TEMA 3_Aspectos Específicos Diseño EDARs

Curso Especialista Universitario en Depuracin de Aguas Residuales en Pequeos Ncleos:

Modalidad online, 6 de abril -19 de julio de 2015

Universidad de Almera

Fco. Javier Garca Martnez Ingeniero de Caminos, C. y P. - Ldo. en Ciencias Ambientales

TEMA 3:

ASPECTOS ESPECFICOS A TENER EN CUENTA EN EL DISEO DE SISTEMAS DE DEPURACIN PARA

PEQUEAS POBLACIONES.

Curso Especialista Universitario en Depuracin de Aguas Residuales en Pequeos Ncleos


Tema 3: Aspectos especficos a tener en cuenta en el diseo de sistemas de depuracin para

pequeas poblaciones Pgina 1

TEMA 3: ASPECTOS ESPECFICOS A TENER EN CUENTA EN EL DISEO DE SISTEMAS DE DEPURACIN PARA PEQUEAS POBLACIONES.

1. INTRODUCCIN ............................................................................................................................... 2

2. DATOS DE PARTIDA PARA LA REDACCIN DEL PROYECTO ........................................... 3

2.1. INFORMACIN ADMINISTRATIVA Y NORMATIVA DE APLICACIN........................................................ 4 2.2. POBLACIN DE DISEO....................................................................................................................... 5 2.3. INFRAESTRUCTURAS EXISTENTES....................................................................................................... 7 2.4. GESTIN DEL SISTEMA DE DEPURACIN ............................................................................................. 8

2.4.1. Resumen de las posibilidades de sistemas de gestin ............................................................. 10 2.5. CONDICIONANTES DE LA UBICACIN DE LA EDAR .......................................................................... 12 2.6. RESULTADOS A OBTENER ................................................................................................................. 13

2.6.1. Agua depurada........................................................................................................................ 13 2.6.2. Lodos generados ..................................................................................................................... 16

2.7. CAUDALES Y CARGAS PARA EL DISEO DE LA EDAR....................................................................... 17 2.7.1. Caudales ................................................................................................................................. 17 2.7.2. Cargas contaminantes ............................................................................................................ 24

3. ELECCIN DEL SISTEMA A DISEAR ..................................................................................... 26

3.1. SISTEMAS EN FORMA DE RBOL DE DECISIN................................................................................... 28 3.2. MEDIANTE MATRICES DE DECISIN .................................................................................................. 29

3.2.1. Ejemplo de matriz de decisin ................................................................................................ 30 Preseleccin .................................................................................................................................... 32 Seleccin.......................................................................................................................................... 34

3.3. CRITERIOS DE SELECCIN Y VALORACIN DE CADA UNO DE ELLOS.................................................. 51 Bibliografa: ................................................................................................................................................................. 53





1. INTRODUCCIN

No existe una definicin que delimite el nmero concreto de habitantes por debajo del

cul una poblacin se puede considerar pequea. Sin embargo, en la Unin Europea

cuando se habla de pequeas aglomeraciones urbanas se suele hacer referencia a aquellas

con una poblacin inferior a los 2.000 habitantes equivalentes (h-e), coincidiendo con el

lmite establecido por la Directiva 91/271/CEE, por debajo del cual las aguas residuales

requieren un tratamiento adecuado. Por otra parte, en el congreso sobre depuracin en

pequeas poblaciones de Abril de 2010, de la International Water Association (IWA), se

emple tambin el lmite de 2.000 h-e para hacer referencia a este tipo de poblaciones.

Hasta el momento todos los esfuerzos para depurar las aguas residuales se han centrado

en actuar en las grandes aglomeraciones urbanas por suponer, de manera general, mayores

problemas ambientales ya que las cargas contaminantes vertidas a las masas de aguas son

mayores. Se han realizado mltiples investigaciones, proyectos y construccin de

estaciones depuradoras de aguas residuales (EDAR) para grandes poblaciones, de ah que

los criterios de diseo de instalaciones de estas magnitudes estn bastante trabajados y

existen multitud de manuales para proyectarlas y explotarlas de cara a cumplir con los

condicionados de las autorizaciones de vertido. No obstante, se sigue profundizando el

diseo para conseguir plantas ms eficientes.

Es ahora cuando las administraciones orientan sus esfuerzos hacia los pequeos ncleos

de poblacin. En el caso de Espaa, el grado de depuracin en poblaciones inferiores a

2.000 habitantes equivalentes es inferior al 40-50%. El nmero de instalaciones pendientes

de construir en este rango de poblacin se ha estimado en ms de 6.000. Por ello, uno de

los nuevos objetivos prioritarios del Plan Nacional de Calidad de las Aguas: Saneamiento y

Depuracin 2007/2015, es abordar el saneamiento y depuracin de los pequeos ncleos

de poblacin.

Las primeras experiencias de construccin y explotacin de pequeas edar se puede

decir que ha sido un fracaso. Seguramente se haya debido a que al ser pequeas

instalaciones tambin deban ser pequeos los esfuerzos a emplear, adems de haber

seguido los mismos criterios que se siguen al proyectar grandes estaciones depuradoras.





Pero el diseo y explotacin de las plantas depuradoras ubicadas en pequeos ncleos

deben acometerse con el mismos rigor que se aplica en las grandes instalaciones adems

de ser preciso adoptar criterios especficos por la problemtica intrnseca de este segmento

poblacional: fuertes fluctuaciones diarias de los caudales y cargas a tratar, escasez de

medios tcnicos y econmicos de las corporaciones locales, ausencia de economa de

escala, mayor exigencia en la integracin paisajstica, etc.

En este tema se van a resaltar aquellos aspectos especficos que se han de tener en

cuenta a la hora de disear este tipo de instalaciones.

2. DATOS DE PARTIDA PARA LA REDACCIN DEL PROYECTO

Es importante sealar, que cuando se disean infraestructuras, se pretende que stas

puedan estar en servicio y cumplan con lo objetivos asignados durante un periodo de tiempo

suficiente que se denomina vida til de la instalacin.

Por consiguiente, a la hora de establecer los datos de partida que han de servir para el

dimensionamiento de las soluciones, stos han de ser los ms desfavorables dentro de ese

periodo de tiempo, en depuracin normalmente entre veinte y veinticinco aos. Esto es, si

una poblacin est en claro crecimiento sern las condiciones esperables en el ao

horizonte pero, si por el contrario, la poblacin est disminuyendo, circunstancias que se

repite habitualmente en los pequeos ncleos, los datos a utilizar sern los del ao del

proyecto.

En el caso de la depuracin de aguas residuales los datos que se han de recoger antes

de sentarse a disear la instalacin es la siguiente:

De carcter administrativo y legal Poblacin de diseo Instalacin de saneamiento existentes Gestin del sistema de depuracin Condicionantes de la ubicacin de la EDAR





Resultados a obtener, tanto para el agua depuradora como para el fango generado.

Caudales y cargas para el diseo de la EDAR

2.1. Informacin administrativa y normativa de aplicacin.

Para poder asegurar que la instalacin que se disee cumpla con la normativa vigentes

se ha de hacer una recopilacin de todos los requisitos fijados en sta tanto para la

construccin como para la explotacin de la depuradora. De este modo, las tramitaciones

previas de cara a obtener las autorizaciones oportunas se pueden agrupar en dos grupos:

A) Tramitaciones obligatorias para todo tipo de estacin depuradora:

1. Autorizacin de vertido: fijarn los valores lmites de vertidos as como otros

condicionados.

2. Licencia del ayuntamiento: dependiendo de los dispuesto en la normativa de

ordenacin del territorio y urbanstica que sea de aplicacin puede que al

tratarse de una obra de infraestructura y servicio no est sujeta a licencia

urbanstica, aspecto que habr que comprobar. No obstante, es muy

recomendable que los proyectos correspondientes sean remitidos a los

Ayuntamientos de los municipios interesados para consulta y concertacin de

sus contenidos por plazo nunca inferior a un mes.

3. Tramitacin ambiental: La ejecucin de una EDAR, es una actuacin que

suele estar afectada por la legislacin ambiental y por tanto hay que

comprobar que procedimiento administrativo de proteccin ambiental le

afecta. De cualquier manera, independientemente de si est sometida a un

procedimiento de proteccin ambiental o no, es muy recomendable hacer un

estudio de de las variables ambientales que se puedan ver afectadas tanto en

la construccin como en la explotacin: espacios protegidos, restos

arqueolgicos, impacto esttico, etc.





4. Legalizacin en industria: En funcin del tipo de depuradora que se disee,

sta puede ser considerada como una instalacin industrial y por tanto puede

que haya que legalizar algunas partes, como son: la instalacin elctrica alta

tensin, la instalacin elctrica de baja tensin, los aparatos a presin,

elementos de calefaccin, climatizacin y agua caliente sanitaria,

almacenamiento de gas, almacenamiento de productos qumicos, gras, etc.

B) Tramitaciones segn las caractersticas particulares del proyecto.

1. Autorizacin de construccin en zona de dominio pblico hidrulico

2. Autorizacin de construccin en zona de dominio pblico martimo terrestre

3. Autorizacin en zonas de afeccin de sistemas de transporte: carreteras,

ferrocarriles, etc.

