TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES EN BOGOTÁ !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!CELESKY MARIEL REYES CABALLERO !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

UNIVERSIDAD DE MANIZALES MAESTRIA EN DESARROLLO SOSTENIBLE Y MEDIO AMBIENTE

MANEJO INTEGRADO DEL AGUA Bogotá D.C.

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TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES EN BOGOTÁ !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!CELESKY MARIEL REYES CABALLERO

Cohorte XIII Aporte Individual !!

Profesor: Dr. Nelson Rodriguez Valencia !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

UNIVERSIDAD DE MANIZALES MAESTRIA EN DESARROLLO SOSTENIBLE Y MEDIO AMBIENTE

MANEJO INTEGRADO DEL AGUA Bogotá D.C.

2015

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TABLA DE CONTENIDO !1. RESUMEN…………………………………………………………………………………………….4 2. INTRODUCCION…………………………………………………………………………………….5 3. OBJETIVOS…………………………………………………………………………………………..6 4. MARCO TEORICO Y DISCUSION …………………………………………………………………7 4.1 AGUAS RESIDUALES……………………………………………………………………………….7 4.1.1 Aguas Negras ……………………………………………………………………..…………………7

4.1.2 Aguas Grises …………………………………………………………………………………………7 4.1.3 Aguas Negras Residuales……………………………………………………………………………..8 4.2 TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES ………………………………………………………..8 4.2.1 Tipos de tratamiento…………………………………………………………………………………..8 4.2.1.1 Tratamiento preliminares…………………………………………………………………………..8 4.2.1.2 Tratamientos primarios…………………………………………………………………………….9 4.2.1.3 Tratamientos secundarios………………………………………………………………………….10 4.2.1.4 Tratameintos terciarios ……………………………………………………………………………11 4.3 PROBLEMATICAS…………………………………………………………………………………..14 4.4 FACTORES SOCIALES Y ECONOMICOS…………………………………………………………15 4.5 FACTORES CULTURALES………………………………………………………………………….16 4.6 FACTORES TECNICOS ……………………………………………………………………………..16 4.7 FACTORES ECOLOGICOS ..………………………………………………………………………..17 4.8 FACTORES POLITICOS Y JURIDICOS………………………..…………………………………..17 4.9 ENTIDADES……………………………………………………..…………………………………..18 4.10 CIUDADES CON TRATAMIENTO DE AGUAS EN COLOMBIA………………………..…..…18 4.10.1 Bogotá……………………………………………………………………………………………..18 4.10.1.1 Gestión Ambiental y Normatividad……………………………………………………………..20 4.10.1.2 Procesos y Operaciones………………………………………………………………………….20

5. CONCLUSIONES……………………………………………………………………………………22

6. BIBLIOGRAFIA………………………………………………………………………………..23

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1. RESUMEN !Las aguas residuales consisten de dos componentes, un efluente líquido y un constituyente sólido, conocido como lodo. Típicamente existen dos formas generales de tratar las aguas residuales. Una de ellas consiste en dejar que las aguas residuales se asienten en el fondo de los estanques, permitiendo que el material sólido se deposite en el fondo. Después se trata la corriente superior de residuos con sustancias químicas y procesos físicos para reducir el número de contaminantes dañinos presentes de mayor diámetro. La etapa secundaria consiste en utilizar la población bacteriana para degradar la materia orgánica. Estos métodos se complementan con una filtración que constituye la etapa terciaria. El tratamiento de aguas residuales debe ser una prioridad para la calidad de vida en una región, es una preocupación para los entes gubernamentales nacionales e internacionales la calidad de la misma. !Típicamente existen dos formas generales de tratar las aguas residuales. Una de ellas consiste en dejar que las aguas residuales se asienten en el fondo de los estanques, permitiendo que el material sólido se deposite en el fondo. El segundo método más común consiste en utilizar la población bacteriana para degradar la materia orgánica. En general, las aguas residuales consisten de dos componentes, un efluente líquido y un constituyente sólido, conocido como lodo. !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

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2. INTRODUCCIÓN !!El agua es un recurso finito, y vital para los diferentes procesos que se realizan en el mundo. Las aguas residuales llevan consigo microorganismos y elementos que pueden ser nocivos para la salud. Contaminación del recurso hídrico generada por la descarga de las aguas residuales no tratadas provenientes de los alcantarillados municipales. !Colombia no ha estado atrás en las gestiones relacionadas con el control de la contaminación hídrica, y se han adelantado a nivel nacional diferentes esfuerzos para reducir los impactos ambientales. Solo existen 473 plantas funcionando, la precaria infraestructura de alcantarillado es inadecuada ya que generalmente en él se incluyen tanto aguas lluvias como aguas residuales. Se estima que solamente el 30% del agua residual de nuestro país está siendo tratada !El tratamiento de aguas residuales Es el conjunto de procesos y operaciones unitarias que se realizan en una estructura adecuada para que por medios físicos, químicos y biológicos se remuevan contaminantes no deseables.!

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3. OBJETIVOS !3.1 OBJETIVO GENERAL !Describir los principales aspectos relacionados con el Tratamiento de Aguas Residuales, teniendo en cuenta su relación con el entorno social, económico, político, cultural, ecológico, técnico y legislativo

!3.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS !• Analizar de una forma crítica el tratamiento de aguas residuales y su relación con diferentes entornos. !• Identificar los principios de funcionamiento de los mecanismos involucrados en las diferentes etapas de

tratamiento de una planta de tratamiento de aguas residuales. !• Mostrar un panorama de lo que significa el problema de la generación de aguas residuales y lo que se

ha hecho en el país sobre el tema, en cuanto a reglamentación e infraestructura en los últimos años. !• Analizar la PTAR Salitre de Bogotá, conocer sus aspectos mas relevantes y su funcionamiento.

