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TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

CASO: TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMESTICAS DE LA CIUDAD DE

BARRANQUILLA

JINA MARCELA MENDOZA LOZANO

Trabajo presentado al docente:

NELSON RODRÍGUEZ VALENCIA

Como requisito del módulo:

MANEJO INTEGRADO DEL AGUA

UNIVERSIDAD DE MANIZALES

FACULTAD DE CIENCIAS CONTABLES, ECONÓMICAS Y ADMINISTRATIVAS

MAESTRÍA EN DESARROLLO SOSTENIBLE Y MEDIO AMBIENTE

BARRANQUILLA

2015

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1 TABLA DE CONTENIDO

RESUMEN .......................................................................................................................................... 3

INTRODUCCIÓN .............................................................................................................................. 3

OBJETIVOS ....................................................................................................................................... 4

MARCO TEÓRICO Y DISCUSIÓN .................................................................................................. 4

Aguas residuales .............................................................................................................................. 4

Tratamiento de las aguas residuales ................................................................................................ 8

Normatividad Colombiana ............................................................................................................ 12

Tratamiento de aguas residuales domesticas de la ciudad de Barranquilla ................................... 14

CONCLUSIONES ............................................................................................................................ 18

BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................................................... 19

LISTADO DE TABLAS

Tabla 1 Características del agua residual municipal ........................................................................... 5

Tabla 2 Posibles compuestos presentes en aguas residuales industriales ............................................ 5

Tabla 3 Marco político y normativo relacionado con el manejo y tratamiento de aguas residuales . 13

LISTADO DE FIGURAS

Figura 1 Tipos de tratamiento de aguas residuales .............................................................................. 8

Figura 2 Ubicación de la EDAR El Pueblo en la Ciudad de Barranquilla ........................................ 15

Figura 3 Recolección de aguas residuales en el sector Oriental de la Ciudad de Barranquilla ......... 17

Figura 4 Arroyos en la Ciudad de Barranquilla ................................................................................ 17

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2 RESUMEN

El presente trabajo trata sobre la importancia del manejo de los recursos hídricos, visto desde el

tratamiento de las aguas residuales, destacando lo fundamental que resultan estos procesos para la

sostenibilidad del recurso agua. Se presentan las características de las aguas residuales de acuerdo

con el origen de estas y cuáles son los tipos de tratamientos más comunes para que las aguas

residuales sean manejadas y devueltas a los ecosistemas acuáticos con la mejor calidad posible, así

como los procesos físicos, químicos y biológicos que se emplean en el proceso. Por último se da a

conocer el sistema de tratamiento de aguas residuales en la ciudad de Barranquilla y cuál es la

normatividad en Colombia para tratar los recursos hídricos.

3 INTRODUCCIÓN

El agua ha constituido una de las bases fundamentales para el progreso de la humanidad, jugando

un papel importante como motor de desarrollo, de fuente de riqueza y fuente de subsistencia; sin

embargo, el mismo progreso de la humanidad ha puesto en riesgo la sostenibilidad de los recursos

hídricos, haciendo mal uso de estos, sobreexplotándolos y generando contaminación sobre ellos.

Por esta razón, la ordenación y gestión de los recursos hídricos se ha convertido en un tema

prioritario en casi todas las sociedades, estos temas han estado enfocados y direccionados a nivel

mundial por los gobiernos en busca de, suplir las necesidades de abastecimiento de agua potable y

los servicios de saneamiento básico, con miras en mejorar las condiciones de vida de las

poblaciones.

A pesar de estas iniciativas, el crecimiento poblacional, el crecimiento económico, los

asentamientos urbanos no planificados, la falta de planificación y la poca conciencia ambiental, han

generado problemáticas ecológicas y sociales, que se ven reflejadas en el deterioro de los recursos

naturales (contaminación, sequias, inundaciones). Esta situación ha hecho que los gobiernos

alrededor del mundo cambien de perspectiva y basados en los postulados del desarrollo sostenible,

promuevan y establezcan acciones y estrategias encaminadas a la protección, conservación, uso

eficiente y tratamiento adecuado para el recurso agua; de tal forma que permitan contar con

recursos hídricos sostenibles, suficientes para sostener a las poblaciones actuales y a las venideras.

Teniendo en cuenta lo anterior, resulta importante el tema del tratamiento de aguas residuales,

puesto que es un compromiso de toda la sociedad, en primer lugar haciendo buen uso de los

recursos hídricos y en segundo lugar devolviéndolos a los ecosistemas con la menor contaminación

posible, para no poner en riesgo los ambientes acuáticos y por lo tanto no poner en riesgo la

disponibilidad del recurso para el consumo humano.

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4 OBJETIVOS

Conocer las características de las aguas residuales, los tipos de tratamientos aplicados a

estas, así como los procesos físicos, químicos y biológicos que implica el tratamiento.

Establecer la normatividad Colombiana alrededor del tratamiento de aguas residuales y

manejo de los recursos hídricos.

Conocer de qué manera se da el tratamiento de aguas residuales domesticas en la ciudad de

Barranquilla y cómo es el funcionamiento de este sistema.

5 MARCO TEÓRICO Y DISCUSIÓN

Los grandes desafíos a los que se enfrentan los gobiernos a nivel mundial, en la búsqueda del

desarrollo económico, social y ambiental, están relacionados con el recurso agua. La escasez del

recurso, el deterioro y los impactos sociales por inundaciones y sequias, son de las principales

problemáticas que requieren la mayor atención.

