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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN MARTÍN "Año del Bicentenario del Perú"  FACULTAD: Ecología ESCUELA PROFESIONAL: Ingeniería Sanitaria

Tratamiento de aguas residuales domesticas: Lodos activados SEMESTRE: 2021-I CICLO: VI ASIGNATURA: Tratamientos de aguas residuales domésticas DOCENTE: Ing. Jhewerson Kevin Weepiu Barrientos INTEGRANTE:  Edilson Pérez cruz  Flor Vega Abanto  Jhon Jarly Coronel Bueno  Henrry Chavez Celiz Moyobamba-2021

ÍNDICE 1.

INTRODUCCIÓN...............................................................................................................1

2.

OBJETIVOS...........................................................................................................................1

3.

MARCO TEÓRICO.................................................................................................................2 3.1.

GENERALIDADES..........................................................................................................2

3.2.

BASE LEGAL..................................................................................................................6

3.3. PANORAMA DE LAS TECNOLOGIAS EXISTENTES EN EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMESTICAS.......................................................................................................6 3.3.1.

Tipos de Tratamiento existentes para aguas residuales domésticas..................6

3.3.2.

Pre Tratamiento...................................................................................................6

3.3.3.

Tratamiento Primario..........................................................................................8

3.3.4.

Tratamiento Secundario....................................................................................11

3.3.5.

Tratamiento Terciario........................................................................................13

3.4. MARCO LEGAL DE AGUAS RESIDUALES DOMESTICAS EN EL PERÚ Y ROLES DE LAS ENTIDADES COMPETENTES...................................................................................................14 3.5.

LODOS ACTIVADOS....................................................................................................16

3.5.1.

CAPÍTULO I: DISPOSICIONES GENERALES.........................................................16

3.6.

TIPOS DE LODOS ACTIVADOS....................................................................................17

3.7.

FUNCIONAMIENTO DE LODOS ACTIVADOS...............................................................18

3.7.1.

CAPÍTULO II LODOS............................................................................................18

3.7.2. CAPÍTULO IV RECOLECCIÓN DE LOS LODOS PROVENIENTES DEL SERVICIO DE DISPOSICIÓN SANITARIA DE EXCRETAS.............................................................................18 3.7.3.

CAPÍTULO V ALMACENAMIENTO DE LODOS.....................................................19

3.7.4.

CAPÍTULO VI TRATAMIENTO DE LOS LODOS GENERADOS EN PTAR.................20

3.7.5.

CAPÍTULO VII REAPROVECHAMIENTO DE LOS LODOS......................................20

3.7.6.

CAPÍTULO VIII TRANSPORTE DE LODOS GENERADOS EN LA PTAR...................21

3.7.7.

CAPÍTULO IX DISPOSICIÓN FINAL DE LODOS E INSTALACIONES.......................21

3.7.8. CAPITULO X CONDICIONES MÍNIMAS DE LODOS ESTABILIZADOS DE PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL (PTAR) PARA SU REAPROVECHAMIENTO..........22 3.8.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL SISTEMA DE LODOS ACTIVADOS............................23

4.

CONCLUSIONES..................................................................................................................23

5.

BIBLIOGRAFÍA....................................................................................................................24

1. INTRODUCCIÓN Existen diversos procedimientos de tratamiento de aguas residuales, uno de ellos es el proceso de Lodos Activados, proceso que, hablando de manera general, utiliza microorganismos que se desarrollan en el agua residual, transformando la materia orgánica en otras bacterias, dióxido de carbono y agua, por lo tanto, podríamos denominarlo como un proceso biológico de alta eficiencia. Cave recalcar que este proceso es aerobio ya que las bacterias necesitan oxigeno para su debida reproducción. Este proceso de tratamiento es muy usado ya que tiene una alta transferencia de oxígeno, y la operación no genera Aerosoles de Compuestos Orgánicos Volátiles, el mantenimiento es simple con un equipo accesible desde la superficie. En el presente informe se hablará mas a fondo acerca del concepto, beneficios y tipos posibles de tratamiento de las aguas residuales con Lodos Activados.

2. OBJETIVOS 2.1.

Objetivos Generales

 Dar a conocer el amplio manejo del proceso de Lodos activados en el tratamiento de aguas residuales  Demostrar la importancia del conocimiento de este proceso en la carrera de Ingeniería Sanitaria  Evidenciar los beneficios que genera este proceso a la población y al medio ambiente en particular

2.2.

Objetivos Específicos

 Ampliar el conocimiento de los alumnos de ingeniería sanitaria acerca de la composición estructural del proceso de tratamiento de aguas residuales por medio de Lodos Activados  Explicar de las reacciones químicas y la actividad biológica como parte fundamental de los Lodos Activados  Dar a conocer los tres tipos del proceso de Lodos Activados y cuales son su correcta aplicación de acuerdo al contexto o situación de las aguas residuales

