MANUAL DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE LAGUNAS FACULTATIVAS I.
INTRODUCCIÓN
Uno de los sistemas más comunes usados en el tratamiento de aguas residuales son las Lagunas de Estabilización, los cuales son estructuras simples para embalsar esta clase de aguas. El objetivo objetivo principal de este sistema es prevenir enfermedades epidemiológicas mediante la eliminación de organismos patógenos (bacterias, virus, parásitos, etc.) presentes en las aguas residuales durante su permanencia en las lagunas. De esta manera se evita la contaminación y la trasmisión de enfermedades. El proceso de tratamiento de las aguas aguas residuales residuales por este sistema sistema es un proceso natural y simple. El proceso es de tipo biológico donde se estabilizan las materias orgánicas mediante bacterias. Las lagunas de estabilización estabilización presentan las siguientes ventajas sobre otros procesos: - mayor remoción de microorganismos - no necesita de operadores calificados - bajo costo de operación (energía, mantenimiento, productos químicos) - costo de inversión bajo, cuando hay áreas disponibles a bajo costo de tipo facultativo. Estas lagunas son de poca profundidad (1,5 - 3 m) y con periodos de retención y magnitud considerable (de 1 a 40 días). Las lagunas facultativas son llamadas así porque tiene una capa aerobia superficial, una zona facultativa intermedia y una capa anaerobia en el fondo. El oxígeno disuelto que es producido en las capas superiores de la laguna depende de la fotosíntesis y de la reaireación superficial a través de la interfaz aire/agua, debido a la agitación mecánica de los vientos. La concentración de oxígeno disuelto varía con la actividad de las algas y está asociada con las condiciones climáticas climática s locales.
Figura 1: Principio Principio de funcionamiento de la Laguna Facultativa
II.
ALCANCE
Este sistema al ser uno de los más comunes y de fácil mantenimiento y operación es adecuado tanto para zonas urbanas como rurales, siempre que tenga disponibilidad de terreno.
III.
OPERACIÓN Y CONTROL DEL SISTEMA
El sistema de tratamiento de aguas residuales basada en un sistema de lagunaje debe contar con los siguientes componentes: 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Cámara de rejas Medidor de caudal Desarenador Laguna Disposición de lodos Descarga al cuerpo receptor
1. CÁMARA DE REJAS 1.1 Función Sirve para remover los materiales sólidos gruesos, los cuales podrían dañar las válvulas, equipos mecánicos, etc. durante el paso del agua al siguiente componente del sistema. Estas rejas se encuentran separadas aproximadamente por 2,5 cm y colocadas en un ángulo que varía entre 30 y 60 grados.
1.2 Mantenimiento
Extraer los sólidos, como mínimo 2 veces al día, en forma manual con ayuda de un rastrillo. Después de la extracción se deben enterrar o depositar los sólidos extraídos en un cilindro cerrado con pequeños agujeros en la parte inferior para que el agua escurra y regrese a la laguna. Agregar cantidades pequeñas de cal para evitar formación de criaderos de mosquitos y roedores que puedan convertirse en un riesgo de transmisión de enfermedades
.
2. MEDIDOR DE CAUDAL 2.1 Función Conocer el caudal de las aguas en las plantas de tratamiento es muy importante para la evaluación de las condiciones operacionales del sistema. En las lagunas de estabilización la medición debe efectuarse en el ingreso y en la salida de las lagunas. Generalmente, se instalan debajo de los desarenadores o después de la cámara de rejas. Es esencial mantenerlo limpio, evitando la acumulación de residuos, ya que de lo contrario las lecturas de caudal nos darán datos erróneos y no se podrá mantener un adecuado control del sistema.
En zonas rurales en donde el tamaño de las lagunas es pequeño comparado con los grandes sistemas implementados en zonas urbanas, se puede obviar la existencia del medidor de caudal.