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4. MARCO TEORICO Y DISCUSION !4.1 AGUAS RESIDUALES

Las aguas residuales son esencialmente aquellas aguas de abastecimiento que después de ser utilizadas en las actividades domésticas y productivas son descargadas a las alcantarillas domiciliarias o directamente al ambiente. Son generadas por residencias, instituciones, actividades comerciales e industriales, estas son tratadas a través de procesos físicos, químicos y biológicos, para remover contaminantes físicos, químicos y remover contaminantes físicos, químicos y biológicos en el caso del agua afluente del uso humano. !De igual manera, la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO) la considerada como agua que no tiene valor inmediato para el fin para el se utilizo ni para el propósito para el que se produjo debido a su calidad, cantidad o al momento en que se dispone de ella. No obstante, las aguas residuales de un usuario pueden servir de suministro para otro usuario en otro lugar. !Otra forma de denominar a las Aguas Residuales es en base al contenido de contaminantes que esta porta, así se conocen como: Aguas negras, aguas grises, y aguas negras industriales.

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4.1.1 Aguas Negras

Se denominan aguas negras a las Aguas Residuales provenientes de inodoros, es decir, aquellas que transportan excrementos humanos y orina, ricas en sólidos suspendidos, nitrógeno y coliformes fecales. La denominación de aguas negras tiene sentido porque justamente la coloración que presentan las mismas es negra. !La principal motivación que llevará a estas aguas al sometimiento a un tratamiento especial son los agentes patógenos que se encuentran en ellas, provenientes de la excreción de los seres humanos y que pueden causar enfermedades e infecciones si no se las trata de manera correcta. Por tal situación es que las aguas negras también denominadas como aguas cloacales, residuales, servidas, sí o sí demandan de un cuidadoso sistema de tratamiento que tendrá por principal misión la de canalizar las mismas, tratar el contenido residual mencionado, y por supuesto desalojarlos para evitar los grandes problemas que ocasionan: la contaminación ambiental y la proliferación de virus.

!4.1.2 Aguas Grises Son las Aguas Residuales provenientes de tinas, duchas, lavamanos y lavadoras, que aportan sólidos suspendidos, fosfatos, grasas y coliformes fecales, esto es, aguas residuales domésticas, excluyendo las de los inodoros

La depuración de las aguas grises es de gran importancia ya que pueden ser regeneradas para reutilizarse como agua de riego de jardines o en cisternas de WC. De este modo ayudamos a mejorar el medio ambiente, al mismo tiempo que ahorramos. Una de las formas de depurar esas aguas, es teniendo una pequeña piscina con plantas acuáticas (fitodepuración) donde son éstas las encargadas de limpiar y purificar el agua; proceso necesario, ya que las aguas grises sin tratar no pueden ser utilizadas pues

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AGUAS RESIDUALES

AGUAS NEGRAS

AGUAS GRISES

AGUAS NEGRAS INDUSTRIALES

generan malos olores si se dejan más de un día. Al reutilizar las aguas grises conseguimos un ahorro de unos 50 litros por persona al día. !4.1.3 Aguas Negras industriales Son la mezcla de las aguas negras de una industria en combinación con las aguas residuales de sus descargas. Los contaminantes provenientes de la descarga están en función del proceso industrial, y tienen la mayoría de ellos efectos nocivos a la salud si no existe un control de la descarga. !4.2 TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES !Es el conjunto de procesos y operaciones unitarias que se realizan en una estructura adecuada para que por medios físicos, químicos y biológicos se remuevan contaminantes no deseables. !4.2.1 Tipos de Tratamientos

Aquellos métodos de tratamiento en los que predominan los fenómenos físicos se conocen como operaciones unitarias, mientras que aquellos métodos en los que la eliminación de los contaminantes se realiza con base en procesos químicos o biológicos se conocen como procesos unitarios. Al referirse a operaciones y procesos unitarios es porque se agrupan entre sí para constituir los tratamientos primario, secundario y terciario.

!4.2.1.1 Tratamientos Preliminares

Aunque no reflejan un proceso en sí, sirven para aumentar la efectividad de los tratamientos primarios, secundarios y terciarios. Las aguas residuales que fluyen desde los alcantarillados a las plantas de tratamiento de aguas residuales (PTAR), son muy variables en su flujo y contienen gran cantidad de objetos, en muchos casos voluminosos y abrasivos, que por ningún motivo deben llegar a las diferentes unidades donde se realizan los tratamientos y deben ser removidos. Para esto son utilizado los tamices, las rejas, los microfiltros, etc. !!!!!!

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TIPOS DE TRATAMIENTO

TRATAMIENTOS PRELIMINARES

TRATAMIENTOS PRIMARIOS

TRATAMIENTOS SECUNDARIOS

TRATAMIENTOS TERCIARIOS

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!!Rejas : Se utilizan para separar objetos de tamaño más importante que el de simples partículas que son arrastrados por la corriente de agua. Se utilizan solamente en desbastes previos. El objetivo es proteger los equipos mecánicos e instalaciones posteriores que podrían ser dañados u obstruidos con perjuicio de los procesos que tuviesen lugar. Se construyen con barras metálicas de 6 o más mm de espesor, dispuestas paralelamente y espaciadas de 10 a 100 mm. Se limpian mediante rastrillos que pueden ser manejados manualmente o accionados automáticamente. !Tamizado: Los tamices autolimpiantes están construidos con mallas dispuestas en una inclinación particular que deja atravesar el agua y obliga a deslizarse a la materia sólida retenida hasta caer fuera de la malla por sí sola. La gran ventaja de este equipo es que es barato, no tiene partes móviles y el mantenimiento es mínimo, pero necesita un desnivel importante entre el punto de alimentación del agua y el de salida.

