LAGUNA DE OXIDACIÓN “EL ESPINAR” PUNO
I.
INTRODUCCIÓN
El agua es uno de los recursos naturales que forma parte del desarrollo de cualquier país;es el compuesto químico más abundante del planeta y resulta indispensable para eldesarrollo de la vida. Su disponibilidad es paulatinamente menor debido a sucontaminación por diversos medios, incluyendo a los mantos acuíferos, lo cual representaun desequilibrio ambiental, económico y social. Una de las formas de mejorar las condiciones básicas de vida de la población es dotarla de servicios de agua potable y alcantarillado. La falta de estos servicios frena las posibilidades de desarrollo, favorece la transmisión de enfermedades, frena avances en salud y produce la muerte de cerca de 5.000 niños diariamente en todo el mundo. La calidad de los recursos hídricos se ve cada vez más amenazada por la contaminación. Durante los últimos 50 años, la actividad humana ha provocado la contaminación de los recursos hídricos en una convencional de alta eficiencia y de costo menor en comparacióna otros similares denominado lombrifiltro. Las lagunas de oxidación son excavaciones de poca profundidad en el cual se desarrolla una población microbiana compuesta por bacterias, algas y protozoos que conviven en forma simbiótica y eliminan en forma natural patógenos relacionados con excrementos humanos, sólidos en suspensión y materia orgánica, causantes de enfermedades tales como el cólera, el parasitismo, la hepatitis y otras enfermedades gastrointestinales. El sistema está compuesto por un tratamiento primario que consiste en un grupo de trampas que atrapan y separan los elementos sólidos no inherentes al diseño del sistema. En etapas siguientes el agua y sus residuos pasan a un sistema de lagunas (una o más) donde permanecen en contacto con el entorno, principalmente el aire, experimentando un proceso de oxidación y sedimentación, transformándose así la materia orgánica en otros tipos de nutrientes que pasan a formar parte de una comunidad diversa de plantas y ecosistema bacteriano acuático. Luego de este proceso, el agua superficial de las lagunas queda libre entre un 70 y un 85% de demanda química o biológica de oxígeno, los cuales son estándares apropiados para la liberación de estas aguas superficiales hacia la naturaleza de forma que esta última pueda absorber los residuos sin peligro para el medio ambiente y sus especies. Las normas de la OMS prevén el hecho y, aparte de lo necesario para su operación y mantenimiento, dictan ciertos parámetros para su correcta ubicación y evitar el riesgo. Entre ellos figuran: La población proyectada. Se señala por conveniente, entre ella y las lagunas, una distancia de 500 m El viento. No debe favorecer el transporte de los malos olores ni de partículas de los lodos secos, menos si son sueltos, hacía la población. Infraestructura de Riego. En ningún caso las aguas tratadas deben ser vertidas a dicha infraestructura.
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II.
LOCALIZACIÓN La laguna de oxidación ”el Espinar”, está ubicado en la Región Puno del Departamento de Puno, Provincia de “Puno”, Distrito de Puno y del Lago Titicaca,
en el lugar llamado espinar de la ciudad de Puno, a una altitud de los 3.850 msnm. Geográficamente está ubicada en las siguientes coordenadas:
Sur: 16°6′10″
Oeste: 69°36′22″ / -16.10278, -69.60611.
Norte: 8 221.740, Este: 431.890,
Latitud Sur: 16° 06’ 10”,
Longitud Oeste: 69° 36’ 22”.
Políticamente está ubicada en: Localidad: Puno Distrito: Puno Provincia: Puno Departamento: Puno Región: Puno
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III.
ASPECTOS FÍSICOS TERRITORIALES La ciudad se desarrolla a lo largo del Lago Titicaca, en la Bahía de Puno, sobre un terreno accidentado, con zonas bajas, y rodeado de cerros y quebradas. Sus cotas van de los 3,810 a 4,050 m.s.n.m. La superficie departamental y está conformada por el altiplano, laderas, áreas intermedias y la cordillera. Los recursos hídricos están constituidos por el Lago Titicaca, 50 lagunas y más de 300 ríos. Existe además un importante potencial de aguas subterráneas.
IV.
ASPECTOS DEMOGRÁFICOS
La población total estimada de la Provincia de Puno es de 256 mil habitantes (según información del INEI Puno), que representa el 17.7% de la Población Departamental, resultando como la segunda provincia con más población del Departamento de Puno. En la ciudad de Puno actualmente son 137 mil 256 habitantes según estimaciones del INEI, (según fuentes del INEI Puno). V. 5.1.