2.2 Mantenimiento
Realizar la limpieza una vez a la semana. Esto se realiza de forma manual por lo que el operador debe colocarse el equipo de seguridad personal. Los sólidos recogidos se deben depositar en un recipiente. Agregar cal al recipiente que contiene los sólidos. Enterrar los residuos y cubrirlos con tierra.
3. DESARENADOR 3.1 Función Los desarenadores son usados para remoción de arena ( partículas de diámetro mayor o igual a 0,2 mm). Una planta de tratamiento de aguas residuales puede o no tener como parte de su sistema, un desarenador ya que las arenas pueden sedimentarse dentro de la laguna de estabilización y no es necesaria su construcción.
3.2 Mantenimiento
El depósito del desarenador deberá ser revuelto por lo menos 1 vez al día para que salga toda la materia orgánica en descomposición atrapada por la arena. Además, 2 veces por semana el material arenoso deberá ser retirado y enterrado junto con el extraído en la cámara de rejas.
IV.
OPERACIÓN Y CONTROL DE LAGUNAS FACULTATIVAS
No requiere actividades complejas de control por parte del operador, sin embargo, si no se cumplen con los requerimientos mínimos de mantenimiento del sistema, el resultado será la falla general de la operación. El buen funcionamiento de una laguna facultativa se puede apreciar en las características que presenta el agua de la laguna: - Una coloración verde intensa indica ausencia de sólidos sedimentados. - La coloración verde azulada indica el crecimiento de algas verdeazules (cianofíceas), que tienen efectos negativos en el sistema debido a su menor productividad y tendencia a la formación de agregados que impiden la correcta iluminación de las lagunas.
4.1 Arranque
Se recomienda iniciar el arranque en época de verano. Llenar la laguna hasta un metro de altura con el agua residual. Dejar almacenada esta agua durante un periodo de 15 a 30 días, según las condiciones climáticas. Cuando aparece la coloración verde intensa indicativa del desarrollo de fitoplancton, se procede a completar el llenado de la laguna y comenzar su funcionamiento.
4.2 Inspección de la Laguna Facultativa
En forma diaria el operador deberá hacer una inspección por la laguna. Esto para detectar cualquier anormalidad en el sistema de forma rápida.
Contar con formatos apropiados para apunte de los datos meteorológicos, detalles físicos de la laguna y cualquier irregularidad. Los datos meteorológicos que deben ser registrados son: temperatura, radiación solar, lluvia, viento y evaporación. Los aspectos que se deben inspeccionar son: Parámetros de Control
- Temperatura inferior a 28ºC. - Radiación solar. - Viento. - Evaporación. - Precipitación. - PH entre 7,5-8,5. - O2 disuelto. - Nutrientes. - Estratificación. - Flujos. - Profundidad. - Seres vivos (bacterias, algas, hongos y protozoos).
Aspectos Físicos
Otros Aspectos
- Caudal afluente - Caudal efluente; - Nivel de agua (normal, bajo); - Acumulación visible de lodo, pedazos flotantes de lodo; - Color (gris, verde, trozos descoloridos, rosa, lechoso, marrón, etc.)
- Producción de olor; - Presencia de mosquitos e insectos. - Presencia de plantas acuáticas y malas hierbas en taludes.
4.3 Problemas Operacionales Los problemas más molestos en las lagunas facultativas son:
4.3.1 Formación de capas de natas La superficie de una laguna facultativa debe estar libre de material flotante, tales como natas, papeles, plásticos, aceites, grasas y otros materiales que puedan obstruir el paso de la luz solar. Algunas veces conjuntos de algas se acumulan en la superficie como consecuencia de un crecimiento rápido y repentino produciendo una capa de
nata de color verde oscuro. Si este material no es removido, puede producir mal olor al pudrirse, además de restringir el acceso de la luz.
Soluciones: - Las algas pueden ser eliminadas con un rastrillo de mango largo, luego de que han sido impulsadas a través de la superficie de la laguna hacia una esquina. - Utilizar una espumadera o rastrillo para remover el material flotante. Este material deberá ser enterrado. - En las lagunas facultativas poco profundas, durante los días m uy cálidos, algunas partes de la capa anaeróbica del fondo puede flotar debido a un aumento en la producción de gas; estas partes también pueden formar una costra, la cual hay que hundir, aplicando chorros de agua.