!Microfiltraciòn: Los microfiltros trabajan a baja carga, con muy poco desnivel, y están basados en una pantalla giratoria de acero o material plástico a través de la cual circula el agua. Las partículas sólidas quedan retenidas en la superficie interior del microfiltro que dispone de un sistema de lavado continuo para mantener las mallas limpias. Se han utilizado eficazmente para separar algas de aguas superficiales y como tratamiento terciario en la depuración de aguas residuales. Según la aplicación se selecciona el tamaño de malla indicado. Con mallas de acero pueden tener luces del orden de 30 micras y con mallas de poliéster se consiguen buenos rendimientos con tamaños de hasta 6 micras.

!4.2.1.2 Tratamientos Primarios

El principal objetivo es el de remover aquellos contaminantes que pueden sedimentar, como por ejemplo los sólidos sedimentables y algunos suspendidos o aquellos que pueden flotar como las grasas. El tratamiento primario presenta diferentes alternativas según la configuración general y el tipo de tratamiento que se haya adoptado. Se puede hablar de una sedimentación primaria como último tratamiento o precediendo un tratamiento biológico, de una coagulación cuando se opta por tratamientos de tipo físico-químico. !Sedimentación primaria: Se realiza en tanques ya sean rectangulares o cilíndricos en donde se remueve de un 60 a 65% de los sólidos sedimentables y de 30 a 35% de los sólidos suspendidos en las aguas residuales. En la sedimentación primaria el proceso es de tipo floculento y los lodos producidos están conformados por partículas orgánicas. Un tanque de sedimentación primaria tiene profundidades que oscilan entre 3 y 4m y tiempos de detención entre 2 y 3 horas. En estos tanques el agua residual es sometida a condiciones de reposo para

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Rejillas Tamices

facilitar la sedimentación de los sólidos sedimentables. El porcentaje de partículas sedimentadas puede aumentarse con tiempos de detención más altos, aunque se sacrifica eficiencia y economía en el proceso; las grasas y espumas que se forman sobre la superficie del sedimentador primario son removidas por

medio de rastrillos que ejecutan un barrido superficial continuo.

!Precipitación química – coagulación: La coagulación en el tratamiento de las aguas residuales es un proceso de precipitación química en donde se agregan compuestos químicos con el fin de remover los sólidos. El uso de la coagulación ha despertado interés sobretodo como tratamiento terciario y con el fin de remover fósforo, color, turbiedad y otros compuestos orgánicos. !4.2.1.3 Tratamientos Secundarios

El objetivo de este tratamiento es remover la demanda biológica de oxígeno (DBO) soluble que escapa a un tratamiento primario, además de remover cantidades adicionales de sólidos sedimentables. !El tratamiento secundario intenta reproducir los fenómenos naturales de estabilización de la materia orgánica, que ocurre en el cuerpo receptor. La ventaja es que en ese proceso el fenómeno se realiza con más velocidad para facilitar la descomposición de los contaminantes orgánicos en períodos cortos de tiempo. Un tratamiento secundario remueve aproximadamente 85% de la DBO y los SS aunque no remueve cantidades significativas de nitrógeno, fósforo, metales pesados, demanda química de oxígeno (DQO) y bacterias patógenas. !Además de la materia orgánica se va a presentar gran cantidad de microorganismos como bacterias, hongos, protozoos, rotíferos, etc, que entran en estrecho contacto con la materia orgánica la cual es utilizada como su alimento. Los microorganismos convierten la materia orgánica biológicamente degradable en CO2 y H2O y nuevo material celular. Además de estos dos ingredientes básicos microorganismos – materia orgánica biodegradable, se necesita un buen contacto entre ellos, la presencia de un buen suministro de oxígeno, aparte de la temperatura, PH y un adecuado tiempo de contacto. !Para llevar a efecto el proceso mencionado se usan varios mecanismos tales como: lodos activados, biodisco, lagunaje, filtro biológico. !Lodos Activados: Es un tratamiento de tipo biológico en el cual una mezcla de agua residual y lodos biológicos es agitada y aireada. Los lodos biológicos producidos son separados y un porcentaje de ellos devueltos al tanque de aireación en la cantidad que sea necesaria. En este sistema las bacterias utilizan el oxígeno suministrado artificialmente para desdoblar los compuestos orgánicos que a su vez son utilizados para su crecimiento. !A medida que los microorganismos van creciendo se aglutinan formando los lodos activados; éstos más el agua residual fluyen a un tanque de sedimentación secundaria en donde sedimentan los lodos. Los efluentes del sedimentador pueden ser descargados a una corriente receptora; parte de los lodos son devueltos al tanque con el fin de mantener una alta población bacterial para permitir una oxidación rápida de la materia orgánica. !!!!!

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!!!!!Biodisco: Es tan eficaz como los lodos activados, requiere un espacio mucho menor, es fácil de operar y tiene un consumo energético inferior. Está formado por una estructura plástica de diseño especial, dispuesto alrededor de un eje horizontal. Según la aplicación puede estar sumergido de un 40 a un 90% en el agua a tratar, sobre el material plástico se desarrolla una película de microorganismos, cuyo espesor se autorregula por el rozamiento con el agua, en la parte menos sumergida, el contacto periódico con el aire exterior es suficiente para aportar el oxígeno necesario para la actividad celular.

