aguas servidas Nazca

Laguna de Oxidacin o Estabilizacin ------- Facultad de Metalurgia

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INTRODUCCION La tecnologa de lagunas de estabilizacin es uno de los mtodos naturales ms importantes para el tratamiento de aguas residuales. Las lagunas de estabilizacin son fundamentalmente reservorios artificiales, que comprenden una o varias series de lagunas anaerobias, facultativas y de maduracin. El tratamiento primario se lleva a cabo en la laguna anaerobia, la cual se disea principalmente para la remocin de materia orgnica suspendida y parte de la fraccin soluble de materia orgnica. La etapa secundaria en la laguna facultativa remueve la mayora de la fraccin remanente de la DBO5 soluble por medio de la actividad coordinada de algas y bacterias heterotrficas. El principal objetivo de la etapa terciaria en lagunas de maduracin es la remocin de patgenos y nutrientes (principalmente Nitrgeno). Las lagunas de estabilizacin constituyen la tecnologa de tratamiento de aguas residuales ms costo-efectiva para la remocin de microorganismos de son desinfeccin patgenos, natural. por medio lagunas para de de mecanismos estabilizacin Las

particularmente

adecuadas

pases

tropicales y subtropicales dado que la intensidad del brillo solar y la temperatura ambiente son factores clave para la eficiencia de los procesos de degradacin.

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PANORAMICA LAGUNA DE OXIDACION NASCA 2010

LAGUNA DE OXIDACION O ESTABILIZACION Las lagunas de oxidacin son excavaciones de poca

profundidad en el cual se desarrolla una poblacin microbiana compuesta por bacterias, algas y protozoos que conviven en forma simbitica y eliminan en forma natural patgenos relacionados con excrementos humanos, slidos en suspensin y materia orgnica, causantes de enfermedades tales como el clera, el parasitismo, la hepatitis y otras enfermedades gastrointestinales. Es un mtodo fcil y eficiente para tratar aguas residuales provenientes del alcantarillado sanitario. Este sistema es efectivo en costos cuando se dispone de suficiente terreno para construirlas; es decir, el costo de la tierra no es de un valor limitante. El sistema est compuesto por un tratamiento primario que consiste en un grupo de trampas que atrapan y separan los elementos slidos no inherentes al diseo del sistema. En etapas siguientes el agua y sus residuos pasan a un sistema

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de lagunas (una o ms) donde permanecen en contacto con el entorno, principalmente el aire, experimentando un proceso de oxidacin y sedimentacin, transformndose as la materia orgnica en otros tipos de nutrientes que pasan a formar parte de una comunidad diversa de plantas y ecosistema bacteriano acutico. Luego de este proceso, el agua superficial de las lagunas queda libre entre un 70 y un 85% de demanda qumica o biolgica de oxgeno, los cuales son estndares apropiados para la liberacin de estas aguas superficiales hacia la naturaleza de forma que esta ltima pueda absorber los residuos sin peligro para el medio ambiente y sus especies. Existen otras formas de lagunas para el tratamiento de aguas residuales, segn su forma de operacin pueden ser clasificadas en:

TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES EN LAGUNAS DE ESTABILIZACIN

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Lagunas Anaerobias Estas son las unidades ms pequeas de la serie. Por lo general tienen una profundidad de 2-5 m y reciben cargas orgnicas volumtricas mayores a 100 g DBO5/m3 d. Estas altas cargas orgnicas producen condiciones anaerobias estrictas (oxigeno disuelto ausente) en todo el volumen de la laguna. En trminos generales, las lagunas anaerobias funcionan como tanques spticos abiertos y trabajan extremadamente bien en climas calientes. Una laguna anaerobia bien diseada puede alcanzar remociones de DBO5 alrededor del 60% a temperaturas de 20 C. Un tiempo de retencin hidrulico (TRH) de 1 da es suficiente para aguas residuales con una DBO5 de hasta 300 mg/l y temperaturas superiores a 20 C. Los diseadores siempre han mostrado preocupacin por las posibles molestias generadas por los olores. Sin embargo, los problemas de olor pueden minimizarse con un diseo adecuado de las unidades, siempre y cuando la concentracin de SO42- en el agua residual sea menor a 500 mg/l. La remocin de materia orgnica enECOLOGIA Pgina 4


