Laguna aeróbicaEn el tratamiento de las aguas servidas, se llaman lagunas aeróbicas o lagunas de oxidación, cuando se usa eloxígeno molecular disuelto como aceptador de electrones, el proceso es aeróbico y se conoce también como respiración aeróbica. En la forma simplificada:

Materia Orgánica + O2 -> H2O + CO2 + Biomasa

La oxidación biológica aeróbica es la conversión bacterial de los elementos, de su forma orgánica a su forma inorgánica altamente oxidada, en un proceso conocido también como Mineralización.

La mineralización o descomposición microbiológica del material orgánico de las aguas residuales en productos finales inorgánicos como dióxido de carbono, agua, nitrógeno amoniacal o nitratos, ortofosfatos y sulfuros es característica de la oxidación aeróbica de carbohidratos y lípidos; sin embargo, no se aplica a muchos compuestos aromáticos que tienen masa molecular alta, estado de oxidación alto y son estables bioquímicamente, como la lignina, materia húmica y muchoshidrocarburos aromáticos clorados.

Índice

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1 Esquema de reacciones

2 Consideraciones ambientales

3 Ventajas y desventajas del sistema

4 Referencias

5 Véase también

6 Bibliografía

Esquema de reacciones[editar]

Esquemáticamente, la conversión de los elementos de la materia orgánica a su forma inorgánica, mediante la oxidación aeróbica, se puede representar así:

Corgánico +O2 --microorganismos--> CO2

Horgánico +O2 --microorganismos--> H2O

Norgánico +O2 --microorganismos--> NO3-

Sorgánico +O2 --microorganismos--> SO4=

Porgánico +O2 --microorganismos--> PO43-

La oxidación aeróbica se representa por la ecuación verbal:

Residuos + Oxígeno --Bacterias--> Residuo oxidado + nuevas bacterias

Las tres reacciones esenciales del proceso: catabolismo, anabolismo y autólisis, ocurren simultáneamente y pueden describirse así:

Catabolismo, oxidación o descomposición:

CHONS (Materia orgánica) + O2 --Bacterias--> CO2 + NH3 + H2O + Otros productos

finales +Energía

Anabolismo, síntesis o asimilación:

CHONS (Materia orgánica) + O2 + Energía --Bacterias--> C5H7NO2 (Celulas

bacteriales)

Autólisis, respirción endógena o autooxidación

C5H7NO2 + 5O2 --Bacteria--> 5CO2 + NH3 + 2H2O + Energía

La fórmula C5H7NO2 representa la composición promedio celular bacterial sugerida por Hoover y Porges en 1952, ampliamente citada en la literatura.

Consideraciones ambientales[editar]

En todo proceso biológico, los organismos se desarrollarán apropiadamente si se les provee, básicamente, lo siguiente:

Nutrientes suficientes

Ausencia de compuestos tóxicos

Condiciones ambientales apropiadas.

En general las bacterias requieren, principalmente, carbono, nitrógeno, hidrógeno y oxígeno; en menor proporción, fósforo,azufre, potasio, calcio, hierro y magnesio, y como suplemento nutricional cantidades mínimas de zinc y molibdeno. Comúnmente, las aguas residuales domésticas contienen los nutrientes requeridos para el crecimiento bacterial, pero algunos residuos industriales puede que no. En general se considera una relación apropiada de DBO/N/P de 100/5/1.

Muchas aguas residuales industriales contienen compuestos difíciles o imposibles de descomponer microbiológicamente, en estos casos es necesario utilizar procesos físico-químicos para removerlos. Algunos materiales como la lignina solo pueden ser descompuestos por bacterias especializadas y son resistentes a la utilización biológica. La celulosa se compone de unidades de glucosa, unidas por lo que se conoce como el enlace beta, el cual requiere para su hidrólisis la producción de la enzima celulosa. Solamente un número limitado de bacterias son capaces de producir la enzima celulosa. La tolerancia del crecimiento biológico bacterial y demás microorganismos a los compuestos tóxicos, como los metales pesados, es variable, según la biomasa, el

tipo de proceso, el grado de aclimatación, el tipo de residuo y otros factores.

