Evaluacion Tratamiento de AR en Latinoamerica

8/13/2019 Evaluacion Tratamiento de AR en Latinoamerica

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Tratamiento de Aguas Residuales Domsticasen Centroamrica

Un Manual de Experiencias, Diseo, Operacin y Sostenibilidad

Editado Por:Stewart Oakley / Louis Salguero


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DERECHOS RESERVADOS. Copyright 2011 por Stewart M. Oakley

FINANCIAMIENTO

Proporcionado por la Agencia de los Estados Unidos para el Desarrollo Internacional (USAID, por sus siglas en ingls). Las opiniones aqu expresadas son las de los autores y no reflejannecesariamente las opiniones del Gobierno de los Estados Unidos.

La mencin de marcas registradas o productos comerciales no significa la aprobacin nirecomendacin por parte del Gobierno de los Estados Unidos.


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CONTENIDO

ACERCA DE LOS AUTORES ii

PREFACIOLouis Salguero. iii

AGRADECIMIENTOS...vii

INTRODUCCINStewart Oakley. .1

ESTUDIO DE CASO DE LAS LAGUNAS DE ESTABILIZACION EN HONDURASStewart Oakley..................8

FILTROS PERCOLADORESPedro Saravia...............................................................................................................................2

DIFUSIN Y APLICACIN DE DIFERENTES SISTEMAS DE TRATAMIENTO DEAGUAS RESIDUALES EN EL SALVADORJulin Antonio Monge Vsquez... ...36

PRETRATAMIENTO Y MEDICIN DE CAUDALESStewart Oakley47

LAGUNAS DE ESTABILIZACINStewart Oakley. ...82

LAGUNAS AIREADAS MULTICELULARES DE DOBLE POTENCIA

Bruce Henry. .230FILTROS DE MEDIO GRANULAR CON RECIRCULACINLouis Salguero. .244

EL AGUA DE USO URBANO Y SU DEVOLUCIN HACIA LAS ZONAS RURALESJulio Moscoso Cavallini... .269

ANEXO I: Tcnica para la Determinacin y Cuantificacin de Huevos de Helmintos. 317

ANEXO II: Experiencias en el Retiro de Lodos en las Lagunas en Estel, Nicaragua 322

ANEXO III: Dotacin de Personal de las Plantas de Aguas Residuales346

ANEXO IV: Consideraciones Cuando se Recoge Muestras de Aguas Residuales357

ANEXO V: Estudio de Caso: Industrias La Constancia, El Salvador. Sistema deTratamiento de Aguas Residuales para una Embotelladora de Gaseosas.362

ANEXO VI: Teora y Procedimientos de Diseo de Procesos de Tratamiento de AguasResiduales Domsticas con Ejemplos... 369


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ACERCA DE LOS AUTORES

Ing. Bruce HenryIngeniero AmbientalConsultor para Tratamiento de Aguas Residualesy Jubilado de la Agencia de Proteccin Ambiental de los Estados UnidosLithonia, GeorgiaEE.UU.

Arq. Julin Monge VsquezConsultor para Tratamiento de Aguas ResidualesSan Salvador, El Salvador

Ing. Julio Moscoso CavalliniConsultor Regional en Gestin de Aguas ResidualesLima, Per

Dr. Stewart OakleyProfesor de Ingeniera AmbientalDepartamento de Ingeniera Civil

Universidad Estatal de California,Chico, CaliforniaEE.UU.

Ing. Louis SalgueroIngeniero AmbientalAgencia de Proteccin Ambiental de los Estados Unidos (USEPA)Athens, GeorgiaEE.UU.

Msc. Ing. Pedro SaraviaProfesor y Director de la Escuela Regional de Ingeniera Sanitaria y Recursos Hidrulicos

Universidad de San Carlos de GuatemalaCiudad de Guatemala, Guatemala

Los Anexos:

Msc. Ing. Peter ChadoniatConsultor para ABT AssociatesWashington DCEE.UU.

Ing. Arturo CocoDirector del ProyectoProyecto Integrado Estel-Ocotal, Nicaragua

Ing. Italo E. GandiniExperto EuropeoProyecto Integrado Estel-Ocotal, Nicaragua

Msc. Ing. Adn PocasangreProfesor y Director de la Escuela Regional de Ingeniera Sanitaria y Recursos HidrulicosUniversidad de San Carlos de GuatemalaCiudad de Guatemala, Guatemala


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PREFACIOLouis Salguero

En la mayora de los pases en vas de desarrollo, gran parte de las aguas dulces que nutren a loshumanos, riegan los cultivos, sostienen la vida acutica, y reflejan la alegra y belleza de nuestro

mundo estn contaminadas por las aguas residuales generadas por actividades humanas. Unademanda innata bsica de la comunidad en estos pases es el reclamo por agua limpia. A medidaque estos pases continan trabajando para resolver los problemas a los que se enfrentan, elestado de muchos de los cuerpos receptores se sigue deteriorando. Las acciones necesarias parasalvar y proteger el agua fresca estn a nuestro alcance, y es muy probable, que estas acciones nosean fciles de tomar. Sin embargo, a medida que vemos a nuestros nios enfermndose dedisentera y otras enfermedades relacionadas con el agua contaminada, el llamado a la accin esmuy claro.

En un esfuerzo por resolver el problema de contaminacin que presentan las aguas residualesdomsticas, surgi el concepto de redactar un manual que pudiera ayudar en la seleccin de

sistemas de tratamiento que fueran apropiados y sostenibles. En este manual hemos recopiladolas observaciones y el trabajo de varios autores que han trabajado en Amrica Latina y hanformado parte del esfuerzo por proveer soluciones viables para tratar las aguas residualesdomsticas en pases en vas de desarrollo.

Unindonos para Resolver el Problema de las Aguas Residuales

El primer paso a tomar es concientizarnos de que todos tenemos que participar en resolver el problema de las aguas residuales. El llamado va a los ciudadanos, a las comunidades, a lasentidades gubernamentales locales y centrales, a las organizaciones no-gubernamentales, lasindustrias, los ingenieros sanitarios, y a todos aquellos que se preocupan por la salud y el

bienestar del ser humano y de la naturaleza. El concepto de que la contaminacin es un problemaajeno no tiene gran significado en el mbito ambiental, ya que el ambiente no tiene fronteras. Los

peligros ambientales que enfrenta un pas los enfrentamos todos. El ambiente es un regalo que lefue dado a la humanidad para protegerlo, y no podemos fallar en actuar como un frente unido.

Como Proceder en Seleccionar Opciones de Tratamiento para Aguas Residuales

El segundo paso es crear conciencia de que las acciones tomadas por los pases desarrollados para resolver el problema de las aguas residuales domsticas, pueden no ser viables en pases envas de desarrollo con menos recursos. Estos pases deben tomar en consideracin su realidadeconmica, social y cultural individual. En su gran mayora, los sistemas de tratamiento de aguasresiduales utilizados en pases como los Estados Unidos, Alemania, Japn y otros son costosos

para operar, ya que consumen una gran cantidad de energa y requieren de un nivel especializadode conocimiento tcnico. En Centroamrica, tenemos la triste experiencia de contar con muchossistemas de tratamiento de aguas residuales que fueron construidos con las mejores intenciones,

pero que han sido abandonados. En muchos de estos sistemas se utilizaron tecnologas que nofueron las ms apropiadas, y como consecuencia los sistemas resultaron ser insostenibles. Los

pases centroamericanos deben buscar soluciones que sean sostenibles de acuerdo a la realidadeconmica y social de cada uno. Algunos de los sistemas de tratamiento que se mencionan en


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este manual pueden proveer niveles de tratamiento que son comparables con la eficiencia deremocin obtenida por sistemas ms complejos como, por ejemplo, los sistemas de lodosactivados. Es importante recordar que en los pases desarrollados no se inici obteniendo nivelesde descarga de demanda bioqumica de oxgeno y slidos suspendidos totales de menos de 10mg/L, sino que se empez obteniendo niveles alcanzables de acuerdo a la tecnologa disponible,

y los lmites de descarga ms estrictos se fueron aplicando y alcanzando gradualmente.

La Necesidad de Continuar Desarrollando Normativas Ambientales y Guas para el Diseoy Manejo de Sistemas de Tratamiento de Aguas Residuales

El tercer paso a considerar es la participacin activa de los entes reguladores en asesorar a losentes regulados durante el proceso de seleccin de los tipos de sistemas de tratamiento de aguasresiduales que se utilicen en sus pases. El construir sistemas de tratamiento sin considerar todoslos retos econmicos, sociales y tcnicos puede llevar a que estos sistemas fracasen. A modo deejemplo, en el captulo de Filtros de Medio Granular con Recirculacin se presenta un estudiode caso sobre cmo una entidad gubernamental del Estado de Tennessee de los EE.UU.

desarroll un proceso normativo y guas de diseo para manejar fallas relacionadas al uso de plantas paquete de lodos activados, reconociendo los requisitos econmicos y los retos deoperacin y mantenimiento para dichos sistemas.

Propsito y Contenido del Manual

Los propsitos principales de este manual son:

1) Presentar las experiencias de los expertos regionales en la gestin de tratamiento de aguasresiduales en Centroamrica.

2) Proporcionar a los entes pblicos encargados de la regulacin de aguas residuales, ingenierossanitarios, planificadores, consultores, supervisores de obras, ingenieros municipales, yoperadores de plantas de tratamiento de aguas residuales, los instrumentos necesarios paraincorporar en su trabajo las variables de diseo, construccin, operacin, mantenimiento,monitoreo, manejo de lodos, reuso y sostenibilidad para que los sistemas tengan xito a largo

plazo.

La introduccin comienza con una presentacin de la situacin de las aguas residuales enCentroamrica, sus efectos en la salud y la contaminacin, y los factores clave de sostenibilidadcomo el reuso de aguas residuales tratadas en la agricultura. El segundo captulo presenta losresultados del proyecto de monitoreo de varias lagunas de estabilizacin en Honduras, tal vez el

proyecto de monitoreo ms amplio de Centroamrica en el tema de tratamiento de aguasresiduales, que provee conclusiones importantes sobre el funcionamiento, operacin,mantenimiento, y sostenibilidad de una de las tecnologas ms apropiadas para lasmunicipalidades. El tercer captulo presenta el desarrollo y los parmetros del diseo de un filtro

percolador en Guatemala, otra tecnologa apropiada que fue desarrollada en la Escuela Regionalde Ingeniera Sanitaria y Recursos Hidrulicos de la Universidad de San Carlos. El cuartocaptulo presenta las experiencias de las tecnologas utilizadas en El Salvador para el tratamiento


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de aguas residuales, e incluye lagunas de estabilizacin, filtros percoladores, tanques Imhoff,reactores anaerbicos de flujo ascendente y lodos activados.