El manejo integrado de los recursos hídricos resulta ser un proceso fundamental para tratar los

asuntos sobre el recurso agua, para que estos sean usados, manejados y tratados de forma

sustentable y con efectividad e impactos positivos para la sociedad, en los ámbitos económicos,

sociales y ecológicos. Este proceso se establece para garantizar la vida en todos los ecosistemas del

planeta, incluyendo el hombre; además, es importante para encaminar todas las decisiones hacia el

manejo sostenible de los recursos hídricos.

5.1 Aguas residuales

Las aguas residuales, también llamadas aguas negras, son una mezcla compleja que contiene

contaminantes orgánicos e inorgánicos, tanto en suspensión como disueltos. La concentración de

estos contaminantes normalmente es muy pequeña y se expresa en mg/L, esto es, miligramos de

contaminantes por litro de la mezcla (Henry & Heinke, 1999). Estas aguas presentan características

físicas, químicas y microbiológicas diferentes a otros tipos de aguas, por lo cual se debe realizar un

tratamiento y manejo planificado, de tal forma que permita prevenir impactos al ambiente y generar

problemas de salud en las personas.

La combinación de líquidos y residuos sólidos en las aguas residuales pueden provenir de

residencias, oficinas, comercios e instituciones, residuos de industrias y de actividades agrícolas;

por lo tanto, las aguas residuales según su origen pueden clasificarse en domésticas, industriales o

agropecuarias, generalmente las aguas residuales domésticas y agrícolas son las menos complejas

en comparación con las industriales, puesto que estas últimas contienen sustancias químicas ajenas

a la naturaleza, como por ejemplo metales pesados, de acuerdo con esto cada tipo de agua residual

deben ser tratadas teniendo en cuenta sus características particulares (Universidad Nacional Abierta

y a Distancia, 2010)

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Las aguas residuales domésticas se originan especialmente en las viviendas, locales comerciales y

oficinas. Suelen tener una alta presencia de materia orgánica, cloruros, sulfatos, nitrógeno y sólidos.

En la Tabla 1 se presentan las características típicas de las aguas residuales de origen municipal. Es

de anotar que debido a la existencia de grandes concentraciones de materia orgánica, la acción

oxidante de los microorganismos hace que se consuma el oxígeno disuelto y se incrementen las

condiciones anaerobias.

Tabla 1 Características del agua residual municipal

Componente Concentración (mg/l)

Alta Media Baja

Sólidos totales 1000 500 200

Sólidos suspendidos 500 300 100

Sólidos sedimentables 12 8 4

DBO5 300 200 100

DQO 1000 500 250

Nitrógeno total 80 50 25

Fósforo total 20 15 5

Aceites y grasas 40 20 0

Coliformes fecales (NMP/100 ml) 109 107 105

Fuente: Ministerio del Medio Ambiente, 2000

Las aguas residuales industriales se originan en procesos de transformación de materiales, producto

de la multitud de actividades industriales. Las características de estas aguas no se mantienen

estables, debido a la gran variedad de actividades que cobija el sector industrial; las propiedades de

estas aguas responderán al tipo de industria y a los residuos que estas generen. En Tabla 2 se

presentan algunos compuestos que pueden encontrarse en las aguas residuales industriales, su

origen y efectos negativos.

Tabla 2 Posibles compuestos presentes en aguas residuales industriales

Compuesto Fuente Efectos

Materia orgánica Mataderos, curtiembres, centrales azucareras,

industria de alimentos

Consumen OD

Sólidos

suspendidos

Fábrica de detergentes y jabones, industria de

aceites y grasas, cerveceras, curtiembres,

industria farmacéutica

Acumulación de estos materiales en cuerpos de

agua

Compuestos

orgánicos

persistentes

Industria química, refinerías de petróleo,

plantas de coque e industria de productos

sintéticos

Compuestos no biodegradables, sustancias

tóxicas bioacumulables

Metales pesados Industria química y farmacéutica Sustancias tóxicas bioacumulables

Aceites y grasas Industria de aceites y grasas, jabones, lácteos,

estaciones de servicio

Altera aspecto del agua, interfiere la

transferencia de oxígeno

Nitrógeno y fósforo Fábricas de fertilizantes, industria alimenticia

(proteínas), operaciones pecuarias

Eutrofización. Además, de la descomposición

biológica de compuestos nitrogenados se genera

amoniaco (NH3)

Calor Plantas termoeléctricas, calderas, sistemas de

enfriamiento

Altera fauna acuática

Fuente: Universidad Nacional Abierta y a Distancia

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Las aguas residuales agropecuarias se producen de actividades pecuarias y del procesado de

cosechas de cultivos. Esas aguas aportan gran cantidad de materia orgánica, nitrógeno, fósforo y

material en suspensión. Especialmente el estiércol de los animales es una rica fuente de nitrógeno y

fósforo. De igual forma, pueden encontrarse residuos de contaminantes orgánicos como plaguicidas.

Es importante tener en cuenta cuál es el origen de las aguas residuales, ya que de acuerdo con esto

se establecerá el tipo de tratamiento que se debe realizar, para poder devolverlas a los cuerpos de

agua receptores sin alterar su calidad. Además, es importante conocer los parámetros físicos,

químicos y biológicos de las aguas residuales, de tal manera que permitan valorar su calidad y sus

efectos contaminantes; básicamente son cinco parámetros los que pueden tener impacto sobre el

medio donde se viertan las aguas residuales: materia oxidable, sólidos en suspensión, materias

inhibidoras o tóxicas, nutrientes y salinidad; otros elementos importantes son la temperatura y

contenido de grasas.

Materia oxidable

Demanda Química de Oxigeno (D.Q.O): Es una reacción intensa en la que se oxida la mayoría de la

materia orgánica, entre el 95 y el 100%, también oxida algunos compuestos inorgánicos como

sulfuros, cianuros etc. Las unidades en que se expresa son ppm de oxígeno.