MARCO TEÓRICO ANTECEDENTES
En 1960 se inició la construcción de las lagunas de oxidación de Espinar, ubicado al extremo sur de la ciudad, entre la isla Espinar y el barrio Chanu-Chanu. Recién en 1972 entró en funcionamiento, con capacidad para procesar el 45% de aguas servidas Este sistema se mantuvo en operatividad hasta 1986, año en el que quedó inhabilitado a causa de una inundación. Entre los años 1995 y 1996, la Empresa Municipal de Saneamiento Básico de Puno (ENSAPUNO), con financiamiento del Programa Nacional de Agua Potable y Alcantarillado (PRONAP), rehabilitó la antigua planta ampliando su capacidad de tratamiento hasta el 70% del total de aguas servidas. En el año 2006, a través de un proyecto, se pretendía la ampliación de las lagunas de oxidación de 23 a 66 hectáreas, también con el financiamiento de la KFW. En la actualidad se genera un promedio de 12 mil 528 m³ de aguas residuales al día, a razón 145 litros por segundo, que son recolectadas por el sistema de alcantarillado y vertidas a través de un emisor a la Laguna de Estabilización “EL Espinar”. El mal funcionamiento de la
laguna hace que las aguas servidas no sean tratadas adecuadamente provocando su eutrofización, fenómeno que se hace visible en el excesivo crecimiento de lenteja de agua, que cubre gran porcentaje del espejo de agua de la bahía del lago más alto del mundo. Las aguas servidas de la ciudad de Puno, a partir del año 1972 son sometidas a un tratamiento biológico por medio de una Laguna de Oxidación primaria de 23 Ha de extensión, cuyo efluente es descargado en la Bahía Interior de Puno.
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Los problemas derivados de su ubicación generaron diversos reclamos de la población, incluidas las autoridades del Cuartel Militar Manco Capac en el año 1976. Luego, en el período de lluvias de los años 1985-1986 la laguna fue inundada por la creciente del Lago Titicaca y debido a ello tuvo que ser inhabilitada, teniendo que descargar los desagües crudos en la Bahía Interior, con la consiguiente contaminación. Para entonces la Bahía ya sufría un proceso de eutroficación (muerte de algas ocasionada por el crecimiento acelerado de varios tipos de algas), el cual se agravó con el aumento de residuos nitrogenados y fosforados del desagüe crudo, así como por el incremento de la presencia de detergentes, cuyos fosfatos son alimento para las algas. Este fenómeno ha sido observado en varios estudios y han sido confirmados por el PELT a través del Estudio ¨Las Aguas Residuales y los Problemas Ambientales en la Ciudad de Puno¨, realizado en 1995. En el mismo año de 1995, EMSAPUNO construyó un dique divisorio dentro de la Laguna con el fin de resolver el problema, habilitando dos lagunas, una para tratamiento primario y o tra para el tratamiento secundario. Sin embargo, el problema de eutroficación persiste. La ciudad de Puno, presenta el lugar más crítico de contaminación, debido al vertimiento de aguas servidas crudas de nueve colectores, que representan aproximadamente el 40% del total de aguas servidas, que en promedio están entre 9 000 y 12 000 m3 por día. Por otro lado el inadecuado manejo de residuos sólidos (basuras que son vertidas a los canales por dondediscurren las aguas pluviales y que llegan hasta la Bahía), y el hecho de que sóloel 54% de la población puneña (aproximadamente 9,000 familias), utiliza elsistema de alcantarillado para verter sus desechos, aumenta el peligro de contaminación en la Bahía por las descargas domésticas en los desagües pluviales. 5.2.