1

3. MARCO TEÓRICO 3.1.

GENERALIDADES

3.1.2. ¿Qué es el proceso de Lodos Activados? Es un proceso biológico, también conocido como bioproceso, que permite el desarrollo de una depuración de origen natural en la que los microorganismos son capaces de devolver, depurar, agua contaminada a su estado natural.  Esto se consigue a través de lo que se conoce como tratamiento o proceso aerobio, a través de la aireación prolongada y la recirculación de fangos activos que elimina las sustancias biodegradables que están disueltas en el agua residual. 3.1.3. ¿Cómo Funciona un sistema de Lodos Activados? Antes de realizar el tratamiento con lodos activados, se debe realizar una caracterización del agua residual para poder homogeneizar el flujo y la carga orgánica que entra en el reactor. Una vez el agua residual caracterizada entra en el reactor se encontrará un cultivo de microorganismos, formado principalmente por bacterias en suspensión y conocidas como "licor mezclado". Al “licor mezclado” se le suministra aire, por sistemas de difusión o aeración mecánica, manteniendo condiciones aerobias en el proceso. Posteriormente, el “licor mezclado” se introduce en un tanque de sedimentación secundaria que separa el agua residual tratada de los microorganismos y productos de la degradación. Parte de la biomasa separada retorna al reactor para mantener una concentración deseada microorganismos en el licor mezclado, y la otra parte se retira como desecho, denominado "lodo residual". Según otra Bibliografía también nos dice que un cultivo de microorganismos es mezclado con la materia orgánica del agua y éstos encuentran en estas sustancias su alimento. Además, esta aireación y agitación, al ser un procedimiento mecánico, produce el oxígeno que estos microorganismos necesitan para llevar a cabo su actividad. Para ello es clave contar con equipos de aireación prolongada, ya que se trata de una de las mejores soluciones para tratar agua residual en pequeñas o medianas poblaciones. Así es como se produce un proceso metabólico y los microorganismos se encargan de transformar los contaminantes biológicos en biomasa, dióxido de carbono y agua. Además, los microorganismos eliminan también compuestos como el amonio y otros compuestos nitrogenados. Se consigue así un clarificado, agua sin materia orgánica. Los microorganismos, por tanto, oxidan la materia orgánica disuelta y las partículas en suspensión y los coloides se coagulan y forman sedimento. Los sistemas basados en procesos de oxidación avanzada, gracias a productos orgánicos tóxicos o de difícil degradación, son un instrumento adecuado ya que implican determinados compuestos con alto potencial de oxidación que actúan como iniciadores de este proceso. 2

3.1.4. Componentes del Proceso de Lodos Activados Los componentes de un sistema de lodos activados son: 



 



El reactor o el tanque de aireación: es donde los microorganismos se mantienen en suspensión y aireados. Es la parte fundamental de un sistema de lodos activados, su diseño y operación dependen de numerosas variables como la carga orgánica, la temperatura o la presencia de sustancias tóxicas. Fuente de aireación: permite airear y transferir el oxígeno al sistema. Puede ser un soplador con difusores, aeración mecánica o a través de la inyección de oxígeno puro. Sistema de separación de sólidos (tanque de sedimentación): se utiliza para separar los sólidos biológicos del agua tratada. Sistema de tuberías y bomba: sirve para recircular los sólidos biológicos (microorganismos y solidos inertes) del sedimentador al reactor biológico. Este proceso también se le conoce como la “recirculación de lodos activados”. Tubería de desecho: se desechan lodos biológicos del sistema que quedan en exceso. A este proceso también se denomina “purga de lodos”.

3

3.1.5. Tipos de Tratamiento En sistemas de tratamiento en el que las aguas residuales tengan una composición de solidos muy elevada o muy baja se tendrá en consideración usar los siguientes tipos de tratamiento en el proceso de Lodos Activados  Tratamientos primarios: son aquellos en los que se usan técnicas de sedimentación y desbaste principalmente, con la finalidad de eliminar los sólidos y de reducir una parte de la demanda biológica de oxígeno.  Tratamientos secundarios: pueden ser biológicos o químicos, en los cuales se disminuye la materia orgánica principalmente.  Tratamiento terciario: son una combinación de los dos anteriores con la finalidad de remover los componentes que no han logrado ser removidos en los tratamientos anteriores. En un tratamiento primario, una porción de los sólidos suspendidos y la materia orgánica es eliminada del agua residual. Esta remoción es generalmente realizada mediante procesos físicos. El efluente del tratamiento primario contiene, comúnmente, grandes cantidades de materia orgánica, por lo tanto, una DBO alta. El tratamiento del efluente primario elimina la materia orgánica residual y suspendida; a esta etapa se le conoce como tratamiento secundario. En general, los procesos biológicos que emplean microorganismos para degradar la materia orgánica son usados en el tratamiento secundario. El efluente del tratamiento secundario contiene pequeñas cantidades de DBO y sólidos suspendidos y concentraciones variables de oxígeno disuelto. Cuando se requiere el reúso o control de la eutroficación del cuerpo receptor, se usan tratamientos terciarios. La selección de un tren de tratamiento depende de numerosos factores, incluyendo el permiso de descarga y la disposición final. Actualmente, la diferencia entre un tratamiento primario, secundario o terciario es arbitraria. 3.1.6 Tratamiento Anaerobio y Aerobio Dado que los microorganismos son los responsables de llevar a cabo el proceso biológico, sus características metabólicas determinarán el tipo de aplicación, así como sus ventajas y desventajas. En general, las bacterias anaerobias utilizarán el 10% de la energía contenida en su alimento o sustrato para funciones de reproducción, lo que da origen a nuevas células y el 90% restante lo dirigirá a la producción de metano y bióxido de carbono. Por su parte, las bacterias aerobias emplearán en presencia del oxígeno, de un 60 a 65% de la energía del sustrato en la síntesis de nuevas células, mientras que la fracción restante es disipada en forma de calor.

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Metabolismo aerobio La descomposición de la materia orgánica por vía aerobia se divide en tres fases principales: la hidrólisis de las moléculas orgánicas complejas en sus respectivos monómeros, la descomposición de estos monómeros en intermediarios comunes y la final en la que se realiza el ciclo de Krebs y la cadena respiratoria, en donde el aceptor final de electrones es el oxígeno molecular, para formar agua como producto final, junto con el bióxido de carbono y el amoníaco.

