INTRODUCCIONEn el siguiente reporte..Este proceso se lleva a cabo en casi todas las aguas estancadas con alto contenido de materia orgnica putrescible o biodegradable.Los parmetros ms utilizados para evaluar el comportamiento de las lagunas de estabilizacin de aguas residuales y la calidad de sus efluentes son la demanda bioqumica de oxgeno (DBO), que caracteriza la carga orgnica; y el nmero mas probable de coliformes fecales (NMP CF/100ml), que caracteriza la contaminacin microbiolgica.

LAGUNAS DE ESTABILIZACIONEntre las tcnicas de bajo costo en el campo del tratamiento de aguas residuales, los sistemas lagunares son los que han encontrado mayor aplicacin. Las primeras lagunas de estabilizacin fueron en realidad embalses construidos como sistemas reguladores de agua para riego. Se almacenaban los excedentes de agua residual utilizada en riegos directos, sin tratamiento previo. En el curso de este almacenamiento se observ que la calidad del agua mejoraba sustancialmente, por lo que empez a estudiarse la posibilidad de utilizar las lagunas como mtodo de tratamiento de aguas residuales.Una laguna de estabilizacin es una estructura simple para embalsar aguas residuales con el objeto de mejorar sus caractersticas sanitarias. Las lagunas de estabilizacin se construyen de poca profundidad (Profundidad variable) y con perodos de retencin relativamente grandes (por, lo general de varios das).Estn constituidos por excavaciones poco profundas cercadas por taludes de tierra. Generalmente tiene forma rectangular o cuadrada. Las lagunas tienen como objetivos: 1. Remover de las aguas residuales la materia orgnica que ocasiona la contaminacin. 2. Eliminar microorganismos patgenos que representan un grave peligro para la salud. 3. Utilizar su efluente para reutilizacin, con otras finalidades, como agricultura.La eficiencia de la depuracin del agua residual en lagunas de estabilizacin depende ampliamente de las condiciones climticas de la zona, temperatura, radiacin solar, frecuencia y fuerza de los vientos locales, y factores que afectan directamente a la biologa del sistema. Tratamiento de Aguas Residuales en Pequeas Comunidades. Las lagunas de estabilizacin operan con concentraciones reducidas de biomasa que ejerce su accin a lo largo de periodos prolongados. La eliminacin de la materia orgnica en las lagunas de estabilizacin es el resultado de una serie compleja de procesos fsicos, qumicos y biolgicos, entre los cuales se pueden destacar dos grandes grupos. Sedimentacin de los slidos en suspensin, que suelen representar una parte importante (40-60 % como DBO5 ) de la materia orgnica contenida en el agua residual, produciendo una eliminacin del 75-85 % de la DBO5 del efluente (Romero, 1999). Transformaciones biolgicas que determinan la oxidacin de la materia orgnica contenida en el agua residual. Los procesos biolgicos ms importantes que tienen lugar en una laguna son: 1. Oxidacin de la materia orgnica por bacterias aerobias. La respiracin bacteriana provoca la degradacin de la DBO5 del agua residual hasta CO2 y H2O produciendo energa y nuevas clulas. 2. Produccin fotosinttica de oxgeno. La fotosntesis algas produce, a partir de CO2, nuevas algas, y O2, que es utilizado en la respiracin bacteriana. 3. Digestin anaerbica de la materia orgnica con produccin de metano. CHONS + H2O CH4 + CO2 + C5H7NO2 + NH3 + H2S + calor Materia nuevas clulas Orgnica bacterianasGeneralmente, cuando la carga orgnica aplicada a las lagunas es baja (0.66H), para que en la vena adherente se establezca el paralelismo de los filetes.Para el clculo del caudal en estos vertederos se utiliza la siguiente frmula: Q = 1.71LH 3 / 2

Lquidos crudos que hacen su ingreso al sistema deben tener velocidad igual a la existente en el ltimo tramo de la tubera aductora que, por lo general, es igual o mayor a 0.6 m/s. Para aguas libres de arena, la velocidad de conduccin debe ser, como mnimo, ligeramente mayor que la velocidad promedio presente en la estructura misma del desarenado, la cual generalmente es del orden de 0.30 m/s. Por otro lado, para tuberas es conocida la prctica de disear las tuberas o alcantarillas de manera que la velocidad en las mismas no sea menor de 0.5 m/s, con el fin de evitar el depsito y acumulacin de sedimentos.