4. Otras: afeccin a lneas de electrificacin, etc.

Adems de todo lo anterior, se ha de tener en cuenta la planificacin sectorial que

puedan afectar al proyecto, resaltando:

Planes de cuenca, que tienen carcter normativo e imponen objetivos medioambientales a cumplir en las masas de agua.

Planes directores de abastecimiento y saneamiento. Planes de ordenacin del territorio.

2.2. Poblacin de diseo

En la determinacin de la poblacin de diseo se utiliza el concepto de habitante

equivalente, que como ya se ha adelantado en el tema 1, es definido por la legislacin como

la carga orgnica biodegradable con una demanda bioqumica de oxgeno de cinco das

(DBO5), de 60 gramos de oxgeno por da, es decir, es una manera de expresar la

concentracin de la materia orgnica en las aguas residuales.





Para disear un estacin depuradora se ha de conocer los habitantes de hecho (las que

realmente viven en el ncleo con independencia de que estn o no empadronadas) y todas

las actividades que viertan a la red de alcantarillado para luego expresar la magnitud de

todos eso vertidos en habitantes equivalentes.

As pues, por un lado se realizar un estudio adecuado para conocer la poblacin de

hecho actual y proyectarla al ao horizonte. La proyeccin de la poblacin hasta el ao

horizonte se har con datos oficiales si existen y en caso contrario se realizarn

proyecciones simples.

Existen multitud de mtodos (aritmticos, geomtricos, MOPU, Crecimiento natural, etc.)

que pueden ser utilizados por el proyectista, a partir de las condiciones particulares del

ncleo que se estudien. Dichas expresiones son del tipo:

12

2122 )( TT

TTPPPP

+=

Por otro lado, adems de la poblacin de hecho existen en el momento ms

desfavorable, habr que estudiar la poblacin equivalente de las industrias y actividades

contaminantes que vayan a verter a la red de saneamiento municipal.

Para dichas estimaciones existen multitud de tablas que traducen las industrias, en

funcin de sus caractersticas y volmenes en habitantes equivalentes de manera que se

puede llegar al cmputo final expresado en Poblacin equivalente

Animal Habitantes equivalentes (h-eq)

Ganado vacuno 4 h-eq

Cerdos 3 h-eq

Ganado bovino y caprino 3 h-eq

Gallinas y pavos 2,5 h-eq Datos tomados del CIDTA de la U. de Salamanca, Espaa.





Actividad Habitantes equivalentes (h-eq)

Clnicas y hospitales 1 paciente de hospital = 4 h-eq

Hoteles 1 husped de hotel = 2 h-eq

Escuelas y guarderas 1 nio de guardera = 0,5 h-eq

Zonas de camping 1 campista = 0,7 h-eq Datos tomados del CIDTA de la U. de Salamanca, Espaa.

Tabla 1: Equivalencias entre algunos animales de cra y servicios con habitantes

equivalentes

2.3. Infraestructuras existentes

Es primordial conoce las infraestructuras de saneamiento con los que cuenta el ncleo

para el que se disea de depuradora. La tipologa de sta y el estado de conservacin de la

misma influyen directamente en las caractersticas cuantitativas y cualitativas del agua

residual a depurar. Por ello hay que tener claro los siguientes puntos:

Tipo de red de saneamiento: si es unitaria, separativa o mixta. Dependiendo del tipo los caudales de aguas sern mayores (redes unitarias y mixtas) y las cargas

contaminantes sern diferentes con distinta variabilidad. En las pequeas

poblaciones normalmente las aguas de lluvia son evacuada por el mismo viario

hasta las afueras de la poblacin, no existiendo imbornales que las recojan salvo

algunos puntos conflictivos donde el viario no tenga pendiente suficiente. En estos

casos hay que ver el rea de recogida de esos imbornales y mediante un estudio

hidrolgico calcular el agua que puede aportar, adems de considerar la punta de

carga contaminante en los primeros minutos del aguacero.

Existencias de bombeos: es fundamental conocer si existen estaciones de bombeo de aguas residuales y su estado de conservacin. La presencia de estaciones de

bombeo pueden alterar el rgimen de aportacin de aguas residuales a la estacin

depuradora en funcin de su configuracin. Adems este tipo de infraestructuras, a

las que a menudo no se les presta la atencin que requieren, pueden plantear





muchos problemas en la explotacin sin no estn bien diseadas y operadas. (en la

documentacin complementaria se adjunta un manual del proyectista de bombeos)

Estado de la red de saneamiento: en este tipo de poblaciones la red suele tener muchos aos de antigedad y el estado de conservacin es malo. Por ello es

frecuente la presencia de aguas parsitas (aguas que se infiltran en la red de

saneamiento a travs de juntas defectuosas, fracturas, grietas o paredes porosas).

El agua puede proceder de niveles freticos someros, arroyos, fuentes,

derivaciones de riegos o de prdidas de la red de abastecimiento de agua potable

(casustica, esta ltima, muy frecuente en pequeos ncleos debido al mal estado

de la red de distribucin). La presencia de aguas parsitas influyen en las

caractersticas de las aguas residuales ya que suponen caudales extraordinarios

altos, laminacin de puntas horarias y variacin de las cargas contaminantes. En

cuanto a este punto, si las aguas parsitas son limpias las cargas disminuyen, pero

si no son limpias, como es el caso de que agua de un ro se introduzca en un punto

en el que la red de saneamiento est rota, pueden aumentar las cargas

contaminantes, sobretodo slidos que puede ocasionar problemas en el

pretratamiento.

Cobertura de la red: se ha de saber si la red de saneamiento existente recoge las aguas residuales de todas las viviendas del ncleo y si est prevista alguna

ampliacin en el futuro.

2.4. Gestin del sistema de depuracin

En el caso de Espaa, segn el artculo 25 de la Ley 7/1985 Reguladora de las

Bases de Rgimen Local, en la redaccin dada por la Ley 27/2013, de 27 de diciembre, de

racionalizacin y sostenibilidad de la Administracin Local, la competencia sobre el

alcantarillado y tratamiento de aguas residuales es municipal. Dada la escasez de recursos

tanto tcnicos como econmicos de los municipios pequeos, la gestin realizada

directamente por stos suele ser en la mayora de los casos deficiente y con elevados

costes.





La experiencia ha demostrado que se puede alcanzar una mayor eficiencia en los

servicios de abastecimiento y saneamiento con un esquema de gestin basado en la

constitucin de agrupaciones de municipios con una situacin comn respecto al recurso del

agua mediante la consolidacin administrativa de esas agrupaciones con la figuras previstas

en la normativa ( lo que denominamos asociaciones territoriales) . Los sistemas

supramunicipales comnmente empleados en Espaa son las Mancomunidades de

servicios, los Consorcios o directamente las propias Diputaciones Provinciales. Se trataran

de forma indirecta de gestin respecto de los municipios pero no respecto al servicio pblico

en s.

Con independencia de que la gestin sea llevada a cabo a nivel municipal o

supramunicipal, es decir, una vez definida la asociacin territorio, se ha de definir cul ser

la forma de gestin. En el caso de Espaa, segn la Ley 7/85 y el Real Decreto Legislativo

3/2011, la posibilidad son las siguientes:

A) Gestin directa:

a) Gestin por la propia entidad local.

b) Organismo autnomo local.

c) Entidad pblica empresarial local.

d) Sociedad mercantil local, cuyo capital social pertenezca ntegramente a la entidad

local o a un ente pblico de la misma.

B) Gestin indirecta,

a) Concesin

b) Gestin interesada

c) Concierto

d) sociedad econmica mixta.

Algunos autores hablan de gestin mixta cuando la gestin indirecta es a travs de una

empresa o sociedad mercantil de capital mixto





Este es un aspecto clave a la hora de disear una estacin depuradora de aguas

residuales y seleccionar el sistema de depuracin. As, si la gestin se prev que se realice

individualmente y directamente por el municipio, los requerimientos tcnicos y costes de

explotacin del sistema deben ser menores que si la gestin fuera supramunicipal.

2.4.1. Resumen de las posibilidades de sistemas de gestin

Sin pretender ser exhaustivos, se ha considerado conveniente hacer una breve

descripcin de los modelos de gestin ms comunes del Ciclo Integral del Agua de uso

urbano en la prctica, dadas las caractersticas propias de ste.

B) Gestin directa.

Por la propia entidad El servicio lo presta el propio ente pblico (Ayuntamiento, Consorcio o Mancomunidad).

La direccin del servicio recae en el rgano rector del ente pblico y est sometida al

rgimen administrativo del ente que se trate.

Por organismo autnomo La responsabilidad del servicio recae en el rgano rector del ente pblico pero el servicio

se presta por un rgano constituido a tal efecto con personalidad jurdica independiente.

Empresa pblica Cuyo capital es 100% pblico. El Consejo de Administracin y la Junta General son

funcionarios. Estn sometidos al derecho Mercantil. Tienen derecho de endeudamiento

C) Gestin indirecta

Concesin El servicio es prestado por un operador privado en rgimen de concesin, el cual asume

la gestin a su riesgo y ventura, realizando las funciones establecidas en el contrato y

financiado en ocasiones determinadas inversiones. La contraprestacin es el cobro de los





servicios aplicando las tarifas contractuales ofertadas. Toda la responsabilidad del servicio

recae en el concesionario y el responsable pblico mantiene las funciones de controlador y

supervisor del cumplimiento de las condiciones contratadas.

