Tema No. 1: Aspectos Generales de Aguas Residuales. Taller SANAA-FHIS Taller “Operación y Mantenimiento  de Sistemas de Alcantarillado Sanitario y Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales”, dirigido a Ingenieros. Tema No. 1: Aspectos Generales de Aguas Residuales. Expositor: Oscar Eduardo García Puesto: Jefe Sub Sistema Alcantarillado Sanitario La Ceiba, Atlántida, Honduras, del 03 al 08 de Marzo de 2014

Aguas Residuales “Pueden definirse como las aguas que provienen del sistema de abastecimiento de agua de una población, después de haber sido modificadas por diversos usos en actividades domesticas, industriales y comunitarias….” (Mara, 1976)

Saneamiento Colección, tratamiento y disposición de aguas servidas y sus residuos, incluyendo el manejo de letrinas y el vertido de substancias que pudieran contaminar los acuíferos o las corrientes de agua.

Breve Historia del Saneamiento La importancia del saneamiento ya había sido reconocida por las antiguas culturas... Mohenjo‐Daro, Indus (Pakistán) alrededor de 1500 AC La cultura griega con la construcción de letrinas públicas (1000 BC‐430 AC), reconociendo el valor de las heces humanas Los romanos perfeccionaron el concepto griego, la Cloaca Máxima (500 AC‐100 DC) Los Mayas en Copan y resto 500-1200 DC

Breve Historia del Saneamiento Sin embargo, el colapso del Imperio Romano llevó al ocaso el desarrollo de la ingeniería sanitaria de su época: “La Era Obscura del Saneamiento” (450‐1750 DC) Muy limitada o inexistente cobertura de saneamiento Común mezclar agua ‘potable’ con agua residual Inadecuada higiene – La Peste Negra (1347‐1351) Un tercio de recién nacidos perecian antes de 1 año

Breve Historia del Saneamiento “… pero, una (Re‐) Evolución Sanitaria inició a mediados del Siglo XVIII…”…………

Clasificación de las Aguas Residuales El Agua Residual Urbana esta formada por una mezcla de varios tipos de aguas residuales que encontramos en una población: Aguas residuales domesticas Aguas Residuales Industriales Aguas Pluviales y de Escorrentía Aguas de Infiltración

Contaminación del agua Como consecuencia de: Vivir en comunidad, el desarrollo tecnológico y el crecimiento industrial, se origina el problema de la contaminación del agua. La contaminación generada por la actividad humana incorpora entre otros: Gérmenes patógenos, Materia orgánica Materias en suspensión Grasas y petróleos Ácidos y bases Elementos tóxicos Eleva la temperatura. Los efectos inciden en la salud, en la economía y en el ambiente.

Efectos de los contaminantes en las aguas receptoras Los contaminantes que contienen los desechos líquidos, afectan la calidad del agua en los aspectos siguientes: Aportación de gérmenes patógenos Incremento de temperatura (disminución de O2 y eutrofización). Incremento de turbidez, color, olor y espumas (aspecto). Incremento de sales inertes (Cl, SO4, CO3H-, SiO3) Disminución de O2. Eutrofización (incremento de nutrientes, N, P y metales) Toxicidad (compuestos orgánicos e inorgánicos) Biodegradación y bioacumulación. Efectos cancerígenos y mutagénicos. Efectos varios (nitratos actúan en la hemoglobina, dureza afecta los riñones)

Cobertura de saneamiento el área urbana y rural (EPHPM 2011) en Honduras Fuente: elaborado con base a EPHPM 2011

Algunos tipos de plantas de tratamiento identificadas en Honduras

Clasificación de los contaminantes según sus componentes Características físicas Aspecto/Olor Color Turbiedad Sólidos en suspensión conductividad Sustancias Químicas Inorgánicas Orgánicas Todas las sales minerales Cl-, SO4=, PO4=, NO3-, CO3H- Todos los cationes metálicos y no m Metálicos incluso H+ y OH- No biodegradables: compuestos orgánicos persistentes fundamentalmente cíclicos. Biodegradables: fundamentalmente compuestos de C y N lineales. Características bacteriológicas Coli total, coli fecal Patogenos Virus etc. Características radiactivas Contenido en partículas, ß

Parámetros específicos con los que se define la eficiencia de los procesos Temperatura pH Sólidos en suspensión (orgánicos e inorgánicos) Turbiedad Materia orgánica (MO) valorada con los ensayos de: DBO DQO y COT Nitrógeno amoniacal Nitrógeno Total Kjeldahl Nitratos Otros parámetros que caracterizan en menor medida: Sólidos sedimentables Nitritos, detergentes, sulfuros, metales, sólidos disueltos, etc.

Agua Residual Doméstica COMPOSICIÓN DE LAS AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS Fuente: Tebbutt (1977) Orgánicos (70%) Inorgánicos (30%) Proteinas (65%) Lípidos (10%) Carbohidratos (25%) Agua Residual Doméstica Agua (99,9%) Sólidos (0,1%) Detritos Minerales Pesados Metales Sales

Composición de Sólidos ST Filtro Evaporación SS SF Horno de mufla SSV SSF SFV SFF SVT SFT Cono Imhoff Sólidos Sedimentables Sólidos Totales Muestra

Clasificación de los sólidos presentes en las aguas residuales Totales 100% Suspendidos 31% Filtrables 69% Coloidales 10% Disueltos 90% Orgánicos 75% Inorgánicos 25% Sedimentables 73% No Sedimentables 27% Orgánicos 36% Inorgánicos 64% Orgánicos 80% Inorgánicos 20%

