Manual PTAR - Puchukollo

MANUAL DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO PARA P.T.A.R DOMÉSTICAS

INDICE 4.

MANUAL DE O&M DE LA PTAR DE PUCHUKOLLO.....................................................191 4.1. Ubicación de la Planta....................................................................................................191 4.2. Descripción de las Unidades de Tratamiento..................................................................193 4.2.1. Pre-tratamiento.......................................................................................................196 4.2.2. Tratamiento Biológico............................................................................................198 4.2.3. Lagunas de Estabilización......................................................................................200 4.2.4. Descarga del efluente tratado al cuerpo receptor.....................................................202 4.2.5. Funciones de las unidades de tratamiento de la planta............................................203 4.3. Procedimientos de Operación y Tareas de Mantenimiento.............................................204 4.3.1. By-Pass...............................................................................................................204 4.3.2. Rejas...................................................................................................................205 4.3.3. Desarenador........................................................................................................206 4.3.4. Parshall...............................................................................................................207 4.3.5. Filtro Percolador.................................................................................................209 4.3.6. Lagunas de Estabilización...................................................................................218 4.4. Responsabilidades y Seguridad del Personal..................................................................228


INDICE DE ILUSTRACIONES Figura 4.1. Figura 4.2. Figura 4.3. Figura 4.4. Figura 4.5. Figura 4.6. Figura 4.7. Figura 4.8. Figura 4.9. Figura 4.10. Figura 4.11. Figura 4.12. Figura 4.13. Figura 4.14. Figura 4.15. Figura 4.16. Figura 4.17. Figura 4.18. Figura 4.19. Figura 4.20. Figura 4.21. Figura 4.22. Figura 4.23. Figura 4.24. Figura 4.25.

Ubicación de la PTAR Puchukollo.........................................................................191 Descargas de agua residual a la PTAR de Puchukollo............................................193 Emisario Principal de la PTAR de Puchukollo........................................................194 Esquema de Ampliación de la Planta de Puchukollo..............................................195 Esquema de la Planta de Puchukollo en la Actualidad (2013)................................196 Rejas en la planta de Puchukollo............................................................................197 Desarenador en la planta de Puchukollo.................................................................197 Parshall al ingreso a la Planta de Puchukollo..........................................................198 Cárcamos de bombeo al ingreso de los filtros percoladores – Puchukollo..............199 Sistema de distribución en los Filtros Percoladores de Puchukollo........................199 Ventilación, canal recolector de los Filtros de Puchukollo......................................200 Bafle de cemento – Estructura del Efluente de las Lagunas de Puchukollo............201 Cuerpo receptor Río Seco PTAR Puchukollo........................................................202 By-Pass – PTAR Puchukollo..................................................................................205 Plataforma de Acumulación de residuos extraídos en rejas.....................................206 Determinación del caudal en una canaleta Parshall.................................................208 Dispositivos de control para OD y PH....................................................................209 Válvula de alimentación del filtro – Puchukollo.....................................................210 Medición del Peso del relleno de un filtro Percolador............................................212 Espumas en el efluente de los filtros – Puchukollo.................................................214 Puntos de muestreo en el Afluente y Efluente de los filtros – Puchukollo..............216 Dispositivos de entrada y salida en las lagunas de Puchukollo...............................220 Canales de ingreso a las lagunas de Puchukollo.....................................................224 Acumulación de natas en lagunas de estabilización................................................225 Personal necesario para la operación de sistemas de lagunas de estabilización......228

ÍNDICE DE TABLAS Tabla 4.1. Parámetros climáticos promedio de El Alto............................................................192 Tabla 4.2. Características geométricas de las lagunas..............................................................200 Tabla 4.3. Calidad del Efluente de la PTAR de Puchukollo.....................................................202 Tabla 4.4. Funciones de la unidades de tratamiento de la PTAR Puchukollo..........................203 Tabla 4.5. Valores de CV y CH para diferentes tipos de filtros percoladores..........................212 Tabla 4.6. Frecuencia del control de un Filtro Percolador.......................................................216 Tabla 4.7. Consideraciones para la toma de muestras..............................................................221 Tabla 4.8. Parámetros a ser analizados para la evaluación de Funcionamiento de lagunas de estabilización. 223 Tabla 4.9. Personal necesario para la operación de sistemas de lagunas de estabilización......228 Tabla 4.10. Señalización en la Planta de Tratamiento de Puchukollo........................................234


4. MANUAL DE O&M DE LA PTAR DE PUCHUKOLLO. 4.1. Ubicación de la Planta. La planta de tratamiento de aguas residuales Puchukollo está ubicada al Oeste de la ciudad de El Alto, a una altura de 3.918 m.s.n.m., se encuentra entre las localidades de Puchukollo Bajo, Huanokollo y Khiluyo. Colinda con el Río Seco por el Norte, las antenas de ENTEL por el Este, las colinas de Khiluyo por el Noreste y con Huanokollo por el Sur y el Suroeste (ver Tabla 4.1). El terreno de la planta es llano con una pendiente de 1% hacia el Noreste, la llanura está cubierta de una escasa vegetación. Figura 4.1.

Ubicación de la PTAR Puchukollo.

(Fuente. GoogleEarth)

CLIMA El clima en la ciudad del Alto es frío y seco, con un promedio anual de 7 °C (ver tabla 4.1) de temperatura y 600 mm de precipitación. Las nevadas pueden ocurrir en cualquier época del año, aunque lo típico es que ocurran entre julio y septiembre en horas de la madrugada y de la mañana. Suelen ser débiles y pocas veces la nieve cuaja. En promedio, se tienen 7 días con caída de nieve por año (www.wikipedia.org/wiki/El_Alto#Clima). El otoño es frío y muy lluvioso, el invierno es muy frío y algo seco con nevadas ocasionales, las heladas son muy comunes en las madrugadas. La primavera es fría con lluvias y nevadas ocasionales. El verano es frío y lluvioso (www.wikipedia.org/wiki/El_Alto#Clima). 191


Tabla 4.1. Mes Temperatura diaria máxima (°C) Temperatura diaria promedio (°C) Temperatura diaria mínima (°C) Días de lluvias (≥1mm) Días de nevadas (≥1cm)

Parámetros climáticos promedio de El Alto.

Ene

Feb

Mar

Abr

May

Jun

Jul

Ago

Sep

Oct

Nov

Dic

Anual

14

14

14

14

13

11

11

12

13

15

17

16

13.7

9

9

9

7

5

3

3

4

6

7

9

10

6.8

4

4

3

-1

-3

-5

-6

-5

-2

-1

1

3

-0.7

4

4

3

0

0

0

0

0

0

0

1

3

15

0

0

0

0.1

0.2

0.8

2.3

1.6

1.5

0.6

0.1

0

7.2

(Fuente. www.wikipedia.org/wiki/El_Alto#Clima)

RIO SECO El curso de agua de río Seco se origina en las estribaciones de los nevados de Chacaltaya, en la provincia Murillo; atraviesa la ciudad de El Alto en dirección Norte-suroeste, formando parte de la Cuenca Endorreica y la sub-cuenca río Katari; ingresa a la ciudad de El Alto, por el sector norte del distrito 5 y atraviesa los distritos 4 y 3. En su transcurso por la ciudad, el río alcanza un largo aproximado de 10 Km y abarca anchos variables, que en ciertos lugares superan los 40 metros. Su caudal aproximado, es de 0.109 (m3/s). (Gutiérrez – Zubieta, 2010). La Planta de Tratamiento de Aguas residuales de Puchukollo se encuentra aledaña al Río Seco, el mismo que se convertirá en cuerpo receptor de las aguas tratadas provenientes de esta PTAR.

192


4.2. Descripción de las Unidades de Tratamiento. En la ciudad de El Alto la gran mayoría de los distritos 1, 2, 3, 4, 5, 6 y parte de las zonas de los distritos 7 y 8, descargan sus aguas a la PTAR de Puchukollo (ver Figura 4.2). Las aguas descargadas por esta urbe son colectadas a través del sistema de alcantarillado sanitario de la ciudad y llevadas hasta la Planta mediante un emisario principal (tubo de hormigón armado de diámetro 1000 mm, ver Figura 4.3), la cual está administrada por EPSAS (Gutiérrez – Zubieta, 2010) Figura 4.2.

Descargas de agua residual a la PTAR de Puchukollo.

(Fuente. Red Hábitat, 2011)

193


Figura 4.3.

Emisario Principal de la PTAR de Puchukollo.

(Fuente. Red Hábitat, 2011)

La planta de tratamiento de Puchukollo tiene una superficie total de 127 hectáreas. En las gestiones 1997 y 1998 se construyeron 13 lagunas de estabilización divididas en dos series (II y III) en una superficie de 47.84 hectáreas. Comenzó a operar el 9 de noviembre de 1998. Fue diseñada para una capacidad es de 430 (l/s) como máximo, (340 (l/s) en época de lluvias y 260 (l/s) en época de estiaje), con un tiempo de retención según diseño de 28 días, con carga actual de 40 a 45 días. En épocas de lluvia, puede alcanzar de hasta 1.800 (l/s), en estos casos, se abre las compuertas (ByPass) para llevar todo el caudal al Río Seco; debido a que la ciudad de El Alto cuenta con un solo sistema de recolección de aguas residuales domésticas e industriales, además de las aguas pluviales. (Gutiérrez – Zubieta, 2010). Debido a problemas que enfrenta la planta de Puchukollo durante los 15 años de funcionamiento, en lo que se refiere a la capacidad de tratamiento y la eficiencia en la remoción de algunos de los parámetros, EPSAS ha optado por ampliar la planta, bajo el siguiente criterio, están previstas 4 etapas (fases) para la ampliación y se estima que la última etapa culminaría el 2035. Está previsto construir 3 lagunas anaerobias más (ver Figura 4.4). Las lagunas anaerobias existentes y las lagunas anaerobias futuras van a enviar sus aguas a cárcamos donde mediante bombeo el agua será enviada a 13 filtros que serán construidos también en 4 etapas. Desde este lugar el agua será enviada otra vez con bombas a las lagunas facultativas de ambas series, que tendrán la función de lagunas de sedimentación. Posteriormente el agua saldrá de las lagunas de maduración para terminar con el tratamiento en una planta de desinfección. Figura 4.4.