4.3.2 Generación de Malos olores Las lagunas facultativas sobrecargadas pueden producir malos olores ocasionados por la presencia de sulfuros.
Causas ❚ ❚ ❚ ❚ ❚
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Sobrecarga orgánica; Largos periodos sin sol, con nubes y temperaturas bajas; Presencia de compuestos tóxicos en el afluente de la laguna; Cortocircuitos; Reducción de la mezcla por inducción del viento, resultante de la presencia de cercos vivos compactos o cercos sólidos que nunca se deberán usar, por ejemplo, árboles alrededor de la laguna. Desaparición de algas cuando la concentración de azufre es alta.
Soluciones ❘
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Disminuir la carga orgánica o aumentar el tiempo de retención del agua en la laguna. Agregar nitrato de sodio para introducir oxígeno. La tasa de aplicación es de 5 a 15% de nitrato de sodio por kilogramo de DBO ó 100 m3 de agua. Instalar una aeración suplementaria para proveer mayor nivel de oxígeno. Esto puede empeorar por un corto tiempo el mal olor, pero reducirá la duración total de estos malos olores. Si existen 2 o más lagunas facultativas operadas en paralelo y sólo una de ellas es afectada por el problema, ésta deberá ser puesta
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fuera de uso hasta que recupere su funcionamiento normal. Si el problema es una falta de mezcla por ausencia de viento, se removerá toda vegetación u otro obstáculo que esté impidiendo este flujo.
4.3.3 Cortocircuitos
Causas ❚
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Posicionamiento relativo inadecuado entre la entrada y la salida, o entrada(s) mal ubicada(s) con respecto a la forma de la laguna, reforzado por la acción del viento; Presencia de hierbas acuáticas dentro de la laguna; Sedimentación.
Soluciones ❚
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Ajustar las múltiples entradas, si existen, para obtener una mejor distribución del flujo. Cambiar la estructura de la entrada, si hay sólo una, de modo que se convierta en una entrada múltiple, para mejorar el patrón de flujo. Remover las hierbas acuáticas o el sedimento, si son éstos los causantes.
4.3.4 Desarrollo de mosquitos y otros insectos Este problema suele aparecer en primavera y en verano si se ha dejado crecer plantas acuáticas o, incluso, plantas terrestres que han alcanzado el borde de la laguna. La solución es mantener la laguna y sus taludes libres de esa vegetación. Es importante evitar que caiga en la laguna cualquier tipo de maleza, pues también sirve de soporte para el desarrollo de insectos. También en la costra superficial de la laguna pueden crecer mosquitos transmisores de la malaria, fiebre amarilla u otras enfermedades propias de cada localidad. 14 Prevención para evitar el desarrollo de insectos en la laguna: - Mantener la laguna siempre libre de natas. - Mantenerla libre de maleza. Si ya se tiene el problema, se debe realizar lo siguiente:
Si se ha formado una costra, removerla con un rastrillo para que las larvas de los insectos se desprendan. Retirar las costras, rociar con cal y enterrarlas. Es preferible siempre evitar el uso de insecticidas. Romper la acumulación de criaderos dirigiendo un chorro de agua con una manguera. Disminuir el nivel de agua de las lagunas para orillar las larvas, secarlas y eliminarlas. Destruir las hierbas acuáticas
Solo en casos extremos se debe utilizar insecticidas. Se debe rociar pesticidas a la pendiente más interna de los diques, evitando a toda costa el ingreso de insecticida al interior de la laguna.
4.4 Remoción de Lodos Se debe remover el lodo acumulado en el fondo de las lagunas cada cierto período. Generalmente las lagunas presentan un periodo de retención de lodo de 5 a 10 años. La remoción se realizara cuando se haya acumulado de 50 a 100 cm de lodo. Para la remoción de lodo se puede usar técnicas de remoción para lodo seco o húmedo.