Demanda Bioquímica de Oxígeno (D.D.O.): Mide la cantidad de oxigeno consumida por las

bacterias al degradar la materia orgánica. Es una oxidación más suave que la D.Q.O. y solo mide los

compuestos biodegradables (asimilables por las bacterias). Normalmente se expresan dos valores de

la misma, DDO5 y DBO21 y expresan los consumos de oxígeno a los 5 y a los 21 días.

Sólidos en suspensión

Sólidos en Suspensión Totales (SST): Fracción de sólidos que no pasa por el filtro de 0.45 μ.

- Sólidos en suspensión sedimentables (SSS). Fracción de los SST que puede separarse por

sedimentación simple según ensayo normalizado.

- Sólidos en suspensión no sedimentables (SSnS). Fracción de los SST que no se separa por

sedimentación en los ensayos normalizados.

Sólidos Disueltos (SD): Seria mejor definirlos como sólidos filtrables, son aquellos que no son

retenidos por el filtro y se pueden distinguir entre ellos:

- Sólidos coloidales, fracción comprendida entre 10-3μ i 1 μ. Se pueden separar por procesos

fisicoquímicos (coagulación-floculación).

- Sólidos disueltos, fracción de medidas inferiores a 10-3μ.

Sólidos Totales (ST): Es la suma de SST y SD. Para todos los casos y según la volatilidad a 600 ºC

se distingue entre fracción orgánica y fracción inorgánica, esta última permanece en forma de

ceniza.

Materias inhibidoras

Pueden presentar toxicidad o inhibir los procesos biológicos gran cantidad de compuestos químicos,

tanto orgánicos (aromáticos, fenoles, aldehídos, productos fitosanitarios, etc.) como inorgánicos

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(metales pesados, Hg, Cd, Cr, Zn, Cu, etc.). Las materias inhibidoras pueden influenciar en las

medidas de la DBO, presentando ésta resultados más bajos o nulos, y dando resultados de análisis

erróneos.

Nutrientes (N y P)

La procedencia de nitritos y nitratos es básicamente industrial, en las depuradoras y en los ríos se

pueden generar nitratos por oxidación del amonio o del nitrógeno orgánico. Los compuestos de

fósforo provienen generalmente de residuos urbanos, fosfatos y polifosfatos. Estos compuestos de

nitrógeno y fósforo pueden aparecer en las aguas como contaminación difusa de las actividades

agrícolas y ganaderas. N y P actúan como nutrientes en las especies vegetales, así pues con el CO2

atmosférico y estos nutrientes pueden crecer algas en el agua, generándose materia orgánica

(materia degradable que consume oxígeno) a partir de componentes inorgánicos, es lo que se

conoce como procesos de eutrofización.

Salinidad

La salinidad puede modificar el crecimiento de los microorganismos, ya que influye en los procesos

metabólicos, las modificaciones de la misma alteran los procesos de transferencia de materia debido

a las diferencias de presión osmótica. Es un parámetro difícil de corregir en aguas residuales, por lo

que su mejor tratamiento es la prevención. Otros parámetros como temperatura y grasas pueden

influir en los procesos de depuración, por lo que es conveniente conocer sus valores y tenerlos en

cuenta en las plantas de tratamiento.

Ahora bien, el tratamiento de las aguas residuales es un factor importante dentro de la sostenibilidad

de los ecosistemas, ya que su inadecuado manejo puede ocasionar impactos negativos en el medio

donde se depositen y causar graves afectaciones a la salud humana; además limitaría su uso y

disponibilidad. Los volúmenes de aguas residuales que se generan están relacionados con la

demanda del agua por parte de la población y el buen manejo o tratamiento que se le den, está

relacionado con la planificación tanto en centros urbanos, como en empresas particulares.

En Colombia, del total del agua captada por los centros urbanos (alrededor de 170 m3/s), entre el 70

y 80% regresa al ambiente en forma de agua residual, descartando diariamente cerca de 700

toneladas de carga orgánica a los cuerpos de agua. A esto hay que sumarle que solamente el 22% de

las cabeceras del país hacen tratamiento de aguas residuales y muchas de ellas funcionan

deficientemente o no están en operación (Ministerio del Medio Ambiente, 2002). Para el caso de

Colombia es de notar, que es fundamental fortalecer el saneamiento básico en las poblaciones, ya

que se cuenta con numerosas cuencas hidrográficas que están sufriendo presión y deterioro en su

calidad de agua, generado por las cargas contaminantes de los vertimientos domésticos.

Según el Inventario Nacional del Sector de Agua Potable y Saneamiento del Ministerio de

Desarrollo, cerca de 1300 cuerpos de agua están siendo contaminados por ser los receptores de los

vertimientos municipales. Esto pone en riesgo la disponibilidad de las fuentes de agua para

consumo humano, ya que la saturación de material orgánico desequilibra los ecosistemas acuáticos,

dificultando su recuperación, además genera eutrofización de lagos y lagunas por la abundancia de

nutrientes (Ministerio del Medio Ambiente, 2002).

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5.2 Tratamiento de las aguas residuales

El tratamiento de aguas es el conjunto de operaciones unitarias de tipo físico, químico o biológico,

cuya finalidad es la eliminación o reducción de la contaminación, así como la eliminación de las

características no deseables de las aguas, para abastecimiento, para procesos o de las aguas

residuales. El tratamiento de las aguas residuales es un proceso complejo, que exige un importante

esfuerzo para la evaluación de las necesidades de depuración, es decir, mediante un proceso de

caracterización el cual se logra a partir de mediciones físicas, químicas y biológicas (Cruz, 2008).