LAGUNAS DE ESTABILIZACIÓN “EL ESPINAR”
Lagunas de Estabilización “El Espinar”, esta tiene como tratamiento físico preliminar un
sistema de cámara de rejas, que cuenta con frecuencia necesaria de mantenimiento, dependiendo de los sólidos gruesos que ingresan, seguidamente se cuenta con un desarenador, seguido de dos módulos hidráulicos de caudal (Parshall) unidos paralelamente, de allí los residuales líquidos son derivados a los tubos de descarga distribuidos alrededor de la Laguna de Estabilización Primaria (7 Tubos), de allí los residuales se retiran mediante seis buzones de salida que derivan a 6 tuberías dirigidas hacia la Laguna de Estabilización Secundaria, de la segunda laguna los residuales son dirigidos hacia tres buzones, los cuales se dirigen hacia una tubería de descarga final que va hacia el cuerpo receptor del Lago Titicaca. 5.2.1. Laguna de Estabilización Primaria. tubería que sirve para el transporte del aire producido, el mismo que es distribuido mediante difusores porosos de 0.65 M, con un total de 30 difusores por cada tubería instalada, su principio de operación se basa generalmente en lo siguiente: cada soplador contiene 2 impulsores lobulares en forma de ocho montados en ejes paralelos los cuales rotan en direcciones opuestas. 4
5.2.2. Laguna de Estabilización Secundaria Estructuralmente las Lagunas cuentan con fondos de material de tierra compactada, los cuales alojan los lodos residuales, los mismos actualmente al no ser distribuidos y/o removidos uniformemente ocasionan menas de eutrofización de gases y patógenos en general. 5.3.
ACTUALMENTE EL SISTEMA DE DESAGUE Y TRATAMIENTO DE LAS AGUAS SERVIDAS EN LA CIUDAD DE PUNO
En la actualidad las aguas servidas de la ciudad de Puno, son descargadas en lagunas de estabilización que ocupan un área aproximada de 23 ha. Estas lagunas se encuentran situadas en las cercanías de la Isla Espinar en la zona Sur-Este de la ciudad de Puno y sus efluentes son dispuestos, a través de un sistema de emisores, en el extremo Sur de la Bahía dando lugar a un proceso de eutroficación en las aguas del Lago Titicaca. Esto, a su vez, origina la proliferación y desarrollo de una alga macroscópica denominada “Lemna” que, a
manera de un manto verde, se extiende por acción del viento en toda el área de la Bahía, causando molestias sobre todo en la navegación de lanchas de poco calado. Si bien la Lemma sp, denominada Lenteja de Agua, es un excelente alimento para el ganado, su uso en este sentido tiene restricciones por cuanto no puede ser consumido directamente por el ganado y su recolección resulta muy dificultosa por el continuo desplazamiento debido a los vientos, concentrándose principalmente en la zona portuaria y en la zona aledaña a la Isla Esteves. Se debe indicar igualmente, que al lago llegan nueve descargas de desagües crudos que contienen residuos de detergentes, cuyos fosfatos contribuyen indirectamente a aumentar la eutroficación. Por esta razón, una medida inmediata debe estar orientada a centralizar todas estas descargas en una cámara de reunión y, considerando que están en un nivel bajo, bombearlas a las redes colectoras más cercanas, lo cual que será materia del proyecto definitivo. En las lagunas de estabilización es posible apreciar la división realizada en el año 1978 en la Laguna Primaria (diseño original) que se dividió en Primaria y Secundaria para minimizar los malos olores que, por acción de los vientos dominantes, llegaban al sector Sur de la ciudad justamente donde se encuentra el Cuartel de la Comandancia General del Ejército en las Avenidas. Bolívar y el Sol. Con la nueva división, donde la Laguna Primaria está cerca de la zona antes mencionada y la Secundaria apoyada en la Isla Espinar, se ha logrado disminuir los malos olores, aunque el tratamiento biológico no es del todo perfecto por cuanto la reducción de la DBO no alcanza al porcentaje esperado (50%) y la reducción bacteriana no llega a la tercera potencia (103) de Colifecales, según la información de calidad de agua disponible en el PELT y EMSAPUNO. En cuanto se refiere al sistema de desagüe, la actual cámara de bombeo presenta problemas estructurales y falta de capacidad, por lo que se ha descartado su uso dentro del nuevo esquema.