Los captulos siguientes presentan factores de diseo, operacin, mantenimiento y sostenibilidadde sistemas de tratamiento preliminar (rejillas y desarenadores); lagunas de estabilizacin,lagunas aireadas multicelulares de doble potencia y filtros de medio granular con recirculacin.Cada captulo presenta datos de sistemas operando en Centroamrica, en la medida de lo posible.

El ltimo captulo discute el reuso de aguas residuales en toda Amrica Latina, algo muy comnespecialmente en Sudamrica. Para asegurar la sostenibilidad de tratamiento a largo plazo, esimportante considerar que se pueden valorizar los efluentes tratados para su reuso en laagricultura o acuicultura. El reuso debe ser incluido como parte de los planes de manejo integralde aguas residuales.

En los anexos se presenta informacin adicional importante relacionada a los temas discutidos enel manual, incluyendo los mtodos de anlisis de helmintos, las experiencias del retiro de lodosen las lagunas de Estel, Nicaragua, un estudio de caso de la empresa Coca Cola sobre las aguasresiduales en todas sus plantas embotelladoras en la regin y, finalmente, un mtodo desarrollado

por la USEPA para poder dotar de personal a las plantas de tratamiento de aguas residuales.

RECONOCIMIENTOS

Agradezco sobremanera al Dr. Stewart Oakley por ser el autor principal de este manual y porhaberse comprometido a la monumental tarea de ser el editor del mismo. El manual tiene variosautores, y fue el Dr. Oakley quien compil y organiz los diferentes captulos. El trabajo lorealiz de manera voluntaria debido a su compromiso e inters por la proteccin de la saludhumana y el medio ambiente. El Dr. Oakley ha realizado muchos proyectos en Centroamrica

para ayudar a enfrentar los retos relacionados con la descarga de aguas residuales que no recibentratamiento, y su aportacin a este manual es un testimonio adicional de sus esfuerzos pordesarrollar soluciones viables para esta situacin.

Agradezco tambin a los seores Bruce Henry, Julin Monge, Pedro Saravia, Julio Moscoso yAdn Pocasangre, quienes cedieron su tiempo gratuitamente como autores del manual. Su deseoes el mejoramiento de los problemas de salud y contaminacin ocasionados por el vertido deaguas residuales domsticas que no reciben tratamiento efectivo antes de ser descargadas a loscuerpos de agua receptores. La informacin y soluciones sugeridas por estos autores sonejemplos de que los sistemas de tratamiento discutidos en este manual s han funcionado demanera viable, y que s es posible trabajar considerando la realidad econmica y social de los

pases en vas de desarrollo.

Finalmente, agradezco a mis compaeros de USEPA que ayudaron con la revisin del manual.Gracias tambin al seor Geoff Salthouse, de la compaa Orenco, por realizar una revisintcnica del captulo Filtros de Medio Granular con Recirculacin.


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AGRADECIMIENTOS

Los editores quieren agradecer al Centro Latinoamericano para el Desarrollo Rural (RIMISP;www.RIMISP.org) por el permiso de republicar el captulo de Julio Moscoso, El Agua de UsoUrbano y su Devolucin Hacia las Zonas Rurales , que fue originalmente publicado en el libro El

Agua Como Recurso Sustentable de Uso Mltiple , Moscoso Cavallini, J., Oakley, S., EgocheagaYoung, L. (Editores), RIMISP, Santiago de Chile, 2008.

Tambin los editores agradecen a USAID y a la CCAD por su apoyo en manejar la coordinacinde la publicacin de este manual.

Stewart OakleyLouis SalgueroDiciembre 2010


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INTRODUCCIONStewart Oakley

La Situacin de Agua y Saneamiento en Amrica Latina y Amrica Central

De los 52.000.000 m3

/da de aguas residuales que se recolectan en Amrica Latina, se estima quesolamente 3.100.000 m 3/da, o 6%, reciben tratamiento adecuado antes de ser dispuestas encuerpos de agua o campos agrcolas (Egocheaga y Moscoso, 2004). Encima de este serio

problema, hay una tendencia de usar para riego agua residual sin tratar (uso directo) o diluidacon otra fuente de agua (uso indirecto); en toda Amrica Latina hay un mnimo de 981.445hectreas regadas con agua residual cruda o diluida (Egocheaga y Moscoso, 2004).

Los efectos en la salud pblica de las enfermedades relacionadas a las excretas humanas han sidosignificativos. Los siguientes ejemplos son tpicos de la regin y muestran los grandes problemasrelacionados al mal manejo de las aguas residuales que han afectado no solamente poblacioneslocales sino poblaciones al nivel de todo el hemisferio:

1. La epidemia de clera, que empez en Per en 1991, produjo 1.199.804 de casos con 11.875defunciones en los aos 199197 en 20 pases de Amrica Latina y los EE.UU.; se calculaque la epidemia cost a la economa de Per un estimado de $US 1 billn en turismo y enexportacin de productos agrcolas en slo 10 semanas (OPS, 1998; Salazar, 2003). Se asumeque la gran mayora de la epidemia fue causada por la va de agua contaminada y riego conaguas residuales crudas o diluidas (OPS, 1998). El clera, lo que no haba llegado alhemisferio occidental en ms de 100 aos, hoy en da es endmico en varios pases de laregin.

2. Cinco epidemias en los aos 1995, 1996, 1997, 1998 y 2000 en los EE.UU. y Canad de

ciclosporiasis, causado por el patgeno emergente protozoario Ciclospora cayetanensis, hansido relacionadas a frambuesas importadas de Guatemala (Bern, et al., 1999; Ho, et al.,2002). Se asume que las frambuesas fueron regadas o lavadas con aguas residuales crudas odiluidas. La ruta de transmisin principal de infeccin con Ciclospora en Guatemala es por lava de agua (Bern, et al., 1999).

3. La epidemia ms grande de hepatitis A en la historia de los EE.UU. ocurri en 2003, dondelas cebollas verdes utilizadas en restaurantes fueron contaminadas con el virus y ms de 700

personas en cuatro estados fueron infectadas. La fuente de las cebollas fue una dos fincasen Mxico, y se asume que las cebollas fueron regadas o lavadas con aguas residuales crudaso diluidas (Fiore, 2004).

En Amrica Central las infecciones relacionadas a las excretas son endmicas y una causa principal de morbilidad y mortalidad. La epidemia de clera caus 152.311 casos acumulados de199197 en los pases de El Salvador, Guatemala, Honduras, y Nicaragua (OPS, 1998). Lasinfecciones de parsitos intestinales son un problema serio y la prevalencia con infecciones dehelmintos intestinales llega hasta ms de 60% de la poblacin en muchas reas (OPS, 1998;


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Girard de Kaminsky, 1996). El Cuadro 1 presenta un resumen de la prevalencia de parasitismoen El Salvador, Guatemala y Honduras.

Sin duda las aguas superficiales tienen un papel significativo en la continua transmisin deenfermedades relacionadas a las excretas en Amrica Central, especialmente la transmisin de

los parsitos intestinales mostradas en el Cuadro 1. El nivel de tratamiento de aguas residualesdescargadas a las aguas superficiales es casi nulo como se ve en el Cuadro 2 (Salazar, 2003), y esmuy comn usar aguas residuales crudas o diluidas en aguas superficiales para riego, para aseo

personal y lavar ropa, como fuente de agua potable y para la pesca.

Cuadro 1: El Parasitismo en Amrica Central

Parsito

Prevalencia enVarios Lugares

de Honduras198693

Prevalenciaen Encuestas

Comunitarias en

Guatemala199698

Prevalencia enVarios Lugares de

El Salvador1998

ProtozoariosCiclospora cayetanensis 6.7%Entamoeba histolytica 219.5%Giardia lamblia 2.861.0 %Criptosporidiumespecies 3.615.0%

HelmintosAnquilostomas 26% 39.5% 12.5%

Ascaris lumbricoides 570% 31.7% >30%Trichuris trichiura 132% 23.3% 20%

Fuentes: Bern, et al., 1999; Girard de Kaminsky, 1996; OPS, 1998.

Cuadro 2: Tratamiento de Aguas Residuales en Algunos Pases de Amrica Central

PasPorcentaje Estimado de Descargas de Aguas Residuales

que Reciben Cualquier Forma de Tratamiento, %Costa Rica 4

El Salvador 2Guatemala 1Honduras 3

Fuente: Salazar, 2003.

Como resultado, la conclusin profesional relacionada al objetivo de tratamiento de aguasresiduales para los pases de Amrica Central dicta la remocin de patgenos. De hecho, las


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conclusiones principales de la Conferencia Regional de Intercambio de Experiencias SobreLagunas de Estabilizacin en Centroamrica, celebrada en Managua, Nicaragua en 1997, y a laque asistieron profesionales de El Salvador, Guatemala, Honduras y Nicaragua, fueron lasiguiente (Oakley, 2000):

El tratamiento de aguas residuales domsticas debe tener como objetivo en ordende prioridad:

i. La remocin de patgenos para prevenir la transmisin de enfermedadesrelacionadas a las excretas humanas.

ii. La remocin de slidos en suspensin y material orgnico para evitar lacontaminacin de los cuerpos receptores.

iii. Un plan de sostenibilidad para que los sistemas tengan xito a largo plazo.

El Reuso de Efluentes para la Sostenibilidad de los Sistemas de TratamientoUn estudio amplio recientemente publicado por el Centro Panamericano de Ingeniera Sanitaria(CEPIS), llamado Una Estrategia para la Gestin de las Aguas Residuales Domsticas, proponeque el modelo de gestin de aguas residuales en pases en desarrollo debe enfocarse en la saludcomo prioridad, y el objetivo principal de tratamiento debe ser la remocin de patgenos(Egocheaga y Moscoso, 2004). Se propone adems que para resolver el problema de la demandade agua en el sector agrcola, y el de la sostenibilidad de cualquier sistema de tratamiento, sedebe integrar el tratamiento de aguas residuales (enfocado en la remocin de patgenos) con eluso productivo de agua residual tratada. De esta manera se convierte en un problema que no se

puede resolver utilizando la tecnologa de los pases industrializados a una solucin integrada yapropiada por todos los aspectos sociales, ambientales, econmicos y tcnicos de AmricaLatina. Se concluye en el estudio que la mejor opcin tecnolgica para la remocin de patgenoses la lagunas de estabilizacin (Egocheaga y Moscoso, 2004).

