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Taller Operacin y Mantenimiento de Sistemas de Alcantarillado Sanitario y Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales, dirigido a Ingenieros.

Taller SANAA-FHIS

Tema No. 1: Aspectos Generales de Aguas Residuales.La Ceiba, Atlntida, Honduras, del 03 al 08 de Marzo de 2014

Expositor: Oscar Eduardo Garca Puesto: Jefe Sub Sistema Alcantarillado Sanitario

Aguas ResidualesPueden definirse como las aguas que provienen del sistema de abastecimiento de agua de una poblacin, despus de haber sido modificadas por diversos usos en actividades domesticas, industriales y comunitarias.(Mara, 1976)

SaneamientoColeccin, tratamiento y disposicin de aguas servidas y sus residuos, incluyendo el manejo de letrinas y el vertido de substancias que pudieran contaminar los acuferos o las corrientes de agua.

Breve Historia del SaneamientoLa importancia del saneamiento ya haba sido reconocida por las antiguas culturas...

MohenjoDaro, Indus (Pakistn) alrededor de 1500 ACLa cultura griega con la construccin de letrinas pblicas (1000 BC430 AC), reconociendo el valor de las heces humanasLos romanos perfeccionaron el concepto griego, la Cloaca Mxima (500 AC100 DC)Los Mayas en Copan y resto 500-1200 DC

Breve Historia del SaneamientoSin embargo, el colapso del Imperio Romano llev al ocaso el desarrollo de la ingeniera sanitaria de su poca:

La Era Obscura del Saneamiento (4501750 DC)Muy limitada o inexistente cobertura de saneamientoComn mezclar agua potable con agua residualInadecuada higiene La Peste Negra (13471351)Un tercio de recin nacidos perecian antes de 1 aoBreve Historia del Saneamiento

pero, una (Re) Evolucin Sanitaria inici a mediadosdel Siglo XVIIIClasificacin de las Aguas Residuales

El Agua Residual Urbana esta formada por una mezcla de varios tipos de aguas residuales que encontramos en una poblacin:

Aguas residuales domesticasAguas Residuales IndustrialesAguas Pluviales y de EscorrentaAguas de Infiltracin

Contaminacin del aguaComo consecuencia de: Vivir en comunidad, el desarrollo tecnolgico y el crecimiento industrial, se origina el problema de la contaminacin del agua.La contaminacin generada por la actividad humana incorpora entre otros: Grmenes patgenos, Materia orgnica Materias en suspensin Grasas y petrleos cidos y bases Elementos txicos Eleva la temperatura.

Los efectos inciden en la salud, en la economa y en el ambiente.Efectos de los contaminantes en las aguas receptorasLos contaminantes que contienen los desechos lquidos, afectan la calidad del agua en los aspectos siguientes: Aportacin de grmenes patgenos Incremento de temperatura (disminucin de O2 y eutrofizacin). Incremento de turbidez, color, olor y espumas (aspecto). Incremento de sales inertes (Cl, SO4, CO3H-, SiO3) Disminucin de O2. Eutrofizacin (incremento de nutrientes, N, P y metales) Toxicidad (compuestos orgnicos e inorgnicos) Biodegradacin y bioacumulacin. Efectos cancergenos y mutagnicos. Efectos varios (nitratos actan en la hemoglobina, dureza afecta los riones)

Cobertura de saneamiento el rea urbana y rural (EPHPM 2011) en Honduras

Fuente: elaborado con base a EPHPM 2011Algunos tipos de plantas de tratamiento identificadas en Honduras

Clasificacin de los contaminantes segn sus componentesCaractersticas fsicasAspecto/OlorColorTurbiedadSlidos en suspensinconductividadSustancias QumicasInorgnicas

OrgnicasTodas las sales mineralesCl-, SO4=, PO4=, NO3-, CO3H-Todos los cationes metlicos y no mMetlicos incluso H+ y OH-

No biodegradables: compuestos orgnicos persistentes fundamentalmente cclicos.

Biodegradables: fundamentalmente compuestos de C y N lineales.Caractersticas bacteriolgicasColi total, coli fecalPatogenosVirusetc.Caractersticas radiactivasContenido en partculas,

Parmetros especficos con los que se define la eficiencia de los procesosTemperaturapHSlidos en suspensin (orgnicos e inorgnicos)TurbiedadMateria orgnica (MO) valorada con los ensayos de:DBODQO y COTNitrgeno amoniacalNitrgeno Total KjeldahlNitratos

Otros parmetros que caracterizan en menor medida:Slidos sedimentablesNitritos, detergentes, sulfuros, metales, slidos disueltos, etc.

