FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS CARRERA DE...
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FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
EVALUACIÓN DE LA EFICIENCIA DE REMOCIÓN DE LA MATERIA ORGÁNICA
EN LA LAGUNA DE OXIDACIÓN DEL CANTÓN YAGUACHI, PROVINCIA DEL
GUAYAS
AUTORES: MALAVÉ DELGADO CHRISTIAN MOISÉS
QUILLAY MAZA CINDY KARINA
TUTOR: ING. CORAPI PIETRO, MSc.
GUAYAQUIL, ABRIL, 2019
ii
Agradecimiento
Mis agradecimientos en todos los logros que yo pueda conseguir en lo largo de mi
vida siempre serán para mi madre y principalmente ahora que a lo largo de todos
estos años de estudios universitarios fue ella quien permitió gracias a todos sus
esfuerzos que yo pueda conseguir este objetivo. Eres mi motor y mi más fuerte
impulso mamá.
A mi tía Jackeline, tía Leticia, Mamá Luzmila y a toda mi familia en general y
principalmente a mis hermanos Álan, Ivanna, Esnaider que me motivan a no rendirme
cada día y siempre están ahí cuando ven que necesito una sonrisa, un abrazo o un
consejo.
Isabel, te gradezco mucho a ti por enseñarme que el amor y la sensibilidad nunca
pueden faltar en una persona, gracias por haber convertido ese sentimiento en una
de las más grandes fuerzas para continuar y para llegar a ser un mejor hombre,
gracias por todo lo que siempre me das, te amo.
Amigos gracias por hacer que este trayecto haya sido toda una experiencia llena
de anécdotas y lindas vivencias, Corina, Luis, Manuel, Carlos, Yulexi, Ivette, Rosalía,
a todos los demás quienes saben que compartimos mucho tiempo juntos y
principalmente a ti Cindy, por ser una de las mejores personas y amigas con las que
he podido conocer.
Ing. Orlando Iglesias, Ingeniero Víctor Janeta, Ingeniero Diego Yagual, Ing. Corapi
Pietro, Sra Lorena Romero muchas gracias por toda su ayuda en la elaboración de
este proyecto.
Malavé Delgado Christian Moisés
iii
Agradecimiento
Quiero agradecer a Dios por darme la vida, salud y fortaleza para poder llegar a
cumplir con una de mis metas mi Profesión.
A mis padres y hermanos por ser el pilar fundamental de mi vida, porque gracias a
su apoyo incondicional, su comprensión y su confianza han permitido que cada paso
que dé sea firme, y llegue hasta donde estoy el día de hoy.
A mi mejor amiga por su amistad sincera e incondicional, gracias por cada consejo
y apoyo que me has brindado durante todo este tiempo.
A mi amigo y compañero de tesis Christian, gracias por esta linda amistad y por
cada momento que hemos compartido en todo el transcurso de nuestra preparación
universitaria.
A mis amigos más cercanos gracias por los gratos y buenos momentos que
compartimos en la Universidad.
Al Ing. Corapi Pietro, Ing. Andrés Villamar gracias por su dedicada cooperación,
asesoramiento y seguimiento durante el desarrollo de este trabajo de Titulación.
Y a los Docentes de esta Facultad por impartir sus conocimientos a lo largo de mi
formación profesional.
Quillay Maza Cindy Karina
iv
Dedicatoria
Éste trabajo va dedicado para mi madre Janeth Malavé por siempre haber luchado
y trabajado por mí, por siempre haberme aconsejado y formado como persona, cada
sacrificio y esfuerzo tuyo está reflejado en este objetivo cumplido, madre éste es el
fruto de todos tus esfuerzos, éste logro no es mío, es totalmente tuyo.
Hermanos, tías, abuela a ustedes también les dedico mi trabajo porque gracias a
su apoyo siempre han sabido como levantarme en los momentos difíciles.
A mi apoyo sentimental incondicional Isabel, por cada enseñanza, consejo y abrazo
en las situaciones que más las necesitaba.
Malavé Delgado Christian Moisés
v
Dedicatoria
Dedico este trabajo a mis padres José Quillay y Francisca Maza por formarme
como una persona de bien con valores morales y éticos, porque sé que han hecho el
esfuerzo y sacrificio para que llegue al éxito, gracias por ser mi ejemplo y gracias por
cada consejo que hoy están rindiendo sus frutos, los amo.
A mis hermanos Carlos, Jordy y Diego Quillay, porque gracias a sus sacrificios
hemos logrado juntos este triunfo como familia.
A mi abuela Ulfrida, aunque no estés aquí con nosotros me ensañaste que uno
siempre debe de seguir adelante con esfuerzo, perseverancia y amor, y que cada
momento en vida debe disfrutárselo.
A mis tíos y primos que han estado siempre motivándome con una palabra de
aliento cada día.
A mi mejor amiga Misshel Díaz y sus padres por ser parte de mi familia, gracias
por el apoyo incondicional.
Al Abogado Dency Espinoza por siempre estar apoyándome en cada momento y
por cada consejo que han formado mi carácter.
Quillay Maza Cindy Karina
vi
Declaración expresa
Artículo XI.- del Reglamento Interno de graduación de la Facultad de
Ciencias Matemáticas y Físicas de la Universidad de Guayaquil.
La responsabilidad de los hechos, ideas y doctrinas expuestas en este trabajo
de titulación corresponden exclusivamente al autor y al patrimonio intelectual de
la Universidad de Guayaquil.
CINDY KARINA QUILLAY MAZA
C.I.: 0705964583
CHRISTIAN MOISÉS MALAVÉ DELGADO
C.I.:2450156738
vii
viii
ix
Tribunal de graduación
Ing. Corapi Pietro, M.Sc.
Tutor
Ing. Gustavo Ramírez Aguirre, M.Sc.
Decano (E)
Vocal Vocal
x
ÍNDICE GENERAL
CAPÍTULO I
EL PROBLEMA
1.1 Introducción .......................................................................................... 1
1.2 Antecedentes ....................................................................................... 2
1.3 Planteamiento del problema ................................................................. 4
1.4 Objetivos .............................................................................................. 5
1.4.1 Objetivo general. ............................................................................ 5
1.4.2 Objetivos específicos. .................................................................... 6
1.5 Justificación del proyecto...................................................................... 6
1.6 Cobertura y alcance del estudio ........................................................... 7
1.6.1 Beneficiarios del proyecto. ............................................................. 8
1.6.2 Campo de acción. .......................................................................... 8
1.7 Metodología del proyecto ..................................................................... 9
1.7.1 Metodología de la investigación. .................................................. 10
1.7.2 Método e instrumentos para la recolección de datos. .................. 10
CAPITULO II
MARCO TEÓRICO
2.1 Antecedentes del estudio ................................................................... 11
2.2 Aguas residuales ................................................................................ 12
2.2.1 Origen y caudales de las aguas residuales domésticas. ............. 13
2.2.2 Importancia de la mediciones cuantitativas de las aguas
residuales. ................................................................................... 14
2.2.3 Composición de los Caudales de las Aguas Residuales. ............. 15
2.2.4 Principales Parámetros de Calidad de las Aguas Residuales. ..... 16
2.2.4.1 Materia Orgánica. ............................................................... 17
2.2.4.2 Oxígeno Disuelto. ............................................................... 17
2.2.4.3 Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO). .......................... 17
2.2.4.4 Demanda Química de Oxígeno (DQO). .............................. 18
2.2.4.5 Sólidos. .............................................................................. 18
2.2.4.6 PH. ..................................................................................... 19
xi
2.2.4.7 Nitrógeno. .......................................................................... 19
2.2.5 Composición Típica de las Aguas Residuales Domésticas. ......... 19
2.3 Contaminación de los Cuerpos Hídricos Receptores .......................... 21
2.4 Métodos de Tratamiento de las Aguas Residuales ............................. 22
2.4.1 Operaciones Físicas Unitarias. .................................................... 22
2.4.2 Procesos Químicos Unitarios. ...................................................... 22
2.4.3 Procesos Biológicos Unitarios. ..................................................... 23
2.5 Principales Tipos de Tratamientos Biológicos..................................... 23
2.6 Principales Procesos para el Tratamiento de Aguas Residuales ........ 26
2.6.1 Oxidación Biológica. .................................................................... 26
2.6.2 Proceso Aerobio. ......................................................................... 26
2.6.3 Proceso Anaerobio. ..................................................................... 27
2.7 Sistemas de Tratamiento con Lagunas............................................... 27
2.7.1 Laguna de Estabilización. ............................................................ 27
2.7.2 Clasificación y Funcionamiento de las Lagunas de Estabilización
………. ........................................................................................ 28
2.7.2.1 Clasificación del lugar que ocupan las lagunas. ................. 29
2.7.2.2 Clasificación de acuerdo con la secuencia de las unidades
de tratamiento. ................................................................... 29
2.7.3 Funcionamiento de las lagunas de estabilización. ........................ 31
2.7.3.1 Lagunas anaerobias. .......................................................... 31
2.7.3.2 Lagunas facultativas. .......................................................... 32
2.7.3.3 Lagunas de maduración. .................................................... 33
2.7.4 Diseño de las lagunas .................................................................. 34
2.8 Alcantarillado ...................................................................................... 41
2.8.1 Alcantarillado Sanitario. ............................................................... 42
2.8.2 Modelos de Configuración de Redes de Alcantarillado Sanitario. 43
2.9 Población de diseño y caudal de diseño ............................................. 44
2.9.1 Población de diseño. .................................................................... 44
2.9.1.1 Método Aritmético. ............................................................. 45
2.9.1.2 Método Geométrico. ........................................................... 45
2.9.1.3 Método de wappus. ............................................................ 46
2.9.2 Caudal de diseño. ........................................................................ 47
2.9.2.1 Caudal medio diario. .......................................................... 47
xii
2.9.2.2 Caudal de infiltración. ......................................................... 48
2.10 Eficiencias de Remoción .................................................................. 49
2.11 Definiciones conceptuales ................................................................ 49
2.12 Marco Legal...................................................................................... 51
2.12.1 Constitución Política de la República del Ecuador. .................... 51
2.12.2 Ley de Prevención y Control de la Contaminación Ambiental. ... 52
2.12.3 Ley Forestal y de Conservación de Áreas Naturales y Vida
Silvestre. ..................................................................................... 52
2.12.4 Texto Unificado De Legislación Ambiental Secundaria del
Ministerio del Ambiente. .............................................................. 53
CAPÍTULO III
METODOLOGÍA
3.1 Características de la zona .................................................................. 57
3.1.1 Ubicación. .................................................................................... 57
3.1.2 División Política. ........................................................................... 58
3.1.3 Población. .................................................................................... 59
3.1.4 Características del medio físico. .................................................. 61
3.1.4.1 Clima. ................................................................................. 61
3.1.4.2 Hidrología. .......................................................................... 62
3.1.4.3 Geología. ........................................................................... 62
3.1.5 Características del medio biótico. ................................................ 63
3.1.5.1 Flora. .................................................................................. 63
3.1.5.2 Fauna. ................................................................................ 64
3.2 Cálculo de la población futura ............................................................ 66
3.2.1 Método aritmético. ....................................................................... 66
3.2.2 Método geométrico. ..................................................................... 67
3.2.3 Método de wappaus. .................................................................... 68
3.3 Cálculo del caudal de diseño .............................................................. 69
3.4 Sistema De Tratamiento De Aguas Residuales Del Cantón De
Yaguachi ........................................................................................... 71
3.4.1 Componentes De La Laguna De Oxidación. ................................ 73
3.5 Metodología Aplicada ......................................................................... 80
xiii
CAPÍTULO IV
ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS
4.1 Resultados de Laboratorio.................................................................. 85
4.2 Informe de las muestras en la Laguna de Oxidación .......................... 85
4.2.1 Muestra 1: Entrada a la Laguna de Oxidación de Yaguachi. ........ 85
4.2.2 Muestra 2: Salida de la Laguna de Oxidación de Yaguachi. ........ 86
4.2.3 Comparación de la muestra de salida de la PTARD con el
TULSMA. .................................................................................... 87
4.3 Cálculo del porcentaje de eficiencia de remoción ............................... 94
4.3.1 Cálculo del porcentaje de eficiencia de remoción en Aceites y
grasas. ........................................................................................ 94
4.3.2 Cálculo del porcentaje de eficiencia de remoción en Cloruros. .... 95
4.3.3 Cálculo del porcentaje de eficiencia de remoción en Coliformes
fecales......................................................................................... 96
4.3.4 Cálculo del porcentaje de eficiencia de remoción en DBO5. ......... 97
4.3.5 Cálculo del porcentaje de eficiencia de remoción en DQO. .......... 98
4.3.6 Cálculo del porcentaje de eficiencia de remoción en Nitrógeno
Amoniacal. .................................................................................. 98
4.3.7 Cálculo del porcentaje de eficiencia de remoción en Nitrógeno
Kjedahl. ....................................................................................... 99
4.3.8 Cálculo del porcentaje de eficiencia de remoción en SST. ......... 100
4.3.9 Cálculo del porcentaje de eficiencia de remoción en ST. ........... 101
4.4 Informe de las muestras en la Río Yaguachi .................................... 102
4.4.1 Muestra 3: Aguas arriba del Río Yaguachi respecto al punto de
descarga de la Laguna de Oxidación. ....................................... 102
4.4.2 Muestra 4: Aguas abajo del Río Yaguachi respecto al punto de
descarga de la Laguna de Oxidación. ....................................... 103
4.4.3 Comparación de las muestras del Cuerpo Hídrico receptor. ...... 104
xiv
CAPÍTULO V
DISEÑO DE LAS LAGUNAS DE OXIDACIÓN
5.1 Diseño de tratamiento secundario .................................................... 110
5.1.1 Dimensionamiento de la laguna anaerobia. ............................... 111
5.1.2 Dimensionamiento de la laguna facultativa. ............................... 112
5.1.3 Dimensionamiento de la primera laguna de maduración. ........... 115
5.1.4 Dimensionamiento de la segunda laguna de maduración. ......... 118
CAPÍTULO VI
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
6.1 Conclusiones ................................................................................... 123
6.2 Recomendaciones ........................................................................... 126
BIBLIOGRAFÍA
ANEXOS
xv
INDICE DE ILUSTRACIONES
Ilustración 1: Ubicación del cantón Yaguachi .............................................. 3
Ilustración 2: Cobertura de alcantarillado en cantones de la provincia del
Guayas ................................................................................... 4
Ilustración 3: Clasificación de los Sólidos en aguas residuales ................. 18
Ilustración 4: Descomposición microbial de la materia orgánica ............... 24
Ilustración 5: Diagrama elemental del proceso anaerobio ......................... 27
Ilustración 6: Configuración de lagunas en paralelo, facultativa más
maduración .......................................................................... 30
Ilustración 7: Configuración de lagunas en paralelo, anaerobia más
facultativa más maduración ................................................. 30
Ilustración 8: Proceso de una laguna anaerobia ....................................... 32
Ilustración 9: Interacción de bacterias y algas en una laguna facultativa... 33
Ilustración 10: Proceso de una laguna facultativa ..................................... 34
Ilustración 11: Sistemas de alcantarillado ................................................. 42
Ilustración 12: Ubicación del Cantón Yaguachi ......................................... 58
Ilustración 13: División política del Cantón San Jacinto de Yaguachi ........ 59
Ilustración 14: Población Urbana y Rural del Cantón San Jacinto de
Yaguachi ............................................................................ 60
Ilustración 15: Ubicación de la Estación Meteorológica Ingenio Valdez en
Milagro ............................................................................... 61
Ilustración 16: Población Proyectada del Cantón Yaguachi ...................... 69
Ilustración 17: Sector Urbano de Yaguachi ............................................... 70
Ilustración 18: Vista en planta de las lagunas de Oxidación del Cantón
Yaguachi ............................................................................ 72
Ilustración 19: Desarenador Lagunas de Oxidación de Yaguachi, vista en
planta ................................................................................. 74
Ilustración 20: Vista en planta de la laguna anaerobia .............................. 75
Ilustración 21: Dique de la Laguna Anaerobia ........................................... 76
Ilustración 22: Vista en planta laguna facultativa ....................................... 77
Ilustración 23: Dique de la laguna Facultativa ........................................... 78
Ilustración 24: Vista en planta Lagunas de maduración ............................ 79
Ilustración 25: Dique lagunas de maduración ............................................ 79
Ilustración 26: Entrada a la Laguna de Oxidación de Yaguachi ................ 81
lustración 27: Salida de la Laguna de Oxidación de Yaguachi .................. 82
Ilustración 28: Aguas arriba del Río Yaguachi respecto a la Laguna de
Oxidación ........................................................................... 82
Ilustración 29: Aguas abajo del Río Yaguachi respecto a la Laguna de
Oxidación ........................................................................... 83
Ilustración 30: Esquema de puntos de muestreo ...................................... 83
xvi
Ilustración 31: Flujo de entrada y salida en la PTARD con respecto a
Aceites y grasas ................................................................ 87
Ilustración 32: Flujo de entrada y salida en la PTARD con respecto a los
Cloruros ............................................................................. 88
Ilustración 33: Flujo de entrada y salida en la PTARD con respecto a los
Coliformes Fecales ............................................................ 88
Ilustración 34: Flujo de entrada y salida en la PTARD con respecto al
DBO5 ................................................................................. 89
Ilustración 35: Flujo de entrada y salida en la PTARD con respecto al
DQO .................................................................................. 90
Ilustración 36: Flujo de entrada y salida en la PTARD con respecto al
Nitrógeno Amoniacal .......................................................... 90
Ilustración 37: Flujo de entrada y salida en la PTARD con respecto al
Nitrógeno Kjedahl .............................................................. 91
Ilustración 38: Flujo de entrada y salida en la PTARD con respecto al pH 92
Ilustración 39: Flujo de entrada y salida en la PTARD con respecto al
SST ................................................................................... 92
Ilustración 40: Flujo de entrada y salida en la PTARD con respecto al ST 93
Ilustración 41: Flujo en el Cuerpo Hídrico aguas arriba y abajo con
respecto Aceites y Grasas ................................................105
Ilustración 42: Flujo en el Cuerpo Hídrico aguas arriba y abajo con
respecto Cloruros .............................................................105
Ilustración 43: Flujo en el Cuerpo Hídrico aguas arriba y abajo con
respecto Coliformes Fecales .............................................106
Ilustración 44: Flujo en el Cuerpo Hídrico aguas arriba y abajo con
respecto DBO5 ..................................................................106
Ilustración 45: Flujo en el Cuerpo Hídrico aguas arriba y abajo con
respecto DQO ...................................................................107
Ilustración 46: Flujo en el Cuerpo Hídrico aguas arriba y abajo con
respecto Nitrógeno Amoniacal ..........................................107
Ilustración 47: Flujo en el Cuerpo Hídrico aguas arriba y abajo con
respecto Nitrógeno Kjedahl ...............................................108
Ilustración 48: Flujo en el Cuerpo Hídrico aguas arriba y abajo con
respecto PH ......................................................................108
Ilustración 49: Flujo en el Cuerpo Hídrico aguas arriba y abajo con
respecto SST ....................................................................109
Ilustración 50: Flujo en el Cuerpo Hídrico aguas arriba y abajo con
respecto ST ......................................................................109
xvii
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1: Composición de las aguas residuales domésticas ........................ 20 Tabla 2: Principales procesos de tratamientos Biológicos .......................... 25
Tabla 3: Temperaturas para diseño de lagunas facultativas ....................... 37 Tabla 4: Límites de descarga a un cuerpo de agua dulce .......................... 54 Tabla 5: Población de hombres y mujeres .................................................. 60 Tabla 6: Condiciones climáticas de la estación más cercana al área de
estudio. ........................................................................................ 62 Tabla 7: Flora del Área de influencia del proyecto ...................................... 64 Tabla 8: Población urbana y rural de Yaguachi .......................................... 66 Tabla 9: Población futura calculada de Yaguachi ....................................... 69 Tabla 10: Cálculo del Caudal de Diseño..................................................... 71
Tabla 11: Coordenadas de Ubicación lagunas de Oxidación del cantón
Yaguachi .................................................................................... 73
Tabla 12: Resultados de la Entrada a la Laguna de Oxidación de
Yaguachi .................................................................................... 85
Tabla 13: Resultados de la Salida de la Laguna de Oxidación de
Yaguachi .................................................................................... 86 Tabla 14: Resultados del laboratorio comparados con el TULSMA ............ 94 Tabla 15: Eficiencia de remoción de la PTAR............................................102 Tabla 16: Resultados Aguas arriba del Río Yaguachi ................................103 Tabla 17: Resultados Aguas abajo del Río Yaguachi ................................104 Tabla 18: Valores para el diseño de la Laguna Anaerobia ........................112 Tabla 19: Valores para el diseño de la Laguna Facultativa .......................115 Tabla 20: Valores para el diseño de la Primera Laguna de maduración ....118 Tabla 21: Valores para el diseño de la Segunda Laguna de maduración ..120 Tabla 22: Área total de las lagunas rediseñadas año 2039 .......................121 Tabla 23: Área total de las lagunas rediseñadas año 2019 .......................122 Tabla 24: Área de las lagunas existentes en el Cantón Yaguachi año
2010 ..........................................................................................122
xviii
ABREVIATURAS
DBO5: Demanda bioquímica de oxígeno 5to. Día
DQO: Demanda química de oxígeno
ST: Sólidos totales
STT: Sólidos suspendidos totales
CL-: Cloruros
pH-: Potencial de hidrógeno
hab: Habitantes
TULSMA: Texto Unificado de Legislación Secundaria del Ministerio del
Ambiente
PTARD: Planta de tratamiento de aguas residuales
GAD: Gobierno Autónomo Descentralizado
xix
RESUMEN
El presente trabajo de titulación tiene como objetivo evaluar la eficiencia de
remoción de la materia orgánica en el sistema de tratamiento para determinar si
este se encuentra operando de manera regular.
Para ello se realizaron análisis físico, químico y bacteriológico del agua
residual que ingresa a la planta de tratamiento y del agua tratada que es
descargada hacia el río Yaguachi. Con los resultados obtenidos se calculó la
eficiencia de remoción de la materia orgánica contenida en las aguas residuales,
así como también se verificó el cumplimiento de los valores límites máximos
permisibles establecidos por la norma en cuanto a contaminación del medio
ambiente.
Además, se realizaron análisis en el Río Yaguachi: aguas arriba y aguas abajo
respecto al punto de descarga para verificar la contaminación que tiene
actualmente el río y la influencia de la descarga sobre la contaminación.
PALABRAS CLAVES: <EFICIENCIA - ANÁLISIS - REMOCIÓN -
CONTAMINACIÓN - DESCARGA>
xx
ABSTRACT
The objective of the present thesis project is to evaluate the efficiency of
removal of the organic matter in the treatment system to determine if it is
operating regularly.
For this purpose, physical, chemical and bacteriological analysis of the
wastewater entering the treatment plant and of the treated water that is
discharged to the Yaguachi River were done. With the results obtained, the
removal efficiency of the organic matter contained in the wastewater was
calculated, as well as compliance with the maximum permissible limit values
established by the norm in terms of environmental contamination.
In addition, analyzes were conducted on the Yaguachi River: upstream and
downstream of the discharge point to verify the current contamination of the river
and the influence of the discharge on pollution.
KEYWORDS: <EFFICIENCY – ANALYSIS – REMOVAL – CONTAMINATION -
DISCHARGE>
1
CAPÍTULO I
EL PROBLEMA
1.1 Introducción
Incrementar la cobertura de servicios básicos incluyendo en estos los de
saneamiento para poblaciones rurales de un país es muy necesario para la evolución
de calidad de vida de las personas pertenecientes a la misma, esto se convierte
además en evidencia de desarrollo de dicha localidad.
El alcantarillado en la actualidad se convierte en un servicio tan primordial que
debería ser implementado en todas las zonas de población al mismo instante en el
que éstas son abastecidas por agua potable, pero en la mayoría de los casos en el
país no sucede de tal forma, tanto así que en ocasiones una localidad debe esperar
por varios años para que el servicio de alcantarillado llegue a ellos.
Un trabajo complicado para la implementación de alcantarillado sanitario en una
localidad es quizás, encontrar el cuerpo receptor de estas aguas residuales en el cual
sea apropiado depositar las mismas, para el Cantón San Jacinto de Yaguachi este
cuerpo receptor es el “Río Yaguachi” en el cual las aguas servidas luego de su
respectivo tratamiento realizado por la laguna de oxidación ubicada a sus orillas,
recepta éstas mencionadas aguas.
Una laguna de oxidación se diseña para trabajar de tal manera que la salida de las
aguas hacia el cuerpo receptor sea totalmente eficiente de acuerdo con normas
ambientales. Se puede verificar mediante ensayos y análisis cuál de los diferentes
factores que intervienen en la funcionalidad de la laguna es o son los que están
afectando o no cumpliendo con los propósitos de esta.
2
De la misma manera verificar el sistema de red de alcantarillas de la localidad es
un trabajo que se debe realizar constantemente para tener información actual del
estado de éstas con el principal fin de constatar que dichas tuberías no posean puntos
de falla, además también del control de caudales que lleguen al este caso la laguna
de oxidación receptora de las aguas servidas.