De acuerdo con lo anterior, el proceso de tratamientos de aguas residuales se clasifica desde dos

perspectivas, la primera es por tipo de proceso (físico, químico, biológico) y la segunda por el grado

de tratamiento (preliminar, primario, secundario, terciario), la Figura 1 muestra de manera general

los tipos y grado de tratamientos para disminuir o eliminar la carga contaminante de las aguas

residuales.

Figura 1 Tipos de tratamiento de aguas residuales

Fuente: Universidad Nacional Abierta y a Distancia

En cuanto al tipo de tratamiento se encuentran en primer lugar los procesos físicos, los cuales

emplean las fuerzas físicas para el tratamiento (Cruz, 2008), entre los principales se encuentran:

Desbaste: Consiste en la eliminación de sólidos gruesos o sedimentables, mediante la

retención en la superficie. Los elementos que se utilizan son rejillas o tamices.

Dilaceración: El objetivo es desintegrar o triturar los sólidos arrastrados. Para este proceso

se emplean cilindros giratorios verticales con ranuras horizontales, en cuales entran peines

cortantes fijos. El agua entra al tambor y los sólidos son triturados entre las ranuras y los

peines.

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Homogenización de caudales: Se realiza para tener caudales de tratamiento iguales y

concentraciones de contaminantes mucho más homogéneas, esta operación produce una

mayor efectividad en los tratamientos posteriores.

Mezclado: Se utiliza cuando sea necesario que una sustancia determinada se homogenice

totalmente en el seno de otra. Esta operación es importante en varias fases del tratamiento.

Sedimentación: Es la separación de los componentes del agua en dos fases, una fase sólida

que corresponde a los fangos y que está formada por partículas de sólidos suspendidos más

pesados que el agua, que por gravedad se depositan en el fondo; la otra fase es líquida

formada por el agua y compuestos en disolución.

Flotación: Se mezcla el agua residual con agua a presión. Al salir ambas por un tubo se

forman burbujas que arrastran a la superficie partículas de aceite o fibras que allí se separan

fácilmente.

Filtración: Esta operación permite la eliminación de sólidos en suspensión, procedentes de

las aguas después del tratamiento y sedimentación biológica, así como de la precipitación

química. Es muy poco usual en el tratamiento de aguas residuales y solo se efectúa en caso

que normas muy estrictas la requieran. Se usan tanques con grava, arena u otros medios

filtrantes.

En segundo lugar se encuentran los procesos químicos, que son aquellos que para la eliminación de

contaminantes es necesario la adición de reactivos químicos o mediante las propiedades químicas

de diversos compuestos (Cruz, 2008), dentro de los principales se pueden mencionar:

Precipitación: Consiste en añadir ciertos productos químicos al agua residual para conseguir

que éstos alteren el estado físico de los sólidos disueltos o en suspensión y se produzca una

eliminación por sedimentación. Este se utiliza como único método de depuración de aguas

residuales industriales.

Oxidación-Reducción: La necesitan los cianuros, el cromo hexavalente, los sulfuros, el

cloro, y los nitritos. Los reactivos más usados para oxidación son hipoclorito sódico, cloro

gaseoso, y H2SO5 (Acido de Caro o peroxisulfurico). Para reducción, los reactivos más

usados son bisulfito sódico y sulfato ferroso.

Neutralización: Se utilizan los ácidos clorhídrico, nítrico, sulfúrico, fluorhídrico, y diversas

bases. A veces, en la industria de procesos se neutraliza un efluente ácido con un efluente

básico, con posterior ajuste final de pH. Esto permite economizar reactivos.

Intercambio iónico y ósmosis inversa: Se utilizan sales de ácidos y bases fuertes y

compuestos orgánicos ionizados (intercambio iónico), o presión sobre membranas, en el

caso de la ósmosis inversa. Siempre que es posible, se recuperan sustancias para su

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recirculación, esto disminuye la contaminación y reduce las compras de reactivos o

materias primas.

Por último se encuentran los procesos biológicos, los cuales se pueden realizar en todo tipo de

aguas y es generalmente un tratamiento secundario, el objetivo es la coagulación y eliminación de

sólidos coloidales no sedimentables en la decantación primaria, así como la estabilización de la

materia orgánica. Los principales procesos de tratamiento biológico utilizados en el tratamiento de

aguas residuales en cuanto al tipo de microorganismos son: procesos aerobios, procesos anóxicos,

procesos anaerobios (Cruz, 2008).

Los tratamientos más importantes son:

Lodos activados: Estos tratamientos se efectúan en grandes estanques con una suspensión

de microbios que forman un barro o lodo activado. Se agrega el agua contaminada y los

microorganismos van descomponiendo los contaminantes en sustancias simples, o

asimilando otras sustancias en su interior. Luego se efectúa una decantación para separar

los lodos, se obtiene agua tratada y parte de los lodos se envía de nuevo al estanque. Los

lodos a reusar son estabilizados previo contacto con el agua residual.

Sistemas de película fija: En este sistema, las partículas activas forman una película que

está adherida en paredes o en rellenos de distinto tipo. Al pasar el agua residual por estas

paredes o rellenos, entra en contacto con las películas microbianas y se va depurando.

Como se mencionó anteriormente, de acuerdo al grado de tratamientos se encuentran en primer

lugar los tratamientos preliminares o pretratamiento, el cual comienza por la separación física

inicial de sólidos grandes, basuras de la corriente de aguas domésticas o industriales empleando

para ello un sistema de rejillas o mallas, también pueden ser triturados con equipos especiales,

posteriormente es aplicado un desarenado que consiste en la separación de sólidos pequeños muy

densos como la arena, seguido de una sedimentación primaria que separa los sólidos suspendidos

existentes en el agua residual.

