LAGUNAS DE ESTABILIZACIÓN AEROBIAS

Introducción

Tratamientos de aguas residuales existen muchos, con variadas técnicas y materia prima, y con

distintos grades de efectividad. En algunos casos es necesario un estanque muy profundo,

utilizando un terreno de poca extensión, en otros casos se requiere de un vasto terreno para lograr

el efecto deseado. Para el uso de cada uno de ellos es necesario considerar los factores

climáticos, ya que influyen enormemente en el desarrollo del tratamiento del los efluentes. La

radiación solar es fundamental en lagunas facultativas para la fotosíntesis a realizar por las algas

para producir la cantidad de oxígeno requerido por las bacterias aeróbicas, y es importante

recordar que la radiación solar que se produce durante el día interviene en forma directa en la

fotosíntesis. La temperatura del agua en las lagunas: Es un factor fundamental en el diseño de la

laguna, ya que un aumento de temperatura puede aumentar la eficiencia de la laguna. . Y los

vientos favorecen la homogenización de los líquidos de las lagunas y pueden regular la

temperatura.

Independiente de las características, el fin último es tratar los efluentes de manera que no sean un

riesgo para el ambiente o para la salud de los humanos.

1. Fundamento teórico

Cuando en tratamiento de aguas residuales se habla de procesos aerobios, se trata de la

descomposición de la materia orgánica llevada a cabo en una masa de agua que contiene oxígeno

disuelto.

Las lagunas de estabilización aerobias consisten precisamente en eso. Son grandes depósitos en

los que es vertido agua residual y prevalecen condiciones aerobias para cumplir con sus objetivos,

que son la eliminación de materia orgánica, eliminar microorganismos patógenos que representan

un grave peligro para la salud y utilizar su efluente para reutilización, como por ejemplo para

agricultura o riego. En las lagunas, los microorganismos se encuentran en suspensión y el oxígeno

es suministrado en forma natural por la aireación de la superficie o por fotosíntesis de algas

presentes en la laguna.

Las algas son la mejor fuente de oxigeno para mantener las condiciones aerobias, ya que el

oxigeno liberado es usado por las bacterias en la degradación de la materia orgánica que traiga

consigo el afluente y que sea depositada en la laguna de estabilización, y a su vez las bacterias

liberan dióxido de carbono y nutrientes que son recaptados por las algas y proceden a la

fotosíntesis, liberando oxigeno nuevamente, generando un ciclo de apoyo entre ellas que es la

base del sistema.

.

Fig. 1- Representación esquemática de la relación simbiótica entre algas y

bacterias.

Estas lagunas son usualmente usadas para recibir aguas que han sido previamente tratadas por lo

que no contienen muchos sólidos en suspensión y son poco profundas, de 1 a 1.5m de profundidad

y suelen tener tiempo de residencia elevada, 20-30 días dependiendo del tipo de laguna y de su

diseño. La razón de la baja profundidad es facilitar la penetración de la luz.

Bacterias que participan en la conversión de materia orgánica

Género

Pseudomonas

Zoogloea

Achromobacter

Flavobacteria

Nocardia

Mycobacteria

Nitrosomonas

Nitrobacter

2. Tipos

Las lagunas aerobias se pueden clasificar, según el método de aireación sea natural o mecánico,

en aerobias y aireadas.

Lagunas aerobias:

La aireación es natural, siendo el oxígeno suministrado por intercambio a través de la separación

del aire y agua, y fundamentalmente por la actividad fotosintética de las algas. En general, el

tiempo de retención es de 3 a 5 días con profundidades de 0.3 a 0.45m y remociones entre el 80 y

95 % de la DBO soluble. Se aconseja retirar los lodos sedimentados cada dos a cuatro años para

evitar capas anaerobias.

Fig.2- Esquema proceso lagunas aerobias

Lagunas aireadas:

En ellas la cantidad de oxígeno suministrada por medios naturales es insuficiente para llevar a

cabo la oxidación de la materia orgánica, necesitándose un suministro adicional de oxígeno por

medios mecánicos, y su profundidad varía de 3 a 5 m de profundidad. Su área es menor que las

anteriores, debido a su profundidad, y menor tiempo de estabilización de la materia orgánica.

Se distinguen los siguientes tipos de lagunas aireadas:

-Lagunas aireadas de mezcla completa: Mantienen la biomasa en suspensión, de manera uniforme

a través del estanque por lo que se requiere una alta densidad de energía instalada. La remoción

de DBO5, varía de 50 a 60 % y presenta la gran complicación de que el efluente trae consigo una

gran cantidad de sólidos.

Fig. 3 - Lagunas aireadas de mezcla completa

-Lagunas aireadas facultativas: Mantienen la biomasa en suspensión parcial, Este tipo de laguna

presenta signos de acumulación de lodos, observándose frecuentemente la aparición de burbujas

de gas de gran tamaño en la superficie, por efecto de la digestión de lodos en el fondo. En climas

cálidos y con buena insolación se observa un apreciable crecimiento de algas en la superficie de la

laguna. Debe ser seguida por una laguna facultativa.