Muy probablemente el río Yaguachi; cuerpo hídrico receptor de las aguas tratadas
por la laguna, tenga ya componentes que hayan afectado a la estabilidad química del
mencionado río, mucho antes de recibir la descarga de la laguna de Yaguachi, por lo
cual se hace necesario también análisis de composición química del agua del “Río
Yaguachi” antes de su afectación por la descarga de las aguas de la laguna de
Yaguachi y también luego de este proceso.
Es importante entonces conocer la eficiencia actual del sistema de tratamiento de
aguas residuales del Cantón Yaguachi para verificar que todos los parámetros
ambientales sean cumplidos de acuerdo con las normas permitiendo además
solucionar errores en casos necesarios. Se hace necesario también conocer las
consecuencias que se tendrán en el cuerpo hídrico receptor al cual se le descargarán
las aguas residuales tratadas por la laguna.
1.2 Antecedentes
El Cantón Yaguachi de la provincia del Guayas, ha tenido un crecimiento
demográfico llegando aproximadamente a 60.958 habitantes (de acuerdo al último
realizado en el año 2010), en donde la gran mayoría se ubica en las zonas rurales.
3
Se extiende geográficamente por la parte Sur del río Babahoyo hacia el Este;
limitando al norte con Samborondón, sur con Naranjal y el Triunfo, al este con Milagro
y Marcelino Maridueña, al oeste con el río Babahoyo y Durán (Ilustración 1).
Ilustración 1: Ubicación del cantón Yaguachi
El abastecimiento de agua potable en el cantón San Jacinto de Yaguachi
anteriormente se daba a través de pozos en los que se almacenaba el agua que era
comprada al Cantón Durán. Desde el 2015 Yaguachi cuenta con un abastecimiento
de agua potable que proviene de la fuente subterránea “El Chobo” perteneciente al
Cantón Milagro. El sistema dispone de una estación de bombeo, tanque elevado,
reservorio, redes de distribución, medidores y guías domiciliarias (GAD Yaguachi,
2014).
Según datos del Sistema Nacional de Información (Senplades) en base al Censo
de Población y Vivienda 2010 (INEC), Yaguachi solo contaba con el 8,1% en cuanto
a cobertura de alcantarillado, actualmente el 80% de su población cuenta con este
servicio (Ilustración 2).
Fuente: GAD del Cantón San Jacinto de Yaguachi (2010)
4
Ilustración 2: Cobertura de alcantarillado en cantones de la provincia del Guayas
1.3 Planteamiento del problema
Las aguas residuales producidas por la población del cantón Yaguachi se
analizarán respecto a sus parámetros físicos, químicos y biológicos, además también
del caudal que recepte la laguna de oxidación, los mencionados parámetros están
regulados por normas nacionales e internacionales, que procuran garantizar que la
descarga hacia el cuerpo hídrico receptor en este caso el río Yaguachi sea de manera
adecuada acorde con el cuidado del ambiente.
La población del cantón Yaguachi cuenta con un sistema de alcantarillado que
conduce las aguas servidas hacia una laguna de Oxidación ubicada en las orillas del
río Yaguachi, la cual realiza el proceso de remoción de materia orgánica y demás
Fuente: Sistema Nacional de Información (2010)
5
componentes contenidos en el agua residual que llegan a ser perjudiciales en un
entorno ambiental, mencionadas aguas ya después de haber pasado por el proceso
de tratamiento en la laguna son descargadas en el río, el cual es entonces el cuerpo
hídrico receptor del cantón Yaguachi. Todo este sistema necesita de una revisión y/o
monitoreo continuo para verificar que los procesos estén funcionando correctamente.
Los elementos contaminantes que poseen estas aguas residuales de la población
del Cantón Yaguachi es un gran problema ambiental y su saneamiento es un punto
importante que debe ser correctamente verificado, comprobando que su sistema de
tratamiento “la laguna de oxidación” funcione de manera eficaz. De la misma manera
su sistema de alcantarillado debe ser monitoreado constantemente para evitar
posibles colapsos y mucho más aun prevenir que éstos se den en cortos períodos de
tiempo.
1.4 Objetivos
1.4.1 Objetivo general.
Evaluar la eficiencia de remoción de materia orgánica en el sistema de tratamiento
de aguas residuales del Cantón San Jacinto de Yaguachi, mediante ensayos de
Demanda Bioquímica de Oxígeno 5to día (DBO5), Demanda Química de Oxígeno
(DQO) y Sólidos Totales de las aguas en su laguna de oxidación y en el cuerpo hídrico
receptor para la verificación de la eficacia del sistema y comprobación de
cumplimientos con normas ambientales vigentes.
6
1.4.2 Objetivos específicos.
Obtener información del sistema de saneamiento del cantón Yaguachi como
planos, datos de población y dotación de agua potable por habitante a través de las
autoridades correspondientes del cantón.
Calcular el caudal de llegada a la laguna de oxidación mediante datos
poblacionales del Cantón Yaguachi.
Evaluar la eficiencia de remoción de materia orgánica de la laguna de oxidación
del cantón Yaguachi mediante análisis químicos correspondientes de las aguas
residuales tratadas por la laguna.
Verificar los componentes químicos del sistema hídrico receptor después de la
descarga de las aguas residuales de la laguna de Oxidación de Yaguachi para
comprobar el cumplimiento de normativas ambientales vigentes.
1.5 Justificación del proyecto
La eficiencia de funcionamiento de un sistema de tratamiento de aguas residuales
debe ser de manera tal, que no exista ninguna falla en el mismo, ya que se podría
producir un daño ambiental muy grave en el ecosistema de la zona destinada a
descarga de las aguas tratadas.
El monitoreo constante del trabajo realizado por una laguna de oxidación es de
suma importancia ya que pueden cambiar factores que se tomaron en cuenta en el
diseño, pero los mismos fueron evaluados como proyecciones estadísticas en
algunos de los casos pues no hay manera totalmente acertada de saber con exactitud
su situación en el futuro.
7
Estos parámetros pueden ser muy diferentes a los utilizados en el diseño y esto se
puede dar debido a factores tan impredecibles como; el clima o una llegada masiva
de pobladores a la zona por implementación de zonas industriales, en un caso quizás
extremo o menos probable.
Por, las razones antes expuestas o algunas otras que puedan cambiar o afectar el
correcto funcionamiento tanto del sistema de alcantarillas como de la laguna de
oxidación, provocando a su vez afectaciones en el ambiente y en la calidad de vida
de las personas de la población de Yaguachi o de poblaciones cercanas es necesario
el monitoreo del sistema de saneamiento del cantón pudiendo así verificar su correcto
desempeño en el transcurso de los años.
1.6 Cobertura y alcance del estudio
Para el desarrollo de este estudio se evaluará la eficiencia de remoción de la
materia orgánica en la laguna de oxidación, que se encuentra ubicada en el Cantón
Yaguachi de la provincia del Guayas.
Se calculará el caudal de entrada de la red de alcantarillado sanitario hacia el
sistema de tratamiento de lagunas de oxidación, para verificar que cantidad ingresa
hacia el mismo. Mediante los análisis físico – químico – bacteriológico se obtendrán
resultados en los siguientes puntos: entrada del agua cruda, salida del agua tratada,
en el cuerpo hídrico receptor aguas arriba y aguas abajo, en cada uno de ellos se
determinará los siguientes parámetros: Aceites y grasas, Cloruros (Cl-), Coliformes
fecales, Demanda Bioquímica de Oxígeno al quinto día (DBO5), Demanda Química
de Oxígeno (DBO), Nitrógeno amoniacal, Nitrógeno kjedahl, Potencial de hidrógeno
(pH), Sólidos suspendidos totales (SST), Sólidos totales (ST).
8
Con los resultados obtenidos se procederá a evaluar el grado de remoción de
materia orgánica en el sistema de tratamiento de aguas residuales con lagunas de
oxidación, si no llegase a cumplir con los parámetros máximos permisibles señalados
en el TULSMA, se propondrá una solución conceptual relacionada a la operación y
mantenimiento del sistema de tratamiento de aguas residuales.
1.6.1 Beneficiarios del proyecto.
Los ciudadanos del Cantón Yaguachi son los beneficiarios de este proyecto, puesto
que se desarrollará la evaluación de la eficiencia de remoción de la materia orgánica
dentro del tratamiento de lagunas de oxidación.
Las lagunas de estabilización son un tratamiento de aguas residuales biológico
donde su principal característica es la capacidad de remoción de materia orgánica y
la eliminación de microorganismos patógenos logrando que el agua tratada sea
descargada hacia el cuerpo hídrico receptor con menos poder contaminante. Además,
son de bajo costo para su construcción, su función es eficiente y requieren de poco
mantenimiento ya que el tratamiento es totalmente natural.
1.6.2 Campo de acción.
El presente proyecto está enfocado en la evaluación del sistema de tratamiento de
lagunas de oxidación, que se encuentra ubicada en el Cantón Yaguachi provincia del
Guayas. Se analizarán los resultados de los parámetros de DBO, DQO5 y ST para
determinar si se cumple con la eficiencia de remoción de materia orgánica de este
sistema.
9
1.7 Metodología del proyecto
Nivel empírico - nivel teórico:
- Recolección de documentación e información disponible acerca de: estudios y
diseños del proyecto, planos, caracterización del sitio; clima, suelo, flora, fauna.
Solicitando información en el Municipio de San Jacinto de Yaguachi.
- Visitas técnicas, para conocer los datos técnicos, las instalaciones, procesos y
funcionamiento de las lagunas de oxidación.
Nivel experimental:
- Se tomarán muestras del Agua residual antes de entrar al proceso de
tratamiento, luego de ser tratada, dentro del cuerpo hídrico receptor para ser
analizadas en un laboratorio químico donde se obtendrán datos de los
parámetros (Aceites y grasas, Cl-, Coliformes fecales, DBO5, DQO, Nitrógeno
amoniacal, Nitrógeno kjedahl, pH, SST y ST) que se consideraron a realizar.
- Los resultados de los ensayos del agua cruda y del agua tratada serán
plasmados en un cuadro comparativo con los parámetros analizados, donde
se confirmará si la laguna está cumpliendo con un funcionamiento y operación
adecuado. Además, se verificará si se cumple con los límites de descarga de
la laguna hacia un cuerpo de agua dulce (TULSMA).
- Los resultados de los ensayos del cuerpo hídrico receptor serán analizados
para determinar la contaminación del Río.
- Desarrollar un resumen informativo en el que se detalle la evaluación de este
sistema de tratamiento de agua residual, y en el caso de que no cumpla
proponer una solución conceptual.
10
1.7.1 Metodología de la investigación.
Las metodologías de investigación de tipo de campo y bibliográfico.
De campo, se realizarán visitas en varias ocasiones para determinar si la laguna
de oxidación está cumpliendo con un funcionamiento y mantenimiento adecuado.
Bibliográfico, se buscará información veraz en libros, tesis, publicaciones
científicas sobre el tema antes mencionado para lograr cumplir con una investigación
que llegue a ser explicita y concreta.
1.7.2 Método e instrumentos para la recolección de datos.
El método utilizado cualitativo y cuantitativo, donde se obtendrá información del
proyecto proporcionada desde el Municipio de San Jacinto Yaguachi y a través de
información bibliográfica.
Por medio de la observación podremos detallar si la laguna se encuentra en un
estado eficiente de operacionalidad y funcionamiento, además mediante la visita al
lugar se tomarán las muestras para realizar los análisis del agua de la laguna y del
cuerpo hídrico receptor.
11
CAPITULO II
MARCO TEÓRICO
2.1 Antecedentes del estudio
La evolución de la calidad de vida de una población genera la necesidad de
implementar mejores sistemas de distinta índole, que precisamente optimicen los
métodos antes utilizados por una sociedad para realizar los diferentes tipos de
actividades que eran normalmente ejecutadas por ellos, pero que necesitan una
implementación más actual acorde con su crecimiento económico, social, poblacional,
etc.
En el caso de los sistemas de saneamiento para una población, se ha ido
actualizando de manera tal que las condiciones de vida sean cada vez más higiénicas
y no solo directamente para la sociedad, a su vez se han ido implementando normas
que permiten un mayor cuidado al medio ambiente, intentando que los efectos
ambientales negativos provocados la generación de desechos sean los más mínimos
posibles.
Se tienen registros de que el alcantarillado más antiguo fue construido en la ciudad
de Nippur en Irak, éste sistema de desagüe transportaba las aguas servidas de
palacios y distritos residenciales de la ciudad y que el primer sistema de alcantarillado
que se consideró moderno fue construido en la ciudad de Hamburgo, Alemania en
1842 y que fue éste el que sembró las bases y principios fundamentales para el diseño
de alcantarillado actual ya que tomaba en cuenta condiciones topográficas,
demográficas y necesidades actuales de una comunidad (Orozco Jaramillo, 2014).
12
Actualmente el diseño de alcantarillado sanitario está normado por diferentes
estatutos dispuestos por cada país o localidad, tomando en cuenta condiciones físicas
y sociales para su diseño, tales como; período de diseño de la red, población de
diseño, dotación de agua, caudales de aguas residuales y parámetros hidráulicos de
diseño como por ejemplo diámetros mínimos de tubería, velocidades máximas y
mínimas de circulación de las aguas, esfuerzos cortantes mínimos, etc.
Por su parte los sistemas de tratamientos de aguas residuales fueron
implementados a comienzos del siglo XX luego de reconocer que el vertido de
mencionadas aguas negras, directamente sobre cuerpos hídricos o sobre terrenos
alejados de la población estaba generando muchos problemas sanitarios, lo que llevó
a que se construyeran instalaciones de depuración siendo las primeras de tipo fosa
séptica para el tratamiento de estas aguas.
Actualmente las normas exigen a tomar en cuenta muchos parámetros para el
diseño de plantas de tratamiento, los cuales buscan que se reduzca el daño ambiental
a lo más mínimo, siendo así que las instalaciones depuradoras toman en cuenta
condiciones tales como; la demanda biológica de oxígeno (DBO), remoción de sólidos
suspendidos totales (SST), remoción de nitrógeno, remoción de fósforo, remoción de
organismos patógenos, entre otros.
2.2 Aguas residuales
La norma de calidad ambiental y de descarga de efluentes del Ecuado (Texto
Unificado De Legislación Ambiental Secundaria, TULSMA, 2015), define las aguas
residuales como “aguas de composición variada provenientes de las descargas de
usos municipales, industriales, comerciales, de servicios, agrícolas, pecuarios,
13
domésticos, incluyendo fraccionamientos y en general de cualquier otro uso, así como
la mezcla de ellas”.
Las aguas residuales producidas por poblaciones urbanas se conforman de varios
componentes, los mismos que pueden ser muy variables debido a los muchos
factores que intervienen en su producción, como el consumo de agua, régimen
alimenticio, costumbres de la población, aguas residuales industriales vertidas en la
red urbana, etc. Están compuestas principalmente de aguas producidas de forma
doméstica, la cual a su vez contiene en su mayoría materia orgánica, lo que hace que
sean biodegradables y por lo tanto pueden ser depuradas mediante procedimientos
biológicos. (Vilanova, Santín, & Pedret, 2017)
Las aguas residuales urbanas se logran caracterizar a través de un conjunto de
parámetros con los cuales se mide su contaminación. La obtención de estos
parámetros son los que se utilizan para diseñar la Estación Depuradora de Aguas
Residuales ya que de acuerdo al nivel de contaminación que exista en la zona de
estudio se podrían necesitar diferentes procesos para el tratamiento. Los parámetros
más habituales que indican que contaminadas están las aguas residuales urbanas
son: materia orgánica, sólidos en suspensión, nitrógeno total y fósforo total. (Vilanova,
et al. , 2017)
2.2.1 Origen y caudales de las aguas residuales domésticas.
Existen diferentes fuentes de generación de las aguas residuales domésticas
siendo las principales las zonas residenciales y los centros comerciales, también
producen una importante contribución a ésta generación de aguas los edificios
institucionales y espacios de recreación. (Metcalf & Eddy, 1995)
14
La determinación de los caudales de aguas residuales en zonas residenciales se
suele basar en cuanto a la densidad poblacional y la contribución de aguas residuales
por habitante, normalmente utilizando valores típicos de tablas definidas por
diferentes autores o normas. En localidades grandes es mas recomendable estimar
estos caudales en función a la superficie total ocupada y a las densidades de
población proyectadas y con ayuda de datos reales de zonas residenciales con
características similares. (Metcalf & Eddy, 1995)
Para la obtención de los caudales producidos por zonas comerciales, normalmente
se comparan con datos de otras de éstas zonas existentes, y se los suele expresar
en m3/hab.d (metros cúbicos por habitante al día), se pueden tomar de tablas en las
que se establece una dotación de acuerdo a los distintos tipos de zonas comerciales
existentes. (Metcalf & Eddy, 1995)
En las áreas verdes o zonas de recreación los caudales se generan de manera
muy variada y está en función del clima y las épocas del año; ya que éstas marcan la
actividad y concurrencia a éstas de acuerdo a la temporada, también existen tablas
para poder asumir éstos valores de caudales. (Metcalf & Eddy, 1995)
2.2.2 Importancia de la mediciones cuantitativas de las aguas residuales.
La medición cuantitativa es aquella obtención de valores representativos de un
parámetro analizado, mediante ensayos de laboratorio o análisis químicos de manera
que pueda mostrarse en una unidad de medida adecuada como por ejemplo partes
por millón o miligramos por litro.
La ciencia y la ingeniería ambiental toman mucha importancia a la obtención de
datos que permitan el estudio de un tema que se ha investigado ya que exigen no
solo el uso de una medición convencional sino también la implementación de
15
dispositivos, varias técnicas usadas por ingenieros, físicos, biólogos, etc. Pero para
la ingeniería práctica éstas mediciones cuantitativas sirven como punto de inicio para
la realización de estudios y determinación de problemas. (Sawyer & McCarty, 1967)
Todos los inconvenientes que se deseen investigar y que tengan su relación con
la ciencia o la ingeniería ambiental deben ser inicialmente tratados de manera que se
definirá el problema y para esto será necesario el uso de métodos y procedimientos
analíticos tanto en campo como en laboratorios, de los cuales se obtendrán datos
fiables. (Sawyer & McCarty, 1967)
Cuando se haya logrado definir el problema de manera cuantitativa, los ingenieros
pueden realizar su labor de diseño de acuerdo a la necesidad de lo que se requiera
se diseñarán instalaciones que proporcionen una solución satisfactoria al problema
encontrado con los análisis iniciales, e aquí entonces la importancia de cuantificar la
contaminación de las aguas residuales. (Sawyer & McCarty, 1967)
Pero debido al crecimiento poblacional y a los nuevos desarrollos de la tecnología
industrial, constantemente se intenta mantener la funcionalidad de las soluciones
brindadas anteriormente a problemas estudiados, además de crear nuevos métodos
y procedimientos que cada vez resulten más económicos para poder resolver éstos
viejos problemas. (Sawyer & McCarty, 1967)
2.2.3 Composición de los Caudales de las Aguas Residuales.
Dependiendo de los tipos de sistemas de alcantarillado existente en la localidad de
estudio, los caudales de aguas residuales pueden estar constituidos por los siguientes
componentes:
16
- Aguas residuales domésticas.- Aquellas provenientes de zonas residenciales,
establecimientos comerciales, instalaciones públicas y similares
- Aguas residuales industriales.- Aguas en las cuales predominan descargas de
agua de uso industrial de composición química más contaminante que las
aguas residuales domésticas.
- Infiltración y aportaciones incontroladas.- La infiltración es aquel ingreso de
agua a las tuberías mediante defectos en el sistema como fracturas, grietas o
paredes porosas. Mientras que las aportaciones incontroladas son las que
ocurren por descargas de aguas pluviales, drenes de cimentaciones, bajantes
de edificios y tapas de pozos de registro.
- Aguas pluviales.- Resultantes de la escorrentía superficial.
Para zonas en las cuales existe ya una red de alcantarillado, normalmente los
caudales se determinan en base a registros históricos o de datos obtenidos por
medición directa. Para las nuevas construcciones de una red de alcantarillado, estos
caudales se obtienen con análisis de datos de población y dotaciones de aguas que
se prevee tendrá la localidad. También se usan datos de sectores cercanos con
características similares que ya tienen definido o estudiado los caudales de agua
residual per cápita. (Metcalf & Eddy, 1995)
2.2.4 Principales Parámetros de Calidad de las Aguas Residuales.
De acuerdo a su composición química, existen diferentes factores que afectan a la
calidad de las aguas residuales, los principales que se tienen en cuenta a la hora de
tomar una decisión para la implementación y diseño de una planta depuradora son
los siguientes:
17
2.2.4.1 Materia Orgánica.
Éste parámetro es el autor de que el oxígeno disuelto en las masas de aguas, ríos,
lagos, y demás, se agote convirtiéndose así en la representación mas importante de
contaminación existente en las aguas residuales, en aguas negras de composición
normal alrededor del 70% de los sólidos suspendidos y cerca del 50% de los sólidos
filtrados son materia orgánica. Está dividida en los siguientes grupos; proteínas,
carbohidratos, surfactantes, aceites y grasas. (Orozco & Salazar, 2001)
2.2.4.2 Oxígeno Disuelto.
Los microorganismos existentes en el agua dependen del oxígeno disuelto para
poder realizar sus procesos metabólicos, obteniendo energía y efectuando su
reproducción, convirtiéndose así en uno de los principales parámetros para el
tratamiento de las aguas residuales. Concentraciones bajas de oxígeno en el agua
pueden causar la desaparición de vida acuática en el agua y en casos de extrema
ausencia se producirá una descomposición anaerobia proliferando la presencia de
bacterias. (Sawyer & McCarty, 1967)
2.2.4.3 Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO).
Está definida como la cantidad de oxígeno que se necesita para poder
descomponer la materia orgánica existente en las aguas residuales, dándose esto
debido a la acción de las bacterias en condiciones aerobias. La DBO se produce por
la materia orgánica arrojada en alguna masa de agua, ésta se convierte en alimento
para las bacterias las cuales se reproducirán rapidamente y mediante su respiración
causaran la DBO y cesará en el instante en el que se agote totalmente la materia
orgánica. Mediante la DBO se puede medir indirectamente la cantidad de materia
orgánica. (Sawyer & McCarty, 1967)
18
2.2.4.4 Demanda Química de Oxígeno (DQO).
La determinación de la demanda química de oxígeno DQO, partió como una opción
para medir la demanda de oxigeno de una forma más rápida y fiable, también es un
proceso para obtener indirectamente la cantidad de materia orgánica ya a través de
la DQO se mide la cantidad de energía existente en los compuestos. (Sawyer &
McCarty, 1967)
2.2.4.5 Sólidos.
Normalmente se encuentra en forma de partículas en suspensión, y se los puede
determinar cuantitativamente de manera gravimétrica (por peso) mediante procesos
de filtración y secado (Sawyer & McCarty, 1967). Existen una clasificación general de
los sólidos (Ilustración 3) la cual se muestra en la ilustración a continuación:
Ilustración 3: Clasificación de los Sólidos en aguas residuales
Fuente: Orozco Jaramillo, A. (2014)
Elaboración: Cindy Quillay & Christian Malavé
19
En aguas residuales los sólidos más tomados en cuenta son los suspendidos,
especialmente los sólidos suspendidos volátiles ya que éstos representan la materia
orgánica existente.
2.2.4.6 PH.
Mediante el pH se puede obtener relativamente medidas de acidez o alcalinidad
del agua. Si la acidez es producida de manera natural probablemente es debido a la
acción de CO2 y esto ocurre cuando el pH está entre valores del 8,45 y 4,5; si estos
valores son más bajos de 4,5 se debe a acidez mineral la cual se produce por ácidos
más fuertes como el H2SO4, el HCL o el HNO3. Por su parte los carbonatos y
bicarbonatos que provocan una elevación en los niveles del pH hasta valores de 8,3
son los que producen la alcalinidad natural.