Metabolismo Anaerobio En el metabolismo anaerobio los compuestos orgánicos generados internamente por descomposición de la materia orgánica, el bióxido de carbono, los nitritos y nitratos o los sulfatos se usan como aceptores finales de electrones en una serie de reacciones complejas en serie.

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3.2.

BASE LEGAL

 Constitución Política del Perú 1993  RESOLUCIÓN MINISTERIAL N.º 128-2017-VIVIENDA (Aprobación de Condiciones Mínimas de Manejo de Lodos y las Instalaciones para su Disposición Final)  DECRETO SUPREMO Nº 003-2010-MINAM (Aprobación de Límites Máximos Permisibles para los efluentes de Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales Domésticas o Municipales)  REGLAMENTO NACIONAL DE EDIFICACIONES (DS N° 011-2006VIVIENDA)  Ley N° 26338, Ley General de Servicios de Saneamiento  DECRETO LEGISLATIVO Nº 1280

PANORAMA DE LAS TECNOLOGIAS EXISTENTES EN EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMESTICAS

3.3.

3.3.1. Tipos de Tratamiento existentes para aguas residuales domésticas el proceso usual del tratamiento de aguas residuales domésticas puede dividirse en las siguientes etapas: (Pretratamiento, tratamiento primario o físico, tratamiento secundario o biológico y tratamiento terciario que normalmente implica una cloración). [ CITATION FON \l 2058 ]

3.3.2. Pre Tratamiento Esta etapa no afecta a la materia orgánica contenida en el agua residual. Se pretende con el pretratamiento la eliminación de materias gruesas, cuerpos gruesos y arenosos cuya presencia en el efluente perturbaría el tratamiento total y el funcionamiento eficiente de las maquinas, equipos e instalaciones de La estación depuradora. En el pretratamiento se efectúa un desbaste (rejas) para la eliminación de las sustancias de tamaño excesivo y un tamizado para eliminar las partículas en suspensión. Un desarenado, para eliminar las arenas y sustancias sólidas densas

6

en suspensión y un desengrasado para eliminar los aceites presentes en el agua residual, así como elementos flotantes.  Desbaste Esta operación consiste en hacer pasar el agua residual a través de una reja. De esta forma, el desbaste se clasifica según la separación entre los barrotes de la reja en:  Desbaste fino: con separación libre entre barrotes de 10-25 mm.  Desbaste grueso: con separación libre entre barrotes de 50100 mm. En cuanto a los barrotes, estos han de tener unos espesores mínimos según sea: 

Reja de gruesos: entre 12-25 mm.



Reja de finos: entre 6-12 mm. También tenemos que distinguir entre los tipos de limpieza de rejas igual para finos que para gruesos: (Rejas de limpieza manual, Rejas de limpieza automática)

 Tamizado Consiste en una filtración sobre soporte delgado, y sus objetivos son los mismos que se pretenden con el desbaste, es decir, la eliminación de materia que por su tamaño pueda interferir en los tratamientos posteriores. Según las dimensiones de los orificios de paso del tamiz, se distingue entre:  Macrotamizado: Se hace sobre chapa perforada o enrejado metálico con paso superior a 0,2 mm. Se utilizan para retener materias en suspensión, flotantes o semiflotantes, residuos vegetales o animales, ramas, de tamaño entre 0,2 y varios milímetros.  Microtamizado: Hecho sobre tela metálica o plástica de malla inferior a 100 micras. Se usa para eliminar materias en suspensión muy pequeñas contenidas en el agua de abastecimiento (Plancton) o en aguas residuales pretratadas. Los tamices se incluirán en el pretratamiento de una estación depuradora en casos especiales: (Cuando las aguas residuales brutas llevan cantidades excepcionales de sólidos en 7

suspensión, flotantes o residuos.) [ CITATION FON \l 2058 ]

 Desarenador

El objetivo de esta operación es eliminar todas aquellas partículas de granulometría superior a 200 micras, con el fin de evitar que se produzcan sedimentos en los canales y conducciones, para proteger las bombas y otros aparatos contra la abrasión, y para evitar sobrecargas en las fases de tratamiento siguiente. Los desarenadores se diseñan para eliminar partículas de arenas de tamaño superior a 0,200 mm y peso específico medio 2,65, obteniéndose un porcentaje de eliminación del 90%. Si el peso específico de la arena es bastante menor de 2,65, deben usarse velocidades de sedimentación inferiores a las anteriores.  Desaceitado y desengrasador El objetivo en este paso es eliminar grasas, aceites, espumas y demás materiales flotantes más ligeros que el agua, que podrían distorsionar los procesos de tratamiento posteriores. El desaceitado consiste en una separación líquido-líquido, mientras que el desengrase es una separación sólido-líquido. En ambos casos se eliminan mediante insuflación de aire, para desemulsionar las grasas y mejorar la flotabilidad. Se podría hacer esta separación en los decantadores primarios al ir provistos éstos de unas rasquetas superficiales de barrido, pero cuando el volumen de grasa es importante, estas rasquetas son insuficientes y la recogida es deficitaria. Si se hacen desengrasado y desarenado junto en un mismo recinto, es necesario crear una zona de tranguilización donde las grasas flotan y se acumulan en la superficie, evacuándose por vertedero o por barrido superficial, y las arenas sedimentan en el fondo y son eliminadas por uno de los métodos que desarrollamos en el apartado anterior. 8

