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" EFICIENCIAS DE LAGUNAS AIREADAS AERÓBICAS
DURANTE EL PERÍODO INICIAL DE
FUNCIONAMIENTO"
Marcial R. Piris da Motta. (1)
Equipo de trabajo: Ing. Kruzolek Carlos ; Ing. Queirolo Eduardo ; Lic. SalgueroDaniel; Tec. Smorczewski Marta
Cátedra de Estadística- Facultad de Ciencias Exactas, Químicas yNaturales .Universidad Nacional de Misiones.Misiones 3862- CP 3300-Posadas -Misiones- ArgentinaE-mail [email protected]
(1) Ingeniero Químico (UNaM). Postgrado en Ingeniería Sanitaria- Institutode Ingeniería Sanitaria (UBA).Magíster en Bioestadística- Escuela deSalud Pública- Fac. de Medicina- Universidad de Chile. Especialista enMétodos Estadísticos Avanzados para la mejora de la Calidad y laProductividad- Universidad Politécnica de Valencia- España.
PALABRAS CLAVES: Tratamiento de Líquidos Residuales*Lagunas Aireadas *Eficiencias*
RESUMEN
Objetivos: En las etapas iniciales de funcionamiento, los prolongados tiempos de permanencia
y altos valores de oxígeno disuelto pueden influir negativamente en las eficiencias de sistema
de los sistemas tratamientos como el de la Ciudad de Posadas, compuesto por lagunas
aireadas y lagunas de swedimentación .
Este trabajo tiene como propósito evaluar el comportamiento del sistema de tratamiento
durante el período transitorio de la puesta en marcha , identificar los problemas de operación
que se presentan y efectuar las recomendaciones sobre medidas y acciones que pueden ser
adoptadas para la solución de los mismos.
Metodología: Se diseño y ejecutó un programa de monitoreo que permitió efectuar controles
del funcionamiento de la planta y de las distintas unidades, evaluar rendimientos y verificar el
cumplimiento de las especificaciones de calidad para el efluente final.
Resultados y Conclusiones : Las eficiencias de remoción de materia orgánica del sistema
(base DQO total) entre 67 y 81 % son muy aceptables y las correspondientes a la etapa de
tratamiento biológico son mayores que las que cabrían de esperar durante este período de
puesta en marcha, alcanzando valores entre 90 % y 93 % medidos en términos de DBO total y
entre 93 y 96 % en términos de DBO soluble. Las contribuciones de las etapas de
pretratamiento son un tanto bajas (entre el 6 % y el 24 %-Base DBO total), verificándose en
algunos casos aportes . Las eficiencias de remoción tanto de coliformes totales como fecales
son muy aceptables (entre 3 y 4 unidades logarítmicas). Los resultados obtenidos , indican que
el tratamiento biológico por si solo no es suficiente para alcanzar el valor fijado por las normas
de 1000 Coliformes Fecales como NMP/100 ml, razón por la cual, por lo menos en esta etapa
no puede prescindirse de la cloración, con cuya inclusión los valores de coliformes totales y
fecales en el efluente final pasan de 104 a 75 y 15 respectivamente. Las remociones de NTK
del orden de 50 % y de N-amoniacal entre un 24 y 34 % son muy aceptables para el tiempo
que lleva en operación el sistema y evidencian la existencia de un proceso de nitrificación en
marcha. En la etapa de tratamiento primario no hay remoción sino un aporte de fósforo total,
entre un 15.4 y 31.8 %, mientras que para el tratamiento biológico, las eficiencias de remoción
de fósforo total es de 46 y 57 % , y de un 24 y 33 % para el fósforo soluble, dando como
resultado una eficiencia global para el sistema de remoción de fósforo total del 37 %.
Las eficiencias de remoción de detergentes son muy aceptables, variando entre un 78 y un 88
% , mientras que las de las sustancias grasas se encuentran en el orden del 46 %,
verificándose durante la primer campaña un aporte del 268 %, provocado fundamentalmente
por el arrastre del material flotante (sólidos biológicos) desde la laguna de sedimentación al
efluente final.
En cuanto a las especificaciones de calidad el efluente final cumple holgadamente el límite de
30 mg/l de DBO soluble, siendo el valor promedio obtenido de 5.7 mg/l. En cuanto a la
eliminación de sólidos sedimentables en dos de las tres campañas, el efluente cumplió con el
límite fijado, superándose dicho valor durante el período de muestreos con precipitaciones.
I NTRODUCCIÓN
Los resultados que se presentan en este informe corresponden a la evaluación del
funcionamiento de la Planta de Líquidos Cloacales de la Ciudad de Posadas y debe
considerarse en el contexto de las actuales condiciones de operación y de ningún modo como
definitivas en virtud que el sistema de tratamiento se encontraba en la etapa de puesta en
marcha y que la mayor parte de las estaciones elevadoras del sistema de colectoras con que
cuenta la ciudad de Posadas no están conectadas a la colectora principal que alimenta a la
planta de tratamiento.
El sistema de tratamiento que se evalúa, está compuesto de una etapa de pretratamiento (rejas
y desarenadores), seguida de una de tratamiento secundario por medio de lagunas aireadas y
lagunas de decantación y una última etapa de desinfección.
Si bien son importantes todas las etapas, el núcleo esencial del sistema de tratamiento lo
constituyen las lagunas aireadas que en esta instalación son del tipo aeróbicas , funcionando
como un reactor de mezcla completa.
Estas unidades tienen considerables ventajas sobre el proceso tradicional de barros activados,
principalmente por su bajo costo, simplicidad y flexibilidad de operación. Requieren de una
operación cuidadosa y un continuo control de laboratorio con el propósito de conseguir la
máxima eficiencia del sistema.