2.2.4.7 Nitrógeno.
Las proteínas están principalmente compuestas por nitrógeno y elemento junto con
el fósforo es un nutriente fundamental para el desarrollo de vegetación y protistos
tales como algas y bacterias las cuales son necesarias para tratamiento de las aguas
residuales. (Sawyer & McCarty, 1967)
2.2.5 Composición Típica de las Aguas Residuales Domésticas.
Se a determinado que las aguas residuales tienen una composición típica de
acuerdo a lo que describe la siguiente tabla:
20
Tabla 1: Composición de las aguas residuales domésticas
CONTAMINANTE UNIDAD DÉBIL MEDIA FUERTE
ST mg/L 350 720 1200
SD mg/L 250 500 850
SS mg/L 100 220 350
SSV mg/L 80 165 275
SSF mg/L 20 55 75
SSed mL/L 5 10 20
DBO5 mg/L 110 220 400
DQO mg/L 250 500 1000
N-TOTAL mg/L 20 40 85
N-ORG mg/L 8 15 35
N-NH3 mg/L 12 25 50
P-TOTAL mg/L 4 8 15
P-ORG mg/L 1 3 5
Cl mg/L 30 50 100
SO4-2 mg/L 20 30 50
G&O mg/L 50 100 150
Coli-Total NMP/100mL 106-107 107-108 109-109
Fuente: Metcalf & Eddy, (1995)
Elaboración: Cindy Quillay & Christian Malavé
21
2.3 Contaminación de los Cuerpos Hídricos Receptores
Los cuerpos hídricos receptores o sistemas acuáticos son “buena opción” para la
descarga de aguas ya que estos son capaces de actuar contra éstas a través de
medios o propiedades efectivas con las que cuentan, tales como la dilución y la
capacidad de autopurificación, algún otro medio donde se arrojen desperdicios
humanos generarán focos de contaminación. (Orozco Jaramillo, 2014)
Dependiendo de la cantidad de un contaminante descargado en el cuerpo hídrico
y la cantidad total de agua que posea éste medio receptor existirá o no una afectación
significativa en el ambiente mencionado, a este concepto se lo denomina
concentración. Si el contaminante solo tiene pocos gramos y el cuerpo receptor tiene
pocos métros cúbicos de líquido pues la afectación será considerable por otro lado si
la misma cantidad de contaminantes es vertida en un sistema de miles de millones de
métros cúbicos de capacidad, entonces el daño es despreciable tanto así que la
supuesta contaminación se considera inofensiva, a lo expuesto anteriormente se
denomida dilución. (Orozco Jaramillo, 2014)
Otra propiedad tan buena como la dilución es la autopurificación, y se da gracias a
que las masas de agua contienen microorganismos y diferentes sustancias químicas
que metabolizan y reaccionan de tal manera que degradan hasta finalmente hacer
desaparecer alguna sustancia contaminante que llegue a tal nombrado sistema
receptor de aguas residuales. (Orozco Jaramillo, 2014)
Las sustancias contaminantes que llegan a formar parte de las aguas residuales
pueden ser biodegradables y no biodegradables. En el primer caso se pueden
descomponer de manera natural mediante acción de microorganismos y reacciones
químicas. En el segundo caso ésto no se da, lo cual constituye en que la afectación
que estos provocan en el ambiente se mantiene con el paso del tiempo, pudiendo ser
22
transportada por el agua a diferentes lugares, considerándose así un caso de extrema
impacto ambiental. (Orozco Jaramillo, 2014)
2.4 Métodos de Tratamiento de las Aguas Residuales
Dependiendo de las características de las aguas residuales de la zona de estudio
analizada y una vez establecidos los objetivos de tratamiento para el proyecto
especificado de acuerdo a las normativas del estado se puede definir el grado de
tratamiendo necesitado para dicho caso de estudio. (Metcalf & Eddy, 1995)
Los procesos que se utilizan para eliminar los contaminantes existentes en las
aguas residuales pueden ser químicos, físicos y/o biológicos.
2.4.1 Operaciones Físicas Unitarias.
En éstos métodos se utiliza la acción de fuerzas físicas, fueron los primeros
métodos en ser aplicados para el tratamiento de aguas residuales y han ido
evolucionando a partir de las observaciones y resultados obtenidos con su utilización
al pasar de los años, entre las más típicas operaciones unitarias se encuentran el
desbaste, mezclado, floculación, sedimentación, flotación, transferencia de gases y
filtración. (Metcalf & Eddy, 1995)
2.4.2 Procesos Químicos Unitarios.
En éstos procesos la eliminación o tratamiento de los elementos contaminantes se
logra añadiendo productos químicos y su consecuente desarrollo de reacciones
químicas, en éstos podemos encontrar la precipitación, adsorción y desinfección
como los mas comunes procesos denominados químicos. La precipitación química
23
consiste en un precipitado que se recoge por sedimentación, la adsorción es un
proceso que se basa en la fuerza de atracción de los cuerpos y por el cual se eliminan
sustancias específicas contenidas en las aguas residuales. (Metcalf & Eddy, 1995)
2.4.3 Procesos Biológicos Unitarios.
En estos procesos se aprovecha la actividad biológica de bacterias y demás
organismos existentes en las aguas para poder llevar a cabo el tratamiento que
permita la eliminación de contaminantes. Principalmente se usan para eliminar la
materia orgánica biodegradable presente en las aguas, tanto en forma coloidal como
en disolución. (Metcalf & Eddy, 1995)
Las sustancias eliminadas por éstos métodos básicamente se convierten en gases
que son liberados a la atmósfera. Además de eliminar sustancias orgánicas también
se emplean para eliminar el nitrógeno contenido. Si se tiene un correcto control del
medio las aguas residuales pueden ser tratadas mediante procesos biológicos
practicamente en todos los casos. (Metcalf & Eddy, 1995)
2.5 Principales Tipos de Tratamientos Biológicos
Los tratamientos biológicos de aguas residuales logran la remoción de los
elementos contaminantes existentes mediante actividades biológicas producidas en
las aguas, éstas actividades son principalmente aprovechadas para la remoción de
sustancias orgánicas biodegradables, convertidos en gases que suben a la atmósfera
o en biomasa que puede ser extraída mediante sedimentación. También sirve para
remover fósforo y nitrógeno. (Romero Rojas, 2004)
24
Ilustración 4: Descomposición microbial de la materia orgánica
De manera general los tratamientos biológicos pueden ser de tipo aerobios,
anaerobios y anóxicos, de los cuales se pueden generar diversos procesos como son
un propósito o uso principal de cada uno de ellos como los que se detallan en la
siguiente tabla:
Fuente: Romero Rojas, J. (2004)
Elaboración: Cindy Quillay & Christian Malavé
25
Tabla 2: Principales procesos de tratamientos Biológicos
TIPO CRECIMIENTO PROCESO USO PRINCIPAL
Aerobios
Suspendido
Lodos activados
-convencional
-mezcla completa
-aireación escalonada
-estabilización y contacto
-oxígeno puro
-tasa alta
-aireación prolongada
-proceso Krauss
-zanjón de oxidación
Lagunas aireadas
Digestión aerobia
Lagunas aerobias
Remoción de DBO y
nitrificación
Remoción de DBO y
nitrificación
Remoción de DBO –
estabilización
Remoción de DBO y
nitrificación
Adherido
Filtros percoladores
-tasa baja
-tasa alta
Torres biológicas
Unidades rotatorias de
contacto biológico
Reactores de lecho fijo
Remoción de DBO y
nitrificación
Remoción de DBO y
nitrificación
Remoción de DBO y
nitrificación
Remoción de DBO y
nitrificación
Anóxicos Suspendido
Adherido
Bardenpho
Desnitrificación
Remoción de DBO, N y P
Remoción de nitrógeno
Anaerobios
Suspendido Digestión anaerobia
Anaerobio de contacto
Remoción de DBO -
estabilización
Remoción de DBO
Híbrido
Lagunas anaerobias
Manto de lodos – flujo
ascencional
Remoción de DBO -
estabilización
Remoción de DBO y SS
Adherido Filtro anaerobio
Lecho expandido
Remoción de DBO -
estabilización
Remoción de DBO -
estabilización
Fuente: Romero Rojas, J. (2004)
Elaboración: Cindy Quillay & Christian Malavé
26
2.6 Principales Procesos para el Tratamiento de Aguas Residuales
2.6.1 Oxidación Biológica.
“La oxidación biológica es la conversión bacterial de los elementos de su forma
orgánica a su forma inorgánica altamente oxidada de un proceso también conocido
como mineralización” (Romero Rojas, 2004)
En este proceso es muy importante la presencia de la materia orgánica, la cual
mediante la acción de microorganismos es estabilizada en condiciones aerobias o
anaerobias. La descomposición microbiológica da como resultado del proceso la
transformación de la materia orgánica en elementos finales inorgánicos tales como
dióxido de carbono, agua, nitratos, ortofosfatos y sulfatos. (Romero Rojas, 2004)
2.6.2 Proceso Aerobio.
“El proceso aerobio es un proceso de respiración de oxígeno en el cual el oxígeno
libre es el único aceptador final de electrones; el oxígeno es reducido y el carbono es
oxidado, al igual que la materia orgánica o inorgánica. Todos los organismos que usan
oxígeno libre como aceptador de electrones son aerobios” (Romero Rojas, 2004)
Las bacterias son los encargados de cumplir la función de oxidadores de la materia
orgánica, crecen de manera normal en aguas residuales y se convierten en los
organismos de mayor importancia para el tratamiento aerobio de aguas negras. Estos
microorganismos forman una capa floculenta gelatinosa de muy buenas propiedades
que sirven para la remoción de materia orgánica. (Romero Rojas, 2004)
27
2.6.3 Proceso Anaerobio.
“Es la descomposición u oxidación de compuestos orgánicos, en ausencia de
oxígeno libre, para obtener la energía requerida para el crecimiento y mantenimiento
de los organismos anaerobios. El proceso anaerobio es menos eficiente en
producción de energía que el aerobio, puesto que la mayor energía libre liberada en
el catabolismo anaerobio proveniente de la sustancia descompuesta aún permanece
en los productos finales orgánicos reducidos como el metano, generándose una
cantidad de biomasa mucho menos que la producida en el proceso aerobio”. (Romero
Rojas, 2004)
Ilustración 5: Diagrama elemental del proceso anaerobio
2.7 Sistemas de Tratamiento con Lagunas
2.7.1 Laguna de Estabilización.
Una laguna de estabilización es básicamente, una excavación en el suelo donde
el agua residual se almacena para su tratamiento por medio de la actividad bacteriana
con acciones simbióticas de las algas y otros organismos.
Fuente: Romero Rojas, J. (2004)
Elaboración: Cindy Quillay & Christian Malavé
28
Cuando el agua residual es descargada en una laguna de estabilización se realiza,
en forma espontánea, un proceso de autopurificación o estabilización natural, en el
que tienen lugar fenómenos de tipo físico, químico y biológico. En esta descripción se
establecen los aspectos fundamentales del proceso de tratamiento del agua que se
lleva a cabo en las lagunas de estabilización:
- Es un proceso natural de autodepuración
- La estabilización de materia orgánica se realiza mediante la acción simbiótica
de bacterias, algas y otros organismos superiores
- Se presentan procesos físicos de remoción de materia suspendida
- Se efectuán cambios químicos en la calidad del agua, entre otros aspectos,
mantienen las condiciones adecuadas para que los organismos pueden
realizar la estabilización, transformación, y remoción de contaminates
orgánicos biodegradables y en algunos casos, nutrientes
- Se establecen cadena tróficas y redes de competencia que permiten la
eliminación de gran cantidad de microorganismos patógenos que se
encuentran presentes en las aguas residuales. Por lo tanto, las lagunas de
estabilización se consideran, y pueden proyectar, como un método de
tratamiento de la materia orgánica y remoción de los patógenos presentes en
el agua residual. (Comisión Nacional del Agua de México, 2007, pág. 2)
2.7.2 Clasificación y Funcionamiento de las Lagunas de Estabilización.
Se definen cuatro tipos de lagunas: anaerobias, facultativas, de maduración o
pulimiento y aerobias de alta tasa. Estas lagunas de estabilización, el autor las
clasifica en relación a la función que cumplen en un lugar que ocupan y a la secuencia
de unidades del proceso (Rolim, 2000).
29
2.7.2.1 Clasificación del lugar que ocupan las lagunas.
Primarias: Se denominan así porque reciben el agua residual cruda y pueden ser
lagunas facultativas o anaerobias.
Secundarias: Cuando se recibe agua residual de un estanque primario o cualquier
otro proceso de tratamiento.
Pulimiento o maduración: Es el último proceso para el tratamiento de aguas
residuales donde su función principal es reducir la cantidad que coliformes fecales
presentes en el agua mejorando su calidad (Comisión Nacional del Agua de México,
2007).
Alta tasa: Este tipo de laguna se lo diseña para la producción de algas.
2.7.2.2 Clasificación de acuerdo con la secuencia de las unidades de
tratamiento.
Lagunas en serie: Son sistemas de tratamientos continuos que pueden ser:
laguna anaerobia, facultativa y maduración, o puede considerarse primero la laguna
facultativa seguida de la laguna de maduración (Cortés Martínez, Treviño Cansino, y
Tomasini Ortiz, 2017).
Lagunas en paralelo: Para obtener una función eficaz se construye series de
lagunas en paralelo con el objetivo de obtener una eficiencia en la eliminación de los
contaminantes que ingresan a la planta de tratamiento. Pueden funcionar tres lagunas
anaerobia, facultativa y maduración. En las Ilustraciones 6 y 7 se muestran algunas
configuraciones en paralelo (Cortés Martínez, Treviño Cansino, y Tomasini Ortiz,
2017).
30
Ilustración 6: Configuración de lagunas en paralelo, facultativa más maduración
Ilustración 7: Configuración de lagunas en paralelo, anaerobia más facultativa más maduración
Fuente: Oakley, S. (2005)
Elaboración: Cindy Quillay & Christian Malavé
Fuente: Oakley, S. (2005)
Elaboración: Cindy Quillay & Christian Malavé
31
2.7.3 Funcionamiento de las lagunas de estabilización.
Las lagunas de estabilización son lagunas construidas de tierra diseñadas para el
tratamiento de aguas residuales por medio de la interacción de la biomasa
(principalmente bacterias y algas). La función real del proceso es estabilizar la materia
orgánica y remover los patógenos de las aguas residuales realizando una
descomposición biológica natural; normalmente se diseña el proceso para la remoción
de DBO, sólidos suspendidos, y coliformes fecales. (Oakley, 2005).
2.7.3.1 Lagunas anaerobias.
La laguna anaerobia tiene como función principal remover la carga órganica que
ingresa (DBO o DQO), además de la mayor cantidad de sólidos suspendidos bajo
condiciones anaeróbicas, consiguiendo que las áreas requeridas del sistema de
tratamiento disminuyan.
Como consecuencia de la elevada carga orgánica, la profundidad de la laguna con
mínima área, y el corto período de retención hidráulica, se mantiene el sistema
ausente de oxígeno disuelto bajo condiciones anaeróbicas. La bacteria anaeróbica
realiza un tratamiento de los desechos mediante una asimilación anaeróbica con la
descomposición de materia orgánica y la producción de bióxido de carbón, metano y
otros productos secundarios (Véase la Ilustración 8), (Oakley, 2005).
32
Ilustración 8: Proceso de una laguna anaerobia
2.7.3.2 Lagunas facultativas.
Se caracterizan por tener una zona aeróbica en el estrato superior, donde existe la
simbiosis entre algas y bacterias, y una zona anaeróbica en el fondo inferior
(Ilustración 9). Existen dos mecanismos de adicción de oxígeno al estrato superior: la
fotosíntesis llevada a cabo por las algas, y la reaeración a través de la acción del
viento de la superficie. Las bacterias aeróbicas realizan un tratamiento de los
desechos, particularmente la materia orgánica disuelta, mediante asimilación y
oxidación de la materia orgánica con la producción de bióxido de carbono y productos
secundarios de nutrientes como amoníaco y nitrato; las algas utilizan el bióxido de
carbono y los nutrientes para producir oxígeno a través de la fotosíntesis. En los
niveles más profundos existen condiciones anaeróbicas donde la descomposición
ocurre como en una laguna anaeróbica. (Oakley, 2005)
Fuente: Oakley, S. (2005)
Elaboración: Cindy Quillay & Christian Malavé
33
Ilustración 9: Interacción de bacterias y algas en una laguna facultativa
2.7.3.3 Lagunas de maduración.
Las lagunas de maduración se caracterizan como lagunas aeróbicas, donde se
mantiene un ambiente aeróbico en todo su estrato. El propósito principal de las
lagunas de maduración es proveer un periodo de retención hidráulica adicional para
la remoción de los patógenos; también el de mejorar la calidad del efluente en
términos de DBO. (Oakley, 2005) Se diseña un sistema de lagunas para tener
bacterias de las lagunas primarias (facultativas o anaeróbicas) en paralelo seguidas
por dos o tres lagunas de maduración en serie. Se debe diseñar las lagunas primarias
en paralelo para poder remover una de operación para la remoción de los lodos
Fuente: Oakley, S. (2005)
Elaboración: Cindy Quillay & Christian Malavé
34
mientras las demás quedan operando. Se diseña lagunas anaeróbicas y facultativas
para remover la DBO, SS y controlar el proceso de tratamiento; después se diseña
lagunas de maduración para remover patógenos aprovechando su remoción anterior
en las lagunas anaeróbicas o facultativas (Ilustración 10). (Oakley, 2005)
Ilustración 10: Proceso de una laguna facultativa
2.7.4 Diseño de las lagunas
Existen varios métodos de diseño para las lagunas entre ellos tenemos de manera
empírico, semi-empírico, cinético y teórico. Estos métodos se han logrado desarrollar
gracias a las experiencias de diferentes diseñadores en todo el mundo. Por lo que se
ha conseguido obtener un procedimiento más confiable de utilizar para el diseño de
las lagunas de estabilización.
- Laguna Anaerobia
El método utilizado para el diseño de una laguna anaerobia más utilizado y
recomendado es el método por la carga volumétrica, a continuación, se detallan las
fórmulas que fueron planteadas por diferentes autores.
Fuente: Oakley, S. (2005)
Elaboración: Cindy Quillay & Christian Malavé
35
Ecuación de (Arthur, 1983; Mara 1992):
Va=(DBOo × Qd)
Cva
Donde:
Va = Volumen de la laguna anaeróbica (m3)
DBOo = Concentración inicial de DBO5 en el afluente (mg/l)
Qd = Caudal de diseño (m3/día)
Cva = Carga orgánica volumétrica de DBO5 (g/m3-día)
Para obtener o definir la eficiencia remoción de DBO de una laguna anaerobia
depende del periodo de retención y de la temperatura así lo demuestran varios
autores como:
Mara en 1976, indicó que la eficiencia de remoción de una laguna anaerobia es del
50% al 70 % para diferentes tiempos de retención con una temperatura mayor de
20°C. Así también Rolim en 1990 considera que para un tiempo de retención de 1 a
2 días se tendrá una remoción de entre el 60 al 70%.
La norma SENAGUA considera una carga volumétrica de 300 a 400
grDBO5/m3.día, un tiempo de retención nominal alrededor de 5 d, una profundidad
entre 2,5 m a 5 m; y, una eficiencia de remoción del DBO del 50%.
Además, recomienda que para la ubicación de una laguna anaerobia debe estar lo
más alejada posible de urbanizaciones con viviendas ya existentes es decir una
distancia de 1000 m como mínimo.
Fórmula para el tiempo de retención hidráulica:
36
Tr=Va
Qd
Donde:
Tr = Tiempo de retención (días)
Va = Volumen de la laguna anaeróbica (m3)
Qd = Caudal de diseño (m3/día)
Para determinar las dimensiones de la laguna se realiza a través de la relación
Largo/Ancho (L/W) y para la remoción de DBO5 se emplean las mismas fórmulas que
se muestran en el caso de las lagunas facultativas.
- Laguna Facultativa
Para el diseño de lagunas facultativas SENAGUA recomienda que el área deberá
estar ubicada lo más lejos posible de urbanizaciones con viviendas ya existentes, a
una distancia de 500 m como mínimo.
El diseño se realiza en base a la carga orgánica superficial de DBO5, esta ecuación
fue propuesta por la Universidad de Paraiba, Brasil, tras realizar varios estudios en
lagunas pilotos localizadas en Extrables.
CSmáx = 250 × (1,085)T−20
Donde:
Csm = Carga superficial máxima de diseño (kg DBO5/ha.día)
T = Temperatura media mensual mínima del aire (°C)
37
Para determinar la temperatura se considera datos conocidos por la estación
meteorológica más cercana del sistema de tratamiento, en el caso de no existir esos
datos se establece a través de la siguiente tabla.
Tabla 3: Temperaturas para diseño de lagunas facultativas
TEMPERATURAS, °C
CIUDAD MES MAS FRIO AIRE AGUA INCREMENTO
Quito Agosto 14,2 17 2,8
Guayaquil Agosto 23,5 24,5 1
Cuenca Julio 13 18,7 5,7
Portoviejo Agosto 23,3 24,5 1,2
Área requerida de la laguna facultativa se determina con la siguiente ecuación:
Af =(10 × DBOa × Qd)
CSmáx
Donde:
Af = Área de la laguna facultativa (m2)
DBOa = Concentración de DBO5 en el efluente (mg/l)
Qd = Caudal de diseño (m3/día)
Csmáx = Carga orgánica superficial máxima de DBO5 (kg/ha-día)
Para determinar el largo y ancho de la laguna se aplica la siguiente ecuación:
Fuente: SENAGUA, (1992)
Elaboración: Cindy Quillay & Christian Malavé
38
X =L
W
W =√A
X
Donde:
X = Relación largo/ancho (adimensional)
L = Largo de la laguna (m)
W = Ancho de la laguna (m)
A = Área de la laguna (m2)
El tiempo de retención se calcula con la siguiente ecuación:
Tr = Vf
Qd
Donde:
Tr = Tiempo de retención (días)
Vf = Volumen de la laguna anaeróbica (m3)
Qd = Caudal de diseño (m3/día)
Varios autores plantean diferentes tiempos de retención dependiendo del clima y
de la temperatura. Se considera un tiempo de retención de entre 5 a 30 días.
(Mara y Cairncross, 1989), plantea un tiempo de retención mínimo de 10 días
cuando las lagunas facultativas son primarias.
39
- Laguna de Maduración
El tiempo de retención hidráulica es de entre 5 a 7 días para obtener una remoción
suficiente de coliformes fecales.
El área que se requiere para la laguna de maduración se calcula con la siguiente
fórmula:
Am = Qd × Tr
h
Donde:
Am = Área de la laguna de maduración (m2)
Qd = Caudal de diseño (m3/día)
Tr = Tiempo de retención (días)
h = altura de la laguna (m)
Para determinar la remoción del DBO5 en la laguna de maduración se aplicará la
siguiente fórmula que fue propuesta por Yánez.
Csr= (0,765 × CSmáx) − 0,80
Donde:
Csr = Carga superficial removida (kg DBO5/ha.día)
Csm = Carga superficial máxima de diseño (kg DBO5/ha.día)
Para determinar la remoción de coliformes fecales se pueden utilizar las
ecuaciones:
El coeficiente de mortalidad neto puede ser corregido con la siguiente relación de
dependencia de la temperatura (SENAGUA).
40
Kb = K20 × (1,07)T−20
Kb = 1,1 × (1,07)T−20
Donde:
Kb = Coeficiente de mortalidad bacteriana neto a la temperatura Tai
K20 = Coeficiente de mortalidad bacteriana neto a 20°C
T = Temperatura media mensual mínima del aire (°C)
El coeficiente de mortalidad bacteriana (neto) será adoptado entre el intervalo de
0,8 a 1,6 para 20°C. Se recomienda un valor de alrededor de 1.
La relación de largo/ancho (L/W) que se adoptó se utiliza para calcular el número
de dispersión dada por Thirumurthi (1969).
d = x
-0,26118 + 0,25392(x) +1,01368(x2)
Donde:
d = Número de dispersión (adimensional)
X = Relación largo/ancho (adimensional)
Después de determinar el tiempo de retención, número de dispersión y la constante
de remoción de coliformes fecales se calcula el valor de la constate “a”.
a = [1 + (4 × Kb × Tr × d)]1/2
La cantidad de concentración de coliformes fecales que salen de la laguna
facultativa se establece con la siguiente ecuación:
41
Ne
No
= 4 × a × e(1−a)/(2×d)
(1+a)2
Donde:
Ne = Número de coliformes fecales en el efluente (Nmp/100ml)
No = Número de coliformes fecales en el afluente (Nmp/100ml)
2.8 Alcantarillado
Una red de alcantarillado es la encargada de conducir aguas de diferente
proveniencia a lugares designados en la planeación de un proyecto de saneamiento,
generalmente funcionan por gravedad aprovechando pendientes propias existentes
en los terrenos de implementación de las redes, siendo esto un inconveniente para
zonas planas en las cuales se hace necesario la utilización de sistemas para el
bombeo de las aguas. (Comisión Nacional del Agua de México, 2007)
Existen dos tipos de sistemas de alcantarillado; el separado cuando las aguas
pluviales y residuales son conducidas por tuberías independientes y el combinado
cuando una misma red conduce tanto las aguas de lluvia como las negras, toda obra
a realizar procura economizar en su construcción y la manera de lograrlo en el caso
de los sistemas de alcantarillado es procurar que la circulación del agua sea en su
totalidad o en lo mas posible por gravedad, evitando las estaciones de bombeo.