Esquema de Ampliación de la Planta de Puchukollo. 194


LAGUNAS SERIE II II - 1 II – 2 II – 3 II – 4 II – 5 II – 5T II - 6 EG

LAGUNAS SERIE III

Laguna Anaerobia Laguna Facultativa Laguna Facultativa Laguna de Maduración Laguna de Maduración Laguna de Totoras Laguna de Pulimiento Efluente General

III - 1 III – 2 III – 3 III – 4 III – 5 III - 6 Lan RS

Laguna Anaerobia Laguna Facultativa Laguna Facultativa Laguna de Maduración Laguna de Maduración Laguna de Pulimiento Laguna Anaerobia (ampliación) Río Seco

OTROS FP B D E R D P E – II E- III

Filtro Percolador Estacione de Bombeo Desinfección Emisario Rejilla Desarenador Parshall Enfluente serie II Enfluente serie III

(Fuente. Elaboración Propia en base a Gutiérrez – Zubieta, 2010).

Por el costo elevado y la falta de recursos económicos fue necesario que el proyecto en la primera etapa se divida en 2 fases, (gestión 2009 y 2013 – para una población estimada a servir 714.904 habitantes), en la cual la fase 1A consta de 3 filtros, tuberías y bombas necesarias (construidas en la gestión 2010- ver Figura 4.5) y en la etapa 1B se complementará con 2 filtros adicionales más y la desinfección. (Gutiérrez – Zubieta, 2010). Por la topografía en la que se encuentra la planta, las aguas residuales pasan a través de las diferentes unidades de tratamiento por sistemas de Lagunaje por simple gravedad (EPSAS, 2007). En el caso de los filtros percoladores el efluente de estas unidades son bombeadas hacia las lagunas facultativas de ambas series. Figura 4.5.

Esquema de la Planta de Puchukollo en la Actualidad (2013). 195


LAGUNAS SERIE II II - 1 II – 2 II – 3 II – 4 II – 5 II – 5T II - 6 EG

Laguna Anaerobia Laguna Facultativa Laguna Facultativa Laguna de Maduración Laguna de Maduración Laguna de Totoras Laguna de Pulimiento Efluente General

LAGUNAS SERIE III III - 1 III – 2 III – 3 III – 4 III – 5 III - 6 SC RS

OTROS

Laguna Anaerobia Laguna Facultativa Laguna Facultativa Laguna de Maduración Laguna de Maduración Laguna de Pulimiento Sala de Control

FP A -B D E R D P

Filtro Percolador Estaciones de Bombeo Desinfección Emisario Rejilla Desarenador Parshall

Río Seco

E – II E- III

Enfluente serie II Enfluente serie III

(Fuente. EPSAS, 2007).

4.2.1. Pre-tratamiento By-Pass: Al ingreso a la planta, un vertedero By-Pass permite desviar los caudales excedentes generados por aguas de lluvia (no existe red pluvial en El Alto) hacia Río Seco (ver Figura 4.14). Rejas: En el canal de ingreso, un sistema doble de rejas inclinadas permite la retención de los sólidos más voluminosos. Las rejas son constituidas de barrotes de metal con espaciamientos de 5(cm) y 3(cm) respectivamente (ver Figura 4.6).

Figura 4.6.

Rejas en la planta de Puchukollo. 196


Reja al ingreso de la Planta

Rejas después de los desarenadores

(Fuente. Elaboración Propia)

Desarenador: Entre los dos sistemas de rejas, las aguas pasan por un desarenador constituido por dos compartimientos (ver Figura 4.7), cada uno con dos buzones de purga acoplados en su base a válvulas de FFD=100 mm, para operar la limpieza del material retenido. Figura 4.7.

Desarenador en la planta de Puchukollo.

Desarenador de 2 compartimientos

Compuertas de acción manual para la limpieza del Desarenador.


Medición de caudales: En el canal de ingreso (ver figura 4.8) y en los efluentes de las series II y III, los canales Parshall permiten la determinación de caudal, mediante unas tablas de correspondencia específicas de cada Parshall. En la desviación del canal de ingreso hacia la serie III, se instaló una lámina metálica movible a manera de caudalímetro rectangular. Figura 4.8.

Parshall al ingreso a la Planta de Puchukollo. 197



4.2.2. Tratamiento Biológico Filtros Percoladores: Los tres Filtros Percoladores cada uno de 40 metros de diámetro y con un medio permeable de 5 metros de altura, reciben las aguas provenientes de las lagunas Anaerobias de ambas series (II y III), el residuo pasa por un cárcamo y es bombeado a cada filtro circular (ver Figura 4.9) donde es distribuido por encima del lecho (SESSIL) mediante un distribuidor giratorio. Los distribuidores de los filtros consisten en dos brazos montados sobre un pivote en el centro del filtro que gira en el plano horizontal (ver Figura 4.10). Los brazos son huecos y tienen boquillas por las que se descarga agua residual sobre el medio filtrante. La distancia entre los brazos y la parte superior del lecho es de 20 cm. El medio permeable empleado para los Filtros Percoladores es de SESSIL, el cual es un empaque en forma de tiras las cuales son de 1 1/8” de ancho y hechas de polietileno estabilizado contra rayos ultravioleta y reforzado con tres cordones de polietileno de alta densidad. El refuerzo de polietileno no solo provee tensión al medio, sino que también hace que la cinta se arrugue, lo que asegura una superficie segura para el crecimiento biológico. Los grupos de cintas se adhieren a soportes de madera de 4 metros de longitud y de sección 1/5/8” x 3/1/8”, que son sostenidos en los extremos y con el medio colgando verticalmente. 198


Cada uno de los filtros posee un sistema de desagüe inferior que además de cumplir la función de ventilación del sistema (ver Figura 4.11), recoge el agua tratada y los sólidos biológicos que se han separado del medio, y son llevados al canal colector de la unidad que llega hasta los cárcamos de bombeo, los cuales trasladan las aguas hasta las lagunas Facultativa de ambas series. Figura 4.9.

Cárcamos de bombeo al ingreso de los filtros percoladores – Puchukollo.

Filtros Percoladores en la PTAR de Puchukollo.

Cárcamos de Bombeo de ingreso a los Filtros Percoladores.


Figura 4.10.

Sistema de distribución en los Filtros Percoladores de Puchukollo.


Figura 4.11.

Ventilación, canal recolector de los Filtros de Puchukollo.

199


Ingreso del residuo al Filtro Sistema de ventilación inferior (Fuente. Elaboración Propia)

Canal recolector del efluente de los filtros.

Canal de salida de los filtros. Cárcamos de bombeo hacia las lagunas

4.2.3. Lagunas de Estabilización Un canal principal conduce las aguas a dos series de lagunas de estabilización: una denominada serie II, la otra serie III (ver Tabla 4.2). Las aguas ingresan a la primera laguna de cada serie, II-1 y III-1. Canales By-Pass internos permiten desviar las aguas a las lagunas II-2 y III-2, durante los períodos de limpieza de la primera laguna de cada serie (extracción de lodo). Cada serie es constituida por seis lagunas: -

Una laguna anaerobia-facultativa (II-1 y III-1) Dos facultativas (II-2 y II-3 por un lado, III-2 y III-3 por otro) Dos de maduración (II-4 y II-5, III-4 y III-5) Una de pulimento o acabado final (II-6 y III-6).

En la serie II existe una laguna experimental con plantación de totoras (II-5T), paralelamente a la laguna II-5. El agua pasa de una a otra laguna por rebalse a través de un bafle de cemento (ver Figura 4.12). Tabla 4.2.

Características geométricas de las lagunas. Profundidad Área Volumen Lagunas (m) (m2) (m3) S E R I E II II-1 Anaerobia-facultativa 4.82 54873.00 190818.09 II-2 Facultativa 3.95 52943.80 120251.60 II-3 Facultativa 2.80 29898.00 64653.43 II-4 Maduración 1.60 36304.40 34342.51 II-5T Totoras 1.67 9723.75 9456.94 II-5 Maduración 1.44 17950.00 16590.98 II-6 Acabado 2.56 13411.50 23730.40 215104.45 T O T A L Serie II 459843.95 200


III-1Anaerobia-facultativa III-2 Facultativa III-3 Facultativa III-4 Maduración III-5 Maduración III-6 Acabado T O T A L Serie III T O T A L (II y III)

S E R I E III 4.66 71282.50 4.20 59788.75 1.76 34987.50 1.75 25772.50 1.80 24043.25 2.55 20794.25 236668.75 451773.20

224418.95 154361.00 39085.27 27463.63 28225.98 39342.49 512897.32 972741.27


Figura 4.12.