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laguna anaerobia es gobernada por los mismos mecanismos que ocurren en cualquier reactor anaerobio [1][2]

Lagunas Facultativas Estas lagunas pueden ser de dos tipos: laguna facultativas primarias etapa que reciben aguas residuales el efluente crudas de y laguna laguna facultativas secundarias que reciben aguas sedimentadas de la primaria (usualmente una anaerobia). Las laguna facultativas son diseadas para remocin de DBO5 con base en una baja carga orgnica superficial que permita el desarrollo de una poblacin algal activa. De esta forma, las algas generan el oxgeno requerido por las bacterias heterotrficas para remover la DBO5 soluble. Una poblacin saludable de algas le confiere un color verde oscuro a la columna de agua. Las lagunas facultativas pueden tornarse ocasionalmente rojas o rosadas debido a la presencia de bacterias fotosintticas prpuras oxidantes del sulfuro [3]. Este cambio en la ecologa de las lagunas facultativas ocurre debido a ligeras sobrecargas. De esta forma, el cambio de coloracin en lagunas facultativas es un buen indicador cualitativo del funcionamiento del proceso de degradacin. La concentracin de algas en una laguna facultativa con funcionamiento ptimo depende de la carga orgnica y de la temperatura, pero frecuentemente se encuentra entre 500 a 2000 g clorofila-a/l. La actividad fotosinttica de las algas ocasiona una variacin diurna de la concentracin de oxgeno disuelto y los valores deECOLOGIA Pgina 5


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pH. Variables como la velocidad del viento tienen efectos importantes en el comportamiento de la laguna facultativa, ya que se genera mezcla del contenido de la laguna. Tal como lo sealan Mara et al. [1], un buen grado de mezcla produce una distribucin uniforme de DBO5, oxgeno disuelto, bacterias y algas, y en consecuencia una mejor estabilizacin del agua residual.

Lagunas De Maduracin Estas lagunas reciben el efluente de laguna facultativas y su tamao y nmero depende de la calidad bacteriolgica requerida en el efluente final. Las lagunas de maduracin son unidades poco profundas (1.0-1.5 m) y presentan menos estratificacin vertical, al tiempo que exhiben una buena oxigenacin a travs del da en todo su volumen. La poblacin de algas es mucho ms diversa en las lagunas de maduracin comparada con las lagunas facultativas. Por lo tanto, la diversidad algal incrementa de laguna en laguna a lo largo de la serie. Los principales mecanismos de remocin de patgenos y de coliformes fecalesECOLOGIA Pgina 6


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en particular son gobernados por la actividad algal en sinergia con la foto-oxidacin. Por otro lado, las lagunas de maduracin slo alcanzan una pequea remocin de DBO5, pero su contribucin a la remocin de nitrgeno y fsforo es ms significativa. Mara et al [1] reportan una remocin de nitrgeno total del 80% en todo el sistema de lagunas (laguna anaerobia+ laguna facultativa+ lagunas de maduracin), y de esta cifra el 95% corresponde a la remocin de amonio. Es de resaltar que la mayora del nitrgeno amoniacal se remueve en las lagunas de maduracin. Entre tanto, la remocin total de fsforo en los sistemas de lagunas es baja, usualmente mes de 50% [1]; [3]..

DIAGNSTICO DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO Sistema de Recoleccin de Aguas Residuales A. ColectoresECOLOGIA Pgina 7


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Los colectores en la ciudad de Nazca estn divididos en tres reas de drenaje: Nazca, San Carlos y Vista Alegre, todos los cuales funcionan por gravedad. En el rea de drenaje de Nazca los colectores principales son el colector de la calle Lima, el colector de la calle Bolognesi y el colector de la calle Callao, siendo el resto colectores secundarios. En el rea de drenaje de San Carlos se considera como colector principal al colector de la Av. de los Maestros que se inicia en Santa Fe y culmina en el sector de Pasaje Lpez. En el rea de drenaje de Vista alegre se considera como colectores principales al de la calle Panamericana y al de la calle Manco Cpac. Se debe manifestar que la totalidad de colectores que cuenta el sistema actual de Alcantarillado son a base de tuberas de CSN, que son alrededor del 90% del total de tuberas estn colapsados y/o al borde del colapso total, por lo que es necesario el cambio y/o renovacin de stas antes de que se tenga problemas mayores, como podra ser el anegamiento en los domicilios de los usuarios o en las calles, a los cuales no se podra dar solucin inmediata por el estado en que se encuentran actualmente dichas tuberas. Las calles ms propensas a colapsar totalmente son Lima, Bolognesi, Callao, Alfonso Ugarte, Pasaje Lpez, Grau, etc. Se tiene tambin que en el cruce de Vista Alegre haca El Porvenir, especficamente por la calle Manco Cpac el colector esta a punto de colapsar, por lo que las aguas servidas en horas punta podranECOLOGIA