La actividad metabólica depende de muchos factores ambientales, es decir, de las condiciones de vida. Dependiendo de la especie y tipo de organismo, los factores ambientales aceleran, retardan o inhiben su crecimiento. Para cada factor, por ejemplo: intensidad solar, temperatura, pH, contenido de sólidos disueltos; existen límites dentro de los cuales los organismos se desarrollan apropiadamente.

En el tratamiento biológico, las enzimas o catalizadores bioquimicos son necesarios para la descomposición. La acción de las enzimas es afectada por la temperatura y el pH. En general, la mayoría de las enzimas requieren pH entre 3.5 y 9.5. Sin embargo, algunas enzimas tienen un pH de acción efectivo relativamente estrecho.

La temperatura del agua residual a tratar afecta la tasa de actividad biológica, los requerimientos de oxígeno en el proceso aeróbico, la producción de lodos y el volumen requerido por el reactor biológico.

La temperatura máxima para la actividad biológica aeróbica eficiente es del orden de 38oC; para el proceso anaeróbico, en general la temperatura óptima es de 32-38oC. El efecto de la temperatura sobre la tasa de reacción de un proceso biológico se determina, generalmente por la ecuación clásica:1

Rt = r20.Ro^{T-20}

Donde:

Rt = Tasa de reacción a ToC

r20 = Tasa de reacción a 20oC

Ro = Coeficiente de actividad a la temperatura

T = Tempertura en oC

Valores típicos de Ro2

Ro = 1.04 para procesos de lodo activado.

Ro = 1.08 para lagunas aireadas.

Ro = 1.035 para filtros percoladores

La mayoría de los sistemas biológicos aeróbicos operan favorablemente con pH entre 6.5 y 8.5, valores superiores o inferiores a dichos límites deterioran la eficiencia. Los procesos de nitrificación requieren suficiente alcalinidad para reaccionar con el ión hidrógeno producido.

Ventajas y desventajas del sistema[editar]

Ventajas Desventajas

Ausencia de oloresTasa alta de síntesis celular y por consiguinte alta producción de lodos.

Mineralización de todos los compuestos biodegradables

Requiere de energía eléctrica para oxigenación y mezcla.

-

Gran proporción de células en los lodos que hace, en algunos casos, necesaria su digestión, antes de secarlos y disponerlos.

Referencias[editar]

1. Volver arriba↑ ADAMS C., FORD

D., ECKENFELDER W.,

Development of Design and

Operational Criteria for

Wastewater Treatment, CBI Pub.

Co., 1981.

2. Volver arriba↑ METCALF & EDDY,

Wastwater Engineering,

Treatment, Disposal and Reuse,

3a. ed. McGraw Hill, 1991.

Véase también[editar]

Biodigestor

Biogás

Tratamiento de aguas residuales

Respiración anaeróbica

Organismo anaerobio

Bacteria facultativa

Digestión anaeróbica

Laguna anaerobia

Laguna facultativa

Laguna de aireado

Ica: lagunas de oxidación superan seis veces los límites de contaminaciónDirección Regional de Salud recomienda intensificar tratamiento de aguas residuales ante riesgo de propagación de males epidémicos

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JOSÉ ROSALES VARGAS

Desde hace tres años las cuatro lagunas de oxidación que concentran las aguas residuales de Ica están colapsadas. Mientras las autoridades evalúan la solución más rápida, la contaminación sigue poniendo en peligro la salud de los pobladores.

Ica. La falta de tratamiento de los desagües que generan los casi 200 mil pobladores de Ica y el colapso de las lagunas de oxidación de esta ciudad han ocasionado que los límites máximos de contaminación superen hasta seis veces los parámetros permisibles. Esto fue advertido ayer por la Dirección Regional de Salud Ambiental (Diresa) de Ica.