Bafle de cemento – Estructura del Efluente de las Lagunas de Puchukollo.

(Fuente. SEDUE, 1985)

-Laguna anaerobia: Se utiliza como un tratamiento primario o inicial. En esencia es un digestor que no requiere oxígeno disuelto debido a que bacterias anaerobias descomponen los residuos orgánicos. -Laguna facultativa: Laguna en la cual existen una zona aerobia superior mantenida por las algas y una zona anaerobia inferior. En este tipo de laguna se encuentran organismos aerobios facultativos y anaerobios. -Laguna de maduración: Tiene la función primordial de reducir el número de microorganismos patógenos, por medio de una extensión en el período de retención. -Laguna de pulimento: En esta laguna se realiza el acabado final del tratamiento, para reducir los sólidos generados en el tratamiento (algas muertas u otros flóculos). Aguas Subterráneas: Una red de drenaje, construida con tubos de cemento, une todos los vértices de los diques principales, para evacuar las aguas superficiales a canales perimetrales, que recolectan las aguas freáticas. El sistema cuenta con cámaras de inspección en cada laguna. Diez pozos piezométricos (de los cuales 9 están situados en el interior de la planta y 1 fuera) han sido 201


perforados hasta profundidades de 10 a 15 m para el monitoreo de la calidad del agua subterránea y la detección de la contaminación de las napas freáticas.

4.2.4. Descarga del efluente tratado al cuerpo receptor. A la salida de la última laguna de cada serie, el agua es conducida por un canal de tierra hasta el punto de descarga (efluente) al Río Seco, cuerpo receptor, en estos canales independientes para cada serie se construyeron vertederos y filtros biológicos para incrementar la remoción de los contaminantes. Figura 4.13.

Cuerpo receptor Río Seco PTAR Puchukollo.

Agua depurada descargada al río seco. (Fuente. Red Hábitat, 2011)

Por otro lado, es importante mencionar que la calidad del efluente de la PTAR de Puchukollo según el análisis realizado en el Plan Maestro Metropolitano de agua potable y Saneamiento de La Paz El Alto se puede señalar lo siguiente: Tabla 4.3.

Calidad del Efluente de la PTAR de Puchukollo.

Parámetros PH Conductividad Temperatura Coliformes Termoresistentes DBO5 DQO Nitrógeno Total Fósforo Total Sólidos Suspendidos Totales Cloruros Sulfatos

Unidades uS/cm °C UFC/100ml mg O2/l mg O2/l mg N/l mg P/l mg/l mg/l mg/l

Efluente 1 8.61 1999 17.4 2.0 x 104 120 402 120.38 45.46 120 143.12 11.47

Efluente 2 8.43 1944 18.4 7.9 x 104 154 410 115.48 37.15 142 135.71 2016

Anexo A-2 6.9 1000 80 250 - 300 60 -

202


Parámetros Unidades Efluente 1 Efluente 1= Salida de lagunas de pulimento II-6 Efluente 2 = Salida de laguna de pulimento III-6

Efluente 2

Anexo A-2

(Fuente. Plan Maestro Metropolitano de agua potable y Saneamiento de La Paz - El Alto, 2012)

Al respecto se puede señalar que las salidas de las lagunas de pulimento, al unirse son descargadas al Río Seco, no cumple con los valores establecidos en el Anexo A-2 del Reglamento en Materia de Contaminación Hídrica (ley 1333).

4.2.5. Funciones de las unidades de tratamiento de la planta. Las funciones de las diferentes etapas de tratamiento de la planta de Puchukollo se muestran en la tabla 4.4. Tabla 4.4.

Funciones de la unidades de tratamiento de la PTAR Puchukollo.

Unidad de Tratamiento

Cribado

Reja Desarenador Filtro Percolador Laguna Anaerobia Laguna Facultativa Laguna de Maduración Laguna de Pulimiento



Arena

DBO

Coliformes

  



Sólidos

Algas.



 

  

(Fuente. Elaboración Propia).

4.3.

Procedimientos de Operación y Tareas de Mantenimiento.

El manual de operación y mantenimiento presentado en este acápite para la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de Puchukollo (ciudad de El Alto) propone los mecanismos necesarios para 203


conseguir el funcionamiento óptimo de la PTAR, otorgando a los operadores de los sistemas una herramienta de trabajo bajo la forma de instructivos. No todos los sistemas de tratamiento a mantener en la planta de tratamiento de Puchukollo son del mismo tipo, por lo que los procedimientos sugeridos en este manual se clasificaron como diarios, semanales y mensuales o anuales. En gran parte de las intervenciones de mantenimiento que se proponen para la PTAR de Puchukollo son de carácter preventivo, ya que los sistemas de tratamiento empleados para tratar las aguas residuales (rejillas, desarenadores, canaletas Parshall, Filtros Percoladores y lagunas de estabilización), no requieren de acciones mecánicas y/o eléctricas para su funcionamiento. Por otro lado, debido a la topografía y a la ubicación en la que se encuentran los filtros percoladores en relación a las unidades que la anteceden y a las subsecuentes (lagunas de estabilización), se requiere bombear las aguas tanto en la entrada como a la salida de los mismos, como caso único para los cárcamos de bombeo se considerarán procedimientos de mantenimiento no solo preventivos si no también correctivos y predictivos.

4.3.1. By-Pass. El By-Pass está constituido de un murete de 60 cm de altura y de una compuerta de acción manual (ver Figura 4.14), durante el período de lluvia, se deberá abrir la compuerta del By-Pass para permitir que el caudal excedentario (mezcla de aguas residuales domésticas con aguas de lluvias) sea desviando hacia el Río Seco, una vez que el tirante de agua este menor a 60 cm se volverá a cerrar la compuerta para que el flujo del agua residual siga su curso de tratamiento. a) Tareas de Mantenimiento. Las compuertas del By-Pass, deben ser limpiadas mensualmente, eliminando la grasa retenida. Para prevenir la corrosión se debe repintar con pintura negra anticorrosivo cada año. El engrase del vástago o tornillo sin fin se debe realizar semestralmente. Figura 4.14.

By-Pass – PTAR Puchukollo.

204



4.3.2. Rejas. La operación de las rejas se basara simplemente en monitorear e identificar cualquier obstrucción por materiales de tamaños mayores a los que se espera obtener, de ser así se debe proceder a la limpieza de la misma. Esto es necesario porque a medida que la basura se acumula en las rejas, bloquea el canal de paso y causa que el flujo de agua residual regrese por el canal de ingreso permitiendo que se sedimente mayor cantidad de materia orgánica y ésta se descomponga produciendo ácido sulfhídrico, el cual causa la corrosión del concreto, metal y pintura; además, cuando se tiene escasa ventilación se produce una atmósfera tóxica y explosiva por la acumulación de metano. a) Control del Tratamiento. Para el funcionamiento adecuado de las rejas, se deberá registrar los volúmenes de sólidos evacuados, para poder programar de la mejor manera la evacuación de los residuos. En esta etapa es importante controlar las velocidades de aproximación a las rejas, las mismas que se recomienda deberán estar entre 0.50 - 0.60 m/s, para evitar sedimentación de material putrescible o arrastre de sólidos hacia el sistema de tratamiento. b) Tareas de Mantenimiento. Las rejas se limpiaran manualmente de forma diaria y frecuente (se recomienda una limpieza cada 4 horas); para la limpieza se utilizará un rastrillo, donde los residuos acumulados son deslizados cuidadosamente hacia la plataforma de drenaje, evitando que pasen a través de las rejas y se introduzcan a la planta.

205


Una vez que los residuos han escurrido, se deben depositar en la plataforma de drenaje (ver figura 4.15), y cuando los residuos hayan secado, deben ser depositados en el contenedor elevado de basura (los residuos de la segunda reja serán trasladados con carretilla). El material acumulado en el contenedor será evacuado quincenalmente por el servicio de limpia municipal de residuos sólidos. Figura 4.15.

Plataforma de Acumulación de residuos extraídos en rejas.


La plataforma ya vacía debe ser lavada antes de volver a usarla para evitar la proliferación de moscas y emisión de malos olores. Por otra parte, debido a que estas rejas están en una atmósfera con humedad, hay que protegerlas de la corrosión pintándolas cada 6 meses con pintura epóxica, previa limpieza profunda.

4.3.3. Desarenador. El desarenador consiste en dos unidades en paralelo, cada una con dos compartimientos para la acumulación de arenas. El desarenador A (derecha) está provisto de dos compuertas metálicas A1 y A2 y el Desarenador B (izquierda) de dos compuertas metálicas B1 y B2, en ambos casos compuertas de acción mecánica (ver figura 4.7). Para la deposición de las arenas, se debe controlar la velocidad de las aguas de ingreso, debe estar en el rango de 0.3 a 0.4 m/s, evitando de esta manera la precipitación de materia orgánica. (EPSAS, 2007). En el desarenador deben considerarse los siguientes procedimientos: -

Medición periódica del lecho de arena acumulado. Aislamiento del desarenador accionando las compuertas en el momento en que la arena ocupe 2/3 del volumen. 206


-

Drenaje del agua residual en la cámara mediante bombeo. Remoción de la arena. Estimación de la cantidad de arena removida para los registros en las fichas de operación. Transporte del material removido en volquetas y trasladados a su disposición final. Lavado del desarenador para ser utilizado nuevamente. Verificación de la cantidad de arena en las unidades subsecuentes. Remoción de la arena, si fuera el caso, retenida en las demás unidades de tratamiento.