Esto último depende en gran medida de los niveles de oxígeno disuelto en las unidades de
aireación y del conocimiento por parte del operador y del responsable de la planta de las
particularidades de las operaciones y procesos que tienen lugar en ella, de los problemas que
pueden presentarse y de las alternativas de solución posibles.
En las etapas iniciales de funcionamiento, los prolongados tiempos de permanencia y altos
valores de oxígeno disuelto pueden influir negativamente en las eficiencias del sistema.
Este trabajo tiene como propósito evaluar el comportamiento de las lagunas aireadas aeróbicas
de la Ciudad de Posadas durante la puesta en marcha , identificar los problemas de operación
que se presentan y efectuar algunas recomendaciones sobre medidas que pueden ser
adoptadas para su solución.
MÉTODOS
La metodología empleada incluyó la realización de las siguientes actividades:
1. Caracterización Cuali-cuantitativas del Líquido Afluente : incluyó la determinación de la
composición del líquido residual y la medición de caudales afluente y efluente
2. Verificación de los TRH, Cargas Orgánicas Superficiales y Volumétricas
3. Determinación de las eficiencias del Sistema y verificación el cumplimiento de las
especificaciones de calidad para el efluente final.
Se diseño y ejecutó un programa de muestreos y análisis de laboratorio con el propósito de
determinar las características físicas, químicas y microbiológicas del líquido a tratar, evaluar
rendimientos , efectuar controles de funcionamiento de la planta y de las distintas unidades y
verificar el cumplimiento de las especificaciones de calidad para el efluente final.
La red de monitoreo incluyó 9 puntos de muestreos, cuyas localizaciones se indican en el
Cuadro Nº 1. En dicho cuadro se detallan las determinaciones analíticas realizadas a las
muestras obtenidas en cada uno de los puntos, las frecuencias de muestreos y los parámetros
determinados "in situ". Los puntos de muestreos incluyeron los dos módulos actualmente en
funcionamiento compuesto cada uno de una laguna aireada y laguna de decantación.
Se efectuaron dos tipos de muestreos en función de los parámetros a determinar. Uno de ellos,
que incluyó la determinación de todos los parámetros se realizó con una frecuencia quincenal
y otro con frecuencia de dos veces por semana que incluyó las determinaciones de O.D.,
temperatura, Sólidos Sedimentables , Cloro residual y DBO total y en algunos puntos DBO
soluble.
En el primero de ellos los distintos parámetros fueron determinados a partir de muestras
compuestas para el líquidos afluente y efluente del sistema de tratamiento. Para la obtención
de las mismas, se extrajeron a intervalos de 1 hora 500 ml de muestra en el conducto de
llegada a la EE Nº 6 y a la salida de la cámara de contacto, componiendo estas muestras
parciales antes de tomar las alícuotas requeridas para las distintas determinaciones analíticas.
Cada período de muestreos fue de 24 horas, iniciándose a las 7:00 AM.
Las muestras a la salida de las unidades de pretratamiento, de las lagunas aireadas y de
decantación fueron muestras puntuales, atendiendo a la gran capacidad de compensación de
calidades de las mismas y estuvieron destinadas fundamentalmente a la determinación de
eficiencias de remoción de materia orgánica, organismos coliformes y nutrientes.
Para el segundo de los controles, las determinaciones se efectuaron sobre muestras puntuales
obtenidas en cada uno de los puntos incluidos en el monitoreo.
Cuadro Nº 1
Puntos de MuestreosParámetros Nº Det.LC(0) SEE(1) LA(2) SLA1(3) SLA2(3) LD(4) SLD1(5) SLD2(5´) EF(6)
pH 9 ♦ ♦O.D. (120) ⊗ ⊗ ♦ ⊗ ⊗ ♦ ⊗ ⊗ ⊗T (136) ⊗ ⊗ ♦ ⊗ ⊗ ♦ ⊗ ⊗ ⊗S. Sed. (72) ⊗ ⊗ ⊗ ⊗ ⊗ ⊗RT 9 ♦ ♦ ♦SVT 9 ♦ ♦ ♦SFT 9 ♦ ♦ ♦SST 12 ♦ ♦ ♦ ♦SSV 12 ♦ ♦ ♦ ♦DBO total (36) ⊗ ⊗ ⊗ ⊗ ⊗ ⊗ ⊗DBO soluble (18+6) ♦ ♦ ⊗ ⊗ ⊗ ⊗DQO total 8 ♦ ♦ ♦DQO soluble 6 ♦ ♦NTK 11 ♦ ♦ ♦ ♦ ♦N-Amoniacal 9 ♦ ♦ ♦ ♦N-Nitritos 9 ♦ ♦ ♦ ♦N-Nitratos 9 ♦ ♦ ♦ ♦P Total 9 ♦ ♦ ♦P Soluble Total 6 ♦ ♦Sustancias Grasas 6 ♦ ♦Detergentes (SAAM) 6 ♦ ♦Coliformes Totales 12 ♦ ♦ ♦ ♦Coliformes Fecales 12 ♦ ♦ ♦ ♦Demanda de cloro 6 ♦ ♦Cloro residual. 6 ⊗Caudal ⊗ ♦Perfiles de T ♦Perfiles de O.D. ♦Espuma y Mat. Flot. ⊗ ⊗ ⊗Aclaración: ♦ una vez cada 10 días ⊗⊗⊗ ⊗ 2 veces por semanaLC = Líquido Cloacal Crudo SLA1= Efluente Laguna Aireada I A-2 SLASEE=Efluente Estación Elevadora Nº 6 LD= Laguna de DecantaciónSLD1=Salida Laguna de Decantación I D-2 LA= Laguna Aireada I A-2EF = Efluente Final SLA2= Efluente Laguna Aireada II A-1SLD2= Salida Laguna de Decantación II D-1
PRESENTACION Y ANALISIS DE RESULTADOS
A continuación se efectúa una exposición y análisis de los resultados obtenidos
Características Cuali-cuantitativa del Líquido Afluente
. Composición del Líquido Cloacal
El Cuadro Nº 2 se presenta la composición (media) del líquido afluente a la Planta de
Tratamiento de la Ciudad de Posadas. En dicho Cuadro se consigan los valores promedios,
máximos y mínimos y los intervalos de confianza para cada uno de los parámetros incluidos en
la caracterización.