(Comisión Nacional del Agua de México, 2007)
42
Ilustración 11: Sistemas de alcantarillado
2.8.1 Alcantarillado Sanitario.
Una red o sistema de alcantarillado sanitario es aquel conjunto de tuberías
dispuestas de tal manera que logren captar y conducir las aguas negras generadas
por una localidad, el ingreso de aguas a mencionada red, es sucesivo y continuo, lo
que quiere decir que en los conductos se van incrementando los caudales, teniendo
así que aumentar o ampliar las secciones de estos a lo largo del recorrido de la red y
no es admisible reducir el diámetro en el sentido del flujo. (Comisión Nacional del
Agua de México, 2007)
Un sistema de alcantarillado sanitario tiene como propósito funcional transportar
de manera segura las aguas residuales a su destino; siendo éste caso una planta de
tratamiento. Existen varios factores que al combinarse pueden resultar un desafío a
Fuente: Romero Rojas, J. (2004)
Elaboración: Cindy Quillay & Christian Malavé
43
la hora de diseñar un proyecto sanitario, tales como la topografía, problemas
estructurales, subterráneos e hidráulicos además de la dimensión del proyecto a
realizar. En tales casos resultan muy útiles softwares para el diseño de los sistemas
de red de alcantarillado. (American Society of Civil Engineers ASCE, 2007)
2.8.2 Modelos de Configuración de Redes de Alcantarillado Sanitario.
La manera de ser trazada a una red de alcantarillado es coincidiendo con los ejes
longitudinales de las calles existentes en la zona a ubicar el sistema, las más comunes
formas de agrupación son las siguientes:
- Trazo en bayoneta.- es aquel que luego de su inicio se desarrolla en forma de
zigzag o en escalera, con este sistema se logra aprovechar y reducir el número
de puntos de inicio de conductos pero es difícil de utilizar en terrenos que no
cuenten con pendientes suaves.
- Trazado en peine.- en esta se muestran varios conductos ubicados de manera
paralela, teniendo un punto de inicio y descargando el contenido a una tubería
con mayor sección. Las aportaciones a las tuberías son rápidas y directas,
además su distribución es de utilidad para el diseño en topografía irregular, en
desventaja tienen que como su manera de funcionar es descargando a un
conducto mayor normalmente trabajan por debajo de su capacidad
desaprovechando dicha propiedad.
- Trazo combinado.- en el cual se muestra un sistema con partes tanto en forma
de bayoneta como de peine. (Comisión Nacional del Agua de México, 2007)
44
2.9 Población de diseño y caudal de diseño
Unos de los datos más importantes que se requiere para un proyecto de
abastecimiento de agua es el número de personas que van a hacer beneficiadas con
éste, por ello mediante cálculos matemáticos se realiza la población futura, así como
la clasificación de su nivel socioeconómicos dividido en: Popular, Media y Residencial.
Además, se debe distinguir si son zonas comerciales o industriales.
La población actual se la determina por el Instituto Nacional de Estadísticas y
Censos (INEC), tomando en cuenta los últimos tres censos disponibles para el
proyecto hasta el año de realización de los estudios y proyectos.
En el cálculo de la población de proyecto o futura intervienen diversos factores
como son:
- Crecimiento Histórico
- Variación de las Tasas de Crecimiento
- Características Migratorias
2.9.1 Población de diseño.
Las obras de agua potable no se diseñan para satisfacer solo una necesidad del
momento actual, sino que deben prever el crecimiento de la población en un periodo
de tiempo prudencial que varía entre 10 y 40 años; para el caso específico de
Yaguachi nos proyectaremos a 20 años, es decir del año 2019 al año 2039, razón por
cuanto hemos estimado cual será la población futura al final de este periodo. Con la
población futura se determina la demanda de agua para el final del periodo de diseño.
Para calcular la población futura se utilizará tres métodos matemáticos: método
aritmético, método geométrico y método de wappaus.
45
2.9.1.1 Método Aritmético.
Es un método teórico que sólo necesita conocer el número de habitantes que tiene
la población en dos tiempos distintos. Se calcula a través de la siguiente fórmula:
Pf = Puc + K (Tf – Tuc)
K = Puc − Pci
Tuc − Tci
Donde:
Pf = Población futura (hab)
K = Tasa de crecimiento
Puc = Población último año censado (hab)
Pci = Población censo inicial (hab)
Tuc = Año del último censo (años)
Tci = Año del censo inicial (años)
Tf = Año al que se quiere proyectar (años)
2.9.1.2 Método Geométrico.
Mediante este método, se asume que el crecimiento exponencial de la población
aumenta proporcionalmente en cada período de tiempo. Se calcula con la siguiente
fórmula:
Pf = Pa × (1 + r )n
r = √Puc
Pci
n
− 1
Donde:
Pf = Población futura (hab)
46
Pa = Población actual (hab)
Puc = Población último año censado (hab)
Pci = Población censo inicial (hab)
r = Tasa de crecimiento anual
n = Número de datos de la información censal
2.9.1.3 Método de wappaus.
Este método se empleará desde poblaciones pequeñas de hasta 5000 habitantes
hasta poblaciones mayores de hasta 100000 habitantes.
Pf = Pci × [200 + i × (Tf − Ta)
200 − i × (Tf − Ta)]
i = 200 × (Puc − Pci)
(Tuc
− Tci) × (Puc − Pci)
Donde:
Pf = Población futura (hab)
Puc = Población último año censado (hab)
Pci = Población censo inicial (hab)
Tuc = Año del último censo (años)
Tci = Año del censo inicial (años)
Tf = Año al que se quiere proyectar (años)
Ta= Año del último censo (años)
i = Índice de crecimiento anual (%)
47
2.9.2 Caudal de diseño.
Para el cálculo del caudal que llega a la laguna se aplica las NORMAS PARA
ESTUDIO Y DISEÑO DE SISTEMAS DE AGUA POTABLE Y DISPOSICIÓN DE
AGUAS RESIDUALES PARA POBLACIONES MAYORES A 1000 HABITANTES,
propuestas por la Secretaria del Agua, SENAGUA.
- Caudales domésticos para el sistema de tratamiento
El caudal de diseño de la planta de tratamiento será igual, al caudal medio diario
de aguas servidas más infiltración.
El caudal de conexiones ilícitas, debido a su naturaleza periódica, no será
considerado para este caso.
Qd = Qmd + Qi
Donde:
Qmd = Caudal medio diario de aguas servidas
Qi = Caudal de infiltración
2.9.2.1 Caudal medio diario.
Para obtener el caudal medio diario de aguas residuales, este se define como la
contribución durante un periodo de 24 horas, resultando como el promedio durante
un año.
Mediante la siguiente fórmula se calcula el Qm:
Qmd=P × D × c
86400
Donde:
Qmd = Caudal medio diario (l/s)
48
P = Población (hab)
D = Dotación (consumo de agua potable) (l/hab/día)
c = Coeficiente de retorno o aporte (%)
2.9.2.1.1 Coeficiente de retorno (Cr).
Se considera este coeficiente por el hecho de que no toda el agua consumida
dentro de la vivienda es la misma que regresa al alcantarillado, esto se debe a sus
muchos usos como lavado de ropa, de pisos, riego, cocina entre otros. Por lo tanto
se lo denomina como coeficiente de retorno, el que está entre el 75% a 80%.
2.9.2.1.2 Consumo de agua (Dotación D).
El consumo de agua potable se lo adopta de acuerdo al clima y a la cantidad de
habitantes como se muestra en la siguiente tabla:
Tabla 4: Dotaciones recomendadas
Población Clima
Dotación Media futura
(habitantes) (l/hab/dia)
Hasta 5000
Frío 120 - 150
Templado 130 - 160
Cálido 170 - 200
5000 a 50000
Frío 180 - 200
Templado 190 - 220
Cálido 200 - 230
Más de 50000
Frío > 200
Templado > 220
Cálido > 230
2.9.2.2 Caudal de infiltración.
Para el caudal de infiltración se tomará en cuenta el area total de la población
urbana abastecida por agua potable y alcantarillado:
Fuente: SENAGUA, (1992)
Elaboración: Cindy Quillay & Christian Malavé
49
Qi = 0,1 × Ap
Donde:
Qi = Caudal de infiltración (l/s)
Ap = Área tributaria (ha)
2.10 Eficiencias de Remoción
La eficiencia de Remoción de carga contaminante en un sistema de tratamiento de
aguas residuales viene dada por la siguiente fórmula:
Diferencia de Flujos = Flujo de entrada − Flujo de Salida
% de Eficiencia de Remoción = Diferencia de Flujo
Flujo de Entrada× 100
2.11 Definiciones conceptuales
- Afluente. – Son aguas residuales que ingresan a un sistema de tratamiento.
- Aguas residuales. – “El agua gastada o usada de una comunidad o industria,
que contiene materia disuelta y suspendida”. (American Society of Civil
Engineers ASCE, 2007)
- Alcantarillado Sanitario. – “es un sistema de tuberías que transportan
desechos líquidos y del agua desde residencias, edificios comerciales,
plantas industriales e instituciones” (American Society of Civil Engineers
ASCE, 2007).
- Auto purificación. – propiedad que poseen las grandes masas de agua para
recuperar su composición química luego de haber sido afectada por
sustancias vertidas en éstas.
50
- Biomasa. - Cantidad total de materia orgánica de origen animal o vegetal
presente en una comunidad o ecosistema.
- Carga orgánica. – Es la materia orgánica medida como DBO o DQO
concentrada en el caudal medio, se expresa en (kg/día).
- Carga orgánica superficial. – Es la masa de un parámetro por una unidad de
área superficial, se expresa como kg DBO/(ha día).
- Carga orgánica volumétrica. – Es la masa de un parámetro por una unidad de
volumen y tiempo, se expresa como kg DBO/(m3.día).
- Cuerpo hídrico. – toda aquella masa de agua considerable existente en
determinada ubicación.
- Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO). – “cantidad de oxígeno que
requieren los microorganismos para oxidar o estabilizar la materia orgánica
biodegradable en condiciones aerobias”. (Romero Rojas, 2004)
- Demanda Química de Oxígeno (DQO). –“medición del oxígeno equivalente a
la materia orgánica existente en una masa de agua y que puede ser oxidable
químicamente”. (Romero Rojas, Tratamiento de aguas residuales. Teoría y
principios de diseño., 2004)
- Densidad poblacional. – relación entre la cantidad de habitantes y el área
ocupada por una zona analizada.
- Dotación. – cantidad de agua suministrada para cada habitante para un
especificado tiempo en la zona de estudio. (Romero Rojas, 1999)
- Efluente. – Son aguas que salen de un proceso de tratamiento.
- Infiltración. – “ingreso externo de agua a las alcantarillas sanitarias a través
de las uniones, tubería rota, grietas, aberturas en pozos y defectos similares
51
en las estructuras de alcantarillado sanitario”. (American Society of Civil
Engineers ASCE, 2007)
- PTAR. – Planta de tratamiento de aguas residuales, estación cuyo objetivo es
reducir de los contaminantes existentes en aguas negras para poder ser
descargadas en algún cuerpo receptor.
2.12 Marco Legal
2.12.1 Constitución Política de la República del Ecuador.
Título II Derechos Capítulo Segundo; Derechos del Buen Vivir
Art. 12.- El derecho humano al agua es fundamental e irrenunciable. El agua
corresponde patrimonio nacional estrátegico de uso público, inalienable,
imprescriptible, inembargable y esencial para la vida.
Art. 14.- Se reconoce el derecho de la población a vivir en un ambiente sano y
ecológicamente equilibrado, que garantice la sostenibilidad y el buen vivir, sumak
kawsay.
Se declara de interés público la preservación del ambiente, la conservación de los
escosistemas, la biodiversidad y la integridad del patrimonio genético del país, la
prevención del daño ambiental y la recuperación de los espacios naturales
degradados.
Capítulo Séptimo; Derechos de la Naturaleza.
En los artículos 71 y 72 reconoce a la naturaleza como sujeto de derecho que debe
ser respetada, mantenida y regenerada por personas naturales, jurídicas y colectivas.
Además el Estado tiene la obligación de restaurar a la naturaleza, cuando en ella se
presente casos graves o permanentes de impacto ambiental. (Constitución de la
República del Ecuador, 2008).
52
2.12.2 Ley de Prevención y Control de la Contaminación Ambiental.
Codificación 20, Registro Oficial Suplemento 418 de 10 de septiembre del
2004.Capitulo II, de la Prevención y Control de la Contaminación de las Aguas.
Art. 6.- Queda prohibido descargar, sin sujetarse a las correspondientes normas
técnicas y regulaciones, a las redes de alcantarillado, o en las quebradas, acequias,
ríos, lagos naturales o artificiales, o en las aguas marítimas, así como infiltrar en
terrenos, las aguas residuales que contengan contaminantes que sean nocivos a la
salud humana, a la fauna, a la flora y a las propiedades.
Art. 7.- El Consejo Nacional de Recursos Hídricos, en coordinación con los
Ministerios de Salud y del Ambiente, según el caso, elaborarán los proyectos de
normas técnicas y de las regulaciones para autorizar las descargas de líquidos
residuales, de acuerdo con la calidad de agua que deba tener el cuerpo receptor.
Art. 8.- Los Ministerios de Salud y del Ambiente, en sus respectivas áreas de
competencia, fijarán el grado de tratamiento que deban tener los residuos líquidos a
descargar en el cuerpo receptor, cualquiera sea su origen.
Art. 9.- Los Ministerios de Salud y del Ambiente, en sus respectivas áreas de
competencia, también, están facultados para supervisar la construcción de las plantas
de tratamiento de aguas residuales, así como de su operación y mantenimiento, con
el propósito de lograr los objetivos de esta Ley. (Ley de Prevención y Control de la
Contaminación Ambiental, 2004)
2.12.3 Ley Forestal y de Conservación de Áreas Naturales y Vida Silvestre.
Codificación 17, Registro Oficial Suplemento 418 de 10 de Septiembre del 2004.
104. CAPITULO III, de la Conservación de la Flora y Fauna Silvestres
53
Art. 73.- La flora y fauna silvestres son de dominio del Estado y corresponde al
Ministerio del Ambiente su conservación, protección y administración, para lo cual
ejercerá las siguientes funciones:
c) Prevenir y controlar la contaminación del suelo y de las aguas, así como la
degradación del medio ambiente; (Ley Forestal y de Conservación de Áreas Naturales
y Vida Silvestre, 2004)
2.12.4 Texto Unificado De Legislación Ambiental Secundaria del Ministerio
del Ambiente.
Norma de Calidad Ambiental y de descarga de Efluentes del Recurso de Agua
Libro VI Anexo 1 Acuerdo Ministerial 097 del 30 de Julio de 2015, establece:
5.2 Criterios generales para la descarga de efluentes
5.2.4 Normas generales para descarga de efluentes a cuerpos de agua dulce
5.2.4.9 Las aguas residuales que no cumplan con los parámetros de descarga
establecidos en esta Norma, deberán ser tratadas adecuadamente, sea cual fuere su
origen: público o privado. Los sistemas de tratamiento deben contar con un plan de
contingencias frente a cualquier situación que afecte su eficiencia.
5.2.4.10 Se prohíbe la descarga de residuos líquidos sin tratar hacia los cuerpos
receptores, canales de conducción de agua a embalses, canales de riego o canales
de drenaje pluvial, provenientes del lavado y/o mantenimiento de vehículos aéreos y
terrestres, así como el de aplicadores manuales y aéreos, recipientes, empaques y
envases que contengan o hayan contenido agroquímicos u otras sustancias tóxicas.
(Ministerio del Ambiente Ecuador, 2015)
54
Tabla 5: Límites de descarga a un cuerpo de agua dulce
Parámetros Expresado como Unidad Límite máximo
permisible
Aceites y Grasas Sustancias solubles en
hexano mg/l 30
Alkil mercurio mg/l No detectable
Aluminio Al mg/l 5,0
Arsénico total As mg/l 0,1
Bario Ba mg/l 2,0
Boro total B mg/l 2,0
Cadmio Cd mg/l 0,02
Cianuro total CN- mg/l 0,1
Cloro Activo Cl mg/l 0,5
Cloroformo Extracto carbón
cloroformo ECC mg/l 0,1
Cloruros Cl- mg/l 1000
Cobre Cu mg/l 1,0
Cobalto Co mg/l 0,5
Coliformes Fecales Nmp/100 ml 2000
Color real1 Color real unidades
de color
Inapreciable en
dilución: 1/20
Compuestos
fenólicos Fenol mg/l 0,2
Cromo hexavalente Cr+6 mg/l 0,5
Demanda
Bioquímica de
Oxígeno (5 días)
D.B.O5. mg/l 100
Demanda Química
de Oxígeno D.Q.O. mg/l 250
Estaño Sn mg/l 5,0
Fluoruros F mg/l 5,0
Continúa…
55
Continuación…
Tabla 5: Límites de descarga a un cuerpo de agua dulce
Parámetros Expresado como Unidad Límite máximo
permisible
Fósforo Total P mg/l 10,0
Hierro total Fe mg/l 10,0
Hidrocarburos
Totales de Petróleo TPH mg/l 20,0
Manganeso total Mn mg/l 2,0
Materia flotante Visibles Ausencia
Mercurio total Hg mg/l 0,005
Níquel Ni mg/l 2,0
Nitrógeno
Amoniacal N mg/l 30,0
Nitrógeno Total
Kjedahl N mg/l 50,0
Organoclorados
totales
Concentración de
organoclorados totales mg/l 0,05
Organofosforados
totales
Concentración de
organofosforados
totales
mg/l 0,1
Plata Ag mg/l 0,1
Plomo Pb mg/l 0,2
Potencial de
hidrógeno pH 6-9
Selenio Se mg/l 0,1
Sólidos
Suspendidos SST mg/l 130
Sólidos Totales ST mg/l 1600
Sulfatos SO4= mg/l 1000
Sulfuros S mg/l 0,5
Temperatura °C Condición Natural ±3
Continúa…
56
Continuación…
Tabla 5: Límites de descarga a un cuerpo de agua dulce
Parámetros Expresado como Unidad Límite máximo
permisible
Tensoactivos Sustancias activas al
azul de metileno mg/l 0,5
Tetracloruro de
carbono Tetracloruro de carbono mg/l 1,0
Zinc Zn mg/l 5,0
1La apreciación del color se estima sobre 10cm de muestra diluida
Fuente: Ministerio del Ambiente Ecuador, (2015)
Elaboración: Cindy Quillay & Christian Malavé
57
CAPÍTULO III
METODOLOGÍA
3.1 Características de la zona
3.1.1 Ubicación.
El cantón San Jacinto de Yaguachi se encuentra ubicado en el Sur Oeste del país,
perteneciendo a la provincia del Guayas (Ilustración 12), está a una distancia
aproximadamente de 29 km y unos cuarenta minutos de la Ciudad de Guayaquil, está
asentada a 05 m.s.n.m., la temperatura promedio es de 24,5 y su terreno es plano.
Sus límites son:
Al Norte: Cantón Samborondón
Al Noroeste: Cantón Alfredo Baquerizo Moreno (Juján)
Al Sur: Cantones: Naranjal y El Triunfo
Al Este: Cantones: Milagro y Marcelino de Maridueña
Al Oeste: Cantón Durán y el río Babahoyo
Extensión: 512, 56 km2
Cuenta con una extensión de 512,56 km2 y tiene un total de 60.958 habitantes. Su
territorio es atravesado por el río Yaguachi conformado por los ríos Milagro y Chimbo,
así como también influenciado por los ríos Culebras y Bulu-Bulu.
58
Ilustración 12: Ubicación del Cantón Yaguachi
3.1.2 División Política.
El Cantón San Jacinto de Yaguachi está conformado por 3 cabeceras parroquiales
rurales: Yaguachi Viejo o Cone, Pedro J. Montero, Virgen de Fátima; y la parroquia
urbana la cabecera cantonal (Yaguachi Nuevo) como se muestra en la ilustración
inferior (Ilustración 13), con un total de 90 Recintos y 18 caseríos.
Los principales recintos son: María Clementina, San Martín de Porres, Bodeguita,
El Pensamiento, Casiguana, Cascol, San Juan, Caimito, El Cóndor, Guajala.
Fuente: Google maps (2019)
59
Ilustración 13: División política del Cantón San Jacinto de Yaguachi
3.1.3 Población.
De acuerdo con el último censo realizado en el 2010 por el Instituto Nacional de
Estadísticas y Censo (INEC), indica que la población del Cantón San Jacinto de
Yaguachi es de 60.958 habitantes, lo que representa el 1,67% del total de la provincia
del Guayas. Donde 29.694 son mujeres y 32.264 hombres como se muestra en la
siguiente tabla.
Fuente: Diario El Universo (2010)
60
Tabla 6: Población de hombres y mujeres
HABITANTES TOTAL %
MUJERES 29,694 48,71
HOMBRES 31,264 51,29
TOTAL 60,958 100,00
La población urbana del Cantón San Jacinto de Yaguachi alcanza un porcentaje
del 29.3% y la rural de 70.7%, de acuerdo con la información proporcionada por el
INEC (Ilustración 14).
Ilustración 14: Población Urbana y Rural del Cantón San Jacinto de Yaguachi
Fuente: Instituto Nacional de Estadísticas y Censos (2010)
Elaboración: Cindy Quillay & Christian Malavé
Fuente: Instituto Nacional de Estadísticas y Censos. (2010)
Elaboración: Cindy Quillay & Christian Malavé
61
3.1.4 Características del medio físico.
3.1.4.1 Clima.
El clima que predomina en el Cantón San Jacinto de Yaguachi es de tipo mega
térmico semi-húmedo. Las características de este clima se deben a varios factores
meteorológicos como: temperatura del aire, precipitación, humedad atmosférica y
dirección del viento.
Por ello se considerarán los siguientes datos registrados por la estación
meteorológica más cercana que está ubicada en el Ingenio Valdez en Milagro
(Ilustración 15).
Ilustración 15: Ubicación de la Estación Meteorológica Ingenio Valdez en Milagro
La zona geográfica presenta una temperatura media anual que oscila entre 24,5
°C a 26 °C; las precipitaciones se dan durante la época de invierno o de lluvia en los
meses de diciembre hasta mayo, mientras que en la época de verano se da en los
meses de junio a noviembre con una precipitación media anual mayor a 1000 mm y
con una humedad relativa de 79%.
Fuente: Google Earth (2019)
62
Los registros que presenta la dirección predominante del viento provienen del sur,
ocurriendo las mínimas intensidades durante el mes de abril. Tiene una velocidad
media de 3 km/h.
3.1.4.2 Hidrología.
El Río Yaguachi lleva el mismo nombre de su Cantón se forma por los afluentes el
Chimbo y el Milagro, pasando por el centro del cantón de Este a Oeste y finalmente
desemboca en el Río Babahoyo.
Al sur del Cantón recorren otros ríos que son importantes como el Río Bulu Bulu y
el Culebras. Además de los esteros: Capachos, Papayo, Mojahuevo y el Guajalata.
3.1.4.3 Geología.
La geología que se presenta en el Cantón está conformada por grandes depósitos
de suelos aluviales y arcillas estuarina ya que a lo largo del tiempo la acción erosiva
Tabla 7: Condiciones climáticas de la estación más cercana al área de estudio.
Fuente: INAMHI (2013)
63
de los agentes atmosféricos ha transportado estos materiales procedentes de las
formaciones rocosa de la cordillera de los Andes.
3.1.5 Características del medio biótico.
3.1.5.1 Flora.
La vegetación actual del cantón está constituida por muy pocas especies arbustivas
y no se evidencian grandes extensiones de bosques. Se advierte la presencia de
algunos árboles pequeños de hojas deciduas con marcada diferencia en su vigor, es
decir, en función de la dinámica del clima.
La vegetación de la zona ha sido reemplazada y modificada a consecuencia de las
actividades agrícolas y ganaderas. Entre los cultivos identificados están: banano,
arroz, cacao, café, caña de azúcar, tabaco, algodón, palma africana, maíz, yuca,
pimiento, tomate, achiote, etc.; especies maderables como el guayacán, balsa,
nigüito, roble, cañafístula, palo prieto, guácimo, guarumo, boya (para construcción de
aviones), guachapelí, al garrobo (construcción de cercas), teca, y frutas tropicales
(mango, coco, mamey, aguacate, zapote, guaba, etc.) Extensas zonas están
cubiertas de pastizales. (GAD Yaguachi, 2014)
Entre la flora existente dentro del cantón a continuación, se mencionan los nombres
científicos de las siguientes especies de la región:
64
Tabla 8: Flora del Área de influencia del proyecto
VEGETACIÓN
Nombre vulgar Nombre científico
Caña de azúcar Sacaharumoffinarum
Banano Musa paradisiaca
Guayacán Tabebuia
Balsa Ochoromalagopus
Guachapelí Pseudomoneaguachapele
Niguito Muntigiacalabura
Roble Terminalia oblonga
Cañafietolo Cassia fistula
Mamey Mammea americana
Palo pietro Erithrina glauca
Guaba Inga sp
Guácimo Guazumaulmifolia
Guarumo Cecropiasp
Teca Tectonagrandis linn F
3.1.5.2 Fauna.
En cuanto a la fauna del cantón (entendiéndose que el estudio de la fauna se
orienta hacia las especies en las que conforman poblaciones estables sin incluirlos
animales domésticos) se conoce que, en este ecosistema típico de la costa
ecuatoriana, se albergan poblaciones de varias especies animales como mamíferos,
anfibios, reptiles y una importante diversidad de más de 40 clases de aves que vienen
a alimentarse y en otros casos a anidar.
