INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA SANITARIA Tratamiento de efluentes Curso 2015 Coordinador: Ing. Magdalena Rezzano Docentes: Ing. Danilo Rios Ing. Julieta Lopez Ing. Nicolás Rezzano Ing. Mauro D’Angelo Ing. Nicolás Cunha

TRATAMIENTO BIOLOGICO MEDIANTE LAGUNAS DE ESTABILIZACION

LAGUNAS DE ESTABILIZACION Lagunas de estabilización o de oxidación: Estructura simple para embalsar agua residual con el objeto de mejorar sus características sanitarias mediante procesos de estabilización natural. Estanque con Área y Volumen suficientes para promover tiempos de retención elevados que aseguren la degradación de la materia orgánica mediante mecanismos de autodepuración. Se trata de crear un hábitat apropiado para los microorganismos Objetivos: Disminuir carga orgánica (DBO) Reducir e inactivar microorganismos patógenos

LAGUNAS DE ESTABILIZACION Problema de olores No se requieren operadores de calificados Necesidad de terrenos aptos para la ejecución de lagunas Costos bajos de operación (no se necesitan equipos mecánicos o energía eléctrica) Necesidad de grandes extensiones de terreno Simplicidad de construcción y operación Desventajas: Ventajas: No hay modelos matemáticos completos Alta eficiencia en eliminación de patógenos Son sensibles a factores ambientales (incontrolables) Pueden tratar aguas residuales domésticas e industriales Se recomiendan donde el precio de la tierra sea bajo, el clima sea favorable y se desee tener un método de tratamiento que no requiera de operadores especialmente capacitados.

LAGUNAS DE ESTABILIZACION Factores no controlables que influyen: Radiación solar Temperatura del agua Vientos Presencia de inhibidores (tóxicos) Factores controlables que influyen: Carga orgánica aplicada Tiempo de retención hidráulica Geometría de la laguna Diseño y ubicación de los sistemas de entrada y salida Mantenimiento de las lagunas Clasificación: De acuerdo al arreglo: en serie o en paralelo De acuerdo al contenido OD: Aerobias, Facultativas, Anaerobias Si el suministro de oxígeno se realiza mediante equipos de aireación se denominan lagunas aireadas

LAGUNAS DE ESTABILIZACION Sistema de laguna facultativa reja desarenador medidor Q laguna facultativa cuerpo receptor Sistema de laguna anaerobia + facultativa reja desarenador medidor Q laguna facultativa cuerpo receptor laguna anaerobia

LAGUNAS ANAEROBIAS

A anaerobia + facultativa  2/3 x A facultativa LAGUNAS ANAEROBIAS GENERALIDADES: Estabilización de la MO por acción bacteriana anaeróbica. Deben existir condiciones anaerobias estrictas: tasa consumo O2 >> tasa producción altas cargas de DBO por unidad de volumen de la laguna restricción del área expuesta a reaereación atmosférica (no retirar capa de flotantes) Admiten aguas residuales con alto contenido orgánico, alto contenido de materia en suspensión y sólidos sedimentables biodegradables, pero el efluente requiere tratamiento posterior. A anaerobia + facultativa  2/3 x A facultativa Pueden generar problemas de olores. En el arranque existirán olores, pero al entrar en régimen el sistema no debería haber problemas. Pero por ser el proceso muy sensible a la temperatura, pequeñas variaciones originan perturbaciones (y olores).

LAGUNAS ANAEROBIAS DEGRADACION MO: MO (compuestos orgánicos complejos) (ej: Proteínas, lípidos, glúcidos) Hidrólisis compuestos orgánicos simples (ej: Aminoácidos, azúcares, ácidos grasos) Acidogénesis ácidos orgánicos (Productos de la fermentación. Ácidos grasos volátiles, alcoholes,..) Acetogénesis acetato + H2 + CO2 Metanogénesis H2S + CO2 CH4 + CO2 Acidogénesis: los productos solubles son convertidos en ácidos grasos volátiles, CO2, H2S, etc, por la acción de las bacterias fermentativas acidogénicas. Metanogénesis: finalmente se produce metano a partir de acetato (bacterias metanogénicas acetoclásticas) y de H2 y CO2 (bacterias metanogénicas hidrogenotróficas). Acetogénesis: los productos generados en la etapa anterior son transformados en sustrato para las bacterias metanogénicas. Sulfurogénesis: cuando hay sulfatos las bacterias sulfato reductoras compiten por el sustrato con las demás (se genera H2S y baja prod.CH4, hay problema de olores e inhibición). Hidrólisis: los compuestos orgánicos complejos (material particulado) son transformados en material disuelto más simple, por medio de enzimas producidas por bacterias fermentativas.