De acuerdo con Cruz (2008), las operaciones de pretratamiento incluidas en una planta depuradora

dependen de:

La procedencia del agua residual.

La calidad del agua bruta a tratar.

Del tipo de tratamiento posterior en la planta.

En el pretratamiento se incluyen los siguientes procesos (Lizarazo & Orjuela, 2013):

Cribado: Rejas o rejillas de barras metálicas paralelas e igualmente espaciadas. Su función

es retener sólidos gruesos que floten o que se encuentren suspendidos en el agua. Pueden

ser de limpieza manual (gruesas) o de limpieza mecánica (finas).

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Tamices estáticos: Es un filtro utilizado para la separación sólido-líquida en Estaciones

Depuradoras de Aguas Residuales (E.D.A.R.). Este equipo se instala como pre tratamiento

en aguas industriales, con luces de 0,5 a 1 mm, para eliminar los gruesos en industrias

papeleras, textiles, de curtidos, lavaderos, conserveras, mataderos y lácteas. El tamiz

estático también se emplea como tratamiento primario en aguas urbanas, con luces de malla

de 1 a 1,5 mm.

Trituradores de canal: Se emplean para triturar los sólidos gruesos con objeto de mejorar las

operaciones y procesos que se llevan luego a cabo y para eliminar los problemas que

producen los diferentes tamaños de los sólidos presentes en el agua residual. Los sólidos se

trituran para conseguir partículas de tamaño menor y más uniforme.

Homogenización o tanques de igualación: Son tanques que sirven para regular o disminuir

los efectos de la variación del flujo o de la concentración de las aguas residuales. Estos

tanques son indispensables en el tratamiento de las aguas residuales industriales y a veces

se utilizan en las instalaciones municipales.

Desarenadores: Estructuras destinadas a remover arenas presentes en las aguas residuales.

Los desarenadores pueden ser rectangulares o circulares; de flujo horizontal o helicoidal;

aireados o no; de limpieza manual o mecánica. Tienen como función prevenir la abrasión

de equipos mecánicos, evitar la sedimentación de arenas en tuberías, canales y tanques

ubicados aguas abajo.

En segundo lugar se encuentran los tratamientos primarios, donde el principal objetivo es la

reducción de los sólidos en suspensión del agua residual, implementando tratamientos físicos o

químicos; este tratamiento es enteramente realizado con maquinaria, de ahí que es conocido

también como tratamiento mecánico. Dentro de este se encuentran:

Sedimentación: La sedimentación es un proceso físico que aprovecha la diferencia de

densidad y peso entre el líquido y las partículas suspendidas. Los sólidos, más pesados que

el agua, se precipitan produciéndose su separación del líquido. Los sedimentadores pueden

ser circulares o rectangulares.

Flotación: Es un proceso utilizado para la separación de partículas sólidas o líquidas en un

medio líquido. En el tratamiento de las aguas residuales se utiliza para remover aceites y

grasas y también para aglutinar sólidos suspendidos.

Coagulación: Es el proceso por el que los componentes de una suspensión o dilución

estables son desestabilizados por suspensión de las fuerzas que mantienen su estabilidad,

por medio de coagulantes químicos.

La siguiente fase es el tratamiento secundario, y se refiere a todos los procesos de tratamiento

biológico de las aguas residuales tanto aerobios como anaerobios. Este proceso busca degradar el

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contenido biológico de las aguas residuales, aportado por residuos humanos, residuos de alimentos,

jabones y detergentes. Dentro de este se pueden mencionar (Cruz, 2008):

Lodos activados: Sistema en el que la materia orgánica se mantiene dentro de la masa del

agua en suspensión y homogeneizada, ya sea por sistemas hidráulicos, mecánicos o

inyección de aire.

Lechos bacterianos: Sistema en el que se incorporan elementos, soportes, donde se fijan los

lodos y los microorganismos, distribuyendo homogéneamente los alimentos (materia

orgánica).

En último lugar se encuentra el tratamiento terciario o avanzado, se da en pasos adicionales como

lagunas, micro filtración o desinfección. Este tratamiento proporciona una etapa final para aumentar

la calidad del efluente al estándar requerido antes de ser descargado al ambiente receptor: mar, rio,

lago, etc. Dentro de estos están filtración, lagunaje, tierras húmedas construidas, remoción de

nutrientes, desinfección. Una de las principales razones para realizar tratamiento terciario a las

aguas residuales, es para la reutilización del recurso, puesto que estas requieren tener características

específicas de calidad.

Con respecto a los sistemas de tratamiento de aguas residuales (STAR) en Colombia, el Plan

Nacional de Manejo de Aguas Residuales Municipales 2004, establece que hay construidas 237

STAR en 235 municipios, lo cual representa un 21,7% de todos los municipios del país. Estos

sistemas de tratamiento no tratan la totalidad del agua residual producida y se desconoce el estado

real de las plantas de tratamiento, se estima que solo un 10% de los STAR construidos tienen un

funcionamiento adecuado. La tendencia de los STAR en Colombia es de construir lagunas de

estabilización (44%) y en segundo nivel sistemas de aireación extendida (9,4%) y por ultimo filtros

biológicos (7%) (Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, 2004).

Lo anterior permite establecer que en Colombia hay deficiencias en cuanto al manejo y tratamiento

de las aguas residuales, lo cual está relacionado con los servicios básicos de abastecimiento de agua

potable y saneamiento básico. Los encargados de suplir estas necesidades a la población son las

administraciones públicas, son ellas las encargadas de velar por que se impacte lo menos posible el

ambiente, ya sea asumiendo directamente la prestación del servicio o por medio de otras empresas.