Fig.4 - Tipos de lagunas aireadas (facultativas)

-Laguna facultativa con agitación mecánica: Se aplica exclusivamente a unidades sobrecargadas

del tipo facultativo en climas cálidos. Tienen una baja densidad de energía instalada que sirve para

vencer los efectos adversos de la estratificación térmica, en ausencia del viento. Las condiciones

de diseño en estas unidades son las de lagunas facultativas. El uso de los aireadores puede ser

intermitente. Debe ser seguida por una laguna facultativa.

-Lagunas de oxidación aireadas: Se emplean generalmente en climas variables. La fuente de

oxígeno es principalmente la fotosíntesis y en el invierno se complementa con aireación con

difusión de aire comprimido en el fondo.

3. Ventajas y desventajas

El presente sistema de tratamiento de aguas residuales presenta una serie de ventajas, pero

también desventajas que son necesarias conocer.

Desventajas:

- Una serie de factores que no pueden controlarse, como: Cantidad de luz, Temperatura y Vientos

- Malos olores (en estaciones criticas)

- Presencia de mosquitos

- La presencia de materia en suspensión en el efluente, debido a las altas concentraciones de

fitoplancton. (Plantas unicelulares que viven en la superficie de las aguas de los océanos)

- Ocupación de terreno, que es superior a la de otros métodos de tratamiento.

- Las pérdidas considerables de agua por evaporación en verano.

Ventajas:

-Prácticamente no hay estructuras.

- No son necesarios equipos mecánicos.

- Muchas veces No es necesaria energía eléctrica.

- Mínima pérdida de carga.

- Operación muy simple.

- Mantenimiento con poco personal, no especializado.

- Presenta la posibilidad de controlar una serie de factores que son de suma relevancia para el

desarrollo de esta metodología:

• Carga de la laguna por unidad de superficie

• Profundidad

• Período de detención

• Recirculación

• Distribución de la carga, y

• Operación ya sea esta en serie o en paralelo, y con recirculación.

- La estabilización de la materia orgánica alcanzada es muy elevada.

- La eliminación de microorganismos patógenos es muy superior a la alcanzada mediante otros

métodos de tratamiento.

- Presentan una gran flexibilidad en el tratamiento de puntas de carga y caudal.

- Pueden emplearse para el tratamiento de aguas residuales industriales con altos contenidos en

materia biodegradables.

- Desde el punto de vista económico, es mucho más barato que los métodos convencionales,

con bajos costos de instalación y mantenimiento.

4. Conclusión

De lo anterior se puede concluir que sistemas de tratamiento de aguas residuales hay varios, pero

que es el ojo especializado quien puede determinar con mayor precisión el sistema a utilizar para

que sea más eficiente el tratamiento, considerando el gasto energético, el porcentaje de remoción

de DBO, gastos de operación, capacitación de personal, y eliminación de contaminantes.

Sin duda es una necesidad de todos que los líquidos residuales sean tratados con la metodología

adecuada para optimizar la descontaminación del mismo, generando un menor impacto ambiental

en nuestro planeta, y entregando un producto que pueda ser reutilizado en actividades que no

requiera de un agua potable.

El uso de los extensos terrenos utilizados para la construcción de lagunas de estabilización

parecieran ser justificados ante una necesidad mayor, y si bien con los avances tecnológicos

también se han mejorado las técnicas de tratamientos de efluentes líquidos, y efectivamente es

posible construir lagunas de menor tamaño, aumentando su profundidad y modificando los

procesos, las lagunas de estabilización aerobias siguen siendo una opción viable al momento de

elegir entre tratamientos debido a su bajo costo.

Además, es considerablemente gratificante observar que en estos tratamientos no hay una adición

de sustancias químicas que puedan dañar aun más nuestro medio, sino que son sustentadas en la

acción de algas y bacterias, y que mediante una acción simbiótica, es decir de un trabajo en

conjunto y de mutua ayuda, logran que el efluente sea menos dañino.

Es observable que el nivel de tratamiento de las aguas servidas en Chile ha mejorado

significativamente en los últimos años. Sin embargo los objetivos de os tratamientos no están en su

totalidad enfocados a obtener el mejor tratamiento posible, o la mayor descontaminación de los

efluentes, sino más bien a hacer cumplir la normativa legal vigente, produciéndose que

responsables escatimen en los recursos destinados a dichos tratamientos. Afortunadamente, con

los cambios legales a nivel medioambiental, esto cambiará y se alcanzarán mejores niveles de

protección ambiental y, es de esperar, medidas alternativas al uso de emisarios submarinos

5. Bibliografía

http://www.estrucplan.com.ar/producciones/entrega.asp?identrega=742

http://ingenieria-civil2009.blogspot.com/2009/11/lagunas-de-estabilizacion.html

http://www.oocities.org/edrochac/residuales/lagunas7.pdf

http://www.cra.gov.co/apc-aa-files/

37383832666265633962316339623934/7._Tratamiento_de_aguas_residuales.pdf

http://www.frbb.utn.edu.ar/carreras/efluentes/manual_tratamiento.pdf

http://www.conagua.gob.mx/CONAGUA07/Publicaciones/Publicaciones/Libros/

10DisenoDeLagunasDeEstabilizacion.pdf

http://tesis.uson.mx/digital/tesis/docs/19117/Capitulo4.pdf