Tras el recojo de muestras y una nueva inspección a las cuatro lagunas ubicadas en el sector de Cachiche –al sur de la ciudad–, los especialistas de la Diresa confirmaron que el tratamiento que se da a las aguas residuales y desechos que aquí derivan no alcanza, en lo absoluto, los parámetros mínimos aceptables.

“Durante estas mediciones hemos observado que estos valores se encuentran entre 4,5 y 6 veces por encima de los límites máximos permitidos. Esto representa un riesgo potencial de propagación de enfermedades infecciosas entre la población si la Empresa Municipal de Agua Potable de Ica (Emapica) no realiza medidas correctivas urgentes”, advirtió el director de esta dependencia, Miguel Luna Pineda.

En vista de que el colapso de las lagunas ya lleva tres años, y mientras se concreta el proceso de implementación de las nuevas estructuras, Luna planteó emprender algunas medidas para mitigar la contaminación.

SÓLIDO ACUMULADO 20 AÑOS“Es necesario comenzar a drenar las cuatro lagunas para iniciar su limpieza, absorbiendo todos los sólidos y fangos acumulados en los últimos 20 años. Hay que dejarlas rehabilitadas aplicando algunos métodos biotecnológicos, como microorganismos y biocatalizadores que ayudarían a disminuir significativamente la capa microbiana y parasitaria, además de eliminar los malos olores que son trasladados por los vientos a la ciudad”, agregó.

Luna también invocó a Emapica a incrementar el personal asignado a esta planta de tratamiento. “Una sola persona, aparentemente sin preparación adecuada, tiene a su cargo no solo este seudosistema de tratamiento y mantenimiento, sino también la vigilancia y seguridad de esta planta”, reveló.

El jefe de la Diresa sugirió que Emapica designe un equipo de seis técnicos y especialistas como mínimo, para encargarse del tratamiento riguroso de las aguas que llegan a cada laguna, al sistema de rejillas y filtrado, así como al mantenimiento de la planta.

“Paralelamente, y en tanto se construyen las nuevas instalaciones, esta empresa de servicios debe implementar un programa de adecuación y manejo ambiental que mitigue los impactos negativos que ocasiona esta planta”, sugirió.

“Trabajamos para evitar los riesgos”ENTREVISTA. JOSÉ MIGUEL RAMOS LEGUA. GERENTE GENERAL DE EMAPICA

Las lagunas de oxidación de Cachiche están colapsadas desde hace tres años. ¿Existe riesgo de contaminación por esto?El riesgo de contaminación es permanente. Sin embargo, puedo asegurar a la población que la Empresa Municipal de Agua Potable de Ica (Emapica) trabaja técnicamente para evitar estos riesgos y atenuar drásticamente algún impacto ambiental que se ocasione.

— ¿Qué medidas ha dispuesto Emapica ante el colapso de las lagunas de oxidación?Mediante el sistema de rebose tratamos estas aguas para derivarlas al canal San Jacinto y de allí a varios campos agrícolas solo para el riego de cultivos de tallo alto, a solicitud de los propios agricultores que han remitido pedidos para seguir atendiéndolos con estas aguas tratadas. No tenemos, por el momento, otra alternativa, ya que las lagunas superaron los límites máximos de recepción de aguas residuales. Su capacidad es de 200 litros por segundo, pero recibimos entre 600 y 700 litros por segundo. Además se tiene que hacer una limpieza de lodo y arena de las lagunas y garantizar que, durante el tiempo que demande la construcción de la planta, las pozas sigan recibiendo las aguas residuales.

— ¿Diresa emitió nuevas observaciones contra Emapica, como evitar el vertimiento al cauce del río Ica?Hemos decidido trabajar de manera conjunta con los técnicos de Salud Ambiental para evitar un eventual daño ambiental. Estamos elaborando un nuevo programa de adecuación y manejo ambiental para los tres próximos años que debe demandar la construcción de la nueva planta de tratamiento de aguas servidas de Ica. Ya no estamos derivando estas aguas al cauce del río Ica por el alto riesgo de contaminación que podía ocasionar esta medida.