TIPOS DE LAGUNAS DE ESTABILIZACIONLas lagunas de estabilizacin suelen clasificarse en: Aerobias. Anaerobias. Facultativas. MaduracinLagunas aerobiasTambin llamadas lagunas de Oxigenacin. Reciben aguas residuales que han sido sometidos a un tratamiento y que contienen relativamente pocos slidos en suspensin. En ellas se produce la degradacin de la materia orgnica mediante la actividad de bacterias aerobias que consumen oxigeno producido fotosintticamente por las algas (Bacterias, Protozoarios y algas que conviven en forma simbitica). El sistema est compuesto por un tratamiento primario que consiste en un grupo de trampas que atrapan y separan los elementos solidos no inherentes al diseo del sistema. En etapas siguientes el agua y sus residuos pasan a un sistema de lagunas (una o ms) donde permanecen en contacto con el entorno, principalmente el aire experimentando el proceso de oxidacin y sedimentacin, transformndose as la materia orgnica en otro tipo de nutriente que pasan a formar parte de otra comunidad diversa de plantas y ecosistema bacteriano acutico. Luego de este proceso el agua superficial queda libre entre un 70-85% de la demanda Bioqumica de Oxigeno. Estos valores son apropiados para poder liberar al ambiente.Son lagunas poco profundas de 1 a 1.5m de profundidad y suelen tener tiempo de residencia elevada, 20-30 das.Las lagunas aerobias se pueden clasificar, segn el mtodo de aireacin sea natural o mecnico, en aerobias y aireadas. a. Lagunas aerobias: la aireacin es natural, siendo el oxgeno suministrado por intercambio a travs de la interface aire-agua y fundamentalmente por la actividad fotosinttica de las algas. b. Lagunas aireadas: en ellas la cantidad de oxgeno suministrada por medios naturales es insuficiente para llevar a cabo la oxidacin de la materia orgnica, necesitndose un suministro adicional de oxgeno por medios mecnicos.Cabe mencionar que las lagunas de oxidacin no producen gases malolientes, debido a la accin de las bacterias.Aspectos de DiseoLagunas Anaerobias La laguna anaerbica o laguna anaerobia es un bioreactor que combina la sedimentacin de slidos y su acumulacin en el fondo, con la flotacin de materiales del agua residual en la superficie y con biomasa activa suspendida en el agua residual o adherida a los lodos sedimentados y a la nata flotante. Las lagunas anaerobias suelen tener profundidad entre 2 y 5 m, el parmetro ms utilizado para el diseo de lagunas anaerobias es la carga volumtrica que por su alto valor lleva a que sean habituales tiempos de retencin con valores comprendidos entre 2-5 das.El tratamiento se lleva a cabo por la accin de bacterias anaerobias. Como consecuencia de la elevada carga orgnica y el corto periodo de retencin del agua residual, el contenido de oxgeno disuelto se mantiene muy bajo o nulo durante todo el ao. El objetivo perseguido es retener la mayor parte posible de los slidos en suspensin, que pasan a incorporarse a la capa de fangos acumulados en el fondo y eliminar parte de la carga orgnica.La estabilizacin es estas lagunas tiene lugar mediante las etapas siguientes. Hidrlisis: los compuestos orgnicos complejos e insolubles en otros compuestos ms sencillos y solubles en agua. Formacin de cidos: los compuestos orgnicos sencillos generados en la etapa anterior son utilizados por las bacterias generadoras de cidos. Producindose su conversin en cidos orgnicos voltiles. Formacin de metano: una vez que se han formado los cidos orgnicos, una nueva categora de bacterias acta y los utiliza para convertirlos finalmente en metano y dixido de carbono.

FIGURA No.2 DIGESTION ANAEROBIA DE LA MATERIA ORGANICA

Las lagunas anaerobias son aquellas que tienen una gran carga orgnica por unidad de rea. La carga orgnica en este tipo de lagunas es de 220 a 550 Kg DBO/da por hectrea de terreno. El tiempo de retencin promedio del agua en la laguna es de 20 a 50 das y la profundidad vara de 2.5 a 5 metros. En este tipo de lagunas ocasionalmente, se tienen condiciones aerobias en la superficie de la laguna, pero la mayor parte del tiempo las condiciones anaerobias persisten en toda la laguna.Otra caracterstica de esta variacin en el tratamiento en lagunas es que casi siempre el agua producida en el proceso no cumple con las normas de calidad de aguas residuales tratadas, por lo que si se requiere de disminuir los valores de DBO a los lmites que establece la legislacin, deber darse un tratamiento posterior a travs de otro proceso biolgico por lo que la depuracin anaerobia solo se considera un pre-tratamiento o parte de un tratamiento biolgico de las aguas residuales.

CONSIDERACIONES DE DISEOEn primer lugar, si las balsas operan con tiempos de retencin muy pequeos, slo las fases hidrolgica y acido gnica tienen tiempo de desarrollarse, pero no la de formacin de metano, que es ms lenta, y por tanto, se producirn olores y se obtendr una eliminacin muy baja de la materia orgnica. Por otra parte, si la carga es escasa y el tiempo de retencin elevado, comienzan a desarrollarse algas en superficie, y el oxgeno producido da lugar a la muerte de las bacterias metanogenicas, tambin con el resultado de desarrollo de olores desagradables. Por tanto, las lagunas anaerobias requieren un mantenimiento adecuado para preservar en todo momento el equilibrio entre las fase responsables de la depuracin. Otro factor que influye en el comportamiento de las lagunas anaerobias es la temperatura. Las bacterias metanogenicas crecen mejor cuanto mayor es la temperatura, con un intervalo ptimo de crecimiento entre 30-35 C. Por tanto, las lagunas anaerobias presentan una actividad muy superior durante el verano, lo que puede comprobarse fcilmente observando la cantidad de burbujas que aparecen en superficie en las distintas pocas del ao.Los factores que hay que tener en cuenta al proyectar una laguna anaerobia son fundamentalmente los aspectos de conservacin del calor, sedimentacin de materia en suspensin y almacenamiento de fangos. Considerando los mecanismos responsables de la degradacin anaerobia y las variables ambientales que influyen sobre ellos.