!Lagunaje: El tratamiento se puede realizar en grandes lagunas con largos tiempos de retención (1/3 días) que les hace prácticamente insensibles a las variaciones de carga, pero que requieren terrenos muy extensos. La agitación debe ser suficiente para mantener los lodos en suspensión excepto en la zona más inmediata a la salida del efluente. !Filtro Biológico: Está formado por un reactor, en el cual se ha situado un material de relleno sobre el cual crece una película de microorganismos aeróbicos con aspecto de limos . La altura del filtro puede alcanzar hasta 12m. El agua residual se descarga en la parte superior mediante un distribuidor rotativo cuando se trata de un tanque circular. A medida que el líquido desciende a través del relleno entra en contacto con la corriente de aire ascendente y los microorganismos. La materia orgánica se descompone lo mismo que con los lodos activados, dando más material y CO2. !4.2.1.4 Tratamientos Terciarios

Tiene el objetivo de remover contaminantes específicos, usualmente tóxicos o compuestos no biodegradables o aún la remoción complementaria de contaminantes no suficientemente removidos en el tratamiento secundario. !Como medio de filtración se puede emplear arena, grava antracita o una combinación de ellas. El pulido de efluentes de tratamiento biológico se suele hacer con capas de granulometría creciente, duales o multimedia, filtrando en arena fina trabajando en superficie. Los filtros de arena fina son preferibles cuando hay que filtrar flóculos formados químicamente y aunque su ciclo sea más corto pueden limpiarse con menos agua. !La adsorción con carbón activo se utiliza para eliminar la materia orgánica residual que ha pasado el tratamiento biológico.

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AFLUENTE

LIQUIDO MEZCLA

EFLUENTE

TANQUE DE AIREACION

TANQUE DE SEDIMENTACION

PURGA DE FANGOS (WAS)RECIRCULACION

DE FANGOS (RAS)

Para llevar a efecto el proceso mencionado se usan varios mecanismos tales como: !Ósmosis inversa Es una tecnología de membrana en la cual el solvente (agua) es transferido a través de una membrana densa diseñada para retener sales y solutos de bajo peso molecular. La OI elimina prácticamente todas las sales y los solutos de bajo peso molecular. Se considera una eliminación prácticamente total de las sales disueltas y total de los sólidos en suspensión. Debido a esto, las membranas de OI son la elección cuando se necesita agua muy pura o de bebida, especialmente si la fuente es agua salobre o agua de mar. !Electrodiálisis

La electrodiálisis separa las moléculas o iones en un campo eléctrico debido a la diferencia de carga y de

velocidad de transporte a través de la membrana. Las membranas tienen lugares cargados y poros bastante

estrechos (1-2 nm). En la célula de electrodiálisis se sitúa un cierto número de membranas de intercambio

catiónico y aniónico entre un ánodo y un cátodo de forma que cuando se aplica la corriente eléctrica los

iones con carga positiva migran a través de la membrana de intercambio catiónico y viceversa.

!Destilación La destilación es la colección de vapor de agua, después de hervir las aguas residuales. Con un retiro correctamente diseñado del sistema de contaminantes orgánicos e inorgánicos y de impurezas biológicas puede ser obtenido, porque la mayoría de los contaminantes no se vaporizan. El agua pasará al condensador y los contaminantes permanecerán en la unidad de evaporación. !Coagulación La Coagulación y Floculación son dos procesos dentro de la etapa de clarificación del agua. Ambos procesos se pueden resumir como una etapa en la cual las partículas se aglutinan en pequeñas masas llamadas flocs tal que su peso específico supere a la del agua y puedan precipitar. !La coagulación se refiere al proceso de desestabilización de las partículas suspendidas de modo que se reduzcan las fuerzas de separación entre ellas. La floculación tiene relación con los fenómenos de transporte dentro del líquido para que las partículas hagan contacto. Esto implica la formación de puentes químicos entre 4 partículas de modo que se forme una malla de coágulos, la cual sería tridimensional y porosa. Así se formaría, mediante el crecimiento de partículas coaguladas, un floc suficientemente grande y pesado como para sedimentar. !Adsorción La adsorción es un proceso donde un sólido se utiliza para eliminar una sustancia soluble del agua. En este proceso el carbón activo es el sólido. El carbón activo se produce específicamente para alcanzar una superficie interna muy grande (entre 500 - 1500 m2 /g). Esta superficie interna grande hace que el carbón tenga una adsorción ideal. El carbón activo viene en dos variaciones: Carbón activado en polvo (PAC) y carbón activado granular (GAC). !Filtración