3.3.3. Tratamiento Primario El tratamiento primario que recibe las aguas residuales consiste principalmente en la remoción de sólidos suspendidos floculentos bien mediante sedimentación o floculación, en la neutralización de la acidez o alcalidad excesivas y en la remoción de compuestos inorgánicos mediante precipitación química. En algunos casos se puede utilizar la coagulación como auxiliar del proceso de sedimentación. Entre los principales procesos y operaciones de tratamiento primario están: [ CITATION FON \l 2058 ]  Sedimentación La separación de los sólidos por gravedad se basa en la diferencia que existe entre los pesos específicos del líquido que es la fase continua y el de las partículas, las cuales constituyen la fase discreta. Para que se produzca la separación entre el líquido y los sólidos pueden seguirse dos caminos: aquellas partículas que tienen un peso específico mayor que el del agua sedimentada, y que aquellas otras con un peso específico menor que el del agua flotante. Se puede pues utilizar la sedimentación o la flotación para separar del agua residual los sólidos en suspensión presentes en ella. Existe la sedimentación floculenta

o

llamada

también

sedimentación

de

partículas

aglomerables. Se presentan cuando la velocidad de asentamiento de las partículas aumenta a medida que descienden hacia el fondo del tanque. Los aumentos en la velocidad de sedimentación se deben a que las partículas incrementan su tamaño por acción de la floculación que ocurre en el tanque.  Coagulación y Floculación Los procesos de coagulación-floculación facilitan el retiro de los SS y de las partículas coloidales. Algunas veces existe la confusión entre estas dos por el hecho que frecuentemente ambas operaciones se realizan de forma simultánea. En ese sentido, se define a la coagulación como la desestabilización de la suspensión coloidal, mientras que la Floculación se limita a los fenómenos de transporte de las partículas coaguladas para provocar colisiones entre ellas

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promoviendo su aglomeración. Por tanto, la Coagulación es la desestabilización de las partículas coloidales causadas por la adición de un reactivo químico llamado coagulante. Históricamente, los coagulantes metálicos, sales de Hierro y Aluminio, han sido los más utilizados en la clarificación de aguas y eliminación de DBO y fosfatos de aguas residuales. [ CITATION FON \l 2058 ]  Tanques Imhoff El tanque Imhoff es una unidad de tratamiento primario cuya finalidad es la remoción de sólidos suspendidos. Los tanques Imhoff ofrecen ventajas para el tratamiento de aguas residuales domésticas, ya que integran la sedimentación del agua y la digestión de los lodos sedimentados en la misma unidad, por ese motivo también se llama tanques de doble cámara. Los tanques Imhoff tienen una operación muy simple y no requiere de partes mecánicas, sin embargo, para su uso concreto es necesario que las aguas residuales pasen por los procesos de tratamiento preliminar de cribado y de remoción de arenas. El tanque Imhoff típico es de forma rectangular y se divide en tres compartimientos:  Cámara de sedimentación.  Cámara de digestión de lodos.  Área de ventilación y acumulación de natas. Durante la operación, las aguas residuales fluyen a través de la cámara de sedimentación, donde se remueven gran parte de los sólidos sedimentables, estos resbalan por las paredes inclinadas del fondo de la cámara de sedimentación pasando a la cámara de digestión a través de la ranura con traslape existente en el fondo del sedimentador. Los lodos acumulados en el digestor se extraen periódicamente y se conduce a lechos de secado, en donde el contenido de humedad se reduce por infiltración, después de lo cual se retiran y se disponen de ellos enterrándolos o pueden ser utilizados para mejoramiento de los suelos.  Digestión Primaria de Lodos

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En la decantación primaria y secundaria se producen lodos primarios o secundarios. Estos lodos están compuestos por agua y partículas sólidas. El agua se encuentra agregada o como agua capilar. Las proteínas hidrófilas absorben, por otra parte, moléculas de agua. La proporción del líquido es del 95-99%. El volumen de lodos que se produce depende del tipo de tratamiento de las aguas residuales y de factores externos, como la climatología o el volumen residual tratado. Estos lodos pueden entrar rápidamente en putrefacción y producir, además, malos olores. En tal sentido, la digestión de los lodos primarios requiere de sistemas que garanticen tiempos de detención de sólidos superiores a los 25 días cuando se tienen aguas residuales con temperaturas promedio entre los 20-25°C.

3.3.4. Tratamiento Secundario Su finalidad es la reducción de la materia orgánica presente en las aguas residuales una vez superadas las fases de pretratamiento y tratamiento primario. El tratamiento secundario o biológico ha sido diseñado, tomando como ejemplo el proceso biológico de autodepuración, anteriormente mencionado, que ocurre naturalmente. Para que la transformación biológica se haga efectiva y de manera eficiente, deben existir condiciones adecuadas para el crecimiento bacteriano, considerando temperatura (30-40°C), oxígeno disuelto, pH adecuado (6,5-8,0), salinidad (menor a 3.000 ppm). En estos procesos, actúan como sustancias inhibidoras las sustancias tóxicas, como metales pesados Cd, Cu, Cr, Hg, Ni, Pb y otros, así como cianuros, fenoles y aceites, por este motivo es necesario evitar la presencia de estos. La biomasa bacteriana puede estar soportada en un lecho fijo, como superficies inertes (rocas, escoria, material cerámico o plástico) o puede estar suspendida en el agua a tratar, siendo estos de lecho móvil o lecho fluidizado. En cada una de estas situaciones la concentración de oxígeno en el agua determina la existencia de bacterias aeróbicas, facultativas o 11