rebosar

el

buzn

y

discurrir

por

la

carreteraPgina 8


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Panamericana aproximadamente 1.5 Km. Afectando lgicamente a todos los moradores y transentes de la zona, por lo que se hace necesario que a la brevedad posible la EPS de solucin cambiando las tuberas que actualmente existen por una de mayor dimetro o habilitar otros colectores en las partes altas de algunas calles para que el caudal que discurre por ste pase con mayor facilidad y de esta manera evitar el rebose por el buzn. Los colectores de alcantarillado han superado enormemente su ciclo de vida til ya que un gran porcentaje datan del ao 1955 y otro gran porcentaje tiene un promedio de 40 aos de uso, adems de sufrir los estragos de los terremotos del ao 1996 y la del ao 2007, la mayora de las tuberas son de Concreto Simple Normalizado (CSN), las cuales al momento de realizar los trabajos correctivos, la EPS ha podido comprobar que en muchos casos la tubera no existe, o en otros casos el espesor de la tubera ha disminuido en un gran porcentaje. Adems debido a la antigedad de las tuberas han acumulado materias que hacen que ests tuberas solo trabajen en muchos casos a una cuarta parte de su capacidad, adems que promueven la formacin de cido sulfhdrico (H2S) que causa la corrosin de las tuberas, adems de los constantes atoros en las redes y el colapso de estas en muchos tramos de la ciudad. Los buzones existentes tienen la misma antigedad que los colectores por la cual el 20% aproximadamente de los techos de estas y sus paredes se vienen desmoronando por que se tiene que estar en continuos trabajos de mantenimiento correctivo conECOLOGIA Pgina 9


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el consiguiente malestar de los usuarios y los gastos que estos trabajos conllevan y que la EPS en muchos casos no esta en condiciones de afrontar. Redes de Alcantarillado De acuerdo a los estudios realizados en el campo, se puede observar que la cobertura mnima (h=1.00) no se cumple, adems el material de relleno de la zanja no es de material adecuado. Se observa que el material de la tubera se ha desecho muy posiblemente por la formacin de gases, como el cido sulfhdrico (H2S), que han corrodo la tubera de concreto, esto a travs de todo el tiempo que tienen las redes que en promedio tienen 40 aos de antigedad. B. Conexiones Domiciliarias Con respecto a las conexiones domiciliarias, se debe resaltar que muchas de ellas presentan filtraciones.

C. Emisores Las aguas servidas de las reas de drenaje tanto de Nazca, San Carlos y Vista Alegre son conducidas a dos lagunas de estabilizacin por medio de tres emisores denominados: C.1. Emisor de Nazca Que conduce las aguas servidas del sector de Nazca; este emisor estuvo inoperativo por espacio de tres aos ya que colaps aECOLOGIA Pgina 10


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orillas del ro Tierras Blancas, aproximadamente a unos 400 mts., antes de llegar a la laguna de estabilizacin, habindose cambiado aproximadamente unos 80 mts., de tubera colapsada por tubera de PVC 14, este trabajo se realiz en el ao 2002 por la EPS EMAPAVIGSSA, luego del cual hasta el momento no se tiene mayores problemas. C.2. Emisor de San Carlos Que conduce las aguas servidas del sector de San Carlos; este emisor es el que origina mayor problema, ya que ha colapsado, habindose hundido el terreno en muchos tramos y las aguas discurren libremente por los canales que se han formado por donde antes existan las tuberas. Por los indicios que presenta el terreno por donde pasa el emisor, se puede presumir el mal estado en que se encuentran las tuberas, por lo que es cuestin de tiempo que se produzcan hundimientos en todo su trayecto. Por lo Tanto la EPS debe de renovar este colector. C.3. Emisor de Vista Alegre Que conduce las aguas servidas provenientes del sector de Vista Alegre; Este emisor cuenta con tubera PVC recientemente cambiada, Adems como problema social se tiene que la poblacin, los agricultores de la zona, obstruyen los buzones para que el desage rebalse y poder regar sus cultivos con aguas residuales crudas.