Empresa mixta En este caso el ente pblico se asocia con un operador privado y la empresa as formada

se le encomienda la gestin del servicio.

En el acuerdo constitutivo podrn establecerse las especialidades internas tanto

estructurales como funcionales. En todo caso deber determinarse:

- Modo de constituir el capital social

- Participacin de los particulares

- Participacin de los Entes Locales (EE.LL.) en la sociedad, posibles beneficios o

prdidas

- Participacin de los EE.LL. en la direccin de la sociedad

- Casos de disolucin de la sociedad.

D) Otros mtodos En este apartado se describen otros mtodos de gestin indirecta que contempla la ley

para la prestacin de servicios pblicos, pero que para el caso de la gestin de servicios de

aguas no son habituales.

Entidad pblica empresarial Son Organismos Pblicos a los que se encomienda la realizacin de actividades

prestacionales, la gestin de servicios o la produccin de bienes de inters pblico

susceptibles de contraprestacin.

Las entidades pblicas empresariales se rigen por el Derecho privado, excepto en la

formacin de la voluntad de sus rganos, en el ejercicio de las potestades administrativas

que tengan atribuidas y en sus estatutos y en la legislacin presupuestaria

Concierto





En esta modalidad la Entidad obligada a prestar el servicio acuerda dicha prestacin con

una persona natural o jurdica que venga realizando prestaciones anlogas a las que

constituye el objeto del servicio, utilizando los servicios que esas personas tuvieran

establecidos, sin que el concierto origine una nueva persona jurdica entre las mismas.

Gestin interesada Se trata de una modalidad de gestin contractual mediante la cual la Administracin y el

empresario participan en los resultados de la explotacin del servicio en la proporcin que

establezca el contrato, pudiendo estipularse incluso un beneficio mnimo a favor de

cualquiera de las partes asociadas atendiendo al resultado de la explotacin.

Esta asociacin se formaliza con un contrato societario del que no se deriva la

constitucin de un Ente con personalidad jurdica.

2.5. Condicionantes de la ubicacin de la EDAR

En cualquier proyecto de depuracin los condicionantes de la ubicacin son importantes,

pero en el caso de las pequeas poblaciones, es ms frecuente encontrar condiciones ms

extremas como son localizaciones con difcil acceso, con elevadas pendiente, con climas

extremos de montaa, lejos de servicios generales como son el agua potable y la

electricidad, etc.

Los datos a recoger, en lo que a este punto se refieren son:

A) Datos relativos al terreno:

Superficie disponible y coste de los terrenos, incluyendo expropiaciones, servidumbres, etc. Este apartado es muy importante en los proyectos de

estaciones depuradoras de pequeas poblaciones ya que las tecnologas ms

apropiadas son las extensivas, que son las que mayores requerimientos de

superficie tienen.





Distancia a la red de colectores existente y topografa del terreno para estudiar la conexin de los puntos de vertido y la necesidad de ejecutar estaciones de

bombeo.

Caractersticas geotcnicas y topogrficas. Nivel fretico. Vas de acceso y puntos de enganche a la red elctrica.

B) Afecciones ambientales:

Cercana zonas habitadas o espacios pblicos de cara a limitar las afecciones por ruido y olores

Ubicacin en zonas protegidas prximas Impacto visual de las instalaciones

C) Climatologa:

Los parmetros climticos son importantes en cualquier tipo de tratamiento, pero en le

caso de tratamiento extensivos, los tpicos en pequeas poblaciones, pueden ser limitantes.

Precipitaciones: adems de conocer la media mensual y anual ser necesario saber si se dan episodios de torrencialidad (intensidad-duracin).

Temperaturas: medias, mximas y mnimas mensuales. Horas de sol mensuales Humedad relativa mensual Evaporacin mensual.

2.6. Resultados a obtener

2.6.1. Agua depurada.

Las caractersticas de calidad del vertido vienen reguladas en todo momento por la

legislacin vigente en materia de depuracin de aguas (En Europa por la Directiva 271/91 y

en Espaa por la transposicin de dicha directiva mediante el RD Ley 11/1995 de 28 de





diciembre y el RD 509/96 de 15 de marzo y RD 2116/98 de 2 de octubre, as como la

legislacin de calidad del agua en funcin de su destino: aguas de bao, para consumo

humano, para vida pisccola (En la documentacin complementaria se adjunta el manual

de interpretacin de la Directiva y los tres reales decretos). En la tabla siguiente se resumen

los tratamientos exigidos por la Directiva 271/91 en funcin de la poblacin y el medio de

vertido.

VERTIDO EN AGUAS COSTERAS

Tamao aglomeracin

Zona menos sensible Zona normal Zona sensible

0 -10.000 h-e T.A. T.A. T.A.

10.000 -150.000 h-e T.1 T.2 T.M.R.

>150.000 h-e T.2 ( T.1) T.2 T.M.R

VERTIDO EN AGUAS DULCES Y ESTUARIOS

Tamao aglomeracin

Zona menos sensible

Zona normal alta montaa Zona normal Zona sensible

0 -2.000 h-e T.A. T.A. T.A. T.A.

2.000 -10.000 h-e T.1 T.2 T.2 T.2

> 10.000 h-e T.2 T.2 T.2 T.M.R.

Fuente: Manual para la implantacin de sistemas de depuracin en pequeas poblaciones. CEDEX-CENTA

T.A.: Tratamiento adecuado: el tratamiento de las aguas residuales urbanas mediante cualquier proceso y/o sistema de eliminacin en virtud del cual, despus del vertido de dichas aguas, las aguas receptoras cumplan los objetivos de calidad y las disposiciones pertinentes de la presente y de las restantes Directivas comunitarias. T.1: Tratamiento primario: el tratamiento de aguas residuales urbanas mediante un proceso fsico y/o qumico que incluya la sedimentacin de slidos en suspensin, u otros procesos en los que la DBO5 de las aguas residuales que entren se reduzca por lo menos en un 20% antes del vertido y el total de slidos en suspensin en las aguas residuales de entrada se reduzca por lo menos en un 50%. T.2: Tratamiento secundario: el tratamiento de aguas residuales urbanas mediante un proceso que incluya, por lo general, un tratamiento biolgico con sedimentacin secundaria, u otro proceso en el que se respeten los requisitos del cuadro 1 del Anexo I.: reduccin DBO5> 70-90% o < 25 mg/l; reduccin DQO > 75% o < 125 mg/l; reduccin slidos en suspensin > 90% o < 35 mg/l. T.M.R: Tratamiento ms riguroso que el secundario: tratamiento mediante el cual, segn la situacin local, se reduzca el nitrgeno total, el fsforo total o ambos parmetros, de acuerdo a los siguientes requisitos: para 10.000 100.000 h-e, reduccin Nt >70-80% 80% < 1 mg/l.





Se comprueba que para las poblaciones de menos de 2.000 h-e el tratamiento exigido es

un tratamiento adecuado, no establecindose lmites para este rango de poblacin. Ello se

ha traducido en que los distintos organismos de cuenca, no slo en Europa, sino incluso

dentro del territorio nacional de Espaa, hayan fijado condiciones de vertidos muy diversas.

As, en algunos casos se est fijando los mismo lmites que para poblaciones de ms de

2.000 h-e, en otros se estn aplicando los porcentajes de reduccin y en otros se estn

fijando los lmites menores.

Lo ms recomendable segn el Manual para la implantacin de sistemas de depuracin

en pequeas poblaciones del CEDEX-CENTA es asegurar el cumplimiento de los objetivos

medioambientales en la masa de agua receptora y, si las condiciones del medio lo permiten,

los lmites podrn ser menos rigurosos que los establecidos en la Directiva 91/271/CEE. Por

otra, podran establecerse unos lmites de emisin a cumplir en todo caso en funcin del

tamao de la poblacin, independientemente de que fueran necesarios o no para alcanzar

los objetivos del medio. Dichos lmites se estableceran considerando tipologas de

tratamiento que fueran asumibles econmicamente por los diferentes rangos de poblacin.

Por todo ello, para fijar los lmites de vertido del efluente de la instalacin se tendr que

hacer una consulta al organismo de cuenta pertinente.