LAGUNAS ANAEROBIAS Se debe garantizar un adecuado equilibrio entre las comunidades de bacterias que intervienen Tasa de crecimiento de las metanogénicas << acidogénicas Velocidad de metanogénesis << acidogénesis Si disminuye la tasa de reproducción de las metanogénicas, se dará acumulación de ácidos lo que provocará la inhibición de las metanogénicas y la interrupción de la reducción de la DBO, generándose malos olores Condiciones favorables para las metanogénicas: temperatura del líquido > 15ºC pH próximo a 7 ausencia de OD

LAGUNAS ANAEROBIAS ESQUEMA DE PROCESOS: capa de flotantes gas efluente hacia tto. MO lodo El gas producido en la degradación (en toda la laguna) sube, ejerciendo un efecto de mezcla. El gas (puro) se compone de 30% CO2 y 70% CH4 Lodo: > concentración de biomasa y actividad bacteriana. La MO se descompone a CO2 y CH4 y la masa estabilizada se espesa, reduciendo su volumen. Nota: actividad biológica depende fuertemente de la temp.amb. Lagunas anaerobias: reactor biológico + sedimentador Parte de la MO en suspensión sedimenta hacia el fondo y parte sube hacia la superficie (capa de flotantes) La MO soluble permanece en la masa de líquido de la laguna Efluente: no contiene OD, es turbio, coloreado (color grisáceo) y debe ser sometido a tratamiento posterior (ej: laguna facultativa) Se debe evitar salida de flotantes con el efluente.

LAGUNAS ANAEROBIAS DISEÑO: Modelo matemático: Se basa en considerar la cinética del proceso de remoción de MO, suponiendo mezcla completa en la laguna. DBOe = DBOo / [K . (DBOe/DBOo)n . t + 1] Con: DBOe = concentración de DBO del efluente (mg/l) DBOo = concentración de DBO del afluente (mg/l) K = constante de degradación para mezcla completa (d-1) t = tiempo de retención hidráulica (d) n = constante adimensional K y n dependen de la temperatura y se deben evaluar experimentalmente (para 22ºC K=6, n=4.8) Los procesos anaeróbicos son muy complejos y los modelos matemáticos (simplificados) no logran representarlos en forma aceptable. Por esto se diseña según criterios empíricos.

LAGUNAS ANAEROBIAS Tiempo de retención: El criterio se basa en el tiempo necesario para la reproducción de las bacterias metanogénicas (depende de la temperatura). En general t = 5 días. t = 3-6 días si t < 3d no se mantiene una población estable de metanogénicas (tasa de salida > tasa de reproducción) si t > 6d podría comportarse como facultativa Según Gloyna: Según Mara: 45% 2.4 40% 1.3 Eficiencia en DBO t ret (d) 50% 4.7 55% 9.4 60% 2.5 50% 1 Eficiencia en DBO t ret (d) 70% 5

LAGUNAS ANAEROBIAS Tasa de aplicación volumétrica: El criterio se basa en el volumen necesario para estabilizar la MO. El valor a adoptar depende de la temperatura. V = L/Lv V = volumen de la laguna (m3) L = carga afluente (Kg DBO/d) Lv = KgDBO/m3.d = 0.1-0.3 KgDBO/m3.d Según Mara: Lv < 0.4 kgDBO/m3.d Según Gloyna: Lv = 0.125 kgDBO/m3.d Observación: el volumen total de la laguna deberá incluir el volumen necesario para estabilizar la MO y el volumen para almacenar el lodo estabilizado. Acumulación de lodo: Tasa acumulación de lodo: 0.03-0.04 m3/hab.año Las lagunas se limpian cuando el lodo alcanza ½ de la altura útil.