Cuando el contenido de materia orgánica en el material removido es del orden del 40% al 50% empieza a producir malos olores, el material retenido debe ser enterrado. a) Control del Tratamiento. En el caso de esta unidad de tratamiento se deberá tomar muestras semanales compuestas en el efluente de la unidad para controlar el porcentaje de remoción del parámetro principal buscado por esta etapa de tratamiento, los sólidos sedimentables. Por otro lado, se deberá analizar una muestra de la arena removida en términos de sólidos volátiles. b) Tareas de Mantenimiento. La limpieza de los desarenadores se la efectuará semanalmente de forma manual, transfiriendo las arenas a volquetas y transportadas hacia el sitio de disposición final. Los medios para el acarreo de las arenas deben tener protección para evitar pérdidas del material. Una vez que se haya removido todo el material de los compartimientos, se lavaran las paredes para prevenir la acumulación de grasas y espumas de detergentes, para ser utilizado nuevamente. El mantenimiento de las compuertas de los desarenadores seguirá el mismo procedimiento que la compuerta By-Pass, descrito anteriormente.

4.3.4. Parshall. En cada uno de los aforadores ubicados al ingreso y salida de las series de Lagunaje (II y II), se determinará el caudal, para tal efecto basta con leer la escala en su punto de lectura a la entrada del aforador cada dos horas (ver figura 4.16) y usando ecuaciones y tablas (ver anexo 4) correspondientes se obtiene el valor del caudal diario. El único aspecto que se debe cuidar es que la descarga sea libre. 207


Figura 4.16.

Determinación del caudal en una canaleta Parshall.

(Fuente. Elaboración propia).

Para saber si una descarga es libre, es necesario observar la superficie del agua inmediatamente después del aforador. Si se nota el salto hidráulico en las inmediaciones del aforador, entonces es un salto hidráulico normal y el aforador tiene descarga libre, por lo que no debe corregirse el gasto. Si el lector tiene dificultad para distinguir el tipo de salto hidráulico, simplemente debe registrar las medidas aguas arriba y aguas abajo del Parshall y calcular el caudal como corresponda. En el canal de ingreso a la serie III, se incorporó un vertedero rectangular para evaluar la repartición de caudal de ingreso entre las dos series. Se efectúan la lectura y el registro en la planilla correspondiente cada 2 horas. a) Control del Tratamiento. Antes de esta unidad aforadora, se instalaron dos dispositivos (ver figura 4.17) que determinan: una la cantidad de Oxígeno Disuelto y la segunda el pH de las aguas residuales que entraran a las unidades de tratamiento subsecuentes.

Figura 4.17.

Dispositivos de control para OD y PH.

208



b) Tareas de Mantenimiento. Los aforadores requieren de un mantenimiento semanal para que operen satisfactoriamente. Se limpiará con cepillos especiales y detergenetes. Normalmente en este tipo de estructuras crece algún tipo de maleza en las paredes y el azolve suelen acumularse en el fondo, particularmente en la entrada del aforador, por lo que es recomendable limpiar esta parte, cada vez que asi lo requiera. Para evitar la maleza, es conveniente pintar el aforador con pintura asfáltica, lo que aumentará la vida útil del dispositivo.

4.3.5. Filtro Percolador. a) Puesta en marcha. Antes de la puesta en marcha de los filtros percoladores se debe verificar las instalaciones en cada uno de ellos, según el siguiente detalle: -

Asegurarse que no existe ningún objeto que tapone el canal de recolección, asegurando el

-

libre paso del agua. Colocar cuidadosamente el medio filtrante, el mismo no debe ser compactado de ser así

-

esto puede traducir en una serie de taponamientos. Colocar la tubería de ingreso, usualmente la hacen los fabricantes de esta pieza. Posteriormente se debe colocar los brazos de distribución, los cuales estarán sujetos por

-

medio de unos tirantes en su parte superior. Verificar que el sistema gire libremente, cualquier vibración que se produzca debe ser corregida antes de poner a funcionar la unidad. 209


Es recomendable poner a funcionar los filtros percoladores nuevos o los que han estado fuera de operación, evitando el periodo de lluvias (dependiendo las condiciones climáticas), considerar además los malos olores que se presentan en el verano y el bajo crecimiento bacteriano que se producen en invierno. Una vez que se ha comprobado el buen funcionamiento tanto del equipo mecánico como eléctrico (cárcamos de bombeo), el poner a funcionar la unidad es sumamente simple, basta con abrir la válvula que alimenta el filtro de agua residuale (ver figura 4.18) y observar cuidadosamente el giro de los brazos, así como la correcta difusión del desecho sobre el medio filtrante. Las boquillas deben esparcir el agua residual uniformemente sobre el lecho filtrante. Varias semanas deben pasar (entre 10 y 15 días) para notar el desarrollo de la biomasa en el medio filtrante, durante este periodo de crecimiento se producirá un efluente inestable. En los primeros años los caudales son menos que 10 (l/s), para mover el distribuidor se requerirá por lo menos 20 (l/s), por esto en los primeros años de operación puede ser posible y útil trabajar solamente con un filtro (para aumentar la carga hidráulica) (Wagner, 2008), para luego ir incorporando al funcionamiento uno a uno los demás filtros. Figura 4.18.

Válvula de alimentación del filtro – Puchukollo.


Una vez que se ha establecido una adecuada biomasa se considera que la planta se encuentra en un estado normal de operación y se requiere de una pequeña rutina de operacional para controlar el proceso. b) Operación de los Filtros Como la operación de un filtro percolador depende de la biomasa que en él se genera, es evidente que cuando empiece a funcionar no existe una población adecuada de organismos en el medio 210


filtrante. La generación de una biomasa adecuada es indispensable no únicamente en unidades nuevas, sino también en aquellas que por haber estado mucho tiempo sin funcionamiento han ocasionado la muerte de algunos microorganismos. Por lo tanto debe evitarse que los filtros queden fuera de operación durante un periodo de tiempo muy largo. Durante los meses de invierno se requiere una atención cuidadosa para evitar congelamientos, las bajas temperaturas que presenta la ciudad de EL Alto puede ocasionar la disminución de la reproducción de los microorganismos que forman la biomasa. Se debe controlar en los distribuidores rotatorios su velocidad de giro, la cual debe mantenerse en el orden de 10 rpm. Por otro lado; la superficie del filtro debe mantenerse libre de vegetación en general y de acumulaciones de hojas u otras basuras que puedan causar taponamientos y afectar el funcionamiento de los filtros. Para controlar el buen funcionamiento de los filtros es indispensable analizar las aguas residuales que entran, así como el efluente de la unidad. El operador con una simple observación deberá identificar la presencia de los siguientes factores: variación en los caudales, formación de espumas en el clarificador, el calor del medio filtrante y los olores que indican cambios en la forma en que se desarrolla el proceso biológico de tratamiento. Será necesario medir el peso del relleno (ver figura 4.19) para constatar, que el filtro tiene una abstracción. Normalmente el peso máximo que es aceptable es un peso de 250 (kg/m 3) para el tipo de relleno utilizado en los filtros de Puchukollo (SESSIL), en el caso de ser superado este valor nos indica que se pueden presentar problemas de obstrucción en el filtro.

Figura 4.19.

Medición del Peso del relleno de un filtro Percolador

211


Medio Filtrante SESSIL - Puchukollo (Fuente. Wagner, 2008).

Para ello se deberá lavar el filtro eso significa disminuir la velocidad de distribución de agua del filtro y aumentar la carga hidráulica. Se deberá tener cuidado al momento de realizar esta operación cuando se camine sobre el medio filtrante, puesto que la biopelícula que se encuentra en el medio es sumamente resbalosa. Principales parámetros de operación de los filtros percoladores. -Carga volumétrica (CV): Es la masa de DBO que se aplica al filtro diariamente por cada metro cúbico de empaque (kg DBO5/m³.dia). El valor de la CV se muestra en la tabla 4.4. -Carga hidráulica (CH): Es el gasto o flujo que se aplica por unidad de área del filtro (m3/m2.día). Los valores de carga hidráulica se detallan en la tabla 4.4. En caso de usar valores diferentes a los recomendados, se debe sustentar adecuadamente con base en estudios piloto o experiencias anteriores evaluadas por una autoridad competente. Tabla 4.5.

Valores de CV y CH para diferentes tipos de filtros percoladores. CV (kg DBO5/m3.día) CH (m3/m2.día) Baja Velocidad 0.2 2.0 – 5.0 Velocidad Media 0.2 – 0.5 4 – 10 Alta Velocidad 0.7 – 1.0 15 - 30

(Fuente. Gutierrez – Olmo – Garcia, 2005)

Recirculación 212


Una fracción del residual tratado en los filtros percoladores retorna a los mismos después de separarlos de la biomasa en el sedimentador secundario. El flujo que retorna es lo que se denomina recirculación. En todo caso sería muy útil trabajar con una recirculación, pero recircular agua significa costos de energía, por lo que el fin de una operación es evitar estos costos. Trabajar con recirculación tiene ventajas tales como: -Reducción del peligro de una obstrucción. -Una carga más homogénea sobre el filtro. -Disminución de las concentraciones en la entrada del filtro. -Ecualización de cargas hidráulicas. -Mejora la actividad del film biológico, es decir, mantiene húmeda la biomasa en el filtro, en el caso en que por alguna razón no esté entrando agua residual al filtro para ser tratada, la recirculación puede ser de utilidad para que la biomasa no se seque. Posibles problemas de los Filtros. La generación de malos olores está generalmente asociada con los problemas de exceso de sobrecarga volumétrica del filtro y al crecimiento excesivo del espesor de la capa de la biomasa sobre el medio de relleno, razón por la cual la aireación en el filtro es insuficiente. Para el control de olores se realizarán los siguientes pasos: -

Incrementar la recirculación para aumentar el poder abrasivo y eliminar el crecimiento

-

biológico excesivo manteniendo las condiciones aerobias Reducción de la carga orgánica de la DBO. Cambio del relleno, por uno que presente una superficie más grande (por ejemplo medios

-

plásticos). Eliminación de grasas en el afluente del filtro. Aumentar la ventilación. Eliminando depósitos en el fondo, enjuagándolos o raspándolos.