Respecto a la calidad del agua depurada, tambin hay que contemplar la posibilidad de

reutilizarla. Para ello se ha de hacer un estudio de las posibles demandas de este tipo de

recurso hdrico en la zona y realizar un estudio costes-beneficios que determine la viabilidad

de la reutilizacin. En el caso de que se decida reutilizar, se tendr que atender al tipo de

uso al que se destinar, ya que las exigencias de calidad cambiarn. En el caso de Espaa,

la norma que regula la reutilizacin de aguas depuradas es el Real Decreto 1620/2007, de 7

de diciembre, por el que se establece el rgimen jurdico de la reutilizacin de las aguas

depuradas. (se adjunta en la documentacin complementaria). Este Real Decreto establece

14 calidades diferentes, agrupadas en 5 grandes tipos de uso:

1.- Usos urbanos

2.- Usos agrcolas

3.- Usos industriales





4.- Usos recreativos

5.- Usos ambientales

Los parmetros que emplea para fijar las calidades son:

Biolgicos: huevos de nematodos intestinales, Escherichia coli. Fsico-qumicos: Slidos en suspensin y Turbidez. Otros: Legionella spp, Taenia saginata y solium, fsfo total y nitrgeno total

En la siguiente tabla, a modo de ejemplo, se indica los criterios de calidad que fija el Real

Decreto 1620 para las aguas regeneradas que se vayan a emplear en usos urbanos:

Tabla 2: Criterios de calidad que fija el Real Decreto 1620 para las aguas regeneradas que

se vayan a emplear en usos urbanos

2.6.2. Lodos generados

En cuanto a las caractersticas de fango generado, tal y como se desarrollar en temas

posteriores, se han de perseguir los siguientes objetivos:

Reducir el volumen, mediante la concentracin y eliminacin de agua. Estabilizarlos para evitar problemas de fermentacin y putrefaccin. Conseguir una textura que los haga manejable y fciles de transportar. Reducir los organismos patgenos





En funcin del destino los principales se exigieran lmites a unos parmetros u a otros. De

este modo, si el destino final es un vertedero se limitar el contenido de agua y la fraccin

de voltiles. Si por el contrario se va a emplear en agricultura, se limitarn tambin el

contenido en metales pesados.

Se ha de resaltar que en la explotacin, la gestin de los lodos generados, suele ser el

aspecto que ms dificultades presentas, por lo que es conveniente planificar su gestin

desde el proyecto de la estacin depuradora.

2.7. Caudales y cargas para el diseo de la EDAR

Las aguas residuales de las pequeas poblaciones difieren mucho tanto en caudal como

en carga contaminante de las generadas en las medianas y grandes aglomeraciones. Ello

se debe al diferente grado de desarrollo social y econmico.

En cuanto al caudal, las pequeas poblaciones tienen una menor capacidad de

laminacin adems de contar con menores dotaciones (en ocasiones, en el mbito rural la

dotacin de abastecimiento es muy superior a la de grandes aglomeraciones por el uso de

agua potable en riego de huertas, agua que no llegar a la EDAR). La menor capacidad

laminadora se traduce en que habr ms oscilaciones de caudal a lo largo del da. Las

menores dotaciones implican mayores concentraciones de los contaminantes y una mayor

influencia de cualquier vertido industrial en la composicin de las aguas residuales.

De esta manera, se ve claro, cmo en pequeas aglomeraciones es an ms preciso

hacer campaas de aforo y muestreo para tener un conocimiento lo ms prximo a la

realidad de las aguas residuales que tendr que tratar la estacin depuradora.

2.7.1. Caudales

Los caudales que se necesitan conocer para disear una estacin depuradora de

aguas residuales son:





Caudal diario, Qd, medido en m3/d. Este caudal suele ser la base para disear el tratamiento secundario, aunque en el caso de pequeas poblaciones, como

se ver ms adelante, hay veces que adoptan otros caudales para el

dimensionamiento.

Caudal horario medio, Qm,h, medido en m3/h. Caudal punta horario en tiempo seco, Qp,s, medido en m3/h. Este caudal se

emplea para el dimensionamiento hidrulico de la EDAR.

Caudal punta horario en tiempo de lluvia, Qp,ll, medido en m3/h. Este caudal se emplea para el dimensionamiento hidrulico de la EDAR.

En caso de se haya determinado la viabilidad de la reutilizacin de agua regenerada,

adems se tendr que fijar el caudal que se necesite regenerar. Este caudal vendr fijado

por el uso al que vaya destinada.

Seguidamente se indica cmo se pueden calcular en caso de que no se dispongan de datos

reales.

A. Caudal diario, Qd

El caudal diario de la estacin depuradora de aguas residuales ser la suma de los

siguientes caudales:

Caudal de aguas residuales urbanas, Qaru:

Caudal de actividades econmicas, Qind: industrias, agrcolas, comerciales, servicios,

etc.

Caudales de aguas parsitas, Qap:

Qd = Qaru + Qind + Qap

Para estimar el caudal de aguas residuales urbanas, Qaru lo ideal es partir de los

volmenes de agua potable facturada. Ese volumen diario se divide por la poblacin y se





obtiene la dotacin por habitante. Multiplicando la poblacin de diseo por la dotacin se

obtiene el volumen total diario de agua potable servida. En la prctica, entre el 60 y el

85% de del agua de abastecimiento consumida se transforma en aguas residuales,

dependiendo este porcentaje del consumo de agua en actividades particulares como el

riego de zonas verdes, de la existencia de fugas, del empleo del agua en procesos

productivos, etc. En pequeas poblaciones suele ser muy usual regar huertos

particulares con agua potable lo que hace que se tenga que emplear un porcentaje bajo.

En caso de no disponer de los datos de abastecimiento, situacin muy frecuente en

pequeas poblaciones, existen diversos mtodos que permiten determinar la dotacin

por habitante, basndose esencialmente en dos variables: rango de poblacin y nivel de

vida. En ambos casos cuanto mayor sea dicha caracterstica mayor ser la dotacin a

considerar.

Las distintas figuras de planificacin hidrolgica y sanitaria ya recogen tablas de

dotaciones que se pueden utilizar admitiendo errores mnimos. Se pueden utilizar las

dotaciones recogidas en el anexo II de la Orden MAM/85/2008, de 16 de enero, por la

que se establecen los criterios tcnicos para la valoracin de los daos al dominio

pblico hidrulico y las normas sobre toma de muestras y anlisis de vertidos de aguas

residuales, para las poblaciones menores de 10.000 habitantes:

Para una actividad comercial alta: 220 l/h.d.

Para una actividad comercial media: 190 l/h.d.

Para una actividad comercial baja: 170 l/h.d.

Para estimar el caudal de actividades econmicas, Qind, lo ideal es hacer una campaa de medicin de caudales nocturnos.

Para calcular el caudal de aguas parsitas, Qap no existe un criterio terico, por lo que en la prctica la nica manera de conocerlo es hacer una campaa de mediciones

nocturnas. En estas campaas se deben tener en cuenta las variaciones semanales y

estacionales as como la influencia de episodios de lluvia.





B. Caudal horario medio, Qm,h, Este caudal se calcula dividiendo el caudal diario entre 24 horas del da.

24QdhQm, =

C. Caudal punta horario en tiempo seco, Qp,s

Dado que el caudal de aguas residuales que llega a la planta no es continuo, sino que

presenta variaciones horarias, se ha de estudiar su variacin a lo largo del da, de la semana

e incluso del ao ya que no todos los sistemas de tratamiento se adaptan con igual xito a

estas variaciones.

Si no podemos conocer la variacin del caudal a lo larga del da a partir de una campaa

de medicin, se puede calcular el caudal punta horario en tiempo seco como la suma de los

siguientes caudales:

Caudal punta horario de aguas residuales urbanas, Qparu:

Caudal punta horario de actividades econmicas, Qpind: industrias, agrcolas,

comerciales, servicios, etc.

Caudales de aguas parsitas, Qap:

Qp,s = Qparu + Qpind + Qap





Figura 3.1 Variacin horaria del caudal en un da

En caso de no disponer de estos datos, se recurre a un coeficiente, denominado

coeficiente de caudal punta (Cp) que multiplica al caudal medio horario de aguas residuales.

Este coeficiente depende mucho de las caractersticas de cada poblacin. Los valores que

se pueden adoptar los siguientes valores:

- para poblaciones entre 1.000 y 2.000 h-e: Cp= 2,5

- para poblaciones entre 500 y 1.000 h-e: Cp= 3,0

- para poblaciones < 500 h-e: Cp= 3,5

D. Caudal punta horario en tiempo de lluvia, Qp,ll

Este caudal es la suma de los siguientes caudales:

Caudal punta horario en tiempo seco, Qp,s :

Caudal de agua de lluvia a tratar, Qll

Qp,ll = Qp,s + Qll

La cuestin a resolver en este punto es determinar el caudal de lluvia que hay que tratar.

Las aguas de escorrenta recogidas por la red de saneamiento, al contrario de lo que se

sola penar tiempo atrs, suelen entrar muy cargadas a la edar, sobretodo las primeras en





llegar, adems de incrementar extraordinariamente los caudales. Se ha comprobado que el

agua de lluvia que llega a la edar en los primeros minutos de un aguacero puede estar ms

contaminada que el agua residual urbana que ha de depurar la EDAR. Pero el intentar tratar

toda el agua de lluvia suele ser un problema que puede llegar a ser inviable en todas las

estaciones depuradoras, y en una pequea instalacin, an ms. Por ello, hay que llegar a

un equilibrio entre la capacidad de tratamiento de la depuradora y la capacidad del medio de

asimilar el agua no depurada. El organismo de cuenca encargado de autorizar los vertidos

nos marcar hasta qu punto se ha de depurar.

Por todo ello habr que hacer una estrategia que afecta no slo a la EDAR sino a la red

de saneamiento completa. Se han de seguir los siguientes pasos:

Consulta al organismo de cuenca: en funcin de los condicionados que ste fije en el condicionado de las autorizaciones de vertido, normalmente mediante el

establecimiento de coeficientes de dilucin, se tendrn que hacer unas actuaciones u

otras tanto en la red de saneamiento como en la EDAR.

