INFORME FINAL DE LA PASANTIA Optimización del sistema de...
57
INFORME FINAL DE LA PASANTIA Optimización del sistema de tratamiento de aguas residuales de la Fundación Hospital Pediátrico de la Misericordia (Bogotá D.C) Nicolás Felipe Quevedo Blanco Jeison Stward Triana Pardo Universidad Distrital Francisco José de Caldas Facultad de Medio Ambiente y Recursos Naturales Ingeniería Sanitaria Bogotá D.C. 2018
Transcript of INFORME FINAL DE LA PASANTIA Optimización del sistema de...
INFORME FINAL DE LA PASANTIA
Optimización del sistema de tratamiento de aguas residuales de la Fundación Hospital Pediátrico de la Misericordia (Bogotá D.C)
Nicolás Felipe Quevedo Blanco
Jeison Stward Triana Pardo
Universidad Distrital Francisco José de Caldas
Facultad de Medio Ambiente y Recursos Naturales
Ingeniería Sanitaria
Bogotá D.C.
2018
INFORME FINAL DE LA PASANTIA
Título del trabajo: “Optimización del sistema de tratamiento de aguas residuales de la Fundación Hospital Pediátrico de la Misericordia (Bogotá D.C)”
Nombre de la empresa: Fundación Hospital Pediátrico de la Misericordia HOMI
Autores:
Nicolás Felipe Quevedo Blanco. Código: 20122181040
Jeison Stward Triana Pardo. Código: 20122181040
Director interno: MARTHA LUCIA MOJICA HERNÁNDEZ
Director externo: CINDY JULIETH AMAYA GONZÁLES
Universidad Distrital Francisco José de Caldas
Ingeniería Sanitaria
Diciembre de 2018
1
Nota de aceptación
Firma director interno
Firma director externo
Diciembre de 2018
2
AGRADECIMIENTOS
Agradecemos a la vida por regalarnos esta oportunidad, a nuestros padres por ayudarnos en
nuestras metas y objetivos, a nuestra directora externa Cindy Amaya y a nuestra directora
interna Martha Mojica por su buena disposición y dirección en el trabajo de pasantía y a todos
quienes han hecho parte de este proceso como docentes, compañeros y administrativos.
3
"Las ideas emitidas por los autores son de su exclusiva responsabilidad y no expresan
necesariamente opiniones de la Universidad" (Artículo 117, Acuerdo 029 de 1998)".
4
CONTENIDO AGRADECIMIENTOS .............................................................................................................................................. 2
RESUMEN ............................................................................................................................................................. 8
ABSTRACT ............................................................................................................................................................. 8
INTRODUCCIÓN .................................................................................................................................................... 9
1. OBJETIVOS .................................................................................................................................................. 10
1.1. Objetivo General ................................................................................................................................ 10
1.2. Objetivos Específicos .......................................................................................................................... 10
2. MARCO INSTITUCIONAL ............................................................................................................................. 11
3. METODOLOGÍA ........................................................................................................................................... 12
3.1. Fase 1: Diagnóstico del manejo de las aguas residuales en el Hospital de la Misericordia ............... 12
3.2. Fase 2: Selección del tratamiento de las aguas residuales en el Hospital de la Misericordia............ 12
3.3. Fase 3: Recomendaciones para el manejo de los vertimientos en el Hospital de la Misericordia .... 12
4. RESULTADOS Y ANÁLISIS ............................................................................................................................ 13
4.1. Fase 1: Diagnóstico del manejo de las aguas residuales en el Hospital de la Misericordia ............... 13
4.1.1. Caracterización del vertimiento ................................................................................................. 13
4.1.2. Características del sistema de tratamiento de las aguas residuales .......................................... 18
4.1.3. Análisis del sistema actual .......................................................................................................... 20
4.2. Fase 2: Selección del tratamiento de las aguas residuales en el Hospital de la Misericordia............ 22
4.2.1. Sistema biológico rotativo de contacto (biodiscos) ................................................................... 22
4.2.2. Manual de operación y mantenimiento de la trampa de grasa: ................................................ 24
4.2.3. Filtro anaerobio de flujo ascendente ......................................................................................... 26
4.2.4. Precipitación química ................................................................................................................. 28
4.3. Fase 3: Recomendaciones para el manejo de los vertimientos en el Hospital de la Misericordia .... 34
5. EVALUACIÓN Y CUMPLIMIENTO DE METAS DE LA PASANTÍA ................................................................... 36
6. CONCLUSIONES .......................................................................................................................................... 37
RECOMENDACIONES DE LA PASANTÍA ............................................................................................................... 38
BIBLIOGRAFÍA ..................................................................................................................................................... 39
ANEXOS .............................................................................................................................................................. 40
Anexo 1: Georreferenciación del sistema ...................................................................................................... 41
Anexo 2: Resultados laboratorio punto A mayo 2010 ................................................................................... 42
Anexo 3: Resultados laboratorio punto A diciembre 2010 ............................................................................ 43
Anexo 4: Valores de caudal punto A mayo 2010 ........................................................................................... 44
5
Anexo 5: Valores de caudal punto A diciembre 2010. ................................................................................... 46
Anexo 6: Resultados laboratorio punto A junio 2013 .................................................................................... 47
Anexo 7: Valores de caudal punto A junio 2013 ............................................................................................ 48
Anexo 8: Propuesta de construcción unidades de tratamiento preliminar (trampas de grasa) elaborada por
Codiaguas junio 2015 ..................................................................................................................................... 49
Anexo 9: Resultados laboratorio punto A junio 2017 .................................................................................... 53
Anexo 10: Plano unidades de pre tratamiento actual (trampa de grasa/sedimentador) .............................. 54
Anexo 11. Libro de registro diario. ................................................................................................................. 55
6
LISTA DE FIGURAS Figura 1. Variación del caudal en el tiempo. ...................................................................................................... 14
Figura 2.Variación en el tiempo de la concentración de tensoactivos. ............................................................. 14
Figura 3.Variación del pH en el tiempo. ............................................................................................................. 14
Figura 4. Variación en el tiempo de la demanda química de oxígeno. .............................................................. 14
Figura 5. Variación de la concentración de grasas y aceites en el tiempo. ........................................................ 14
Figura 6. Variación de la temperatura en el tiempo. ......................................................................................... 14
Figura 7. Variación en el tiempo de los sólidos suspendido totales. ................................................................. 15
Figura 8. Variación en el tiempo de la demanda biológica de oxígeno.............................................................. 15
Figura 9. Sistema de adición de BioOne en la unidad de pre tratamiento. ....................................................... 19
Figura 10. Trampa de Punto B. ........................................................................................................................... 20
Figura 11. Esquema de un sistema de biodiscos. ............................................................................................... 23
Figura 12. Desnatador manual. .......................................................................................................................... 26
Figura 13. Filtro anaerobio de flujo ascendente. ............................................................................................... 27
Figura 14. Sistema típico de alimentación de productos químicos (vía seca). ................................................... 28
Figura 15. Sistema típico de alimentación de productos químicos (vía liquida). ............................................... 29
7
LISTA DE TABLAS Tabla 1. Histórico de caracterizaciones de AR. .................................................................................................. 13
Tabla 2. Descripción general de los parámetros graficados. .............................................................................. 15
Tabla 3. Puntos de vertimientos del hospital ..................................................................................................... 16
Tabla 4. Identificación de actividades que generan vertimientos de interés sanitario. .................................... 17
Tabla 5. Comparación del dimensionamiento de la trampa de grasa frente a la norma .................................. 21
Tabla 6. Operación y mantenimiento en un sedimentador. .............................................................................. 25
Tabla 7. Análisis de la viabilidad de las alternativas presentadas ...................................................................... 30
Tabla 8. Metodología de calificación de las alternativas propuestas. ............................................................... 33
Tabla 9. Indicadores del cumplimiento de la pasantía. ...................................................................................... 36
8
RESUMEN
En la Fundación Hospital Pediátrico de la Misericordia aún no se tiene implementado un sistema de tratamiento de aguas residuales tal que garantice el cumplimiento total en los parámetros que se hallan contemplados en el artículo 14 de la resolución 631 de 2015. Esta deficiencia en el actual sistema de tratamiento de aguas residuales del Hospital de La Misericordia es alarmante debido al incumplimiento de la resolución 631 de 2015, que es la norma que se encuentra vigente para el establecimiento de los límites máximos permisibles en los vertimientos puntuales a cuerpos de aguas superficiales y a los sistemas de alcantarillado. Este incumplimiento puede llevar consigo sanciones tanto económicas como disciplinarias. La pasantía desarrollada en esta entidad tuvo por objeto optimizar el sistema de tratamiento de aguas residuales de la Fundación Hospital Pediátrico de La Misericordia (Bogotá D.C.), en donde se evalúa el sistema de tratamiento de agua residual (STAR) actual y se establecen alternativas de optimización, así como recomendaciones para el manejo adecuado desde la fuente de vertimientos de especial atención en el hospital. Dentro de las alternativas propuestas está el sistema biológico rotativo de contacto (biodiscos), el manual de operación y mantenimiento de trampa de grasas, el filtro anaerobio de flujo ascendente y la precipitación química. Cada una de estas fue evaluada teniendo en cuenta niveles de remoción, costos, operación y mantenimiento y puesta en marcha, para finalmente elegir la mejor alternativa de optimización del sistema actual. Palabras claves: Vertimiento, agua residual, hospital, sistema de tratamiento.