LAGUNAS ANAEROBIAS Profundidad: H = 4-5 m (>3m) La profundidad es elevada para garantizar las condiciones anaerobias (disminuir penetración del oxígeno de la superficie). En caso que no haya remoción previa de arena se debe dejar 50 cm adicionales en la zona de entrada (en el primer 25% de la longitud). Eficiencia: Eficiencia en remoción de DBO: 50-60% (depende de la temperatura) Temp.1/2 mes más frío Eficiencia en DBO < 20ºC < 50% > 20ºC < 60%

LAGUNAS ANAEROBIAS Ubicación: Conviene ubicar las lagunas lejos de poblados (dist.>1km) y crear cortinas de árboles y arbustos de hojas perennes. Geometría: En general se diseñan de forma cuadrada para favorecer un flujo de tipo de mezcla completa (mejor respuesta frente a ingreso de inhibidores). Recirculación del efluente: Cuando se diseña un sistema combinado LA + LF, puede recircularse el efluente de la facultativa hacia el ingreso de la laguna anaerobia. El efluente (> temperatura) se mantendrá en la capa superficial entonces los gases generados en la descomposición anaerobia serán oxidados en esa capa superficial aerobia (disminuyen los olores). Razón de recirculación: R = Qrecirculación / Qefluente  1/6

LAGUNAS FACULTATIVAS

LAGUNAS FACULTATIVAS GENERALIDADES: Se distinguen tres capas en la laguna: aerobia (superior), anaerobia (inferior), facultativa (centro). La presencia de O2 se debe a la reaireación atmosférica (favorecida por el viento) y a la fotosíntesis de las algas. Las lagunas se diseñan con áreas superficiales mayores que las anaerobias para favorecer estos fenómenos. Las lagunas facultativas no admiten cargas muy elevadas. Al sobrecargarse aumenta el consumo de O2 (> a la producción de O2) alcanzándose condiciones de anaerobiosis.

LAGUNAS FACULTATIVAS DEGRADACION MO EN CAPA SUPERIOR: ALGAS BACTERIAS CO2 nutrientes Mat.org. Luz solar Bacterias: MO + O2 células + CO2 + NH4+ + H2O Algas: CO2 + NH4+ células + O2 La MO se oxida, generándose nuevas células. Los nutrientes desechados por las bacterias son utilizados por las algas en la biosíntesis celular. Oxígeno disponible proceso fotosintético (algas) reaireación natural por la superficie El primer mecanismo es el más importante. El segundo depende de: temperatura, viento, características del líquido.

LAGUNAS FACULTATIVAS DEGRADACION MO EN CAPA INFERIOR: acidogénesis metanogénesis MO ác.volátiles CH4 + CO2 + H2O La degradación de la MO se da mediante procesos anaerobios. Los gases generados suben y son oxidados en las capas aerobias superiores, por lo cual no habrá problema de olores. Influencia condiciones ambientales: Radiación solar: fotosíntesis, actividad microbiana Temperatura: cond. mezcla, solubilidad y transf. gases, activ. bacteriana y de las algas (rango 5ºC a35ºC) Viento: condiciones de mezcla, reaireación

LAGUNAS FACULTATIVAS ESQUEMA DE PROCESOS: radiación solar viento capa aerobia MO efluente capa facultativa lodo – capa anaerobia El efluente en general tiene una buena calidad desde el punto de vista del contenido orgánico, pero puede requerir de un tratamiento posterior para disminuir el contenido de patógenos. Se debe evitar la salida de flotantes con el efluente. MO que ingresa Particulada: sedimenta hacia zona anaerobia Disuelta: permanece dispersa En la capa de lodo se descompone la MO en CO2 y CH4. Los gases suben y son oxidados en la capa aerobia superior, por lo que no hay liberación de gas a la atmósfera. En la capa superior (aerobia) la MO se oxida por procesos aerobios. Esta zona contiene gran cantidad de algas, por lo que la producción de O2 es importante. El viento influye también en el intercambio de O2 con el ambiente (turbulencia).

LAGUNAS FACULTATIVAS OD EN LA LAGUNA: superficie fondo baja alta día DBO prof. día noche capa aerobia capa anaerobia La concentración de OD disminuye a medida que aumenta la profundidad y también durante la noche. Es esencial la presencia de distintos grupos de bacterias que puedan estabilizar la MO tanto en presencia como en ausencia de O2.