aerobias. Los procesos aerobios con biomasa suspendida que más se aplican son los de lagunas aireadas y los de lodos activados que se describen a continuación:  Lagunas aireadas Son embalses de agua servida que ocupan una gran superficie de terreno, por lo que se emplean cuando éste es un bien barato. El agua servida así dispuesta se oxigena mediante aireadores superficiales o difusores sumergidos para generar oxidación bacteriana. Estos dispositivos crean una turbulencia que mantiene la materia en suspensión. El tiempo de residencia normal de este proceso es de 3 a 6 días, tiempo en que las bacterias poseen un crecimiento acelerado, dependiendo de las condiciones climáticas y suponiendo una aireación suficiente. La separación de sólidos de este tratamiento se logra por decantación que demora de 6 a 12 horas. La calidad del efluente de este proceso es inferior al de lodos activados, cuya diferencia fundamental es que en el primero no hay recirculación de lodos.  Proceso de lodos activados El agua servida aireada se mezcla con bacterias aeróbicas que se han desarrollado con anterioridad. A diferencia del anterior, la mezcla del agua servida, previamente decantada, se agita por medio de bombas para que la materia esté en suspensión y en constante contacto con oxígeno en el interior de piscinas de concreto armado. La materia orgánica degradada del agua servida flocula, por lo que luego se puede decantar. Una parte de la biomasa sedimentada se devuelve al tratamiento biológico, para mantener una población bacteriana adecuada, y el resto se separa como lodo. La siguiente imagen muestra un esquema de un proceso de lodos activados: Gráfico 1.

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Las ventajas principales de este proceso son el corto tiempo de residencia de la biomasa en las piscinas (6 horas), permitiendo tratar grandes volúmenes en espacios reducidos y la eficiencia en la extracción de las materias suspendidas. Sin embargo, la eficiencia en la eliminación de bacterias patógenas es baja: El agua tratada en un proceso de lodos activados o en lagunas aireadas puede servir para regadío si previamente se somete a cloración para desinfectarla.  Procesos Anaerobios También podemos considerar en los procesos anaerobios que consiste en una serie de procesos microbiológicos que ocurren dentro de un recipiente hermético, que realizan la digestión de la materia orgánica con producción de metano. Pueden intervenir diferentes tipos de microorganismos, pero es desarrollado principalmente por bacterias. Ejemplos de tratamientos anaeróbicos son los tanques sépticos y los reactores anaerobios que tratan el agua en un sistema sin luz, oxígeno ni movimiento. Las ventajas principales serian que generalmente requiere de instalaciones menos costosas, y no hay necesidad de suministrar oxígeno, por lo que el proceso es más barato y el requerimiento energético es menor. Produce una menor cantidad de lodos (el 20% en comparación con un sistema de lodos activos). Por otro lado, sus desventajas serias que es más lento que el tratamiento aeróbico, es decir, requiere un mayor tiempo de contacto o retención hidráulica, así como más tiempo de aclimatación, lo que impide el tratamiento de grandes volúmenes de aguas servidas.

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3.3.5. Tratamiento Terciario Los objetivos del tratamiento terciario son eliminar la carga orgánica remanente de un tratamiento secundario, eliminar microorganismos patógenos, eliminar color y olor indeseables, remover detergentes, fosfatos y nitratos residuales, que ocasionan espuma y eutrofización respectivamente. La cloración es parte del tratamiento terciario o avanzado que se emplea para lograr un agua más pura, incluso hasta llegar a potabilizarla si se desea. En el tratamiento de aguas servidas, es importante tener en cuenta el manejo de los lodos provenientes de los tratamientos primario y secundario. Estos lodos, no tienen valor económico, pero si ocasionan daños al medio ambiente. Para estabilizar estos lodos, es decir, destruir las bacterias patógenas y volverlos inocuos al medio ambiente, el lodo se concentra por sedimentación y coagulación floculación durante el tratamiento secundario. Este lodo, así concentrado, se puede tratar con cal como bactericida y eliminar el agua mediante exposición al sol, filtros de arena, filtros al vacío o centrifuga. Sin embargo, estas técnicas poseen costos elevados y problemas técnicos. El lodo deshidratado puede disponerse en vertederos, incinerarlo, o lo más deseable, usarlo como fertilizante y acondicionador del suelo, aunque su composición limita este empleo. Un resumen de la secuencia completa de tratamientos que pueden aplicarse a aguas residuales domésticas, y también aguas residuales industriales, se representa en este esquema. [ CITATION FON \l 2058 ] Gráfico 2.

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MARCO LEGAL DE AGUAS RESIDUALES DOMESTICAS EN EL PERÚ Y ROLES DE LAS ENTIDADES COMPETENTES

3.4.