Lagunas FacultativasEn el tratamiento de las aguas servidas, se llaman lagunas facultativas a las la lagunas que operan, en su estrato superior como lagunas aerbicas (Algas), en su estrato inferior como lagunas anaerobias, y en el estrato intermedio, con la presencia de bacterias facultativas se crea un estrato particular llamada zona facultativa.

En este tipo de lagunas se puede encontrar cualquier tipo de microorganismos, desde anaerobios estrictos, en el fango del fondo, hasta aerobios estrictos en la zona inmediatamente adyacente a la superficie. Adems de las bacterias y protozoarios, en las lagunas facultativas es esencial la presencia de algas, que son los principales suministradoras de oxgeno disuelto.A diferencia de lo que ocurre con las lagunas anaerobias, el objetivo perseguido en las lagunas facultativas es obtener un efluente de la mayor calidad posible, en el que se haya alcanzado una elevada estabilizacin de la materia orgnica, y una reduccin en el contenido en nutrientes y bacterias coniformes.La profundidad de las lagunas facultativas suele estar comprendida entre 1 y 2 m para facilitar as un ambiente oxigenado en la mayor parte del perfil verticalUno de los signos de buen funcionamiento en las lagunas facultativas es el desarrollo de un color verde brillante debido a la presencia de algas. Las bacterias y algas actan en forma simbitica, con el resultado global de la degradacin de la materia orgnica. Las bacterias utilizan el oxgeno suministrado por las algas para metabolizar en forma aerbica los compuestos orgnicos. En este proceso se liberan nutrientes solubles (nitratos, fosfatos) y dixido de carbono en grandes cantidades. Estos son utilizados por las algas en su crecimiento.CONSIDERACIONES DE DISEOComo ocurre con todos los procesos biolgicos, la temperatura presenta una influencia marcada en todas las etapas. En general, y para los intervalos de temperatura normales en las lagunas (de 0-30 C).La profundidad de las lagunas facultativas suele fijarse entre 1-2 metros. El lmite inferior viene condicionado a la posibilidad de crecimiento de vegetacin emergente para profundidades menores, lo cual se desaconseja normalmente para evitar el desarrollo de mosquitos. En cuanto al lmite superior, las profundidades inferiores a 2 metros tienen el objetivo de limitar la posibilidad de estratificacin, as como favorecer un ambiente aerobio en la mayor parte del perfil vertical.Se han sugerido varias razones para explicar la mayor eficacia depuradora detectada en estos sistemas profundos, entre otras la mayor productividad de las algas en un medio en el que tienden a sedimentar en la zona profunda y morir, bien por ausencia de luz o por el efecto txico de sulfuros solubles, lo que da lugar a que las poblaciones en superficies sean ms jvenes y, por tanto, productivas. La zona profunda tiende a estar en condiciones anaerobias, y en ella se produce la degradacin lenta de compuestos orgnicos y microorganismos sedimentados desde la zona superficial. De esta forma se generan nutrientes solubles que se reincorporan a la capa superficial y contribuyen a la actividad biolgica en sta.Oxgeno disueltoEl contenido de oxgeno disuelto en las lagunas facultativas es uno de los mejores indicadores sobre su funcionamiento. La principal fuente de oxgeno disuelto es la fotosntesis, seguida por la reaireacin superficial. Una laguna facultativa que opere correctamente debe tener una capa superficial oxigenada. La concentracin de oxgeno disuelto presenta una variacin sinusoidal a lo largo del da. El contenido en oxigeno es mnimo al amanecer y mximo por la tarde, y puede oscilar entre una valor nulo hasta la sobresaturacin. Durante el verano es muy comn encontrar que las lagunas estn sobresaturadas de oxgeno disuelto en las capas superficiales.Adems de las variaciones diarias en el contenido en oxgeno disuelto, ste presenta tambin variaciones importantes en profundidad. La concentracin de oxgeno disuelto es mxima en superficie, y a medida que aumenta la profundidad va disminuyendo hasta anularse. La profundidad a la que se anula el oxgeno disuelto se llama oxipausa, y su posicin depende de la actividad fotosinttica, el consumo de oxigeno por las bacterias y el grado de mezcla inducido por el viento. En invierno la capa oxigenada tiende a ser mucho ms reducida que en verano.

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