DE AFORO ? Canaleta parshall de 6”

en fibra de vidrio con reglilla calibrada en cms para medir la lámina de agua.



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- DESARENADOR ? Un modulo funciona 8 días mientras al

otro se le hace mantenimiento. ? Remover cada 8 días la arena y

demás material orgánico depositado en el fondo de cada modulo.

? La arena limpia sacarla y almacenarla con la que se saca del canal de entrada y rejas de cribado, lo demás depositarlo en fosas.

- CANALETA PARSHALL ? Realizar la lectura del caudal

diariamente cada hora. ? Mantener la canaleta limpia.



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PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMESTICAS CARTA DE INSTRUCCIONES DE OPERACIÓN Y

MANTENIMIENTO Tomado de Manual de operación y Mantenimiento de Planta del Mpio

de Cocorná-Antioquia-Colombia, elaborado por Sanear Ltda para

CORNARE Nov/99v

FIGURA No. 4 TRAMPA DE GRASAS Y SEDIMENTADOR

FUNCIONES TRAMPA DE GRASAS ? La función básica: retener grasas

y demás material flotante, que interferencias en la operación del sedimentador.

? Sacar de funcionamiento el sedimentador por medio de las dos compuertas a la entrada de ésta unidad

- SEDIMENTADOR ? ZONA DE ENTRADA: Distribuir

el caudal uniformemente por debajo de la zona de sedimentación.

? ZONA DE SEDIMENTACIÓN: Facilitar la decantación de las partículas sedimentables ZONA DE LODOS: Recolectar los lodos sedimentados y sacarlos hacia los digestores por medio de la válvula de apertura rápida.

? ZONA DE SALIDA: Recoger el efluente uniformemente.



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- TRAMPA DE GRASAS ? Se debe limpiar con una nasa

cada 3 o 4 horas la superficie de estos canales, recogiendo todo el material flotante; depositarlo en las fosas.

? Las compuertas afluentes se colocarán a las 9:00 PM y se retirarán a las 6:00 AM

- SEDIMENTADOR ? Extraer los lodos sedimentados

en el fondo por medio de las válvulas de apertura rápida cada hora palanqueando suavemente 60 veces.

? Cada que se presente lodo

resuspendido en la superficie del sedimentador se debe retirar por medio de una nasa y depositarlo en las fosas.

? Mantener las canaletas y el

canal efluente libres de lama.

COMPONENTES

- TRAMPA DE GRASAS: Lo componen los dos canales afluentes al sedimentzador.

- SEDIMENTADOR ? Esta conformado por dos módulos

de 4.6m largo 2.4 m ancho y 3.57m altura,dividido en las siguientes zonas:

? ZONA DE ENTRADA: Tubería pvc diámetro 12” perforada con orificios diámetro 4”

? ZONA DE SEDIMENTACIÓN: 22 placas planas de asbesto cemento de 1.20 x 2.40 m. Espaciadas cada 15 cm.

? ZONA DE LODOS: Tubería pvc diámetro 6” con orificios diámetro 1 1/4”.

? ZONA DE SALIDA: Canaleta “dientesierra” en lamina galvanizada.



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elaborado por Sanear Ltda para CORNARE Nov/

FIGURA No. 5 DIGESTOR DE LODOS SEDIMENTADOS



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COMPONENTES

- Es un digestor tipo UASB de sección superficial de 4.0m x 4.0m y una profundidad 3.15m y conformado por las siguientes zonas ? ZONA DE ENTRADA: Una caja

principal de 1.0m x 1.0m. y dos secundarias de 0.75m x 0.60m que contienen bajantes en PVC Ø2”

? ZONA DE SEDIMENTACIÓN: Dos laminas deflectoras en acero inoxidable de 0.40 x 1.00m que dirigen el gas hacia las campanas de almacenamiento.

? ZONA DE GASES: Dos compartimientos laterales de 4.0m x 0.80m ubicados en la superficie del digestor.

FUNCIONES

- Cada una de las zonas tiene las siguientes funciones

? ZONA DE ENTRADA: Dirigir el lodo

proveniente de los sedimentadores hacia el fondo del digestor y realizar una distribución uniforme del flujo.

? ZONA DE SEDIMENTACIÓN: Conducir el gas y las partículas que se escapan del fondo del digestor hacia la zona de gases.

? ZONA DE GASES: Almacenar el lodo resuspendido para retirarlo y el gas producido para luego transpotarlo al quemador.