Las Normas Existentes para Descargas de EfluentesLas normas para patgenos de descargas de efluentes se expresan normalmente por lasautoridades en trminos de coliformes fecales como se presenta en el Cuadro 3 para algunos

pases de Amrica Central. Sin embargo, el coliform fecal es solamente un indicador y no un patgeno, y fue desarrollado originalmente para proteger la salud pblica en agua potable(Feachem, et al., 1983). Debido a que esencialmente todas los sistemas de tratamiento de aguasresiduales no pueden cumplir una norma de coliformes fecales muy estrictacomo por ejemplolos sistemas de lagunas en Nicaragua no pueden cumplir la norma nicaragense de coliformesfecales (Oakley, 2000), y la mayora de los sistemas en Honduras no cumplen la normahondurea como se presenta adelanteen ese sentido se podra concluir que una norma que seenfoca solamente en una cierta concentracin de coliformes fecales no es satisfactoria para lasituacin real de Amrica Central.


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Cuadro 3: Normas Microbiolgicas de Calidad de Efluentes para Descargas de AguasResiduales a Cuerpos Receptores

Guatemala(Propuesta)

Lmites MximosPermisibles

Honduras NicaraguaParmetro

El Salvador(Propuesta)

3 Aos 6 Aos 9 Aos ConcentracinMxima

Permisible

LmitesMximos

Permisibles

ColiformesFecales

NMP/100mL2.000 100,000 10.000 1.000 5.000

10.000en 80% de una

serie de muestras

50.000en una muestra

Fuentes: El Salvador: Consejo Nacional de Ciencia y Tecnologa (CONACYT), 2000.Guatemala: Ministerio de Salud Pblica y Asistencia Social, 1999.Honduras: Ministerio de Salud, 1995.

Nicaragua: La Gaceta Diario Oficial, Decreto No. 33-95, 1995.

No existe una norma legislada adecuada en los pases de Amrica Central que enfrente los problemas de patgenos discutidos anteriormente. En este respecto es importante que losingenieros sanitarios y otros profesionales involucrados en la salud pblica desarrollen normasde diseo y nivel de tratamiento requerido para remover los patgenos que realmente causan los

problemas de salud. Existen pocos estudios cientficos de los cuerpos receptores y el grado deltratamiento requerido para proteger la salud y el cuerpo receptor, y probablemente no van aexistir en un futuro cercano (la carencia de esos estudios es un problema de todos los pasescentroamericanos). Por lo tanto, es importante buscar soluciones que estn basadas en los

problemas fundamentales a la salud pblica en vez del cuerpo receptor, que pueden tambinacomodar los factores de sostenibilidad.

Con la ausencia de otros estudios de la salud pblica y del cuerpo receptor, se recomienda unsistema de tratamiento de aguas residuales que remueva primero los huevos de helmintosutilizando las normas de la OMS, que se presenta en los Cuadros 4 y 5, como unas normasmnimas. Es posible cumplir las normas de la OMS con un mnimo costo con lagunas deestabilizacin, con el resultado que se puede utilizar el efluente como un recurso en el riego o enla acuicultura, un punto muy importante para la sostenibilidad en Amrica Latina (Egocheaga yMoscoso, 2004).


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Cuadro 4: Normas Microbiolgicas de la OMS de Calidad de Efluentes de Agua ResidualTratada para Riego

Promedio de Una Serie de MuestrasDurante el Perodo de Riego

Categora y Condicinde Reso

GrupoExpuesto

Helmintos Intestinales 1Nmero de Huevos/L(Media Aritmtica)

Coliformes FecalesNMP/100mL

(Media Geomtrica)

TratamientoPrevisto paraAlcanzar los

Requerimientosde las Normas

Categora ARiego No Restringido:Cultivos que seconsumen crudos:campos deportivos y

parques pblicos 2.

TrabajadoresConsumidores

Pblico 1 1,000

Lagunas deestabilizacindiseadas paraalcanzar la calidadmicrobiolgicaindicada, o untratamientoequivalente.

Categora BRiego Restringido:Cultivos de cereales,

praderas, forrajeros yrboles 3.

Trabajadores 1 Ninguna NormaRecomendada

Tiempo deretencinhidrulica por 8 a10 das en lagunasde estabilizacin,o su equivalenteen remocin dehuevos dehelmintos.

Categora CRiego Restringido:

Cultivos de cereales, praderas, forrajerosyrboles sin exposicinde trabajadores o

pblico.

Ninguno No se aplica No se aplica

Pretratamientosegn lo requiera

la tcnica de riego,no menos desedimentacin

primaria.

1. Especies de scaris, Trichuris, y Anquilostomas. 2. Un lmite ms estricto de 200 NMP/100mL coliformes fecales es apropiado para reas pblicas donde el

pblico tiene contacto directo con el cultivo.3. En el caso de rboles frutales, el riego debe cesar dos semanas antes de la cosecha de los frutos y ningn fruto

debe ser recogido del suelo. No es conveniente regar por aspersin.

Fuente: WHO, 1989.


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Cuadro 5: Normas Microbiolgicas de la OMS de Calidad de Efluentes

de Aguas Residuales Tratadas para Reuso en Acuicultura

Promedio de Una Serie de Muestras Durante el Perodo de Reso

Proceso de Reso

Huevos de Helmintos con HuspedesIntermediarios Acuticos

(Schistosoma especies en Latinoamrica)Nmero de Huevos/L(Media Aritmtica)

Coliformes FecalesNMP/100mL

(Media Geomtrica)

Cultura de Peces 0


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Salazar, D., Gua para el Manejo de Excretas y Aguas Residuales Municipales, ProgramaAmbiental Regional para Centroamrica (PROARCA/SIGMA), Guatemala, 2003.

WHO, Health Guidelines for the Use of Wastewater in Agriculture and Aquaculture, Report of a

WHO Scientific Group, Technical Report Series, No. 778, World Health Organization, Geneva,1989.


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ESTUDIO DE CASO DE LAS LAGUNAS DE ESTABILIZACION EN HONDURASStewart Oakley

IntroduccinEl proyecto de monitoreo de los sistemas municipales de las lagunas de estabilizacin eHonduras fue ejecutado durante los aos 2003--2004, y financiado por la Agencia para Desarrollo Internacional (USAID-Honduras). A la fecha, la USAID ha financiado en lamunicipalidades unos 25 sistemas de lagunas de estabilizacin a lo largo del pas. El proyecto monitoreo contempl la evaluacin de 10 sistemas de lagunas localizados a lo largo del pas qumostraron diferentes condiciones ambientales y tamaos variables de poblacin servida. Sincluyeron los sistemas de Catacamas Este, Catacamas Oeste, Danl, El Progreso, JuticalpMorocel, Pajuiles, Tela, Trinidad y Villanueva. Este estudio fue el primero que se elabor en regin de Amrica Central.

El proyecto tena como objetivo principal el de reportar el monitoreo realizado durante el perodcomprendido durante las pocas secas y lluviosas, enfocndose principalmente en la remocin parmetros previamente seleccionados con respecto a la determinacin de un eficientfuncionamiento de cada sistema, y su sostenibilidad a largo plazo.

En cuanto a los objetivos especficos se encuentran los que se mencionan a continuacin:

Recopilacin y anlisis de informacin facilitada por cada municipalidad, las entidadegubernamentales responsables, los operadores que operan y mantienen la instalacin, y pblico.

Exponer y analizar los resultados de los parmetros monitoreados, enfatizndose en lremocin que existe desde las aguas residuales crudas que entran al sistema hasta la

aguas tratadas que salen. Medir y analizar los caudales que entran en cada sistema.

Exponer las dificultades u obstculos que podran alterar el buen funcionamiento de cadsistema para luego proponer recomendaciones que superen dichos obstculos para que sistema sea sostenible.

Los resultados estn publicados en 11 informes; uno para cada sistema y en Villanueva divididen I y II, (ECOMAC, 2004). Dentro de cada informe se incluyen los antecedentes o cualquiotra informacin como memorias tcnicas, planos y censos entre otros. Se complementa cad

informe con las observaciones que se hicieron y la interpretacin de datos para cada sistema.

Alcance del ProyectoSe bas en el conocimiento del predio donde se encuentran ubicadas las lagunas destabilizacin, evaluando las caractersticas ambientales de la zona y el tipo de obras presentdentro de los sistemas, como estructuras para la medicin de caudales, rejillas, desarenadoretipo de entradas y salidas e interconexiones, etc. Acompaado a sto se ejecut estudio


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topogrficos y batimtricos para poder definir bien las reas y volmenes de las lagunas y de llodos depositados.

Asmismo se evaluaron los parmetros en el agua y en los lodos de las lagunas primaria(anaerbica o facultativa) y secundarias (facultativa o de maduracin), efectuando anlisis campo y de laboratorio que definen el funcionamiento y comportamiento de los sistemas.

El estudio se dividi en dos etapas: poca seca (marzo, abril y mayo) y poca lluvios(septiembre, octubre y noviembre).

Metodologa

Recoleccin de la informacin y toma de muestrasEl monitoreo tom un perodo de 5 das en cada sistema. Se dividieron en 2 das para recoleccide informacin de soporte: poblacin servida, edad de las lagunas, copia de planos y memoritcnicas, evaluacin fsica de las lagunas y del predio en el que se encuentran, y otra informacio reporte relevante para la evaluacin. La informacin de campo se llev a cabo mediante laelaboracin sistemtica de fichas de recoleccin de datos, lo que permiti la realizacin de unvalidacin de resultados y un mejoramiento del procesamiento de los datos.

Los 3 ltimos das se dispusieron para realizar la toma de muestras de los diferentes parmetr(fsicos, qumicos y microbiolgicos) considerados.