Cuadro Nº 2 Composición del Líquido Cloacal Crudo
ValoresParámetros Nº deDeterm Prom. Máx. Mín.
Intervalo deconfianza del 95%
pH (UpH) 4 7.4 7.87 7.13 6.8-7.9O.D. (in situ) (mg/l) 8 1.9 2.6 0.0 1.2-2.6O.D. (lab-Winkler) (mg/l) 3 1.9 3.7 1.1 -T (ºC) 8 19.3 23 17.4 17.5-21.0S. Sed. 10´ (ml/l) 8 1.3 0.1 2.5 0.7-1.9S. Sed. 30´ (ml/l) 8 1.8 3.9 0.6 0.96-2.64S. Sed. 60´ (ml/l) 3 2.1 3.0 1.2 -S. Sed. 120´ (ml/l) 7 2.3 4.5 0.6 0.8-3.8Sólidos Totales (mg/l) 6 333 392 228 261-405Sólidos Volátiles Tot. (mg/l) 6 189 222 148 158-220Sólidos Fijos Tot. (mg/l) 6 154 190 120 126-182Sólidos Suspendidos Tot (mg/l) 6 107.8 133 64 81-134Sólidos Suspendidos Vol. (mg/l) 6 83.5 106 43 57-110Sólidos Suspendidos Fijos (mg/l) 6 24.2 30 21 20-27DBO Total (mg/l) 5 169 250 85.5 76-262DBO Soluble (mg/l) 5 48.2 65 15.6 24-73DQO Total (mg/l) 5 217 324 131 131-303DQO Soluble (mg/l) 5 90.7 131 41 40-140NTK (mg/l) 5 32.5 48.0 25.55 21-43N-Amoniacal (mg/l) 4 21.0 26.7 14.32 12.7-29.3N-Nitritos (mg/l) 3 1.48 3.65 0.3 -N-Nitratos (mg/l) 3 0.47 0.97 0.22 -P Total (mg/l) 5 5.56 8.17 3.54 3.5-7.6P Total (soluble) (mg/l) 5 3.51 3.84 3.13 3.1-3.9Sustancias Grasas (mg/l) 6 70.5 100.0 41.2 43.7-97.3Detergentes (SAAM) (mg/l) 3 0.48 0.71 0.225 -
Coliformes Totales (NMP/100 ml)* 6 2.1x108
4.6x108
2.4x107 -
Coliformes Fecales (NMP/100ml)* 6 1.6x107
2.4x107
9.3x106 -
* Media Geométrica
Como puede observarse se trata de un líquido cloacal que puede clasificarse como "diluido",
siendo su condición ligeramente séptico, sobre todo en los días de temperaturas elevadas.
Medición de Caudales
. Caudales de Líquido Afluente
Para la construcción de las mismas se utilizaron los valores de h (tirante líquido) medidos por
los operadores de la EE Nº 6 aguas arriba de la canaleta Parshall, instalada en dicho lugar.
La información obtenida se resume en el siguiente Cuadro.
Cuadro Nº 3
Caudales ( m3 /s) Valores Promedios (m3 /s)PeríodoMedio Máximo Mínimo Medio Máximo Mínimo
Segunda Etapa de Evaluación(1) 27-28/06 0.1347 0.2242 0.0895 0.1324 0.2228 0.0736
30/06-01/07 0.1361 0.2185 0.10235-6/07 0.1331 0.2359 0.08956-7/07 0.1257 0.2128 0.0937
(2) 10-11/07 0.1887 0.3500 0.1023 0.1578 0.3022 0.105211-12/07 0.1481 0.2721 0,111115-16/07 0.1368 0.2846 0.1023
(*) Valores medios
. Caudales Efluentes
A continuación se presenta la información relativa a los caudales efluentes del sistema de
tratamiento, la cual resulta de gran utilidad entre otras cosas, para el cálculo de balances de
masas, y efectuar los ajustes requeridos para la dosificación de cloro en la etapa de
desinfección del efluente final.
Para la estimación de los caudales se utilizaron los valores de h (tirante líquido) medidos por
los operadores de la planta de tratamiento en la canaleta Parshall instalada aguas arriba de la
cámara de contacto.
La información obtenida se resume en el siguiente Cuadro.
Cuadro Nº 4
Caudales ( m3 /s) Valores Promedios (m3 /s)*PeríodoMedio Máximo Mínimo Medio Máximo Mínimo
8-9/07 0.08478 0.1257 0.060 0.08491 0.1195 0.05110-11/07 0.1212 0.1724 0.060
11-12/07 0.0946 0.1323 0.05718-19/07 0.0688 0.0912 0.03825-26/07 0.0787 0.1056 0.052526-27/07 0.0672 0.0912 0.040127-28/07 0.0825 0.1238 0,055929-30/07 0.0815 0.1138 0.0445
(*) Valores medios
Al comparar los valores de los caudales medios, máximos y mínimos obtenidos para los
mismos días se observa que existe una marcada discrepancia entre los valores afluentes y
efluentes, situación que plantea la necesidad de efectuar por alguna otra vía una estimación
de los caudales correspondientes.
En primer lugar se consideró apropiado comprobar si los valores de caudal calculados en
función de las lecturas de tirante líquido realizadas en la canaleta Parshall a la salida del
sistema eran correctos.
La estimación del caudal efluente del sistema de tratamiento se efectuó en función del
cómputo de la velocidad de la corriente y la sección de escurrimiento en los canales de la
cámara de contacto.