Filtración Esta tecnología se utiliza principalmente para remover sólidos suspendidos de los suministros

de agua. Estos sólidos pueden consistir de suciedad, cieno u otras partículas que puedan interferir con el

uso intencionado del agua o una tecnología de tratamiento corriente abajo. Las tecnologías de filtración

incluyen: Filtros de lecho, filtros de cartuchos y filtros de bolsa

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Extracción por solvente El proceso de extracción por solventes (o extracción líquido-líquido) es una técnica de separación, la cual involucra transferencia de masa entre dos fases inmiscibles. El metal es transferido de una fase acuosa a una fase orgánica o viceversa. Este tipo de técnicas se aplica ampliamente en procesos metalúrgicos de cobre, debido a su bajo costo y reducido impacto ambiental. Básicamente, el proceso de extracción por solventes se usa para purificar y concentrar metales. Solo se requiere que el metal específico sea transferido selectivamente desde una fase acuosa a una orgánica. !Intercambio iónico El intercambio iónico es un proceso donde un ion es sustituido o intercambiado por otro de la misma carga, este proceso es utilizado desde para la extracción de disolventes sólidos en el agua hasta para tratar la dureza de la misma, al reemplazar el calcio y el magnesio contenidos en el agua por otro ión , usualmente sodio. Generalmente la capacidad de los materiales de intercambio iónico esta en el rango de 2 a 10 mequiv/gr o cerca de 15 a 1000 kg /m3 la regeneración es realizada usando de 80 a 160 kg de cloruro de sodio por metro cúbico de resina en una solución que puede ir del 5 al 20 % a una velocidad de flujo cercana a 40l/min m2. !Para ese tratamiento el agua debe estar esencialmente libre de turbidez y materia particular o la resina podría funcionar como un filtro y llegar a taparce. el otro consiste en el uso de membranas microporosas compuestas por acetato de celulosa con una capa con abertura microscópica que dejan pasar las moléculas de agua pero no la de los sólidos usando este método existen básicamente dos operaciones. !Oxidación química Es un procedimiento alterno a la adsorción en tratamiento de agua potable y sistemas de tratamiento de aguas residuales. Las moléculas orgánicas complejas con estructuras con detergente -fenólicos pueden ser oxidadas dentro de un simple compartimiento con oxidantes como ozono y cloro. La ventaja de este proceso incluye la eliminación de compuestos de amonio y la oxidación de substancias inorgánicas (fierro y manganeso) existe la desventaja de que el cloro puede formar aloformos con algunos compuestos orgánicos. !Precipitación El tratamiento puede realizarse a través de varios procesos: • Hasta hace poco, el tratamiento convencional de efluentes de curtiembres aplicaba una primera

etapa de tratamiento en la que se precipitaba la totalidad de los efluentes utilizando sales de hierro, En este proceso el sulfuro se precipita como sulfuro de hierro. Al mismo tiempo, se precipita el cromo y las proteínas. El agua que sale de la sedimentación queda clarificada, mientras que el DQO y el DBO5 se reducen en un 50 y 60%.

• No obstante, este proceso genera una cantidad enorme de Iodos que son muy propensos a la putrefacción y están altamente contaminados por compuestos de cromo (unos 10 a 50 g por kg de materia seca), lo que significa que únicamente pueden depositarse en un relleno sanitario.

• Además, la experiencia ha demostrado que no se puede lograr una deshidratación eficaz de estos Iodos, lo que, por lo tanto, encarece su eliminación y causa problemas en el lugar de la disposición.

• Precisamente por las grandes cantidades de Iodos producidas y por problemas que generan, es que este proceso suele utilizarse cada vez menos hoy día. !!!

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Nitrifcación – Denitrificación Son procesos llevados a cabo por determinados grupos de microorganismos bacterianos que se utilizan en aquellas plantas de tratamiento de aguas residuales, donde aparte de la eliminación de la materia orgánica se persigue la eliminación de nitrógeno. La eliminación de la materia nitrogenada es necesaria cuando el efluente de la E.D.A.R. va a ir bien a embalses o masas de agua utilizadas para captación de aguas potables, bien a las denominadas por ley como zonas sensibles. !El proceso de Nitrificación: • La nitrificación es el proceso en el que el nitrógeno orgánico y amoniacal se oxida, transformándose primero en nitrito y, posteriormente en nitrato. • Estas reacciones las llevan a cabo bacterias muy especializadas, diferentes de aquellas que se encargan de degradar la materia orgánica del medio. • Este tipo de bacterias, se reproducen mas lentamente y son muy sensibles a los cambios de su medio habitual. • A su vez, necesitan de un aporte de Oxígeno suplementario para que sean capaces de desarrollar las reacciones anteriormente mencionadas, de esta forma en las cubas de aireación de fangos activados necesitan de un nivel de oxígeno de al menos 2 mg/l. !El proceso de Desnitrificación: • La desnitrificación consiste en el paso de los nitratos a nitrógeno atmosférico, por la acción de un grupo de bacterias llamadas desnitrificantes. Dicha forma de nitrógeno tenderá a salir a la atmósfera, consiguiéndose así, la eliminación de nitrógeno en el agua. • Para que las bacterias desnitrificantes actúen, es necesario que el agua tenga bastante carga de materia orgánica, una fuente de nitratos elevada, con muy poco oxígeno libre y un pH situado entre 7 y 8. • El oxígeno asociado a los nitratos es la única fuente de oxígeno necesaria para llevar a cabo sus funciones vitales. De esta forma los niveles de oxígeno libre en el medio donde actúan deben de ser inferiores a los 0,2 mg/l. • El tiempo mínimo de contacto entre el agua y las bacterias desnitrificantes debe de ser suficiente para que se produzcan las reacciones deseadas, estimándose un tiempo mínimo de 1,5 horas a caudal medio. !4.3 PROBLEMATICAS !La disponibilidad de agua apta para el consumo humano a nivel mundial enfrenta un conjunto de problemas, los cuales conforman lo que se conoce como la problemática la problemática del agua, que es distinta en cada lugar de nuestro planeta. El tratamiento de aguas residuales consiste en una serie de procesos físicos, químicos y biológicos que tienen como fin eliminar los contaminantes físicos, químicos y biológicos presentes en el agua efluente del uso humano. !En el planeta existe una gran cantidad de agua residual producto de las actividades del hombre, agua que no recibe un tratamiento adecuado, y que contamina lagos, lagunas y océanos, y afecta los ecosistemas y arrecifes.Los sistemas de alcantarillado no tienen la capacidad hidráulica suficiente para manejar los flujos de aguas residuales, especialmente en los barrios de estratos bajos, lo que redunda en problemas de desborde. !Las aguas residuales albergan microorganismos que causan enfermedades como diarrea, cólera y la gastroenteritis que se encuentran entre las tres principales causas de muerte en el mundo y en la región latinoamericana.