Parmetros Analizados y Tipo de MuestreoDentro de los parmetros analizados se buscaron los que fueran representativos de un buen o umal funcionamiento de las lagunas de estabilizacin en trminos de remocin de slidomaterial orgnico y patgenos. Los parmetros convencionales de aguas residuales seleccionadfueron slidos suspendidos, DBO5 total y filtrada; para patgenos se seleccionaron los

parmetros de coliformes fecales,Escherichia coli, especies deShigella y huevos de helmintos.Para lodos se seleccionaron los parmetros de slidos totales, voltiles y fijos, y huevos dhelmintos. Los anlisis se realizaron en dos laboratorios asignados para la zona ms cercana sistema monitoreado, los cuales emplearon metodologas de Standard Methods para el anlisis las muestras (APHA, 1992). Se utiliz el Laboratorio Jordan Labs ubicado en San Pedro Sulael Laboratorio de Anlisis Industriales en la ciudad de Tegucigalpa para la mayora de loanlisis. nicamente para el anlisis de huevos de helmintos (en agua y en lodos), se acudi Laboratorio Nacional del Centro de Estudio y Control de Contaminantes (CESCCO) de lSecretara de Recursos Naturales y Ambiente.

Los parmetros de pH, temperatura, oxgeno disuelto, temperatura ambiente, humedad relativa

luminosidad se analizaronin situ con un equipo porttil. Medicin de CaudalesPara medir los caudales se utiliz un medidor de flujo rea-velocidad de ISCO, modelo 425con sistema Doppler, calibrando continuamente su precisin para brindar datos impresos cadahora. Antes de iniciar se procedi a la verificacin de los caudales, efectuando varios anlisvolumtricos mostrando diferencias despreciables, por lo que los caudales encontrados sovaliosos datos que han venido a demostrar a las municipalidades un mayor inters por desarrollmejor administracin de sus coberturas de servicio.


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Topografa y BatimetraMediante el estudio topogrfico se delimitaron los predios de las lagunas, se efectu l planialtimetra de las lagunas, logrando encontrar reas, y la batimetra (volmenes de aguaslodos acumulados). Adicionalmente se detallaron todas las estructuras menores de los sistemacomo canaletas Parshall, entradas, salidas y otros.

Muestreo

Los puntos seleccionados para realizar la toma de muestras en agua fueron:

Entrada de laguna primaria o canaleta Parshall. Salida de laguna primaria (facultativa o anaerbica) Salida de laguna de maduracin.

Los parmetros que se tomaron en los puntos anteriormente mencionados fueron DBO5 total y filtrada, SS, pH, temperatura, oxgeno disuelto, coliformes fecales, huevos de helmintos, especide Shigellay Escherichia coli.

Los sitios de muestreo seleccionados dentro de las lagunas siempre fueron los mismos para todlos sistemas para poder tener una visin clara del comportamiento de las aguas desde la entradde estas hasta la salida. Asmismo se realizaron anlisis dentro de las lagunas tomandonicamente lo que son lodos de la laguna facultativa, y oxgeno disuelto de todo el sistema e profundidades de 0.50 cm y 110 cm.

En el procedimiento de extraccin de lodos y toma de oxgeno disuelto se utiliz una pequeembarcacin para capacidad de dos personas y espacio suficiente de maniobra de manejo dequipo y disposicin de muestras en recipientes especiales. El anlisis de oxgeno disuelto efectu por medio de un medidor electrnico empleando el mtodo de membrana, teniendo inmediato resultados a las profundidades sealadas.

Para el anlisis de huevos de helmintos, el estudio contempl anlisis en lodos y en agua. En caso del lodo, este fue extrado por medio de una pequea draga (capacidad 4 kg) posteriormente preservado con formaldehdo al 4%. Para el anlisis de helmintos en el agua, muestra se extrajo en la entrada del agua cruda y se manej un volumen compuesto.

Ambas muestras de huevos de helmintos (agua y lodos) fueron llevadas al Laboratorio dMicrobiologa Ambiental y de Alimentos del CESCCO para su anlisis. Se tomaron muestras agua en frascos de 3 galones preparados previamente en el laboratorio; para las muestras dsedimento se utilizaron recipientes de plstico de 1 litro con boca ancha. Una vez colectadas lmuestras fueron trasladadas al laboratorio en hieleras. En el laboratorio las muestras de aguasedimentos fueron procesadas de acuerdo al mtodo de referencia de CESCCO. Los resultadse expresaron como nmero de huevos de helmintos por litro o gramo de muestra.

Resultados

Caudales, Dotaciones, Tiempos de Retencin Hidrulica y Cargas OrgnicasEl Cuadro 1 presenta el resumen de los caudales promedios, la poblacin reportada que estabconectada al sistema, los caudales per cpita, los tiempos de retencin hidrulica, la DBO5 promedio medida en el efluente y las cargas superficiales calculadas, y las cargas volumtriccalculadas para las lagunas anaerbicas. No se presentan resultados para Pajuiles o Villanuev


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por las dificultades en medir los caudales: Paujiles no tena un caudal continuo porque el agestaba racionada, y el sistema de Villanueva estaba sobrecargado y no poda colocar el medidde caudales en la tubera de la entrada del sistema (ECOMAC, 2004). De los resultados sconcluye lo siguiente:

1. El caudal per cpita vara entre 127 y 515 litros por persona por da, con un promedio de 36Lppd. Los aportes per cpita del caudal son muchos ms altos que los asumidos por diseadorelos cuales tpicamente varan entre 80120 Lppd. La razn de la diferencia puede ser por:

i) Alto crecimiento de la poblacin que se conecta al alcantarillado.ii) Desperdicios de agua por parte de la poblacin.iii) Infiltracin al alcantarillado.iv) Conexiones de maquiladoras y otras industrias.

2. El tiempo de retencin hidrulica nominal, TRH, para la mayora de los sistemas es mencomo resultado del incremento de los caudales, y la mayora de sistemas no cumplen lrecomendacin de la OMS de 10 das mnimos para remover huevos de helmintos en lagunfacultativas (Mara y Cairncross, 1989).

3. La DBO5 promedio en el afluente vara mucho entre las municipalidades, de 62 a 437 mg/L, a pesar que el promedio de todos los sistemas (incluyendo Pajuiles y Villanueva) fue de 20mg/L, podra ser un error significativo en asumir este valor promedio para diseo.

4. Como resultado de los caudales altos con menos TRH, en combinacin a veces con una DBO5 alta en el afluente, la carga superficial orgnica para la laguna facultativa fue alta en la mayorde los sistemas, variando entre 74 a 1.011 kg DBO5/ha-da, con un promedio de 501 kgDBO5/ha-da. La mayora de las cargas estn arriba de la carga mxima superficial para loclimas de Honduras, que se asume varan (con un factor de seguridad) entre 280 y 350 kDBO5/ha-da. Se concluye que las lagunas primarias de Catacamas Este, Juticalpa, Morocel,

Villanueva I y II estaban operando arriba de los lmites de las lagunas facultativas. La laguna Danl fue diseada como una laguna anaerbica y la carga orgnica volumtrica es el parmetms apropiado para analizarla.


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Cuadro 1: Resultados de los Caudales Promedios y per Cpita, Tiempo de Retencin Hi

TRH Nominaldas

Sistema

CaudalPromedio

m3 /da

PoblacinReportadaConectada

Caudalper

CpitaLppd

rea deLaguna

PrimariaHa

Volumen til deLaguna

Primariam3 F/A1 F/M2 M Total

DBO5

PromedioAfluente

mg/L

Resultados del Monitoreo en la poca Seca: Catacamas Este3 2.580 5.350 482 1,02 12.976 5,0 3,7 8,7 4Catacamas Oeste 945 3.400 278 1,38 21.694 23,0 4,2 27,1 Morocel 218 705 309 0,12 1.519 7,0 7,0 14,0 2Tela3 2.726 5.306 514 0,42 7.025 2,6 4,3 2,6 9,5 1

Resultados del Monitoreo en la poca Lluviosa: Catacamas Este3 2.639 5.350 493 1,02 12.976 4,9 3,6 8,5 2Catacamas Oeste 902 3.400 265 1,38 21.694 24,1 4,4 28,4 Danl3 5.150 10.000 515 0,99 12.444 2,4 4,8 7,2 2Juticalpa4 3.510 11.422 307 1,23 21.583 6,1 3,4 9,5 1El Progreso4 2.932 23.000 127 2,83 61.360 20,9 13,9 34,8 Tela3 2.121 5.306 400 0,42 7.025 3,3 5,5 3,4 12,2 Trinidad 1.816 6.108 297 0,98 14.205 7,8 6,2 14,1

* No se incluyen Pajuiles ni Villanueva por las dificultades en medir los caudales.

1. F/A: facultativa o anaerbica. Los sistemas de Danl y Tela consisten de una laguna anaerbitiene una tercera laguna de maduracin.2. F/M: facultativa o de maduracin.3. Asumiendo el volumen til de agua en la laguna primaria (volumen total menos el volumen d4. Solamente una batera de dos en paralelo fue monitoreada.


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5. La carga orgnica volumtrica para una laguna anaerbica debe ser de 100 a 300 g DBO5/m3-da (Mara,et al., 1992). Los resultados muestran que las lagunas primarias de Danl y Tela, lasdos diseadas como lagunas anaerbicas, estaban funcionando abajo del lmite de la cargvolumtrica de 100 g DBO5/m3-da mnima. La laguna primaria de Catacamas Este, diseadacomo una laguna facultativa, estaba aproximando la carga volumtrica de una laguna anaerbicon 80 g DBO5/m3-da.

6. Las lagunas primarias de Catacamas Este, Danl y Villanueva estn llegando a su lmite dacumulacin de lodos como resultado de no haber tenido operaciones de limpieza de lododurante un perodo entre 7 y 10 aos con sobrecarga de caudales; sto ha generado disminucidel volumen til de agua con la consecuente reduccin del tiempo de retencin hidrulica.

Remocin de Huevos de HelmintosEl Cuadro 2 presenta los resultados de monitoreo de huevos de helmintos, los que se ilustran elas Fotos 1. La especie encontrada con ms frecuencia fue Ascaris lumbricoides, seguido porTrichuris trichiura y finalmente las especies de Anquilostomas. Los resultados muestranclaramente que todos los sistemas estaban removiendo 100% de los huevos de helmintos. Lmayora de los sistemas removan 100% de los huevos en las lagunas primarias; solamente llagunas de Danl, Pajuiles y Villanueva tenan concentraciones de huevos en el efluente de llagunas primarias. Ese resultado es posible en funcin de que estas lagunas primarias estabafuncionando como lagunas anaerbicas, lo que induce a una generacin de burbujas por digestin anaerbica y por ende una resuspensin de huevos llevados hasta el efluente. Sconcluye que las lagunas secundarias de maduracin sirven como un factor de seguridaimportante para la remocin de huevos de helmintos.