En el Perú, el sector saneamiento, pertenece al sector público. La Superintendencia Nacional de Servicios de Saneamiento, SUNASS, es la encargada de regular, supervisar y fiscalizar el mercado de servicios de agua potable. El Estado promueve la participación del sector privado mediante procesos de concesión a nivel nacional, enmarcado en la Ley General de Servicios de Saneamiento, Ley N° 26338 y su Reglamento. [ CITATION FON \l 2058 ]

TABLA 1. Límites Máximos Permisibles para los Efluentes de PTAR

Parámetro

Unidad

LMP de Efluentes para Vertientes a Cuerpos de

Aceites y grasas Coliformes

mg/L NMP/100Ml

Agua 20 10000

Termotolerantes DBO DQO pH Solidos Totales en

mg/L mg/L Unidad mL/L

100 200 6.5 – 8.5 150

Supresion Temperatura °C Fuente: Decreto Supremo N° 003-2010-MINAM

15

< 35

En cuanto a los principales roles de cada sector involucrado, las funciones de cada uno son las que se describen brevemente a continuación:  Ministerio del Ambiente (MINAM): Fue creado el 14 de mayo de 2008, mediante Decreto Legislativo Nro. 1013, como ente rector del sector ambiental nacional, que coordina en los niveles de gobierno local, regional y nacional. Se encarga de asegurar el cumplimiento del mandato constitucional sobre la conservación y el uso sostenible de los recursos naturales, la diversidad biológica y las áreas naturales protegidas y el desarrollo sostenible de la Amazonía. Asegura la prevención de la degradación del ambiente y de los recursos naturales y revertir los procesos negativos que los afectan.  Autoridad Nacional del Agua (ANA): La Autoridad Nacional del Agua es el organismo encargado de realizar las acciones necesarias para el aprovechamiento multisectorial y sostenible de los recursos hídricos por cuencas hidrográficas, en el marco de la gestión integrada de los recursos naturales y de la gestión de la calidad ambiental nacional estableciendo alianzas estratégicas con los gobiernos regionales, locales y el conjunto de actores sociales y económicos involucrados.  Ministerio de Agricultura (MINAG): Otorga licencias para uso de aguas Superficiales, Subterráneas y otorga licencias para el uso de aguas residuales.  Ministerio de Economía y Finanzas (MEF): Aprueba presupuestos de EPS y SUNASS. Aprueba y canaliza los fondos para inversión.  Ministerio de la Producción: Regula la calidad de las descargas industriales en los sistemas de desagüe.  Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento: Responsable del sector saneamiento, determina políticas y promueve el desarrollo, regula los estándares de diseño y las especificaciones técnicas de los sistemas de agua potable, alcantarillado y tratamiento de aguas residuales (Reglamento Nacional de Edificaciones – Títulos II y III). 16

 Superintendencia Nacional de Servicios de Saneamiento (SUNASS): Organismo regulador y fiscalizador de la prestación de los servicios de saneamiento en el Perú. Garantiza al usuario que los servicios de saneamiento se den en las mejores condiciones de calidad.  Ministerio de Salud (MINSA): Es la autoridad Sanitaria. Regula la calidad del agua para consumo humano, autoriza vertimientos, aprueba proyectos de plantas de tratamiento de agua potable y de aguas residuales, formula políticas y dicta las normas de calidad sanitaria y protección ambiental, a través de DIGESA, ejerce la vigilancia de la calidad del agua. 3.5.

LODOS ACTIVADOS

3.5.1. CAPÍTULO I: DISPOSICIONES GENERALES Artículo 1. Objeto La presente norma tiene por objeto regular las condiciones mínimas para el manejo de los lodos generados en las plantas de tratamiento de aguas residuales (PTAR) y los provenientes de los servicios de disposición sanitaria de excretas y biosólidos. Incluye la regulación de las instalaciones donde se realiza la disposición final de lodos.

Artículo 2. Finalidad La presente norma tiene como finalidad minimizar posibles impactos al ambiente, prevenir riesgos ambientales, proteger la salud y el bienestar de la persona y contribuir al desarrollo sostenible de los servicios de saneamiento. Artículo 3. Ámbito de aplicación Las condiciones, requisitos y procedimientos previstos en la presente norma se aplican a:  Los prestadores de servicios de saneamiento previstos en el párrafo 15.1 del artículo 15 del Decreto Legislativo N.º 1280, Decreto Legislativo que aprueba la Ley Marco de la Gestión y Prestación de los Servicios de Saneamiento.  Otros actores involucrados en el manejo de lodos indicados en la presente norma.

17

TIPOS DE LODOS ACTIVADOS

3.6.

 Convencional Este proceso se caracteriza por operar con régimen de flujo pistón. Fue la primera opción que se empleó, pero dado que los microorganismos se adaptan mejor al medio homogéneo, comenzaron a emplearse. Este proceso consiste de un tanque de aireación, un sedimentador secundario y una recirculación del lodo. El sistema de aireación puede estar constituido por difusores o aireadores mecánicos, obteniéndose eficiencia en la remoción de DBO5 entre el 85% y 95% para un tiempo de retención hidráulico que varía de 4 a 8 horas. Este proceso es sensible a sobrecargas.[ CITATION Her142 \l 3082 ]  Lodos de Aireación Prolongada o Extendida Conocido

también

como

Oxidación

Total.

Su diagrama de

flujo

es

esencialmente la misma que un sistema de mezcla completa excepto que no tiene sedimentador primario. El tiempo de retención hidráulico varía de 18 a 36 horas. Este período de aireación permite que las aguas residuales y lodo sean parcialmente digeridos en el tanque aireador, permitiendo su disposición sin ser necesaria una gran capacidad de digestión. Es posible lograr eficiencias en la remoción de los contaminantes entre el 90% y 95% para un tiempo de retención hidráulico superior a 8 horas.[ CITATION Har00 \l 3082 ]

FUNCIONAMIENTO DE LODOS ACTIVADOS

3.7.

3.7.1. CAPÍTULO II LODOS Artículo 6. Lodos Los lodos cuyo manejo se regulan en la presente norma, son aquellos generados en las siguientes instalaciones: 

Lodos generados en la PTAR:

 Lodos generados en el tratamiento primario, secundario y terciario de las PTAR.