Intentar que la red de saneamiento sea separativa. En las pequeas poblaciones, en contra de lo que se pueda pensar, las redes suelen ser separativas o en su mayor

parte separativa. Ello es debido a que las aguas de lluvias suelen ser evacuadas por

los propios viales (calles) hasta redes de drenaje naturales y por tanto no hay

imbornales salvo en aquellos puntos en los que no hay una salida natural para el

agua de escorrenta.

Determinar la necesidad de disear un tanque de tormenta. Los tanques de tormenta son unos elementos de control de la red de saneamiento destinados a

limitar el caudal producido en los periodos de tiempo de lluvia. Durante la primera

fase del evento lluvioso es donde se concentra la mayor parte de la contaminacin,

por ello resulta imprescindible conducir este agua hasta la estacin depuradora. Si el

fenmeno de lluvia continua, el agua sobrante se aliviar directamente al cauce,

habindose diluido la contaminacin del agua dentro del tanque de tormenta. (ms

informacin sobre tanques de tormenta en la documentacin complementaria y

adems de recomendar la Gua Tcnica Sobre Redes de Saneamiento y Drenaje

Urbano, CEDEX, 2009 ISBN 9788477904915). En funcin de los condicionantes del





organismo de cuenca ser necesario recurrir a estos elementos o no. En el caso de

pequeas poblaciones slo se han de ejecutar estos elementos cuando sean

imprescindibles para mantener el buen estado de los cauces puesto que su

explotacin es complicada. En caso de que se tengan que ejecutar estaciones de

bombeos, se pueden disear de manera que hagan la funcin de pequeos tanques

de tormenta aumentando su capacidad de pulmn (se recuerda que en la

documentacin complementaria se ha adjuntado un manual del proyectista de

bombeos)

Figura 3.2 Variacin del caudal y la concentracin de slidos en suspensin en el agua de lluvia

en funcin del tiempo

Determinar los caudales a tratar en cada fase de la depuradora en caso de necesitar depurar parte del agua de lluvia. Puede ser recomendable que el

pretratamiento trate un caudal superior al caudal punta en tiempo seco (5 6 veces

el caudal medio) para evitar el vertido al cauce receptor de una importante parte de

slidos, arenas y grasas. El tratamiento primario se dimensionara para el caudal

punta en tiempo seco. En el caso del tratamiento secundario, lo habitual es coger el

caudal medio en tiempo seco para su dimensionamiento. En pequeas poblaciones,

este criterio puede comprometer el rendimiento del sistema de depuracin ya que en

este tipo de ncleos las puntas de caudal son mayores que en las grandes

aglomeraciones. Por ello, en caso de tener una red unitaria y tener un medio receptor

sensible que condiciona los vertidos, el tratamiento secundario se debe dimensionar





con el caudal punta en tiempo seco (Qp,s). No tendra sentido hacer el

dimensionamiento con caudales superiores porque implicara que el agua en tiempo

de lluvia entrara muy diluida, recordemos que los coeficientes de caudal punta en

tiempo seco pueden alcanzar valores de hasta 4.

2.7.2. Cargas contaminantes

Los datos de contaminacin se expresan en mg/l y se deben considerarse como mnimo

los siguientes parmetros: DBO5, DQO y SS. En casos concretos habr que medir el

contenido en nutrientes (nitrgeno y fsforo) si se quieren eliminar para evitar la

eutrofizacin, u otros parmetros que pudieran distorsionar el proceso biolgico (como la

conductividad en caso de tener industrias dedicadas al curado de jamones).

Los valores de cada uno de los parmetros necesarios para el diseo son:

Concentracin media y carga diaria en tiempo seco (mg/l y kg/d). Concentracin y carga diaria nominal (mg/l y kg/d). Concentracin y carga horaria media (mg/l y kg/h). Concentracin y carga horaria punta en tiempo seco (mg/l y kg/h). En caso de estacionalidad, las cargas anteriores se establecern para

temporada alta y temporada baja.

Cargas previstas para el ao horizonte

Para el diseo se tomarn los datos correspondientes a la semana del ao en tiempo

seco ms cargada.

La manera ms directa y precisa de conocer la carga contaminante que llegar a la

EDAR es realizar una campaa analtica de un ao de duracin en donde se pueden llegar a

conocer las condiciones particulares de lo vertidos as como los caudales, sus distintas

variaciones y indefinitiva conocer con mayor exactitud el problema de partida.





En caso de no disponer de una campaa analtica, la carga en tiempo seco puede calcularse sumando a la carga de las aguas residuales urbanas la carga de las actividades industriales, agrcolas y comerciales.

Unos ratios aceptados para estimar la carga correspondiente a las aguas residuales urbanas son los establecidos en la norma ATV-DVWK-131E, 2000.

Parmetros Cargas en g/h-e da

DBO5 60

DQO 120

SS 70

NTK 11

Pt 1,8

Tabla 3: Ratios de carga contaminante por h-e ((ATV-DVWK-A 131E, 2000)

En cuanto a la carga de las aguas residuales industriales, agrcolas y comerciales, suele ser complicado obtener datos aproximados a la realidad. Se recomienda hacer una

encuesta de las actividades implantadas en el ncleo de poblacin en el que se determine la

naturaleza de los productos determinados, horarios de actividad, cantidad y naturaleza de la

contaminacin vertida, etc. Tambin es una buena prctica recabar de los responsables de

las actividades industriales que declaren por escrito los caudales y cargas contaminantes

que vierten a la red de saneamiento.

La carga de la aguas de lluvia es muy variable dependiendo de mltiples factores como la

meteorologa, el tipo de cuenca que se drena, las caractersticas de la red, de tipo de

limpieza viaria que se realice, etc. Para su clculo se puede recurrir a los siguientes ratios

propuestos por el CEDEX y el CENTA:

DBO5 en tiempo de lluvia: 1,5 veces la carga de DBO5 en tiempo seco. DQO en tiempo de lluvia: 1,5 veces la carga de DQO en tiempo seco. SS en tiempo de lluvia: 2,0 veces la carga de SS en tiempo seco. NTK en tiempo de lluvia: 1,2 veces la carga de NTK en tiempo seco. P en tiempo de lluvia: 1,2 veces la carga de P en tiempo seco.





3. ELECCIN DEL SISTEMA A DISEAR

El reto a la hora de disear una depuradora de aguas residuales para una pequea

poblacin no es una cuestin de disponibilidad tecnolgica sino de acierto en la correcta

seleccin de la tecnologa ms apropiada para cada situacin.

A la hora de seleccionar el sistema de depuracin ptimo para un caso concreto, lo

primero es saber qu nivel de depuracin es el que nos exigen. Para las poblaciones de

menos de 2.000 habitantes-equivalentes la normativa exige un tratamiento adecuado de

las aguas residuales, entendindose como tal aquel tratamiento que permita que las aguas

receptoras cumplan despus del vertido los objetivos de calidad previstos.

El concepto de tratamiento adecuado establecido para pequeas poblaciones, es

mucho ms amplio y flexible que los lmites fijos de emisin establecidos

reglamentariamente para grandes vertidos. Por tanto, el sistema de depuracin escogido

podr ser ms o menos intenso en funcin de la naturaleza del vertido y del medio receptor.

Las tecnologas empleadas en los sistemas de depuracin en pequeos ncleos de

poblacin deben cumplir los siguientes requisitos:

Adecuadas a los recursos tcnicos y econmicos: Han de ser tecnologas que requieran un mantenimiento sencillo. Deben tener unos costes mnimos de

implantacin y explotacin, prescindiendo en lo posible de consumo energtico,

elementos electromecnicos y reactivos qumicos. Adems deben tener una gestin

sencilla de los lodos generados en la depuracin.

Sistemas robustos: Los sistemas de tratamiento deben ser robustos, capaces de autorregularse de forma eficaz en un amplio rango de caudal y carga para obtener un

efluente con una calidad suficiente.

Integracin ambiental: Las instalaciones deben adecuarse al entorno con la mayor integracin ambiental posible, buscando incluso proporcionar un valor aadido de

carcter educativo, turstico o recreativo.





Las tecnologas de depuracin de aguas residuales urbanas que renen estas

caractersticas se conocen bajo el nombre genrico de "Tecnologas no convencionales".

Dentro de estos sistemas de depuracin hay varias alternativas pero no todas son

igualmente eficaces en todos los municipios. Adems de cuestiones ya mencionadas, como

los requerimientos ambientales del cauce receptor o la naturaleza del agua residual de la

poblacin, hay que tener en cuenta otros condicionantes como la climatologa, la superficie

disponible, etc.