? ZONA DE SALIDA: Recolectar el efluente uniformemente

? ZONA DE LODOS: Evacuar los lodos

MANTENIMIENTO - Para un funcionnamiento óptimo

del digestor se debe: ? Dosificar constantemente solución

de cal a la entrada, para controlar el pH entre 7-8

? Cada que se presente

resuspensión de lodo en la superficie recolectarlo con cedazo y depositarlo en los lechos secado.

? Cada 4 o 5 días quitar las tapas

de registro de las campanas y retirar el lodo resuspendido utilizando el cedazo.

? Purgar lodos, una vez cada 10



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elaborado por Sanear Ltda para CORNARE Nov/99

FIGURA No. 6 LECHOS DE SECADO DE LODOS DIGERIDOS



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COMPONENTES

- Válvula Ø4” para purga de los lodos del digestor.

- La unidad esta conformada por

tres módulos de 2.0m x 3.0m y una altura de 0.85m, los cuales cuentan con:

? Lecho filtrante de 0.4m de altura

compuesto de: ? Material clasificado (grava y

arena). ? Una tubería Ø4” perforada en el

fondo con orificios Ø1” para recolectar el agua filtrada.

FUNCIONES

- Deshidratar y secar los lodos provenientes del digestor, para luego transportarlos a las ramadas donde termina el proceso de estabilización y después ser utilizados como acondicionador de suelos.


- Cada purga del digestor se

hace en celda diferente cada vez y deshidrata durante un período medio de 2-3 semanas, hasta que sea manipulable con pala.

- Una vez completadas las 2-3

semanas se retira en carretillas y almacena haciendo pilas en la ramada para terminar su estabilización

- Cada vez que el lecho de

arena disminuya su espesor debe reponerse con la arena sacada del canal de entrada, cribado y desarenador.



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3.3. MONITOREO Y RESULTADOS. Tabla 3.3.1 RESULTADOS ANÁLISIS FISICOQUIMICOS DE LAS A.R.U. DE COCORNÁ -PLANTA DE TRATAMIENTO PRIMARIO No.1 .

PARÁMETRO UNIDAD ABRIL 21/99 JUNIO 15/99 JULIO 7/99 ENTRADA SALIDA EFICIENCIA

(%) ENTRADA SALIDA EFICIENCIA


(%)

SOLIDOS TOTALES [mg/l] 302 217 39,17 351 216 38,5 257 210 18,3

SOLIDOS SUSPENDIDOS [mg/l] 143 50,4 64,8 166 62 62,7 108 53,5 50,5

SOLIDOS SEDIMENTABLES [mg/l] 99,1 15,4 84,5 93 14,7 84,2 54,3 8,8 83,8

DBO5 TOTAL [mg/l] 201 128 36,3 195 107 45,1 138 99 28,3

DBO5 (SOBRENADANTE) [mg/l] 125 37,8 106 45,6 82 40,6

DBO5 (SEDIMENTABLE) [mg/l] 76 89 56

DQO [mg/l] 306 188 38,6 307 187 39,1 245 184 24,9

PARÁMETRO UNIDAD SEPTIEMBRE 21/99 OCTUBRE 21/99

NOVIEMBRE 23/99

ENTRADA SALIDA EFICIENCIA



(%)

SOLIDOS TOTALES [mg/l] 1077 228 78,8 933 223 76,1 251 180 28,3

SOLIDOS SUSPENDIDOS [mg/l] 693 75 89,2 573 55,5 90,3 119 49,5 58,4

SOLIDOS SEDIMENTABLES [mg/l] 583 30 94,9 470 N.D 78 21,5 72,4

DBO5 TOTAL [mg/l] 477 174 63,5 519 116 77,6 123 71 42,3

DBO5 (SOBRENADANTE) [mg/l] 348 27,0 402 22,5 85,5 30,5

DBO5 (SEDIMENTABLE) [mg/l] 129 117 37,5



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DQO [mg/l] 687 222 67,7 951 184 80,7 179 103 42,5

Tabla 3.3.2. RESULTADOS ANÁLISIS FISICOQUIMICOS DE LAS A.R.U. DE COCORNÁ- DIGESTOR DE LODOS PRIMARIOS PLANTAS 1 Y 2 PARÁMETRO UNIDAD SEPTIEMBRE 21/99

PTAR 1 OCTUBRE 21/99

PTAR 1 NOVIEMBRE 23/99

PTAR 1 PTAR 2 ENTRADA SALIDA EFICIENCIA

(%) ENTRADA SALIDA EFICIENCI

A (%)