18



Lodos provenientes del servicio de disposición sanitaria de excretas: a) Lodos fecales que son admitidos en una PTAR para su tratamiento conjunto con las aguas residuales o lodos en una PTAR.



El manejo de biosólidos producidos de acuerdo a los parámetros establecidos en la norma que apruebe el Ministerio de Vivienda, Construcción, y Saneamiento se regula conforme a las disposiciones contenidas en la presente norma. Artículo 7. Manejo de lodos Los lodos, según su procedencia, son manejados a través de un sistema que incluye las siguientes operaciones o procesos: Recolección, almacenamiento, tratamiento, reaprovechamiento, transporte y disposición final, el manejo de biosólidos comprende las operaciones o procesos de transporte, transferencia y disposición final.

3.7.2. CAPÍTULO IV RECOLECCIÓN DE LOS LODOS PROVENIENTES DEL SERVICIO DE DISPOSICIÓN SANITARIA DE EXCRETAS Artículo 11. Recolección de lodos fecales provenientes del servicio de disposición sanitaria de excretas  Las PTAR pueden recibir los lodos fecales retirados y transportados por el prestador de servicios de saneamiento o empresas autorizadas para la succión y transporte de lodos fecales de letrinas, pozos ciegos o tanques sépticos. Para tal efecto, la PTAR debe contar con capacidad para recibir la carga adicional, orgánica y de sólidos producto de los lodos fecales que requieren de tratamiento.  Las PTAR deben estar acondicionadas para recibir los lodos fecales antes de las unidades de pretratamiento o al inicio de la línea de tratamiento de lodos. El acondicionamiento debe incluir rampas de acceso, dispositivos de descarga, estaciones de bombeo, entre otros, con los dispositivos de seguridad y control de olores apropiados.

3.7.3. CAPÍTULO V ALMACENAMIENTO DE LODOS Artículo 12. Almacenamiento de lodos  Los lodos generados en la PTAR son separados obligatoriamente de los residuos sólidos generados en las unidades de pretratamiento de dichos sistemas. 19

 El almacenamiento de lodos en una PTAR por período mayor al establecido en el Plan de Minimización y Manejo de Residuos Sólidos para los procesos de estabilización y deshidratación, se realiza, de manera excepcional, en caso de problemas operativos en la línea de tratamiento de lodos.  En el supuesto anterior, el generador pone en conocimiento de la DGAA del Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento dicha circunstancia en un plazo no superior a veinticuatro (24) horas hábiles contadas desde el momento de la producción del problema operativo. La referida DGAA, conforme a sus atribuciones, establece el plazo en que este almacenamiento excepcional puede ser llevado a cabo por el generador.  El generador debe contemplar las medidas necesarias para que el almacenamiento excepcional se realice en condiciones que garanticen un adecuado control de la emanación de gases y olores, de la infiltración de líquidos y de la proliferación de vectores.  Solo se permite el almacenamiento en la PTAR de los lodos estabilizados y deshidratados en cantidades equivalentes a la producción de no más de siete (7) días calendario. El diseño y operación del sitio de almacenamiento de lodos estabilizados y deshidratados debe garantizar que no existan riesgos para la salud, el bienestar de la población y el medio ambiente, debiendo considerar un sistema de impermeabilización y, en caso sea necesario, de control de gases y olores.  Artículo 13. Prohibición de abandono Se encuentra prohibido abandonar lodos en los espacios públicos (vías, parques, entre otros) así como en áreas arqueológicas, áreas naturales protegidas y sus zonas de amortiguamiento, playas, cuerpos de agua y fajas marginales de ríos u otros bienes de uso público.

3.7.4. CAPÍTULO VI TRATAMIENTO DE LOS LODOS GENERADOS EN PTAR Artículo 15. Tratamiento de los lodos generados en las PTAR

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 Los lodos generados en las PTAR deben ser sometidos a procesos de estabilización y deshidratación como parte de los procesos de tratamiento de la línea de lodos siendo un requisito para su transporte, disposición final o reaprovechamiento.  Se consideran lodos estabilizados o con reducción del potencial de atracción de vectores cuando la relación de SV a ST es menor o igual que 60 % (0,6). Las opciones técnicas para llegar a este objetivo se indican en el acápite A del Anexo II. En caso, en la línea de tratamiento de lodos se supere la relación del 60 % se debe evaluar las causas y los posibles correctivos de acuerdo al acápite B del Anexo II.

3.7.5. CAPÍTULO VII REAPROVECHAMIENTO DE LOS LODOS Artículo 16 Reaprovechamiento de los lodos  Los generadores de lodos se encuentran facultados para realizar el reaprovechamiento y comercialización de conformidad con la normativa vigente vinculada a la gestión y manejo de residuos sólidos, así como a la prestación de los servicios de saneamiento. Artículo 18. Reaprovechamiento y comercialización de los lodos de PTAR y los provenientes del servicio sanitario de disposición de excretas  A efectos del reaprovechamiento y comercialización, los lodos de PTAR y los provenientes del servicio sanitario de disposición de excretas deben estar estabilizados. El detalle de las condiciones mínimas para su reaprovechamiento se señala en el Anexo IV.