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Las aguas residuales son responsables del 80% de la morbilidad de los países en vía de desarrollo, esta situación se encuentra estrechamente relacionada con las bajas coberturas en alcantarillado y el inadecuado tratamiento y disposición final de aguas de aguas residuales (OPS/OMS 2000). !4.4 FACTORES SOCIALES Y ECONOMICOS

!En Colombia la masificación de la plantas de tratamiento de aguas residuales dio con la nueva constitución de 1991 la cual traslado la responsabilidad a los municipios con la regulación de Agua Potable y Saneamiento Básico. !El tratamiento de aguas debe abordar el factor económico y la situación social, cuando existe una población a la cual impactará un proyecto ya sea negativamente o positivamente. Las relaciones económicas, la estructura, dimensión y distribución de la producción y las dinámicas económicas locales, para precisar en fases posteriores las variables que se verán afectadas con las actuaciones del proyecto, para lo cual se debe definir y analizar: Estructura de la propiedad y sus conflictos importantes asociados a la misma. !De igual manera los procesos productivos y tecnológicos de los distintos sectores de la economía, analizando la contribución a la economía local y su efecto sobre las dinámicas regionales, la oferta y demanda de mano de obra. Así mismo, caracterizar el mercado laboral actual e identificar sus tendencias en el corto y mediano plazo y su afectación, el impacto sobre las dinámicas laborales de otras actividades productivas. !4.5 FACTORES CULTURALES

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Los problemas relacionados con la población suelen subordinarse o ignorarse, con consecuencias negativas para la sostenibilidad de estos sistemas. Es fundamental reconocer las comunidades étnicas, importancia del tratamiento de AR, sus implicaciones ambientales y las medidas de manejo propuestas, en el marco del proceso de consulta previa; por lo cual los aspectos socioculturales e institucionales son factores poco evaluados en las experiencias regionales de funcionamiento de los sistemas de tratamiento y uso de aguas residuales. !Oros aspectos que interfieren son el arrojar los desechos fuera de la vivienda y sin reciclar , la negación de la comunidad para utilizar aguas recicladas, por ello hay que realizar campañas para que la comunidad se concientice y fortalecer mucho mas este aspecto. !4.6 FACTORES TECNICOS

!En este factor aparecen algunos aspectos como lo es las Tecnologías de precipitación coagulación y floculación que su valor es elevado, la filtración con arena es más común pero también tiene un costo, pero los pozos sépticos y las lagunas de estabilización buenos sistemas para el trato de aguas residuales. !Las aguas de las alcantarillas también se pueden utilizar para riegos y así contribuimos y pensamos sosteniblemente, los sistemas de tratamiento acuático con plantas, con este proceso se eliminan sustancias tóxicas, también, las aguas tratadas pueden ser utilizadas en; enfriamiento industrial, riegos, gramillas publicas y por ultimo el lodo residual, otro producto del tratamiento, se puede utilizar para crear gas metano, abono, y ladrillos para la construcción. !4.7 FACTORES ECOLOGICOS !Dentro de lo que se determina como factor ecológico se encuentra la topografía montañosa, la cual facilita el diseño de plantas de tratamiento por gravedad, sin requerir de bombeo, lo que reduce los costos de inversión y operación. Es particularmente importante para el desarrollo de sistemas de tratamiento a pequeña y mediana escala. Otro aspecto es la pluviosidad, donde los caudales de los ríos son altos. El agua está disponible de manera abundante ya sea en manantiales y quebradas, así que la contaminación es un mal menor ya que los efluentes se diluyen mucho en las quebradas. !Se gasta más agua de la necesaria, tanto en las ciudades como en las industrias, donde se evidencian el despilfarro de agua de tal modo que las aguas residuales son abundantes y muy diluidas. En estas

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condiciones el tratamiento se vuelve más costoso, y las ventajas comparativas del tratamiento anaerobio se “diluyen”. Por la alta pluviosidad, disponibilidad de agua y riqueza de los suelos en materia orgánica, hay poco incentivo en re-utilizar las aguas residuales para riego. !Otro de los factores ecológicos son los suelos, los suelos son en general ricos en materia orgánica. No se necesitaba implementar sistemas de riego para los cultivos, y en caso de hacerlo se podía implementar un riego por gravedad a partir de una de las múltiples quebradas. !4.8 FACTORES POLITICOS Y LEGISLATIVOS !El programa de Saneamiento de Vertimientos Municipales se da para incrementar el volumen de aguas municipales tratadas. De igual manera La ley 99/93, faculta a las Corporaciones Autónomas Regionales para ejecutar proyectos de tratamiento de aguas residuales municipales coordinadamente con los entes territoriales, colocándolas en posición de juez y parte a la luz de sus funciones de control y vigilancia. !Ahora bien, los vertimientos de aguas residuales y los aspectos institucionales para su manejo están fundamentados 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. !Los Municipios cuentan actualmente con un instrumento para conocer los criterios técnicos unificados que deben tenerse en cuenta cuando se vaya a implementar un sistema de alcantarillado y tratamiento de las aguas residuales; por lo cual existen lineamientos de política para el manejo integral del agua: !• Ley 152 de 1994

• Decreto 2811 de 1994

• Decreto 1594 de 1984

• Ley 99 de 1993

• Decreto 1753 de 1994

• Decreto 901/907

• Ley 142 de 1994 !4.9 ENTIDADES !Existen entidades que apoyan y realizan el manejo y tratamiento de aguas residuales Ministerio de Desarrollo. En el marco institucional a nivel nacional: !• Ministerio de Desarrollo: Planifica y Coordina el servicio de saneamiento básico. Identifica requisitos

técnicos, planes, expansión, fuentes de financiación de tecnologías, esquemas administrativos y presta asistencia técnica y emocional !