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5.4. CAUSA DEL PROBLEMA 5.4.1. CAUSAS PRINCIPALES Las causas principales son las que hacen que se generen diferentes problemas ambientales y sociales en los barrios más cercanos a la laguna de oxidación. La ley ambiental peruana como dice que la laguna de oxidación debe encontrarse como mínimo, a una distancia de 500 metros de la población; sin embargo, en Puno se encuentran a menos de 20 metros. En donde podemos apreciar un inmenso problema, las cuales identificamos las causas principales que generan este problema. El crecimiento demográfico de la ciudad de puno. La laguna de oxidación fue construida en 1972 para un límite de 30 mil habitantes, y hoy Puno tiene casi 150 mil habitantes, en la cual va producir una serie de problemas en la laguna de oxidación. Deficiencias en los sistemas de conducción y tratamiento de aguas servidas, derivados de la mala operación y mantenimiento de los sistemas de alcantarillado. La falta de desareadores para la laguna de oxidación, ocasionando y trayendo malos olores en los lugares más cercanos (urbanización Chanu Chanuy el Barrio Chejoña) y la población de puno. El colapso de la laguna de oxidación, produciendo el incremento de los focos infecciosos, y consecuentemente enfermedades que afectan a la salud de la población. El desinterés por parte las autoridades competentes, para poder dar soluciones al problema del colapso de la laguna de oxidación, que cada vez el problema tiende hacer más complejo. 5.4.2. CAUSAS SECUNDARIAS
Las causas secundarias hacen que indirectamente surja este problema en nuestra ciudad de puno y hemos identificado las siguientes:
Falta de un programa de educación y sensibilización ambiental, en la cual la participación de la población es mínima o nula con respecto al problema. Persistencia de los desagües clandestinos, haciendo que las aguas servidas desemboquen en la bahía del Titicaca. Deficiencias en el sistema de evacuación de agua pluviales, muchos de los cuales sirven como colectores de aguas servidas y de basura. Agravadas por el déficit de conexiones y colectores y el vertimiento de las aguas tratadas directamente al Lago, generando el proceso de eutroficación. Problemas derivados de las inundaciones periódicas a la Bahía. Escasa participación de los pobladores en los problemas que ocasionan la contaminación ambiental, aun cuando ellos reconocen la importancia de no contaminar el Lago. Falta de un plan integral para el manejo y conservación de la Bahía, aun cuando no han faltado ofrecimientos al respecto.
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5.5. IDENTIFICACIÓN DE AGENTES CONTAMINANTES 5.5.1. AGENTES CONTAMINANTES Actualmente según estudios del colegio de biólogos, en la ciudad de puno ingresan 30 litros por segundo de aguas residuales al Titicaca Aproximadamente entre 25 a 30 litros de aguas residuales ingresan por segundo al Lago Titicaca en la bahía de la ciudad de Puno, lo que ha generado mayor contaminación, así lo informó el decano del Colegio de Biólogos, Edwin Gutiérrez Tito. 5.5.2. AGUAS RESIDUALES Llamamos aguas residuales a las aguas que resultan después de haber sido utilizadas en nuestros domicilios, en las fábricas, en actividades ganaderas, etc. Las aguas residuales aparecen sucias y contaminadas: llevan grasas, detergentes, materia orgánica, residuos de la industria y de los ganados, herbicidas y plaguicidas y en ocasiones algunas sustancias muy tóxicas. 5.5.3. AGUAS NEGRAS Son aquellos provenientes de inodoros, es decir, aquellas que transportan excrementos humanos y orina, ricas en sólidos suspendidos, nitrógeno y coliformes fecales. 5.5.4. AGUAS GRISES Son aquellos 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. Estas aguas servidas, antes de volver a la naturaleza, deben ser depuradas. Para ello se conducen a las plantas o estaciones de tratamiento, donde se realiza el tratamiento más adecuado para devolver el agua a la naturaleza en las mejores condiciones posibles. Todavía existen muchos pueblos y ciudades de nuestro país que vierten sus aguas residuales directamente a los ríos, sin ser tratadas. Esta conducta ha provocado que la mayoría de los seres vivos que vivían en esos ríos hayan desaparecido. 5.6.