ABSTRACT
In the Mercy Hospital Pediatric Foundation has not yet implemented the wastewater treatment
system that guarantees full compliance in the parameters that are contemplated in Article 14 of
Resolution 631 of 2015. This deficiency in the current system the wastewater treatment of the
Hospital de La Misericordia is the same time as the maximum permissible limits in the punctual
discharges to surface water bodies and sewage systems. This non-compliance can be carried out. The
internship developed in this entity was aimed at the wastewater treatment system of the Pediatric
Hospital Foundation of La Misericordia (Bogotá DC), where the wastewater treatment system (STAR)
is evaluated. Optimization, as well as recommendations for proper management in the hospital.
Among the alternatives is the biological contact system (biodisks), the operation manual and
maintenance of the grease trap, the upflow anaerobic filter and the chemical state. Every time you
have to take into account the levels of removal, costs, operation and maintenance and start-up, to
finally choose the best alternative to optimize the current system.
Keywords: Shedding, wastewater, hospital, treatment system.
9
INTRODUCCIÓN
Es imperativo para las entidades prestadoras de salud como hospitales cumplir con lo establecido en
la resolución 0631 de 2015 del Misterio de Medio Ambiente y Desarrollo Sostenible, por la cual se
establecen los parámetros y los valores límites máximos permisibles en los vertimientos puntuales a
cuerpos de aguas superficiales y a los sistemas de alcantarillado público.
En la ejecución de la pasantía tuvo como fin principalmente apoyar y evaluar el sistema de
tratamiento de aguas residuales del hospital, determinando causas y soluciones de las falencias que
presenta, así como alternativas de optimización del sistema.
En el presente trabajo se determina que la entidad carece de un sistema óptimo de tratamiento de
aguas residuales lo cual hace necesario la implementación de procesos complementarios. Se
propusieron entones cuatro alternativas de las cuales se seleccionó la más viable para la optimización
del sistema actúa. El resultado de la evaluación de estas alterativas indica que la opción más viable
es la precipitación química.
Considerando las dificultades que presenta el sistema, la recomendación más importante desde el
punto de vista de los autores es implementar capacitaciones direccionadas al buen uso y manejo de
los residuos y sistemas de drenaje en el hospital.
10
1. OBJETIVOS
1.1. Objetivo General
Optimizar el sistema de tratamiento de aguas residuales de la fundación Hospital pediátrico de la misericordia (Bogotá D.C.)
1.2. Objetivos Específicos
Elaborar un diagnóstico del sistema de tratamiento de las aguas residuales del Hospital La Misericordia (Bogotá D.C.).
Proponer alternativas para el tratamiento de las de aguas residuales del Hospital La Misericordia (Bogotá D.C.).
Plantear recomendaciones para el manejo de los vertimientos en el Hospital La Misericordia (Bogotá D.C.).
11
2. MARCO INSTITUCIONAL
La fundación Hospital Pediátrico de la Misericordia (HOMI) es una institución privada, sin ánimo de
lucro, que se dedica al diagnóstico y tratamiento de enfermedades de alta complejidad en la
población infantil. HOMI dio hace 120 años, inicio a la pediatría en Colombia (fue el primero en ejercer
y en enseñar la pediatría) y hoy en día es el hospital para niños más grande e importante del país.
Cuenta con la posibilidad de atender todas las especialidades de la pediatría, lo que le permite tener
equipos interdisciplinarios, lo cual resulta en diagnósticos más acertados y tratamientos integrales.
Sus dos grandes fortalezas son Oncología Pediátrica y Neurología Pediátrica. (Web del hospital, 2018).
El hospital se localiza en la zona centro oriental de la ciudad de Bogotá, puntualmente en Av. Caracas
#1-65, localidad de Los Mártires.
El hospital cuenta con diferentes gerencias, unas de ellas es la Gerencia Logística. Esta es la encargada
de manejar la Coordinación de gestión Ambiental y Servicios Generales.
Esta coordinación es la responsable de la gestión del ambiente físico de la fundación, por tanto, se
dedica al manejo de los residuos sólidos, servicios generales, vertimientos y emisiones.
La coordinación cuenta con un equipo de pasantes, un auxiliar de gestión ambiental y su respectivo
coordinador(a).
12
3. METODOLOGÍA
Para la optimización del sistema de tratamiento actual del hospital, se tomaron en cuenta las
siguientes etapas:
3.1. Fase 1: Diagnóstico del manejo de las aguas residuales en el Hospital de la
Misericordia
Hacer un análisis del sistema de tratamiento de agua residual, basándose en las caracterizaciones periódicas de las que se tiene registro; determinando las características e irregularidades del actual vertimiento e implicaciones que estas conllevan al medio y la salud humana. Para posteriormente analizar las alternativas de optimización. Para esto se plantearon las siguientes actividades:
Análisis de las caracterizaciones del AR.
Revisión de las últimas tres caracterizaciones realizadas (años 2010, 2013, 2017).
3.2. Fase 2: Selección del tratamiento de las aguas residuales en el Hospital de la
Misericordia Proponer alternativas de tratamiento óptimas para las características del vertimiento y seleccionar la más viable, esto con base en lo establecido en la Resolución 0330 de 2017 y en la bibliografía. Se plantearon las siguientes actividades:
Consulta documental y normativa para la selección del tratamiento según las características del vertimiento.
Consideración de tres sistemas de tratamiento, según la Res. 0330 de 2017
3.3. Fase 3: Recomendaciones para el manejo de los vertimientos en el Hospital de la
Misericordia
Se propondrán técnicas adecuadas de manejo de vertimientos en el origen (diferentes servicios del hospital), que complementaran el STAR previamente seleccionado y satisfará los requerimientos de la normatividad vigente. Se plantearon las siguientes actividades:
Identificación de los servicios del hospital que aportan la mayor carga contaminante.
13
4. RESULTADOS Y ANÁLISIS
4.1. Fase 1: Diagnóstico del manejo de las aguas residuales en el Hospital de la
Misericordia
4.1.1. Caracterización del vertimiento
En el Hospital de la Misericordia se han manejado redes combinadas. Esto porque los dos tipos de aguas residuales (domésticas y lluvias) se encuentran en el mismo punto de las unidades desarenadoras y por ende se les da el mismo tratamiento a las dos. También hay que tener en cuenta que la homogenización de caudales a la entrada de los desarenadores permite que las cargas contaminantes provenientes directamente de procesos internos en el hospital se reduzcan en un buen porcentaje. Se han llevado a cabo caracterizaciones periódicas las cuales se analizan para generar un diagnóstico, junto con información complementaria que facilite la comprensión de dichos estudios. El hospital cuenta actualmente con 1460 funcionarios, además de una población flotante de 1300 personas/día y una capacidad para 3000 pacientes en promedio por mes. Lo cual genera un caudal promedio (según caracterización del 2017) de 0.855L/s. de AGUA RESIDUALES (AR) a tratar. En la tabla 1, se presenta un histórico de las caracterizaciones llevadas a cabo hasta la fecha donde se aprecia el comportamiento de los parámetros medidos en el tiempo de acuerdo con la resolución 631 de 2015. Tabla 1. Histórico de caracterizaciones de AR.
Año
Limite máx. Permisible (Res.