Los resultados obtenidos para un valor de tirante líquido medido en la garganta de la canaleta
Parshall de 0.19 m son los siguientes:
Velocidad de la corriente = L/t = 24.2 m / 40 s = 0.55 m/s
Sección transversal = Wx h = 0.45 m x 0.445 m = 0.20915 m 2
Caudal = v x S = 0.1101 m3 / s
Este último valor difiere del calculado utilizando la fórmula correspondiente a la canaleta
Parshall de 0.1067 m3 / s en un 3 %, razón por la cual los caudales obtenidos en función de las
lecturas efectuadas en el aforador a la salida del sistema de tratamiento son completamente
confiables. Estos resultados ponen en evidencia que los valores de caudal obtenidos en el
aforador instalado en la EE Nº 6 están afectados de error, razón por la cual es necesario
efectuar una calibración del mismo .
Estimación de los TRH, Cargas Orgánicas Superficiales y Volumétricas
Para el cálculo de los tiempos de permanencias y cargas orgánicas y volumétricas, que se
detallan en el Cuadro Nº 5, se tomó en consideración el valor de la media de los caudales
efluentes del sistema igual a 0.08491 m 3 /s.
Cuadro Nº 5
Unidad Valores de DiseñoDimensión o DescripciónLaguna Aireada(2) Laguna Decantación(3)
Caudal afluente total (m 3 /día) 7336 7336 34.713 (1)Caudal afluente por laguna(m 3 /día) 3668 3668 11.571 (1)Tiempo de Permanencia (días) 4.60 2.93 1.5DBO afluente (*) (mg/l) 143.7 222Carga Orgánica Superficial(Kg DBO total /Ha día)
871.2
Carga Orgánica Volumétrica(Kg DBO total/ m 3 día)
0.031 0.147 (1)
(1) Valores para la primera etapa Población = 171000 hab. Dotación = 254 l/hab. Día y 3 módulos funcionando(2) Calculadas en función de las dimensiones correspondientes a la Laguna I A2(3) Calculadas en función de las dimensiones correspondientes a la Laguna I D2(*) Valores medios para tiempo seco
Eficiencias del Sistema
. Eficiencias de Remoción de materia orgánica
Las eficiencias de remoción de materia orgánicas fueron calculadas en el caso del tratamiento
primario en función de los valores de DQO total, DBO total y soluble, y para el tratamiento
biológico sobre la base de los valores de DBO total afluente y DBO soluble efluente.
Las eficiencias obtenidas, para la etapa de pretramiento, tratamiento biológico en término de
DQO total y DBO total respectivamente se presentan en el Cuadro Nº 6, mientras que el
Cuadro Nº 7 se detallan las correspondientes a la etapa de tratamiento biológico (base DBO
soluble) y tratamiento biológico mas cloración (base DQO total).
En los Cuadro Nº 8 y 9 se presentan las eficiencias combinadas de la etapa de tratamiento
biológico y la cloración (base DQO soluble) y las correspondientes a las eficiencias del sistema
en términos de DBO total.
Cuadro Nº 6
Pretratamiento Tratamiento BiológicoDBO DBO
Período
Lo L1 E (%) Lo L1 E (%)24/06 147* 11.5** 92.2(1)1/07 145.0*
53.5**134*
47.5**7.6011.2
134* 19.5** 85.4(1)
4-5/07 197.6+ 193.5+ 2.17/07 85.5*
45.5**80.5*38.0**
6.416.5
80.0* 11.5** 85.6(1)
12/07 120.0* 110* 8.3 110.0* 11.9**17.8**
89.2(1)83.8(2)
17/07 250* 190* 24.0 190.0* 22.0**19.8**
88.4(1)89.9(2)
26/07 324.0245.0*
380.0315.0*(a)
14.7(a) 315.0* 19.5**17.6**
93.8(1)94.4(2)
31/07 110.0* 100.0* 9.1 110.0* 22.0**27.6**
78.0(1)72.4(2)
(a) No se verifica remoción sino aporte(1) Módulo Laguna aireada I A-2 y Laguna de Decantación I D-2(2) Módulo Laguna aireada II A-1 y Laguna de Decantación II D-1* Base DBO total ** Base DBO soluble + Base DQO totalLo= Carga orgánica afluente (mg/l DBO o DQO) L1= Carga orgánica efluente (mg/l DBO o DQO)
Cuadro Nº 7
Tratamiento Biológico Tratamiento Biológico+Clor.DBO soluble DQO totalPeríodo
Lo L1 E (%) Lo L1 E (%)24/06 65.0 4.2 93.5(1) 277.0 40.8 851/07 47.5 4.1 91.4(1) 202.4 71.4 65
4-5/07 123.0 190.5 35 (a)7/07 38.0 4.4 88.4(1) 200.8 100.9 50.0
12/07 54.5 4.6 91.6(1)17/07 71.5 11.6 83.8(1)26/07 140.0 3.0 97.9(1)31/07 40.0 4.75 88.1(1)
Cuadro Nº 8
Tratamiento Biológico+Clor. Tratamiento Biol+Clor.DQO soluble DQO total
Período
Lo L1 E (%) Lo L1 E (%)4-5/07 54.4 28.2 48.3 193.5 78.6 59.4
25-26/07 106.0 42.0 60.4 380.0 100.0 73.6
Cuadro Nº 9
Sistema de TratamientoDBO totalPeríodo
Lo L1 E (%)1/07 145.0 56.0 61.4(1)7/07 85.5 27.5 67.8(1)
12/07 120.0 26.4 78.017/07 250.0 17.3 93.126/07 245.0 12.1 50.631/07 110.0 31.0 71.8
Sistema de TratamientoDQO totalPeríodo
Lo L1 E (%)4-5/07 197.6 78.6 60.2
25-26/07 324.0 100.0 69.1
Las eficiencias del sistema son muy aceptables, del orden del 60 % en términos de DQO total y
variando entre 50.6 y el 93.1 % medido como DBO total, con una media para esta última de
70.5 % y una mediana de 69.8 %. Las contribuciones de las etapas de pretratamiento son un
tanto bajas, variando entre 6.4 y 24 % (base DBO total) y entre 9.1 y 16.5 % (base DBO
soluble) verificándose aportes para el muestreo del día 26/07.