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MANTENIMIENTO DE REDES DE ALCANTARILLADO El mantenimiento asociado con las lagunas de oxidacin por lo general se limita al control de las plantas acuticas invasoras y los vectores (por ejemplo los zancudos o mosquitos). Los vectores se controlan por medio de prcticas conocidas como el manejo integrado de plagas (MIP), por ejemplo introduciendo peces mosquitos o creando hbitat para golondrinas u otras aves depredadoras de insectos. La acumulacin de sedimento por lo general no se presenta como un problema en una laguna de oxidacin que ha sido bien diseado y operado por lo que muy raramente o nunca se necesita dragar estos ecosistemas. El mantenimiento que viene ejecutando la EPS EMAPAVIGSSA, es en su totalidad correctivo. Mantenimiento Correctivo Las estadsticas de este mantenimiento se muestran a continuacin: DESCRIPCION UNID. ENERO FEBRERO MARZO Atoros Red recoleccin Nro. 33 27 22 Desatoro Conexiones Domiciliarias Nro. 21 11 23 Construccin Techo de Buzn Nro. 6 4 3 Conexin de Alcantarillado ejecutada Nro. 2 2 4 DESCRIPCION UNID. ENERO FEBRERO MARZO Atoros Red recoleccin Nro. 35 34 38 Desatoro ConexionesECOLOGIA Pgina 12


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Domiciliarias Nro. 35 39 45 Construccin Techo de Buzn Nro. 2 3 2 Conexin de Alcantarillado Ejecutada Nro. 0 0 0

DIAGNSTICO DEL TRATAMIENTO Y DISPOSICIN FINAL DE AGUAS RESIDUALES Las aguas servidas colectadas por los emisores, mencionados anteriormente, son conducidas hacia el sistema de tratamiento ubicado en la Ex hacienda Pangarav, parte baja de la carretera Panamericana Sur, en la margen izquierda del Ro tierras Blancas. La planta de tratamiento de agua residual de Nazca fue construida en 1968, cuenta con una cmara de rejas para retener slidos flotantes, un medidor de flujo tipo Parshall, dos lagunas de estabilizacin facultativas, que funcionan en serie, una primaria y una secundaria. Las lagunas tienen forma cuadrangular con las siguientes dimensiones: Laguna Primaria: Con ancho de coronacin que vara entre 83.44 m y 84.00 m, longitud entre 83.40 m y 84.45 m. y las profundidades varan entre 1.12 a 1.74 m. (al nivel del espejo de agua). Laguna Secundaria: Con ancho de coronacin que vara entre 83.30 m y 92.49.00 m, longitud entre 80.85 m y 84.15 m. y lasECOLOGIA Pgina 13


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profundidades varan entre 0.90 a 1.35 m. (al nivel del espejo de agua) rea Total Lagunas : 13,944.50 m2. Volumen Total Lagunas : 22,125 m3. Material de fondo : Arcilla. Material muros laterales : Concreto. rea Total de Terreno : 24,900 m2 Cabe indicar que ambas lagunas no estan operativas, las ventanas de ingreso y salida en su mayora muestran presencia de lodo seco, lo cual es una seal que hace un buen tiempo el ingreso de aguas residuales es irregular y el flujo del agua sin tratar esta siendo desviado directamente al cuerpo receptor (canales de riego). El hecho de que estn descargando a campos agrcolas y finalmente al ro Tierras Blancas; el agua residual sin tratar, su estabilizacin biolgica, puede llevar al agotamiento de los recursos naturales de oxigeno y a la presencia de condiciones spticas. Por sta situacin, en la que se encuentran las lagunas de estabilizacin existe riesgo para la salud pblica por que no cumple con tratar las aguas residuales para el uso en agricultura (Ley General de Aguas y Sus Reglamentos, D.L. N 17752, para la Clase III aguas para riego de vegetales de consumo crudo y bebidas de animales L.M.P., de Coliformes Fecales 1000 N.M.P./100 ml y DBO 15 mg/l). Para mitigar ste riesgo es