631/2015) Parámetro Unidades 2010 2013 2017
Caudal medio L/s 1,159 0,971 0,855 No establecido
Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO)
mg O2/L 718 203 430,5
225
Demanda Química de Oxígeno (DQO)
mg O2/L 1514 362 718,25
300
Aceites y Grasas
mg/L 63 16 19,64 15
Solidos Suspendidos Totales (SST)
mg/L 113 70 60
75
Tensoactivos SAAM
mg SAAM/L 8,82 2,14 2,13 Análisis y reporte
pH Unidades pH 6,99 8,04 7,15 6-9
Temperatura °C 21,25 21,6 21,05 40
Fenoles mg fenoles/L 0,192 0,176 <0.157 0,2
Mercurio mg Hg/L 0,004 0,0151 <0.00006 0,01
Plata mg Ag/L <0.06 ND* <0.007 Análisis y reporte
Plomo mg Pb/L <0.1 <0.05 <0.0054 0,1
*ND: No Detectable Fuente: Caracterizaciones años 2010, 2013 y 2017 Fundación HOMI-Laboratorio SGS
En las figuras 1-8, se ilustra la variación en el tiempo de cada uno de los parámetros más representativos del vertimiento; que se analizarán más adelante:
14
Figura 1. Variación del caudal en el tiempo.
Fuente: Propia.
Figura 2.Variación en el tiempo de la concentración de tensoactivos.
Fuente: Propia.
Figura 3.Variación del pH en el tiempo.
Fuente: Propia.
Fuente: Propia.
Figura 5. Variación de la concentración de grasas y aceites en el tiempo.
Fuente: Propia.
Figura 6. Variación de la temperatura en el tiempo.
Fuente: Propia.
0
0,5
1
1,5
2008 2010 2012 2014 2016 2018Co
nce
ntr
acio
n (
L/s)
Año
Caudal
0
5
10
2008 2010 2012 2014 2016 2018
Co
nce
ntr
acio
n (
mg/
L)
Año
TensoactivosSAAM
6,5
7
7,5
8
8,5
2008 2010 2012 2014 2016 2018
Un
idad
es d
e p
H
Año
pH
LMP
0
20
40
60
80
2008 2010 2012 2014 2016 2018
Co
nce
ntr
acio
n (
mg/
L)
Año
Aceites y Grasas
21
21,2
21,4
21,6
21,8
2008 2010 2012 2014 2016 2018Tem
per
atu
ra (
C°)
Año
Temperatura
0
1000
2000
2008 2010 2012 2014 2016 2018
Co
nce
ntr
acio
n (
mg/
L)
Año
DQO
LMP
Figura 1. Variación en el tiempo de la demanda química de oxígeno. Figura 4. Variación en el tiempo de la demanda química de oxígeno.
LMP
15
Figura 7. Variación en el tiempo de los sólidos suspendido totales.
Fuente: Propia.
Figura 8. Variación en el tiempo de la demanda biológica de oxígeno.
Fuente: Propia.
Con base en las anteriores figuras podemos definir varios aspectos en cuanto a cada parámetro evaluado (Tabla 2):
Tabla 2. Descripción general de los parámetros graficados.
Fuente: Propia
Por otra parte, se evidencia que, aunque en el año 2010, los niveles en cuanto a solidos suspendidos totales, DBO, DQO y grasas y aceites fueron más altos que en los años posteriores, aún siguen conservando unos valores altos si tenemos en cuenta lo que la norma establece como límites
0
20
40
60
80
100
120
2008 2010 2012 2014 2016 2018Co
nce
ntr
acio
n (
mg/
L)
Año
Solidos Suspendidos Totales
0
200
400
600
800
2008 2010 2012 2014 2016 2018
Co
nce
ntr
acio
n (
mg/
L)
Año
DBO5
Parámetro Descripción
Caudal Ha sido variable. Se puede deber a la época en que se realizaron las mediciones, puesto que las redes sanitarias y las redes de aguas lluvias están combinadas.
Tensoactivos Se estabilizo en un punto bajo a partir del año 2013
pH Se mantuvo siempre dentro del cumplimiento de la norma.
Grasas y Aceites Su carga se redujo a partir del 2013, a pesar de esto, este parámetro sigue sobrepasando los límites máximos permisibles de la norma actual.
DQO Ha incumplido la norma actual en todos los estudios realizados.
Temperatura No mostro grandes variaciones
Solidos Suspendidos Totales Este parámetro logro estar por debajo de la norma actual, luego de haberla incumplido en los estudios anteriores.
DBO5 Aunque en el 2013 cumplió con el limite dado por la norma, en el año 2017 aumento considerablemente sus niveles volviendo al incumplimiento de esta.
LMP
LMP
16
máximos permisibles para estos parámetros. Esto quiere decir que, aunque los esfuerzos en disminuir la carga de estos parámetros han funcionado, para la fecha de hoy siguen siendo cortos, puesto que estos valores que se encontraron el informe realizado en el año 2017 siguen estando por encima de lo permitido por la resolución 631 de 2015. El hospital de la misericordia cuenta con dos vertimientos puntuales a la red de alcantarillado de Bogotá (Tabla 3). Esto quiere decir que entre los dos puntos se recogen la totalidad de aguas residuales provenientes directamente del hospital.
Tabla 3. Puntos de vertimientos del hospital
Fuente: Propia
El punto A, que está ubicado en la zona norte del hospital, recibe aguas de las áreas de restaurante,
cafetería, urgencias, edificio administrativo y consulta externa.
El punto B ubicado en la parte sur occidente del hospital, actualmente recibe aguas de los servicios
de lavandería y centro de cáncer infantil. Para efectos del año 2010, el punto B únicamente recibía
las aguas del servicio de hospitalización. Fue en el año 2017 donde entró en funcionamiento un
nuevo edificio ampliando la capacidad de hospitalización en 50 camas.
En el anexo 1 se georreferencia el sistema (Red sanitaria, unidades de pretratamiento y
tratamientos complementarios) de tratamiento de agua residual.
A continuación, se describen los diferentes estudios de caracterización de vertimientos de aguas residuales llevados a cabo desde el año 2010 en la Fundación Hospital De La Misericordia.
Informe de mayo año 2010:
El primer estudio de vertimientos que se realizó en el hospital tuvo lugar en el año 2010.
Se debe tener en cuenta que las características fisicoquímicas entre el punto A y el punto B son
muy similares, aunque la carga en cuanto a grasas es mayor en el punto A puesto que es donde
descarga el agua residual proveniente de la cocina además que las dos unidades de tratamiento
respectivas son iguales; por lo cual la optimización del tratamiento en el punto A podrá aplicarse
de la misma manera para el punto B.
Para el punto A, en el anexo 2, se observa que el único parámetro que incumple con respecto a la
norma vigente para la época (Resolución SDA 3957 de 2009) es la DQO con un valor de 1514 mgO2/
L.
Aunque el incumplimiento no se da por un rango alto, (LÍMITE MÁXIMO PERMISIBLE LPM
resolución 3957 de 2009 = <1500 mg/O2 L.) si puede indicar la presencia en exceso de materia
orgánica como inorgánica.
En el año 2010 se llevaron a cabo dos informes técnicos de caracterización de vertimientos. El
anterior informe descrito corresponde al mes de mayo.
Punto A Punto B
Recibe aguas del restaurante,
cafetería, urgencias, edificio
administrativo y consulta
externa
Recibe aguas del centro de cáncer
infantil, lavandería y
hospitalización
17
A continuación, se describen los diferentes estudios de caracterización de vertimientos de aguas residuales llevados a cabo desde el año 2010 en la Fundación Hospital De La Misericordia.
Informe mes diciembre año 2010:
Para el informe realizado en el mes de diciembre (2010) se observa que tanto las cargas
contaminantes como el caudal varían significativamente con los datos obtenidos en el mismo año.
Revisando el caudal medio en el punto A, (anexo 4) este era de 1.159 L/s, y su caída con respecto
a diciembre cuyo valor fue de 0,008 L/s (anexo 5) nos muestra otro factor a tener en cuenta y son
las épocas pico en cuanto a personas presentes dentro de las instalaciones. Es sencillo deducir que
la población dentro del hospital se reduce drásticamente.
Se evidencia en el anexo 3 los parámetros evaluados en la fecha. Aquí los parámetros que más se
ven afectados son los fenoles, plomo y plata. Los tres parámetros incumplen según lo establecido
en la resolución 3957 de 2009.
Informe año 2013:
La siguiente caracterización de vertimientos se remonta a junio de 2013. Según este estudio
realizado por Asesorías y Consultorías Andrade & Asociados Cía. Ltda. (Anexo 6), no se encontró
ninguna anomalía en el punto de vertimiento A. todos los parámetros medidos resultaron estar por
debajo de lo que exigía la norma para ese entonces, (resolución 3957 de 2009). Aunque el caudal
medio disminuye respecto al estudio realizado en mayo de 2010, el caudal máximo horario se
mantiene por el mismo rango (anexo 7).