ENTRADA SALIDA EFICIENCIA

(%)

ENTRADA SALIDA EFICIENCIA (%)

SOLIDOS TOTALES [mg/l] 2582 296 88,54 2250 350 84,44 1452 307 78,86 1058 263 75,14

SOLIDOS SUSPENDIDOS

[mg/l] 2375 64 97,3 1978 121 93,9 1380 118 91,45 862 93 89,21

SOLIDOS TOTALES VOLATILES

[mg/l] 1686 139 91,8 1504 194 87,1 832 166 80,05 748 153 79,55

SOLIDOS SUSP. VOLATILES

[mg/l] 1672 61,5 96,3 1437 98 93,2 877 94,5 89,22 640 78,5 87,73

DBO5 [mg/l] 1695 200 88,2 1272 281 77,9 834 186 77,70 678 199 70,65

DQO [mg/l] 2725 300 89,0 2278 424 81,4 1465 327 77,68 1067 307 71,23

GRASAS Y ACEITES [mg/l] 258 22,9 91,1 309 43 86,1 192 21 89,06 248 16,3 93,43

NITROGENO KJELDAHL(-N)

[mg/l] 34,4 26,9 21,80 36,4 31,1 14,56



Oriente Antioqueño

46

ALGUNOS COMENTARIOS SOBRE LOS RESULTADOS OBTENIDOS.

? Durante el monitoreo se han detectaron algunas conexiones erradas a las redes de alcantarillado, que

acentuaban problemas operativos de las PTAR No 1, tales como los vertimientos de aguas de lavado de la estación

de gasolina.

? El problema más reciente ha sido propiciado por la conexión de aguas superficiales y subsuperficiales (cerca de la

nueva cancha de fútbol) al colector de AR de la PTAR 1, lo cual congestiona y altera el funcionamiento de la PTAR 1

en períodos lluviosos, generando obstrucciones en el aliviadero, por la gran cantidad de arenas.

? Como puede concluirse de las Tablas 3.3.1. (resultados de las caracterizaciones en las PTAR ), es notorio el

mejoramiento de eficiencias de remoción de sólidos y carga orgánica sedimentable, sin embargo, será necesario

poner mayor rigor, para homologar los procedimientos de muestreo y análisis de laboratorio de las AR crudas y

tratadas, ya que se han presentan inconsistencias en los resultados, tanto entre dos laboratorios, como en cada

uno de ellos. Esta una condición inaplazable para tener confiabilidad suficiente en el monitoreo y seguimiento de los

sistemas.

? Las dos primeras series de monitoreos realizadas en Abril 7/99 y Abril 21/99, dejaron al descubierto una

actividad biológica de los lodos sedimentados, cuya producción de gases generaba la resuspensión y fuga de dichos

lodos, dando incluso en la PTAR 1, eficiencias negativas en la remoción de carga orgánica y sólidos suspendidos

(mayor concentración de DBO5 y SS a la salida que a la entrada).



Oriente Antioqueño

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? La actividad biológica debida a un tiempo de permanencia de los sedimentos, se corrigió aumentando la

frecuencia y forma de las purgas, hasta llegar a un procedimiento óptimo. La fuga de lodos se obvió instalando un

sistema de trampa de flotantes que impide la entrada a la canaleta recolectora de aguas clarificadas.

? El monitoreo en la PTAR 1 de Junio 15/99 fue realizado evitando la actividad biológica y la consecuente

resuspensión de sedimentos, dando lugar a eficiencias de remoción de DBO5 y sólidos suspendidos superiores al

40% y 60% respectivamente permitiendo confirmar la necesidad de los ajustes posteriormente realizados. Algo

similar puede decirse del monitoreo de Julio 7/99 en la PTAR 1, aunque las eficiencias de remoción bajaron

sustancialmente (hasta un 28% en remoción de DBO5 y hasta un 50% de sólidos suspendidos).

? Realizados los ajustes en las PTAR, se monitorearon las AR afluentes y efluentes de la PTAR 1 en Septiembre

21/99 y Octubre 21/99, directamente con el personal operativo en proceso de capacitación.

? Los análisis de dichas caracterizaciones permitieron identificar algunas inconsistencias debidas a errores en la

recolección o en la composición de las muestras afluentes, los cuales dieron lugar a resultados que aunque

ambiguos, permitieron inferir que se habían logrado óptimos niveles de remoción de carga orgánica y sólidos

suspendidos, con los ajustes señalados anteriormente y con la refinación de los procedimientos operativos.