• Ministerio del Medio Ambiente: Establece normas y regulaciones tendencias a controlar la contaminación hídrica, evalúa estudios y expide licencias ambientales de proyectos MTAR, fomenta proyectos piloto de descontaminación. !

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• Comisión de Regulación de Agua Potable y Saneamiento Básico: Regula la prestación del servicio de alcantarillado. Prepara proyectos de Ley, decretos y normas de calidad del servicio y fija tarifas e indicadores de gestión. !

• Superintendencia de Servicios Públicos: Ejerce el control, la inspección y la vigilancia de las entidades que prestan los servicios públicos. !

4.9 CIUDADES CON TRATAMIENTO DE AGUAS - COLOMBIA !Actualmente en el pais se encuentran algunas ciudades, las cuales cuentan con un tratamiento de aguas, entre ellas se encuentran: !Bogotá Se denomina PTAR Salitre, esta planta inicio haciendo el tratamiento en 2004 con 9 millones de metros cúbicos mensuales y en el 2013 llega a los 10.7 millones de metros cúbicos mensuales. !Antioquia PTAR en esta zona del país es la planta de San Fernando en el municipio de Itagüí, la cual tiene una capacidad de tratamiento de 1.5 metros cúbicos por segundo con lo que logra descontaminar 150 mil metros cúbicos diarios para el rio Medellín. !Valle del Cauca En esta región la PTAR de Cañaveralejo es la más importante en importancia y tamaño, tiene 10 años de uso y en la actualidad requiere de un mantenimiento y ampliación que le permita tratar el 90% de las aguas del rio Cauca. !4.10.1 Bogotá

!En Bogotá se encuentra PTAR Salitre, la cual es un complejo tecnológico fundamental para el saneamiento del Río Bogotá, ubicada al noroccidente de la ciudad es el resultado del esfuerzo conjunto del gobierno nacional, distrital y el Acueducto de Bogotá. !En la PTAR Salitre se tratan aguas residuales del norte de la ciudad, generadas por más de dos millones de bogotanos, principalmente de hogares, oficinas, colegios y universidades, entre otros. De esta manera, se asegura que las aguas de la Planta vertidas al Río Bogotá -tras el proceso de tratamiento- contribuyan al saneamiento del principal afluente de la ciudad. Aunque la Planta, en su proceso final, ayuda al saneamiento del Río Bogotá, también permite la descontaminación de las aguas residuales que capta en la cuenca del río Salitre, humedal Torca y humedal La Conejera.

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!Su historia se basa que en 1994 se firmó el contrato entre el Distrito Capital y la firma Suez-Lyonnaise des Eaux - Ondeo Degrémont, S.A. para el diseño, construcción y operación de la PTAR Salitre por 30 años (3 años de construcción y 27 de operación). El 15 de septiembre de 1997 el consorcio SUEZ cedió el contrato a una empresa de servicios públicos bajo el régimen de derecho colombiano denominada “Bogotana de Aguas Y Saneamiento (BAS) Suez-Lyonnaise des Eaux - Ondeo Degrémont” creada por la firma exclusivamente para llevar adelante el proyecto de la PTAR Salitre. En septiembre de 1997 se inició la construcción de la Planta. La obra concluyó en el año 2000. La puesta en marcha fue en septiembre de 2000 y desde entonces la Planta siempre ha estado en funcionamiento las 24 horas del día, los 365 días del año. El Distrito Capital, por consideraciones de costos y por el cambio en el esquema de saneamiento del Río Bogotá -que pasó de tres PTARs proyectadas inicialmente para cada una de las cuencas (Salitre, Fucha y Tunjuelo) a dos PTARs (la primera para el tratamiento de las aguas residuales generadas en la cuenca El Salitre y la segunda para las cuencas del Fucha, Tunjuelo y Soacha) - terminó anticipadamente el contrato con el consorcio y delegó la responsabilidad de la operación, mantenimiento y administración de la primera fase de la PTAR Salitre a la Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Bogotá. Desde entonces la Planta se encuentra en manos de la Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Bogotá.

!4.10.1.1 Gestión Ambiental y Normatividad !La PTAR Salitre Fase 1 opera bajo la licencia ambiental numero 817 de 1996. Las principales modificaciones a la licencia han sido: Resolución de modificación 577 de 2000 y resolución de modificación 797 de 2008 por lo cual en manos del área de gestión ambiental esta la responsabilidad de realizar las acciones para dar cumplimiento a la licencia ambiental. !Entre las actividades para dar cumpliendo a la licencia se encuentra la gestión predial, gestión social, gestión de transporte y disposición de biosolidos y la realización de monitores ambientales. !4.10.1.2 Procesos y Operaciones !Para la linea de agua se cuenta con los siguientes aspectos:

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• Biogás!• Biosólidos!• Lados primarios!• Lodo digerido!• Residuos sólidos

retirados en cribado grueso y fino!