— ¿Qué es lo que falta para construir la nueva planta? ¿Por qué se ha generado la demora?Aunque el proyecto para la construcción está aprobado hace tres años, la demora surge por la negativa de mudanza de los propietarios que están en los terrenos adyacentes a las actuales lagunas. Sin embargo, tanto el municipio provincial como el gobierno regional nos han comunicado que se está evaluando expropiar los terrenos por la urgencia de este problema. Calculamos un tiempo de tres años para que podamos iniciar esta construcción.

La Voz de Ica

 

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16.Dec.2014

Ultima actualizacion08:34:05 PM GMT

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Las lagunas de oxidación y la contaminación en IcaLUNES, 11 MARZO 2013 10:56

ANT. 1 OF 2 SIG.

Las lagunas de oxidación

permiten tratar las aguas

servidas de una población. A

tal efecto, las aguas se

embalsan en las lagunas para

que los sólidos que arrastran, se descompongan. Como en el

fondo de ellas se forman lodos, cada cierto tiempo hay que

drenarlas para que los últimos sequen y así extraerlos. Los lodos, generalmente, se extienden en

espacios ubicados cerca de las lagunas.

Como en el proceso, entre otros detalles, las aguas empozadas despiden malos olores, proliferan

vectores transmisores de enfermedades. Y los lodos, expuestos o no, quedan conteniendo patógenos

bacterianos y virus. Las lagunas, al interactuar con ciertos agentes ambientales, se convierten en factores

de riesgo para la salud de las poblaciones cercanas.

Las normas de la OMS prevén el hecho y, aparte de lo necesario para su operación y mantenimiento,

dictan ciertos parámetros para su correcta ubicación y evitar el riesgo. Entre ellos figuran:

a) La población proyectada. Se señala por conveniente, entre ella y las lagunas, una distancia de 500 m.

b) El viento. No debe favorecer el transporte de los malos olores ni de partículas de los lodos secos,

menos si son sueltos, hacía la población.

c) Infraestructura de Riego. En ningún caso las aguas tratadas deben ser vertidas a dicha infraestructura. 

Por tanto, para deducir si una población está en riesgo de ser afectada en su salud o si, según el tiempo

de exposición, ya podría estarlo, será suficiente evaluar tales parámetros.

En Ica

Por ejemplo, en la ciudad de Ica, se tiene: 1) Que, las lagunas de oxidación se construyeron hace más de

40 años a unos 5 km al Sur de ella y, si se supone que el actual curso del canal Ica (río Ica) no se ha

modificado desde su construcción, casi a orillas del mismo y frente a la hoy toma de San Agustín.

2) Por datos meteorológicos se sabe que los vientos, en el valle de Ica, corren de Sur a Norte y alcanzan

hasta 30 Km/h máximo.

3) Que, la población actual, constatada en sitio, ya llega, aproximadamente, a unos 800 m de las lagunas.

4) Que, las aguas servidas son una mezcla de las domésticas con las que provienen de hospitales,

industrias, etc.

5) Que, los lodos, secos y sueltos por el clima del valle, se hallan, en gran volumen si se toma en cuenta

los períodos de extracción, acumulados y extendidos, a cielo abierto, en el límite Norte de las lagunas.

Contrastación

Al contrastar los datos descritos con las normas se observa: 

a) Que, la distancia actual entre las lagunas y la zona urbana de la ciudad de Ica, sin aplicar la

proyectada, está casi al límite de lo normado. 

b) Que, los vientos, por su dirección y velocidad, favorecen el transporte de los olores a la ciudad hasta,

por vivencias donde se percibe su fuerza, casi 4 kms al Norte de las lagunas (Urb. Luren), más aún

cuando la atmósfera es densa.

c) Que, los mismos vientos, encontrando los lodos secos y sueltos, podrían estar favoreciendo el

transporte de sus partículas a la ciudad. 