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recomendable ejecutar el mejoramiento y ampliacin de la actual planta de tratamiento de aguas residuales domsticas. En general el estado de conservacin de la infraestructura es regular, los taludes de las lagunas estn revestidos de una losa de concreto con presencia de fisuras por falta de juntas de dilatacin, las estructuras de entrada y salida de reparto tambin estn regulares faltando hacerles limpieza. Segn manifestacin del personal directivo y tcnico de EMAPAVIGSSA, las lagunas emanan olores insoportables cuando estn funcionando, lo cual se pudo corroborar durante la visita realizada al lugar el da 22 de Diciembre de 2008, que pese a no estar en funcionamiento stas unidades de tratamiento desprendan mal olor, propio de un proceso anaerobio. En realidad stas lagunas ya cumplieron con su vida til, y cuando funcionan trabajan sobrecargadas y son insuficientes para tratar todo el agua residual de la poblacin actual de Nazca. Sin embargo, la ubicacin actual de las lagunas es apropiada, en cuanto, el drenaje del agua residual de la ciudad de Nazca llega a ellas por gravedad. Las lagunas se ubican a ms de 500 metros de la vivienda ms cercana y existe terreno eriazo alrededor de la planta actual que garantiza la expansin del tratamiento proyecto. requerido para cubrir hasta el horizonte del

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Estado Actual del Sistema De Tratamiento

Sistema de Tratamiento de Aguas Residuales

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AGUAS RESIDUALES Las aguas residuales son generadas por residencias,

instituciones y locales comerciales e industriales. stas pueden ser tratadas dentro del sitio en el cual son generadas (por ejemplo: tanques spticos u otros medios de depuracin) o bien pueden ser recogidas y llevadas mediante una red de tuberas y eventualmente bombas - a una planta de tratamiento municipal. Los esfuerzos para recolectar y tratar las aguas residuales domsticas de la descarga estn tpicamente sujetas a regulaciones y estndares locales, estatales y federales (regulaciones y controles). A menudo ciertos contaminantes de origen industrial presentes en las aguas residuales requieren procesos de tratamiento especializado. Tpicamente, el tratamiento de aguas residuales comienza por la separacin fsica inicial de slidos grandes (basura) de la corriente de aguas domsticas o industriales empleando un sistema de rejillas (mallas), aunque tambin pueden ser triturados esos materiales por equipo especial; posteriormente se aplica un desarenado (separacin de slidos pequeos muy densos como la arena) seguido de una sedimentacin primaria (o tratamiento similar) que separe los slidos suspendidos existentes masa en el agua slida o residual. usando A continuacin bacterias sigue la conversin progresiva de la materia biolgica disuelta en una biolgica es adecuadas, llamadoPgina 17

generalmente presentes en estas aguas. Una vez que la masa biolgicaECOLOGIA

separada

removida

(proceso


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sedimentacion secuntaria), el agua tratada puede experimentar procesos adicionales (tratmiento terciario)como desinfeccin, filtracin, etc. Este efluente final puede ser descargado o reintroducidos de vuelta a un cuerpo de agua natural (corriente, ro o baha) u otro ambiente (terreno superficial, subsuelo, etc). Los slidos biolgicos segregados experimentan un tratamiento y neutralizacin adicional antes de la descarga o reutilizacin apropiada.

RECOMENDACIONES - Mayor beligerancia en el cumplimiento del control sistemtico del tratamiento de los desechos, y existencia de lagunas de oxidacin en el sector industrial. - Construccin de vertederos de las aguas servidas de la poblacin para no seguir contaminando lagos, lagunas y detener su deterioro. - Abolir el favoritismo en el cumplimiento de las leyes, permitiendo una mayor participacin de la sociedad civil, ONG y otros Organismos relacionados a medio ambiente y salud.

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- Establecer gestin financiera para mejoras en el proceso de elaboracin y divulgacin de la informacin para materializar su prioridad. - Democratizar el proceso de promulgacin de leyes de proteccin y uso racional del medio ambiente, es de suma importancia la aplicacin adecuada del Marco Jurdico sobre Medio Ambiente.

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