Entre las especies de mamíferos tenemos: ardillas, zorros, guantas, perro de monte,
armadillos, entre otros. En terrenos fangosos del mencionado cantón a causa de las
constantes lluvias de invierno, con pequeñas plantas creciendo, se puede apreciar la
diversidad de aves que son atraídas por los arrozales y alrededores en esta zona rural
costeña de la provincia del Guayas. Especies de aves, especialmente como la garza
mayor, que es una de las especies predominantes que embellecen la zona, por su
Fuente: GAD Yaguachi (2014)
Elaboración: Cindy Quillay & Christian Malavé
65
plumaje blanco y cuello largo. Estas aves miden más de un metro de alto y de
envergadura (alas extendidas). Se alimentan de crustáceos y pequeños vertebrados
terrestres como roedores y anfibios.
Otras especies que también anidan en los arbustos y árboles son las tórtolas y los
pericos. Además, la golondrina común (Hirundo rústica), especie migratoria que viene
del norte de América, así como la alirrasposa sureña y la tijera, aves locales que
sobrevuelan el lugar para alimentarse de insectos.
Según estudios realizados las aves llegan al sitio dependiendo de las fases de cultivos
existentes en la zona. Así, por ejemplo, en el verano del 2008 se observaron alrededor
de 30 especies, pero en invierno se incrementaron a más de 40 debido a las
condiciones ambientales estacionales que modifican la vegetación y los ecosistemas
del sector.
Otras aves identificadas fueron: la paloma, el pato zambullidor menor, cormorán
neotropical, garza nocturna, pato cuervo, tilingos, garceta azul, garceta nívea, garceta
bueyera, gallinazo cabesirrojo, águila pescadora, elanio caracolero, gavilán negro
mayor, cigüeñuela cuelli negra, chorlo, perico del pacífico, garrapatero piquiestriado,
y pastorero pechirrojo.
Entre las especies de reptiles, existen culebras sayama, matacaballo, equis, dado que
existen sembríos de plátano (bananeras) y algunas especies de lagartijas. (GAD
Yaguachi, 2014)
66
3.2 Cálculo de la población futura
Tabla 9: Población urbana y rural de Yaguachi
AÑO DEL CENSO POBLACIÓN
TOTAL
POBLACIÓN
URBANA
POBLACIÓN
RURAL
2001 47630 13395 34235
2010 60958 17861 43097
3.2.1 Método aritmético.
Él método aritmético plantea una suposición a que el incremento poblacional es de
forma lineal, por lo cual una ecuación en base a dos datos anteriores los mismos que
formen una recta, pueden proyectar el dato futuro necesitado.
Pf = Puc + K (Tf – Ta)
En donde Pf es la población futura que necesitamos encontrar, Puc es la población
del último censo realizado, es decir, es el dato más actual con el que se cuenta, Tf es
el tiempo futuro o el año en el cual necesitamos conocer cual es la población, Ta es
el tiempo más actual con el contamos los datos de referencia y K es lo que en la
ecuación de la recta representa la pendiente y se obtiene mediante la siguiente
fórmula:
K = Puc − Pci
Tuc − Tci
Se necesita tener dos datos de población de censos realizados; Puc es la población
del último censo, Pci es la población del censo anterior, Tuc es el año en el que se
realizó el último censo y Tci es el año del censo anterior del cual estamos tomando los
datos.
Fuente: Instituto Nacional de Estadísticas y Censos (INEC)
Elaboración: Cindy Quillay & Christian Malavé
67
K =17861 − 13395
2010 − 2001 = 496,22
Pf = 17861 + [496,22 × (2039 − 2010)] = 32251 Población futura = 32251 hab
3.2.2 Método geométrico.
Éste método supone un crecimiento exponencial de la población, es decir, que ésta
aumenta de manera creciente con el pasar del tiempo, y se realiza mediante la
siguiente fórmula:
Pf = Pa × (1 + r)n
En la cual la población futura es Pf, Pa es la población actual o población del último
censo, r es la tasa de crecimiento observado a partir de dos datos conocidos y n es
la cantidad de años a los que deseamos proyectar los datos de población.
La tasa de crecimiento r se puede obtener mediante aproximación aritmética, de la
siguiente manera:
r = √Puc
Pci
n
− 1
En la cual n es la diferencia de años que existe el tiempo del último censo realizado
y el tiempo del censo anterior. Puc es la población del último censo y Pci es la población
del censo anterior o inical.
r = √17861
13395
9
− 1 = 0,0325
Pf = 17861 × (1 + 0,0325)20 = 45140 Población futura = 45140 hab
68
3.2.3 Método de wappus.
Es un método para la estimación de poblaciones pequeñas hasta 100000
habitantes, el cual en función a una tasa de crecimiento anual propia del método y el
período de diseño, calcula una proyección de población y se obtiene mediante la
siguiente expresión:
Pf = Pci × [200 + i × (Tf − Ta)
200 − i × (Tf − Ta)]
En la cual Puc es la población del último censo, i es la tasa de crecimiento anual, Tf
es el tiempo al cual se desea proyectar la población y Ta es el año del cual se conoce
la población del último censo.
La tasa de crecimiento para éste método se calcula de la siguiente manera:
i =200 × (Puc − Pci)
(Tuc
− Tci) × (Puc − Pci)
En la cual Puc es la población del último censo, Pci es la población del censo anterior
o inicial, Tuc es el año del cual se conoce la Puc y Tci es el año del cual se conoce la
población del censo anterior.
i = 200 × (17861 − 13395)
(2010 − 2001) × (17861 + 13395) = 3,18
Pf = 17861 × [200 + 3,06 × (2039 − 2010)
200 − 3,06 × (2039 − 2010)] = 54136 Población futura = 54136 hab
69
RESUMEN DE RESULTADOS
Tabla 10: Población futura calculada de Yaguachi
AÑOS MÉTODOS PROMEDIO
POBLACIÓN FUTURA LINEAL GEOMÉTRICO WAPPAUS
2019 22327 23816 24114 23419
2024 24808 27944 28804 27185
2029 27289 32788 34834 31637
2034 29770 38472 42876 37039
2039 32251 45140 54136 43842
3.3 Cálculo del caudal de diseño
El caudal de diseño es igual al caudal medio diario (Qmd) más el caudal de
infiltración (Qi), tal como lo expresa la fórmula siguiente:
Qd = Qmd + Qi
Para el cálculo del caudal medio diario (Qmd), mediante la ecuación a continuación:
Qmd = P × D × c
86400
Elaboración: Cindy Quillay & Christian Malavé
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
2015 2020 2025 2030 2035 2040
Po
bla
ció
n
Años
Población Proyectada
Lineal
Geometrico
Wappus
Promedio
Elaboración: Cindy Quillay & Christian Malavé
Ilustración 16: Población Proyectada del Cantón Yaguachi
70
Fuente: GAD Yaguachi (2010)
Donde:
“P” es la población de diseño = 43842 hab
“D” es la dotación de agua por habitante al día = 200 Lt/(hab*día)
y “c” es el coeficiente de retorno = 0,80
Qmd = 43842 × 200 × 0,80
86400 = 81,19
lt
s
Para el caudal de infiltración se tomará en cuenta el área total (en hectáreas) de
la población urbana abastecida por agua potable y alcantarillado (Ilustración 17):
Ilustración 17: Sector Urbano de Yaguachi
A = 1465547,993 m2
A = 146,55 ha
71
Qi = 0,1 × 146,55
Qi = 14,66 lt/s
Por lo tanto el caudal de diseño es el siguiente:
Qd = Qmd + Qi
Qd = (81,19+ 14,66) lt/s
Qd = 95,84 lt/s
RESUMEN DE RESULTADOS
Tabla 11: Cálculo del Caudal de Diseño
Año de análisis
Población de diseño
(hab)
Dotación (l×hab/día)
Qmd (m3/día)
Caudal Infiltración Qi (m3/día)
Qdiseño
(Qmd+Qi) (m3/día)
Qdiseño (Qmd+Qi)
(l/s)
2019 23419 200
3747,03 1266,192 5013,23 58,02
2039 43842 7014,79 1266,192 8280,98 95,84
3.4 Sistema De Tratamiento De Aguas Residuales Del Cantón De Yaguachi
La planta o sistema de tratamiento de aguas residuales del cantón San Jacinto de
Yaguachi se conforma por lagunas de oxidación que se encuentra al norte de la zona
urbana del cantón, a poco más de un kilómetro de dicha zona, separadas
aproximadamente a 80 metros de las orillas del río Yaguachi.
Elaboración: Cindy Quillay & Christian Malavé
72
Fuente: GAD Yaguachi (2010)
Ilustración 18: Vista en planta de las lagunas de Oxidación del Cantón Yaguachi
Perimetralmente la podemos ubicar de acuerdo a los 4 puntos mostrado en la
ilustración anterior (Ilustración 18) según sus coordenadas detalladas en la siguiente
tabla:
73
Tabla 12: Coordenadas de Ubicación lagunas de Oxidación del cantón Yaguachi
PUNTO
COORDENADAS UTM
COORDENADA “X” COORDENADA “Y”
1 644607.32 9770350.78
2 644196.18 9770389.77
3 644384.88 9770166.20
4 644607.32 9770350.78
3.4.1 Componentes De La Laguna De Oxidación.
El sistema empieza con las tuberías que recogen las aguas servidas de toda la
población urbana del Cantón Yaguachi, al ingreso de la laguna las aguas negras son
filtradas por un desarenador antes de pasar a la primera laguna, la cual es una laguna
aerobia, continuando con la laguna facultativa, la cual es la de mayores dimensiones,
antes de la descarga al río las aguas tratadas pasan por dos lagunas de maduración,
las mismas que terminan el proceso de tratamiento del agua.
- DESARENADOR
Luego de la cámara de caída, se da paso al ingreso de las aguas a la zona
perimetral ocupada por la laguna mediante una tubería de 37,5 metros de longitud y
400 milímetros de diámetro, pasando por un cámara de rebose, y otra tubería de
mismo diámetro y 1,20 metros de longitud antes de su ingreso al desarenador de
Fuente: GAD Yaguachi (2010)
Elaboración: Cindy Quillay & Christian Malavé
74
hormigón armado de tipo longitudinal con dimensiones de 12,00 metros de largo por
3,10 metros de ancho (Ilustración 19).
Ilustración 19: Desarenador Lagunas de Oxidación de Yaguachi, vista en planta
En éste se retienen materiales sólidos que podrían obstaculizar los canales o
tuberías que conducen las aguas servidas a los demás procesos realizados en éste
tratamiento de aguas cumpliendo así el proceso de pretratamiento.
- LAGUNA ANAEROBIA
El desarenador está conectado con la primera laguna, la cual es anaerobia
mediante una tubería de 15,70 metros con 400 milímetros de diámetro la cual llega a
la segunda cámara de rebose y luego de ésta mediante otra tubería del mismo
diámetro que la anterior y con una longitud de 10,60 metros se depositan las aguas
servidas en la laguna (Véase en la Ilustración 20).
El ancho de la base de la laguna anaerobia es de 33 metros de ancho por 63 metros
de largo, con un talud de 25°, tiene una altura de 2,60 metros desde la base de la
Fuente: GAD Yaguachi (2010)
75
laguna, a ésta altura en la corona del dique existen 20 centímetros de cascajo
compactado.
Ilustración 20: Vista en planta de la laguna anaerobia
La laguna está compuesta por un dique de arcilla limosa café oscura impermeable
en tres de sus lados perimetrales (Ilustración 21), el cuarto de sus lados lo comparte
con la laguna facultativa, la cual se describirá mas adelante.
Fuente: GAD Yaguachi (2010)
76
Ilustración 21: Dique de la Laguna Anaerobia
En esta laguna se realizan procesos de sedimentación de sólidos y la acumulación
de éstos en el fondo, además también se evidencia la flotación de materiales en la
superficie.
- LAGUNA FACULTATIVA
Luego de la laguna anaerobia las aguas residuales recorren una longitud de 78,65
metros de tubería de 400 milímetros de diámetro hasta ser depositadas en la laguna
facultativa (Véase en la Ilustración 22).
El ancho de la base de la laguna facultativa es de 93 metros por 243 metros de
largo, con un talud de 25°, tiene una altura de 2,00 metros desde la base de la laguna,
a ésta altura en la corona del dique existen 20 centímetros de cascajo compactado.
Fuente: GAD Yaguachi (2010)
77
Ilustración 22: Vista en planta laguna facultativa
La laguna está compuesta por un dique de arcilla café con pintas de limo
impermeable en todos sus lados perimetrales, cabe recalcar que uno de sus lados de
mayor longitud lo comparte con dos lagunas de maduración las cuales finalizan el
proceso del tratamiento del agua residual (Ilustración 23).
Fuente: GAD Yaguachi (2010)
78
Ilustración 23: Dique de la laguna Facultativa
En la laguna facultativa se presentan tres tipos de procesos los cuales se
evidencian en diferentes zonas, en la parte superior se realizan procesos aeróbicos y
en la inferior mediante las bacterias anaeróbicas y la materia orgánica se produce un
proceso anaeróbico, dejando una zona intermedia de la laguna a la cual se la
denomina zona facultativa, en la cual los procesos químicos son realizados tanto por
materia orgánica, bacterias aeróbicas y bacterias facultativas.
En las lagunas facultativas es en donde se espera la mayor eliminación o reducción
de contaminantes que se encuentran en las aguas residuales tales como; Sólidos,
DBO, Nitrógeno y Coliformes Fecales.
- LAGUNAS DE MADURACIÓN
Luego de la laguna facultativa las aguas residuales son transportadas hacia la
primera laguna de maduración mediante una tubería de 107,15 metros de longitud la
cual posee 400 milímetros de diámetro (Ilustración 24).
El ancho de la base de ambas lagunas de maduración es de 43 metros por 103
metros de largo, con un talud de 25°, tiene una altura de 2,00 metros desde la base
de la laguna, a ésta altura en la corona del dique existen 20 centímetros de cascajo
compactado.
Fuente: GAD Yaguachi (2010)
79
Ilustración 24: Vista en planta Lagunas de maduración
Las lagunas están compuesta por diques de arcilla café con pintas de limo
impermeable en todoa sus lados perimetrales, cabe recalcar que sus lados
longitudinales corpanten un mismo dique con la laguna facultativa (Ilustración 25).
Ilustración 25: Dique lagunas de maduración
En las lagunas de maduración se espera que se culmine la eliminación de bacterias
patógenas existentes en las aguas que están siendo tratadas, es decir, su función es
principalmente de desinfección para la descarga efectiva en el cuerpo hídrico
receptor, que en este caso es el río Yaguachi.
Fuente: GAD Yaguachi (2010)
Fuente: GAD Yaguachi (2010)
80
3.5 Metodología Aplicada
La metodología aplicada se desarrolla en base a los diferentes tipos de
investigación que se realizaron para la evaluación de la laguna de oxidación del
Cantón San Jacinto de Yaguachi.
Nivel empírico - nivel teórico:
Consistió en la recopilación de documentación acerca de la ubicación de la planta
de tratamiento aguas residuales (laguna de oxidación), de las condiciones físicas y
climáticas del sector, así también se necesitó de información del municipio de San
Jacinto de Yaguachi, sobre estudios y diseños de proyecto.
Además, mediante la investigación bibliográfica se logrará enriquecer el tema del
proyecto buscando en fuentes como; libros, tesis, publicaciones científicas, manuales
de diseño y operación. Toda esta información permite que la investigación llegue a
ser explicita y concreta.
Se realizó varias investigaciones de campo haciendo inspecciones a las
instalaciones de la Laguna de Oxidación del Cantón Yaguachi, para evaluar la
situación actual del sistema considerando las siguientes observaciones:
características del agua residual, impactos causados al medio ambiente y población,
operación y mantenimiento de las lagunas.
Mediante una visita de campo se desarrolló la toma de muestra del agua de la
laguna y del río para realizar sus respectivos análisis físicos-químicos y
bacteriológicos.
81
Nivel experimental:
Mediante la investigación experimental se tomarán muestras del agua en el sistema
y en el río, dichas muestras serán llevadas a un laboratorio ambiental para que se
proceda a realizar los análisis respectivos los que se efectuarán bajo los parámetros
(Aceites y grasas, Cl-, Coliformes fecales, DBO5, DQO, Nitrógeno amoniacal,
Nitrógeno kjedahl, pH, SST y ST) solicitados en el TULSMA.
Puntos de muestreo: se tomaron 4 muestras de 4 litros cada una.
- Muestra 1: Entrada a la Laguna de Oxidación de Yaguachi.
Ilustración 26: Entrada a la Laguna de Oxidación de Yaguachi
Elaboración: Cindy Quillay & Christian Malavé
82
- Muestra 2: Salida de la Laguna de Oxidación de Yaguachi.
lustración 27: Salida de la Laguna de Oxidación de Yaguachi
- Muestra 3: Aguas arriba del Río Yaguachi respecto a la Laguna de Oxidación.
Ilustración 28: Aguas arriba del Río Yaguachi respecto a la Laguna de Oxidación
Elaboración: Cindy Quillay & Christian Malavé
Elaboración: Cindy Quillay & Christian Malavé
83
- Muestra 4: Aguas abajo del Río Yaguachi respecto a la Laguna de Oxidación.
Ilustración 29: Aguas abajo del Río Yaguachi respecto a la Laguna de Oxidación
Ilustración 30: Esquema de puntos de muestreo
Muestra 1
Muestra 2
Muestra 3
Muestra 4
Fuente: Google Maps (2019)
Elaboración: Cindy Quillay & Christian Malavé
84
Parámetros de monitoreo: entre esos se tienen el DBO5, DQO, Sólidos
Suspendidos totales, Sólidos totales, Nitrógeno amoniacal, Nitrógeno kjedahl,
Coliformes fecales, pH, Cloruros.
Evaluación de resultados
Los resultados de los ensayos del agua cruda y del agua tratada se compararán
cada uno de los parámetros que se consideraron, para determinar si la laguna está
cumpliendo con su proceso de tratamiento. Además, se verificará si se cumple con
los límites de descarga de la laguna hacia un cuerpo de agua dulce (TULSMA).
Los resultados de los ensayos del cuerpo hídrico receptor serán analizados para
establecer en que rango de contaminación se encuentra el Río Yaguachi.
85
CAPÍTULO IV
ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS
4.1 Resultados de Laboratorio
Los análisis físicos, químicos y bacteriológicos se hicieron en las muestras
recogidas en; la entrada y salida de la laguna de oxidación, en el Río Yaguachi aguas
arriba y aguas abajo estos análisis se desarrollaron en el Laboratorio Ambiental de
Aguas Residuales de la Facultad de Ingeniería Química ubicado en la Universidad de
Guayaquil y por el Laboratorio LAZO ubicado en la vía Durán Tambo Km. 4.5 del
Cantón Durán.
4.2 Informe de las muestras en la Laguna de Oxidación
4.2.1 Muestra 1: Entrada a la Laguna de Oxidación de Yaguachi.
En la siguiente tabla se detallan los parámetros que fueron analizados en la
muestra 1, (Ver Anexos B).
Tabla 13: Resultados de la Entrada a la Laguna de Oxidación de Yaguachi
PARÁMETRO UNIDAD RESULTADO
Aceites y Grasas mg/l 112
Cloruros mg/l 380
Coliformes Fecales Nmp/100ml 92x103
DBO5 mg/l 208
DQO mg/l 264
Nitrógeno Amoniacal mg/l 16,8
Nitrógeno Kjedahl mg/l 116
86
PARÁMETRO UNIDAD RESULTADO
Potencial de Hidrógeno pH 7,76
Sólidos Suspendidos Totales mg/l 885
Sólidos Totales mg/l 1548
4.2.2 Muestra 2: Salida de la Laguna de Oxidación de Yaguachi.
Se analizaron los parámetros que se detallan en la siguiente tabla (Ver Anexos B).
Tabla 14: Resultados de la Salida de la Laguna de Oxidación de Yaguachi
PARÁMETRO UNIDAD RESULTADO
Aceites y Grasas mg/l 32
Cloruros mg/l 276
Coliformes Fecales Nmp/100ml 54x103
DBO5 mg/l 179
DQO mg/l 224
Nitrógeno Amoniacal mg/l 3,78
Nitrógeno Kjedahl mg/l 110
Potencial de Hidrógeno pH 9,48
Sólidos Suspendidos Totales mg/l 140
Sólidos Totales mg/l 974
Fuente: Laboratorio Ambiental & Lazo (2018)
Elaboración: Cindy Quillay & Christian Malavé
Fuente: Laboratorio Ambiental & Lazo (2018)
Elaboración: Cindy Quillay & Christian Malavé
87
4.2.3 Comparación de la muestra de salida de la PTARD con el TULSMA.
Cada parámetro se mostrará con gráficos de barra donde se detallará la cantidad
de fluente que ingresa a la laguna y que sale para ser descargada al cuerpo hídrico
receptor, además se realizará la comparación que debe de cumplir con lo especificado
en el TULSMA.
Los Aceites y grasas que ingresan a la planta de tratamiento de aguas residuales
es de 112 mg/l y se descarga 32 mg/l. Lo que es descargado se compara de acuerdo
con la Tabla 5 (Límites de descarga a un cuerpo de agua dulce), ésta sobrepasa con
lo mínimo determinándose que no cumple (Ilustración 31).
Ilustración 31: Flujo de entrada y salida en la PTARD con respecto a Aceites y grasas
Los Cloruros que ingresan a la planta de tratamiento de aguas residuales es de
380 mg/l y se descarga 276 mg/l. Lo que es descargado se compara de acuerdo con
la Tabla 5 (Límites de descarga a un cuerpo de agua dulce), ésta cumple dando un
resultado menor a lo establecido por la Norma (Ilustración 32).
112
32
30
0
20
40
60
80
100
120
ENTRADA A LA LAGUNA SALIDA DE LA LAGUNA
mg
/l
Aceites y Grasas
LÍMITEMÁXIMO PERMISIBLE TULSMA
Elaboración: Cindy Quillay & Christian Malavé
88
Ilustración 32: Flujo de entrada y salida en la PTARD con respecto a los Cloruros
Los Coliformes fecales que ingresan a la planta de tratamiento de aguas residuales
es de 92000 Nmp/100ml y se descarga 54000 Nmp/100ml. Lo que es descargado se
compara de acuerdo con la Tabla 5 (Límites de descarga a un cuerpo de agua dulce),
ésta sobrepasa exageradamente por lo tanto no cumple con la Norma (Ilustración 33).
Ilustración 33: Flujo de entrada y salida en la PTARD con respecto a los Coliformes Fecales
380
276
1000
0
200
400
600
800
1000
1200
ENTRADA A LA LAGUNA SALIDA DE LA LAGUNA
mg
/lCloruros
LÍMITEMÁXIMO PERMISIBLE TULSMA
92000
54000
20000
10000
20000
30000
40000
50000
60000
70000
80000
90000
100000
ENTRADA A LA LAGUNA SALIDA DE LA LAGUNA
Nm
p/1
00
ml
Coliformes Fecales
LÍMITEMÁXIMO PERMISIBLE TULSMA
Elaboración: Cindy Quillay & Christian Malavé
Elaboración: Cindy Quillay & Christian Malavé
89
El DBO5 que ingresa a la planta de tratamiento de aguas residuales es de 208 mg/l
y se descarga 179 mg/l. Lo que es descargado se compara de acuerdo con la Tabla
5 (Límites de descarga a un cuerpo de agua dulce), dando como resultado que no
cumple con lo establecido en la Norma (Ilustración 34).
Ilustración 34: Flujo de entrada y salida en la PTARD con respecto al DBO5
El DQO que ingresa a la planta de tratamiento de aguas residuales es de 264 mg/l
y se descarga 224 mg/l. Lo que es descargado se compara de acuerdo con la Tabla
5 (Límites de descarga a un cuerpo de agua dulce), dando como resultado que no
cumple con lo establecido en la Norma (Ilustración 35).
208
179
100
0
50
100
150
200
250
ENTRADA A LA LAGUNA SALIDA DE LA LAGUNA
mg
/l
DBO5
LÍMITEMÁXIMO PERMISIBLE TULSMA
Elaboración: Cindy Quillay & Christian Malavé
90
Ilustración 35: Flujo de entrada y salida en la PTARD con respecto al DQO
El Nitrógeno Amoniacal que ingresa a la planta de tratamiento de aguas residuales
es de 16,8 mg/l y se descarga 3,78 mg/l. Lo que es descargado se compara de
acuerdo con la Tabla 5 (Límites de descarga a un cuerpo de agua dulce), ésta cumple
dando un valor menor a lo establecido por la Norma (Ilustración 36).
Ilustración 36: Flujo de entrada y salida en la PTARD con respecto al Nitrógeno Amoniacal
264
224
200
0
50
100
150
200
250
300
ENTRADA A LA LAGUNA SALIDA DE LA LAGUNA
mg
/l
DQO
LÍMITEMÁXIMO PERMISIBLE TULSMA
16,8
3,78
30
0
5
10
15
20
25
30
35
ENTRADA A LA LAGUNA SALIDA DE LA LAGUNA
mg
/l
Nitrógeno Amoniacal
LÍMITEMÁXIMO PERMISIBLE TULSMA
Elaboración: Cindy Quillay & Christian Malavé
Elaboración: Cindy Quillay & Christian Malavé
91
El Nitrógeno Kjedahl que ingresa a la planta de tratamiento de aguas residuales es
de 116 mg/l y se descarga 110 mg/l. Lo que es descargado se compara de acuerdo
con la Tabla 5 (Límites de descarga a un cuerpo de agua dulce), determinándose que
no cumple porque da el doble del valor establecido por la Norma (Ilustración 37).
