Lagunas

Tecnologías de tratamiento de

Aguas Residuales para Reuso

RALCEA – Agosto 2013

CETA

Instituto de la

Universidad de

Buenos Aires

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Pretratamiento

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Pretratamiento

Los sistemas de Fitotecnologías suelen utilizarse como tratamiento secundario o terciario, es por esta razón que necesitan previamente un desbaste del efluente o pretratamiento y/o un tratamiento primario.

Pretratamiento:

Se realiza con el objetivo de eliminar del efluente a tratar aquellos sólidos que por su tamaño o naturaleza imposibilitan o dificultan los posteriores tratamientos.

El objetivo es:

- Preparar el desagüe para su tratamiento

- Remover elementos que dificulten el proceso, dañen equipamientos y obstruyan cañerías.

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Pretratamiento

Físicos:

• Rejas – Tamices

• Sedimentación

• Desarenadores

• Tanque de compensación

• Tratamiento térmicos

• Flotación

• Filtración

Químicos:

• Cloración

• Neutralización

• Coagulación y precipitación química

• Intercambio Iónico

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Pretratamiento

Desarenador:

Estructura hidráulica, su función es remover las partículas de cierto tamaño que la captación de una fuente superficial permite pasar.

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Pretratamiento

Tratamiento Primario:

En este tratamiento se elimina la materia orgánica de fácil precipitación. Para las aguas residuales domésticas, esto generalmente se realiza físicamente sin agregado de agentes químicos.

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Lagunas

Lagunaje se le llama a la disposición de las aguas

residuales ya sea de forma natural o construidas

artificialmente, tratando de imitar un sistema de

autodepuración.

Existen diferentes tipos de lagunas. Suelen estar

dispuesta de la siguiente manera:

Lagunas

Introducción

Pretratamiento L. Anaeróbica L. Aeróbica L. de

Maduración Agua Tratada Afluente

L. Aeróbica L. Aeróbica L. Aeróbica L. de

Maduración

L. de

Maduración

L. de

Maduración

L. de

Maduración

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Lagunas Lagunas

Introducción

Las lagunas de estabilización son el método más

simple de tratamiento de aguas residuales. Están

constituidos por excavaciones poco profundas

cercadas por taludes de tierra. Suelen ser

rectangular o cuadrada.

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Lagunas Lagunas

Objetivos:

1. Remover de las aguas residuales la materia orgánica que

ocasiona la contaminación.

2. Eliminar microorganismos patógenos que representan

peligro para la salud del hombre.

3. Proveer un efluente tal que pueda ser reutilizado o que no

afecte al ecosistema del cuerpo receptor.

La eficiencia de la depuración depende de las

condiciones climáticas, de la temperatura, frecuencia y

fuerza de los vientos locales de la zona, la radiación

solar y demás factores que interfieran en el desarrollo

biológico del sistema. 9

Lagunas Lagunas

En general:

Las lagunas de estabilización operan con concentraciones

reducidas de biomasa. La eliminación de la materia

orgánica en las lagunas de estabilización es el resultado

de una serie compleja de procesos físicos, químicos y

biológicos. Estos son:

• Sedimentación de los sólidos en suspensión, suelen

representar una parte importante (40-60 % como DBO5 )

de la materia orgánica contenida en el agua residual,

produciendo una eliminación del 75-80 % de la DBO5 del

efluente (Romero, 1999).

• Transformaciones biológicas que determinan la oxidación

de la materia orgánica contenida en el agua residual. 10

Lagunas Lagunas

En general:

Los procesos biológicos más importantes que tienen lugar en una

laguna son:

1. Oxidación de la materia orgánica por bacterias aerobias. La

respiración bacteriana provoca la degradación de la DBO5 del agua

residual hasta CO2 y H2O produciendo energía y nuevas células.

2. Producción fotosintética de oxígeno. La fotosíntesis del las algas

produce, a partir de CO2, nuevas algas, y O2, que es utilizado en la

respiración bacteriana.

3. Digestión anaeróbica de la materia orgánica con producción de

metano.

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Lagunas

Tipos de Lagunas

Se suelen clasificar en:

• Aerobias.

• Anaerobias.

• Facultativas.

• Maduración.

Las lagunas anaeróbicas suelen estar asociadas al

tratamiento primario, las aeróbicas al tratamiento

secundario y terciario.

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Lagunas

• Población a servir

• Caracterización del efluente

• Destino del efluente

• Caudales a tratar, Cloacales domésticos + Efluentes

industriales

Parámetros de diseño

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• Requisitos del cuerpo receptor, definición del punto de vuelco

• Levantamiento planimétrico catastral del terreno disponible

• Sondajes geológicos y geotécnicos, del terreno seleccionado

• Información sobre vegetación en el terreno seleccionado

• Nivel máximo de la napa freática

• Legislación sobre vuelcos en colectoras y colectores cloacales y cuerpos receptores