Al respecto se ha constatado que partículas provenientes de los cerros de Ocucaje llegan hasta

inmediaciones de la laguna de Huacachina.

d) Que, las aguas tratadas se vierten directamente al canal Ica (río Ica), principal infraestructura de riego

del valle, y se usan en riego de plantas de tallo corto.

En conclusión

La ubicación de las lagunas de oxidación de la ciudad de Ica no cumpliría las normas exigidas y la

población, por los años de exposición, ya sufriría de enfermedades relacionadas, incluso con carácter

endémico. La situación se agravaría al construir más pozas de oxidación en el mismo lugar y por otras

ubicadas en poblados al Sur de la ciudad como Santiago, Cachiche, etc.

Agua en ICAEMAPICA: � LAS LAGUNAS DE OXIDACI Ó N DE ICA EST Á N FUNCIONANDO BIEN �

Así lo afirmó una autoridad de la empresa encargada de tratar las aguas en Ica. No obstante, según la Administración Local del Agua (ALA) las aguas cercanas a las lagunas de oxidación superan hasta en 5 veces los límites máximos permitidos de contaminación y afecta la calidad de la producción de pequeños y medianos agricultores que usan esa agua para regar sus cultivos.Foto: Unidad de investigaciónAgraria.pe.- Para la Empresa Municipal de Servicios de Agua Potable y Alcantarillado de Ica (EMAPICA S.A.) las lagunas de oxidación que administra en Ica están funcionando bien. �Están funcionando tan bien que los mismos agricultores nos han enviado un documento tipo memorial (para) que se los siga atendiendo con estas aguas producto de la laguna que tenemos en Cachiche �, afirmó Julio Orellano, gerente técnico de EMAPICA SA.No obstante, Orellano informó que existió �una fuga de alcantarillado de desagüe de la laguna �. Para solucionarla �indicó- hace un mes y medio, EMAPICA SA tapó el tubo que sirve de desfogue de la laguna cuando excede un nivel. �Se ha hecho la reparación, se ha taponeado y se ha solucionado �, aseveró. �En ese sentido, ese desfogue ya no sale directamente al río Ica �, aclaró.�Conocedores de este asunto, los agricultores que tienen sus terrenos aledaños a las lagunas de oxidación nos enviaron un documento, en el sentido que se les siga apoyando con las aguas ya tratadas que usan para la agricultura. Más de mes y medio que no hay más problema al respecto �, sostuvo.Se refería a agricultores cuyas parcelas están ubicadas alrededor de la laguna de oxidación de Cachiche y que usan las aguas tratadas para regar cultivos de tallo alto, explicó.Indicó que en Ica existen dos lagunas de oxidación de gran magnitud, la de Parcona y la de Cachiche. �Hay otra pequeña en proceso de eliminación. Pero las dos están en plena operatividad y van a seguir funcionando por mucho tiempo. Se están viendo medidas de aumentar su volumen �, apuntó tras reconocer que las lagunas requieren un rediseño �urgente �.�Esta laguna ya tiene años de diseñado. Se requiere urgente un rediseño. Un aumento de capacidades de volumen de tratamiento �.Para tal fin, EMAPICA SA está realizando un perfil de preinversión, informó.Según Julio Chávez Cárdenas, responsable de la Administración Local del Agua (ALA) del Gobierno Regional de Ica, las lagunas de oxidación de ICA �tienen unos 40 años y están �obsoletas �.