Ilustración 37: Flujo de entrada y salida en la PTARD con respecto al Nitrógeno Kjedahl
El Potencial de hidrógeno que ingresa a la planta de tratamiento de aguas
residuales es de 7,76 pH y se descarga 9,48 pH. Lo que es descargado se compara
de acuerdo con la Tabla 5 (Límites de descarga a un cuerpo de agua dulce),
determinándose que no cumple con el valor establecido por la Norma (Ilustración 38).
116110
50
0
20
40
60
80
100
120
140
ENTRADA A LA LAGUNA SALIDA DE LA LAGUNA
mg/l
Nitrógeno Kjedahl
LÍMITEMÁXIMO PERMISIBLE TULSMA
Elaboración: Cindy Quillay & Christian Malavé
92
Ilustración 38: Flujo de entrada y salida en la PTARD con respecto al pH
Los sólidos suspendidos totales que ingresan a la planta de tratamiento de aguas
residuales son de 885 mg/l y se descarga 140 mg/l. Lo que es descargado se compara
de acuerdo con la Tabla 5 (Límites de descarga a un cuerpo de agua dulce),
determinándose que no cumple con el valor establecido por la Norma (Ilustración 39).
Ilustración 39: Flujo de entrada y salida en la PTARD con respecto al SST
7,76
9,48
9
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
ENTRADA A LA LAGUNA SALIDA DE LA LAGUNA
pH
Potencial de Hidrógeno
LÍMITEMÁXIMO PERMISIBLE TULSMA
885
140
130
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
ENTRADA A LA LAGUNA SALIDA DE LA LAGUNA
mg
/l
Sólidos Suspendidos Totales
LÍMITEMÁXIMO PERMISIBLE TULSMA
Elaboración: Cindy Quillay & Christian Malavé
Elaboración: Cindy Quillay & Christian Malavé
93
Los sólidos totales que ingresan a la planta de tratamiento de aguas residuales son
de 1548 mg/l y se descarga 974 mg/l. Lo que es descargado se compara de acuerdo
con la Tabla 5 (Límites de descarga a un cuerpo de agua dulce), determinándose que
cumple con el valor establecido por la Norma (Ilustración 40).
Ilustración 40: Flujo de entrada y salida en la PTARD con respecto al ST
A continuación, se presenta el resumen de los análisis realizados en los
laboratorios y que fueron comparados con los valores que se establecen como límites
máximos permisibles de descarga a un cuerpo de agua dulce expuesto por la Norma
TULSMA Acuerdo Ministerial 097-A.
1548
974
1600
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
ENTRADA A LA LAGUNA SALIDA DE LA LAGUNA
mg
/l
Sólidos Totales
LÍMITEMÁXIMO PERMISIBLE TULSMA
Elaboración: Cindy Quillay & Christian Malavé
94
Tabla 15: Resultados del laboratorio comparados con el TULSMA
PARÁMETRO LABORATORIO LÍMITE MÁXIMO
PERMISIBLE
TULSMA
OBSERVACIÓN
Aceites y Grasas 32 mg/l 30 mg/l No cumple
Cloruros 276 mg/l 1000 mg/l Cumple
Coliformes Fecales 54x103 Nmp/100ml 2000 Nmp/100ml No cumple
DBO5 179 mg/l 100 mg/l No cumple
DQO 224 mg/l 200 mg/l No cumple
Nitrógeno Amoniacal 3,78 mg/l 30 mg/l Cumple
Nitrógeno Kjedahl 110 mg/l 50 mg/l No cumple
Potencial de
Hidrógeno 9,48 pH 6-9 pH No cumple
Sólidos Suspendidos
Totales 140 mg/l 130 mg/l No cumple
Sólidos Totales 974 mg/l 1600 mg/l Cumple
4.3 Cálculo del porcentaje de eficiencia de remoción
4.3.1 Cálculo del porcentaje de eficiencia de remoción en Aceites y grasas.
Con los resultados de los análisis físicos – químicos del laboratorio que se
realizaron en el mes de diciembre del 2018, se procede a calcular la eficiencia de
remoción con respecto al parámetro Aceites y grasas en la laguna de oxidación del
Cantón Yaguachi.
Resultados de Aceites y grasas:
- Flujo de entrada a la laguna de oxidación
Fuente: Laboratorio Ambiental & Lazo (2018)
Elaboración: Cindy Quillay & Christian Malavé
95
- Flujo de salida a la laguna de oxidación
Diferencia de Flujos = (Flujo de Entrada – Flujo de Salida)
% de Eficiencia de Remoción = Diferencia de Flujo
Flujo de Entrada × 100
Los datos del Aceites y grasas son:
- Flujo de entrada: 112 mg/l
- Flujo de salida: 32 mg/l
Diferencia de Flujos = (112 – 32)mg/l = 80 mg/l
% de Eficiencia de Remoción = 80 mg/l
112 mg/l × 100
% de Eficiencia de Remoción = 71.43 %
La eficiencia de remoción es 71.43 % con respecto a aceites y grasas.
4.3.2 Cálculo del porcentaje de eficiencia de remoción en Cloruros.
El cálculo anterior se aplica para el parámetro de Cloruros como se demuestra a
continuación:
Resultados de Cloruros:
- Flujo de entrada a la laguna de oxidación
- Flujo de salida a la laguna de oxidación
Diferencia de Flujos = (Flujo de Entrada – Flujo de Salida)
% de Eficiencia de Remoción = Diferencia de Flujo
Flujo de Entrada × 100
Los datos del Cloruros son:
96
- Flujo de entrada: 380 mg/l
- Flujo de salida: 276 mg/l
Diferencia de Flujos = (380 – 276)mg/l = 104 mg/l
% de Eficiencia de Remoción = 104 mg/l
380 mg/l × 100
% de Eficiencia de Remoción = 27.37 %
La eficiencia de remoción es 27.37 % con respecto a los cloruros.
4.3.3 Cálculo del porcentaje de eficiencia de remoción en Coliformes fecales.
El cálculo anterior se aplica para el parámetro de Coliformes fecales como se
demuestra a continuación:
Resultados de Coliformes fecales:
- Flujo de entrada a la laguna de oxidación
- Flujo de salida a la laguna de oxidación
Diferencia de Flujos = (Flujo de Entrada – Flujo de Salida)
% de Eficiencia de Remoción = Diferencia de Flujo
Flujo de Entrada × 100
Los datos del Coliformes fecales son:
- Flujo de entrada: 92000 Nmp/100ml
- Flujo de salida: 54000 Nmp/100ml
Diferencia de Flujos = (92000 – 54000) Nmp/100ml = 38000 Nmp/100ml
97
% de Eficiencia de Remoción = 38000 Nmp/100ml
92000 Nmp/100ml × 100
% de Eficiencia de Remoción = 41.30 %
La eficiencia de remoción es 41.30 % con respecto a coliformes fecales.
4.3.4 Cálculo del porcentaje de eficiencia de remoción en DBO5.
El cálculo anterior se aplica para el parámetro de DBO5 como se demuestra a
continuación:
Resultados de DBO5:
- Flujo de entrada a la laguna de oxidación
- Flujo de salida a la laguna de oxidación
Diferencia de Flujos = (Flujo de Entrada – Flujo de Salida)
% de Eficiencia de Remoción = Diferencia de Flujo
Flujo de Entrada × 100
Los datos del DBO5 son:
- Flujo de entrada: 208 mg/l
- Flujo de salida: 179 mg/l
Diferencia de Flujos = (208 – 179)mg/l = 29 mg/l
% de Eficiencia de Remoción = 29 mg/l
208 mg/l × 100
% de Eficiencia de Remoción = 13.94 %
La eficiencia de remoción es 13.94 % con respecto al DBO5.
98
4.3.5 Cálculo del porcentaje de eficiencia de remoción en DQO.
El cálculo anterior se aplica para el parámetro de DQO como se demuestra a
continuación:
Resultados de DQO:
- Flujo de entrada a la laguna de oxidación
- Flujo de salida a la laguna de oxidación
Diferencia de Flujos = (Flujo de Entrada – Flujo de Salida)
% de Eficiencia de Remoción = Diferencia de Flujo
Flujo de Entrada × 100
Los datos del DQO son:
- Flujo de entrada: 264 mg/l
- Flujo de salida: 224 mg/l
Diferencia de Flujos = (264 – 224)mg/l = 40 mg/l
% de Eficiencia de Remoción = 40 mg/l
264 mg/l × 100
% de Eficiencia de Remoción = 15.15 %
La eficiencia de remoción es 15.15 % con respecto al DQO.
4.3.6 Cálculo del porcentaje de eficiencia de remoción en Nitrógeno
Amoniacal.
El cálculo anterior se aplica para el parámetro de Nitrógeno Amoniacal como se
demuestra a continuación:
Resultados de Nitrógeno Amoniacal:
99
- Flujo de entrada a la laguna de oxidación
- Flujo de salida a la laguna de oxidación
Diferencia de Flujos = (Flujo de Entrada – Flujo de Salida)
% de Eficiencia de Remoción = Diferencia de Flujo
Flujo de Entrada × 100
Los datos del Nitrógeno Amoniacal son:
- Flujo de entrada: 16.8 mg/l
- Flujo de salida: 3.78 mg/l
Diferencia de Flujos = (16.8 – 3.78) mg/l = 13,02 mg/l
% de Eficiencia de Remoción = 13.02 mg/l
16.8 mg/l × 100
% de Eficiencia de Remoción = 77.50 %
La eficiencia de remoción es 77.50 % con respecto al Nitrógeno Amoniacal.
4.3.7 Cálculo del porcentaje de eficiencia de remoción en Nitrógeno Kjedahl.
El cálculo anterior se aplica para el parámetro de Nitrógeno Kjedahl como se
demuestra a continuación:
Resultados de Nitrógeno Kjedahl:
- Flujo de entrada a la laguna de oxidación
- Flujo de salida a la laguna de oxidación
Diferencia de Flujos = (Flujo de Entrada – Flujo de Salida)
100
% de Eficiencia de Remoción = Diferencia de Flujo
Flujo de Entrada × 100
Los datos del Nitrógeno Kjedahl son:
- Flujo de entrada: 116 mg/l
- Flujo de salida: 110 mg/l
Diferencia de Flujos = (116 – 110)mg/l = 6 mg/l
% de Eficiencia de Remoción = 6 mg/l
116 mg/l × 100
% de Eficiencia de Remoción = 5.17 %
La eficiencia de remoción es 5.17 % con respecto al Nitrógeno Kjedahl.
4.3.8 Cálculo del porcentaje de eficiencia de remoción en SST.
El cálculo anterior se aplica para el parámetro de Sólidos suspendidos totales como
se demuestra a continuación:
Resultados de SST:
- Flujo de entrada a la laguna de oxidación
- Flujo de salida a la laguna de oxidación
Diferencia de Flujos = (Flujo de Entrada – Flujo de Salida)
% de Eficiencia de Remoción = Diferencia de Flujo
Flujo de Entrada × 100
Los datos del SST son:
- Flujo de entrada: 885 mg/l
- Flujo de salida: 140 mg/l
101
Diferencia de Flujos = (885 – 140)mg/l = 745 mg/l
% de Eficiencia de Remoción = 745 mg/l
885 mg/l × 100
% de Eficiencia de Remoción = 84.18 %
La eficiencia de remoción es 84.18 % con respecto a los sólidos suspendidos
totales.
4.3.9 Cálculo del porcentaje de eficiencia de remoción en ST.
El cálculo anterior se aplica para el parámetro de Sólidos totales como se
demuestra a continuación:
Resultados de ST:
- Flujo de entrada a la laguna de oxidación
- Flujo de salida a la laguna de oxidación
Diferencia de Flujos = (Flujo de Entrada – Flujo de Salida)
% de Eficiencia de Remoción = Diferencia de Flujo
Flujo de Entrada × 100
Los datos del ST son:
- Flujo de entrada: 1548 mg/l
- Flujo de salida: 974 mg/l
Diferencia de Flujos = (1548 –974)mg/l = 574 mg/l
% de Eficiencia de Remoción = 574 mg/l
1548 mg/l × 100
% de Eficiencia de Remoción = 37.08 %
102
La eficiencia de remoción es 37.08 % con respecto a los sólidos totales.
En la siguiente tabla se presenta los resultados la eficiencia de remoción de cada
parámetro analizado de la planta de tratamiento de aguas residuales del Cantón
Yaguachi.
Tabla 16: Eficiencia de remoción de la PTAR
PARÁMETRO EFICIENCIA DE REMOCIÓN
Aceites y Grasas 71,43 %
Cloruros 27,37 %
Coliformes Fecales 41,30 %
DBO5 13,94 %
DQO 15,15 %
Nitrógeno Amoniacal 77,50 %
Nitrógeno Kjedahl 5,17 %
Sólidos Suspendidos Totales 84,18 %
Sólidos Totales 37,08 %
4.4 Informe de las muestras en la Río Yaguachi
4.4.1 Muestra 3: Aguas arriba del Río Yaguachi respecto al punto de
descarga de la Laguna de Oxidación.
Se obtuvo la muestra aguas arriba del Río Yaguachi donde se analizaron los
siguientes parámetros que se detallan a en la siguiente tabla (Ver Anexos B).
Elaboración: Cindy Quillay & Christian Malavé
103
Tabla 17: Resultados Aguas arriba del Río Yaguachi
PARÁMETRO UNIDAD RESULTADO
Aceites y Grasas mg/l trazas
Cloruros mg/l 146
Coliformes Fecales Nmp/100ml 16x103
DBO5 mg/l 43
DQO mg/l 59,8
Nitrógeno Amoniacal mg/l 2,1
Nitrógeno Kjedahl mg/l 7,56
Potencial de Hidrógeno pH 7,91
Sólidos Suspendidos Totales mg/l 454
Sólidos Totales mg/l 740
4.4.2 Muestra 4: Aguas abajo del Río Yaguachi respecto al punto de
descarga de la Laguna de Oxidación.
Se obtuvo la muestra aguas abajo del Río Yaguachi donde se analizaron los
siguientes parámetros que se detallan a continuación. (Ver Anexos B).
Fuente: Laboratorio Ambiental & Lazo (2018)
Elaboración: Cindy Quillay & Christian Malavé
104
Tabla 18: Resultados Aguas abajo del Río Yaguachi
PARÁMETRO UNIDAD RESULTADO
Aceites y Grasas mg/l trazas
Cloruros mg/l 616
Coliformes Fecales Nmp/100ml 35x103
DBO5 mg/l 109
DQO mg/l 156
Nitrógeno Amoniacal mg/l 1,54
Nitrógeno Kjedahl mg/l 3,50
Potencial de Hidrógeno pH 8,05
Sólidos Suspendidos Totales mg/l 510
Sólidos Totales mg/l 1137
4.4.3 Comparación de las muestras del Cuerpo Hídrico receptor.
Para cada parámetro se realizará un gráfico de barra para comparar la cantidad de
contaminación que tiene el río Yaguachi y analizar si con la descarga del agua tratada
aumenta la contaminación.
Los Aceites y grasas que contiene el río Yaguachi aguas arriba es de 0 mg/l (trazas)
y aguas abajo con respecto al punto de la descarga de la laguna tiene 0 mg/l (trazas).
Por lo tanto, no se ve contaminación de este parámetro ya que es muy mínima la
cantidad para un cuerpo hídrico de gran caudal (Ilustración 41).
Fuente: Laboratorio Ambiental & Lazo (2018)
Elaboración: Cindy Quillay & Christian Malavé
105
Ilustración 41: Flujo en el Cuerpo Hídrico aguas arriba y abajo con respecto Aceites y Grasas
Los Cloruros que contiene el río Yaguachi aguas arriba es de 146 mg/l y aguas
abajo con respecto al punto de la descarga de la laguna tiene 616 mg/l. Por lo tanto,
la descarga que realiza la laguna de oxidación hace que aumente la contaminación
en el cuerpo hídrico (Ilustración 42).
Ilustración 42: Flujo en el Cuerpo Hídrico aguas arriba y abajo con respecto Cloruros
Los Coliformes fecales que contiene el río Yaguachi aguas arriba es de 16000
Nmp/100ml y aguas abajo con respecto al punto de la descarga de la laguna tiene
35000 Nmp/100ml. Por lo tanto, la descarga que realiza la laguna de oxidación hace
que aumente la contaminación en el cuerpo hídrico (Ilustración 43).
0 0
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
AGUAS ARRIBA AGUAS ABAJO
mg
/l
Aceites y Grasas
146
616
0
100
200
300
400
500
600
700
AGUAS ARRIBA AGUAS ABAJO
mg
/l
Cloruros
Elaboración: Cindy Quillay & Christian Malavé
Elaboración: Cindy Quillay & Christian Malavé
106
Ilustración 43: Flujo en el Cuerpo Hídrico aguas arriba y abajo con respecto Coliformes Fecales
El DBO5 que contiene el río Yaguachi aguas arriba es de 43 mg/l y aguas abajo
con respecto al punto de la descarga de la laguna tiene 109 mg/l. Por lo tanto, la
descarga que realiza la laguna de oxidación hace que aumente la contaminación en
el cuerpo hídrico (Ilustración 44).
Ilustración 44: Flujo en el Cuerpo Hídrico aguas arriba y abajo con respecto DBO5
El DQO que contiene el río Yaguachi aguas arriba es de 59.8 mg/l y aguas abajo
con respecto al punto de la descarga de la laguna tiene 156 mg/l. Por lo tanto, la
descarga que realiza la laguna de oxidación hace que aumente la contaminación en
el cuerpo hídrico (Ilustración 45).
16000
35000
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
40000
AGUAS ARRIBA AGUAS ABAJO
Nm
p/1
00
ml
Coliformes Fecales
43
109
0
20
40
60
80
100
120
AGUAS ARRIBA AGUAS ABAJO
mg
/l
DBO5
Elaboración: Cindy Quillay & Christian Malavé
Elaboración: Cindy Quillay & Christian Malavé
107
Ilustración 45: Flujo en el Cuerpo Hídrico aguas arriba y abajo con respecto DQO
El Nitrógeno Amoniacal que contiene el río Yaguachi aguas arriba es de 2.1 mg/l y
aguas abajo con respecto al punto de la descarga de la laguna tiene 1.54 mg/l. Por lo
tanto, la descarga que realiza la laguna de oxidación hace que disminuya la
contaminación en el cuerpo hídrico (Ilustración 46).
Ilustración 46: Flujo en el Cuerpo Hídrico aguas arriba y abajo con respecto Nitrógeno Amoniacal
El Nitrógeno Kjedahl que contiene el río Yaguachi aguas arriba es de 7.91 mg/l y
aguas abajo con respecto al punto de la descarga de la laguna tiene 3.5 mg/l. Por lo
tanto, la descarga que realiza la laguna de oxidación hace que disminuya la
contaminación en el cuerpo hídrico (Ilustración 47).
59,8
156
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
AGUAS ARRIBA AGUAS ABAJO
mg
/l
DQO
2,1
1,54
0
0,5
1
1,5
2
2,5
AGUAS ARRIBA AGUAS ABAJO
mg/l
Nitrógeno Amoniacal
Elaboración: Cindy Quillay & Christian Malavé
Elaboración: Cindy Quillay & Christian Malavé
108
Ilustración 47: Flujo en el Cuerpo Hídrico aguas arriba y abajo con respecto Nitrógeno Kjedahl
El Potencial de Hidrógeno que contiene el río Yaguachi aguas arriba es de 7.91
mg/l y aguas abajo con respecto al punto de la descarga de la laguna tiene 8.05 mg/l.
Por lo tanto, la descarga que realiza la laguna de oxidación hace que aumente la
contaminación en el cuerpo hídrico (Ilustración 48).
Ilustración 48: Flujo en el Cuerpo Hídrico aguas arriba y abajo con respecto PH
Los Sólidos suspendidos totales que contiene el río Yaguachi aguas arriba es de
454 mg/l y aguas abajo con respecto al punto de la descarga de la laguna tiene 510
mg/l. Por lo tanto, la descarga que realiza la laguna de oxidación hace que aumente
la contaminación en el cuerpo hídrico (Ilustración 49).
7,91
3,5
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
AGUAS ARRIBA AGUAS ABAJO
mg
/l
Nitrógeno Kjedahl
7,91
8,05
7,8
7,85
7,9
7,95
8
8,05
8,1
AGUAS ARRIBA AGUAS ABAJO
pH
Potencial de Hidrógeno
Elaboración: Cindy Quillay & Christian Malavé
Elaboración: Cindy Quillay & Christian Malavé
109
Ilustración 49: Flujo en el Cuerpo Hídrico aguas arriba y abajo con respecto SST
Los Sólidos totales que contiene el río Yaguachi aguas arriba es de 740 mg/l y
aguas abajo con respecto al punto de la descarga de la laguna tiene 1137 mg/l. Por
lo tanto, la descarga que realiza la laguna de oxidación hace que aumente la
contaminación en el cuerpo hídrico (Ilustración 50).
Ilustración 50: Flujo en el Cuerpo Hídrico aguas arriba y abajo con respecto ST
454
510
420
430
440
450
460
470
480
490
500
510
520
AGUAS ARRIBA AGUAS ABAJO
mg
/l
Sólidos Suspendidos Totales
740
1137
0
200
400
600
800
1000
1200
AGUAS ARRIBA AGUAS ABAJO
mg
/l
Sólidos Totales
Elaboración: Cindy Quillay & Christian Malavé
Elaboración: Cindy Quillay & Christian Malavé
110
CAPÍTULO V
DISEÑO DE LAS LAGUNAS DE OXIDACIÓN
5.1 Diseño de tratamiento secundario
Para el diseño de las lagunas de oxidación en serie se consideran los siguientes
datos y criterios:
- En el capítulo 3 se calculó la población futura para los siguientes años:
Población 2019 = 23419 hab
Población 2039 = 43842 hab
- El caudal de diseño (Qd) es:
Qd2019 = 58,02 lt/s = 5013,23 m3/día
Qd2039 = 95,84 lt/s = 8280,98 m3/día
- La temperatura media anual mínima: T = 23,5 °C
- Se define las siguientes concentraciones de los siguientes parámetros al ingreso
de la laguna:
DBO5 = 220 mg/l
Coliformes Fecales = 100000000 Nmp/100ml
- La laguna debe cumplir con los límites máximos permisibles de descarga.
DBO5 < 100 mg/l TULSMA
Coliformes Fecales < 2000 Nmp/100ml TULSMA
- Profundidad de la laguna anaerobia: h = 3 m
- Carga orgánica volumétrica: Cva = 300 gr/m3/día
- Porcentaje de remoción de DBO5 asumido en la laguna anaerobia:
% Remoción DBO5 = 50%
- Profundidad de la laguna facultativa: h = 2 m.
111
- Profundidad de cada laguna de maduración: h = 2 m.
- Tiempo de retención de cada laguna de maduración: Trmad = 6 días.
5.1.1 Dimensionamiento de la laguna anaerobia.
- Cálculo de volumen
Va = (DBOo × Qd)
Cva
Va = (220gr DBO5/m3 × 8280,98 m3/día)
300 gr/m3/día
Va= 6072.72 m3
- Cálculo del área de la laguna
Aa=Va
ha
=6072,72 m3
3 m
Aa=2024,24 m2
- Cálculo del largo y ancho de la laguna
Se aplicará la relación L/W =2
W=√A
X =√2024,24m
2
2
W = 31,81 m = 32 m
L = 2 × W = 2 × 32 m
L = 64 m
Se corrige el área y volumen de la laguna.
Aa= L × W = 64m × 32m = 2048 m2
Va= Aa× ha= 2048 m2 × 3 m = 6144 m
3
- Cálculo del tiempo de retención.
112
Tra=Va
Qd
Tra= 6144 m
3
8280,98 m3/día
Tra= 0,74 días
- Concentración de DBO5 en el efluente
DBOea= DBOo × (1 - E) = 220gr DBO5/m3 × (1 - 0,50)
DBOea=110 mg/l
Tabla 19: Valores para el diseño de la Laguna Anaerobia
PARÁMETROS VALORES CALCULADOS
Carga volumétrica de diseño 300 gr/m3/día
Volumen de la laguna 6144 m3
Área de laguna 2048 m2
Altura 3 m
Largo 64 m
Ancho 32 m
Tiempo de retención 0,74 días
Eficiencia de remoción de DBO5 50 %
Concentración de DBO5 en el efluente 110 mg/l
5.1.2 Dimensionamiento de la laguna facultativa.
- Cálculo de la carga superficial máxima
CSmáx = 250 × (1,085)T−20
CSmáx = 250 × (1,085)23,5−20
Elaboración: Cindy Quillay & Christian Malavé
113
CSmáx = 332,62 kg.DBO5/ha.día
- Cálculo del área de la laguna
Af=(10 × DBOoa × Qd)
CSm
Af =(10 × 110 gr DBO5/m3 8280,98 m3/día)
332,62 kg.DBO5/ha.día
Af = 27386,11 m2
- Cálculo del volumen de la laguna
Vf = Af × hf = 27386,11 m2 × 2m
Vf = 54772,21 m3
- Cálculo del largo y ancho de la laguna
Se aplicará la relación L/W = 2,61
W=√A
X=√
27386,11m2
2,61
W = 102,43 m = 102 m
L= 2,61 × W = 2,61 × 102 m
L = 267 m
Se corrige el área y volumen de la laguna.