? Finalmente en Noviembre 23/99 se realizó la última serie de caracterizaciones en las dos PTAR, aunque los

aforos y muestreos sólo pudieron hacerse de las 12:00 del día a las 8:00 de la noche, debido al tiempo lluvioso que

propició la dilución de las muestras dando lugar a bajas concentraciones de DBO5 y SS.



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? No obstante lo anterior, las eficiencias de remoción de DBO5 en la PTAR 1 fueron superiores al 40% y de SS

superior al 50%. En la PTAR 2 las eficiencias de remoción de DBO5 fueron superiores al 30% y de SS superior al

50%. En consecuencia, puede concluirse que las eficiencias previstas de estas PTAR primarias, han sido

superadas gracias al proceso de optimización de los sistemas y a la adecuada capacitación del personal operativo.

? En relación con las eficiencias de los digestores de lodos, tipo UASB, puede verse en la Tabla 3.3.2, que sus

eficiencias de remoción de carga orgánica (DBO5) y sólidos suspendidos SS son muy satisfactorias (superiores al

75% y al 90% respectivamente) y que este componente cumple exitosamente su función de depuración final de los

lodos sedimentados, con lo cual se consolida como complemento de los sistemas de tratamiento primario de las AR

urbanas en los Municipios de la Jurisdicción de CORNARE.

3.4. CONCLUSIONES

3.4.1. Generales

En 1.992, cuando se arrancó el Programa de saneamiento hídrico urbano en la jurisdicción de CORNARE, la visión

que se tenía sobre los alcances requeridos de la primera generación de proyectos (El Carmen, La Ceja, Guarne y

Concepción), dio lugar al diseño de sistemas de tratamiento de ARU, que permitieran remover más del 80% de la

carga contaminante, para cumplir el Decreto 1594/84.

En aquel entonces, no se habían previsto las implicaciones externas, ni las dificultades para cumplir con alcances



Oriente Antioqueño

49

tan ambiciosos y por ello, se siguieron diseñando proyectos de tratamiento de ARU con tecnologías foráneas de

altos costos en otros municipios como Rionegro, Guatapé, El Peñol, El Santuario, etc. e incluso en 1.996, se

construyó una pequeña laguna de oxidación en Concepción que ha funcionado eficientemente hasta el presente.

A mediados de 1.996, cuando se programó la construcción del Plan Maestro de Alcantarillado en el Carmen de

Viboral, se concluyó que el alto costo del alcantarillado y de la PTAR, exigía fraccionar la construcción de la PTAR y

aplazar el tratamiento secundario para una segunda etapa.

Por ello se decidió rediseñar la PTAR, para construir inicialmente los pretratamientos y un tratamiento primario de

las ARU, dando lugar al sistema primario que empezó a hacerse extensivo a otros municipios como Guatapé y

Cocorná.

Identificadas las limitaciones Financieras e Institucionales de los municipios, y la necesidad de desarrollar

gradualmente sistemas apropiados para el tratamiento de las ARU, se estableció desde la fecha de expedición del

Decreto 901/97 que, salvo en aquellos municipios donde pudieran construirse lagunas de tratamiento de ARU,

deberían seguirse promoviendo en primera etapa, sistemas de tratamiento primario de las ARU, dejando previstas

las condiciones para articular en una segunda etapa, tratamientos secundarios para cumplir antes del 2.012 las

metas previstas en el Programa.



Oriente Antioqueño

50

Sin embargo, para finales de 1.997 se empezaron a detectar muy bajas eficiencias en los sistemas primarios

construidos en El Carmen y Guatapé, debidas básicamente a las condiciones operativas derivadas del bajo nivel

técnico del personal, al poco arraigo institucional con los sistemas y a la necesidad de ajustes en algunos procesos.

Por los motivos anteriores y habiéndose culminado la construcción de las PTAR de Cocorná, CORNARE le

encomendó a Sanear Ltda. la dirección de actividades en la fase preoperativa, para estabilizar y optimizar los

sistemas, capacitar al personal operativo y sensibilizar a la Administración Municipal, para garantizar que el sistema

pueda seguir cumpliendo indefinidamente con las eficiencias alcanzadas en esta etapa.