3.7.6. CAPÍTULO VIII TRANSPORTE DE LODOS GENERADOS EN LA PTAR Artículo 19. Transporte de lodos generados en la PTAR dentro de las instalaciones El traslado de los lodos generados en la PTAR dentro de las instalaciones del generador debe realizarse en vehículos completamente herméticos

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que impidan escurrimientos, derrames y minimicen la emanación de olores durante su traslado. Artículo 20. Transporte de lodos generados en las PTAR fuera de las instalaciones  El transporte de los lodos generados en la y PTAR para disposición final fuera de las instalaciones de los prestadores de servicio de saneamiento o de aquellas instalaciones de empresas privadas que mantengan vínculo contractual con el prestador de los servicios de saneamiento, se debe realizar por una empresa operadora de residuos sólidos debidamente registrada por el Ministerio del Ambiente.  En el caso de que en el ámbito de responsabilidad del prestador no existan servicios de empresas operadoras de residuos sólidos, excepcionalmente, los lodos pueden ser transportados por los municipios o los prestadores de servicios de saneamiento en su calidad de empresas municipales de acuerdo a las condiciones establecidas en el artículo 19.  Los vehículos de las empresas de transportes deben contar con coberturas que eviten la dispersión de partículas en suspensión a partir de los lodos deshidratados transportados.

3.7.7. CAPÍTULO IX DISPOSICIÓN FINAL DE LODOS E INSTALACIONES Artículo 21. Disposición final de lodos Cuando no tengan posibilidad de reaprovechamiento, se dispone en un relleno sanitario:  Los lodos de PTAP deshidratados.  Los lodos de PTAR estabilizados y deshidratados.  Los lodos provenientes del servicio de disposición sanitaria de excretas estabilizados y deshidratados. Artículo 22. Instalaciones para la disposición final de lodos tratados de PTAR En caso no exista un relleno sanitario dentro del ámbito de responsabilidad del prestador, los generadores de lodos deben instalar un monorelleno para la disposición final exclusivamente de lodos tratados de PTAR. Dicho monorelleno 22

puede estar dentro del área destinada a la PTAR o en otra área cercana. En dicha área se implantan barreras naturales o artificiales que protejan al personal del generador de lodos de los posibles riesgos sanitarios y ambientales.

3.7.8. CAPITULO X CONDICIONES MÍNIMAS DE LODOS ESTABILIZADOS DE PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL (PTAR) PARA SU REAPROVECHAMIENTO Los lodos estabilizados de una PTAR pueden ser reaprovechados para:  La producción de biosólidos y de otros acondicionadores del suelo (humus, compost). Para la producción de biosólidos deberá considerarse la regulación que establezca el Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento.  La incineración con aprovechamiento de energía térmica se aplica debido a la concentración de materia orgánica contenida en los lodos estabilizados, también pueden aplicarse a los biosólidos que no pueden ser reaprovechados. La materia seca de lodos estabilizados de la PTAR tiene un poder calorífico entre 11 – 19 MJ/kg, dependiendo del grado de su estabilización. La condición óptima para la incineración en un horno adecuado, es la evaporación completa de la humedad del lodo. Por esto, el rendimiento del aprovechamiento térmico del lodo depende de la humedad del mismo. Generalmente se debe alimentar el proceso de incineración con lodos con contenido en sólidos igual o mayor de 30% para asegurar un rendimiento positivo de la incineración del lodo. El reaprovechamiento para material de construcción tal como cemento y cerámicas se aplica a arenas y lodos con alta concentración de minerales que principalmente son provenientes de PTAP o del tratamiento terciario en la PTAR, adicionalmente es posible utilizar las cenizas provenientes de incineración de lodos (numeral B).  La recuperación, mejoramiento o restauración de suelos degradados y material de cobertura final de rellenos sanitarios para su cierre.[ CITATION RES \l 3082 ]

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL SISTEMA DE LODOS ACTIVADOS

3.8.

Tabla 2. Ventajas y desventajas de tratamiento de lodos activados.

23

Ventajas      

Desventajas

Funcionamiento  altamente sencillo. Altas eficiencias de remoción (tabla 1). Áreas requeridas pequeñas. Producción de olores mínima. Puede incluir procesos anexos a estos como la desnitrificacion. Los lodos residuales pueden ser reusados.

 

   

Altos costos por obra civil Problemas con el almacenamiento de lodos residuales Durante el proceso riesgos de taponamiento. Altos costos operacionales Muy baja remoción de coliformes fecales Requiere personal capacitado.

Fuente: Elaboración propia (2017)

4. CONCLUSIONES  Un reducido número de plantas de tratamiento de aguas residuales en funcionamiento no cuentan con seguimiento ni registro de datos, ni han alcanzado el nivel de depuración necesario, lo que repercutirá negativamente en el medio ambiente y pondrá en peligro la salud humana. En este sentido, es necesario establecer alianzas con municipios y organismos de cooperación internacional para mejorar los procesos de las plantas de tratamiento de aguas residuales, FONAM puede buscar estas alianzas con el apoyo de las plantas de tratamiento de aguas residuales como mecanismo de desarrollo limpio a nivel nacional.  Para que el tratamiento de aguas residuales sea una parte importante del presupuesto participativo para la implementación de nuevas plantas, se debe fortalecer la capacidad del subsector de saneamiento (público y privado). tratamiento.  Las aguas residuales domésticas requieren un proceso que pueda eliminar los desechos sólidos y los contaminantes generados en departamentos y casas. Aproximadamente el 80% del agua potable que consume cada persona se vierte como aguas residuales domésticas. Es decir, cada uno de nosotros elimina unos 160 litros de agua al día, también conocida como aguas grises y aguas negras.

5. BIBLIOGRAFÍA 128-2017-VIVIENDA, R. M. (2017). Manejo de lodos y las instalaciones para su disposición final . LIMA. 128-2017-VIVIENDA, R. M. (s.f.). Condiciones Mínimas de Manejo de manejo de lodos y las instalaciones para su disposición final. LIMA.

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