. Eficiencias de Remoción de Organismos Coliformes
Las concentraciones afluentes y efluentes de Coliformes Totales y Fecales (NMP/100 ml) y las
eficiencias del sistema se presentan en el Cuadro Nº 10, mientras que en el Cuadro Nº 11 y 12
se efectúa una discriminación de las contribuciones de las etapas de tratamiento biológico y de
la cloración a la eficiencia global del sistema.
Cuadro Nº 10
Conc. Líq. Afluente (NMP/100 ml)
Conc. Líq. Efluente (NMP/100 ml)
Eficiencia del Sistema (%)Período
C T C F C T C F C T C F4-5/07 4.6x108 2.4x108 1.1x105 9.3x104 99.97 99.96
25-26/07 4.3x107 2.3x107 4.6x104 2.4x104 99.89 99.892/08 2.4x107 9.3x106 75 15 99.999 99.999
(*) Media geométrica
Cuadro Nº 11
Conc. Líq. Afluente (NMP/100 ml)
Conc. Líq. Efluente (NMP/100 ml)
Eficiencia delTratamiento Biológico (%)
Período
C T C F C T C F C T C F4-5/07* 4.6x108 2.4x108 1.1x105 4.3x104 99.97 99.96
25-26/07* 4.3x107 2.3x107 4.6x104 4.3x104 99.89 99.962/08** 2.4x107 9.3x106 4.6x104 2.4x104 99.80 99.74
(*) Sin Cloración (**) Con Cloración del Efluente
Cuadro Nº 12
Conc. Líq. Afluente (NMP/100 ml)
Conc. Líq. Efluente (NMP/100 ml)
Eficiencia de la Cloración (%)
Período
C T C F C T C F C T C F4-5/07* 1.1x105 4.3x104 1.1x105 9.3x104 0 0
25-26/07* 4.6x104 4.3x104 4.6x104 2.4x104 0 02/08** 4.6x104 2.4x104 75 15 99.83 99.93
(*) Media geométrica
Como puede observarse las eficiencias de remoción tanto de coliformes totales como fecales
son muy aceptables, y la mayor contribución a la eficiencia del sistema lo realiza la etapa de
tratamiento biológico, siendo la de la etapa de desinfección nula para los dos primeros
muestreos en virtud que no se estaba dosificando cloro al efluente final.
Los resultados obtenidos , indican que el tratamiento biológico por si solo no es suficiente para
alcanzar el valor fijado por las normas de 1000 Coliformes Fecales como NMP/100 ml, razón
por la cual, por lo menos en esta etapa no puede prescindirse de la cloración.
Una vez ajustado la bomba dosificadora al caudal mínimo conseguible, con el agregado de
hipoclorito y para un tiempo de contacto del orden de los 10 minutos, los valores de coliformes
totales y fecales pasan de 104 a 75 y 15 respectivamente, lo que representan eficiencias
excepcionales , obteniéndose un valor de cloro residual total de 3.85 mg/l y de cloro residual
libre de 2.75 mg/l.
. Eficiencias de Remoción de Nutrientes
Si bien el sistema de tratamiento de la Ciudad de Posadas no está concebido para remover
nutrientes, algo de nitrógeno y fósforo que ingresa con el afluente es removido, ya sea al pasar
a formar parte del material celular o al ser adsorbido en el barro biológico.
El Cuadro Nº 13 muestra las concentraciones de las distintas formas de Nitrógeno en el líquido
afluente y efluente y las eficiencias de remoción obtenidas para el sistema de tratamiento.
Cuadro Nº 13
Conc. Afluente Conc. Efluente Remoción (%)PeríodoNTK N-NH3 NTK N-NH3 NTK N-NH3
25-26/07 47.95 26.70 23.45 20.30 51.1 244-5/07 32.60 22.00 14.70 14.42 55.0 34.4
Si bien las eficiencias de remoción de NTK, se mantuvieron en valores del 50 %, semejantes a
los obtenidos en la primera etapa de evaluación, las remociones de Nitrógeno amoniacal
experimentaron una importante disminución, verificándose en el muestreo del día 26/07,
valores altos en todos los puntos del sistema, lo que estaría indicando que se produjo una
interrupción en el proceso de nitrificación en marcha cuya causa debe ser investigada.
En los Cuadros Nº 14 y 15 se detallan los resultados obtenidos para las remociones de fósforo,
medidos como fósforo total y fósforo soluble total, para el tratamiento primario, para el
tratamiento secundario y para el sistema en su conjunto.
Cuadro Nº 14
Conc. Afluente(mg/l)
Conc. Efluente Trat.Primario (mg/l)
Remoción (%)Período
P total Psol. total P total Psol. total P total Psol. Total4-5/07 5.26 - 6.07 3.32 15.4(a) -
25-26/07 5.05 - 7.40 3.13 46.5(a) -
Cuadro Nº 15
Conc. Efluente Final(mg/l)
Remoción Trat.Secundario (%)
Remoción del Sistema(%)Período
P total Psol. total P total Psol. total P total Psol. Total4-5/07 3.29 2.52 46.0 24.1 37.5 -
25-26/07 3.20 2.10 56.8 33.0 36.7 -
Como puede observarse, en la etapa de tratamiento primario no hay remoción sino un aporte
de fósforo total, que varía entre un 15.4 y 46.5 %, mientras que para el tratamiento biológico,
las eficiencias de remoción de fósforo total es de 46 y 57 % , y de un 24 y 33 % para el fósforo
soluble, un poco mas altos que los obtenidos en la primera etapa, dando como resultado una
eficiencia global para el sistema de remoción de fósforo total del 37 %.