PROCESO COMO SE GENERA LA CONTAMINACIÓN EN LA LAGUNA DE OXIDACIÓN DE PUNO
La laguna de oxidación de la ciudad de puno permite tratar las aguas servidas de la población. A tal efecto, las aguas se embalsan en la laguna del espinar, para que los sólidos que arrastran, se descompongan. Como en el fondo de ellas se forman lodos, cada cierto tiempo hay que drenarlas para que los últimos sequen y así extraerlos. Actualmente ambas lagunas ya no trabajan de acuerdo al diseño y propósito establecido, por la excesiva carga orgánica que viene recibiendo y tratando, haciendo que su eficiencia de remoción sea bajo respecto a ciertos parámetros dentro del principio de funcionamiento de lagunas de estabilización, lo cual ha ocasionado problemas como: malos olores (Gases de 7
metano y otros), exceso de nutrientes (Nitrógeno y Fósforo), y principalmente sobresaturación de agentes patógenos (Bacterias de origen Termotolerantes y otros), en especial problemas que se dan en mayor porcentaje en la primera laguna que en la segunda, en muchos casos se llegan a sobrepasar los Límites Máximo Permisibles (LMP), establecidos por las Normativas, en especial la del D.S. N° 003-2010 -MINAM y las de origen Internacional dadas por ejemplo por la Agencia de Protección Ambiental – EE.UU (EPA). 5.7. CONSECUENCIAS SOCIO AMBIENTALES 5.7.1. CONSECUENCIAS MEDIATAS PROBLEMAS AMBIENTALES POR EL COLAPSO DE LA ALGUNA DE ESTABILIZACIÓN, La cobertura del servicio es de 61% reflejando el porcentaje de la población que cuenta con el servicio domiciliario, lo que significa que más del 39% no tiene acceso a una disposición sanitaria de las agua servidas. Este porcentaje de población busca alguna forma para disponer sus aguas servidas y dispone sus aguas residuales a las calles, a los canales, a las acequias o directamente al Lago Titicaca. El personal del área de mantenimiento es insuficiente para desarrollar eficazmente sus actividades, se da prioridad la atención de las labores de agua potable (producción y distribución) relegando los trabajos de mantenimiento de redes de alcantarillado. El mantenimiento preventivo es muy limitado, la mayor parte del tiempo se invierte en la atención de emergencias, específicamente los atoros en colectores. Por otro lado se requiere de la renovación de su equipamiento y capacitación del personal. TRAYENDO COMO CONSECUENCIA:
Malos olores Incremento de focos infecciosos Operación defectuosa de la Laguna de oxidación Aumento de infecciones estomacales Alta incomodidad y dolores de cabeza Afectación a la salud de pobladores
EL PROBLEMA DE LA CONTAMINACIÓN DEL LAGO TITICACA representa uno de los principales problemas que enfrenta. El potencial Turístico de la ciudad hace que las actuales lagunas de estabilización estén trabajando por encima de su capacidad de diseño, lo que dificulta la calidad del efluente. Sin embargo por cuestiones ambientales se sobrecarga estas para evitar la descarga directa al Lago Titicaca. La construcción de la nueva planta debe adecuarse a la tecnología moderna, eficiente y que cumpla con los parámetros técnicos, económicos, ambientales y sociales para utilizar las actuales áreas de terreno existentes. TRAYENDO COMO CONSECUENCIAS:
Alta contaminación del lago Eliminación de las especies marinas del lago Titicaca.
EL PROBLEMA DEL ALCANTARILLADO, El medio ambiente es afectado física, biológica y socioeconómicamente por el funcionamiento y operación del sistema de agua potable y del 8
sistema de alcantarillado sanitario y tratamiento de desagües de la ciudad de Puno. Las alteraciones ambientales que acontecen alrededor de un programa de desarrollo socioeconómico, que ha condicionado su dinámica en base a la ejecución de obras de Ingeniería; merecen ser estudiadas para identificar impactos ambientales potenciales que permitan a los órganos encargados de la toma de decisiones. La evaluación integral del ambiente y de las características del sistema de abastecimiento de agua y del sistema de alcantarillado sanitario y tratamiento de desagües en la ciudad de Puno, permiten identificar los impactos previsibles positivos, negativos, directos e indirectos, por las actividades de operación del sistema. Además el sistema de la Laguna de Estabilización, no está proyectado para la remoción de nutrientes y otros contaminantes. TRAYENDO COMO CONSECUENCIA:
5.8.
Persistencia de desagües clandestinos En consecuencia estas descargas constituyen fuente principal de afectación al medio ambiente, por alterar las características físicas, químicas y microbiológicas del agua como cuerpo receptor.
CONSECUENCIAS INMEDIATAS
Las consecuencias inmediatas a raíz de este problema, el colapso de la laguna de estabilización generara posteriormente:
Eliminación de las especies marinas del lago Titicaca. Aumento de las enfermedades y los focos infecciosos.
Una excesiva contaminación al lago Titicaca. 5.9.