A . R emoci ón de Lodo Húmedo Si se cuenta con un lecho de secado de lodos:
Se debe realizar en época seca o estiaje. Remoción de lodo liquido: Sin vaciar la unidad, montar una bomba para la extracción del lodo. Después de vaciar la unidad hasta el tope de la capa de lodo. Sacar el lodo con una máquina excavadora o clam-shell. El lodo líquido removido se lleva a un lecho de secado.
B . R emoción de Lodo S eco Si se cuenta con una laguna temporal:
Detener el ingreso del agua residual. Drenar el agua hasta llegar a la capa de lodo (se puede retirar mediante una bomba). Dejar secar el lodo mediante evaporación natural. Este proceso puede tardar entre varios meses a 2 años. La capa seca se retirara y almacenara, pudiendo ser dispuesto en un relleno sanitario o un área cercana rociándose sobre él una pequeña cantidad de cal.
Es recomendable usar esta técnica, con una acumulación de lodo limite a una altura máxima de aproximadamente 0.80 m o cuando se llegue a la mitad de la altura de la laguna. Se recomienda realizar esta operación en época de verano.
4.5 Mantenimiento Las actividades de mantenimiento de este tipo de lagunas son simples ya que son unidades menos problemáticas y de bajo costo. El mantenimiento preventivo y correctivo está orientado a las obras civiles, por lo cual se debe realizar las siguientes actividades:
A . Limpieza peri ódic a de los acces orios de entrada y s alida de la laguna •
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Las entradas y salidas de las lagunas deben mantenerse limpias y libres de obstrucciones; Las barreras de los canales deben ser cepilladas y limpiadas periódicamente para liberarlas de algas, costras, trapos, plásticos, hojas, etc.;
B . Limpieza de nata y material flotante Proceder tal como se describe en el ítem 4.3.1.
C . Limpieza de material veg etal que pueda prolifer ar en los taludes de los diques:
Eliminar las hierbas y plantas que crecen en los taludes, especialmente, acuáticas. Esto se puede realizar también mediante corte.
4.6 Seguridad Antes de realizar estas actividades el operador debe contar con las herramientas de seguridad requerida para así evitar cualquier riesgo. Así: Casco Guantes (cuero y jebe) Mascarilla Botas de goma Abrigo impermeable o guardapolvo Linterna Botiquin de Primeros Auxilios Poncho de lluvia
Además el operador debe ser capacitado en los aspectos de seguridad industrial relacionados con la laguna y en los de riesgos de contaminación y enfermedades asociados con el manejo de desagües. Las principales medidas de precaución a ser tomadas por el operador se describen a continuación: -
Lavar las manos, antes de ingerir cualquier comida o bebida. Las herramientas (palas, azadas, rastrillos, espumaderas, etc.) deberán lavarse con agua limpia antes de ser guardadas;
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Los cortes, rasguños y raspaduras se deberán limpiar y desinfectar rápidamente. Si lleva a cabo labores de mantenimiento de equipos eléctricos, deberá asegurarse estar seco, utilizar guantes y herramientas especiales; Si alguien cae dentro del agua, puede ocurrir un accidente fatal. El depósito de lodo en el fondo de la laguna, a menudo es pegajoso y puede entorpecer los intentos de la víctima por salvar su vida. Además, los riesgos de infección debida a los microorganismos mencionados anteriormente, son serios; En el lugar de la laguna, deberá haber un bote, una soga y una boya salvavidas disponibles para propósitos de rescate; Estar vacunado contra las enfermedades posibles de ocurrir en la región (tétanos, fiebre tifoidea, la fiebre amarilla). Se le realizara un examen médico regular; Prestar estricta atención a la higiene personal. Mantener sus uñas limpias y cortas, porque las uñas sucias son medios de transmisión de enfermedades; Estar capacitado en el uso del botiquín de primeros auxilios, que debe estar localizado en local visible y de fácil acceso.