. Eficiencias de Remoción de Detergentes (SAAM)
En esta segunda etapa de evaluación se incluyó la determinación de detergentes en los
líquidos afluentes y efluentes al sistema de tratamiento. Los resultados obtenidos se detallan
en el siguiente cuadro.
Cuadro Nº 16
Período Conc. Afluente(mg/l)
Conc. Efluente Final(mg/l)
Remoción del Sistema(%)
4-5/07 0.510 0.078 84.725-26/07 0.225 0.050 77.8
4/08 0.710 0.083 88.3
Las eficiencias de remoción de detergentes son muy aceptables, variando entre un 78 y un 88
%.
. Eficiencias de Remoción de Sustancias Grasas
Otro aspecto del desempeño del sistema de tratamiento es el referido a la remoción de
sustancias grasas, que en este sistema depende de la actividad biológica al no existir
interceptores y colectores de material flotante.
El Cuadro siguiente se detalla las concentraciones de sustancias grasas en el líquido afluente
y efluente de la etapa de tratamiento biológico, junto a las eficiencias de remoción resultantes.
Cuadro Nº 17
Período Conc. Afluente(mg/l)
Conc. Efluente Final(mg/l)
Remoción del Sistema (%)
4-5/07 42.50 156.50 268 (a)25-26/07 100.00 54.00 46.0
4/08 66.80 34.90 47.7(a) no hay remoción sino aporte
La eficiencia de remoción de sustancias grasas según los resultados obtenidos en esta etapa
se encuentra en el orden de 46 %, verificándose durante la primer campaña un aporte del
268 %, provocado fundamentalmente por el arrastre del material flotante (sólidos biológicos)
desde la laguna de sedimentación al efluente final.
. Cumplimiento de las especificaciones de calidad fijadas para el efluente final
En este punto se evalúa en que medida el efluente del sistema, en las condiciones actuales de
operación cumple con los requisitos de calidad fijados en el punto 4.1.1.2. de la Sección 41-
Especificaciones Técnicas de los Pliegos del llamado a Licitación para la Construcción de la
Planta de Tratamiento de la Ciudad de Posadas.
En el Cuadro siguiente se comparan los requisitos de calidad explicitados en los pliegos con los
resultados obtenidos en esta etapa de evaluación .
Cuadro Nº 18
Parámetro Especificaciones de Calidad Resultados ObtenidosDBO soluble (mg/l)*Concentración de Carga
Orgánica Máxima 30 mg/l de DBO soluble 5.7 6.0 6.6 7.0 3.8 3.0 4.7
Sól. Sed. 90 ´ (ml/l)*Eliminación de Sólidossedimentables 100 % < 0.1 en todos los casos
100 % de remociónEficiencias en %*Eficiencia Mínima de
Reducción de SST 80 % 67.3NC
63.3NC
82
Como puede observarse, el efluente final cumple holgadamente el límite de 30 mg/l de DBO
soluble, siendo el valor promedio obtenido de 5.7 mg/l. En cuanto a la eliminación de sólidos
sedimentables en dos de las tres campañas, el efluente cumple con el fijado siendo la
excepción el resultado obtenido durante el período de muestreos con precipitaciones. En
cuanto a la eficiencia mínima de reducción de SST, en dos de las tres campañas no se alcanza
el valor establecido.
Consideraciones en cuanto a la Operación de la Planta
Las eficiencias que pueden ser obtenidas en una planta de tratamiento dependen no solo del
correcto dimensionamiento de las unidades que la componen, sino también de una adecuada
operación de las mismas.
Esto último, depende en gran medida del conocimiento por parte del operador y del
responsable de la planta de las particularidades de las operaciones y procesos que tienen
lugar en ella, de los problemas que pueden presentarse y de las alternativas de solución
posibles.
Debe agregarse a esto una infraestructura de laboratorio con técnicos entrenados que lleve a
cabo los controles pertinentes e informe al responsable respecto a la marcha de la planta,
facilitándole de ese modo la toma de decisiones que permitan corregir, cuando fuera necesario
la operación de la misma a fin de optimizar su funcionamiento.
A continuación se realizan algunas consideraciones respecto a la operación del sistema que
han sido establecidas en función de los resultados de esta etapa de evaluación preliminar.
. Cámara Partidora
Es importante que el reparto de caudales a los módulos en operación se realice de la manera
lo más equitativa posible, evitando la interrupción de la alimentación a alguna de ellas y
favoreciendo la existencia de un flujo continuo de entrada y salida tanto en las lagunas
aireadas como en las lagunas de sedimentación.
Es recomendable, evitar la acumulación de líquido crudo en las cámaras de cargas de las
líneas que no están en operación, debido a que rápidamente entran en anaerobiosis originando
la aparición de olores desagradables que provocan un impacto negativo sobre el ambiente
circundante.
. Salida de las Unidades de Aireación y Decantación
Las estructuras de salidas de líquidos tanto de la laguna aireada como de decantación es
necesario que estén en operación el mayor tiempo posible, dentro de las limitaciones
impuestas por los caudales afluentes, de modo de favorecer un flujo continuo en cada una de
las unidades, alternando la operación de las tres salidas disponibles.
. Lagunas Aireadas
- Eficiencia de Mezclado y Oxigenación de los Aireadores. Perfiles de Temperatura yOxígeno Disuelto
Se realizaron mediciones de T y O.D. en 9 puntos de las lagunas aireadas, identificadas como
Laguna I A-2 y Laguna II A-1.
En cada uno de estos puntos, se midieron los valores de temperatura y oxígeno disuelto a las
profundidades de 0.20 m, 2.00 y 3.00 m respectivamente .