POBLACIÓN AFECTADA
Está claro que nunca es buen momento para el surgimiento de amenazas ambientales, de focos contaminantes que, dadas sus características de expansión y perjuicio social (a nivel sanitario), ponen en vilo a toda la población. Hoy en día las Lagunas de Oxidación (para el tratamiento de aguas residuales) ubicadas en la isla el Espinar de la ciudad de Puno, es un espacio altamente contaminante, no solo para la bahía interior del lago Titicaca, sino también para los miles de habitantes de esta ciudad, que poseen un caótico sistema de abastecimiento de agua potable y alcantarillado. 5.9.1. ZONAS ALEDAÑAS BARRIO CHEJOÑA Área aledaña a las lagunas de oxidación, los malos olores y sensación de tragedia ambiental se perciben fundamentalmente en horas de la tarde, pues, es en ese momento cuando se presentan fuertes vientos en la ciudad. Estos vientos hacen que las olas del lago sean más 9
grandes, que remueven el fondo del fango de la bahía interior del lago, donde están asentados los desechos de contaminación orgánica y bacteriológica, que crecen cada día producto del nulo tratamiento de las aguas servidas. URBANIZACIÓN CHANU CHANU Los vecinos del barrio Chanu Chanu de la ciudad de Puno se ven obligados a abandonar sus viviendas porque son perjudicados por los olores nauseabundos que emanan desde la laguna de oxidación Espinal, pero la autoridad municipal no tiene un proyecto concreto para construir otra planta de tratamiento. 5.9.2. POBLACIÓN EN GENERAL ( POBLACIÓN DE LA CIUDAD DE PUNO) Distintos estudios, recogen la investigación desarrollada por la consultora Hidroservice, entidad que señaló que la Bahía interior de Puno, se encuentra en estado hipereutrófico, y que debido a sus dimensiones y flujos de agua, no tiene capacidad de recibir las aguas servidas de la ciudad, aunque tratadas a nivel terciario, lo que significa que de continuar las cosas como están en el futuro nuestros hijos pagarán las consecuencias de un pésimo sistema de saneamiento. Lamentablemente los responsables directos en solucionar este problema, como la Municipalidad Provincial de Puno, la empresa Emsa Puno y demás entidades como el PELT (Proyecto Especial Binacional Lago Titicaca) y la ALT (Autoridad Autónoma Binacional del Lago Titicaca) no trabajan de manera coordinada en el tema. Lo cual genera que todas las consecuencias y problemas ambientales que se están generando. Los habitantes de la ciudad de puno serán afectadas por el pésimo tratamiento de las aguas servidas. 5.9.3. LA BAHÍA INTERIOR DEL LAGO TITICACA Según expertos, la principal causa de este desequilibrio ambiental tiene su origen en la descarga de nutrientes (nitrógeno y fósforo principalmente) que se producen en la bahía interior de Puno, dichos nutrientes están contenidos en las descargas de aguas residuales. Las consecuencias de este fenómeno provocado por la actividad humana (eutrofización antropogénica), ha conllevado al deterioro de las condiciones estéticas del lago, se generan problemas de malos olores (casi en toda la ciudad) y por lo tanto la pérdida del valor de los terrenos aledaños, puede provocar problemas en la utilización de los recursos (mortalidad de peces, plantas, etc) y otros problemas más severos en el futuro. VI.
COMENTARIO
Los objetivos que debemos de plantearnos tanto para el adecuado tratamiento de las aguas residuales en nuestra ciudad de puno para evitar los problemas ambientales son:
Cumplimiento con las Normativas Ambientales de carácter Nacional y/o Internacional, para el adecuado tratamiento de la laguna de estabilización en nuestra ciudad de puno. Generar presión ciudadana hacia las autoridades competentes: la Municipalidad Provincial De Puno, EMSA-PUNO, PELT, ALT, que deben velar por el buen 10
VII.
funcionamiento y tratamiento de la laguna de estabilización, y así prevenir los diferentes problemas que se están suscitando; la contaminación de la bahía interior del lago Titicaca, aumento de los malos olores, aumento de los focos infecciosos, etc. La próxima y necesaria ampliación de la laguna de estabilización y/o construcción de una nueva planta de tratamiento para las aguas residuales de nuestra ciudad de puno.