Af = L × W = 267 m × 102 m = 27234 m2
Vf = Af × hf = 27234 m2 × 2 m = 54468 m
3
- Cálculo del tiempo de retención.
Trf =Vf
Qd
Tra= 54468 m
3
8280,98 m3/día
114
Tra= 6,58 días
- Cálculo de la carga superficial removida
Csr = (0,765 × CSmax) - 0,80
Csr= (0,765 × 332,62 kg DBO5/ha.día) - 0,80
Csr= 253,65 kg DBO5/ha.día
- Concentración de DBO5 en el efluente
DBOef =Af × (λ
Smax- λsr)
10 × Qmed
DBOef =27234 m
2 × (332,62 kg.DBO5/ha.día - 253,65 kg DBO5/ha.día)
10 × 8280,98 m3/día
DBOef= 25,97 mg/l
- Cálculo de la concentración de coliformes fecales en el efluente
d =x
-0,26118 + 0,25392(x) + 1,01368(x2)
d =2,61
-0,26118 + 0,25392(2,61) + 1,01368(2,612)
d= 0,3572
Kb=1,1 ×(1,07)T-20
= 1,1×(1,07)23,5-20
Kb=1,39
a=[1+(4×Kb×Tr×d)]1/2=[1+(4×1,39×6,58 días×0,3572]1/2
a= 3,87
Ne
No
=4×a×e(1-a)/(2×d)
(1+a)2
Nef = 4 × 3,87 × e (1-3,87)/(2×0,3572)
(1 + 3,87)2
× 100000000 Nmp/100ml
Nef= 1183293,65 Nmp/100ml
115
- Cálculo de la eficiencia de remoción de coliformes fecales
% E = No − Nef
No
× 100=100000000 Nmp/100ml − 1183293,65 Nmp/100ml
100000000 Nmp/100ml × 100
E = 98,82%
Tabla 20: Valores para el diseño de la Laguna Facultativa
PARÁMETROS VALORES CALCULADOS
Carga superficial máxima 332,62 kg.DBO5/ha.día
Área de laguna 27234 m2
Volumen de la laguna 54468 m3
Altura 2 m
Largo 267 m
Ancho 102 m
Tiempo de retención 6,58 días
Carga superficial removida 253,65 kg.DBO5/ha.día
Concentración de DBO5 en el efluente 25,97 mg/l
Eficiencia de remoción de DBO5 76,39 %
Concentración de Coliformes fecales en el efluente 1183293,65 Nmp/100ml
Eficiencia de remoción de coliformes fecales 98,82 %
5.1.3 Dimensionamiento de la primera laguna de maduración.
- Cálculo del área de la laguna
Am =Qd × Trm
hm
Am =(8280,98 m3/día × 6 días)
2 m
Elaboración: Cindy Quillay & Christian Malavé
116
Am = 24842,94 m2
Am1 = Am
2
Am1 = 24842,94 m2
2
Am1 = 12421,47 m2
- Cálculo del largo y ancho de la laguna
Se aplicará la relación L/W = 2,4
W=√A
X=√
12421,47 m2
2
W= 71,94 m = 72 m
L= 2 × W = 2 × 72 m
L= 173 m
Se corrige el área y volumen de la laguna.
Am= L × W = 173m × 72m = 12456 m2
Vm= Am × hm = 12456 m2 × 2 m =24912 m
3
- Cálculo de la carga superficial máxima
Csmax=10 × DBOef × Qd
Am
Csmax=10 × 25,97 gr DBO5/m3 × 8280,98 m3/día
12456 m2
CSmax= 172,65 kg DBO5/ha.día
- Cálculo de la carga superficial removida
Csr= (0,765 × CSmax) - 0,80
Csr= (0,765 × 172,65 kg DBO5/ha.día) - 0,80
117
Csr= 131,28 kg DBO5/ha.día
- Concentración de DBO5 en el efluente
DBOem1=Am × (C
Smax - Csr)
10 × Qd
DBOem1=12456 m
2 × (172,65 kg DBO5/ha.día - 131,28 kg DBO5/ha.día)
10 × 8280,98 m3/día
DBOem1= 6,22 gr DBO5/m3
- Cálculo de la eficiencia de remoción de DBO5 en el efluente
E=DBOef - DBOem1
DBOef
× 100=25,97 gr DBO5/m3 - 6,22gr DBO5/m3
25,97 gr DBO5/m3× 100
E = 76,04 %
- Cálculo de la concentración de coliformes fecales en el efluente
d =x
- 0,26118 + 0,25392(x) + 1,01368(x2)
d=3
-0,26118 + 0,25392(2,4) + 1,01368(2,42)
d= 0,39
Kb= 1,1 × (1,07)T - 20 = 1,1 × (1,07)
23,5 - 20
Kb= 1,39
a=[1+(4 × Kb × Tr × d)]1/2=[1+(4×1,39×6 días×0,39]1/2
a= 3,74
Ne
No
=4 × a × e(1-a)/(2×d)
(1+a)2
Nem1=4 × 3,74 × e(1-3,74)/(2×0,39)
(1+3,74)2
× 1183293,65 Nmp/100ml
118
Nem1= 23095,46 Nmp/100ml
- Cálculo de la eficiencia de remoción de coliformes fecales
% E=Nof - Nem1
Nof × 100=
1183293,65 Nmp/100ml - 23095,46 Nmp/100ml
1183293,65 Nmp/100ml×100
E= 98,05 %
Tabla 21: Valores para el diseño de la Primera Laguna de maduración
PARÁMETROS VALORES CALCULADOS
Área de laguna 12456 m2
Volumen de la laguna 24912 m3
Altura 2 m
Largo 173 m
Ancho 72 m
Tiempo de retención 6 días
Carga superficial máxima 172,65 kg.DBO5/ha.día
Carga superficial removida 131,28 kg.DBO5/ha.día
Concentración de DBO5 en el efluente 6,22 mg/l
Eficiencia de remoción de DBO5 76,04 %
Concentración de Coliformes fecales en el efluente 23095,46 Nmp/100ml
Eficiencia de remoción de coliformes fecales 98,05 %
5.1.4 Dimensionamiento de la segunda laguna de maduración.
- Las dimensiones son iguales a la primera laguna de maduración.
- Cálculo de la carga superficial máxima
Csm=10 × DBOef × Qd
Am
Elaboración: Cindy Quillay & Christian Malavé
119
Csmax=10 × 6,22 gr DBO5/m3 × 8280,98 m3/día
12456 m2
CSmax= 41,37 kg DBO5/ha.día
- Cálculo de la carga superficial removida
Csr= (0,765 × CSmax) - 0,80
Csr= (0,765 × 41,37 kg DBO5/ha.día) - 0,80
Csr= 30,85 kg DBO5/ha.día
- Concentración de DBO5 en el efluente
DBOem2=Am × (C
Smax - Csr)
10 × Qd
DBOem2=12456 m
2 × (41,37 kg DBO5/ha.día - 30,85 kg DBO5/ha.día)
10 × 8280,98 m3/día
DBOem2= 1,58 gr DBO5/m3 < 100 gr DBO5/m3 ok
- Cálculo de la eficiencia de remoción de DBO5 en el efluente
E=DBOom1 - DBOem2
DBOom1
× 100=6,22 gr DBO5/m3 - 1,58 gr DBO5/m3
6,22 gr DBO5/m3× 100
E= 74,57 %
- Cálculo de la concentración de coliformes fecales en el efluente
d =x
- 0,26118 + 0,25392(x) + 1,01368(x2)
d=3
-0,26118 + 0,25392(2,4) + 1,01368(2,42)
d= 0,39
Kb= 1,1 × (1,07)T - 20 = 1,1 × (1,07)
23,5 - 20
Kb= 1,39
a=[1+(4 × Kb × Tr × d)]1/2=[1+(4×1,39×6 días×0,39]1/2
120
a= 3,74
Ne
No
=4 × a × e(1-a)/(2×d)
(1+a)2
Nem2=4 × 3,74 × e(1-3,74)/(2×0,39)
(1+3,74)2
× 23095,46 Nmp/100ml
Nem2= 450,78 Nmp/100ml < 2000 Nmp/100ml ok
- Cálculo de la eficiencia de remoción de coliformes fecales
% E=Nom1 - Nem2
Nom1
× 100= 23095,46 Nmp/100ml - 450,78 Nmp/100ml
23095,46 Nmp/100ml × 100
E= 98,05 %
Tabla 22: Valores para el diseño de la Segunda Laguna de maduración
PARÁMETROS VALORES CALCULADOS
Área de laguna 12456 m2
Volumen de la laguna 24912 m3
Altura 2 m
Largo 173 m
Ancho 72 m
Tiempo de retención 6 días
Carga superficial máxima 41,37 kg.DBO5/ha.día
Carga superficial removida 30,85 kg.DBO5/ha.día
Concentración de DBO5 en el efluente 1,58 mg/l
Eficiencia de remoción de DBO5 74,57 %
Concentración de Coliformes fecales en el efluente 450,78 Nmp/100ml
Eficiencia de remoción de coliformes fecales 98,05 %
Elaboración: Cindy Quillay & Christian Malavé
121
- Eficiencia final del sistema de tratamiento con respecto al DBO5 y coliformes
fecales
Cálculo de la eficiencia de remoción de DBO5 en el efluente
E=DBOo - DBOem2
DBOo
×100=220 gr DBO5/m3 - 1,58 gr DBO5/m3
220 gr DBO5/m3×100
E= 99,37 %
Cálculo de la eficiencia de remoción de coliformes fecales
% E=No - Nm2
No
×100= 100000000 Nmp/100ml - 450,78 Nmp/100ml
100000000 Nmp/100ml×100
E= 99,99 %
Se calculó la eficiencia de remoción de DBO5 del todo el sistema siendo del 99,37%
y la remoción de coliformes fecales tiene una eficiencia de 99,99%, sistema que
operaría de manera regular cumpliendo con la descarga hacia el cuerpo hídrico
receptor para la población del año 2039.
En las siguientes tablas se compara las áreas calculadas con las lagunas ya
existentes en el Cantón Yaguachi.
Tabla 23: Área total de las lagunas rediseñadas año 2039
CANTIDAD LAGUNA LARGO ANCHO ÁREA
1 Anaerobia 64 m 32 m 2048 m2
1 Facultativa 267 m 102 m 27234 m2
2 Maduración 173 m 72 m 24912 m2
TOTAL 54194 m2
Se realizo los cálculos de las lagunas para el año 2019 para verificar si las lagunas
cumplen con las dimensiones correctas y verificar si es uno de los motivos por los que
no cumplen con la descarga hacia el río Yaguachi.
Elaboración: Cindy Quillay & Christian Malavé
122
Tabla 24: Área total de las lagunas rediseñadas año 2019
CANTIDAD LAGUNA LARGO ANCHO ÁREA
1 Anaerobia 50 m 25 m 1250 m2
1 Facultativa 208 m 80 m 16640 m2
2 Maduración 134 m 56 m 15008 m2
TOTAL 32898 m2
El área de las lagunas existentes para el cantón Yaguachi es de 33536 m2, medidas
de las lagunas construidas en el año 2010.
Tabla 25: Área de las lagunas existentes en el Cantón Yaguachi año 2010
CANTIDAD LAGUNA LARGO ANCHO ÁREA
1 Anaerobia 63 m 33 m 2079 m2
1 Facultativa 243 m 93 m 22599 m2
2 Maduración 103 m 43 m 8858 m2
TOTAL 33536 m2
El área total calculada para el año 2019 es menor con 638 m2 que las lagunas ya
existentes por lo cual deberían operar de manera regular cumpliendo con los
parámetros de descarga hacia un cuerpo hídrico receptor. Además, se calculó el área
que se requiere para el año 2039 que es igual a 54194 m2, estas lagunas deberían
ser reubicadas porque sus áreas demandan aumentarse.
Elaboración: Cindy Quillay & Christian Malavé
Elaboración: Cindy Quillay & Christian Malavé
Fuente: GAD Yaguachi (2010)
123
CAPÍTULO VI
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
6.1 Conclusiones
- La eficiencia de remoción de materia orgánica de las lagunas de oxidación del
cantón Yaguachi fue determinada mediante ensayos en laboratorios de los
parámetros de DBO5 y DQO analizando muestras de las aguas residuales que
ingresan a la estación depuradora y muestras de las aguas tratadas a la salida de
esta.
Se realizaron ensayos en las aguas del cuerpo hídrico receptor, donde se nota
una clara afectación en los parámetros analizados, luego de la descarga de las
aguas tratadas en la laguna, logrando apreciar un aumento considerable de los
valores obtenidos aguas arriba de la laguna de oxidación.
El sistema de tratamiento de aguas residuales del cantón San Jacinto de Yaguachi
no cumple con las normas ambientales para la descarga de aguas tratadas hacia
un cuerpo receptor de agua dulce especificadas en el TULSMA. La eficiencia para
la remoción de materia orgánica del mismo es muy baja y la reducción de los
demás contaminantes analizados también muestra poca eficacia.
- La información para la ejecución de este proyecto fue obtenida por medio del GAD
Municipal del Cantón San Jacinto de Yaguachi, específicamente por el
departamento de obras públicas del mencionado cantón. El cual nos permitió el
acceso a la zona de estudio para la toma de muestras y realización de análisis,
así como también nos facilitó planos, memorias técnicas e información
124
demográfica. También obtuvimos datos poblacionales por medio del sitio web
oficial del instituto nacional de estadísticas y censos “INEC”.
- Se calculó el caudal de entrada al sistema de tratamiento mediante datos
poblacionales junto con datos de dotación de agua potable, tomando en cuenta
una población urbana (la cual es la abastecida de alcantarillado) proyectada para
el año 2039 y 2019 con una dotación de 200 lt/hab×día. Obteniendo un caudal de
llegada a la laguna de 95,84 lt/s para el año 2039 y 58,02 lt/s para el año 2019.
- Los tres análisis principales con los que se determinó la eficiencia de remoción
de materia orgánica fueron DBO5, DQO y Sólidos Totales. De los cuales solo los
sólidos totales cumplen con lo permitido por las normas ambientales para la
descarga en cuerpo receptor de agua dulce. Los cálculos detallados en el capítulo
IV muestran una eficiencia de remoción de DBO5 del 13,94%, DQO 15,15% y de
Sólidos Totales 37,08%.
Analizamos también otros siete parámetros importantes que deben ser tratados
por la estación, los cuales fueron: aceites y grasas, cloruros, coliformes fecales,
nitrógeno amoniacal, nitrógeno kjedahl, potencial de hidrógeno y sólidos
suspendidos totales. De los factores anteriormente mencionados solo se logró
notar el resultado esperado en cloruros y nitrógeno amoniacal (ver Tabla 14),
todos los demás parámetros mostraron que la descarga de éstos hacia el río
Yaguachi no cumplen con lo permitido por el TULSMA.
La concentración más elevada es la de los coliformes fecales, notándose que el
río ya está contaminado antes del punto de descarga de la laguna (ver Tabla 15).
No existe una disminución notable de coliformes que ingresan a la laguna con
respecto a los descargados al río.
125
- Las normativas ambientales para la descarga de aguas residuales en el cuerpo
receptor de agua dulce no se están cumpliendo y se puede notar el efecto
provocado por la descarga del agua tratada hacia el río, apreciando un aumento
en los contaminantes del agua principalmente en los parámetros de DBO5, DQO
y Coliformes Fecales, a pesar de que el río ya se encuentre contaminado con este
último factor, la contaminación aumenta por las aguas descargadas (ver Tabla 15
y Tabla 16).
Por tal razón se realizó el rediseño de las lagunas anaerobia, facultativa y de
maduración para determinar si cuentan con las dimensiones requeridas para su
funcionabilidad. Se rediseño las lagunas para el año actual 2019 dando como
resultado un área total un poco menor que las lagunas ya construidas por lo tanto
este no es uno de los problemas para que el sistema de tratamiento no cumpla
con los límites de descarga. Además, se calculó el área de las lagunas para la
población proyectada al año 2039 obteniendo un valor de 5,42 ha comparándose
con el área actual que es de 3,35 ha, es decir que para un futuro se requiere
aumentar el área de las lagunas o reubicarlas a otro sector.
126
6.2 Recomendaciones
- Debido al aumento inesperado de población, se recomienda aumentar el área
total del sistema para incrementar la eficiencia de remoción de materia orgánica,
para obtener valores de descarga de los contaminantes presentes en las aguas
tratadas que cumplan con las normas vigentes en el país.
- Coordinación y desarrollo de planos de mantenimiento generales por parte de las
autoridades municipales, por la limpieza de los lodos que se generan durante los
procesos de tratamiento, para no disminuir ulteriormente el tiempo de retención y
mejoramiento del cerramiento perimetral, que a la actualidad se encuentra dañado
dejando libre acceso al sitio.
- Realizar monitoreos constantes de las aguas ingresadas a la laguna mediante
análisis químicos de las aguas servidas obteniendo una información estadística
de éstos pudiendo así verificar que los parámetros no contengan cambios bruzcos
y poder analizar las causas da tales variaciones.
- Realizar monitores constantes de las aguas tratadas a la salida de la laguna
mediante análisis químicos obteniendo una información que permita ser
comparada con las normativas ambientales vigentes y así poder tener registros
de la eficiencia del funcionamiento de la estación depuradora de aguas residuales
del cantón.
- Crear campañas de educación a la población para reducir la contaminación
existente en el río, debido a posibles descargas ilegales por parte de la poblacion
rural, tratando de reducir la cantidad de contaminantes presentes en el río.
BIBLIOGRAFÍA
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and Construction. Virginia: American Society of Civil Engineers.
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Disposición de Aguas Residuales para poblaciones mayores A 1000
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PARTE IX OBRAS SANITARIAS). ECUADOR.
Vilanova, R., Santín, I., & Pedret, C. (2017). Control y Operacion de Estaciones
Depuradoras de Aguas Residuales: Modelo y Simulación. Revista
Iberoamericana de Automática e Informática Industrial, 17.
ANEXOS
ANEXO A.- IMÁGENES DEL SISTEMA DE TRATAMIENTO POR LAGUNAS DE
OXIDACIÓN DEL CANTÓN SAN JACINTO DE YAGUACHI
Río Yaguachi
Fuente: Cindy Quillay & Christian Malavé
Ingreso a la Laguna de Oxidación de San Jacinto de Yaguachi
Fuente: Cindy Quillay & Christian Malavé
Garita del Guardia
Fuente: Cindy Quillay & Christian Malavé
Cámara de rebose #1 ingreso del agua residual y desarenador
Fuente: Cindy Quillay & Christian Malavé
Desarenador
Fuente: Cindy Quillay & Christian Malavé
Cámara de rebose #2 Ingreso del agua residual hacia la laguna anaerobia
Fuente: Cindy Quillay & Christian Malavé
Laguna Anaerobia
Fuente: Cindy Quillay & Christian Malavé
Laguna Facultativa
Fuente: Cindy Quillay & Christian Malavé
Paso del agua tratada de laguna anaerobia hacia la laguna facultativa
Fuente: Cindy Quillay & Christian Malavé
Laguna de maduración
Fuente: Cindy Quillay & Christian Malavé
Descarga del agua tratada hacia el Río Yaguachi
Fuente: Cindy Quillay & Christian Malavé
Toma de muestras para los análisis físicos, químicos y bacteriológicos
Fuente: Cindy Quillay & Christian Malavé
ANEXO B.- ANÁLISIS DE LABORATORIOS REALIZADOS A LA LAGUNA DE
OXIDACIÓN Y AL CUERPO HÍDRICO RECEPTOR DEL CANTÓN SAN JACINTO
DE YAGUACHI
- Muestra 1: Entrada a la Laguna de Oxidación de Yaguachi.
- Muestra 2: Salida de la Laguna de Oxidación de Yaguachi.
- Muestra 3: Aguas arriba del Río Yaguachi respecto a la Laguna de
Oxidación.
- Muestra 4: Aguas abajo del Río Yaguachi respecto a la Laguna de
Oxidación.
ANEXO C.- PLANOS DEL SISTEMA DE TRATAMIENTO DE LAGUNAS DE
OXIDACIÓN DEL CANTÓN SAN JACINTO DE YAGUACHI
Sistema de alcantarillado sanitario de la Cabecera Cantonal de San Jacinto de Yaguachi
Fuente: GAD Yaguachi
Sistema de tratamiento por lagunas de estabilización de San Jacinto de Yaguachi
Fuente: GAD Yaguachi
Perfiles y detalles de las lagunas de estabilización de San Jacinto de Yaguachi
Fuente: GAD Yaguachi
ANEXO D.- OFICIO DE PERMISO PARA PUBLICACIÓN DE DATOS POR
PARTE DEL MUNICIPIO DEL CANTÓN SAN JACINTO DE YAGUACHI
ANEXO E.- DISEÑO DE LAGUNAS DE ESTABILIZACIÓN CON PROYECCIÓN
AL AÑO 2039
ANEXO F.- MANUAL DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE LAS
LAGUNAS DE ESTABILIZACIÓN
ÍNDICE
1. MANUAL DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE
BOMBEO Y TRATAMIENTO ........................................................................ 2
INTRODUCCIÓN ............................................................................................ 2
2. OBJETIVO ...................................................................................................... 2
2.1. OBJETIVOS ESPECÍFICOS .................................................................... 2
3. PERSONAL .................................................................................................... 3
3.1. FUNCIONES DEL PERSONAL ............................................................... 3
4. HERRAMIENTAS Y MATERIALES ................................................................ 7
5. OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO ................................................................ 8
5.1. INICIO DE OPERACIÓN ......................................................................... 8
5.2. MANTENIMIENTO RUTINARIO .............................................................. 9
5.2.1. Rejillas .............................................................................................. 9
5.2.2. Desarenadores ............................................................................... 10
5.2.3. Limpieza de medidores de caudal ................................................... 11
5.3. CONTROL DE NIVELES DEL AGUA .................................................... 11
5.4. AJUSTAMIENTO DEL NIVEL DE DESCARGA CON LA COMPUERTA
DE FONDO DE SALIDAS ..................................................................... 11
5.5. DETECCIONES SENSORIALES: OLORES Y COLORES ..................... 11
5.6. COLORACIÓN ROJA O ROSA. ............................................................ 12
5.7. MEDICIÓN DE LA PROFUNDIDAD DE LODOS ................................... 12
5.8. REMOCIÓN DE NATAS Y SÓLIDOS FLOTANTES .............................. 13
5.9. CÉSPEDES, VEGETACIÓN Y MALEZAS ............................................. 13
5.10.MOSQUITOS, MOSCAS, ROEDORES Y OTROS ANIMALES ............ 14
5.11.MANTENIMIENTO DE TALUDES ........................................................ 14
5.12.RETIRO DEL LODO DE LAS LAGUNAS FACULTATIVAS .................. 15
5.13.SEGURIDAD. ....................................................................................... 16
5.13.1. Normas de seguridad básica .................................................. 16
5.14.SIGNOS VISIBLES DE BUEN FUNCIONAMIENTO DE LAS
LAGUNAS FACULTATIVAS Y DE MADURACIÓN ............................... 17
5.15.PROBLEMAS DE FUNCIONAMIENTO DE LAS LAGUNAS DE
MADURACIÓN Y FACULTATIVAS. ...................................................... 18
5.16.CONTROL ANALÍTICO, MUESTREO Y DETERMINACIONES. .......... 19
2
1. MANUAL DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DEL SISTEMA
DE BOMBEO Y TRATAMIENTO
INTRODUCCIÓN
Las lagunas de estabilización mantienen una gran ventaja en comparación con los
otros sistemas de tratamiento de aguas residuales por su simplicidad operativa,
aunque la operación y mantenimiento de rutina son decisivos para el buen
funcionamiento de estas, según Yánez 1992 muchas instalaciones de lagunas en
Latinoamérica han fracaso por fallas de esta actividad.
Muchos de estos sistemas fracasan por el desinterés y por la falta de comprensión de
los beneficios que podrá obtener la comunidad
2. OBJETIVO
El objetivo de este capítulo es establecer procedimientos de Operación y
Mantenimiento del sistema de bombeo y tratamiento para depurar las aguas
residuales domesticas de la Parroquia Atahualpa. El buen desempeño del sistema
prevendrá riesgos de salud pública, contaminación ambiental por el depósito de
efluentes a cuerpos hídricos
2.1. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Solucionar problemas eventuales que puedan tener las bombas y el sistema eléctrico,
supervisar el buen funcionamiento.
Mantener limpias las estructuras de entrada, interconexión y salida.
Mantener lagunas facultativas primarias un color verde intenso brillante, el cual indica
pH y OD alto.
Mantener una concentración alta de OD en lagunas de maduración.
Mantener libres de vegetación la superficie del agua.
Mantener adecuadamente podados los taludes para prevenir problemas de insectos
de erosión.
3
Mantener un efluente con concentraciones mínimas de DBO y SS.