• Arenas!• Grasas

PRODUCCION MENSUAL

m3/mes!ton/mes!m3/mes!m3/mes!ton/mes!!!m3/mes!m3/mes!

350.300!4.500!

164.935!33.994,1!

50!!!7,5!60

Captación Cuentan con una compuerta para e control de nivel hidráulico, que permite e ingreso de las aguas residuales hacia la planta y el paso de crecientes con Q+ a 10m3/s hacia el río Bogotá. La captación se realiza desde el canal salitre, que constituye el tramo final de todo el sistema de alcantarillado residual de la zona norte de la ciudad. !Cribado Realizado por medio de os sistemas de rejas, uno para cribado grueso con 10cms de separación entre barrotes, y uno de cribado delgado, con 2.5 cmd de separación entre barrotes. !Desarenado - Desengrasado Se realiza en 6 canales retirando grasas por flotación y arenas por decantación. Cuenta con tres puentes que incorporan raspadores de grasas y bombas de succión de arenas. Igualmente se aprovecha la turbulencia generada para lograr la mezcla rápida del coagulante. !Coagulación y Floculación Se adiciona cloruro férrico como coagulante polielectrolito como floculante. La adicion de FeCI3 se realiza en los mismos canales de desengrasado y desarenado. El polímero se adiciona al final de los canales. !Sedimentación Primaria Realizada en 8 tanques sedimentarios de fondo cónico. Cada tanque cuenta con raspador de fondo para lodos y de superficie para grasas. !Entrega de aguas tratadas La entrega del agua tratada al río Bogotá se realiza también por gravedad. En los casos que por la precipitación en la cuenca alta y media se supere el nivel de entrega, entran en funcionamiento bombas tipo axial con capacidad unitaria nominal de 2,6 m33/s !linea de lodos !Extracción de lodos primarios Desde los tanques de sedimentación primaria estos son dirigidos hacia espesamiento por medio de válvulas neumáticas en ciclos de cadencia. !Espesamiento de lodos primarios Realizada por sedimentación en 2 tanques espesadores de fondo cónico. Cada tanque cuenta con un barredor de fondo. !Digestion Realizada en tres tanques digestores con un volumen unitario de 8500m3, una temperatura de operación de 35ºC y tiempo de retención de 22 días aproximadamente. !Deshidratación de lodos digeridos Realizada en 5 unidades de filtro tipo LP30 asistida con polímero catiónico para folicular el lodo. Las bandas filtrantes operan por medio de presión aplicada al lodo digerido y floqueado con polímero aniónico. !

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!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!CONCLUSIONES !

• Entre más se contamine el agua, más costoso resulta su tratamiento que en última instancia es trasladado al usuario en la factura. !

• Se deben exigir tecnologías de tratamiento a la industria así como una evaluación más rigurosa de los elementos que se están devolviendo a las fuentes hídricas. !

• La producción de aguas residuales en Colombia como en todo el mundo, es un problema real, al que se le ha venido atendiendo de manera ineficaz. No se tiene la infraestructura física suficiente para tratar el 80% de las AR. !

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• El 80% de las AR en Colombia sin tratamiento alguno, van a fuentes de aguas dulces de nuestros departamentos y municipios en cantidades proporcionales a su tamaño y desarrollo. !

• Sería importante que para solucionar problemas tecnológicos y económicos, se diera la posibilidad de participar al capital privado y a la industria, pues ya está demostrado que el estado no es buen administrador, además que por cambios de administración, por la politiquería, por altos niveles de corrupción y por la falta de compromiso en los diferentes órganos del estado, las políticas en el campo pretendido terminan siendo un fracaso. !

• Finalmente se debe indicar que frente a sanas políticas ambientales en materia de recuperación de aguas residuales es necesario involucrar la participación de todos los agentes que intervienen en los ciclos de la misma, población, industria, estado programas de gobierno, usuarios del común etc. y ello implica educación, compromiso, planeación y costos, que se deben asumir, pues el programa y finalidad bien los ameritan y justifican.

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BIBLIOGRAFIA !!• METCALF & EDDY. Ingeniería de aguas residuales, tratamiento, vertido y reutilización. Editorial

Mc Graw Hill.

• RIGOLA L. Miguel. Tratamiento de aguas industriales.

• CRITES TCHOBANOGLOUS. Sistemas de manejo de aguas residuales para núcleos descentralizados. Tomo 1.

• Asociación de ingenieros sanitarios de Antioquia. Características y pretratamiento de las aguas residuales. AINSO 1986. Medellín, Colombia

• Duarte Enrique. Diagnostico Nacional sobre calidad del agua y Saneamiento. En: La Revista delagua, Vol. 1, No. 1, Abril-Mayo 1997.

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• Ministerio De Salud, Laboratorio De Ambiente Y Salud. Sistema de Información en Calidad de Aguas y Saneamiento, SICAS, versión 1.0. Santa Fe de Bogotá D .C., Marzo 1996, pp 1-23.

• Nuñez Miguel. Instrumentos y Procedimientos para la Vigilancia en Salud Pública de la Calidad del agua Potable : Guías de trabajo Ministerio de Salud.

• REGLAMENTO TÉCNICO DEL SECTOR DE AGUA POTABLE Y SANEAMIENTO BASICO RAS – 2000 SECCION II TÍTULO E. TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES.

• República de Colombia Ministerio de Desarrollo Económico Dirección de Agua Potable y Saneamiento Básico BOGOTA D.C., NOVIEMBRE DE 2000. !!!!!!!!!!!!!!!!!

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