• Datos metereológicos del lugar de emplazamiento de lagunas

Lagunas

Antecedentes Requeridos

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Lagunas

Estudio Preliminar y Anteproyecto

• Selección de los parámetros de diseño

• Adopción de pretratamiento, rejas, desarenadores

• Planteo de alternativas de los posibles tipos de lagunas

• Planteo de alternativa de ubicación de las lagunas

• Elaboración de perfil hidráulico preliminar

• Evaluación técnico-económica para adoptar la solución definitiva

• Evaluación de Impacto Ambiental y Social

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Lagunas Parámetros básicos de diseño

• Caudal máximo horario (QE20)

• Caudal máximo diario (QD20)

• Caudal medio diario (QD20)

• Caudal Inicial de autolimpieza (QL0)

vmín= 0.40 m/seg

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Lagunas Parámetros básicos de diseño

• Se mide en el efluente a tratar

• Si se dificulta la medición se deberá adoptar algunos

parámetros

• CARGA ORGANICA UNITARIA:

40-55 g de DBO5/hab*día

• Concentración bacteriológica. En caso de no contar con

los datos se considera:

– 1012 coliformes fecales del líquido afluente/día * hab

• En cuanto a los parásitos, especialmente los huevos de

helmintos y quistes de amebas, se deberán tener en

cuenta, pues pueden aparecer en ese desecho cloacal.

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Parámetros básicos de diseño

Parámetros que se deberán adoptar en caso de no contar con el dato:

• Correlaciones de temperatura del líquido en la laguna, considerando la

temperatura del aire según las características del lugar, un histórico de

temperatura y climas semejantes.

• Se utiliza el método de balance calórico por conducción de Eckenfelder, con

superficies líquidas no mayores a 1 Ha. Es preciso conocer la temp. del aire y del

líquido afluente, si no se cuenta con la temp del líquido se supone en 1 o 2°C por

encima de la del aire.

• Se debe contar con datos históricos de evaporación y precipitación,

fundamentalmente cuando estos tienen influencia significativa, es decir, en climas

cálidos y lluviosos.

• Vientos, tienen influencia en el cambio de temperaturas de la laguna y en la

estratificación termal. En zonas ventosas y con áreas mayores a 2 Ha, la temp.

baja 0,5°C en cada laguna de la serie.

• Características geológicas y de infiltración de los suelos.

Lagunas

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Lagunas

Parámetros básicos de diseño

Condiciones generales:

-Se deben ubicar a una distancia mínima del núcleo urbano,

de 1000m.

- El sentido del flujo de la laguna debe coincidir con el sentido

de los vientos predominantes en el lugar. Siempre se busca

alejar los malos olores de los centros urbanos.

Lagunas

Parámetros básicos de diseño

Condiciones generales:

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Condiciones generales en el diseño

- Características topográficas del terreno.

- La relación longitud-ancho será entre 3 y 6.

- El diseño deberá compensar los volúmenes de excavación y

terraplenes.

- En el diseño de lagunas aireadas se deberé evitar zonas

muertas (sin oxigenación) y puntos donde el líquido este sin

movimiento.

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Lagunas

Condiciones generales en el diseño

- Para el ingreso del líquido afluente se contará con conductos

sumergidos en la masa líquida, de lo contrario se deberá

justificar con fundamentos sólidos.

- Si son lagunas primarias se preverá la limpieza de los

conductos por el peligro de atascamiento.

- El flujo del afluente se deberá dirigir hacia el fondo de la

laguna, también es importante considerar múltiples entradas,

con una separación máxima entre ellas de 30 m.

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Lagunas

- Los conductos de salida deberán estar diseñados de tal forma

que no se produzcan zonas muertas. El número de conductos

de salida tiene que ser igual al de entradas.

- El proyecto debe contar con una cámara colectora o un canal

colector.

Condiciones generales en el diseño - Salida

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Infiltraciones e Impermeabilización:

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Condiciones generales en el diseño

En caso de que exista infiltración por el fondo de la laguna o

percolación a través de los diques, se proyectará un sistema

de impermeabilización, con una evaluación técnico-

económica previa de las alternativas planteadas.

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Lagunas

Infiltraciones e Impermeabilización:

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Balance hídrico de una laguna

Efluente = Afluente – (Infiltración + Evaporación)

Afluente Efluente

Lagunas

Infiltración

Vientos

Temperatura

Superficie/profundidad

Evaporación

Impermeabilización del suelo

Temperatura

Evaporación

Vientos

Temperatura

Evaporación

Vientos

Temperatura

Vientos

Evaporación

Temperatura

Evaporación

Vientos

Temperatura

Vientos

Evaporación

Temperatura

Vientos

Superficie/profundidad

Evaporación

Temperatura

Vientos

Infiltración

Superficie/profundidad

Evaporación

Temperatura

Vientos

Impermeabilización del suelo

Infiltración

Superficie/profundidad

Evaporación

Temperatura

Vientos

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Ventajas

• No requieren personal especializado

• Bajo consumo de energía

• Eficaz remoción de patógenos

• Estables a variaciones de caudal y materia orgánica

• Poca generación de barros

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Desventajas

• Necesitan grandes superficies de terreno

• Producción de algas

• Proliferación de insectos

• Producción de olores ante sobrecargas

• Pocas variables operativas para el control

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Revestimiento del talud con losetas de

hormigón

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