Para el año 2015 como se mencionó anteriormente, la necesidad de contar con un mejor sistema
de tratamiento de aguas residuales es cada vez mayor ya que su objetivo es lograr un permiso de
vertimientos el cual a la fecha de hoy no se ha logrado obtener.
Además de la recopilación de las caracterizaciones realizadas en los últimos años, se realizó una
identificación de los servicios del hospital que generan vertimientos de interés sanitario:
Tabla 4. Identificación de actividades que generan vertimientos de interés sanitario.
Actividad Etapa Materiales Desechos
Lavandería
Lavado
Detergente Industrial Agua residual
Blanqueador Desmanchador
Agua
Secado Motas
Planchado Vapor de agua
Restaurante Lavado
Jabón Agua residual
Agua
Caldera
Operación Gas natural Emisiones
Mantenimiento Refrigerantes
Aditivos
Empaques
Ortopedia
Curación Gasas, vendajes, Soluciones Residuos hospitalarios
Coloración Yesos Residuos de yesos
Retiro Yesos Residuos Hospitalarios
18
Trasplante de medula
Preparación. Medica Ampolletas, guantes, tapabocas Residuos quimioterapia,
ampolletas
Aplicación Medica
Ampolletas, guantes, tapabocas, agujas, jeringas,
soluciones endovenosas, gasas.
Corto punzantes, coágulos, otros
Radiología
Fijado Liquido fijador, guantes, tapabocas
Acetona, hidroquinona
Revelado Liquido revelador Hidroquinona, halógeno de plata
Placas RX Mat. Quirúrgico
Banco de sangre
Toma de muestra Jeringas, agujas hipodérmicas, láminas de vidrio, lancetas,
guantes
Mat. Quirúrgico
Descarte Mat. Biológico Guantes, tapabocas Coágulos, residuos hospitalarios
Cirugía
Preparatorio Papelería Anatomopatológicos, Biosanitarios
Intra operatorio Material Quirúrgico Biosanitarios, Corto punzantes
Post operatorio Material Quirúrgico Biosanitarios, papelería
Fuente: Propia
4.1.2. Características del sistema de tratamiento de las aguas residuales
En la búsqueda de mejorar, la fundación acepta la propuesta de Codiaguas Ltda. para la
construcción de dos unidades de tratamiento preliminar (una por cada punto de vertimiento). Se
construyeron entonces (anexo 8) dos unidades de tratamiento preliminar capaces de tratar un
caudal de 10 L/s. con una velocidad de sedimentación de 0,2 cm/s y un tiempo de retención
hidráulico de 60 a 300 segundos.
Informe año 2017:
En funcionamiento las unidades de tratamiento preliminar, en el año 2017 se realizó una nueva
caracterización. Siendo así en el anexo 9 se señalan los parámetros medidos en la caracterización
de aguas residuales por lo cual los resultados de las muestras tomadas en la caja de inspección de
consulta externa, se ve claramente que la DBO, DQO, y grasas y aceites son los parámetros que
incumplen.
Según los estudios realizados, rondas y visitas a los diferentes servicios y áreas del hospital se ha
encontrado que la zona más crítica del vertimiento es la cocina, debido a que por ser de
proporciones industriales (donde se producen grandes cantidades de comida a lo largo del día), se
generan evidentemente la mayor porción de carga orgánica, grasas y aceites en el agua, que son
los contaminantes que generan incumplimiento en el vertimiento. Debido a ello, actualmente se
busca disminuir la carga de estos contaminantes implementando un método de depuración
19
bacteriana (Pseudomona Spp.) de grasas y aceites in situ, con un producto llamado BioOne que es
adicionado en los llamados “olleros”; lugar donde se lavan los recipientes de gran tamaño.
Figura 9. Sistema de adición de BioOne en la unidad de pre tratamiento.
Fuente: Propia
Además, existe un punto de adición de este producto a la entrada de la trampa de grasas,
buscando complementar o potencializar la eficiencia de la trampa de grasa, así como se aprecia en
las anteriores fotografías.
El desarenador/trampa de grasa, complementado con BioOne es el único tratamiento que se le da
actualmente a las aguas residuales, además algunas de las características de esta trampa de grasa
son en resumen las siguientes:
Se diseñó teniendo en cuenta información de consumo y el Caudal máximo Horario aplicando la
metodología estipulada en el Reglamento Técnico de Agua Potable y Saneamiento Básico.
- Caudal máximo horario (QMH): 374.42 m3/d
- Caudal de diseño (QDIS): 10 L/S
- Concentración de solidos sedimentables: 10ml/L
- Diámetro de partículas a remover: 0.15mm
- Densidad relativa de las partículas 1.1
- Velocidad de sedimentación: 0.2cm/s
- Tiempo de retención hidráulico (TRH): 60 a 300 s
- Frecuencia de limpieza: 2veces/mes
Siendo así que se construyeron dos unidades de pretratamiento, se obtienen las siguientes
características de diseño para cada unidad:
- Longitud: 7.2m
- Ancho: 1.2m
- Profundidad zona de sedimentación: 0.27m
- Profundidad zona de lodos: 1.43m
20
- Profundidad útil: 1.70m
Las características completas y más detalladas de la unidad de pretratamiento se hallan en la
propuesta de construcción de Codiaguas, así como el respectivo plano. (Anexo 8)
A continuación, se presentan algunas fotografías tomadas en campo.
Figura 10. Trampa de Punto B.
Fuente: Propia
4.1.3. Análisis del sistema actual
Se ha evidenciado que la unidad acumula una gran cantidad de sólidos (grasas, aceites y materia
orgánica) en la primera cámara, sin embargo, esto no significa que se disminuya la concentración
de estos parámetros a la salida de la unidad. Lo cual genera un taponamiento del flujo a lo largo de
la unidad y genera una capa muy espesa y sólida de material en la superficie que genera olores
ofensivos y presencia de vectores dentro de ella, razones por la cual se buscó dar solución con
BioOne.
Se presume que uno de los factores primordiales que afectó el sistema, incluso desde sus inicios fue
el inapropiado diseño, pues la unidad desde su puesta en marcha nunca ha estado por debajo de
los límites máximos permisibles. Adicional a esto la inauguración del nuevo edificio de
hospitalización llamado CCI (Centro de Cáncer Infantil) pudo incidir teniendo en cuenta que la
capacidad de personas y comida aumento y por ende la producción de grasas, aceites y materia
orgánica en las actividades de la cocina. A continuación se presenta una comparación del
dimensionamiento de la unidad frente a lo establecido por la Res. 0330 de 2017:
21
Tabla 5. Comparación del dimensionamiento de la trampa de grasa frente a la norma
Característica Res. 0330 de 2017 Unidad actual Cumple/no cumple
Área El tanque debe tener 0.25m² de área por cada litro por segundo. A=10*0.25=2.5m2
8.64m2 No cumple
Tiempo de retención Hidráulica
4min 1min a 5min No cumple
Relación largo/ancho 1:1 a 3:1 6:1 No cumple
Profundidad útil mínima
0.35m 1.7m Cumple
Pendiente del canal de llegada *
≥2% 2% Cumple
Diámetro entrada ≥170mm 254mm Cumple
Diámetro Salida ≥170mm 254mm Cumple
Frecuencia de limpieza Al 75% de capacidad 2veces/mes Cumple Fuente: Propia
* La pendiente se calculó de manera teórica.
Según el cuadro comparativo, el área excede considerablemente lo sugerido por la resolución, al
igual que la relación largo/ancho, lo que evidencia un sobredimensionamiento de la unidad y por
ende un aumento del tiempo de retención hidráulico que justamente tampoco cumple. Lo cual
indica que el flujo tarda demasiado tiempo en atravesar la unidad.
Respecto a las tuberías de entrada y salida de la unidad de tratamiento se evidencia que el diámetro
manejado está dentro de las especificaciones que así exige la nueva resolución con respecto a redes
de alcantarillado convencionales.
La pendiente de la tubería de llegada se calculó de forma teórica (teniendo en cuenta el caudal y el
diámetro), debido a que el hospital no cuenta con esta información hidrosanitaria como se ha
mencionado. Con la pendiente del 2% se tienen velocidades bajas en la llegada de la unidad lo que
no ayuda a la oxigenación del agua.
Con respecto a la operación y mantenimiento de la unidad, se ha procedido a eventualmente hacer
una especie de homogenización manual de las aguas residuales y las grasas buscando un aumento
del flujo y reducir el taponamiento, lo cual no es recomendado para el operario, pues esto no hace
parte de la operación ni mantenimiento de este tipo de unidades. También se identificaron
problemas en la evacuación los sólidos alojados, llevada a cabo por un carro Vactor, que se ha visto
imposibilitado en ocasiones, por el grosor y “dureza” de la capa de grasas.