Después 11 meses de haberse asumido el compromiso, puede afirmarse que se han cumplido los objetivos

previstos y se han superado las eficiencias que se esperaban de los sistemas primarios, consolidándose con ello la

viabilidad de lograr niveles de remoción de carga contaminante de las ARU, superiores al 30% de DBO y muy

cercanas a la meta quinquenal prevista por CORNARE para antes del 2.002 y resulta viable fijarse metas más

ambiciosas para el quinquenio 2.002-2.007

Si además, se promueven otras investigaciones y evaluaciones tanto en los tratamientos primarios y secundario,

para su óptima articulación durante el quinquenio 2.002-2.007, para el año 2.012 se podrán alcanzar las metas de

remoción, del 80% de la carga contaminante, previstas originalmente en el Programa de Saneamiento Hídrico

Urbano.



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3.4.2. El sistema optimizado como tecnología apropiada

Como se afirmó anteriormente, el sistema de manejo y tratamiento primario de las ARU de Cocorná, así como todos

los de su género construidos o proyectados en la jurisdicción de CORNARE, son en esencia, o tienen incorporadas

tecnologías apropiadas que viabilizan su adecuada operación, por las siguientes razones:

? En el diseño, construcción y optimización de estos sistemas, se han incorporado sistemas de alivio y separación

de caudales combinados, que sin cumplir ortodoxamente con las normas de diseño de EEPPM, son prácticos y

funcionales para cumplir su misión, porque se han agregado pantallas ajustables en lámina a la salida de efluentes y

en el canal de entrada de cada planta, para garantizar que en períodos lluviosos, no se sobrepase la capacidad

hidráulica de las PTAR.

? Los sistemas incluyen pretratamientos típicos de fácil operación y mantenimiento, que deben preceder cualquier

tratamiento secundario y tienen el doble de la capacidad de los tratamientos primarios, para poder operar en

períodos lluviosos removiendo basuras, arenas y demás material grueso presente en las ARU.

?

? Los sedimentadores primarios no son los usados convencionalmente para AR, sino que son sedimentadores de

alta tasa con placas inclinadas, similares a los usados en plantas de potabilización, los cuales resultan menos

voluminosos y menos costosos. Cuentan además estos sedimentadores con sistemas de purga de lodos y trampa

de lodos resuspendidos que son muy prácticos y funcionales, siendo además de fácil instalación, manejo y

mantenimiento.



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? Estos sedimentadores primarios que han sido acondicionados para lograr altas eficiencias de sedimentación,

siempre serán útiles como complemento de sistemas secundarios (FAFA y los filtros percoladores); pueden también

reformarse a futuro y acondicionarse fácilmente como tanques de igualación y homogenización para articularles

otros sistemas de tratamiento secundario (UASB y lodos activados).

? El digestor de lodos sedimentados (tipo UASB), ha demostrado ser ideal para el tratamiento de estos lodos que

tienen cargas de DBO5 superiores a 800 mg/l, como lo revelan los resultados que se muestran en la Tabla 3.3.2.

? Los lechos de secado de lodos digeridos y las ramadas construidas para el manejo de lodos deshidratados y

residuos de los pretratamientos, también se han acondicionado para cumplir óptimamente con las funciones

previstas, mediante procedimientos rutinarios sencillos que pueden realizar operarios con arraigo de bajo nivel

técnico.

Puede reafirmarse entonces, que estos sistemas primarios son en esencia tecnologías apropiadas, fácilmente

manejables con personal operativo de bajo nivel académico, pero debidamente capacitado y sensibilizado para

cumplir su función. Son también sistemas de bajo costo operativo, porque no requieren equipos electromecánicos,

ni reactivos pues están basados en principios físicos fácilmente controlables.

3.4.3. Fortalezas y debilidades del sistema optimizado

? Otras fortalezas de estos sistemas primarios, que permiten utilizarlos con éxito en municipios con baja capacidad

financiera, técnica e institucional, el que pueden ser operados con personal arraigado de bajo nivel técnico, tienen



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bajos costos de inversión inicial y operativos, no demandan grandes extensiones de terrenos y se pueden

reacondicionar y estabilizar fácilmente, después de períodos de abandono o negligencia operativa.

? La sencillez de los procesos físicos involucrados y la facilidad de operación de estos sistemas primarios,

permitirán garantizar su operación adecuada y eficiente por tiempo indefinido.

? Debilidades: limitaciones para realizar tomas de muestras homogéneas y representativas en los canales de

entrada, así como las dificultades para homologar procesos de monitoreo y análisis de laboratorio de aguas

residuales.