COMPOSICIN DE LAS AGUAS RESIDUALES DOMSTICASFuente: Tebbutt (1977)Orgnicos (70%)Inorgnicos (30%)Proteinas (65%)Lpidos (10%)Carbohidratos (25%)Agua Residual DomsticaAgua (99,9%)Slidos (0,1%)Detritos MineralesPesadosMetalesSales

Composicin de SlidosSTFiltroEvaporacinEvaporacinSSSFHorno de muflaHorno de muflaSSVSSFSFVSFFSVTSFTCono ImhoffSlidos SedimentablesEvaporacinSlidos TotalesMuestra

Clasificacin de los slidos presentes en las aguas residualesTotales 100%Suspendidos 31%Filtrables 69%Coloidales 10%Disueltos 90%Orgnicos 75%Inorgnicos 25%Sedimentables 73%No Sedimentables 27%Orgnicos 75%Inorgnicos 25%Orgnicos 36%Inorgnicos 64%Orgnicos 80%Inorgnicos 20%Materia Orgnica carbonaseEsta compuesta de:Protenas (aprox. 40%)Carbohidratos (aprox. 25 a 50%)Aceites y grasas (aprox. 10%)Urea , fenoles pesticidas, etc.Fuente: Pessoa & Jordao, 1982Estimacin del contenido de materia orgnica en el agua residualMtodo IndirectoMtodo directoDemanda Bioqumica de Oxgeno (DBO) Mide la demanda de Oxgeno

Demanda Qumica de Oxgeno (DQO) Correlaciona la demanda de OxgenoCarbono Orgnico Total (COT) Mide todo el carbono orgnico disponibleDemanda Bioqumica de Oxgeno (DBO)Es la cantidad de Oxgeno Disuelto queconsumen los microorganismos en el Proceso de oxidacin bioqumica de la Materia orgnica.

Se denomina Demanda Bioqumica de OxgenoNitrogenada, la asociada al proceso de oxidacinDe amonaco a nitrato

OxidacinCOHNS + O2 + Bacteria CO2 + H2O +NH3 + Productos finales + EnergaSntesis COHNS + O2 + Bacteria + energa C5H7NO2Respiracin EndgenaC5H7NO2 + 5O2 5CO2 + NH3 + 2H2O

NH3 + 3/2O2 HNO2 + H2OHNO2 + 1/2O2 HNO3 NH3 + 2O2 HNO3 + H2ODemanda Qumica de Oxgeno (DQO)Cantidad de Oxigeno requerida para oxidar en un medio acido, la materia orgnica contaminante utilizando un oxidante qumico. (CaHbOc) + CrO7-2 + H+ Cr +3 + CO2 + H2OLa DQO es siempre mayor que la DBO debido a que oxida tanto bioqumicamente, como qumicamente la materia orgnica.

Para las aguas residuales urbanas, existe un cierta relacin entre la DBO y la DQO, aguas residuales Brutas DQO/DBO =2.2 a 2.8

Esta relacin da un ndice de biodegradabilidad de la materia orgnica contenida en el agua.

Slidos

Slidos disueltos y coloidalesSlidos sedimentables

Oxigeno DisueltoEste elemento es de importancia vital para los seres acuticos aerobios, su contenido varia con la temperatura y la altitud.TemperaturaEs una caracterstica fsica del agua que mide la intensidad de calor, condiciona los procesos de depuracin biolgica aerbios y anaerobios, influye en la solubilidad de los gases que es inversamente proporcional a la temperatura

NutrientesDistribucin de las formas de nitrgeno en el agua residualNitrgenoNitrgeno TotalNitrgeno OrgnicoNitrgeno amoniacalNitritosNitratosNOx

Coliformes totales

Coliformes termotolerantesEscherichiacoliRELACIN ENTRE COLIFORMES TOTALES, TERMOTOLERANTES Y E. coli Bacteria

Coliformes termotolerantes o fecales;

Vive en la microbiota intestinal humana, de forma harmoniosa con el hospedero, cuando es saludable.

En individuos debilitados, inmunosuprimidos o cuando la barrera gastrointestinal es violada, hasta que las mismas bacterias comienzan, como o caso da E. coli, pueden causar una serie de sntomas o enfermedades.

Fig. 1: E. coli predominante na microbiota intestinal. Fuente: http:// wellcometrust. wordpress.com/2012/01/31/a-delicate-balance-intestinal-inflammation/b000820 1-e-coli-on-the-surface-of-intestinal-cells/. Acesso em: Fev./2013.Fuente: PINTO et al. (2011) ; BAZZARELLA, 2005; Coliformes fecales, Escherichia coli

Fig. 2: Escherichia coli. Fuente: pelotas.rs.gov.br. Acesso em: Fev./2013.

Sintomas del E.coliDiarreaDores abdominalesDeshidratacinInfecciones urinariasMastitisSepticemias (bacteria en la sangre)meningitisMuerte en nios de pases en desarrollo.Fuente: VON SYDOW et al. (2006).