�Hay una Resolución del Ministerio del Ambiente (MINAM) que establece que las concentraciones de coniformes termotolerantes que están en la laguna de oxidación, no debe pasar de los 10 mil. Aquí supera 3, 4 y 5 veces más �, informó Chávez Cárdenas, en entrevista con Agraria.pe.La contaminación afecta la calidad de la producción de pequeños y medianos agricultores, cuyas parcelas están localizadas cerca de las lagunas de oxidación de la ciudad y que usan esa agua para regar, señaló Chávez, quien aclaró que el agua �bien tratada � sí puede ser usada para regar plantaciones de tallo largo, como frutales.DATO:

La contaminación de aguas superficiales no afecta a la agroexportación, que usa aguas subterráneas, así lo explicó Alfredo Sotil, presidente de la Junta de Usuarios de Aguas Subterráneas del Valle de Ica.

 

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Lagunas de oxidación

Los sistemas de lagunas de oxidación se utilizan generalmente en las zonas rurales, para el tratamiento de las aguas residuales.Este tipo de lagunas son frecuentemente utilizados por pequeños municipios y también por algunas industrias, en la creencia, errónea por cierto, de que funcionan con muy poco mantenimiento.Si bien el mantenimiento no requiere mano de obra intensiva, sí necesita controlarse adecuadamente la biomasa del mismo, de manera que pueda lograr el objetivo primordial de sanear el efluente para ser volcado a los cuerpos receptores sin contaminar.

Por lo general, están constituidos por tres lagunas: la primera anaeróbica, la segunda facultativa y la tercera aeróbica.

Estos sistemas si no son correctamente mantenidos, transcurrido cierto tiempo de funcionamiento, comienzan a colapsar provocando sobrenadantes en superficie y emanaciones de olores desagradables. Esto a su vez, provoca el vuelco posterior a cursos de agua sin cumplir con los parámetros estipulados en las normativas vigentes.

Generalmente estos problemas se deben a dos temas fundamentales:• El diseño y construcción • La administración del sistema

Con respecto a la construcción, es particularmente importante, la forma en que ingresa el afluente y como son conectadas. En el diseño deben establecerse las profundidades correctas, a fin de lograr los sistemas biológicos adecuados en cada una de ellas.

En cuanto a la administración, no basta con hacer simplemente un mantenimiento de limpieza, sino que es fundamental generar y conservar la biomasa correcta.

Los microorganismos en su proceso de degradación, actúan como bio-polímeros,

formando flock que al precipitar, forma un lecho bacteriano.Este lecho puede trabajar en forma anaeróbica, generando gas metano; cuando esto ocurre y la cantidad de gas supera a través de su presión el peso de los barros, éstos se liberan hacia la superficie, generando olor a pantano.Otras veces ocurre esto mismo cuando, debido al proceso de fermentación en los barros aumenta la temperatura; esto hace bajar la densidad del agua y se produce “la inversión”, o sea, suben los barros hacia la superficie. En este caso el beneficio es que se pone en contacto con el afluente crudo, una mayor cantidad de microorganismos contenidos en dichos barros.

En un sistema administrado adecuadamente, se puede manejar la incorporación de distintas cepas microbianas; por ejemplo, podemos aplicar más bacilos para solubilizar los sólidos, o podemos detectar si necesitamos enzimas y de que tipo, según tengamos proteínas y/o grasas, y en que cantidad se necesitan; de esta forma se logra que las otras bacterias tengan la eficiencia buscada para metabolizar la materia presente.

Todo esto nos indica que además de diseñar correctamente el sistema de lagunas, es fundamental controlar el tipo de biomasa que se desarrollará en el sistema. En Dinámica Ambiental nos dedicamos a diseñar Sistemas de Lagunas para el tratamiento de efluentes de diversas procedencias. Asimismo realizamos evaluaciones de eficiencia degradativa de las lagunas ya existentes, modificando

su condición biológica si fuera necesario.Ajustamos y controlamos la biomasa del sistema mediante el uso de productos biológicos específicos que contienen microorganismos de acción dirigida. Éstos actúan con diferentes valores de pH, oxígeno disuelto, temperatura, etcétera, permitiendo formar una adecuada biomasa que degrade y transforme eficientemente la materia orgánica presente, evitando las emanaciones desagradables y logrando un vuelco de efluentes

dentro de las normas establecidas.