? Bajo nivel de arraigo de los administradores municipales, originado en buena medida por la poca trascendencia

que le conceden a la depuración de las ARU (así como a la disposición de residuos del Matadero y de las basuras

municipales) en el contexto de su gestión pública.

3.4.4. Recomendaciones especiales para la operación de los sistemas

Reconociendo que este trabajo se constituyó en fuente de experiencia para Sanear Ltda. y CORNARE y teniendo

en cuenta las condiciones específicas del Municipio de Cocorná, así como el comportamiento de los sistemas bajo

diversas condiciones horarias y climáticas, deben resaltarse las siguientes recomendaciones:

? Debido a la baja producción de ARU en horas nocturnas, las PTAR sólo requieren ser operadas en jornada

continua de 6:00 AM hasta 9:00 PM. En horarios de baja producción de ARU (9:00 AM-11:00 AM y 2:00 PM-6:00

PM) deben realizarse las labores eventuales de mantenimiento preventivo y correctivo.



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? En periodos lluviosos, cuando el caudal de alimentación de las PTAR supere su capacidad hidráulica nominal (20

l/s), debe cerrarse la entrada al sedimentador primario y continuarse operando los pretratamientos (by pass), para

retener basuras y demás residuos sólidos gruesos, mientras persistan los excesos de caudal.

? Debe ponerse especial atención en aquellos componentes frágiles como las pantallas reguladoras de caudal y

las canaletas recolectoras de AR clarificadas, para cambiarlas cada vez que se deterioren o acusen franca corrosión

(cada 4-5 años), porque estos elementos son de bajo costo y fácil fabricación e instalación.

? Para evitar que en el corto plazo se vea copada la capacidad de las PTAR construidas, debe implementarse un

eficiente programa de control de pérdidas y racionalización de consumos en el acueducto (previo ajuste de tarifas y

reorganización institucional del ente), pues el derroche de aguas de consumo y la conexión errada de escorrentía,

generan diluciones de las ARU y aumentos exorbitantes del caudal de AR, que limitan la eficiencia y la vida útil (por

incapacidad hidráulica) de los sistemas.

3.4.5. Recomendaciones para la supervisión y control de los sistemas

? Concertar con el municipio las labores de monitoreo y control periódico de eficiencias de los sistemas, hasta

tanto se pueda garantizar la idoneidad y capacidad económica del municipio para realizar concertadamente esta

labor.



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? Como la principal limitación para el monitoreo de AR, se encuentra en el muestreo de alícuotas representativas a

la entrada de cada PTAR, se recomienda seguir realizando dichos muestreos a la salida de la canaleta Parshall,

porque en este sitio las AR han sido homogenizadas con la turbulencia originada por la canaleta y se cuenta con

caída libre para el muestreo.

? No debe olvidarse que este punto, ya se han removido residuos sólidos, basuras y arenas, los cuales

obstaculizarían los tratamientos primarios y representan como mínimo, un 5% de la carga contaminante presente en

las AR crudas. Por ello, puede afirmarse que las eficiencias obtenidas con los monitoreos en estos puntos, son las

mínimas eficiencias que alcanzan las PTAR pues habría que agregarles el 5% removido en los pretratamientos.

? Resulta necesario programar y realizar como mínimo seis (6) monitoreos de las PTAR de Cocorná, bajo la

dirección del personal técnico de CORNARE encargado de esta labor, quien deberá coordinar los aforos y

muestreos, así como los análisis básicos de laboratorio, incluyendo aquellos análisis no convencionales que

permiten establecer la fracción sedimentable (en mg/l) de la DBO5 y de los SS, para determinar la eficiencia teórica

o meta máxima de remoción de carga, que debe compararse con la eficiencia real monitoreada.

? Con el mismo objetivo, es vital involucrar más estrictamente a la UGAM en las labores de supervisión y control

de estos sistemas, así como en todo lo relacionado con el saneamiento urbano (control Matadero y Relleno

sanitario, etc).

? Intensificar la sensibilización y generar un mayor compromiso de la Administración Municipal con los sistemas,

mediante eventos interinstitucionales, campañas de divulgación y otros mecanismos de acompañamiento,



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concientización, negociación y presión que deben impulsarse, aprovechando el carácter de CORNARE como

autoridad ambiental en la región.

experiencia de sistemas de tto en el … y uso de aguas residuales: una estrategia para el futuro...

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