Colombia aún cuenta con muchas poblaciones que no cuentan con los elementos necesarios para el

manejo y tratamiento de sus aguas residuales, esto debido a la falta de planificación en los procesos

de urbanización y a la corrupción existente, que no permite que se invierta en lo indispensable y

verdaderamente importante.

5.3 Normatividad Colombiana

En cuanto al manejo de aguas, Colombia cuenta con un amplio desarrollo de documentos

legislativos encaminados a regular el uso del agua, establecer el manejo de vertimientos y definir

los instrumentos económicos, administrativos e institucionales necesarios para la ejecución de las

políticas, por medio de los cuales se ha impulsado la articulación y desarrollo de acciones por parte

de las entidades que tienen que ver con el tema de manejo del agua. Sin embargo, hay aspectos

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negativos para la aplicación de los documentos, como fallas en la metodología, falta de recursos

financieros, falta de coordinación para poner en marcha los programas de seguimiento, entre otros.

En lo concerniente a los vertimientos de aguas residuales y los aspectos institucionales para su

manejo, se fundamentan en las políticas nacionales y normas específicas referidas desde los años

70. Se destacan principalmente el Código de los Recursos Naturales (Decreto ley 2811 de 1974), el

Decreto 1594 de 1984 y el Reglamento Técnico de Agua Potable y Saneamiento (RAS), entre otras

normas de regulación ambiental y sanitaria (Ministerio del Medio Ambiente, 2002). La Tabla 3

presenta el marco político y normativo relacionado con el manejo y tratamiento de aguas residuales

en Colombia.

Tabla 3 Marco político y normativo relacionado con el manejo y tratamiento de aguas residuales

Sector Salud

Decreto 2811 de 1974 Código Nacional de los Recursos Naturales Renovables y de Protección

al Medio Ambiente.

Ley 9 de 1979 Código Sanitario Nacional.

Decreto 1594 de 1984 Uso del agua y vertimientos.

Sector Agua Potable y Saneamiento Básico

Ley 142 de 1994 Régimen de los servicios públicos domiciliarios.

Ley 373 de 1997 Uso Eficiente y Ahorro del agua.

Resolución 1096 de 2000 Reglamento técnico del sector de agua potable y saneamiento - RAS.

Decreto 3930 del 2010 Usos del agua, ordenamiento, vertimientos.

Resolución 1207 del 2014 Reúso del agua residual.

Resolución 631 del 2015 Parámetros y valores de calidad para vertimientos puntuales.

Medio Ambiente

Ley 99 de 1993 Organiza el SINA y crea el Ministerio del Medio Ambiente.

Decreto 3100 de 2003 Tasas retributivas.

Resolución 372 de 1998 Monto de las tasas mínimas para las tasas retributivas.

Decreto 155 de 2004 Tasas por utilización del agua.

Resolución 240 de 2004 Establece tarifa mínima para las tasas por utilización de agua.

Decreto 1180 de 2003 Licencias ambientales.

Decreto 3678 del 2010 Sanciones ambientales.

Decreto 1640 del 2012 Planificación, ordenación y manejo de las cuencas hidrográficas.

Documentos de Política

Constitución Política Nacional. 1991.

Ley 812 de 2003 por la cual se aprueba el Plan Nacional de Desarrollo 2003-2006, hacia un Estado comunitario.

Lineamientos de Política para el Manejo integral del agua. Aprobado por el Consejo Nacional Ambiental en 1996.

Política pública para el sector de agua potable y saneamiento básico de Colombia. 2001.

Política Nacional Ambiental para el Desarrollo Sostenible de los Espacios Oceánicos y las Zonas Costeras e Insulares de

Colombia. Aprobado por el Consejo Nacional Ambiental en 2000.

Conpes 3146 de 2001, Estrategia para consolidar la ejecución del Plan Nacional para la Prevención y Atención de

Desastres en el corto y mediano plazo.

Conpes 3164 de 2002, Política Nacional Ambiental para el Desarrollo Sostenible de los Espacios Oceánicos y las Zonas

Costeras e Insulares de Colombia – Plan de Acción 2002 – 2004.

Conpes 3177 de 2002, Acciones Prioritarias y Lineamientos para la Formulación del Plan Nacional de Manejo de Aguas

Residuales (PMAR).

Ley 812 de 2003, Ley del Plan Nacional de Desarrollo 2002 –2006 Hacia un Estado Comunitario.

Lineamientos de la Política Nacional del Océano y los Espacios Costeros – LPNOEC. Adoptado por los miembros de la

Comisión Colombiana del Océano en 2003.

Fuente: Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, 2004

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A pesar de toda la normatividad existente, se ha dificultado su aplicación en muchas ocasiones,

debido a razones como: debilidad institucional, falta de programas de control, falta de

disponibilidad de información, desconocimiento de las obligaciones ambientales por parte de los

entes territoriales, falta de asistencia técnica por parte de las autoridades ambientales regionales;

estos factores analizados en conjunto debilitan cualquier proceso hacia el manejo del agua.

5.4 Tratamiento de aguas residuales domesticas de la ciudad de Barranquilla

Cada municipio presenta unas características moderadamente variables en sus vertimientos o aguas

residuales, los factores que influyen en las características físicas, químicas y bacteriológicas de sus

aguas residuales son: la localización, la temperatura, el desarrollo socioeconómico que tenga la

población, el nivel industrial, las prácticas que se den para el uso eficiente del agua, entre otros; los

cual quiere decir, que las aguas residuales generadas por un municipio varían de acuerdo al

comportamiento de ciertos factores internos y externos.