La variedad de sistemas de depuracin aplicables al tratamiento de las aguas residuales

de pequeas poblaciones, as como su posible combinacin, es muy amplia. Las

tecnologas que pueden tener una mayor aplicacin son las siguientes:

PRETRATAMIENTOS

Desbaste

Desarenado

Desengrasado

TRATAMIENTOS PRIMARIOS

Fosas spticas

Tanques Imhoff

Decantacin primarias

TRATAMIENTOS SECUNDARIOS - TECNOLOGAS EXTENSIVAS

Lagunajes

Humedal artificial de flujo horizontal

Humedal artificial subsuperficial de flujo horizontal

Humedal artificial subsuperficial de flujo vertical

Humedales artificiales

Humedal artificial de macrfitos en flotacin

Filtros intermitentes de arena

Infiltracin-percolacin





TRATAMIENTOS SECUNDARIOS - TECNOLOGAS INTENSIVAS

Aireaciones prolongadas

Lechos bacterianos

Contactores biolgicos rotativos

Reactores secuenciales

Tabla 4: Tecnologas aplicables en pequeos ncleos

Un correcto anlisis de estas circunstancias es imprescindible para la acertada eleccin

de la tecnologa ms adecuada, siendo perfectamente factible la combinacin de varias de

ellas. Para llegar a la determinacin de la lnea de agua ptima se pueden seguir tres

caminos, igualmente vlidos, que se describen en los siguientes apartados:

a) Sistemas en forma de rbol de decisin

b) Mediante matrices de decisin

c) Criterios de seleccin y valoracin de cada uno de ellos

3.1. Sistemas en forma de rbol de decisin

Podramos definir un rbol de decisin como un sistema que nos ayuda a llegar a una

conclusin respondiendo a una serie de preguntas secuenciales. Un rbol de decisin

aceptado es el propuesto por la Comisin Europea en el manual Figura 3.3: Procesos

Extensivos de Depuracin de las Aguas Residuales adaptadas a las pequeas y medias

colectividades (500-5.000 h.e.) que se reproduce seguidamente.





Figura 3.3 Procesos Extensivos de Depuracin de las Aguas Residuales adaptadas a las

pequeas y medias colectividades (500-5.000 h.e.) (Comisin Europea, 2001)

3.2. Mediante matrices de decisin

En las matrices de decisin se le asigna una nota a las cualidades que presenta cada

tecnologa de depuracin y estas son corregidas por un peso especfico Lo que

pretendemos con este trmino es dar distinta importancia a cada aspecto que se tiene en

cuenta a la hora de decantarse por un sistema de depuracin.

En la siguiente tabla se presenta la estructura que pronote Collado para una matriz de

decisiones.





Tabla 5: Matriz de decisin. Depuracin de Aguas Residuales en Pequeas Comunidades

(R. Collado, 1992)

A continuacin propongo una construccin de una matriz de decisin, en concreto se

trata de la matriz construida para la elaboracin del Plan Integral de Saneamiento del Ro

Fardes en la provincia de Granada, elaborado en el ao 2001. Se trata de dar una

orientacin de cmo elaborar la matriz, as que los valores indicados en el ejemplo pueden

ser modificados a criterios del tcnico.

3.2.1. Ejemplo de matriz de decisin

Se pretende sentar las bases para realizar un estudio comparativo entre las diferentes

soluciones de depuracin y marcar unos criterios de seleccin de alternativas, que sirva

para justificar las soluciones ms adecuadas en cada caso concreto de aplicacin.

Para establecer unos criterios de seleccin entre las diferentes alternativas posibles,

resulta necesaria la comparacin de diferentes aspectos. Se han considerado los siguientes:

a) SUPERFICIE NECESARIA.

b) SIMPLICIDAD DE CONSTRUCCIN.





Movimiento de tierras.

Obra civil.

Equipos

c) MANTENIMIENTO Y EXPLOTACIN.

Simplicidad de funcionamiento.

Necesidad de personal.

Control.

d) COSTOS DE CONSTRUCCIN.

e) COSTOS DE EXPLOTACION Y MANTENIMIENTO.

f) RENDIMIENTOS.

DQO- DBO-SS-Nt-Pt-Coliformes.

g) ESTABILIDAD.

Efecto de la temperatura.

Turbidez efluente.

Variacin de caudal y carga.

h) IMPACTO AMBIENTAL.

Molestia de olores.

Molestia de ruidos.

Molestia de insectos.

Integracin con el entorno.

Riesgos para la salud.

Efectos en el suelo.

i) PRODUCCION DE FANGOS.

j) COINCIDENCIA DEL SITEMA DE TRATAMIENTO





Preseleccin

En una primera fase, se ha de realizar una preseleccin de entre todos los sistemas de

depuracin. Para ello se han de tener muy presentes las circunstancias especficas de cada

poblacin:

- Poblacin de clculo.

- Superficie disponible.

- Grado de depuracin exigido (legislacin sobre vertidos).

- Limitaciones econmicas tanto en construccin como explotacin.

- Tipo de agua residual a tratar y

- Otras caractersticas propias de cada lugar que haga viables o

desechables alguna de las alternativas propuestas.

Seguidamente se presenta una tabla con los rangos de aplicacin de cada sistema de

tratamiento segn diferentes fuentes:

Sistema de tratamiento

P.D.A.R.P.G1 Ramn Collado2 Manual CEDEX

Fosa sptica 10.000 Lagunaje natural

1 Plan Director de Aguas Residuales de la Provincia de Granada. 2 Los valores que presentamos de autor son los que l considera de mucha aplicacin y media.





Sistema de tratamiento

P.D.A.R.P.G1 Ramn Collado2 Manual CEDEX

Laguna anaerobia - 100->10.000

Laguna facultativa >200 200->10.000

50-2.000

Lagunaje completo >200 - -

C.B.R. 2.000-20.000 2.000->10000 50-2.000

Lechos bacterianos >6.000 200->10.000 50-2.000

Oxidacin

prolongada 1.000-10.000 100->10.000 500-30.000

F.A. convencionales >10.000 - >20.000

* Los datos vienen dados en h-e

Tomando como referencia la tabla anterior, a la hora de realizar la preseleccin de

sistemas de tratamiento se considerar la siguiente:

Sistema Rango de poblacin (h-e)

Fosa sptica < 90

Tanque Imhoff < 500

Decantador-digestor 500-1.000

Decantador primario 500-2.000

Lechos de turba < 2.000

Filtro verde

Infiltracin rpida < 2.000

Escorrenta superficial < 2.000

Laguna aireada 500-20.000

Laguna aerobia < 10.000

Laguna anaerobia < 10.000

Laguna facultativa < 10.000

Lagunaje completo >200





Sistema Rango de poblacin (h-e)

C.B.R. 1.000-15.000

Lechos bacterianos 1.000-15.000

Oxidacin prolongada 500-15.000

F.A. convencionales >10.000

Seleccin

Una vez que hemos preseleccionado aquellas soluciones que se adaptan mejor, en

un primer momento (o mejor dicho desechadas aquellas inviables desde un principio), al

caso en concreto, pasamos a ver razonada y justificadamente cules de ellas son las ms

vlidas. Para ello vamos a recurrir a un sistema de matrices en las que se expone la

idoneidad de cada sistema en cuanto a cada uno de los aspectos tenidos en cuenta,

valorada cuantitativamente (nota). La nota obtenida en cada uno de los aspectos se ver

modificada por un coeficiente, peso especfico, que resalta la importancia que le damos a

cada aspecto. Las matrices mencionadas se muestran y comenta a continuacin:

a) Superficie necesaria.

Los sistemas que mayor superficie requieren por habitante son los filtros

verdes (10 - 900 m2/hab) y los de menor ocupacin son los tanques Imhoff, fosas

spticas y decantadores digestores (0,05 - 0,1 m2/hab). Los sistemas de aplicacin

subsuperficial y superficial, requieren grandes superficies de terreno. Le siguen, en

orden de mayor a menor necesidad de rea, los sistemas de lagunaje, con valores

comprendidos entre 1 y 3 m2/hab para las lagunas aireadas y entre 2 y 20 m2/hab

para las facultativas. Finalmente sealemos que los sistemas de aireacin

prolongada y procesos biopelcula requieren muy poca superficie (0,4 - 1,0 m2/hab).





Sistema Demanda de rea

m2/h-e Nota

Fosa sptica 0.1-0.5 9

Tanque Imhoff 0.05-0.1 10

Decantador-digestor 0.05-0.1 10

Decantador primario 1-3 6

Lechos de turba 0.6-1 7

Filtro verde 10-90 1

Infiltracin rpida 1-22 2

Escorrenta superficial 10-44 1

Laguna aireada 1-3 6

Laguna aerobia 4-8 4

Laguna anaerobia 1-3 6

Laguna facultativa 2-20 2

Lagunaje completo 6-20 2

C.B.R. 0.4-0.8 8

Lechos bacterianos 0.4-0.9 8

Oxidacin prolongada 0.2-1 8

F.A. convencionales 0.16-0.3 10

b) Simplicidad de construccin.

El movimiento de tierras que se realiza en la fase constructiva de un sistema

de tratamiento de aguas residuales, resulta habitualmente simple en su ejecucin en

la mayora de los casos, salvo circunstancias especiales debidas a la naturaleza del

terreno. Los sistemas de lagunaje y los decantadores son los sistemas que pueden

presentar mayor complejidad en la fase constructiva del movimiento de tierras.





En las variables obra civil y equipos, los resultados numricos muestran una

marcada diferencia entre los fangos activos frente al resto de los sistemas. Las bajas

valoraciones obtenidas en su matriz, reflejan la complejidad en la instalacin de los

equipos mecnicos de dichos sistemas de tratamiento de agua residual.