El Cuadro 2 tambin muestra que todos los lodos de todos los sistemas tienen altaconcentraciones de huevos de helmintos. En vista de ese resultado, se concluye que el maneadecuado de lodos durante la limpieza de lagunas debe requerir seguridad de los trabajadorelimpieza de equipo y una disposicin final que protege la salud pblica y evita la

recontaminacin del medio ambiente con huevos frtiles.


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Cuadro 2: Remocin de Huevos de Helmintos en Lagunas de Estabilizacin de Honduras

Concentracin Promedio de Huevos deHelmintos, Nmero/L

(Rango de Muestras en Parntesis, Nmero/L)

Sistema deLagunas

AguasResidualesCrudas

Efluente deLagunaFacultativa1

Efluente deLaguna deMaduracin1

ConcentracinPromedio de Huevos

de Helmintos enLodos de Laguna

Primaria1

secogramoHuevosdeNmero

(Rango en Parntesis)Catacamas Este

Verano

Invierno

13(918)

33(2448)

0

0

0

0

53(1384)

308(247354)

Catacamas OesteVerano

Invierno

84(42133)

29(2448)

0

0

0

0

303(202499)

674(520960)

Danl1(Invierno)

45(3058)

2 (07)

0 467(301,164)

Juticalpa(Invierno)

9(020)

0 35(853)

Morocel(Verano)

15(024)

0 0 189(126295)

Pajuiles(Verano)

744(720792)

29(22-42)

0 4,473(3,7205,299)

El Progreso(Invierno)

6(39)

0 0 62(15141)

TelaVerano

Invierno

9(416)

2(04)

0

0

0

0

1(12)

50(18108)

Trinidad(Invierno)

6(48)

0 0 15(620)

Villanueva I y II

(Verano)

55

(1872)

3

(016)

0 738

(2701,075)1. Los sistemas de Danl y Tela fueron diseados como una laguna anaerbica seguido por unlaguna facultativa. Mientras la laguna primaria de Danl funciona como una laguna anaerbicla laguna primaria de Tela funciona como una laguna facultativa por la baja carga orgnica.


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a) Ascaris lumbricoides b) Ascaris lumbricoides ( frtil)

(infrtil y frtil)

c) Trichuris trichiura d) Anquilostomas

Fotos 1: Ejemplos de los huevos de helmintos encontrados en las aguas residuales de lasmunicipalidades monitoreadas en Honduras. La barra negra representa 50 m. (Fotos tomadas deuna placa provista cortesa de Dr. Gilberto Padilla de CESCCO)

Remocin de Coliformes Fecales y Escherichia coliEl Cuadro 3 presentan los resultados de la remocin de coliformes fecales yEscherichia coli enlos sistemas monitoreados. Una vez analizados los resultados en detalle de cada sistema se pueconcluir lo siguiente:

1. La naturaleza de la remocin de coliformes fecales yEscherichia coli es parecida en todos lossistemas en lagunas primarias y de maduracin. Probablemente la mayora de las especieobservadas en el anlisis de coliformes fecales corresponde aE. coli.

2. La remocin de ambos coliformes fecales yE. Colimejora significativamente en las lagunas primarias hasta que se aproxima a 10 das de tiempo de retencin hidrulica; despus de 10 daaunque hay pocos datos, parece que la tasa de remocin baja y se aproxima a un valor limitancomo una reaccin del primer orden. Cuando el TRH se aproxima a 10 das, se puede obtener 2ciclos log10remocin de coliformes fecales yE. coli.


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Cuadro 3: Resumen de Resultados de Monitoreo (poca Seca y Lluviosa) para E. Coli ,Coliformes Fecales, DBO5 y SS para Todos los Sistemas Monitoreados

Medio1 (Rango de Valores)Parmetro

Afluente Efluente FinalEscherichia coli, NMP/100mL 2.71E+07

(1.22E+068.96E+08)2.89E+04

(2.71E+021.17E+07)Coliformes Fecales, NMP/100mL 4.7E+07

(2.84E+062.01E+09)5.47E+04

(6.21E+021.47E+07)DBO5, mg/L 206

(62438)56

(1993)DBO5 Filtrada, mg/L ------ 37

(1191)SS, mg/L 207

(66383)72

(24135)1. Las concentraciones medias de coliformes fecales yEscherichia coli son medidas geomtricas. Todas las demsson medidas aritmticas.

3. No existe una relacin significativa entre remocin de coliformes fecales oE. coli en lagunasde maduracin con relacin al TRH. Se concluye que con 5 a 10 das de TRH se debe obtenuna remocin de 1.0 ciclos log10. Con una tercera laguna se puede obtener un ciclo de remocinms como se ve en los datos de Tela.

4. La concentracin de coliformes fecales oE. coli en el efluente final es en gran parte unafuncin de la concentracin de bacteria que entra al sistema. La Figura 1 muestra la relacientre la concentracin en el efluente final versus la concentracin en el afluente.

5. La mayora de los sistemas no puede cumplir la norma de Honduras de coliformes fecales d5,000 NMP/100mL como se ve en la Figura 1.

6. Tanto coliformes fecales comoE. coli son especies limitadas cuando se les utilizan comoindicadores de patgenos para plantas de tratamiento de aguas residuales, y especialmente lagunas de estabilizacin. Es posible que sus poblaciones puedan multiplicarse dentro de unlaguna (Feachem,et al., 1983), y por otro lado, las aves y mamferos de sangre caliente quefrecuentan las instalaciones tambin pueden contribuir a concentraciones significativas.

Monitoreo de Especies de ShigellaCon el motivo de monitorear un patgeno bacteriano para evitar los problemas discutidos dcoliformes fecales yE. coli, se seleccion las especies deShigella, lo que es un patgeno nicodel ser humano sin ningn reservorio animal (Feachem,et al., 1983). Se esperaba que laremocin de especies deShigella demostrara ms el comportamiento de la remocin deverdaderos patgenos bacterianos diferente de los indicadores, que no solamente pueden sexcretados por la fauna de la laguna, sino que ellos mismos pueden multiplicarse dentro dsistema bajo condiciones propias (Feachem,et al., 1983).


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Desafortunadamente, no se detect la presencia de especies deShigella en ninguna muestra entodo el proyecto de monitoreo. Esto se debe a que los patgenos bacterianos ocurren en aguresiduales solamente durante un brote o epidemia. Se concluye que el monitoreo de parsitoespecialmente helmintos, sera mejor como indicador de la eficiencia de lagunas (y cualquier tipde planta) en remover patgenos relacionados a los excrementos humanos.

Figura 1: Concentracin de Coliformes Fecales en Afluente VersusEfluente Final enTodas Los Sistemas Monitoreadaspocas Secas y Lluviosas

1.00E+00

1.00E+01

1.00E+02

1.00E+03

1.00E+04

1.00E+05

1.00E+06

1.00E+07

1.00E+08

1.00E+03 1.00E+04 1.00 E+0 5 1.0 0E+06 1 .00E+07 1.00E+08 1.00E+09 1.00E+10

Concentracin de Coliformes Fecales en Afluente, Medio Geomtrico, NMP/100mL

C o n c e n t r a c i

n d e

C o l

i f o r m e s

F e c a l e s e n

E f l u e n t e

F i n a l ,

M e d

i o G e o m

t r i c o , N

M P / 1 0 0 m

L

Norma de Honduras

Remocin de Parmetros Convencionales: DBO 5 y SSEl Cuadro 3 tambin muestra los resultados de monitoreo de DBO5 y slidos suspendidos. Seobserva que, a pesar de que la mayora de las lagunas primarias estaban sobrecargadahidrulicamente y orgnicamente, la remocin de DBO5 (total y filtrada) fue aceptable en casitodos los sistemas;de los 11 sistemas monitoreados, 8 cumplieron con la norma hondurea d

DBO5 de 50 mg/L.La remocin de SS es ms problemtica en sistemas de lagunas por la concentracin de algas qtpicamente se encuentra en los efluentes finales. Sin embargo, los resultados en el Cuadro muestran una buena remocin: por afluentes que varan entre 66383 mg/L con un promedio 207 mg/L, el rango de SS en los efluentes finales vara entre 24135 mg/L, con un promedaritmtico de 72 mg/L. Solamente 3 sistemas excedan la norma hondurea de 100 mg/L.


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Caractersticas Fsico-Qumicas de los LodosEl Cuadro 4 presenta los resultados de los parmetros de los lodos en las lagunas primariaDebido a que ningn sistema tena un desarenador en operacin, se utiliz la relacin dconcentraciones entre slidos voltiles y slidos fijos, estimando la produccin de slidoarenosos por cada 1.000 m3 de afluente de aguas residuales que se presenta en el cuadro.Asimismo, con las mediciones del volumen de lodos acumulados por batimetra, se pudo estimla produccin de lodos por cada 1.000 m3 de afluente. Se nota que la produccin de slidosarenosos sin desarenadores fue estimada en un rango de 3.25.8% del volumen total de lodacumulados, lo que es semejante a un rango tpico que ha sido reportado en otros estudios dlagunas (Arceivala,et al., 1970).

Cuadro 4: Resumen de Resultados para Lodos de Lagunas PrimariasParmetro Rango de Valores

Slidos Totales, % 11.015.5Slidos Voltiles, % 15.531.4Slidos Fijos, % 68.084.5Acumulacin Estimada de Slidos Arenosos, m3/1.000m3 0.0080.085Acumulacin Estimada de Lodos, m3/1.000m3 0.2130.548Porcentaje de slidos arenosos en lodos acumulados, % 3.25.8

Observaciones de Condicin Fsica, Operacin y Mantenimiento y SostenibilidadEl Cuadro 5 presenta los resultados de observaciones en el campo de la condicin fsicaoperacin y mantenimiento, y sostenibilidad de los sistemas monitoreados. De las condicionfsicas, un problema en todos los sistemas es la falta de canaletas Parshall calibradas con srespectiva lectura de caudal a la vista. Se constat, que ningn sistema posee una tabla co

registros donde se permita traducir la lectura en caudal; unido a sto se expone el hecho de mala construccin de estas estructuras, por lo que canaletas prefabricadas pueden ser la solucidel problema. En la mayora de los sistemas faltan desarenadores y canales de desvo, as comfacilidades sanitarias para los operadores y un botiqun para los trabajadores. Finalmente, ningsistema tiene un lugar fsico reservado para el almacenaje de lodos secos o mojados despus la limpieza de lodos.