El principal contaminador de las aguas residuales domésticas son las heces y la orina humana,

seguido de los residuos orgánicos de la cocina. Estas aguas presentan un alto contenido de materia

orgánica biodegradable y de microorganismos que por lo general son patógenos. Cuando el

municipio tiene un alto desarrollo industrial pueden predominar compuestos inorgánicos poco

biodegradables (metales pesados, plaguicidas, sólidos) y dependiendo del estado del alcantarillado

(fugas o conexiones erradas) o si es combinado (aguas lluvias y negras) o sanitario (sólo aguas

negras), pueden estar más o menos diluidas (Ministerio del Medio Ambiente, 2002).

La Tabla 1, presenta la composición tópica de las aguas residuales municipales, estas presentan

altos contenidos de microorganismos, en especial coliformes fecales, que son un indicador de

contaminación bacteriológica, los cuales pueden sobrevivir en el ambiente hasta 90 días; por lo cual

las aguas que presenten este organismo deben ser tratadas, ya que pueden afectar la salud humana y

la disponibilidad del recurso para consumo humano. Otros constituyentes de las aguas residuales

domésticas como: sólidos, detergentes, grasas y aceites, nitrógeno y fósforo se encuentran en

concentraciones relativamente moderadas, cuya asimilación depende del estado del cuerpo receptor.

Ahora bien, para hablar del tratamiento de las aguas residuales domesticas en la ciudad de

Barranquilla, en primer lugar es necesario hablar sobre el sistema de alcantarillado de la ciudad, el

cual está diseñado para recolectar, transportar y disponer las aguas residuales generadas por sus

habitantes, el sistema comienza a servir en los inmuebles mediante las redes internas, de allí las

aguas servidas pasan a las redes domiciliarias con tuberías de 6” de diámetro, el siguiente paso es la

red local con tuberías de 8” de diámetro, de allí pasan a las redes matrices o colectoras con diámetro

mayores a 10”, continuando su transporte a las estaciones de bombeo o a las depuradoras de aguas

residuales o a los cuerpos de receptores según sea el caso. El sistema se encuentra dividido en 2

grandes vertientes, una oriental que drena y conduce sus aguas al río Magdalena y una occidental

que transporta sus aguas a la estación depuradora de aguas residuales EDAR El Pueblo (Triple A

S.A. E.S.P., 2015), (ver Figura 2). La empresa encargada de prestar los servicios de alcantarillado,

abastecimiento de agua potable, aseo y tratamiento de aguas residuales domesticas en Barranquilla

es la Triple A.

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Figura 2 Ubicación de la EDAR El Pueblo en la Ciudad de Barranquilla

Fuente: Imagen de Google Earth

La Estación Depuradora de Aguas Residuales del Distrito de Barranquilla está localizada a 500

metros al noroccidente del barrio El Pueblo y está diseñada para depurar las aguas residuales

provenientes del alcantarillado sanitario de 53 barrios del ciudad de Barranquilla.

El tipo de tratamiento que reciben las aguas residuales de la zona Suroccidental de Barranquilla es

biológico, mediante el empleo de Lagunas Facultativas con Digestión Anaeróbica Primaria,

entregando un efluente en los cuerpos receptores con aguas residuales tratadas, con altas

remociones de carga orgánica, de sólidos suspendidos, y de organismos patógenos. La EDAR El

Pueblo, presenta el siguiente funcionamiento (Triple A S.A. E.S.P., 2015):

Estructura de llegada o control

La Estación está conformada por dos estaciones de bombeo y un sistema de lagunas de

estabilización. Las aguas residuales domesticas originadas en el suroccidente de Barranquilla son

conducidas por gravedad, mediante una serie de colectores, llegando a la estación depuradora

mediante dos emisarios finales de 52" , que empalman en una estructura de llegada o de control, en

la que se realizan las caracterizaciones de las aguas residuales que llegan a la estación depuradora.

Canaleta Parshall

La canaleta Parshall, que permite realizar la medición de los caudales que se encuentran llegando a

la estación depuradora. Esta canaleta posee un sensor que emite información directamente hacia el

centro de control localizado en el Acueducto.

Rejillas de Desbaste

De la canaleta Parshall el agua residual pasa al canal de rejillas, en donde se efectúa el desbaste de

sólidos, siendo ésta la primera etapa del pretratamiento. La misma tiene lugar cuando las rejas de

desbaste, 2 gruesas y 2 finas retienen los sólidos flotantes que trae el agua residual, cuyo tamaño es

mayor que la distancia libre entre barras. Los sólidos retenidos son eliminados mediante limpieza

manual. El producto de la limpieza se dispone en un escurridero, una vez seco es introducido en

bolsas plásticas y es depositado en un contenedor, a fin de ser evacuadas posteriormente hasta el

relleno sanitario.

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Desarenadores

Después del desbaste, el agua residual pasa a un canal de distribución, y de ahí a los desarenadores.

En los desarenadores el proceso se lleva a cabo por la sedimentación de las arenas presentes en el

agua residual. Las arenas sedimentadas son retiradas mediante un extractor de arenas constituido

por un puente grúa al cual hay integrada una cuchara extractora. Para el secado, las arenas son

depositadas en un contenedor. Una vez realizado el secado, son retiradas del sitio y llevadas hasta el

relleno sanitario.

Estaciones de bombeo

De los desarenadores, el agua residual circula hacia los pozos de succión en donde es bombeada

hasta las cajas de distribución ubicadas frente a los módulos: la estación 1, la cual tiene un sistema

de bombeo compuesto por cinco unidades de 236 lps, cada una que impulsa el agua residual hacia

los módulos 1 y 2; y la estación 2, que tiene tres bombas de 236 lps y dos bombas de 126 lps, que

impulsan el agua residual hacia los módulos 3, 4, 5 y 6.