SISTEMA Mov

tierras Obra civil Equipos TOTAL NOTA

Fosa sptica MS MS MS 30 10

Tanque Imhoff C S MS 23 8

Decantador-digestor C S MS 23 8

Decantador primario S S S 24 8

Lechos de turba MS S MS 28 9

Filtro verde MS MS MS 30 10

Infiltracin rpida S MS MS 28 9

Escorrenta superficial MS MS MS 30 10

Laguna aireada C MS S 23 8

Laguana aerobia C MS MS 25 8

Laguna anaerobia C MS MS 25 8

Laguna facultativa C MS MS 25 8

Lagunaje completo C MS MS 25 8

C.B.R. MS C C 20 7

Lechos bacterianos MS C C 20 7

Oxidacin prolongada S MC MC 12 5

F.A. convencionales S MC MC 12 5

MS = muy simple= 10 S = simple = 8

C = complicado = 5

MC = muy complicado = 2





c) Explotacin y mantenimiento

El lagunaje es el sistema que ofrece mayor flexibilidad y simplicidad de

funcionamiento, y los sistemas ms complejos de instalacin: fangos activos

convencionales y aireacin prolongada son tambin los de mayor complejidad en

funcionamiento.

En cuanto a su complejidad en el mantenimiento de los sistemas de

tratamiento de aguas residuales, vuelven a ser la aireacin prolongada y fsico-

qumico, los que ocupan la peor situacin.

Los sistemas de lagunaje y aplicacin al terreno, requieren menor frecuencia

en el control que el resto de los procesos.

SISTEMA Funcionamiento Personal Control TOTAL NOTA

Fosa sptica MS P P 30 10

Tanque Imhoff S P P 28 9

Decantador-digestor S P P 28 9

Decantador primario S P P 28 9

Lechos de turba S R P 25 8

Filtro verde MS P P 30 10

Infiltracin rpida S P P 28 9

Escorrenta

superficial S P P 28 9

Laguna aireada N R R 20 6

Laguna aerobia MS P P 30 10

Laguna anaerobia MS P P 30 10

Laguna facultativa MS P P 30 10

Lagunaje completo S R R 22 6





SISTEMA Funcionamiento Personal Control TOTAL NOTA

C.B.R. C R M 16 5

Lechos bacterianos C R M 16 5

Oxidacin

prolongada MC R M 13 3

F.A. convencionales MC M M 10 2

MS = muy simple= 10 P = poco = 10

S = simple = 8 R = regular = 7

N =normal = 6 M = mucho = 4

C =complicado = 5

MC =muy complicado = 2

d) Costos de construccin.

Seguidamente presentamos una tabla con los costes construccin en millones de

pesetas (ao 2001). Se ha tomado como fuente el Plan Director de Aguas Residuales de la

Provincia de Granada, en el cual se puede encontrar una tabla obtenida en base a los

costes de estaciones depuradoras construida en la provincia de Granada. Estas tablas se

realizaron en el ao 1992 por lo que las hemos actualizados a pesetas de 2001.

39

COSTES DE CONSTRUCCIN DE ESTACIONES DEPURADORAS EN MILES DE PESETAS/h-e (ao 2001)

POBLACIN NIVEL SISTEMAS

100 200 1.000 2.000 5.000 10.000 20.000 50.000

Fangos activos - C.B.R. - - - 178 104 70 50 32.5

3 Lechos bacterianos Laguna aireada

- - - 141.5 83.2 56 40 26

C.B.R. -Aireacin

prolongada- -fangos

activos

- - - 111 65 43.7 31.25 20.3

Lechos bacterianos

Laguna aireada - - - 88.5 52 35.0 25 16.24

Filtro verde - 60 31 24 18 15.6 15 13.74

Lagunaje completo - 50 30 21 15.6 12.5 10 8.74

Infiltracin rpida - 40 25 18 13.2 10.6 - -

2

Lagunaje facultativo

Escorrenta superficial - 35 21 15 11.2 8.7 7 6.12

Lechos de turba - 80 34 22.5 20.6 18.7 17.5 -

Tanque Imhoff-

decantador digestor-

decantador1

40 25 15 12.5 8.2 6.9 - - 1

Laguna anaerobia 30 20 10 8.75 6.2 - - -

0 Pretratamiento 18 12.5 4 3.5 - - - -

CURSO: DEPURACIN DE AGUAS RESIDUALES EN PEQUEAS POBLACIONES (ON LINE)



e) Costos de explotacin y mantenimiento.

Del mismo modo que la anterior, se presenta la presente tabla de costes de

explotacin y mantenimiento de estaciones depuradoras basndonos en el Plan Director.


Tema 3: Aspectos especficos a tener en cuenta en el diseo de sistemas de depuracin para pequeas poblaciones Pgina 41

POBLACIN NIVEL SISTEMAS

100 200 1.000 2.000 5.000 10.000 20.000 50.000

Fangos activos - - - 4.55 3,674 3,26 2,806 2,355

3 Lechos bacterianos C.B.R.

- - - 3,375 2,7 2,356 2,081 1,8124

Aireacin prolongada

fangos activos - - - 3,75 3,1 2,712 2,3405 1,9624

Lechos bacterianos

Laguna aireada-C.B.R. - - - 2,8 2,25 1,962 1,7375 1,51

Lagunaje completo

Lagunaje facultativo

Escorrenta superficial

Infiltracin rpida

Filtro verde

- 3,65 2,41 1,95 1,45 1,212 1,056 0,905 2

Lechos de turba

Fosa sptica

Tanque Imhoff

Decantador digestor

Decantador1

Laguna anaerobia

2,3 1,8 1,21 1 0,724 0,6 0.5 -

0 Pretratamiento 1,1 0,85 0,6 0,485 - - - -

COSTES DE EXPLOTACIN Y MANTENIMIENTO EN MILES DE PESETAS POR HABITANTE Y AO (pts del ao 2001)




f) Rendimientos.

De forma global en los sistemas de aplicacin al terreno, tanto superficial como

subsuperficial, se alcanzan los niveles ms altos de rendimientos en la depuracin de aguas

residuales, y como sabemos en los tratamientos previos (fosa sptica, tanque Imhoff) se

obtienen los rendimientos ms bajos.

DQO, DBO: Los tratamientos de aplicacin subsuperficial, son los que presentan mejor rendimiento, con valores medios que oscilan entre 78 y 94 %, y los que

presentan menor rendimiento son los tratamientos previos, con valores medios

que oscilan entre 39 y 43 %. El resto de los sistemas presentan valores medios

que oscilan entre 75 y 80 %.

SS: En los tratamientos primarios se obtienen los niveles ms bajos de rendimiento en eliminacin de SS, con un valor medio de 63 %, y en filtros verdes

se consiguen los ms altos, con valores comprendidos entre 92 y 99 %. Para

el resto de los sistemas se obtiene una eliminacin de SS media del 80%.

Nt, Pt: Los mayores rendimientos en la eliminacin de nutrientes se obtienen con los sistemas de aplicacin superficial. Con filtros verdes pueden alcanzarse

rendimientos del 90%. Los niveles ms bajos se obtienen con los tratamientos

primarios y de lagunaje. Los procesos biopelcula y convencionales ocupan una

situacin intermedia, salvo los procesos de baja carga y fisicoqumico donde se

alcanzan altos porcentajes (90%) de nitrificacin y eliminacin de fsforo (90%)

respectivamente.

Coliformes: En lagunaje y aplicacin al terreno, tanto superficial como subsuperficial se alcanzan los rendimientos ms altos, con valores que superan el

99 %.

Seguidamente presentamos los rendimientos alcanzados por cada uno de los

sistemas segn varias fuentes:




SISTEMA DBO5 DQO SS P N NOTA

Fosa sptica 10-50 - 40-50 - - 4

Tanque Imhoff 25-60 - 60-70 - - 5

Decantador-digestor 30-60 - 65-75 - - 5

Decantador primario 10-40 - 60-70 - - 5

Lechos de turba 80-85 80-85 90-95 30-40 50-60 8

Filtro verde 90-95 90-95 95-99 85-90 90-95 9

Infiltracin rpida 90-95 70-80 90-95 25-40 90-95 9

Escorrenta superficial 90-95 60-70 70-80 20-30 45-50 9

Laguna aireada 75-85 75-85 70-90 15-45 10-40 7

Laguna aerobia - - - - - 7

Laguna anaerobia - - - - - 5

Laguna facultativa 70-85 70-85 60-80 15-40 55-80 7

Lagunaje completo 80-95 80-95 70-90 40-60 55-85 8

C.B.R. 80-90 80-90 70-80 20-25 40-50 9

Lechos bacterianos 70-80 70-90 90-99 10-20 20-55 9

Oxidacin prolongada 80-90 80-90 90-95 15-20 30-40 9

F.A. convencionales 80-95 85-95 90-99 10-20 15-40 10

g) Estabilidad.

De forma global los ms estables son los procesos de aplicacin al terreno, procesos

biopelcula y tratamientos convencionales. Los ms inestables son los tratamientos

primarios y los sistemas de lagunajes.

La estabilidad respecto de la temperatura se analiza en funcin de su incidencia

sobre el grado de depuracin, siendo el lagunaje el proceso ms sensible a sus efectos en

el rendimiento, debido a las caractersticas propias del sistema.