Una cantidad excesiva de moscas en los filtros suele producir molestias tanto en la propia planta de tratamiento como en el trabajo rutinario de los operadores. La proliferación de moscas del género Psychoda se debe a un excesivo crecimiento del número de sus larvas en el interior del lecho. Por lo tanto para evitar esto se deberá inundar la superficie del lecho, disminuyendo el intervalo de pasada del distribuidor, con lo cual se evita la salida de la mosca. En última instancia (no recomendable) se puede acudir al empleo de insecticidas para su eliminación, y solo bajo una estricta supervisión de personal calificado para ello.

213


La presencia de estos incestos puede deberse también al mal estado del filtro con respecto a la humedad en caso de una carga baja de DBO, operaciones discontinuas, falta de ventilación, la temperatura del filtro es más alta que la del medio ambiente, distribución deficiente de agua o simplemente un mantenimiento de limpieza insuficiente. Esto se puede prevenir aumentando la carga hidráulica (recirculación), disminución de la carga, limpieza de los muros del filtro, mejorar la distribución con un mantenimiento de los brazos distribuidores. Las causas de la formación de espumas en los canales de salida (ver figura 4.20) son por la presencia detergentes no biodegradables. Para la eliminación de espumas es deberá rociar agua atomizada en las zonas de acumulación. Los canales recolectores que se encuentran en el fondo de los filtros deben mantenerse libre de depósitos sólidos. Figura 4.20.

Espumas en el efluente de los filtros – Puchukollo.


De igual manera el encharcamiento de la superficie del lecho es uno de los problemas comunes en un filtro percolador, en ocasiones puede presentarse acumulación de agua en la superficie. Esta agua debe eliminarse, las causas pueden ser: Excesivo crecimiento de la biomasa motivado por alta carga volumétrica, Taponado del empaque debido a pobre efectividad en la eliminación de fangos en el sedimentador primario o excesiva cantidad de biomasa en el interior y la superficie del lecho; para evitarla, se puede recurrir a clorar las aguas antes de la entrada, para producir la muerte de parte de la biomasa, y un lavado enérgico para su retirada (no recomendado). En un caso extremo se detiene la operación del filtro y se deja secar. Las medidas que se deben seguir para prevenir este hecho son: -

Reducción de la carga orgánica de la DBO. 214


-

En caso extremo se debe cambiar el relleno. Aumentar el caudal. Limpiar la superficie del filtro con presión alta. Aumentar la ventilación. Poner el filtro fuera de servicio y secarlo.

Uno de los problemas que se pueden presentar en los filtros no menos importante, es una velocidad insuficiente del distribuidor, eso se puede justificar por un impulso insuficiente por falta de caudal o por la obstrucción del distribuidor, para prevenir este hecho se debe aumentar el caudal (carga hidráulica, recirculación) o realizando la limpieza del distribuidor y de los orificios. c) Control del Tratamiento. Es necesario realizar muestreos periódicos y determinaciones analíticas que permitan conocer la evolución en la calidad del agua tratada, además de controlar la calidad de la operación y determinar cambios en esta. El procedimiento de toma de muestras se realiza cumpliendo con las recomendaciones de las guías internacionales de la OMS/OPS, como ser el tipo de recipiente, tiempo de almacenamiento, lo cual a la vez está sustentado por la Norma Boliviana NB-10.15-003. La recolección de las muestras deben tomarse en puntos donde las aguas residuales estén bien mezcladas y no deben ser incluidos en el muestreo los sedimentos o material flotante que se hayan acumulado previamente en el punto de muestreo. Las muestras deben examinarse tan pronto como sea posible. En caso contrario, deben mantenerse en frío hasta ser conducidas al laboratorio para los análisis correspondientes Los parámetros usuales para controlar un filtro percolador son los siguientes: Tabla 4.6. Parámetro DBO5 Sólidos Suspendidos Totales Sólidos Sedimentables PH Temperatura

Frecuencia del control de un Filtro Percolador. Lugar de Muestreo Tipo de Muestra Efluente Efluente Efluente Efluente Afluente

Muestra Compuesta Muestra Compuesta Muestra Compuesta Muestra Simple Muestra Simple

Frecuencia Semanal Semanal Diario Diario Semanal

(Fuente. SEDUE, 1985)

215


Los métodos utilizados para la determinación de los parámetros Físico, Químicos y microbiológicos analizados en laboratorio de la PTAR PUCHUKOLLO son recomendados por el STANDARD METHODS, Internacional Estándar Book Number, 087553-091-5. El registro de los análisis y resultados obtenidos se efectúa en las planillas de control adjuntas en Anexo 5 Figura 4.21.

Puntos de muestreo en el Afluente y Efluente de los filtros – Puchukollo.

Efluente del Filtro Percolador

Afluente del Filtro Percolador


d) Tareas de Mantenimiento. En general, el mantenimiento de un filtro percolador consiste en: Mantenimiento diario -

Al comenzar las actividades diarias se debe limpiar los vertederos de distribución y retirar los

-

sólidos que se encuentren en ellos. Mantener las paredes mojadas. Esto evitara la presencia de moscas en el filtro. Remover cualquier acumulación de hojas u otras basuras presentes en la superficie del medio

-

filtrante. Limpiar las tuberías de entrada y salida, con agua a presión para retirar la basura que pueda

-

encontrarse en éstas. Observar el nivel del agua sobre la superficie del lecho filtrante. Control sobre las aberturas de los distribuidores para evitar su bloqueo o taponado.

Mantenimiento semanal -

Con agua a presión limpiar la superficie del filtro logrando desprender parte de la biomasa del medio filtrante, y en las zonas donde se pueda observar una tendencia al encharcamiento penetrar unos 30 cm sin remover el filtro.

216


-

Revisar la tubería principal que se localiza a la salida del filtro y quitar el lodo presente para mantenerlo limpia.

Mantenimiento anual -

Revisar las estructuras de concreto y metálica, para verificar aquellos puntos de corrosión y así proceder a lijar y aplicar pintura anticorrosiva.

Mantenimiento en los Cárcamos de bombeo (SEDUE, 1985). Estaciones de bombeo: Los cárcamos de bombeo deben ser inspeccionados cuando menos cada año. Todas las partes de metal y concreto que estén en contacto con el agua residual deben tener una capa de pintura anticorrosiva, la cual debe aplicarse cuando sea necesario, al igual que todas las estructuras en la estación de bombeo. Cuando realice alguna reparación al equipo de bombeo, póngale sus guardacoples y limpie perfectamente el área o revise que no haya lloraderos en el cárcamo seco y cerciórese que las bombas funcionan al nivel que se requiere que operen. Motores: Los motores deben ser lubricados después de 2000 horas de operación en el período marcado por el fabricante. El motor tiene que ser detenido cuando empiece a eliminar la grasa. Remueva el tapón del orificio de alimentación de grasa y tapones de los drenes. Destape el dren de cualquier grasa dura, agregue grasa nueva a través del orificio de alimentación hasta que empiece a salir por el orificio del dren. Arranque el motor y permita que opere por 15 min para eliminar el exceso de grasa. Pare el motor e instale los tapones de los orificios de llenado y dren. Después de cinco años de operación, el embobinado del motor puede tender a deteriorarse debido a la humedad y al calor. Mandar revisar y reparar a un taller de servicio autorizado. Bombas: Las bombas deben ser lubricadas estrictamente bajo las recomendaciones del fabricante, no utilice lubricantes baratos de baja calidad. Revise el alineamiento de la flecha de la bomba con la flecha del motor (hágalo según las indicaciones del fabricante), esto alargará la vida de los baleros del motor y de la bomba. Los baleros deben ser lubricados cada 500 horas de operación, dependiendo de las condiciones del servicio. Emplear un mantenimiento correctivo en los cárcamos de bombeo es muy costoso ya que se desatiende al equipo una vez que fue reparado y lubricado; y repararlo nuevamente cuando éste deje de operar. En caso que se quiera emplear este tipo de mantenimiento será el de tipo correctivo de emergencia. De ser así se seguirá el siguiente procedimiento. 217


De todas las bombas empleadas para el bombeo de las aguas a tratar, se deberá dejar al menos una fura de funcionamiento o en stand-by, mientras que el resto están operando. Cuando se descompone una, la bomba de stand-by entra en operación y suple la descompuesta, mientras que es reparada; esto es mantenimiento correctivo; ahora, si la bomba descompuesta no se repara y se descomponen otras bombas, entonces hay que reparar inmediatamente alguna de las descompuestas para poder trabajar a la capacidad de operación. Esto último es mantenimiento correctivo pero de emergencia. Este tipo de mantenimiento es indeseable, ya que produce una vida corta del equipo, es costoso y produce muchos problemas operacionales. La única manera de mantener un record de un mantenimiento preventivo es llevando "REGISTROS". Cualquiera que sea el sistema de registros usado, debe llevar al día todas las actividades efectuadas. La tarjeta de registro, debe tener la fecha y el trabajo realizado, debe incluir todas las inspecciones mecánicas así como el servicio y debe estar firmado por el técnico quien hizo el servicio. Asegúrese que la información en la tarjeta sea completa y correcta.