PROPUESTA DE ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN
SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES POR LODOS ACTIVADOS El lodo activado es un proceso de tratamiento por el cual el agua residual y el lodo biológico (microorganismos) son mezclados y aireados en un tanque denominado reactor. Los flóculos biológicos formados en este proceso se sedimentan en un tanque de sedimentación, lugar del cual son recirculados nuevamente al tanque aireador o reactor. En el proceso de lodos activados los microorganismos son completamente mezclados con la materia orgánica en el agua residual de manera que ésta les sirve de sustrato alimenticio. Es importante indicar que la mezcla o agitación se efectúa por medios mecánicos superficiales o sopladores sumergidos, los cuales tiene doble función 1) producir mezcla completa y 2) agregar oxígeno al medio para que el proceso se desarrolle. Elementos básicos de las instalaciones del proceso de lodos activados:
Tanque de aireación. Estructura donde el desagüe y los microorganismos (incluyendo retorno de los lodos activados) son mezclados. Tanque sedimentador. El desagüe mezclado procedente del tanque es sedimentado separando los sólidos suspendidos (lodos activados), obteniéndose un desagüe tratado clarificado. Equipo de inyección de oxígeno. Para activar las bacterias heterotróficas. Sistema de retorno de lodos. El propósito de este sistema es el de mantener una alta concentración de microorganismos en el tanque de aireación.
Una gran parte de sólidos biológicos sedimentables son retornados al tanque de aireación. Exceso de lodos y su disposición. El exceso de lodos, debido al crecimiento bacteriano en el tanque de aireación, son eliminados, tratados y dispuestos. Operación básica 1) Pre-tratamiento/ajuste de aguas residuales En algunos casos las aguas residuales deben ser acondicionadas antes de pasar al proceso de lodos activados, esto es debido a que ciertos elementos inhiben el proceso biológico. Algunos de estos casos son: – Sustancias dañinas a la activación microbiana, tal como la presencia de cloro. – Grandes cantidades sólidos. Se utilizan cribas o rejas en un tanque de sedimentación primaria
para los sólidos fácilmente sedimentables – Aguas residuales con valores anormales de pH. Se debe realizar un proceso de neutralización
el cual es indispensable para el desarrollo bacteriano. 11
– Desagües con grandes fluctuaciones de caudal y calidad de las aguas residuales incluyendo
concentración de DBO. Se homogeniza las aguas en un tanque de igualación 2) Remoción de DBO en un Tanque de Aireación Las aguas residuales crudas mezcladas con el lodo activado retornado del tanque sedimentador final es aireado hasta obtener 2 mg/l de oxígeno disuelto o más. En este proceso, una parte de materia orgánica contenida en los desagües es mineralizada y gasificada y la otra parte es asimilada como nuevas bacterias. 3) Separación sólido – líquido en el Tanque de Sedimentación Los lodos activados deben ser separados del licor mezclado provenientes del tanque de aireación. Este proceso se realiza en el tanque de sedimentación, concentrándolos por gravedad. La finalidad de este proceso es conseguir un efluente clarificado con un mínimo de sólidos suspendidos y asegurar el retorno del lodo. Descarga del exceso de lodos Con la finalidad de mantener la concentración de los lodos activados en el licor mezclado a un determinado valor, una parte de los lodos son eliminados del sistema a lechos de secado o espesadores con filtros mecánicos (filtros prensa, de cinta etc.) para posteriormente disponer el lodo seco como residuo sólido. Un aspecto importante del proceso de tratamiento de aguas residuales mediante lodos activados es el uso flóculos biológicos en los lodos activados compuestos de bacterias heterotróficas y son el elemento principal para la purificación. El proceso de tratamiento tiene dos importantes características:
Eficiente remoción de materia orgánica. Eficiente separación de sólidos.
Rol de las bacterias Las bacterias juegan un rol preponderante en el tratamiento biológico. Las bacterias son clasificadas de acuerdo a sus características bioquímicas: a. Clasificación por fuente de energía y carbón: Clasificacion por fuente de energia Fotosintéticas Quimiosintéticas Reacción Oxidación-Reducción Inorgánica •
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Clasificacion por fuente de carbon Reacción Oxidación-Reducción Orgánica Carbón Orgánico b. Clasificación por su forma de vida De crecimiento suspendido, con existencia de flóculos orgánicos (Lodos Activados). De crecimiento adherido donde el crecimiento bacterial se realiza en un medio de apoyo (piedras o cualquier otro medio artificial). Se utilizan en procesos con filtros percoladores. •
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c) Clasificación por uso de oxígeno 12
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Organismos aeróbicos. Existen solo cuando existe una fuente de oxígeno molecular. Organismos anaeróbicos. Su existencia esta condicionada a la ausencia de oxígeno. Organismos facultativos. Tiene la capacidad de sobrevivir con o sin oxígeno.