Mantener, en lagunas anaeróbicos, un PH aproximadamente igual a 7.0 un manto
denso de nata sobrenadante que minimice la presencia de olores.
3. PERSONAL
Para evitar un fracaso en la operación y mantenimiento de un sistema de lagunas se
requiere por lo mínimo el siguiente personal:
• Un ingeniero civil como jefe de operaciones y supervisor
• Operadores.
• Un jornalero.
• Un mecánico
• Un eléctrico
3.1. FUNCIONES DEL PERSONAL
INGENIERO CIVIL COMO JEFE DE OPERACIONES Y SUPERVISOR
El ingeniero supervisor será el responsable del funcionamiento de las lagunas, deberá
poseer conocimientos sobre la operación y mantenimiento de estos sistemas. El
mismo que deberá ser capacitado periódicamente.
Las principales funciones del supervisor son:
• Poseer autoridad suficiente sobre el personal de operación y
mantenimiento, instruyéndolo sobre sus actividades diarias para un
correcto funcionamiento.
• Informar personalmente a la entidad responsable del sistema de
tratamiento sobre su funcionamiento y el estado general de las lagunas de
estabilización.
4
OPERADORES CON TURNOS ROTATORIOS
Los opresores serán responsables del funcionamiento de la estación de bombeo e
informar los problemas que se presenten para su solución inmediata.
Las principales funciones de los operadores son:
• Comunicar al jefe de operaciones de los problemas que se presenten en la
estación para que consecuentemente se disponga la ayuda del mecánico o el
eléctrico en caso de ser requerido.
• Realizar limpieza en el Sistema de lagunas en caso de ser requerido y
colaborar si el sistema de alcantarillado presente algún problema, será
considerado como personal de apoyo dentro de la cuadrilla de mantenimiento
del sistema de alcantarillado.
• Mantener limpio y sin maleza el sistema de bombeo.
• Dar mantenimiento de los equipos, accesorios y herramientas que se
encuentran en la estación de bombeo.
• Operación de las bombas para garantizar su funcionamiento las 24 horas del
día.
• Vigilar que personas no autorizadas ingresen a las instalaciones de la Estación
de bombeo de Alcantarillado.
• Brindar seguridad a las instalaciones de la estación de Bombeo.
• Registrar y firmar las bitácoras sobre las novedades que se presentan en el
manejo de equipos en las Estaciones de Bombeo
• Otras labores que se deriven de sus funciones y que sean ordenadas por sus
superiores.
JORNALERO
El jornalero estará encargado del sistema de tratamiento, también sus actividades
estarán presentes en el sistema de alcantarillado para labores de mantenimiento.
5
Será responsable por el mantenimiento de los taludes, la limpieza de las rejillas,
vertederos, dispositivos de entrada, de salida y la regulación de los flujos, por la
medición de los caudales horarios, además del cuidado del paisaje y la urbanización
de toda el área de tratamiento, si se requiere ayuda se utilizará a los operadores de
la estación de bombeo.
Las principales funciones del jornalero son:
• Añaden productos químicos, como amoníaco, cloro o cal para desinfectar
agua u otros líquidos
• Inspeccionan regularmente los equipos
• Controlan las condiciones de funcionamiento, los medidores e indicadores
• Obtienen y evalúan muestras de agua y aguas residuales
• Registran las lecturas de medidores e indicadores y los datos operativos
• Usan equipos para purificar y clarificar agua, o para procesar o desechar
aguas residuales
• Limpian y mantienen los equipos, tanques, lechos filtrantes y otras áreas
de trabajo
• Se Mantienen actualizados sobre la normativa de la Agencia de Protección
Ambiental de EE. UU. (EPA)
• Garantizan que se cumpla con los estándares de seguridad
MECÁNICO
Las principales funciones del mecánico son:
• El mecánico es el que se encargara de solucionar inconvenientes en el
trabajo mecánico que presenten los equipos, será contratado
temporalmente cuando el jefe supervisor lo necesite.
• Revisar las conexiones y juego de válvulas presentes en la estación
6
ELÉCTRICO
El eléctrico debe poseer conocimientos elementales de electricidad, y se pondrá a
disposición del jefe supervisor cuando él lo requiera.
Las principales funciones del eléctrico son:
• Dar el mantenimiento de las bombas sumergibles de las estaciones de
bombeo
• Supervisar y dar mantenimiento a los tableros de control de las bombas
sumergibles ubicadas en las estaciones de bombeo.
• Instalación eléctrica para el equipo de oxigenación.
• Supervisión y mantenimiento de la parte eléctrica en las instalaciones de
las estaciones de bombeo
• Realizar un plan de mantenimiento de los equipos eléctricos de la empresa
• Planificar el mantenimiento de las bombas sumergibles.
• Soldar las diferentes estructuras metálicas que se requieran
PERSONAL DE LABORATORIO
FUNCIONES
• Determinar parámetros de laboratorio de acuerdo con las normas
establecidas.
• Preparar reactivos para análisis físico químico.
• Tomar muestras de agua y realizar análisis físico químico y microbiológico.
• Informar al jefe supervisor si ocurre alguna anomalía en las lagunas de
tratamiento de aguas residuales.
• Las que sean ordenadas por sus superiores en lo inherente a sus
funciones.
7
4. HERRAMIENTAS Y MATERIALES
En cuanto a las herramientas y materiales podemos definir las siguientes:
a. Carretillas
b. Cortadoras de césped
c. Rastrillos
d. Hachas
e. Limas y piedras de apilar
f. Sierras manuales
g. Martillos de carpintero
h. Cinta métrica
i. Alicates y destornilladores
j. Tenazas de cortar alambre
k. Cizallas
l. Cortatubos y soldadores de tubo
m. Llaves para tubos
n. Muelas y cepillos de alambre
Además, puede ser posible utilizar el equipo de bombeo que utilizan los operadores
del sistema de alcantarillado en caso de que se suscite algún problema en las
tuberías, todas las herramientas se depositaran en la casa de guardia de la estación
de bombeo, si se requiere movilización se pedirá a la empresa encargada del servicio
solicite el transporte.
8
5. OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO
5.1. INICIO DE OPERACIÓN
Antes de poner en servicio una laguna, se debe realizar una inspección cuidadosa de
la misma con el fin de verificar la existencia de las condiciones siguientes:
• Ausencia de plantas y vegetación en el fondo y en los taludes interiores de la
laguna.
• Funcionamiento y estado apropiado de las unidades de entrada, rejilla,
unidades de aforo, unidades de paso y de salida.
• Colocación, tensionamiento y estado adecuado de las pantallas o bafles;
cuando haya lugar.
Según WEF (1996), la puesta en marcha de las lagunas de estabilización debe
realizarse preferencialmente en la época de verano acorde al siguiente
procedimiento:
1. Llenar la celda primaria (laguna facultativa) hasta una lámina de 0.60 m,
usando agua limpia.
2. Iniciar el ingreso de aguas residuales a la celda primaria (laguna facultativa).
3. Mantener el pH por encima de 7.5.
4. Chequear diariamente el oxígeno disuelto (OD).
5. Iniciar el llenado de las sucesivas celdas con agua limpia, después de que el
nivel de la celda primaria (laguna facultativa) alcance un metro de altura.
6. Adicionar agua limpia hasta alcanzar la profundidad de 0.60 m.
7. Iniciar la transferencia de agua de la celda anterior usando solamente agua de
la parte superior. (sin remoción del agua para evitar la transferencia de sólidos
sedimentados).
9
8. No permitir que el nivel de agua en la celda anterior baje a una profundidad
inferior a un metro.
9. Igualar las profundidades de agua en todas las celdas; no descargar antes que
las celdas estén llenas.
10. Implementar la estrategia de operación del proyecto una vez que el crecimiento
de organismos se haya formado en los sistemas, y después de realizar pruebas
químicas y biológicas, y recibir la aprobación del proyecto para iniciar el
funcionamiento del sistema.
5.2. MANTENIMIENTO RUTINARIO
El mantenimiento rutinario de la instalación de las lagunas debe ser el objetivo
fundamental del operador. si no se le da el mantenimiento diario correspondiente, en
poco tiempo la planta se deteriorará, con consecuencias funestas para el proyecto. El
operador, por tanto, debe ser consciente de que su trabajo es muy importante para el
funcionamiento adecuado del sistema.
5.2.1. Rejillas
La limpieza de las rejillas se debe ejecutar diariamente con el uso de rastrillos
manuales o palas en el caso de la figura. El material retirado debe ser enterrado para
evitar problemas de malos olores y la atracción de vectores como insectos y animales
como roedores. El material debe ser recubierto con una capa de tierra de 0.1 a 0.3
m de espesor (INAA, 1996). Se aconseja excavar un lugar para enterrar dicho material
poco a poco, cubriéndolo diariamente con cal o tierra.
10
Figura 1: La responsabilidad del operador es limpiar la rejilla diariamente
5.2.2. Desarenadores
El mantenimiento del desarenador consiste en agitar el material sedimentado dos
veces al día, una vez en la mañana y otra en la tarde; el propósito de la agitación es
liberar el material orgánica atrapada por los sólidos arenosos (INAA, 1996). Uno o dos
veces por semana, o con una frecuencia mayor sí el volumen acumulado de sólidos
arenosos lo demanda, se debe cerrar la cámara en operación y drenarla, y después
el material arenoso debe ser removido y enterrado sanitariamente. El material puede
ser enterrado en la misma excavación utilizada para enterrar el material de la rejilla.
Figura 2: La responsabilidad del operador es limpiar el desarenador cuando sea necesario
11
5.2.3. Limpieza de medidores de caudal
La medida del caudal tiene una importancia decisiva para evaluar el funcionamiento
de las lagunas. Es fundamental 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.
La medición de caudal será establecida por una canaleta Parshall a la salida de las
cámaras de los desarenadores, esta canaleta debe ser prefabricada, para su correcto
funcionamiento y se debe verificar que no se encuentre taponada por objetos que
obstruyan el paso del fluido.
5.3. CONTROL DE NIVELES DEL AGUA
Cada sistema de lagunas está diseñado para tener un nivel fijo de agua. Es la
responsabilidad del operador mantener este nivel o la laguna no funcionará como
debería funcionar.
5.4. AJUSTAMIENTO DEL NIVEL DE DESCARGA CON LA COMPUERTA
DE FONDO DE SALIDAS
Es responsabilidad del operador ajustar el nivel de descarga de cada laguna para
obtener un efluente de mejor calidad. El nivel puede cambiar semanal o
mensualmente, dependiendo de la producción y concentración de algas en cada
laguna. El operador, o el técnico del laboratorio, tienen que sacar muestras con
profundidad del efluente y medir la concentración de sólidos suspendidos o de algas;
con estos datos se puede determinar la profundidad óptima para ajustar la compuerta
de fondo.
5.5. DETECCIONES SENSORIALES: OLORES Y COLORES
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 extraños a los que deben existir normalmente en las lagunas.
12
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 brillante por la concentración de algas presentes.
La aparición de malos olores puede deberse a los siguientes factores:
• Sobrecarga.
• Presencia de tóxicos o efluentes industriales en las aguas residuales.
• Periodos prolongados de mal tiempo, con bajas temperaturas e insolación.
• Cortocircuitos.
• Reducción de la mezcla generada por el viento.
5.6. COLORACIÓN ROJA O ROSA.
Este fenómeno es causado por el desarrollo de bacterias fotosintéticas del azufre, lo
que constituye un síntoma de falta de carga en las lagunas anaerobias. En este caso,
es posible que no se produzcan olores desagradables.
5.7. MEDICIÓN DE LA PROFUNDIDAD DE LODOS
La única forma de verificar los cálculos de acumulación de lodos es efectuar
mediciones en las lagunas primarias (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; sería 2 m para una laguna facultativa. 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 0.5 m, y preferiblemente 0.3 m, y antes de que se ocupen 25% del volumen de la
laguna, se debe planificar una limpieza durante la próxima época de secas.
13
5.8. REMOCIÓN DE NATAS Y SÓLIDOS FLOTANTES
La remoción de natas y sólidos flotantes se debe hacerse 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.
Figura 3: Las natas y lo sólidos flotantes usualmente se acumulan en las esquinas de las lagunas
Por lo general, la dirección del viento hace que las natas y sólidos flotantes se
acumulen en las esquinas de las lagunas. El operador necesitará un desnatador y
una carretilla para la limpieza de natas; estos desechos deben ser enterrados en el
mismo lugar en donde se entierran los sólidos del desarenador y de la rejilla. También,
se deben mantener las pantallas de las salidas para que las natas y sólidos flotantes
no salgan de la laguna en el efluente.
5.9. CÉSPEDES, VEGETACIÓN Y MALEZAS
El césped no debe llegar hasta el borde del agua para evitar problemas. El operador
debe mantener una faja limpia de al menos 20 cm por encima del borde del agua. La
maleza debe ser retirada, sacada al aire y quemada o enterrada. Se debe presentar
atención especial al surgimiento de jacintos y otras plantas acuáticas, las que deben
ser extraídas, secadas y quemadas también.
14
Un problema especial que puede pasar de vez en cuando es el crecimiento rápido de
lemnas, los cuales pueden llegar a una laguna llevadas por el viento, o traídas por
aves o animales. La tarea el operador es removerlas tan rápido como sea posible
antes de que cubran toda la superficie de la laguna. Es posible utilizar patos
domésticos, específicamente patos Pekín que comen las lemnas, para ayudar en la
limpieza de ellas.
5.10. MOSQUITOS, MOSCAS, ROEDORES 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 las márgenes de las lagunas. En el caso que
los mosquitos depositen sus huevos en la orilla encima del revestimiento, se puede
bajar el nivel del agua un poquito para que sequen.
Los anfibios y reptiles, principalmente sapos, tortugas, y de vez en cuando cocodrilos,
pueden poblar significativamente lagunas facultativas y de maduración. Los sapos y
tortugas normalmente no causan ningún problema.
5.11. MANTENIMIENTO DE TALUDES
Los taludes son los elementos de la planta de depuración por lagunaje más sensibles
al deterioro y donde éste resulta más visible. Los cuidados que requieren dependen
Figura 4: El trabajo del operador es controlar el crecimiento de la maleza
15
del material del que estén formados. En principio, las lagunas pueden contar o no con
una impermeabilización en función del terreno en el que están construidas.
En lagunas impermeabilizadas con lámina de PVC que resiste la intemperie hay que
inspeccionar la cubierta impermeable de los taludes interiores para detectar posibles
deterioros y desgarros.
Cuando la impermeabilización se lleva a cabo con una lámina de plástico recubierta
con una capa de tierra es fundamental evitar el desarrollo de plantas que puedan
perforar esta lámina, y servir de soporte para el desarrollo de mosquitos y otros
insectos.
Los taludes de tierra pueden también resultar dañados por animales que construyan
sus madrigueras en ellos y por la escorrentía provocada por las lluvias. El operador
debe inspeccionar los taludes para detectar señales de erosión, desarrollo de grietas
y agujeros causados por animales. Las medidas a tomar son las siguientes
Rellenar las grietas con tierra, y a ser posible con arcilla, y seguidamente igualar el
terreno y compactarlo.
Eliminar las malas hierbas que crecen en los taludes, en especial las plantas
acuáticas.
Si por razones estéticas se ha dotado a la depuradora de jardinería, hay que mantener
una distancia mínima de 30 centímetros entre el nivel máximo de agua en las lagunas
y las plantas cultivadas en los taludes interiores.
Si existen zonas arboladas en las proximidades de la planta, hay que impedir el
desarrollo de árboles próximos a las lagunas, y nunca deben cultivarse setos
alrededor de éstas.
5.12. RETIRO DEL LODO DE LAS LAGUNAS FACULTATIVAS
La tasa de acumulación de lodo es prácticamente la misma adoptada para las lagunas
anaerobias. La disminución de la profundidad de las lagunas facultativas es de
aproximadamente 30 cm cada 25 o 30 años. La acumulación del lodo se debe a la
materia orgánica digerida y a la arena que no es retenida durante el tratamiento
preliminar. La arena constituye aproximadamente 50% del lodo total que se acumula
en las lagunas.
16
Cuando el sistema de lagunas no cuenta con lagunas anaerobias, es decir, la laguna
facultativa funciona como primaria, se produce una acumulación de lodo en el fondo
de ésta, más rápida, si se compara con una laguna facultativa secundaria. Puesto que
el aérea de las lagunas facultativas es normalmente mucho mayor que la de las
anaerobias, el retiro del lodo puede hacerse paralizando la laguna a limpiar, cuando
se ha producido una acumulación de 50 a 100 cm de lodo, vaciando el agua
almacenada y dejando secar por evaporación el sedimento. La mayor superficie de
fondo desaconseja el uso de las técnicas de retiro de lodo por vía húmeda.
5.13. SEGURIDAD.
Todo sistema de lagunas de estabilización debe cercarse para evitar la presencia de
intrusos o animales extraviados. Si existiese vida acuática en las proximidades, donde
habiten caimanes u otros reptiles, debe evitarse su acceso a las lagunas.
Los desperdicios sólidos provenientes de los grandes desarenadores deben
enterrarse inmediatamente para evitar los problemas de moscas y malos olores. Todo
material flotante deberá removerse o sumergirse tan pronto como seas posible. Si es
removido, debe enterrarse de inmediato. Deben removerse las piedras de pequeño
diámetro, gravilla, pedazos de madera, estopas, etc., que caigan en las cajas de
salida.
5.13.1. Normas de seguridad básica
A continuación, se describen las normas de seguridad básicas que debe seguir el
operador bien entrenando de un sistema de lagunas de estabilización.
• Debe lavarse las manos antes de beber y comer, y antes de encender un
fósforo.
• Uniformes de trabajo, cascos, capas, guantes, canoas e impermeables deben
permanecer en el sitio del trabajo.
• Las herramientas, como palas, rastrillos y dispositivos para la remoción de
espumas deben lavarse con agua potable antes de guardarse.
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• Cortadas, rasguños y quemaduras deben lavarse y desinfectarse
inmediatamente.
• Debe cuidar que sus manos, uniformes y botas estén secas cuando esté
trabajando cerca de tableros de comandos eléctricos. Si el empleado está
haciendo servicio de mantenimiento de equipos eléctricos, además de
mantener su cuerpo con ropa seca, debe usar guantes adecuados y
herramientas aislantes.
• No debe invitar amigos a visitarlo, pues si alguien se cae dentro de la laguna,
podrá, morir ahogado. El lodo depositado en el fondo de la laguna es pegajoso,
y puede ocasionar que la víctima no pueda salvarse. Además, el riesgo de
contaminación con los microorganismos existentes en la masa líquida de la
laguna es grande.
• En las proximidades de la laguna, deben estar disponibles una embarcación,
cuerdas y salvavidas para cualquier eventualidad de rescate.
• El operador debe estar vacunado contra tétano y fiebre y tifoidea, y si fuera
necesario, contra fiebre amarilla y cólera, como ha sido sugerido
5.14. SIGNOS VISIBLES DE BUEN FUNCIONAMIENTO DE LAS LAGUNAS
FACULTATIVAS Y DE MADURACIÓN
Los signos visibles del correcto funcionamiento de las lagunas facultativas y de
maduración son los siguientes:
El agua debe presentar una coloración verde intensa y estar prácticamente libre de
sólidos sedimentables. La coloración es más pálida para las lagunas de maduración.
Estas pueden presentar importantes cantidades de pequeños animales, como pulgas
de agua.
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Las coloraciones verde-azuladas denotan la presencia de algas verdiazules
(cianofíceas), que tienen efectos negativos por su menor productividad y tendencia a
la formación de agregados que impiden la correcta iluminación de las lagunas.
La superficie del agua debe estar libre de toda materia sólida.
Ausencia de plantas acuáticas y malas hiervas en los taludes.
5.15. PROBLEMAS DE FUNCIONAMIENTO DE LAS LAGUNAS DE
MADURACIÓN Y FACULTATIVAS.
Los problemas frecuentes en las lagunas de maduración y facultativas son:
• Acumulación de materia flotante.
• Aparición de malos olores.
• Coloración roja o rosa.
• Crecimiento de malezas y plantas acuáticas.
• Desarrollo de mosquitos y otros insectos.
• Acumulación de materias flotantes
Los problemas más frecuentes son causados por la formación de costras y la
presencia de papeles, plásticos, grasas y aceites que no han sido eliminados en el
tratamiento preliminar.
Todos estos elementos deben retirarse inmediatamente. A veces se produce la
acumulación de agregados de algas en la superficie, en especial después del
desarrollo de algas verdiazules en épocas calurosas. Estas acumulaciones
superficiales restringen el paso de la luz, y además pueden causar problemas de
olores podrirse. Los agregados de algas pueden romperse mediante un chorro de
agua con manguera, dirigido hacia ellas desde la orilla de las lagunas, provocando
así su sedimentación en el fondo.
Otra posible causa de la aparición de costras en lagunas facultativas poco profundas
es la flotación de parte del lodo acumulado en el fondo. Este fenómeno suele ocurrir
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cando la temperatura es elevada y se produce un burbujeo muy activo en el lodo, que
lo arrastra hasta la superficie.
5.16. CONTROL ANALÍTICO, MUESTREO Y DETERMINACIONES.
Los programas de monitoreo de la calidad del efluente dependen del destino que se
le dé, adquiriendo características específicas, de acuerdo con la ocurrencia y el tipo
de uso. Aunque la mayoría de las características físicas, químicas y microbiológicas
varían en función de la profundidad de las lagunas y durante las diversas horas del
día, es importante recordar que la importancia de caracterizar la calidad del efluente
final. Así, la realización de muestras compuestas, formadas a partir de muestras
simples recolectadas cada hora durante las 24 horas del día, producen resultados
confiables de los parámetros analizados.
Los seguimientos experimentales de los sistemas de lagunas son muy importantes,
pues permiten:
• Conocen la eficacia del tratamiento en distintas épocas del año y en los
distintos aspectos relativos a la calidad del efluente para sus posibles usos.
• Detectar anomalías de funcionamiento y tomar medidas de corrección
adecuadas para evitarlas.
• Reunir datos representativos del tratamiento mediante lagunas en la zona o
región que servirían a su vez para mejorar los criterios de diseño y construcción
de futuras instalaciones.
A continuación, se presenta el listado de los principales parámetros físicos, químicos
y microbiológicos que deberán verificarse en un sistema de lagunas de estabilización.
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Cuadro 1: Programa Mínimo de Monitoreo y Determinaciones del Laboratorio en Lagunas de Estabilización
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Quito: Av. Whymper E7-37 y Alpallana, edificio Delfos, teléfonos (593-2) 2505660/ 1; y en la Av. 9 de octubre 624 y Carrión,
Edificio Prometeo, teléfonos 2569898/ 9. Fax: (593 2) 250954
REPOSITORIO NACIONAL EN CIENCIA Y TECNOLOGÍA
FICHA DE REGISTRO DE TESIS / TRABAJO DE GRADUACIÓN
TÍTULO Y SUBTÍTULO:
Evaluación de la eficiencia de remoción de la materia orgánica en la laguna de oxidación del cantón Yaguachi, provincia del Guayas.
AUTOR(ES)
(apellidos/nombres):
Malavé Delgado Christian Moisés Quillay Maza Cindy Karina
REVISOR(ES)/TUTOR(ES) (apellidos/nombres):
Ing. Corapi Pietro M.Sc Ing. Andrés Villamar Cárdenas M.Sc
INSTITUCIÓN: Universidad de Guayaquil.
UNIDAD/FACULTAD: Ciencias Matemáticas y Físicas.
MAESTRÍA/ESPECIALIDAD:
GRADO OBTENIDO:
FECHA DE PUBLICACIÓN: 2019 No. DE PÁGINAS: 126
ÁREAS TEMÁTICAS: Evaluación de un sistema de tratamiento de aguas residuales por Lagunas de oxidación.
PALABRAS CLAVES/ KEYWORDS:
<EFICIENCIA – ANÁLISIS – REMOCIÓN – CONTAMINACIÓN – DESCARGA>
RESUMEN/ABSTRACT: El presente trabajo de titulación tiene como objetivo evaluar la eficiencia de remoción de la materia orgánica en el sistema de tratamiento para determinar si este se encuentra operando de manera regular. Para ello se realizaron análisis físico, químico y bacteriológico del agua residual que ingresa a la planta de tratamiento y del agua tratada que es descargada hacia el río Yaguachi. Con los resultados obtenidos se calculó la eficiencia de remoción de la materia orgánica contenida en las aguas residuales, así como también se verificó el cumplimiento de los valores límites máximos permisibles establecidos por la norma en cuanto a contaminación del medio ambiente. Además, se realizaron análisis en el Río Yaguachi: aguas arriba y aguas abajo respecto al punto de descarga para verificar la contaminación que tiene actualmente el río y la influencia de la descarga sobre la contaminación.
ADJUNTO PDF: SI NO
CONTACTO CON
AUTOR/ES:
Teléfono:
0980056109
0983449094
E-mail:
CONTACTO CON LA INSTITUCIÓN:
Nombre: FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS
Teléfono: 2-283348
E-mail:
ANEXO 10
Universidad de Guayaquil Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas
Escuela de Ingeniería Civil
UNIDAD CURRICULAR DE TITULACIÓN
Telf: 2283348
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