4.3.6. Lagunas de Estabilización. La operación de un sistema de Lagunaje, requiere de una serie de rutinas que deberán ser ejecutadas a fin de garantizar el buen funcionamiento de las mismas: -

Medición de caudales. Control de niveles de agua. Control en los dispositivos de transición. Detecciones Sensoriales: Olores y Colores. Medición de la Profundidad de Lodos.

La medida del caudal tiene una importancia decisiva para evaluar el funcionamiento de las lagunas. Se deberá tener un registro de los caudales para determinar las cargas orgánicas e hidráulicas, el tiempo de retención hidráulica, y como resultado, la eficiencia del sistema de tratamiento y su capacidad. El operador debe registrar los caudales diariamente para tener una historia de los caudales para poder anticipar problemas. Durante épocas de lluvias y secas se debe realizar una medición de caudales más intensiva para obtener mejores datos del comportamiento hidráulico. La lectura del caudal se debe realizar durante 218


5 días consecutivos; luego se puede obtener el caudal promedio de ese período de muestreo. Es importantísimo comparar la diferencia entre las épocas para conocer bien la infiltración de agua pluvial que puede dañar el proceso biológico de las lagunas. Las lagunas tienden a secarse fácilmente provocando olores desagradables, crecimiento de plantas y proliferación de insectos. Este descenso del nivel del agua puede ser causado por infiltraciones en el fondo de los diques. Para subsanar ello, se debe reponer la capa de arcilla o impermeabilizar por otros medios. Por el contrario, para proteger las lagunas contra las sobrecargas hidráulicas por infiltración de aguas pluviales, el operador debe desviar el sistema cuando los caudales llegan al nivel de sobrecarga. Para tal efecto, el operador, debe desviar el flujo fuera del sistema. Una vez que el flujo se normalice, el operador debe realizar la operación a la inversa, abriendo la entrada hacia las lagunas y cerrando el desvío de emergencia. La principal y más importante operación es la verificación de la carga de agua sobre las estructuras de entrada y salida de las lagunas (ver Figura 4.22). Fallas en estos puntos conduce a la presencia de cortos circuitos y a una pobre eficiencia en el funcionamiento de las lagunas de estabilización.

Figura 4.22.

Dispositivos de entrada y salida en las lagunas de Puchukollo.


Las detecciones de malos olores y colores son muy importantes para conocer el grado de funcionamiento de las lagunas. El operador debe estar pendiente de los olores y los colores que sean 219


extraños a los que deben existir normalmente en las lagunas. Las lagunas facultativas y de maduración no deben tener olores fuertes si están funcionando bien. El color del agua residual en la entrada de una laguna facultativa normalmente debe ser gris; el color de las aguas a la salida de las lagunas facultativas y de maduración es verde por la concentración de algas presentes. La observación (visual y olfativa) de las lagunas permitirá determinar, de forma aproximada pero eficaz, si operan o no correctamente. En las lagunas anaerobias una coloración en superficie gris negruzca y la presencia de abundante burbujeo son reflejo de un buen funcionamiento de este tipo de lagunas. Por el contrario, la aparición en las mismas de micro-algas o de tonalidades rosáceas son síntomas de que se está alimentado a la laguna con una carga inferior a la del proyecto. Una coloración verdosa y la ausencia de burbujeo son síntomas de un buen funcionamiento de las lagunas facultativas y de maduración, mientras que la aparición de tonalidades rosáceas indicará que estas lagunas están recibiendo más carga de la de diseño. Otro síntoma de buen funcionamiento de este tipo de lagunas es la ausencia de olores desagradables. La única forma de verificar los cálculos de acumulación de lodos es efectuar mediciones en las lagunas facultativas o anaeróbicas con una frecuencia de una vez por año. Se mide la acumulación de lodos al sumergir un palo suficiente largo para la profundidad de la laguna. El palo debe tener un extremo revestido con tela blanca absorbente. Se introduce éste en la laguna cuidando que permanezca en posición vertical, hasta que alcance el fondo; entonces se retira y se mide la altura manchada con lodos, que queda fácilmente retenido en la tela (Mara, et al., 1992). Se debe efectuar cuadrículas con una lancha en la superficie de la laguna para poder estimar la profundidad media y el volumen de lodos. Con los datos obtenidos se puede determinar la tasa de acumulación de los lodos y el volumen de lodos en la laguna. Antes que la profundidad de los lodos llega a 0.5m, y preferiblemente 0.3m (antes de que se ocupen 25% del volumen de la laguna), se debe planificar una limpieza durante la próxima época seca. La mayoría de los sólidos suspendidos presentes en el efluente sobre todo en las lagunas de maduración y las de pulimiento, está constituida de algas algo complicadas de remover ya que las condiciones climáticas favorecen a su población, para prevenir este hecho, se podrá usar una dosis de 20 (mg/l) de sulfato de Aluminio en las lagunas de pulimiento para mejorar el efluente final en descargas intermitentes. 220


a) Control del Tratamiento. Para la realización del programa de muestreo y medición, se deben tomar en cuenta los siguientes aspectos (Yánez, 1992): -

El tipo de medición o análisis a efectuarse. Los requisitos de preservación de las muestras. El modo de preservación de muestras hasta que se llevan al laboratorio. La variabilidad del parámetro y la precisión del análisis. El uso práctico de la información.

El procedimiento de toma de muestras se realiza cumpliendo con las recomendaciones de las guías internacionales de la OMS/OPS, como ser el tipo de recipiente, tiempo de almacenamiento, lo cual a la vez está sustentado por la Norma Boliviana NB-10.15-003. Tabla 4.7.

Consideraciones para la toma de muestras.

Parámetro Temperatura pH Conductividad eléctrica Turbiedad OD DBO DQO Fósforo Materia sedimentable Sólidos Nitrógeno total Nitrógeno amoniacal Bacteriológico ** Sulfuros Metales pesados

Volumen ml 100 25 100 100 600 50 50 50 1000 100 500 400 120 50 300

Envase * P, v P, v P, v P, v P, v P, v P, v P, v P, v P, v P, v P, v P, v P, v

Período máximo de almacenamiento In situ 6 horas 24 horas 7 días 4-8 horas 24 horas 7 días 24 horas 24 horas 7 días 7 días 24 horas 8 horas 24 horas 7 días

*P = plástico; V = vidrio ** Las muestras siempre son refrigeradas y los frascos son esterilizados en autoclave.


Todos los materiales y envases para los muestreos son previamente limpiados con mucho cuidado y los envases de muestras para análisis de bacteriología son previamente esterilizados en autoclave, en su generalidad los ensayos de laboratorio se realizan de inmediato minimizando los períodos de almacenamiento de las muestras, sin embargo en el caso de almacenamiento las muestras siempre se refrigeran. 221


La toma de muestra se realiza con envases adecuados y sujetados a una vara o tallo largo, la profundidad mínima de muestreo es 30 cm por debajo de la superficie del agua. El control de las lagunas se realizará en los siguientes puntos: A

afluente a la planta y corresponde al afluente de las series II y III.

II-1

efluente de la laguna II-1 y afluente de la laguna II-2.

II-2


II-3


II-4

efluente de la laguna II-4 y afluente de II-5 y II-5T.

II-5


II-5T

efluente de la laguna II-5T, descarga a la laguna II-6.

II-6

efluente de la laguna II-6, corresponde al efluente de toda la serie II.

E

efluente general (final) de la planta

En forma análoga se consideran los puntos de muestreo de la serie III. Por lo tanto en la serie II existen siete puntos de muestreo y en la serie III seis puntos de muestreo. Los métodos utilizados para la determinación de los parámetros Físico, Químicos y microbiológicos analizados en laboratorio de la PTAR PUCHUKOLLO son recomendados por el STANDARD METHODS, Internacional Estándar Book Number, 087553-091-5. El registro de los análisis y resultados obtenidos se efectúa en las planillas de control adjuntas en Anexo 5. Tabla 4.8.

Parámetros a ser analizados para la evaluación de Funcionamiento de lagunas de estabilización. Parámetro DBO DQO OD Sólidos Suspendidos Totales Sólidos Sedimentables Sólidos Totales Sólidos Disueltos Aceites y Grasas Fósforo Nitrógeno total Temperatura PH Amoniaco Total Coliformes totales

Tipo de muestra Compuesta Compuesta Compuesta Compuesta Compuesta Compuesta Compuesta Compuesta Compuesta Compuesta Simple Simple Compuesta Simple

Frecuencia de Muestreo Semanal Semanal Semanal Semanal Semanal Semanal Semanal Mensual Mensual Mensual Semanal Semanal Mensual Semanal 222


Parámetro Coliformes Fecales Fenoles Hidrocarburos Totales Cianuro Detergentes Sintéticos Cromo Cadmio Plomo Mercurio Arsénico Sulfuros Caudal

Tipo de muestra Simple Compuesta Compuesta Compuesta Compuesta Compuesta Compuesta Compuesta Compuesta Compuesta Compuesta Compuesta

Frecuencia de Muestreo Semanal Mensual Mensual Mensual Mensual Mensual Mensual Mensual Mensual Mensual Mensual Mensual

(Fuente. Elaboración Propia en base a EPSAS, 2008).