Según la resolución 0330 se debe hacer la evacuación de los sólidos y limpieza cuando la unidad
alcance el 75% de su volumen útil, para prevenir el escape de cantidades apreciables de grasa y la
generación de malos olores (Res. 0330, 2017).
La resolución también enfatiza que debe evitarse el contacto con insectos y roedores, lo cual no se
cumple en las condiciones actuales de la unidad, pues como se mencionó anteriormente, dentro de
ella especialmente en la primera cámara se presenta una considerable presencia de vectores lo que
22
dificulta el trabajo del operario en el mantenimiento, además de que indica una gran carga orgánica
y un foco de infección a la entrada de la trampa de grasas.
Con respecto a los diámetros, la ley establece diferentes valores mínimos para este parámetro, esto
teniendo en cuenta el origen de las aguas que se van a canalizar, así como su composición y el
número de personas que van a hacer uso de la red. Así que para el caso del Hospital, aplica el
diámetro real interno especificado para redes de alcantarillado convencional de aguas residuales
para poblaciones menores a 2500 habitantes. Esto teniendo en cuenta el número de empleados,
número de camas, y además la población flotante que puedan estar presentes.
En efecto se aprecia que el actual tratamiento de la trampa de grasa y el complemento de BioOne
no son eficientes y demanda una inversión para el hospital. Así, se hace necesario un
dimensionamiento e implementación de nuevas unidades siguiendo lo establecido en la resolución
0330 de 2017, que optimicen el tratamiento que se le da a las AR en la fundación HOMI. Esto
considerando que el hospital debe cumplir con lo establecido en la artículo 14 de la resolución 631
de 2015 que detalla los límites máximos permisibles de contaminantes en instituciones prestadoras
de salud, de lo contrario puede verse inmerso en sanciones económicas, disciplinarias o sellamiento,
lo que obliga a encontrar alternativas y soluciones de manera inmediata. De esta manera en el
presente informe se propondrán alternativas de optimización técnica y económicamente viables.
4.2. Fase 2: Selección del tratamiento de las aguas residuales en el Hospital de la
Misericordia Se realizó una consulta documental en bibliografía y normatividad pertinente, desde la cual se
proponen las siguientes alternativas.
4.2.1. Sistema biológico rotativo de contacto (biodiscos)
Una de las alterativas que se proponen para la implementación en el hospital es un sistema de
biodiscos el cual se expone continuación:
El reactor de Biodiscos (Rotating Biological Contactor o RBC) es un tratamiento biológico aerobio,
se emplea principalmente para el tratamiento de DBO, por lo que es altamente efectivo para este
parámetro. Y en menor cuantía para la nitrificación de la materia orgánica.
Consiste en una serie de discos circulares de poliestireno situados en un eje a poca distancia unos
de otros. Los discos están parcialmente sumergidos en el agua residual y giran lentamente en el
seno de esta. (Metcalf y Eddy, 1979). Como se aprecia en la figura.
23
Figura 11. Esquema de un sistema de biodiscos.
Fuente: (Romero Rojas, 2008)
Esto estimula la adherencia de población microbiológica al material de soporte (discos) y posteriormente se desarrolla una película biológica sobre la superficie del disco. El giro de los discos permite que la biopelícula esté en contacto con el agua residual y luego con la atmósfera alternadamente. Cuando la superficie está sumergida, los microorganismos degradan los compuestos orgánicos depurando el agua, luego cuando gira el disco y los deja expuestos a la atmósfera se presenta absorción de oxígeno a la biopelícula y posteriormente se transfiere al agua residual para garantizar las condiciones aerobias.
Se instalaron por primera vez en Alemania en 1960, gozaron de una considerable popularidad en los años setenta y perdieron popularidad en los años ochenta al evidenciar problemas de diseño de la primera época. En la actualidad, los RBCs son procesos de película fija que constituyen una opción para nuevos diseños. (CAR, 2011)
En Colombia, una de las empresas que nos ofrece este sistema de tratamiento es Hidrosolución. Las plantas de tratamiento de aguas residuales compactas del tipo BIODISCO. Son ofrecidas en un rango de tamaños para tratar las aguas residuales con caudales equivalentes entre de 0.02 Litros por segundo a 100.0 Litros por segundo.
Actualmente se han realizado estudios donde se evalúan los resultados del tratamiento de aguas residuales con biodiscos anaerobios, pero estas evaluaciones fueron realizadas para aguas residuales provenientes de curtiembres. Aunque sus resultados fueron muy variables, pero igualmente positivos en la remoción de DBO y DQO, manejaban aguas residuales con características diferentes a las que pueden provenir de una empresa del sector salud; en este caso de la Fundación Hospital de la Misericordia.
Actualmente se sabe que este sistema de tratamiento es utilizado en la PTAR del municipio de Acacias Meta, aunque la información técnica referente a su funcionamiento se desconoce puesto que esta no se encuentra la bibliografía disponible.
Ventajas:
24
Alta Remoción de compuestos de DBO
Resistencia a las variaciones de pH sin deteriorar su operación
Mínimo nivel de ruido
Bajo consumo de energía frente a otros sistemas aerobios.
Poca área de terreno requerida debido al corto tiempo de retención hidráulica.
Resistencia frente a variaciones de cargas hidráulicas y orgánicas.
Construcción modular
Simplicidad en su operación, por lo tanto su mantenimiento es mínimo. (Romero Rojas, 2008)
Costos proporcionales al caudal (viable en caudales relativamente bajos), como en el caso del hospital.
Desventajas:
Fallas en los discos, ejes y motores
Fugas de aceites lubricantes
Posible deterioro de los discos por exposición al calor, solventes orgánicos o radiación ultravioleta.
ANALISIS DE LA ALTERNATIVA
Los biodiscos son una alternativa técnicamente viable considerando la alta carga de DBO del vertimiento a tratar (430,5 MgO 2 /L) ya que son recomendados y usualmente utilizados por su alta eficiencia de remoción de DBO.
Por otro lado, los costos de inversión de esta alternativa son considerablemente altos por su naturaleza de funcionamiento mecánico.
Respecto al espacio, el hospital cuanta con una amplia zona verde adecuada para la instalación de una unidad de estas características. Además que este tipo de sistemas no requieren de un área considerable de instalación, debido a que son unidades compactas.
4.2.2. Manual de operación y mantenimiento de la trampa de grasa: Otra alternativa que se propone para la optimización del STAR actual es la implementación y adecuado uso
de un manual de operación y mantenimiento de la unidad. El cual se relaciona a continuación y
según la resolución 0330 de 2017:
- Operación:
La operación de los sedimentadores y/o trampas de grasa es sencilla, básicamente es llevar una
vigilancia de la eficiencia de éste para proceder a la evacuación de los sedimentos acumulados en
el fondo de la unidad. Esta vigilancia está relacionada con el control del caudal que ingresa a la
unidad y el control de la calidad de agua efluente.
25
Tabla 6. Operación y mantenimiento en un sedimentador.
Actividad
Acciones claves
Medición y control de caudal
Verificar el nivel de agua en el dispositivo de aforo de cada unidad
Medición de turbiedad
- Medir la turbiedad del agua a la entrada de la unidad - Medir la turbiedad del agua a la salida de la unidad - Estas mediciones se realizan con un turbidímetro
Evacuación de lodos o sedimentos
- Disponer la evacuación de sedimentos del fondo de la unidad cuando la diferencia entre la turbiedad del agua efluente y el afluente sea baja
- Cuando los sedimentos superen la mitad de la altura de la unidad, se debe utilizar el vactor para la evacuación de este material. Esta medición se realizará con la ayuda de una regla limnimétrica que medirá el nivel de los lodos al interior de la unidad.
Registro de información.
(Anexo 11)
- Anotar en el libro de registro diario los valores de turbiedad en el ingreso y salida de la unidad.