Fig. 3: Dolor abdominal. Fuente: aloelive.com.br. Acesso em: Fev./2013.

Fig. 4: Meningite inflamacin da meninge (crebro). Fuente: http://pt.wikipedia.org/wiki/Meningite. Acesso em: Fev./2013.

Fig. 5: Infeccin urinria por E. coli alcanza hasta 85-90% las mujeres, ocurre por la contaminacin y colonizacin perivaginal por la flora bacteriana fecal (E. coli). Fuente: http://poderdasmaos.com.br/ noticias/detalles/430. Acesso em: Fev./2013.Huevos de Helmintos

Ejemplo de enfermedades

Quiste Hidatdico

FilariasisLesmaniasisTRICHURISASCARIS LUMBRICOIDESCISTICERCUS

Parmetros tpicos en aguas residuales Domesticas

Norma Nacional para cuerpos receptoresDecreto No 058 del 9 de Abril de 1996. vigente desde el 13 de Diciembre de 1997.ParmetroConcentracin mximaSlidos sedimentables1.0 mg/l/hSlidos suspendidos100.00 mg/lDBO50.00 mg/lDQO200.00 mg/lGrasas y aceites10.00 mg/lNitrgeno total Kjedahl30.00 mg/lNitrgeno Amoniacal20.00 mg/lFsforo total5.00 mg/lColiforme Fecal5,000/100mlColor< 200 UCMaterial flotante y espumasAusente

Cdigo de Salud (Decreto Nmero 65-91de fecha 28 de mayo de 1991, publicado en el Diario Oficial La Gaceta el 6 de Agosto de 1991, vigente a partir del 26 de agosto del mismo ao.)Artculo 36. El establecimiento Industrial que pretenda utilizar los ros, quebradas, riachuelos y vertientes, para derramar residuos lquidos, deber prever sistemas de tratamiento diseados y construidos de acuerdo a las normas de los reglamentos que se establezcan y ser previamente autorizados por autoridad competente.Artculo 41. Las excretas, las aguas negras, las servidas y las pluviales debern ser dispuestas adecuada y sanitariamente, con el fin de evitar la contaminacin del suelo, del aire y de las fuentes de agua para consumo humano, as como la formacin de criaderos de vectores de enfermedades.Artculo 42. El propietario de bienes inmuebles est obligado a conectar su sistema de eliminacin de excretas, aguas negras y servidas a la red pblica de alcantarillado sanitario, y en ausencia de sta, construir por su cuenta aquellas facilidades que permitan disponer sanitariamente las excretas sin causar perjuicio a los vecinos o al medio ambiente.Articulo 43. Toda edificacin, concentracin de edificaciones o cualquier otra obra de desarrollo urbano deber de contar con un sistema de alcantarillado

Caudales medio de Aguas Residual de zona residencial

Gracias..Tipo de SaneamientoUrbanoRuralTotal Nacional

Total viviendasPoblacin%Total viviendas%Total viviendasPoblacin%

Poblacin

Alcantarillado584,3092596,33094.0%37,088191,1446.0%621,3972787,47436.4%

Letrina/Tanque Sptico183,930823,69621.0%692,2063567,48279.0%876,1364391,17851.4%

No tiene acceso a saneamiento adecuado69,918313,85033.7%137,432708,29366.3%207,3501022,14312.2%

Total838,1573733,876866,7264466,9191704,8838200,795100%

ParmetroForteMdioFraco

DBO5,20 (mg/l)400220110

DQO (mg/l)1.000500250

Carbono Orgnico Total (mg/l) 29016080

NTK (mg/l)854020

Nitrognio Orgnico (mg/l)351508

Nitrognio Amoniacal (mg/l)502512

Fsforo Total (mg/l)150804

Fsforo Orgnico (mg/l)050301

Fsforo Inorgnico (mg/l)100503

Cloreto (mg/l)1005030

Sulfato (mg/l)503020

leos e Graxas (mg/l)15010050

ParmetroForteMdioFraco

Slidos Totais (mg/l)1.200720350

Slidos Dissolvidos (mg/l)850500250

Slidos Dissolvidos Fixos (mg/l)525300145

Slidos Dissolvidos Volteis (mg/l)325200105

Slidos em Suspenso Totais (mg/l)350220100

Slidos em Suspenso Fixos (mg/l)755520

Slidos em Suspenso Volteis (mg/l)27516580

Slidos Sedimentveis (ml/l)201005

ParmetroMdio

Bactrias Totais (/100 ml)109 - 1010

Coliformes Totais (NMP/100 ml)107 - 108

Coliformes Fecais (NMP/100 ml)106 107

Estreptococus Fecais (/100 ml)105 - 106

Salmonella Typhosa (/100 ml)101 - 104

Cistos de Protozorios (/100 ml)102 - 105

Vrus (/100 ml)103 - 104

Ovos de helmintos (/100 ml)101 - 103