LAGUNAS FACULTATIVAS DISEÑO: Tiempo de retención Tiempo necesario para que los microorganismos puedan estabilizar la MO. El criterio se relaciona con la actividad bacteriana.   V = t x Q t = tiempo de retención (días) Q = caudal afluente (m3/día) V = volumen de la laguna (m3) El valor de t varía con las condiciones locales (t = 15-45 días). Profundidad H = 1.5-3 m (en general 2 m) La intensidad de la luz disminuye con la profundidad: H < 1 m: crecimiento de malezas y proliferación de mosquitos H > 3 m: se puede transformar en laguna anaerobia

LAGUNAS FACULTATIVAS Tasa de aplicación superficial: Se busca que la producción de O2 sea suficiente para suplir la demanda de O2 (necesaria para estabilizar la MO). Para esto se debe asegurar determinada área superficial. El criterio se relaciona con la actividad de las algas.   A = L / Ls A = área de la laguna (hás) L = carga afluente (Kg DBO/día) Ls = Kg DBO / hás.día En general Ls = 80 – 120 Kg DBO / hás.día Insolación Ls (Kg DBO / hás.día) elevada 240 – 350 moderada 120 – 240 baja e invierno frío 100 – 180

LAGUNAS FACULTATIVAS Geometría Flujo pistón: cuanto > L/B más cercano a flujo pistón más eficiente en remoción de materia orgánica alta DBOo  podrían alcanzarse cond.anaerobias en esa zona Mezcla completa: cuando L/B  1 más cercano a mezcla completa indicado si hay gran variación de carga o presencia de comp.tóxicos En general el flujo es disperso: L/B  2-4 Las lagunas se deben construir con las esquinas redondeadas para evitar acumulación de espumas y flotantes. [ ] entrada > [ ] salida [ ] entrada = [ ] salida

LAGUNAS FACULTATIVAS Modelos matemáticos para estimar DBO efluente: DBOe soluble: DBOe depende de la cinética de remoción de MO y del régimen hidráulico (flujo pistón, mezcla completa, flujo disperso). DBOe = DBOo e -Kt Flujo pistón: Mezcla completa: DBOe = DBOo / 1+Kt DBOe = DBOo / (1+K t/n)n Con: DBOo = carga afluente total (soluble+particulada) (mg/l) DBOe = carga efluente soluble (mg/l) t = tiempo de retención hidráulica (d) K = coeficiente de disminuición de la carga orgánica n = número de lagunas en serie

LAGUNAS FACULTATIVAS ( ) a = (1 + 4Ktd) 1/2 e DBOo DBOe ) ( 4 × + = / - × + = Flujo disperso: a = (1 + 4Ktd) 1/2 ( ) 2 / 014 . 1 254 261 B L d × + - = Con: DBOo = carga afluente total (soluble+particulada) (mg/l) DBOe = carga efluente soluble (mg/l) t = tiempo de retención hidráulica (d) K = coeficiente de disminuición de la carga orgánica d = número de dispersión L = largo de la laguna (m) B = ancho de la laguna (m)

LAGUNAS FACULTATIVAS Coeficiente K Mezcla completa: K = 0.3-0.35 d-1 para 20ºC KT = K20 q T-20 q=1.05 para K20=0.3 q=1.085 para K20=0.35 T= temp.mes más frío Flujo disperso: K = 0.13-0.17 d-1 para 20ºC KT = K20 1.035 T-20 DBO particulada: Está dada por los sólidos suspendidos del efluente (principalm. algas). En general se aproxima DBOe total por DBOe soluble

LAGUNAS FACULTATIVAS Eficiencia de las lagunas facultativas: Eficiencia en remoción DBO: 70-90% (cercana a 90%) CF: 99% La eficiencia de un sistema depende del arreglo de las lagunas: En serie > eficiencia que una única laguna (para el mismo t total) En paralelo misma eficiencia que una laguna única (para el mismo t total) pero da mayor flexibilidad y garantía Acumulación de lodo: Resultado de los sólidos en suspensión del afluente y los microorganismos sedimentados.   Tasa acumulación de lodo: 0.03-0.08 m3/hab.año

LAGUNAS AIREADAS

LAGUNAS AIREADAS GENERALIDADES: Son lagunas en las que la degradación de la MO se da en forma aerobia, pero donde el OD es producido mecánicamente en lugar de por las algas. Las lagunas aireadas tienen las siguientes características: - A superficial < A necesaria en sistemas de lagunas facultativas - Se pueden construir con > profundidades que las facultativas - t ret < t necesario en lagunas facultativas (densidad de biomasa > que en lagunas facultativas) - Al igual que en el caso de lagunas facultativas, se logran altas eficiencias en remoción de DBO pero no de patógenos La aireación se puede dar a través de aireadores mecánicos de superficie, de inyección (tipo turbina) o a través de difusores Pueden utilizarse en instalaciones nuevas más compactas, o como medio de incrementar la capacidad de sistemas de lagunas facultativas existentes.