- Cambios en el caudal de la fuente durante el día - Fecha de lavado de la unidad - Nivel de lodos en la unidad
Fuente: (Organización Panamericana de la salud, 2005)
- Mantenimiento:
Deben establecerse registros adecuados sobre el plan de limpieza, ya sea mecánica o manual, de
los lodos del tanque. En caso de ser mecánica, debe tenerse un control del plan de trabajo del
equipo. Se recomienda hacer funcionar estos equipos entre 2 y 8 horas al día, según el tamaño de
la planta y la cantidad de lodos que se acumulen. Está igualmente prohibido descargar los lodos en
corrientes o cuerpos de agua. No se recomienda descargar lodos que contengan una cantidad
excesiva de agua. Las natas y grasas deben eliminarse diariamente de la superficie del tanque con
la ayuda de un desnatador manual (figura 12). Cuando haya más de un tanque, se recomienda que
el operador observe cuando un tanque recibe mayor o menor carga de la que corresponde, y revise
los dispositivos de alimentación para determinar la manipulación que debe hacerse con el fin de
igualar los caudales. El operador debe tener presente que el equipo mecánico requiere atención y
mantenimiento. Deben reemplazarse las partes débiles o gastadas. Se recomienda seguir al pie de
la letra el instructivo que proporciona el fabricante del equipo. (Res.0330/2017).
26
Figura 12. Desnatador manual.
Fuente: https://www.doitcenter.com.pa/products/raqueta-con-extension-metalica-para-piscina-de-5-pies
ANALISIS DE LA ALTERNATIVA:
Una adecuada operación y mantenimiento de la unidad de trampa de grasa existente podría ser una
buena alternativa para el mejoramiento del tratamiento que se lleva a cabo en el hospital, debido a
que según lo evidenciado en campo, esto no se hace con la regularidad o la frecuencia recomendada
por la resolución 0330. Esto podría mejorar la eficiencia del tratamiento posiblemente en la
concentración de grasas y aceites; al tener una unidad operada y mantenida de una manera óptima.
4.2.3. Filtro anaerobio de flujo ascendente
Analizando la estructura ya existente en las instalaciones del hospital y las características mismas
del agua residual, se propone el filtro anaerobio de flujo ascendente como otra posible opción para
el mejoramiento del STAR actual. Este filtro es altamente eficaz en la remoción de cargas grandes
de materia orgánica así mismo de la degradación de lípidos. Al ser de flujo ascendente, se puede
instalar al final de la unidad de pretratamiento que recibe el agua residual y canalizar el flujo desde
el subsuelo (ubicación actual de la unidad de pretratamiento) hasta el filtro. Al entrar en contacto
con el lecho filtrante, un grupo de microorganismos se encargan de hidrolizar los polímeros
orgánicos y los lípidos. Un segundo grupo de bacterias anaerobias al que se le conoce como
“formadoras de ácidos” o “no metanogénicas” se encargan de fermentar los productos de la
hidrolisis para producir ácidos grasos simples. Un tercer grupo de bacterias se encargan de convertir
el hidrogeno y el ácido acético originado por las bacterias formadoras de ácidos, en gas metano y
en dióxido de carbono.
27
Figura 13. Filtro anaerobio de flujo ascendente.
Fuente (Eckenfelder Jr. 1989)
Además del tratamiento de la materia orgánica, cabe resaltar que con una buena operación del
FAFA (Filtro Anaerobio de Flujo Ascendente), este también funcionara para retener y/o disminuir
igualmente los sólidos suspendidos totales que es otro de los parámetros que el hospital requiere
disminuir en el vertimiento al alcantarillado público.
Ventajas:
Son un sistema compacto con bajos requerimientos de terreno
Baja producción de lodos
Bajo consumo de energía
La eficiencia de remoción en DBO y DQO pueden llegar a ser del 65 al 75 por ciento
Alta concentración de solidos suspendidos en el lodo
Costos de construcción y operación bajos
Pueden producir energía a partir del biogás generado en su interior
Desventajas:
Requieren un seguimiento estricto del programa de mantenimiento
Las líneas de condensación del gas demandan mayor mantenimiento de la unidad
El arranque y la estabilización del sistema son lentos
ANALISIS DE LA ALTERNATIVA:
Si se observan las necesidades actuales del hospital en cuanto al mejoramiento de su tratamiento
de aguas residuales, encontramos en el FAFA una gran alternativa por varias razones. Empezando
por el bajo impacto que tendría en las instalaciones del hospital ya que al ser una unidad compacta
y cerrada ocupara poco espacio y se evitara lidiar con olores ofensivos y vectores, además del hecho
de que el gas generado en esta unidad puede recircularse a las cocinas, calderas o inclusive se puede
usar como combustible para las mismas bombas que la unidad requieren. La principal desventaja
que se puede evidenciar es el hecho del constante mantenimiento que esta unidad debe recibir para
28
que su funcionamiento sea el óptimo y para ello, se necesitara de un operario que se encargue
exclusivamente del mantenimiento de esta unidad.
4.2.4. Precipitación química
Se considera este proceso como una opción más de mejoramiento en el STAR actual teniendo en
cuenta las afirmaciones del libro de Metcalf y Eddy, 1979 donde se dice que mediante la
precipitación química es posible eliminar del 80 al 90 por ciento de los sólidos suspendidos, del 70
al 80 por ciento de la DBO5, y del 80 al 90 por ciento de las bacterias. Igualmente, la remoción de
grasas y aceites también se pueden lograr dependiendo del floculante que se pretenda usar.
Dependiendo del estado del coagulante a usar (líquido o seco) que nos permitirá formar los flóculos
que se sedimentaran de manera mucho más sencilla, así mismo se debe emplear un montaje que
nos permita la dosificación correcta del producto químico dependiendo de la carga contaminante
que al afluente contenga. Este proceso se puede emplear cuando el afluente de agua residual
presenta variaciones altas en su flujo, también para un tratamiento con alcance intermedio y como
ayuda en el proceso de sedimentación.
Figura 14. Sistema típico de alimentación de productos químicos (vía seca).
Fuente: (Metcalf y Eddy 1998)
29
Figura 15. Sistema típico de alimentación de productos químicos (vía liquida).
Fuente (Metcalf y Eddy 1998)
En el caso del hospital, este proceso se podría emplear como una ayuda al actual proceso de
sedimentación. Además de esto, se podría emplear un sistema de aireación continua que nos
permita una mejor dispersión del coagulante en todo el cuerpo de agua. La basta capa de lodos y
solidos suspendidos ha hecho que se presenten tramos con condiciones anoxicas. Este bajo nivel de
oxigeno disponible en el cuerpo de agua también puede ser la explicación para que el sistema de
dispersión de bacterias BioOne que es usado hoy en día en el hospital, no funcione correctamente
en la unidad de pretratamiento donde se encuentra ubicado.
A los lodos y grasas que se generan en este proceso lo más recomendable es darle un tratamiento
de desinfección para posteriores usos.
En este tratamiento se busca eliminar una gran cantidad de organismos patógenos presentes en los
lodos y que pueden suponer un riesgo sanitario en su utilización.
En la actualidad no es un proceso generalizado, pero países como Suiza, Alemania ya contemplan
en su legislación normas sobre desinfección de lodos con fines agrícolas.
30
Los métodos que se utilizan son la pasteurización que somete a los lodos a temperaturas de 70ºC y
durante 30 minutos, el compostaje y la estabilización termofílica aerobia o anaerobia que provoca
temperaturas de 60ºC y un pH de 8 durante 48 horas o 24 horas si el pH es diferente.
Posible destino de los lodos:
utilización en agricultura como abono (digestión aerobia. Digestión anaerobia)
Recuperación de terrenos agotados (digestión aerobia. Digestión anaerobia)
Recuperación de energía eléctrica, mecánica y calorífica (incineración)
Compostaje (sin digestión)
Vertidos directamente al mar, ríos, lagos.
Relleno de terrenos, escombreras, minas abandonadas, pantanos, etc. (Torres, 2008)
Ventajas:
No produce olores ofensivos,
Su operación y mantenimiento es simple
Grandes remociones de carga orgánica respecto a otros procesos
Su puesta en marcha es rápida
Desvent8ajas:
El costo del producto químico será un gasto constante para el funcionamiento del proceso
El montaje del sistema de alimentación del coagulante requiere de un mayor espacio
Se debe garantizar además una buena aireación requiriendo así un sistema diferente para
que la precipitación química funcione correctamente.
A continuación se presenta un análisis de la viabilidad de las alternativas presentadas.
Tabla 7. Análisis de la viabilidad de las alternativas presentadas.
Alternativa Puesta en marcha Remoción Costos Operación y
mantenimiento Solidos DBO Grasas y
aceites
Sistema biológico
rotativo de
contacto
(biodiscos)
Al ser un tratamiento con
microorganismos, estos
deben aclimatarse a las
condiciones del cuerpo de
agua que se desee tratar.
Esto por lo general requiere
unas semanas. Además
debe construirse unas
bases que puedan soportar
los discos y sus respectivas
partes mecánicas. Su
puesta en marcha se puede
extender en unos 2-3
meses
Despreciable 80-
95%
Despreciable Este tratamiento con
biodiscos requiere de
energía eléctrica
constante.