Los sistemas que mejor calidad del efluente mantienen en forma permanente, son

los procesos de aplicacin al terreno. Los de peor calidad son los tratamientos primarios,

lagunaje y fsico-qumico. Los procesos biopelcula y tratamiento convencional mantienen

una situacin intermedia.

Los ms estables frente a las variaciones de caudal son una vez ms los sistemas

de aplicacin al terreno. Tambin resultan muy estables en este punto los procesos de

lagunaje. Los procesos biopelcula y convencional ocupan una situacin intermedia.

SISTEMA Efectos

temperatura Turbidez efluente

Variacin caudal-carga

TOTAL NOTA

Fosa sptica 3 1 2 6 1

Tanque Imhoff 4 1 3 8 1

Decantador-digestor 4 2 4 10 2

Decantador primario 2

Lechos de turba 8 5 5 18 5

Filtro verde 3 10 10 33 10

Infiltracin rpida 6 10 10 26 8

Escorrenta superficial 10 3 10 23 7

Laguna aireada 3 2 10 15 3

Laguna aerobia 3 1 10 14 3

Laguna anaerobia 3 3 10 16 3

Laguna facultativa 3 3 10 16 3

Lagunaje completo 3 2 10 15 3

C.B.R. 5 5 10 20 6

Lechos bacterianos 5 5 5 15 3

Oxidacin prolongada 5 3 10 18 5

F.A. convencionales 5 4 9 18 5




h) Impacto ambiental.

La recopilacin bibliogrfica ha sido la fuente principal de la valoracin numrica que

se ha obtenido para cada variable. La manera adecuada de obtener un resultado fiable, es

mediante el estudio pormenorizado de cada caso en particular.

Los sistemas que presentan mejor integracin paisajstica son los procesos de

lagunaje, algunos sistemas de aplicacin superficial (lechos de juncos, tratamientos previos

(enterrados) y los procesos de aplicacin subsuperficial, salvo los filtros intermitentes de

arena. Los sistemas que presentan peor integracin en el medio natural son los intensivos.

SISTEMA Olores Ruidos Insectos IntegracinRiesgos

de salud

Efectos en el suelo

TOTAL NOTA

Fosa sptica 2 10 8 10 4 8 42 7

Tanque Imhoff 2 10 8 10 4 8 42 7

Decantador-

digestor 2 10 8 10 4 8 42 7

Decantador

primario 2 10 5 7 6 8 38 5

Lechos de

turba 5 10 5 7 7 10 44 8

Filtro verde 2 10 2 7 7 5 33 2

Infiltracin

rpida 2 10 5 7 4 2 30 1

Escorrenta

superficial 5 10 5 7 4 2 33 2

Laguna

aireada 7 2 5 7 7 5 34 3

Laguna 5 10 5 7 7 5 39 5




SISTEMA Olores Ruidos Insectos IntegracinRiesgos

de salud

Efectos en el suelo

TOTAL NOTA

aerobia

Laguna

anaerobia 2 10 5 7 4 5 33 2

Laguna

facultativa 5 10 5 7 7 5 39 5

Lagunaje

completo 3 10 5 7 6 5 36 4

C.B.R. 8 9 10 4 10 10 51 10

Lechos

bacterianos 8 9 8 4 10 10 49 10

Oxidacin

prolongada 8 2 10 4 10 10 44 8

F.A.

convencionales 8 2 10 4 10 10 44 8

i) Produccin de fangos.

La produccin y tratamiento de los lodos en un proceso de depuracin de aguas

residuales, muchas veces absorbe una gran parte de los costos de explotacin, por lo que

deben considerase prioritarios aquellos sistemas donde la produccin de fangos sea menor.

Los sistemas de aplicacin al terreno, tanto superficial como subsuperficial, tienen

una produccin de fangos nula o casi nula, aunque no deben olvidarse los que se producen

en los tratamientos previos a su aplicacin. Los sistemas donde se produce la mayor

cantidad de fangos son la aireacin prolongada y, sobretodo, el tratamiento fsico-qumico

(6-25 hm3 AR). En tratamientos previos (fosa sptica y tanque Imhoff), la produccin es

similar a la de los sistemas de lagunaje, si bien estos ltimos presentan la ventaja, debido a




sus grandes dimensiones, de almacenar los fangos producidos en el tiempo, llegndose a

su mineralizacin y evacuacin posterior cada cierto nmero de aos. En los procesos

biopelcula, la produccin es inferior a la que se obtiene en los tratamientos convencionales

y algo mayor que en los tratamientos previos y lagunaje.

SISTEMA Produccin de

fangos(l/m3) Recogida NOTA

Fosa sptica 0.9-2 Anual 9

Tanque Imhoff 1.5-2 6 meses 7

Decantador-digestor - 6 meses 9

Decantador primario 2.5 < 6 meses 4

Lechos de turba 0.5-1 >1 ao 10

Filtro verde no no 10

Infiltracin rpida - < 6 meses 9

Escorrenta

superficial no no 10

Laguna aireada 1-2.5




j) Coincidencia del sistema de tratamiento.

En el caso de planificar actuaciones en varios ncleos, es conveniente agrupar las

poblaciones a la hora de llevar acabo la explotacin. Esto nos hace que introduzcamos un

ltimo factor que lo hemos denominado coincidencia del sistema de depuracin.

La forma de estimar este factor ser la siguiente, una vez que se hayan

preseleccionado los distintos sistemas de depuracin para cada ncleo, se ver el sistema

que ms predomina en cada agrupacin, segn el grado de predominancia de cada sistema

se le conceder una nota. El sistema que ms predomine obtendr una nota de 10.

k) Pesos especficos

Lo que pretendemos con este trmino es el de darle distinta importancia a cada

aspecto que se tiene en cuenta a la hora de decantarse por sistema de depuracin. Los

pesos especficos que hemos considerado son los siguientes:

Aspecto Peso especfico

Superficie 0,08

Construccin 0,08

Explotacin 0,12

Costes de construccin 0,12

Costes de mantenimiento 0,14

Rendimiento 0,08

Estabilidad 0,08

Impacto ambiental 0,08

Produccin de fangos 0,08

Factor de coincidencia 0,14




Como se puede apreciar la suma de todos ellos es 1, lo que hace que el valor

asignado a cada peso nos dice el tanto por ciento sobre el total que representa el aspecto

en cuestin.

Se le han dado ms importancia (0,14) a los costes de mantenimiento y al factor de

coincidencia. Ello es debido a que consideramos la explotacin el aspecto ms importante

dado las caractersticas de los ncleos con los que trabajamos.

Les sigue en importancia con un valor de 0,12 a la facilidad de explotacin y los

costes de construccin. Consideramos estos aspectos ms importantes que los que restan,

debido a que: por lado le seguimos dando importancia a la explotacin y por otro

pretendemos que la inversin inicial sea la menor posible.

Para aclarar un poco la idea de la utilizacin de las matrices seguidamente

presentamos lo que sera un a tabla tipo para un caso genrico:




TECNOLOGA Sup

erfic

ie

Con

stru

cci

n

Exp

lota

cin

Cos

tes

cons

trucc

in

Cos

tes

man

teni

mie

nto

Ren

dim

ient

os

Est

abilid

ad

Impa

cto

ambi

enta

l

Pro

ducc

in

de fa

ngos

Fact

or d

e co

inci

denc

ia

RES

ULT

AD

O F

INA

L

Fosa sptica 10 10 10 4 2 6 9 0

Tanque Imhoff 10 8 9 5 3 6 8 0

Decantador-digestor 10 8 9 5 4 6 7 0

Decantador primario 8 8 9 5 3 4 7 0

Lecho de turba 9 9 8 8 6 7 9 0

Filtro verde. 1 10 10 9 8 3 10 0

Infiltracin rpida. 6 9 9 9 9 2 9 0

Escorrenta superficial. 5 10 9 9 8 3 10 0

Laguna aireada 8 8 6 7 5 3 8 0

laguna aerobia 7 8 10 6 5 5 8 0

laguna anaerobia 8 8 10 6 5 3 10 0

laguna facultativa 6 8 10 7 5 5 9 0

C.B.R. 9 7 5 9 8 10 7 0

Lechos bacterianos 9 7 5 9 9 9 8 0

Oxidacin prolongada 9 5 3 9 6 7 5 0

F.A.convencionales 10 5 2 10 5 7 2 0

Peso especfico 0,08 0,08 0,12 0,12 0,14 0,08 0,08 0,08 0,08 0,14




3.3. Criterios de seleccin y valoracin de cada uno de ellos

Otra manera de abordar la seleccin del sistema de depuracin ms adecuado es

partir de los criterios empleados en el mtodo de matriz de decisin y hacer un anlisis no

tan automatizado y aportar el juicio tcnico del proyectista ya que los criterios de

seleccin propuestos tendrn una mayor o menor relevancia dependiendo de las

circunstancias locales.

Seguidamente se presentan unas tablas propuestas en la Gua Prctica para la

depuracin de aguas residuales en pequeas poblaciones de la Confederacin Hidrogrfica

del Duero basndose en el Manual para la implantacin de sistemas de depuracin en

pequeas poblaciones del CEDEX y CENTA (CHD) que orientan en la aplicabilidad de cada

tecnologa

Nomenclaturas FS: Fosa sptica; TI: Tanque Imhoff;

TEMA 3_Aspectos Específicos Diseño EDARs

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