Los resultados obtenidos indican que las variaciones tanto de temperatura como de O.D. entre
puntos de una misma transecta y a distintas profundidades en un mismo punto son muy
pequeñas, lo que estaría indicando que la unidad se comporta como un reactor completamente
mezclado, con valores de oxígeno disuelto por encima de 3.3 mg/l y llegando a 4.9 en las
capas más superficiales.
Estos valores altos de O.D., a pesar del aumento de carga orgánica afluente a las unidades
aireadas que se registraron en esta etapa, son el resultado de las bajas temperaturas
registradas durante el monitoreo, y ni bien las marcas térmicas retorne a los valores, por
encima de los 20 º C , será necesario efectuar un ajuste de los aireadores.
Se aconseja efectuar un control continuo de los niveles de O.D., de modo sus valores no sean
ni muy altos ni muy bajos, ya que ambos extremos son perjudiciales para el funcionamiento del
sistema.
El ajuste final de los aireadores se efectuará cuando la totalidad de las estaciones elevadoras
se conecten a la colectora máxima y el sistema alcance un régimen de operación mas o menos
estable.
- Consumo de Potencia de los aireadores
Los mismos han sido estimados en función de las lecturas de intensidad de corriente
efectuadas para cada uno de los motores que accionan los aireadores en los tableros de
control.
Para las actuales condiciones de operación, las potencias consumidas varían entre un 73 y un
93 % de la potencia de placa, calculadas considerando una intensidad nominal de 28 A.
. Concentración de Sólidos Suspendidos en Laguna Aireada
Resulta muy importante como parte del control de operación del sistema seguir la evolución del
valor de la concentración de sólidos suspendidos en las unidades aireadas, la que debe ir
aumentando con el tiempo de funcionamiento hasta alcanzar un valor de equilibrio.
Los valores obtenidos, para las concentraciones de SST, SSV en esta etapa de monitoreo se
presenta en el siguiente Cuadro.
Cuadro Nº 19
SST (mg/l) SSV (mg/l)PeríodoLag. I A-2 Lag. II A-1 Lag. I A-2 Lag. II A-1
4-5/07 77 30 60 2125-26/07 117 170 89 127
2/08 107 131 78.5 105
Como puede apreciarse la concentración de SST se ha incrementado en el término de 20 días
en ambas lagunas, siendo mayor el aumento en la laguna II A-1 , alcanzando en el último
muestreo un valor próximo a 100 mg/l en ambas unidades. Un comportamiento similar se
observo en la concentración de los SSV.
Los valores obtenidos pueden considerarse aceptables, atendiendo al tiempo de
funcionamiento de las unidades, pero no obstante será necesario prestar mucha atención en
la operación de las estructuras de salida, evitando las fluctuaciones importantes en el nivel del
líquido en la lagunas, lo que puede provocar pérdidas importantes de sólidos biológico con el
efluente de las lagunas aireadas.
. Laguna de Decantación
Las mediciones efectuadas en la laguna de decantación incluyen niveles de O.D., tirante
líquido y espesor de barro sedimentado.
Durante el período monitoreado, los niveles de O.D. en la Laguna I D2 estuvieron en el orden
de 4.1 a 4.5 mg/l, en casi todos los puntos subsuperficiales, incluidos aquellos donde se
observó la presencia de gran cantidad de barro flotante.
El tirante líquido medido fue de 3.20 m y se observó presencia de importante cantidad de
sólidos biológicos flotantes, acumulados principalmente sobre el costado noroeste de la laguna,
cerca de los vertederos de salida.
La presencia de sólidos flotante en la laguna de decantación, como se señalara anteriormente
obedece al proceso de nitrificación en marcha y se debe a la reducción de los nitratos a nitritos
y luego a nitrógeno (gas) que esponja el barro sedimentado y lo obliga a elevarse a la
superficie.
En esta etapa transitoria, no es posible evitar la aparición de barro flotante, el que debe ser
removido de la superficie de las lagunas a medida que se van formando, utilizando cualquier
medio disponible, almacenándolo en contenedores apropiados para retirarlo de la planta junto
con los sólidos separados en los desarenadores.
Otra alternativa, para el manejo de estos sólidos sería captarlos y recircularlos a la laguna
aireada.
Los sólidos flotantes irán desapareciendo del sistema, ni bien se efectúe un ajuste de los
aireadores de modo de conseguir los niveles de oxígeno aconsejado en las lagunas aireadas.
CONCLUSIONES
Las conclusiones que se exponen en este trabajo corresponden a una evaluación preliminar, y
de ningún modo son definitivas, atendiendo por una parte a que el sistema de tratamiento se
encuentra en la actualidad en un período transitorio de funcionamiento y por otra a que la
información recopilada es insuficiente para efectuar afirmaciones con sustento estadístico.
Tanto las conclusiones y como las recomendaciones ya fueron presentadas en este informe y
medida que se fueron analizando los distintos aspectos que hacen al funcionamiento del
sistema y el propósito de este apartado es reiterarlos de manera ordenada.
a) Las eficiencias de remoción de materia orgánica del sistema (base DQO total) entre 67 y
81 % son muy aceptables, sobretodo para los periodos sin precipitaciones y las
correspondientes a la etapa de tratamiento biológico son mayores que las que cabrían de
esperar durante este período de puesta en marcha, alcanzando valores entre 90 % y 93 %
medidos en términos de DBO total y entre 93 y 96 % en términos de DBO soluble. Las
contribuciones de las etapas de pretratamiento son un tanto bajas y la etapa de cloración
no contribuye a la remoción de materia orgánica sino que aporta.
b) Las eficiencias de remoción tanto de coliformes totales como fecales son muy aceptables.