Igualmente los discos
como las bacterias
tienen un costo
elevado. Dichos
materiales suelen ser
importados por lo que
su costo aumenta
exponencialmente.
La simplicidad del tratamiento
hace que así mismo sea
sencillo la operación para esta
unidad. El mantenimiento se
deberá a fallas en el sistema
mecánico de rotación de los
discos y en el cambio de los
microorganismos en el
momento en que estos
mueren. Es un proceso
relativamente sencillo que se
puede llevar a cabo con el
personal que actualmente se
31
encuentra en el área de
gestión ambiental del hospital.
Manual de
operación y
mantenimiento
de la trampa de
grasa
Esta alternativa depende
del buen uso que se le dé a
la red por parte de sus
usuarios. Para esto, se
deben realizar campañas
de capacitación general
para que dentro de las
instalaciones se maneje de
manera correcta el sistema.
Por depender del uso
adecuado de los usuarios,
se entiende que en un
hospital los usuarios
cambiaran
constantemente asi que el
control por medio de
capacitaciones lo debe ser
igualmente, por lo que la
puesta en marcha es un
proceso que se da
constantemente.
85– 90 % 0 – 5
%
95% Su funcionamiento,
depende de una
acción pedagógica
dentro de las
instalaciones del
hospital y de un
operario que realice
esta labor. Por otra
parte se requiere
realizar una limpieza
en general a todo el
sistema, esto con el
fin de eliminar
obstrucciones en el
flujo del agua. Estas
tareas pueden ser
realizadas por el
mismo personal
disponible en el
hospital por lo que su
costo no será un
factor limitante en
esta alternativa.
Para este caso, solo se
requerirá un constante
monitoreo a la red de
alcantarillado del hospital, y
un control directo en las
unidades que más aportan
carga contaminante en las
instalaciones. Además de la
posible instalación de una
criba faltante en la entrada de
la unidad de pretratamiento
existente actualmente de esta
manera se puede decir que la
operación y mantenimiento en
esta alternativa es un proceso
sencillo pero que igualmente
tiene un impacto enorme en el
tratamiento de aguas
residuales dentro del hospital.
Filtro anaerobio
de flujo
ascendente
La mayor limitación en la
puesta en marcha es la
construcción a medida del
FAFA según las
especificaciones dadas en
este caso por el hospital. Ya
que una vez ubicado el
FAFA en el cuerpo de agua
a tratar, no tarda mucho en
reducir las cargas
contaminantes.
Despreciable 65-
75%
Despreciable Costos de
construcción y
operación bajos
además de bajo
consumo de energía,
sin embargo genera
gasto constante de
energía lo cual es
desventaja frente a
otras alternativas.
Requiere de una limpieza
periódica, el sistema al ser
cerrado no requiere mayor
control, aparte de mantener
unas condiciones de flujo
constantes para que la unidad
reduzca sus posibilidades de
funcionar de manera
incorrecta
Precipitación
química
La infraestructura es el
factor que más podría
retrasar la puesta en
marcha, una vez realizado
el montaje para la
dosificación (sea en seco o
en liquido) del coagulante,
la acción química de
floculación se empieza a
percibir rápidamente.
80-90% 70-
80%
80-90% Se requiere realizar el
montaje del sistema
de dosificación del
agente químico de
precipitación. Dicho
sistema debe ser
construido a la
medida según el
cuerpo de agua que se
desee tratar. Esta
construcción implica
un diseño previo que
aumenta los costos de
la unidad. Ademas de
esto, la compra de los
químicos
No requiere más que un
operario capacitado y limpieza
del montaje una vez por mes.
32
coaguladores se
convertirá en un costo
constante si se desea
aplicar esta
alternativa.
Fuente: Propia.
Cuando el porcentaje de remoción es despreciable, quiere decir que su funcion como sistema de
tratamiento no es disminuir las cargas en esos parámetros.
Según lo anterior se plantea una metodología de calificación cuantitativa para evaluar cada una de
las alternativas y determinar cuál es la más viable, considerando la de mayor puntuación teniendo
en cuenta la puesta en marcha, la operación, los costos y la eficiencia de remoción. Se establecen
valores de 1 a 5 así:
- 1 = Muy desfavorable
- 2 = Desfavorable
- 3 = Neutral
- 4 = Favorable
- 5 = Muy favorable
33
Tabla 8. Metodología de calificación de las alternativas propuestas.
Fuente: Propia
En la anterior matriz se aprecia que las alternativas de mejoramiento más viables para el hospital,
según su puntuación (15) son la precipitación química y la operación y mantenimiento adecuado de
la trampa de grasa. Económicamente las dos alternativas no representan una gran inversión en
infraestructura e instalación y la adición de un coagulante regularmente no generan costos altos.
Además que alcanza un eficiencia de remoción alta para sólidos, DBO y grasas y aceites que son
unos de los parámetros más críticos en el vertimiento. Teniendo en cuenta esto, las dos alternativas
pueden complementarse mutuamente.
Las alternativas de carácter biológico como los biodiscos y los FAFA son altamente eficientes pero
principalmente para la remoción de DBO. Por otro lado los sólidos, grasas y aceites deben ser
removidos con otros tratamientos preliminares lo cual elevaría costos. Exceptuando que al
optimizar el manteamiento y la operación de la trampa de grasas actual, la eficiencia de remoción
de las grasas y solidos mejore. Lo cual haría más viable la implementación de un sistema biológico,
al ya tener controlada la carga de grasas y aceites. Esto considerando que el FAFA obtuvo la segunda
mejor calificación de esta evaluación.
Un FAFA es ecónomamente viable si cuenta con un tratamiento preliminar optimo, con lo cual no
se cuenta actualmente. Por ende esta alternativa no fue la mejor calificada.
Alternativa Puntuación
Puesta en marcha
Remoción Costos Operación y mantenimiento
Total
Sistema biológico rotativo de contacto (biodiscos)
2 2 2 4 10
Manual de operación y mantenimiento de la trampa de grasa
4 3 4 4 15
Filtro anaerobio de flujo ascendente
3 2 4 4 13
Precipitación química
3 5 3 4 15
34
4.3. Fase 3: Recomendaciones para el manejo de los vertimientos en el Hospital de la
Misericordia Considerando la identificación previa de los servicios del hospital que aportan la mayor carga
contaminante, a continuación, se plantean recomendaciones para el adecuado manejo de los
vertimientos en el hospital; que aporten en la optimización del sistema de tratamiento.
- Implementar un sistema de tratamiento complementario del actual (sedimentador/trampa
de grasa) con el fin de controlar los parámetros establecidos en resolución 0631/2015
expedido por el Ministerio de Ambiente y Desarrollo sostenible.
- Realizar revisión y mantenimiento una vez por mes a las trampas de grasa, debido a que se
presenta acumulación de residuos en la superficie.
- Se sugiere un control de los vertimientos in situ: instalar dispositivos de control como rejillas,
para las aguas residuales que se generan en cada uno de los servicios que generan
vertimientos de grasas y aceites; restaurante, cafeterías, y lavandería, así como también se
recomienda purgar la tubería.
- Disponer de un mayor número de funcionarios para formar y fortalecer al personal de los
servicios asistenciales y a la población flotante como lo son pacientes y visitantes, frente al
uso y disposición de los residuos sólidos presentes en la Fundación Hospital Pediátrico de la
Misericordia. Con el fin de que estos no lleguen a la red de alcantarillado. Y que estas
capacitaciones se hagan con mayor frecuencia e intensidad. Se sugiere incluir este tema en
los procesos de inducción y re inducción de la entidad.
- Se recomienda disponer los residuos de soluciones salinas, dextrosa de lactato al lavar los
teteros en el área de lactantes, en contenedores rígidos y manejarlos como residuos
ordinarios, ya que este tipo de residuos aumenta la carga orgánica del vertimiento.
- Se recomienda contar con la ficha técnica de la clorhexidina utilizada para desinfección en el
área de oncología, con el fin de verificar si tiene incidencia sobre el vertimiento.
- Se recomienda contar con la ficha técnica de los sulfatos usados para desinfección en las
salas de cirugía, para verificar si tiene incidencia sobre el vertimiento.
- Se recomienda hacer lavado manual de las redes de alcantarillado cada 3 meses para evitar
el arrastre de material solido grueso a la entrada de la unidad.
- Seguir al pie de la letra el manual de operación y mantenimiento de las unidades de
pretratamiento actual entregado por el fabricante o en su defecto apoyarse de las
recomendaciones para el manejo y operación que se entregan en este trabajo en la sección
de alternativas propuestas.