LAGUNAS AIREADAS Lagunas aireadas de mezcla completa: Toda la biomasa se encuentra en suspensión. No hay presencia de algas en el efluente. El efluente contiene sólidos en concentraciones iguales a las de la laguna, por lo que debe existir una unidad de tratamiento posterior (ej: laguna facultativa).

LAGUNAS AIREADAS Criterios prácticos: Remoción de DBO = 70-80% Tiempo retención = 2-7 d Profundidad = 3-5m

Vistas de lagunas aireadas mecánicamente FOTOS: Vistas de lagunas aireadas mecánicamente

LAGUNAS DE ESTABILIZACION BALANCE HIDRICO

BALANCE HIDRICO En cualquier condición climática el balance hídrico debe ser positivo (siempre debe existir descarga de líquido efluente para no provocar problemas de olores y crecimiento de macrofitas – plantas acuáticas). Qe = Qo + (P + I) – (E + Perc) > 0 en mes más crítico (< P, >E) Con: Qe: caudal efluente de la laguna Qo: caudal afluente a la laguna P: aporte por precipitación sobre la laguna I: aporte por infiltración hacia la laguna E: pérdidas por evaporación (dep. temp., viento, A, etc) Perc: pérdidas por percolación Para disminuir los efectos de la infiltración y la percolación se usan suelos limo arcillosos para el revestimiento de la laguna. Un buen diseño del sistema de lagunas consiste en lograr la adecuada remoción de carga orgánica y patógenos con un balance hídrico positivo, aún en la época crítica desde el punto de vista hídrico.

LAGUNAS DE ESTABILIZACION ASPECTOS CONSTRUCTIVOS

ASPECTOS CONSTRUCTIVOS Selección del sitio: Se debe analizar: Ubicación de la población más cercana (>1km anaerobia) Posibilidad de inundación del terreno Ubicación de la napa Dirección de vientos predominantes Existencia de pantallas de árboles que impidan la acción del viento Accesibilidad a la zona

ASPECTOS CONSTRUCTIVOS Forma de las lagunas: Puede adecuarse a la geometría y dimensiones del predio

ASPECTOS CONSTRUCTIVOS Area total necesaria: El A necesaria total se determina a partir de las dimensiones determinadas (para h medio), las inclinaciones de los taludes, las revanchas consideradas y el ancho de coronamiento A det A nec h med

ASPECTOS CONSTRUCTIVOS Movimiento de tierra: Se debe intentar equilibrar las excavaciones con los rellenos. La tierra orgánica y la arena no son adecuadas para la construcción de los taludes y el fondo. Se requieren suelos arcillosos que aseguren impermeabilidad. De no haber terreno adecuado en el lugar, se deberá transportar el mismo desde una zona de préstamo o se deberán colocar membranas plásticas o suelo cemento. Para la construcción de los taludes se debe colocar el terreno en capas y compactar, verificando in situ el grado de compactación y el coeficiente de permeabilidad resultantes.

ASPECTOS CONSTRUCTIVOS Taludes y coronamiento: coronamiento 1 3 bordo libre 0.5m 0.5 m - Talud interno: 1:3 – 1:5 - Coronamiento > 1.5 m - Bordo libre > 0.5 m El coronamiento debe tener un ancho tal que permita la circulación de personal y vehículos. Debe estar compactado en forma adecuada para evitar deterioro debido al tránsito. Las esquinas y bordes serán curvas para evitar zonas muertas Los taludes deben protegerse con césped contra la erosión. En el lado interno se debe mantener una faja libre entre el césped y el nivel del agua (para evitar desarrollo de mosquitos), pudiéndose instalar placas de hormigón, piedras o membranas en el punto de contacto con el agua. Para asegurar impermeabilidad, los taludes se deben construir compactando bien el terreno. Se debe aplicar una capa de suelo arcilloso (10cm) o utilizar membranas plásticas o suelo cemento. El revestimiento deberá tener un espesor de 15cm y una altura mayor a la prevista para las olas. Como mínimo la altura será de 1m (50cm para cada lado del nivel de agua).