En trminos de operacin, ningn operador ha monitoreado sus caudalestampoco puede colas canaletas Parshall existentesni ha tomado muestras de rutina (in situ o para mandar allaboratorio) para analizar el funcionamiento del sistema. Ninguna municipalidad ha tomado ucatastro de las conexiones al sistema de alcantarillado para tener un registro de las carga

pasadas, presentes y futuras. Y nadie ha monitoreado la profundidad de lodos en laguna primarias.

El mantenimiento fsico fue adecuado en la mayora de sistemas, pero muchas veces faltaherramientas adecuadas para, por ejemplo, la limpieza de natas. La mayora de las instalacioncuentan con personal para vigilancia y limpieza de malas hierbas, pero requiere ms capacitacisobre la operacin y mantenimiento del sistema.


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La sostenibilidad de la mayora de los sistemas parece muy tenue por el momento. La mayortiene una aceptacin general por parte del pblico, pero cuenta con un apoyo tcnico econmico mnimo por parte de la municipalidad. Hay bastantes problemas como la necesidde instalar canaletas Parshall que funcionen, monitoreo de caudales, catastro de conexionecapacitacin de operadores y planes para la expansin del sistema para acomodar el crecimiende la poblacin. Un punto muy importante es el hecho que ninguna instalacin cuenta con u plan de monitoreo y limpieza de lodos en las lagunas primarias. Porque el costo de remocin lodos puede ser significativo, especialmente si dejara la acumulacin de ellos hasta que l profundidad prohba su secado dentro de la laguna y tendran que ser bombeados, lsostenibilidad de los sistemas a largo plazo depender mucho sobre el manejo adecuado de lodcuando sea necesario limpiar las lagunas primarias.


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Cuadro 5: Condiciones Fsicas, de Operacin y Mantenimiento, y de Sostenibilidad de

Sistema Condicin FsicaMonitoreo de

Rutina Mantenimiento PersonalPlanif

RemocCatacamasEste

SobrecargadoFaltan canal de

desvo,canaletaParshall adecuada ydesarenadorFaltan facilidadessanitarias y botiqun

Necesita limpieza delodos

No hay catastro No hay medicin

de caudales No hay muestreo

de rutina No haymonitoreo deacumulacin delodos

SatisfactorioCarencia de

equipomanual paralimpieza del sistema

Hay personal permanentePersonal requiere mayor

capacitacin

No hay presu

CatacamasOeste

Faltan canal de desvo,y canaleta Parshalladecuada

Faltan facilidadessanitarias y botiqun

Cercos en mal estadoRevestimiento en mal

estado


de caudales No hay muestreo No hay

monitoreo deacumulacin de

lodos

SatisfactorioCarencia de equipo

manual paralimpieza del sistema


capacitacin

No hay presu

Danl Faltan rejillas, canaletaParshall adecuada ydesarenador


Necesita limpieza delodos



monitoreo deacumulacin delodos

SatisfactorioCarencia de sitio para

disposicin final denatas


capacitacin

No hay presu

Juticalpa Falta canal de desvo ycanaleta Parshalladecuada

Falta caseta deoperacin confacilidades sanitariasy botiqun

Falta revestimientoAcceso difcil en

invierno




No es satisfactorioCarencia de sitio para


Personal que mantiene peridicamente

Personal requiere mayorcapacitacin conasignacin de ms tiempo para mantenimiento

No hay presu


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Cuadro 5: A Continuacin


Rutina Mantenimiento PersonalPlanifiRemoci

Morocel Falta canaleta Parshalladecuada ydesarenadoradecuados

Faltan facilidadessanitarias y botiqunDefectos en canal de

desvoMamparas demasiadas

altasErosin de taludes por

escurrimiento deagua pluvial



No haymonitoreo deacumulacin delodos

EscasoCarencia de equipo

manual paralimpieza del sistema

No hay personal asignadode tiempo competo paramantenimiento

Personal requiere mayor

capacitacin conasignacin de ms tiempo para mantenimiento

No hay presu

Pajuiles Faltan facilidadessanitarias y botiqun

Falta canaleta Parshalladecuada y

desarenadorFalta acceso adecuadode vehculos



No haymonitoreo deacumulacin delodos

EscasoCarencia de sitio para


No hay personal asignadode tiempo completo paramantenimiento

Personal requiere

capacitacin conasignacin de ms tiempo para mantenimiento

No hay presu

ElProgreso

Falta desarenador No hay catastro No hay medicin



Satisfactorio Hay personal permanentePersonal requiere

capacitacin

No hay presu


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Cuadro 5: A Continuacin


Rutina Mantenimiento PersonalPlanifiRemoci

Tela Falta rejilla, canaletaParshall adecuada,desarenador, canalde desvo yrevestimientoFaltan caseta deoperacin confacilidadessanitarios y botiqun

Cercos permiten elacceso de animales

Acceso difcil


de caudales No hay muestreo No haymonitoreo de

acumulacin delodos

Satisfactorio Personal que mantiene 2 3 veces por semana

No hay presu

Trinidad Falta canaleta Parshalladecuada


Vertederos de salidas

son mal diseados yno funcionan




No es satisfactorioCarencia de sitio para


Falta el uso adecuado

del desarenador


capacitacin

No hay presu

Villanueva SobrecargadoFalta botiqunFalta rejilla, canaleta

Parshall adecuada,desarenador y canalde desvo

Mala reparticin decaudales entre dos bateras en paralelo

Necesita limpieza de

lodos




Satisfactorio Hay personal permanente No h presu

Adaptado de ECOMAC (2004) y visitas personales.


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Lecciones Aprendidas y Recomendaciones

Funcionamiento de Sistemas y Diseo de ProcesosLa mayora de los sistemas estn funcionando en condiciones de cargas hidrulicas y orgnicsuperiores a las usadas histricamente para diseo, a pesar que tenan menos de 10 aos doperacin. Por lo menos 3 lagunas primarias que fueron diseadas como lagunas facultativaestaban funcionando como lagunas anaerbicas por la sobrecarga. El problema principal smanifiesta en la introduccin de caudales y concentraciones de DBO5 superiores a losconsiderados en diseo. Se concluye que, por la incertidumbre del catastro de conexiones y crecimiento en las municipalidades, y de la variacin de concentraciones de DBO5 que puedeocurrir, es un error asumir aportes per cpita de dotacin y DBO5 en el diseo y en la planificacin. Se debe disear y planificar usando mediciones de caudales y DBO5 en campo, yse debe desarrollar un registro histrico de ambos en las municipalidades.

En lo relacionado a la sobrecarga por la acumulacin de lodos en las lagunas primarias, sconcluye que por lo menos tres lagunas estaban llegando a su lmite de acumulacin de lodosen situacin para extraerlos y secarlos por el mtodo de secadoel menos costosoen vez d

los mtodos de sacarlos mojados. Ningn sistema tiene monitoreo de acumulacin de lodos ni u plan de su remocin. Los diseos y manuales de operacin deben incluir una estimacin de ltasas de acumulacin de lodos y un mtodo de remocin con una disposicin final adecuada. Lremocin de lodos de lagunas anaerbicas es ms difcil todava que la remocin de lagunafacultativas por la profundidad de lodos encontrada, y por esta razn no se debe disear lagunanaerbicas en las municipalidades.

A pesar de las sobrecargas, la funcionalidad de los sistemas ha sido verdaderamente ptimfrente a la remocin de los patgenos como huevos de helmintos. Referente a reuso de efluenttratados, todos los sistemas cumplen la norma de Categora B, Riego Restringido, de la OM para uso en cultivos agrcolas que no se consumen crudos. Se concluye que se debe disesistemas de dos bateras de lagunas facultativas en paralelo, seguido por un mnimo de unlaguna de maduracin; las lagunas facultativas deben tener un mnimo de 10 das de TRH, y llagunas de maduracin un mnimo de 5 das de TRH, para la vida til del sistema. Con estanormas de diseo se debe obtener 100% de remocin de huevos de helmintos, yaproximadamente 3 ciclos log10 de remocin de coliformes fecales oE. coli.

Tambin, a pesar de las sobrecargas, y las fuertes diferencias de sistema a sistema, la remocide DBO5 y SS ha sido muy aceptable y tpica de las lagunas de estabilizacin en cualquiera partdel mundo (Arceivala,et al., 1970; Mara,et al., 1992; Oakley,et al., 2000; Ynez, 1992).

Tomando en cuenta la remocin de patgenos y parmetros convencionales, a pesar de lo problemas mencionados, se concluye que la tecnologa de lagunas de estabilizacin es nobleresistente a las fuertes diferencias de condiciones que se encuentra en las municipalidades. Edifcil creer que otras tecnologas de tratamiento podran funcionar con tanto xito como lagunen remocin de patgenos y DBO5 bajo las condiciones encontradas en las municipalidades.

Diseo Fsico y ConstruccinLos problemas principales de diseo fsico son:


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1. Falta de canal de desvo.2. Falta de canaleta Parshall calibrada para medir caudales.3. Falta de desarenador.4. Falta de dispositivos para remocin y almacenaje de lodos (rampas y lechos de secado).5. Falta de diseos estndares para dispositivos de entrada, salida y divisin de caudales.6. Falta de lagunas primarias en paralelo para la remocin de lodos.7. Falta de facilidades sanitarias con botiqun para los operadores.

Adems, en varios lugares han ocurrido serios problemas con supervisin adecuada dconstruccin. Por ejemplo, ninguna canaleta Parshall hecha de concreto sirve para medcaudales como resultado de su mala construccin que prohbe su calibracin. Asimismo, sobserv que al menos tres canaletas Parshall prefabricadas no se pueden utilizar por su mainstalacin: dos de ellas no tenan tablas con valores de nivel, y el contratista cort el fondo dotra para poder ubicarla ms fcilmente entre la rejilla y el desarenador (debe ser ubicaddespus del desarenador para controlar la velocidad en el desarenador). En otro ejemplo uncontratista no puso impermeabilizacin en los taludes interiores de la laguna primaria, y llaguna no pudo mantener su nivel despus de llenarla como resultado de la infiltracin. En mayora de los sistemas el diseador original nunca ha visitado el sitio a fin de verificar lconstruccin versus su diseo y concluir sobre su operacin. Se concluye que hay una falla significativa en el diseo y en la supervisin de construccin qse debe mejorar para evitar estos problemas en el futuro.