- Finalmente presentar ante la Secretaría de Ambiente un plan de acción que evidencie las
acciones correctivas para lograr el cumplimiento de los parámetros que incumplen la norma,
especificando las actividades y el cronograma a seguir. Esto en el menor tiempo posible.
35
ANÁLISIS:
La capacitación al personal es un recurso de vital importancia para manejar gran parte de los
contaminantes desde la fuente. Para esto se requiere la adecuada disposición de parte del personal
para recibir la información; lo cual en ocasiones es escaso debido a la falta de interés de los
funcionarios al momento de la capacitación. Esta falta de interés y compromiso afecta directamente
las características del vertimiento.
36
5. EVALUACIÓN Y CUMPLIMIENTO DE METAS DE LA PASANTÍA En la siguiente tabla se puede apreciar la evaluación del cumplimiento de las metas de la pasantía,
cuantificadas por sus respectivos indicadores.
Tabla 9. Indicadores del cumplimiento de la pasantía.
METAS EN PORCENTAJE INDICADOR RESULTADO
El 90% de los parámetros medidos en la caracterización, serán analizados.
20 parámetros analizados
20 parámetros medidos∗ 100
Se revisó y analizo el 100% de los parámetros que se miden en una caracterización de aguas residuales.
Serán debidamente consultadas y analizadas las tres últimas caracterizaciones (100%) realizadas en el hospital.
3 caracterizaciones analizadas
3 de caracterizaciones realizadas∗ 100
Se consultaron y analizaron el 100% de las caracterizaciones realizadas en los últimos 8 años.
Al consultar la totalidad de normas nacionales pertinentes se seleccionará una alternativa óptima. Al menos el 90 %.
2 normas consultadas
2 normas nacionales pertinentes ∗ 100
Se consultaron y analizaron el 100% de las normas nacionales pertinentes.
Revisar al menos el 80% de las alterativas de tratamiento de AR que propone el la Resolución 0330 de 2017.
18 alternativas revisadas
21 alternativas de tratamiento ∗ 100
Se revisaron el 86% de las alternativas propuestas en la resolución, de las cueles se consideraron las 4 más acertadas para el presente trabajo.
Visitar al menos el 90% de los servicios y se identificaran los que más aportan carga contaminante.
50 servicios visitados
50 servicios del hospital ∗ 100
Se visitaron el 100% de los servicios en el hospital, identificando los que aportan la mayor carga contaminante.
Fuente: Propia.
37
6. CONCLUSIONES
Realizado el diagnóstico del sistema de tratamiento de las aguas residuales del Hospital La Misericordia desde el año 2010 hasta el 2018, se determinó que el sistema históricamente ha presentado dificultades principalmente en la remoción de los parámetros DBO, DQO, solidos totales, grasas y aceites, lo que ha causado el incumplimiento de la normatividad. A pesar de los esfuerzos realizados por la entidad, la carga contaminante de estos parámetros siguió incumpliendo la norma. Esto se debe a la falta de una adecuada operación y mantenimiento, así como de un operario capacitado para el manejo del sistema. Se debe implementar un tratamiento complementario para optimizar el sistema.
Se plantearon cuatro alternativas para las características propias del vertimiento. Cada una de ellas se describió teniendo en cuenta eficacia, ventajas, y desventajas de estas. Las alternativas de carácter biológico como los biodiscos y los FAFA son altamente eficientes, pero principalmente para la remoción de DBO. Por otro lado, los sólidos, grasas y aceites deben ser removidos con otros tratamientos preliminares lo cual elevaría costos.
Se realizó el análisis de alternativas mediante una matriz de calificación que evalúa cada una de ellas, considerando puesta en marcha, remoción, costos, operación y mantenimiento, determinando que la mejor alternativa es la precipitación química.
La capacitación al personal debe ser direccionada al buen uso y manejo de los residuos y las redes hidrosanitarias en el hospital. Debe ser de carácter prioritario tanto para funcionarios como para usuarios en general.
38
RECOMENDACIONES DE LA PASANTÍA
Se le recomienda a la Fundación Hospital Pediátrico de la Misericordia que incentive a la
población en general en las instalaciones a hacer un buen manejo de sus residuos y
vertimientos realizando campañas de capacitación más exhaustivas.
Se le sugiere al hospital contar con una mayor provisión de material de aseo de repuesto
principalmente canecas de basura, puntos ecológicos, pedales para las canecas; esto con el
fin de facilitar la logística de la coordinación de gestión ambiental y mejorar la cobertura del
servicio de aseo dentro de las instalaciones.
Contar con un operario capacitado y especializado en el manejo de las unidades de
tratamiento de agua, ya que el hospital carece de él.
Incorporar al equipo de trabajo de la coordinación de gestión ambiental pasantes
encargados especialmente del manejo y seguimiento al sistema de tratamiento de las aguas
residuales. Estudiantes con un enfoque más amplio en este tema.
Contar con más personal auxiliar para gestión ambiental del hospital para una mayor y mejor
cobertura en las capacitaciones.
Se debe incentivar de una forma más profunda al personal para un uso eficiente del agua y
los recursos dentro del hospital así como a los usuarios y población flotante. Se recomienda
hacerlo de una manera lúdica con actividades didácticas y de manera periódica.
39
BIBLIOGRAFÍA
Carranza, E. T. (2008). REUTILIZACION DE AGUAS Y LODOS RESIDUALES. Mexico D.F. Obtenido de
http://www.bvsde.paho.org/bvsaar/e/fulltext/gestion/lodos.pdf
Comisión Nacional del Agua. (s.f.). MANUAL DE AGUA POTABLE, ALCANTARILLADO Y
SANEAMIENTO. Diseño de Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales Municipales: Filtros
Anaerobios. Mexico D.F.: Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales. Obtenido de
http://www.mapasconagua.net/libros/SGAPDS-1-15-Libro29.pdf
Corporacion Autonoma Regional de Cundinamarca. (2011). MEMORIA TECNICA DE LA SELECCIÓN
JUSTIFICADA DE TRES SISTEMAS DE TRATAMIENTO VIABLES. Bogotá. Obtenido de
https://www.car.gov.co/uploads/files/5aec91983d9dd.pdf
Deloya Martínez, A. (s.f.). Biodiscos: una alternativa de tratamiento biológico para aguas
residuales. TECNOLOGÍA EN MARCHA. Obtenido de
https://dialnet.unirioja.es/descarga/articulo/4835478.pdf
Eddy & Metcalf. (1998). INGENIERÍA DE AGUAS RESIDUALES. McGraw-Hill.
Ministerio de vivienda, ciudad y territorio. (2015). RESOLUCÍON 0631 DE 2015. Colombia.
Obtenido de
http://www.acodal.org.co/holland/memorias/Taller%20Vertimientos/Presentacio%CC%81
n%20Res%20631%20de%202014%20V3.pdf
Ministerio de vivienda, ciudad y territorio. (2017). RESOLUCIÓN 0330 DE 2017. Colombia.
Obtenido de http://www.minvivienda.gov.co/ResolucionesAgua/0330%20-%202017.pdf
Organizacion Panamericana de la Salud. (2005). GUÍA DE PROCEDIMIENTOS PARA LA OPERACIÓN Y
MANTENIMIENTO DE DESARENADORES Y SEDIMENTADORES. Lima. Obtenido de
http://www.bvsde.paho.org/tecapro/documentos/agua/144esp-O&M-desare.pdf
Romero Rojas, J. A. (2004). TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES. Teoría y principios de diseño.
Bogotá: Editorial Escuela Colombiana de Ingenieria.
40
ANEXOS
41
Anexo 1: Georreferenciación del sistema.
42
Anexo 2: Resultados laboratorio punto A mayo 2010.
43
Anexo 3: Resultados laboratorio punto A diciembre 2010.
44
Anexo 4: Valores de caudal punto A mayo 2010.
45
46
Anexo 5: Valores de caudal punto A diciembre 2010.
47
Anexo 6: Resultados laboratorio punto A junio 2013.
48
Anexo 7: Valores de caudal punto A junio 2013.
49
Anexo 8: Propuesta de construcción unidades de tratamiento preliminar (trampas de grasa)
elaborada por Codiaguas junio 2015.
50
51
52
53
Anexo 9: Resultados laboratorio punto A junio 2017.
54
Anexo 10: Plano unidades de pre tratamiento actual (trampa de grasa/sedimentador).
55
Anexo 11. Libro de registro diario.
Nota: si la altura de los lodos supera el 30% de la altura total de la unidad, se debe programar la limpieza con el vactor.