Materia Orgánica carbonase Esta compuesta de: Proteínas (aprox. 40%) Carbohidratos (aprox. 25 a 50%) Aceites y grasas (aprox. 10%) Urea , fenoles pesticidas, etc. Fuente: Pessoa & Jordao, 1982 Estimación del contenido de materia orgánica en el agua residual Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO) Mide la demanda de Oxígeno Demanda Química de Oxígeno (DQO) Correlaciona la demanda de Oxígeno Método Indirecto Carbono Orgánico Total (COT) Mide todo el carbono orgánico disponible Método directo

Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO) Es la cantidad de Oxígeno Disuelto que consumen los microorganismos en el Proceso de oxidación bioquímica de la Materia orgánica. Se denomina Demanda Bioquímica de Oxígeno Nitrogenada, la asociada al proceso de oxidación De amoníaco a nitrato NH3 + 3/2O2 → HNO2 + H2O HNO2 + 1/2O2 → HNO3 NH3 + 2O2 → HNO3 + H2O Oxidación COHNS + O2 + Bacteria → CO2 + H2O +NH3 + Productos finales + Energía Síntesis COHNS + O2 + Bacteria + energía → C5H7NO2 Respiración Endógena C5H7NO2 + 5O2 → 5CO2 + NH3 + 2H2O

Demanda Química de Oxígeno (DQO) Cantidad de Oxigeno requerida para oxidar en un medio acido, la materia orgánica contaminante utilizando un oxidante químico. (CaHbOc) + CrO7-2 + H+ → Cr +3 + CO2 + H2O La DQO es siempre mayor que la DBO debido a que oxida tanto bioquímicamente, como químicamente la materia orgánica. Para las aguas residuales urbanas, existe un cierta relación entre la DBO y la DQO, aguas residuales Brutas DQO/DBO =2.2 a 2.8 Esta relación da un índice de biodegradabilidad de la materia orgánica contenida en el agua.

Sólidos Sólidos sedimentables Sólidos disueltos y coloidales

Oxigeno Disuelto Temperatura Este elemento es de importancia vital para los seres acuáticos aerobios, su contenido varia con la temperatura y la altitud. Temperatura Es una característica física del agua que mide la intensidad de calor, condiciona los procesos de depuración biológica aeróbios y anaerobios, influye en la solubilidad de los gases que es inversamente proporcional a la temperatura

Nutrientes Nitrógeno Nitrógeno Total Nitrógeno Orgánico Nitrógeno amoniacal Nitritos Nitratos NOx Distribución de las formas de nitrógeno en el agua residual

RELACIÓN ENTRE COLIFORMES TOTALES, TERMOTOLERANTES Y E. coli Escherichia coli

Coliformes fecales, Escherichia 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 é o caso da E. coli, pueden causar una serie de síntomas 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. Fig. 2: Escherichia coli. Fuente: pelotas.rs.gov.br. Acesso em: Fev./2013. Fuente: PINTO et al. (2011) ; BAZZARELLA, 2005;

Sintomas del E.coli Diarrea Dores abdominales Deshidratación Infecciones urinarias Mastitis Septicemias (bacteria en la sangre) meningitis Muerte en niños de países en desarrollo. Fig. 3: Dolor abdominal. Fuente: aloelive.com.br. Acesso em: Fev./2013. Fig. 4: Meningite – inflamación da meninge (cérebro). Fuente: http://pt.wikipedia.org/wiki/Meningite. Acesso em: Fev./2013. Fuente: VON SYDOW et al. (2006). Fig. 5: Infección urinária por E. coli alcanza hasta 85-90% las mujeres, ocurre por la contaminación y colonización 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 Lesmaniasis ASCARIS LUMBRICOIDES Filariasis TRICHURIS CISTICERCUS Quiste Hidatídico

Parámetros típicos en aguas residuales Domesticas

Norma Nacional para cuerpos receptores Decreto No 058 del 9 de Abril de 1996. vigente desde el 13 de Diciembre de 1997. Parámetro Concentración máxima Sólidos sedimentables 1.0 mg/l/h Sólidos suspendidos 100.00 mg/l DBO 50.00 mg/l DQO 200.00 mg/l Grasas y aceites 10.00 mg/l Nitrógeno total Kjedahl 30.00 mg/l Nitrógeno Amoniacal 20.00 mg/l Fósforo total 5.00 mg/l Coliforme Fecal 5,000/100ml Color < 200 UC Material flotante y espumas Ausente

Código de Salud (Decreto Número 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 año.) Artículo 36. El establecimiento Industrial que pretenda utilizar los ríos, quebradas, riachuelos y vertientes, para derramar residuos líquidos, deberá prever sistemas de tratamiento diseñados y construidos de acuerdo a las normas de los reglamentos que se establezcan y ser previamente autorizados por autoridad competente. Artículo 41. Las excretas, las aguas negras, las servidas y las pluviales deberán ser dispuestas adecuada y sanitariamente, con el fin de evitar la contaminación del suelo, del aire y de las fuentes de agua para consumo humano, así como la formación de criaderos de vectores de enfermedades. Artículo 42. El propietario de bienes inmuebles está obligado a conectar su sistema de eliminación de excretas, aguas negras y servidas a la red pública de alcantarillado sanitario, y en ausencia de ésta, construirá por su cuenta aquellas facilidades que permitan disponer sanitariamente las excretas sin causar perjuicio a los vecinos o al medio ambiente. Articulo 43. Toda edificación, concentración de edificaciones o cualquier otra obra de desarrollo urbano deberá de contar con un sistema de alcantarillado……

Caudales medio de Aguas Residual de zona residencial

Gracias…..