ASPECTOS CONSTRUCTIVOS Protección del fondo y taludes con membranas Coronamiento y Taludes

ASPECTOS CONSTRUCTIVOS Protecciones del talud: enrocado, hormigón, césped

ASPECTOS CONSTRUCTIVOS Fondo: Para disminuir los riesgos de infiltración y percolación se deberá aplicar una capa de suelo arcilloso (10cm) o impermeabilizar utilizando membranas plásticas o suelo cemento. Sistema de entrada: Se debe garantizar distribución homogénea del líquido en todo el ancho, para lo cual se colocan varias entradas (separadas < 50 m). La entrada deberá distar de los bordes de la laguna

ASPECTOS CONSTRUCTIVOS Las tuberías de entrada pueden estar instaladas sumergidas o sobre el nivel del agua, y se debe asegurar velocidad V>0.5 m/s Entradas sumergidas tienen la ventaja de evitar olores. Para lagunas anaerobias la entrada debe ser sumergida para no romper la costra superior. cámara Qo Protección del fondo cámara Qo Se debe prever una solera de protección de fondo, en el punto de ingreso del caudal. Observación: se colocan cámaras en el ingreso y salida para poder tomar muestras y medir Q.

ASPECTOS CONSTRUCTIVOS Las entradas sobre el nivel del agua crean un efecto de mezcla con la turbulencia de la caída del afluente. Protección del fondo cámara Qo 1-1.5m Protección del fondo cámara Qo

ASPECTOS CONSTRUCTIVOS Tubería de entrada sumergida Tubería de entrada sobre el nivel de agua

ASPECTOS CONSTRUCTIVOS Sistema de salida: La estructura de salida determina el nivel de agua dentro de la laguna. Para evitar cortocircuitos, entradas y salidas no deben estar alineadas. Se deben colocar placas deflectoras hasta 30 cm por abajo del nivel de agua (para evitar salida de material flotante). 0.3 m cámara Qe 0.3 m cámara Qe 0.3 m cámara vertedero Qe

ASPECTOS CONSTRUCTIVOS Elementos accesorios: Se deben instalar rejas y desarenador aguas arriba del sistema de lagunas Se debe prever un by-pass de la planta (si no hubiera lagunas en paralelo) Es conveniente cercar el predio

LAGUNAS DE ESTABILIZACION OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO

OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO Personal: No se requiere personal especializado, pero hay que instruirlo en las tareas de mantenimiento. El número de personas depende del porte de la instalación. Se recomienda que haya por lo menos un supervisor y un ayudante. Predio y caseta para el operador: El predio estará cercado para evitar el ingreso de extraños. La caseta deberá contar con: suministro de agua potable, servicios higiénicos, instalación eléctrica, teléfono y botiquín de primeros auxilios Herramientas para las tareas de mantenimiento: Rastrillo para limpieza de reja Manguera, elementos desobstructores Implementos de jardinería (rastrillo, pala, cortadora) Elementos de seguridad (botas, guantes), bote salvavidas.

OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO Tareas de mantenimiento a realizar: Limpieza de reja, desarenador, vertederos, disp. de entrada y salida Remoción de flotantes (en el caso de lagunas facultativas), para lo cual se aplicará agua a presión y se utilizará un desnatador Mantenimiento de taludes: cortar malezas que crezcan en los taludes para mantenerlos libres de vegetación, mantener el césped, inspeccionar el estado para determinar indicios de erosión o filtraciones Mantenimiento del predio: inspeccionar vallado y mantener el césped y la vegetación del predio

OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO Tareas de mantenimiento a realizar: Registro de datos y observaciones: Q afluente, datos de precipitaciones, observaciones (olor, color y aspecto de la laguna y el efluente, etc) Mediciones y tomas de muestras: muestreo del afluente y efluente para caracterizar medición OD en lagunas facultativas (a 20 cm de profundidad) Medición del espesor de la capa de lodo (acumulación y distribución del lodo sedimentado).

OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO Problemas de operación: Lagunas anaerobias: Problema Causa Solución mosquitos y moscas existencia de vegetación o espumas en la zona de contacto líquido - talud remover la vegetación presente en taludes y laguna (de raíz) proliferación de moscas sobre la capa de espuma revolver la capa de espuma o aplicar insecticida o pesticida (en cantidad adecuada para no perjudicar el funcionamiento de la laguna) generación de malos olores disminución de la temperatura en la laguna no existen maneras prácticas y económicas para controlar ese factor. ingreso de líquido con pH bajo agregar alcalinizante de forma de elevar el pH del líquido a ser tratado. agua residual con alto contenido de sulfatos o con presencia de sustancias tóxicas que inhiben la actividad metanogénica los aportes de sustancias inhibidoras por líquidos industriales deberán ser controlados en la fuente.

OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO Lagunas facultativas: Problema Causa Solución generación de malos olores sobrecarga orgánica recircular el efluente, instalar aireadores en forma temporaria, poner a funcionar unidad en paralelo largos períodos de baja radiación o temperatura instalar aireadores o recircular el efluente agua residual con presencia de sustancias tóxicas los aportes por líquidos industriales deberán ser controlados en la fuente. corto circuitos y zonas muertas (por presencia de plantas acuáticas, mala distribución del afluente) remover las plantas acuáticas, rediseñar la distribución del afluente flotantes en la superficie remover capa de flotantes con agua a presión y desnatador. mosquitos y moscas existencia en vegetación remover la vegetación presente en taludes y laguna (de raíz) proliferación de moscas sobre la capa de espuma remover la capa de espuma algas en el efluente condiciones de temperatura favorable a su crecimiento rediseñar la salida para que sea sumergida o colocar una pantalla de retención acoplada al sistema de salida

LAGUNAS DE MADURACION

LAGUNAS DE MADURACION GENERALIDADES: Las lagunas de maduración tienen por objetivo la remoción de los microorganismos patógenos. Se instalan como etapa final en el sistema de lagunas. Los factores que favorecen la remoción de patógenos son: - temperatura - radiación solar - escasez de alimento - presencia de tóxicos Las lagunas de maduración se dimensionan para aprovechar algunos de esos mecanismos.

LAGUNAS DE MADURACION DISEÑO: Profundidad: Se diseñan con poca profundidad para favorecer la remoción de patógenos (alta radiación solar y alta concentración OD que favorece una comunidad aerobia más eficiente en la competencia por alimento). H = 0.8 – 1.5 m Tiempo de retención: Se recomienda que t > 3 días para evitar cortocircuitos y barrido de algas. En general t = 7 días. Carga de aplicación superficial: La carga máxima se limita al 75% de la carga admitida en la laguna facultativa anterior (para evitar sobrecargas). A = L / Ls con Ls = 0.75 Ls facultativa

LAGUNAS DE MADURACION e No Ne ) ( 4 × + = Modelos matemáticos para estimar remoción de patógenos: Ne = No e -Kbt Flujo pistón: Mezcla completa: Ne = No / 1+Kbt Ne = No / (1+Kb t/n)n d a e No Ne 2 1 ) ( 4 - × + = Flujo disperso: a = (1 + 4Kbtd) 1/2 Eficiencia requerida > 99.9 o 99.99% para lograr los niveles aceptables de CF en el efluente. Por eso se busca diseñar la laguna lo más próximo a flujo pistón. Con: No = concentración de CF afluente Ne = concentración de CF efluente t = tiempo de retención hidráulico Kb = coeficiente de decaimiento bacteriano d = número de dispersión

LAGUNAS DE MADURACION ( ) / 014 . 1 254 261 B L d × + - = 261 B L d × + - = Coeficiente d: Se busca tener un valor bajo del número de dispersión para aproximarse a un reactor de flujo pistón (para aumentar eficiencia). Para eficiencias > 99.9% se necesita d < 0.3 y mejor d < 0.1. Esto se obtiene para L/B > 4-5. Coeficiente Kb Mezcla completa: Kb  0.5-2.5 d-1 para 20ºC Flujo disperso: K  0.3-0.8 d-1 para 20ºC Para otra temp.: KbT = Kb20 q T-20 q=1.07-1.19

LAGUNAS DE MADURACION Arreglo de lagunas de maduración: Laguna de flujo pistón: Se construye una laguna con divisiones (chicanas) o una laguna alargada Laguna de mezcla completa en serie: Se construyen celdas de mezcla completa en serie. En ese caso la eficiencia dependerá del número de lagunas en serie.