Semanalmente se toma muestras en 4 puntos: Afluente de la Planta, Efluente de la serie II y de la serie III y el Efluente general de la Planta. Una evaluación completa del funcionamiento de un sistema de Lagunaje es un proceso que requiere mucho tiempo y personal experimentado para interpretar los datos obtenidos. En uno de los días de cada periodo de muestreo, debe determinarse la profundidad de los lodos de las lagunas anaerobias y facultativas, con la prueba de la “toalla blanca” descrita anteriormente.

b) Tareas de Mantenimiento. El mantenimiento rutinario de la instalación de las lagunas debe ser el objetivo fundamental del operador. Si no se cuida diariamente de que este mantenimiento se realice, en poco tiempo la planta se deteriorará. El operador, por tanto, debe ser consciente de que su trabajo es muy importante para el funcionamiento adecuado del sistema. Se deberá realizar un mantenimiento diario en los canales de ingreso a las lagunas (ver figura 4.23) los cuales deben mantenerse sin obstrucciones de material flotante u otros sólidos. Se deberá Limpiar con un cepillo y lavar con mangueras para prevenir la acumulación de grasas, natas o detergentes. En aquellas instalaciones dotadas de arquetas de reparto que permiten enviar las aguas pre-tratadas hacia las lagunas, se deberá efectuar la extracción de los sedimentos y flotantes 223


acumulados, así como la comprobación del funcionamiento y estanqueidad de las compuertas que permiten regular el número de lagunas en operación. Figura 4.23.

Canales de ingreso a las lagunas de Puchukollo.


Remoción de natas y Sólidos: La remoción de natas y sólidos flotantes se debe hacer diariamente o cuando sea necesario para que no se extiendan demasiado sobre el área superficial de las lagunas, donde se puede causar problemas de malos olores por su descomposición, y por la formación de lugares adecuados para la cría de insectos. Por lo general, la dirección del viento hace que las natas y sólidos flotantes se acumulen en las esquinas de las lagunas (Véase Figura 4.22). El operador necesitará un desnatador y una carretilla para la limpieza de natas; estos desechos deben ser enterrados en el mismo lugar donde se entierran los sólidos del desarenador y de la rejilla. También, se debe mantener las pantallas de las salidas para que las natas y sólidos flotantes no salgan de la laguna en el efluente. Figura 4.24.

Acumulación de natas en lagunas de estabilización.

224


Acumulación de Natas en laguna Anaerobia. – Puchukollo. (Fuente. Elaboración Propia)

Vegetación: Se debe prestar atención a la eutrofización (surgimiento plantas acuáticas) de las lagunas especialmente en las facultativas, las que deben ser extraídas, secadas y quemadas o enterradas y evitar que estas salgan por el efluente. La tarea el operador es removerlas tan rápido como sea posible antes de que cubran toda la superficie de la laguna. Mosquitos, Moscas y Otros Animales: La proliferación de mosquitos, moscas, otros insectos, y roedores debe ser nula si se ha cumplido con la tarea de enterrar todo lo relacionado con el material flotante y el material orgánico. Los mosquitos y otros insectos pueden ser controlados manteniendo limpias y sin vegetación los márgenes de las lagunas. Taludes: El operador debe inspeccionar una vez por semana el estado de los taludes para verificar si ha ocurrido algún desperfecto. Los taludes pueden resultar dañados por la erosión de lluvias y vientos, en caso de que se detecten estos desperfectos, se procederá inmediatamente a su reparación, rellenado y compactando las hendiduras, en algunos casos se deberá cubrir los taludes interiores con un revestimiento de hasta 0.30 m por debajo del nivel del agua. Retiro de lodos: Las lagunas primarias (anaeróbicas o facultativas) presentan una acumulación de lodos en el fondo de las mismas, lo que pueden afectar el funcionamiento del sistema a través de una reducción en el volumen útil, y, por lo tanto, el tiempo de retención hidráulica. Generalmente, los lodos tendrán que ser removidos con una frecuencia de 5 a 10 años en lagunas facultativas, y de 2 a 5 años en lagunas anaeróbicas.

225


Una vez que se determinó la cantidad de lodos depositados en cada una de las lagunas, se procederá a la extracción de lodos de forma manual, para ello se deberá utilizar palas y caretillas. El procedimiento de depuración debe demandar por lo menos tres meses y se hará de la siguiente manera: -

Suspender la alimentación de aguas residuales a la laguna a ser limpiada mediante la colocación de la correspondiente ataguía en la estructura de reparto que alimenta a la laguna

-

que va a ser limpiada. Iniciar el desaguado de la laguna con ayuda de una bomba sumergible y el agua residual descargarlo a la laguna adyacente hasta donde el desnivel de agua lo permita, durante este

-

proceso de deberá tener cuidado de no bombear los lodos. Alcanzado el nivel mínimo de bombeo, retirar la bomba sumergible y dejar que la laguna inicie

-

su proceso natural de secado. Durante la etapa de secado natural se formarán pequeños charcos de agua que pueden dar lugar

-

a la proliferación de insectos Una vez que los lodos se han resquebrajado y alcanzado una consistencia manejable, proceder al retiro de los mismos. Se considera seco cuando una persona puede caminar sobre el lodo sin

-

hundirse ni resbalarse. Durante la extracción de los lodos se deberá tener cuidado de no dañar los taludes ni el fondo

-

de la laguna. Los lodos secos serán dispuestos en áreas impermeabilizadas para tal efecto; la disposición

-

final está sujeta a su composición y sus características como abono. Concluida la etapa de retiro de lodos y antes de llenado de la laguna, proceder a realizar la inspección de la laguna y reparar las áreas que hayan podido ser afectadas.

Llenado de la laguna Anaerobia: Una vez llenas, se detendrá la alimentación, dejando transcurrir el tiempo necesario para el establecimiento de las condiciones anaerobias, que se pondrá de manifiesto por el oscurecimiento del agua y la aparición de burbujeo en la masa líquida, este procedimiento puede durar días o hasta incluso meses. Alcanzado este punto, se continuará alimentando las lagunas anaerobias con el caudal de diseño, empleando su efluente para el llenado de las lagunas facultativas. Llenado de la laguna Facultativa: Estas lagunas son llenadas gradualmente para permitir el desarrollo de poblaciones de bacterias y algas (esto toma de 15 a 20 días) y alcanzando el gasto final en 1 meses. Al inicio se aplica una pequeña lámina de agua de 1 metro de altura. Luego se espera el tiempo necesario como para que se produzca el desarrollo de las algas en forma natural y bajo condiciones climáticas normales. 226


Una vez que las aguas residuales se han tornado verdes como consecuencia de la presencia de las algas, diariamente se aplicará una lámina de agua, este proceso se realiza lentamente hasta alcanzar el máximo nivel del agua o nivel de rebose de los vertederos.

4.4. Responsabilidades y Seguridad del Personal. Para poder llevar acabo las actividades de operación y mantenimiento de la Planta de tratamiento, se deberá contar con el personal calificado para desarrollar estas actividades. Para plantas de tratamiento con lagunas de estabilización se puede estimar el personal necesario en base a los valores de la tabla 4.8 y la figura 4.25, en función a los habitantes conectados al sistema de 227


alcantarillado, donde se indican los valores máximos y mínimos a adoptar, estos valores consideran la suma de todos los encargados Jefe de la planta, químicos, ingenieros, operadores, peones, etc. Tabla 4.9.

Personal necesario para la operación de sistemas de lagunas de estabilización. Habitantes Conectados 10.000 25.000 50.000 100.000 200.000 500.000 1.000.000

Mínimo 1 1 2 3 5 10 15

Personal Promedio 1 2 3 6 10 17 25

Máximo 2 3 6 10 16 25 30

(Fuente. Wagner, 2010).

Figura 4.25.

Personal necesario para la operación de sistemas de lagunas de estabilización.

(Fuente. Wagner, 2010).