Lagunas de aguas residuales

La eliminación de los contaminantes se lleva a cabo gracias a la actividad biológica de los

microorganismos (algas y bacterias), para esto la EDAR “El Pueblo” cuenta con un sistema de

lagunas.

En la primera etapa hay dos lagunas paralelas, una de tipo facultativo y otra igual a las de la

segunda etapa pero de mayor tamaño. En la primera laguna la degradación de la materia orgánica se

obtiene inicialmente en tres digestores anaerobios de 4,5 mt de profundidad que se encuentran

incrustados al inicio del módulo 1, mediante la labor que desarrollan unos micro-organismos

anaerobios, seguidamente la degradación continúa fundamentalmente con la actividad metabólica

de las bacterias facultativas que pueden desarrollarse tanto en presencia como en ausencia de

oxígeno disuelto.

En la segunda etapa hay 4 sistemas de lagunas o módulos funcionando en paralelo donde cada

módulo se compone a su vez de varias lagunas funcionando en serie, las cuales están dispuestas de

la siguiente manera en el sentido del flujo: 2 lagunas anaerobias de alta carga en paralelo, lo cual

facilitara una posterior operación de mantenimiento, estas lagunas poseen una profundidad de 4,5

mt cada una, luego una laguna secundaria anaerobia con 3,5 mt de profundidad, los tiempos de

residencia son relativamente cortos comparándolos con la laguna facultativa. Con este tipo de

lagunas se busca reducir carga orgánica y sólidos en suspensión, para luego pasar el efluente de

estas lagunas a una laguna facultativa de la cual se obtendrá un efluente de mayor calidad y

alcanzando una elevada estabilización de la materia orgánica y una fuerte reducción de la carga

microbiológica.

Finalmente se obtiene un efluente de alta calidad con unas concentraciones promedio en materia

orgánica representada como demanda biológica de oxígeno (DBO5) de 20 mg/l, sólidos en

suspensión de 35 mg/l y un porcentaje de remoción de organismos patógenos igual a 99.9% (Triple

A S.A. E.S.P., 2015).

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Ahora bien, en Barranquilla a pesar del gran esfuerzo realizado para el manejo y tratamiento de las

aguas residuales, existen algunas problemáticas que no permiten que esta ciudad tenga un control

eficiente sobre los recursos hídricos; dentro de estas problemáticas se puede mencionar que la zona

Oriental de la ciudad no cuenta con sistema de tratamiento de aguas residuales, como se mencionó

anteriormente, la EDAR El Pueblo solo presta servicio de tratamiento para la aguas recolectadas en

el lado Occidental de la ciudad, el resto de las aguas residuales es depositado sin ningún tipo de

tratamiento al río Magdalena (ver Figura 3), que es el sistema fluvial con que limita la ciudad en su

costado Oriental. Esto supone una problemática ambiental, porque a pesar de que a esta altura del

río las aguas llegan contaminadas por el recorrido y recolección que hace de las aguas de las

poblaciones por donde cruza en el país, depositar aguas residuales sin ningún tipo de tratamiento

pone en riesgo los ecosistemas acuáticos de este sector.

Figura 3 Recolección de aguas residuales en el sector Oriental de la Ciudad de Barranquilla

Fuente: Imagen de Google Earth

Sumado a lo anterior, hay que mencionar que en Barranquilla no existe alcantarillado pluvial y

como es bien sabido esto ocasiona graves problemas por los arroyos que recorren la ciudad, ya que

la mayoría de las vías y calles no tienen un sistema de drenaje adecuado, por lo cual cuando llueve,

las aguas por escorrentía fluyen libremente sobre las dos cuencas sobre las que se asienta la ciudad

(ver Figura 4), una oriental que va al río Magdalena y una occidental que drena las aguas hacia la

Ciénaga de Mallorquín, que es un sistema costero. Esta problemática se ve acrecentada por la falta

de conciencia de la ciudadanía en el manejo de las basuras, estas son colectadas por las aguas de los

arroyos generando problemáticas de taponamiento de vías e incremento de la contaminación que

llega a las fuentes de agua.

Figura 4 Arroyos en la Ciudad de Barranquilla

Fuente: Imágenes tomadas de internet

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6 CONCLUSIONES

Implementar el tratamiento de aguas residuales debe ser una prioridad para los municipios, debido a

la gran disminución de contaminantes que implica la realización del proceso y lo favorecido que se

ve el ambiente donde son depositadas las aguas residuales; es decir, la importancia radica en la

disminución de los impactos negativos a los ecosistemas.

El conocimiento sobre los sistemas de tratamiento de aguas residuales es fundamental para tomar

decisiones acertadas para establecer cuál es el tratamiento que se debe dar a las aguas de acuerdo a

las características físicas, químicas y biológicas que estás presenten. Así mismo, es importante para

establecer las necesidades de manejo y tratamiento de acuerdo a las actividades que las generan.

En Colombia existe una fuerte normatividad para el manejo integrado del recurso agua, sin embargo

las problemáticas sociales y económicas dificultan la plena materialización de dicha normatividad.

La problemática social hace que las poblaciones ejerzan presión sobre los recursos hídricos,

sobrexplotándolos y devolviéndolos contaminados, por lo cual es vital que los entes

gubernamentales asuman el papel de suplir las necesidades de la población en cuanto a saneamiento

básico.

Debe existir mayor compromiso de las autoridades ambientales, para el control del manejo de aguas

residuales en las ciudades, además, implementar estrategias para promover la cultura de la

protección a los cuerpos de agua y su importancia para todos los ecosistemas incluyendo al hombre.

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