Uso de bacterias benéficas Existen compuestos bacterianos comerciales que se utilizan para acelerar el proceso de degradación biológica. Uno de estos productos es el que se conoce comercialmente como Enziclean, que es una mezcla de bacterias aeróbicas anaeróbicas y facultativas seleccionadas por su gran actividad y agresividad, compitiendo favorablemente contra las bacterias patógenas que se encuentran en las aguas residuales. REUTILIZACIÓN DE LODOS EXTRAÍDOS EN AGUAD RESIDUALES COMO FERTILIZANTES Durante este proceso, que se realiza en plantas depuradoras de aguas residuales, también se generan unos lodos que son reguladas bajo una legislación específica. Estos lodos, a su vez, también pueden ser depurados, lo que permite su reutilización en actividades agrícolas, ya sea como abono o para compostaje. Su uso está regulado por la Unión Europea a través de una directiva cada vez más restrictiva. Ante un posible endurecimiento, la industria busca alternativas compatibles con los usos actuales, es decir, que permitan seguir dando salida comercial a este subproducto. Pero, hay que tener en cuenta que los lodos provenientes de la depuración de aguas residuales pueden contener gérmenes patógenos y parásitos peligrosos para el ser humano como es el caso de la salmonella, la Escherichia coli , el áscaris, etc. Por ésta razón es imprescindible tratar el lodo antes de ser usado. Se han publicado estudios que han demostrado que la incorporación de cal viva a estos lodos elimina los patógenos. La adición de cal al lodo reduce olores y el nivel de patógenos al crear un pH alto que es hostil a la actividad biológica. Los gases que se desprenden durante la descomposición anaeróbica de la materia orgánica contienen nitrógeno y azufre y son la fuente principal de malos olores de lodo. Cuando se añade la cal los microorganismos que intervienen en la descomposición son fuertemente inhibidos o destruidos en ese medio fuertemente alcalino. Los patógenos pasan por un proceso similar. Durante el proceso de tratamiento de lodos mediante cal viva es necesario mantener el pH por arriba de 12, por un tiempo mínimo de 2 horas, para asegurarse la destrucción de los patógenos y proporcionar la suficiente alcalinidad residual para que el pH no descienda a menos de 11. Permitiendo, así, el tiempo suficiente para almacenamiento o disposición del lodo estabilizado. La cantidad de cal necesaria para estabilizar el lodo está determinada por el tiempo del mismo, su composición química y la concentración de sólidos. A grosso modo, el rango va desde el 6 hasta el 51%. Teniendo en cuenta que los lodos primarios son los que menos cantidad de cal requieren y los lodos activados los que mayor cantidad emplean. Existen otros métodos de tratamiento de lodos, como: la digestión aeróbica y anaeróbica, pero el tratamiento con cal proporciona mayores ventajas a la hora de reutilizarlo, ya que nos da mayor volumen de producto aprovechable además de proporcionarles los terrenos ácidos la neutralización necesaria sin costo extra. La alta dosificación de cal también afecta a las características físicas y químicas del lodo. Estas reacciones provocan una disminución del nitrógeno, que actúa como limitante para la cantidad de lodo que puede aplicarse al terreno, por lo que permite una mayor cantidad de lodo por 13
unidad de superficie, al mismo tiempo mejora la capacidad de perder humedad y el carácter de los fluidos de líquido secundarios.
Otra ventaja de este sistema es que puede ser una buena alternativa cuando se necesita un respaldo para otro método de tratamiento de lodos, ya que el sistema de estabilización por cal puede iniciarse y finalizarse rápidamente. Por lo que, puede suplementar instalaciones ya existentes cuando el volumen de lodos excede los niveles de diseño, para reemplazar la incineración cuando hay escasez de combustible o cuando se estén llevando a cabo labores de mantenimiento. Para resumir, este método de tratamiento de lodos es más económico que otros métodos, también constituye un medio eficaz y seguro para eliminación final de los lodos, evitando los riesgos para la salud humana y los daños ambientales. Una vez los lodos han sido tratados y estabilizados pueden ser descargados con toda seguridad. Resultan ideales para la agricultura, ya que su fuerte contenido en cal hace de él un abono de calidad ideal para suelos ácidos, que contiene materias orgánicas y fertilizantes
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VIII.
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