Según los datos tomados en cuenta para la ampliación de la planta de Puchukollo se consideró que para la gestión 2009 y 2013 se tendrá una población estimada a servir 714.904 habitantes, para lo cual según la figura 4.25 el personal mínimo es de 12 y el máximo es de 28, por lo que se sugiere adoptar un promedio de 22 personas que operen la planta de tratamiento de aguas residuales de Puchukollo (cantidad que podrá ser modificada según sea la necesidad de la planta), según el siguiente detalle: -

1 1 3 6

Jefe de Planta (Ing. Sanitario) Jefe de Laboratorio Ayudantes de Laboratorio. Operadores (que trabajaran: 2 turno mañana, 2 turnos de la tarde y 2 turnos de la noche) 228


-

6 1 1 1

Obreros Eléctrico Guardia de Seguridad persona destinadas al área de administración (secretaria)

A continuación se presenta una descripción de las labores que deberán ser ejecutadas al interior de la planta de tratamiento de Puchukollo por el personal propuesto para la operación y mantenimiento de la misma. a) Ingeniero Sanitario (Jefe de Planta): Las labores del Jefe de Planta se orientarán a la verificación de que los procesos de tratamiento de las aguas residuales se realizan a plenitud, así como a la coordinación de las actividades que deberán llevar adelante el grupo de operadores y trabajadores. Las funciones que deberá desempeñar son las siguientes: -Administrar y dirigir las acciones de operación y mantenimiento de las plantas de tratamiento de aguas residuales, y como tal, ejercita autoridad directa sobre todo el personal bajo su responsabilidad. -Coordinar con el profesional encargado del laboratorio en los aspectos relativos al control de la calidad de las aguas residuales tratadas. -Suministrar de materiales al personal para la operación y mantenimiento de la planta de tratamiento de aguas residuales en general. -Planificar los programas de monitoreo, evaluación e investigación en las plantas de tratamiento de aguas residuales. -Procesar los registros operacionales para el control de los procesos de tratamiento de la planta. -Elaborar periódicamente los informes relativos a la administración, operación y mantenimiento de las plantas de tratamiento. -Supervisar el cumplimiento del programa de operación, mantenimiento y seguridad al interior de las plantas de tratamiento. -Capacitar al personal que trabajará en las plantas de tratamiento en lo referente a labores de operación, mantenimiento y seguridad, así como de sus responsabilidades. b) Laboratorista -Realizar las determinaciones analíticas relacionadas con el control operacional de las distintas unidades de tratamiento. -Cumplir con el programa de monitoreo, evaluación o investigación definido por el Jefe de Planta. -Registrar y archivar adecuadamente los resultados de los análisis realizados. -Solicitar oportunamente los equipos, insumos, etc. para la realización de las determinaciones analíticas programadas. 229


-Tomar las muestras de aguas residuales en los lugares de muestreo determinados en el programa de monitoreo, evaluación o investigación. -Informar al Jefe de Planta sobre los resultados de las pruebas analíticas en general y en especial, cuando se determine o sospeche la existencia de algún problema que pudiera afectar el buen funcionamiento de la planta de tratamiento de aguas residuales. c) Operador: El personal responsable por la operación y el mantenimiento de la planta y tratamiento de las aguas residuales requiere tener conocimiento sobre diversos temas vinculados con su trabajo para cumplir con las responsabilidades que ella demanda. Estas responsabilidades son: -

Estar completamente familiarizado con la planta de tratamiento de aguas residuales, para lo cual debe conocer: La función de cada una de los procesos que conforma la planta de

-

tratamiento y el vínculo entre los diferentes procesos que conforman la planta de tratamiento. Estar completamente familiarizado con la teoría y la práctica de los procesos operacionales de

-

la planta de tratamiento y de otros tipos de plantas mayores. Estar familiarizado con las características de las aguas residuales a ser tratadas incluyendo las

-

variaciones del caudal, cargas orgánicas y de sólidos, etc. Estar familiarizado con los procesos de mantenimiento, teniendo en mente que es imposible realizar una buena operación sino existe un buen mantenimiento.

Es obvio que si el operador tiene todo el conocimiento indicado anteriormente, estará capacitado en lograr una buena operación. Por ello, el operador competente es responsable por la aplicación de sus conocimientos en la obtención de la máxima eficiencia de cada uno de los procesos de tratamiento que conforma la planta y al efecto debe: -Obtener información acerca de las características del agua residual a ser tratada. -Mantener un registro completo y exacto de todos los acontecimientos relacionados con la operación y el mantenimiento. -Supervisar y capacitar a los obreros en la teoría y práctica de operación, mantenimiento, seguridad, registro, etc. -Preparar informes basados en los registros de operación y mantenimiento. -Ser capaz de comunicarse con un lenguaje adecuado obrero y jefes sobre los diferentes temas vinculados con el tratamiento de aguas residuales. d) Obreros: Dentro de las actividades a ser desarrolladas por los obreros se encuentra:

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-Participar activamente en todas las labores de operación y mantenimiento de la planta de tratamiento de aguas residuales en lo que respecta a:  Mantener limpias todas las estructuras de llegada de las aguas residuales.  Mantener limpias las vías de acceso y vías interiores de la planta de tratamiento.  Limpiar los alrededores de las edificaciones de la planta de tratamiento de aguas residuales.  Retirar el material u objetos que interfieren en la distribución de las aguas residuales crudas o tratadas.  Apoyar en la toma y transporte de muestras de aguas residuales.  Apoyar en el transporte de materiales y herramientas de trabajo. -Comunicar al Operador de turno cualquier problema que pudiera presentarse en las estructuras de la planta de tratamiento. -Mantener en estado de pulcritud todas las instalaciones que conforman la planta de tratamiento de aguas residuales e) Electromecánico: Ente sus funciones se encuentra el realizar el mantenimiento preventivo de los equipos mecánicos de la planta de tratamiento manteniendo un registro dé incidencias en lo relativo a: cárcamos de bombeo, compuertas, etc. Entre otras actividades tales como: -En lo posible, realizar el mantenimiento correctivo de todos los equipos electromecánicos de la planta de tratamiento, siempre que sea viable realizarlo con los recursos existentes, o en caso contrario, colaborar con el equipo encargado de su ejecución. -Realizar el mantenimiento preventivo y correctivo de las redes de alimentación y distribución de energía eléctrica al interior de la planta de tratamiento de aguas residuales. -Mantener en buenas condiciones operativas las redes de iluminación al interior de la planta de tratamiento de aguas residuales, así como de las instalaciones auxiliares y de oficinas. -Mantener informado al Jefe de Planta sobre la disponibilidad y requerimientos de piezas de recambio y materiales básicos requeridos para el adecuado mantenimiento de la planta de tratamiento, a fin de garantizar la continuidad en el funcionamiento de los equipos electromecánicos. -Realizar el inventario inicial de todos los equipos eléctricos y electromecánicos de la planta de tratamiento, así como actualizarlo periódicamente. SEGURIDAD. Las medidas de seguridad están dirigidas a que el personal cumpla con sus funciones y proteja su integridad física, así como su salud, para lo cual se hace necesario que cuente con los equipos y las herramientas apropiadas para la realización de su trabajo y de los elementos necesarios para preservar su integridad física.

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El equipo de protección individual recomendable para el personal que trabaja en la planta de tratamiento de Puchukollo: Cascos de seguridad, botas, guantes de cuero, mascarillas antigás, ente otros. Es responsabilidad del Jefe de Planta la protección y conservación de la buena salud del personal que trabaja en la planta, así como de sus familiares, en razón que los trabajadores se convierten en portadores potenciales hacia sus hogares, de diferentes tipos de enfermedades, cuyos agentes están contenidas en las aguas residuales. Dentro de este contexto, las siguientes medidas deben ser observadas por todo el personal de la planta de tratamiento: -No ingerir alimentos o fumar en la jornada de trabajo. Ingerir los alimentos solamente en el comedor que debe existir para el efecto. -Lavarse las manos con agua y jabón desinfectante antes de la ingestión de los alimentos. -Lavar al final de la jornada de trabajo y previo a su almacenamiento, todo el material y equipo utilizado en el cumplimiento de sus funciones. -Mantener limpio los servicios higiénicos. -Cambiarse la ropa de vestir por prendas adecuadas y exclusivas para este fin al ingresar a la planta de tratamiento y previo al inicio de su labor. -Utilizar guantes de cuero durante la manipulación de las compuertas, remoción de material flotante, natas, etc., para prevenir posibles cortes. -Emplear guantes descartables durante la extracción de las muestras de agua residual. -Periódicamente, todos los trabajadores de la planta de tratamiento deberán ser sometidos a análisis parasitológico. -Realizar campañas de vacunación contra enfermedades tales como fiebre tifoidea, hepatitis y tétanos. -Tomar baño al finalizar la jornada de trabajo. -No llevar sus indumentarias de trabajo a sus casas. Adicionalmente, la planta de tratamiento de aguas residuales debe contar con un botiquín de primeros auxilios equipado con un mínimo de implementos. Con relación a las medidas de seguridad, es necesario tener en cuenta los aspectos siguientes: -Se colocarán letreros y señales para la prevención de accidentes en las diferentes vías al interior de la planta de tratamiento, así como las de seguridad para el personal (ver Tabla 4.9). -Todas las barandas se pintarán en color amarillo así como también todos los desniveles que existan en la planta. -Mantener limpias las vías de acceso, diques y demás espacios verdes. -Prever la instalación de extintores contra incendios en las oficinas. 232


-Disponer de salvavidas para el rescate de personas que puedan caer en las lagunas en lugares estratégicos de la planta. -Trabajar en parejas en las labores de limpieza de las lagunas de modo que uno esté listo a prestar auxilio al otro. -En caso de visitas: Definir la ruta a ser seguida por los visitantes, colocar cercas de protección en esa ruta, mantener libre de obstáculos las rutas. -Las personas que visiten las instalaciones de la planta de tratamiento de aguas residuales deben ser dotadas de casco y barbijos, y ser guiados por una persona autorizada. Tabla 4.10. ACTIVIDAD

Señalización en la Planta de Tratamiento de Puchukollo. SEÑALIZACIÓN

Operación de Rejillas, desarenador y canaletas Parshall Operación de Filtros Percoladores y Lagunas de Estabilización Operación en cárcamos de bombeo y sistemas electromecánic os en general Laboratorio, vivienda y galpón Caminos de acceso y áreas comunes. Letreros de Información en General (Fuente. Elaboración Propia en base a IBNORCA, APNB 55001-1)

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Manual PTAR - Puchukollo

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