Operacin y MantenimientoMientras el mantenimiento fsico de la mayora de las instalaciones fue adecuado, faltaba mucen la operacin de rutina de los sistemas, particularmente la medicin de caudales con un registhistrico, el catastro de conexiones al alcantarillado, el muestreo de rutina y la medicin de acumulacin de lodos. En los sistemas sobrecargados, a pesar de los problemas obvios, lmunicipalidades no han iniciado ningn plan para enfrentar las sobrecargas a efecto que sistema sea sostenible a largo plazo.

Es imposible, por ejemplo, analizar el comportamiento de un sistema de lagunas, y saber si esto estarn sobrecargados, sin tener un registro de los caudales. Que algo tan bsico todava nexiste en las municipalidades es una reflexin de la falta de capacitacin y concientizacin, nsolamente por parte de los operadores, sino de los alcaldes, ingenieros municipales, diseadoree ingenieros y tcnicos del sector pblico que estn involucrados con el financiamiento regulacin de sistemas de tratamiento de aguas residuales.

Se concluye que es necesario y urgente que las municipalidades empiecen a operar sus sistem

ms profundamente para poder anticipar problemas de sobrecargas hidrulicas y orgnicas, acumulacin de lodos en lagunas primarias.

SostenibilidadLas diferencias encontradas en los caudales, tiempos de retencin hidrulica correspondienteslas cargas orgnicas superficiales entre las municipalidades radican fundamentalmente en lacciones de operacin y mantenimiento ofrecidas por los entes encargados. La maladministracin de la cobertura de servicio, las condiciones de coleccin y transporte del sistemde alcantarillado sanitario y el deficitario servicio de agua potable pueden redundar en bajo


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caudales entrando a los sistemas. Tambin, la mala administracin para controlar la cobertura,el mal monitoreo y control de catastro y tipo de usuarios, pueden redundar en altos caudaleentrando a los sistemas. No se puede dejar por alto la falta de monitoreo de los sistemaespecialmente lo referente a caudales, cargas y acumulacin de lodos.

Para que los sistemas de las lagunas de estabilizacin tengan sostenibilidad a largo plazo, loentes encargados deben hacer lo siguiente:

1. Capacitar operadores, ingenieros municipales y responsables de entes pblicos en emonitoreo, aspecto que hoy en da representa una seria responsabilidad. Se hace hincapi el seguimiento de: catastro de conexiones, medicin de caudales, cargas orgnicas medicin de la acumulacin de lodos.

2. Desarrollar planes de limpieza de lodos que incluyen financiamiento del trabajo. Si sto es bien planeado, la municipalidad puede hacer la obra en vez de contratar una empresa privad

3. Desarrollar planes de la expansin del sistema de tratamiento de forma que pueda balancesu eficiencia conforme al aumento de la poblacin y sus conexiones al alcantarillado.

4. Desarrollar planes de tarifas que puedan cubrir los costos de la operacin de la instalaciincluyendo la remocin y disposicin final de lodos cada 5 a 10 aos.

El Reuso de Aguas ResidualesUn punto importante presentado en detalle en el informe de CEPIS (Egocheaga y Moscos2004) es que las aguas residuales tratadas pueden ser un recurso sostenible en vez de u problema de la salud pblica y el medio ambiente. Los resultados del Proyecto de Monitoreo las Lagunas de Estabilizacin en Honduras muestran que todos los sistemas monitoreadocumplan la norma de Categora B de la OMS para riego restringido, y un sistema cumpla norma de Categora A para riego no restringido. Si se considera las normas de la OMS para uso de efluentes en acuicultura, cinco sistemas monitoreados cumplan la norma.

Las normas de la OMS ofrecen una excelente referencia en demostrar la posibilidad real de usel agua residual domstica en actividades productivas, haciendo ms sostenible la proteccin la salud pblica y el uso de los recursos hdricos. Desgraciadamente, en Honduras como en mayora de los pases de Amrica Latina y Amrica Central, los entes encargados de promulglas normas no las han considerado en todo su potencial por diversas razones, lo que incluyenfoques en remocin de material orgnico y proteccin ambiental, y ms nfasis en buefuncionamiento del sistema de tratamiento en trminos operativos y mucho menos al sanitarcon nfasis en enfermedades infecciosas. Se espera que estos enfoques cambien, y que estudide caso como este de Honduras puedan ofrecer un punto de vista demostrando la posibilidad rede mejorar la proteccin de la salud pblica, especialmente en la remocin de huevos dhelmintos con lagunas de estabilizacin, con la posibilidad de aprovechar el efluente eactividades productivas para que los sistemas de lagunas sean sostenibles a largo plazo.


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FILTROS PERCOLADORESPedro Saravia

INVESTIGACION EN ERIS

La Escuela Regional de Ingeniera Sanitaria y Recursos Hidrulicos de la Universidad de SanCarlos de Guatemala, conocida por sus siglas ERIS, inici las investigaciones sobre tratamientoapropiado de aguas residuales domsticas, en la dcada de los setenta del siglo pasado, buscando

bsicamente sistemas econmicos de construir y sostenibilidad de los proyectos, fue as como se propuso el desarrollo de plantas construidas con materiales locales, de fcil operacin ymantenimiento, sin la utilizacin de energa elctrica y equipos mecnicos.

En 1972, la ERIS, emprendi el programa de investigacin bajo la responsabilidad del ingenieroArturo Pazos Sosa, para estudiar las posibles soluciones al tratamiento de las aguas residualesdomsticas, partiendo de los lineamientos propuestos por la direccin de ERIS, consistentemente

en tecnologa apropiada para el rea centroamericana y que incluyera adicionalmente propsitos pedaggicos como: dar a los estudiantes de ERIS la oportunidad de realizar sus propios ensayosy aplicar los conocimientos aprendidos en clase (Pazos, 1972).

La investigacin consisti entonces en: estudio experimental del proceso de filtros percoladoresoperando por gravedad y sus unidades complementarias como sedimentadores, digestor y patiode secado de lodos. As como el estudio de aplicacin de materiales locales y operacin ymantenimiento.

La seleccin de los filtros percoladores se bas en los siguientes criterios:

Sistema de tratamiento que pone en contacto las aguas residuales sedimentadas concultivos biolgicos y oxgeno, donde los microorganismos convierten las sustanciascomplejas principalmente orgnicas en material celular viviente o en sustancias mssimples y sedimentables (Pazos, 1982).

Los filtros percoladores torre, Turmtropfk rpper, fueron experimentados en Alemania por el ingeniero Schulz, siendo eficientes para tratar aguas residuales a razn de 86 personas por cada metro cbico, en Norte Amrica y en Europa se contaba conexperiencias de tratamiento de aguas residuales por medio de filtros percoladores de 1 a3 metros de altura, pero Schulz, investig con filtros de 6 a 20 metros de altura, donde ellargo camino y repetido contacto de las gotas de aguas residuales con el contacto del aire

favorece la accin de los microorganismos para que sea ms eficiente la remocin demateria orgnica (Pazos 1972).

Se necesita poco espacio horizontal, se puede ubicar en laderas de barrancos, no necesitaequipo mecnico para funcionar, la eficiencia de estos filtros es 4 veces mayor que losfiltros percoladores de alta capacidad, bajo costo de construccin, la operacin essencilla y bajo costo de mantenimiento.


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El filtro experimental construido, consisti en una torre de 8.5 metros de altura de lecho filtrantecon un dimetro interno de 1.20 metros, el filtro se dividi en tres etapas de 3.33 metros de altocon una separacin entre etapas de 0.60 metros, el lecho filtrante se construy inicialmente contoba volcnica de 13 a 15 centmetros de dimetro y posteriormente se cambi a dimetros de 9 y6 centmetros para mejorar la eficiencia, en la fotografa 1 se observa el filtro torre. La planta

inici operacin en enero de 1974 y los resultados obtenidos fueron: carga hidrulica 9.6m3/m2.da, 65 habitantes tratados por metro cbico de filtro, carga orgnica 1.22 Kg de DBO5/m3.da y 75% de eficiencia en la remocin de materia orgnica. Se demostr la sencillez de laoperacin y el operador dedica en promedio menos de 3 horas diarias para operar todo el sistema(Pazos, 1974).

Fotografa 1: Filtro torre experimental de la planta de tratamiento Aurora II.

Los filtros percoladores siguen siendo una de las principales lneas de investigacin de ERIS yhasta la fecha se han desarrollado las siguientes investigaciones:

Comparacin entre lagunas de estabilizacin y filtro torre, obteniendo los siguientesresultados: carga hidrulica 19.4 m 3/m2da, carga orgnica 3.25 Kg de DBO 5/m3dacomo mxima y eficiencia variable entre 57 y 86%, (Gonzales, Rocha y Tercero, 1974).

Filtro torre de 12 metros de alto, con una altura efectiva de 9.7 metros y material filtrantede placas de duroport, de 1 metro por 2 metros, por un centmetro de espesor, colocadasverticalmente y separadas entre s por 0.06 cms (Tanches, 1978). Las conclusiones


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obtenidas con esta investigacin: carga de DBO oscila entre 0.6 y 1.29 Kg de DBO5/m3da, para eficiencias entre 89.5 y 97.6%; carga hidrulica vari en el rango de 21.6 a32.88 m 3/m2da.

Sistemas de filtros percoladores construidos en serie, consisten en tres filtros

percoladores independientes, cada uno con una altura de 4 metros, de los cuales 3.5 sonde lecho filtrante y 0.64 m 2 de superficie, construidos separadamente, aprovechando latopografa del sitio (Mayorga, 1980). El objetivo de estos filtros fue reducir costos deconstruccin y disminuir el riesgo ssmico, al evitar estructuras altas de 12 metros dealtura. Los resultados obtenidos: 1.6 Kg de DBO 5/m3da y eficiencias variables entre 60y 86%, lo cual depende del caudal aplicado, a mayor caudal menor eficiencia. En lafotografa 2, se observa el tercer filtro percolador y el sedimentador secundario.