La mayor contribución a la eficiencia del sistema lo realiza la etapa de tratamiento
biológico, siendo la de la etapa de desinfección despreciable, y muy inferiores a los valores
teórico posibles de conseguir. No obstante las eficiencias globales resultantes no son lo
suficiente para alcanzar el valor fijado por las normas de 1000 coliformes fecales como
NMP/100 ml en el efluente final. Esto revela que la etapa que debe ser ajustada es sin
dudas la de desinfección a fin de alcanzar el valor de 1000 coliformes fecales (NMP/100
ml) en el efluente final.
b) Los resultados obtenidos indican que en el líquido cloacal crudo (afluente) el nitrógeno está
principalmente como Nitrógeno orgánico y amoniacal, con concentraciones muy pequeñas
de nitritos y nitratos. En el efluente del sistema, los valores de nitrógeno amoniacal y
nitrógeno orgánico disminuyen, aumentando en forma importante la concentración de
nitritos y algo la de nitratos. Estos valores evidencian la existencia de un proceso de
nitrificación en marcha, que se encuentra en una etapa intermedia de conversión de
nitrógeno orgánico y amoniacal a nitritos, los que finalmente serán oxidados a nitratos,
aumentando la concentración de este en el efluente final.
Las remociones de NTK y N-amoniacal obtenidos son muy aceptables para el tiempo
que lleva en operación el sistema y son la consecuencia directa del alto grado de
oxigenación que existe en las lagunas aireadas.
c) En la etapa de tratamiento primario no hay remoción sino un aporte de fósforo total, entre
un 15.4 y 31.8 %, mientras que para el tratamiento biológico, las eficiencias de remoción de
fósforo total es de 46 y 57 % , y de un 24 y 33 % para el fósforo soluble, un poco mas altos
que los obtenidos en la primera etapa, dando como resultado una eficiencia global para el
sistema de remoción de fósforo total del 37 %.
d) La eficiencia de remoción de sustancias grasas varia según los resultados obtenidos en los
muestreos preliminares entre un 17 y 59 %, para períodos sin precipitaciones,
verificándose durante la tercer campaña un aporte de 47 %, provocado fundamentalmente
por el arrastre del material flotante (sólidos biológicos) desde la laguna de sedimentación al
efluente final.
e) En cuanto a las especificaciones de calidad el efluente final cumple holgadamente el límite de 30 mg/l
de DBO soluble, siendo el valor promedio obtenido de 5.7 mg/l. En cuanto a la eliminación de sólidos
sedimentables en dos de las tres campañas, el efluente cumple con el fijado siendo la excepción el
resultado obtenido durante el período de muestreos con precipitaciones.
En cuanto a la eficiencia mínima de reducción de SST, en dos de las tres campañas no se
alcanza el valor establecido.
RECOMENDACIONES
a) Es importante que el reparto de caudales a los módulos en operación se realice de la
manera lo más equitativa posible, evitando la interrupción de la alimentación a alguna de
ellas y favoreciendo la existencia de un flujo continuo de entrada y salida tanto en las
lagunas aireadas como en las lagunas de sedimentación.
b) Es recomendable, evitar la acumulación de líquido crudo en las cámaras de cargas de las
líneas que no están en operación, debido a que rápidamente entran en anaerobiosis
originando la aparición de olores desagradables que provocan un impacto negativo sobre el
ambiente circundante.
c) Las estructuras de salidas de líquidos tanto de la laguna aireada como de decantación es
importante que estén en operación el mayor tiempo posible, dentro de las limitaciones
impuestas por los caudales afluentes, de modo de favorecer un flujo continuo en cada una
de las unidades, alternando la operación de las tres salidas disponibles.
d) La evaluación de la capacidad de mezcla y oxigenación de los aireadores indica que las
variaciones tanto de temperatura como de O.D. entre puntos de una misma transecta y a
distintas profundidades en un mismo punto son muy pequeñas, lo que estaría indicando
que la unidad se comporta como un reactor completamente mezclado. con valores de
oxígeno disuelto por encima de 2 mg/l en el 66 % de los casos y llegando a 6.4 en las
capas más superficiales. Estos valores altos de O.D., son los responsables de la intensa
nitrificación en proceso, desencadenante de la aparición de sólidos flotantes en la laguna
de aeración. Esto revela por otra parte la necesidad de efectuar un ajuste de los
aireadores, de modo de llevar los niveles de O.D. a un valor conveniente para la
operación. El ajuste final solo podrá realizarse una vez que se encuentren en operación la
totalidad de las estaciones elevadoras existentes y el sistema alcance un régimen de
operación mas o menos estable. Las potencias consumidas varían entre un 73 y un 89 %
de la potencia nominal.
e) La concentración de SST en la laguna aireada I A2 se ha incrementado en el término de 15
días en un 69 %, mientras que la concentración de SSV lo ha hecho en un 100 %, para el
mismo período de tiempo. Estos valores pueden considerarse muy aceptables, atendiendo
al tiempo de funcionamiento de las unidades.
f) La presencia de sólidos flotante en la laguna de decantación, como se señalara
anteriormente obedece al proceso de nitrificación en marcha y se debe a la reducción de
los nitratos y nitritos a nitrógeno (gas) que esponja el barro sedimentado y lo obliga a
elevarse a la superficie. En esta etapa transitoria, es imposible evitar la aparición de barro
flotante, el que debe ser removido de la superficie de las lagunas a medida que se van
formando, utilizando cualquier medio disponible, almacenándolo en contenedores
apropiados para retirarlo de la planta junto con los sólidos separados en los
desarenadores. Otra alternativa, para el manejo de estos sólidos sería captarlos y
recircularlos a la laguna aireada.
Los sólidos flotantes irán desapareciendo del sistema, ni bien se efectúe un ajuste de los
aireadores de modo de conseguir los niveles de oxígeno aconsejado en las lagunas
aireadas.
BIBLIOGRAFIA
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