Tambin se realizaron investigaciones para determinar la eficiencia de remocin demateria orgnica de un filtro percolador de 3.5 metros de altura y dos filtros percoladoresconstruidos en serie. En el primer caso se obtuvo eficiencias de remocin de materia

orgnica de 45 % para carga por unidad de superficie de 0.27 litros/segundo/m2

y 65% para carga por unidad de superficie de 0.57 litros/segundo/m 2 (Girn 1982); en elsegundo caso se obtuvo eficiencias de remocin de la materia orgnica entre 60 y 87.5%.

Otras investigaciones relacionas: evaluacin de sistema de reactores anaerobios de flujoascendente, RAFA, filtro percolador, reactores anaerobios y filtros percoladoresconstruidos con elementos prefabricados.

Investigaciones en curso, pendientes de concluir: construccin de medio filtrante a partirde envase plstico tipo PET y filtros percoladores utilizando material filtrante, desechoseleccionado de construccin.


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Fotografa 2: Tercer filtro percolador y sedimentador secundario.

DESARROLLO EN GUATEMALA

Con los resultados de la experimentacin desarrollada por ERIS, en la planta piloto, seconstruyeron las plantas de tratamiento siguientes:

Granja Penal de Pavn, Faijanes. Poblacin de San Juan Comalapa, municipio de Chimaltenango. Colonia el Mezquital, cuidad de Guatemala

Campus Central de la Universidad de San Carlos de Guatemala, Ciudad Universitariazona 12, capacidad 85,000 habitantes. Campus Central de la Universidad Rafael Landivar, zona 15, ciudad de Guatemala.

Estas plantas estn integradas con las siguientes unidades de tratamiento: Desarenador, rejas paraatrapar slidos grandes, sedimentador primario, tres filtros percoladores en serie, sedimentadorsecundario, digestor para tratamiento de lodos y patio de secado de lodos.


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Los filtros percoladores cuentan con un sistema de distribucin de aguas residuales que esparcenel efluente en forma homognea sobre la superficie del filtro, el sistema filtrante que consiste engrava con granulometra entre 2.5 y 3.5 pulgadas de dimetro y sistema de recoleccin que

permite sostener el lecho filtrante y, al mismo tiempo, no obstruye el paso del aire a travs dellecho filtrante, ste fue construido con tubera de cemento de 16 pulgadas de dimetro, cortadas

por la mitad y con perforaciones a cada 0.50 metros.

Es importante mencionar que el sistema de distribucin ha consistido en aspersores fijos,construidos de tubera de hierro galvanizado de 2 pulgadas de dimetro con agujeros perforadosde 5/8 de pulgada y espaciados uniformemente a cada 0.5 metros, que se encargan de distribuir elflujo sobre la superficie, con el objeto de tener la misma carga hidrulica sobre el rea del filtro.Uno de los inconvenientes de este tipo de aspersor, es el constante taponamiento de los agujerosimpidiendo que el flujo se distribuya en forma homognea sobre el filtro dejando zonas muertas,que no reciben aguas residuales y zonas que reciben un flujo mayor, esto ha sido solucionado enla Repblica de El Salvador, mediante el empleo de canaletas dotadas de vertederos quedistribuyen el efluente sobre el lecho filtrante.

En la fotografa 3 se muestra la planta de tratamiento de San Juan Comalapa, que consta defiltros percoladores en serie, se observan los aspersores fijos, consistentes en tuberas colocadassobre el filtro.

Fotografa 3: Planta de tratamiento de San Juan Comalapa.

PARAMETROS DE DISEO

Los parmetros de diseo utilizados estn en funcin de la carga orgnica, en trminos de lademanda bioqumica de oxgeno aplicada diariamente por unidad de volumen de medio filtrante,expresada como Kg de DBO 5/m3 por da y el caudal diario que se puede tratar por rea desuperficie, denominado carga hidrulica, expresado con m 3 /m 2 por da.


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En el caso de los filtros percoladores se ha desarrollado un modelo matemtico que incluyeambos parmetros de diseo en funcin de la velocidad de remocin de la materia orgnicasoluble en agua, que es proporcional a la cantidad de materia orgnica remanente de la siguienteforma:

Kt

S

S = e

0 (1)

Donde

S = Demanda bioqumica del efluente, mg/LS o = Demanda bioqumica del afluente, mg/LK = Constante de reaccin, das -1

t = Tiempo de contacto en el filtro, das

Schulze y Houlaud (Cruz, 1990) han expresado el tiempo como:

nQKDt /= (2)

Donde

D = Profundidad del filtro, mQ = Carga hidrulica por unidad de superficie, m 3/m 2-dan = Exponente

De la combinacin de ambas ecuaciones (1) y (2) se obtiene:

nQKD

S

S /

0e

= (3)

Esta ecuacin es vlida para filtros que no emplean recirculacin (Cruz 1990) y los valoresdeben de establecerse experimentalmente. Como resultado de la investigacin en la planta pilotode ERIS, el ingeniero Arturo Pazos, para medio filtrante piedra volcnica, encontr los siguientesvalores:

n = 1.02K = 0.1290 das -1

Y para grava:

n = 0.725K = 0.1072 das -1


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La ecuacin para el segundo caso queda definida de la siguiente manera:

725.0/1072.0

0e Q D

S

S = (4)

El ingeniero Hctor Javier Cruz, experimentando con medio filtrante de grava de concreto de 2 pulgadas de dimetro, encontr valores muy similares a los encontrados por el ingeniero Pazos(Cruz 1990). Los valores son los siguientes:

n = 0.709K = 0.1029 das -1

DATOS DE MONITOREO:

Las plantas de tratamiento con filtros percoladores en serie han demostrado que son eficientes para remover materia orgnica, para ello se presentan las evaluaciones que se hicieron en las plantas de tratamiento de la Universidad de San Carlos de Guatemala, USAC, (Chvez, 1991) yde la Colonia el Mezquital, (Bravatti, 1983), ambas plantas constan de las siguientes unidades:Desarenador, sedimentador primario, tres mdulos de filtros percoladores en serie, para evitarrecirculacin; sedimentador secundario, digestor de lodos y patios de secado de lodos.

Los resultados de la remocin de DBO 5, que bsicamente consiste en la diferencia entre laentrada y salida del sistema de tratamiento, se presentan en los cuadros 1 y 2, en la grfica 1 se

presenta la dispersin entre mximos y mnimos, se incluye el promedio:

Cuadro 1

PLANTA USACDBO en mg/l Promedio max min

ENTRADA 80 20 75 52.5 56.875 80 20SALIDA 10 6 16 10 10.5 16 6EFICIENCIA 87.5 70 79 80 79.125 87.5 70

Cuadro 2

PLANTA MEXQUITALDBO en mg/l Promedio max min

ENTRADA 260 400 150 180 247.5 400 150SALIDA 40 45 15 20 30 45 15EFICIENCIA 85 89 90 89 88.25 90 85


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Grfica 1: Rango de la Eficiencia de Remocin de DBO 5 en las Dos Plantas

En la planta de tratamiento de la Universidad de San Carlos existe una mayor dispersin de losdatos y una eficiencia menor, pero esto se debe a las caractersticas propias de un establecimientoeducativo, donde la carga hidrulica y orgnica, varan durante el da y los fines de semana.

Se puede concluir que las plantas de tratamiento con filtros percoladores en serie han demostradoque son apropiadas para terrenos quebrados, por su eficiencia, bajo costo de construccin ymantenimiento y sencillez de operacin.

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DIFUSIN Y APLICACIN DE DIFERENTES SISTEMAS DE TRATAMIENTO DE

AGUAS RESIDUALES EN EL SALVADORJulin Antonio Monge Vsquez

INTRODUCCION

Para el tratamiento de aguas negras en El Salvador, se han empleado varios sistemas, stovan desde los procesos aerbicos (en presencia de oxgeno) hasta los anaerobios (si presencia de oxgeno). De los tratamientos aerbicos los ms conocidos en nuestro pas solos de filtracin biolgica o filtro percolador, las lagunas de oxidacin tipo facultativas y dmaduracin y ltimamente los sistemas de lodos activados (mecanizados); de losanaerbicos: la fosa o tanque sptico, las lagunas anaerbicas, el tanque Imhoff, el ReactoAnaerbico de Flujo Ascendente (RAFA) y el Filtro Anaerbico de Flujo Ascendent(FAFA).

La investigacin que se est realizando en el pas es limitada, pero an as nos ha servid para efectuar modificaciones e implementar diferentes tecnologas adaptndolas a nuestranecesidades. Anteriormente se tena un programa de muestreo en unas 35 plantas dtratamiento para aguas residuales en urbanizaciones y municipios del rea Metropolitana dSan Salvador y Zona Central, del cual se obtuvo informacin de laboratorio que sirvi parestudiar el comportamiento de cada unidad que componen un sistema de tratamiento. Es dmencionar que muchos de los sistemas se han diseado con datos y frmulas obtenidas d bibliografa extranjera. En diversas ocasiones, estos datos y frmulas han sido maempleados por los diseadores, repercutiendo en una baja eficiencia y prdida decredibilidad en el buen funcionamiento de las plantas de tratamiento para aguas negras.

La mayora de los sistemas de tratamiento que fueron construidos en los aos 80s, parurbanizaciones que no podan drenar sus aguas servidas a colectores existentes y as cumplcon un requisito de ANDA (Administracin Nacional de Acueductos y Alcantarillados), afinalizar su construccin han quedado abandonados, con problemas tanto de diseo como dfuncionamiento.

De estos sistemas abandonados se recuperaron algunos que eran tanques Imhoff y en 199estos tanques por su baja eficiencia, se modificaron a Reactores Anaerbicos de FlujAscendente o UASB (Urb. Chvez Galeano y Campo Verde en Ayutuxtepeque), en las qu por las modificaciones se mejor un 30% de su eficiencia original.


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TIPOS DE SISTEMAS DE TRATAMIENTO PARA AGUAS RESIDUALESDOMESTICAS CONSTRUIDOS EN EL SALVADOR

TANQUES IMHOFF:

Como se haba mencionado anteriormente, los Tanques Imhoff, junto a las lagunas d

oxidacin, fueron los primeros sistemas de tr

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