TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
CASO: TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMESTICAS DE LA CIUDAD DE
BARRANQUILLA
JINA MARCELA MENDOZA LOZANO
Trabajo presentado al docente:
NELSON RODRÍGUEZ VALENCIA
Como requisito del módulo:
MANEJO INTEGRADO DEL AGUA
UNIVERSIDAD DE MANIZALES
FACULTAD DE CIENCIAS CONTABLES, ECONÓMICAS Y ADMINISTRATIVAS
MAESTRÍA EN DESARROLLO SOSTENIBLE Y MEDIO AMBIENTE
BARRANQUILLA
2015
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1 TABLA DE CONTENIDO
RESUMEN .......................................................................................................................................... 3
INTRODUCCIÓN .............................................................................................................................. 3
OBJETIVOS ....................................................................................................................................... 4
MARCO TEÓRICO Y DISCUSIÓN .................................................................................................. 4
Aguas residuales .............................................................................................................................. 4
Tratamiento de las aguas residuales ................................................................................................ 8
Normatividad Colombiana ............................................................................................................ 12
Tratamiento de aguas residuales domesticas de la ciudad de Barranquilla ................................... 14
CONCLUSIONES ............................................................................................................................ 18
BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................................................... 19
LISTADO DE TABLAS
Tabla 1 Características del agua residual municipal ........................................................................... 5
Tabla 2 Posibles compuestos presentes en aguas residuales industriales ............................................ 5
Tabla 3 Marco político y normativo relacionado con el manejo y tratamiento de aguas residuales . 13
LISTADO DE FIGURAS
Figura 1 Tipos de tratamiento de aguas residuales .............................................................................. 8
Figura 2 Ubicación de la EDAR El Pueblo en la Ciudad de Barranquilla ........................................ 15
Figura 3 Recolección de aguas residuales en el sector Oriental de la Ciudad de Barranquilla ......... 17
Figura 4 Arroyos en la Ciudad de Barranquilla ................................................................................ 17
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2 RESUMEN
El presente trabajo trata sobre la importancia del manejo de los recursos hídricos, visto desde el
tratamiento de las aguas residuales, destacando lo fundamental que resultan estos procesos para la
sostenibilidad del recurso agua. Se presentan las características de las aguas residuales de acuerdo
con el origen de estas y cuáles son los tipos de tratamientos más comunes para que las aguas
residuales sean manejadas y devueltas a los ecosistemas acuáticos con la mejor calidad posible, así
como los procesos físicos, químicos y biológicos que se emplean en el proceso. Por último se da a
conocer el sistema de tratamiento de aguas residuales en la ciudad de Barranquilla y cuál es la
normatividad en Colombia para tratar los recursos hídricos.
3 INTRODUCCIÓN
El agua ha constituido una de las bases fundamentales para el progreso de la humanidad, jugando
un papel importante como motor de desarrollo, de fuente de riqueza y fuente de subsistencia; sin
embargo, el mismo progreso de la humanidad ha puesto en riesgo la sostenibilidad de los recursos
hídricos, haciendo mal uso de estos, sobreexplotándolos y generando contaminación sobre ellos.
Por esta razón, la ordenación y gestión de los recursos hídricos se ha convertido en un tema
prioritario en casi todas las sociedades, estos temas han estado enfocados y direccionados a nivel
mundial por los gobiernos en busca de, suplir las necesidades de abastecimiento de agua potable y
los servicios de saneamiento básico, con miras en mejorar las condiciones de vida de las
poblaciones.
A pesar de estas iniciativas, el crecimiento poblacional, el crecimiento económico, los
asentamientos urbanos no planificados, la falta de planificación y la poca conciencia ambiental, han
generado problemáticas ecológicas y sociales, que se ven reflejadas en el deterioro de los recursos
naturales (contaminación, sequias, inundaciones). Esta situación ha hecho que los gobiernos
alrededor del mundo cambien de perspectiva y basados en los postulados del desarrollo sostenible,
promuevan y establezcan acciones y estrategias encaminadas a la protección, conservación, uso
eficiente y tratamiento adecuado para el recurso agua; de tal forma que permitan contar con
recursos hídricos sostenibles, suficientes para sostener a las poblaciones actuales y a las venideras.
Teniendo en cuenta lo anterior, resulta importante el tema del tratamiento de aguas residuales,
puesto que es un compromiso de toda la sociedad, en primer lugar haciendo buen uso de los
recursos hídricos y en segundo lugar devolviéndolos a los ecosistemas con la menor contaminación
posible, para no poner en riesgo los ambientes acuáticos y por lo tanto no poner en riesgo la
disponibilidad del recurso para el consumo humano.
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4 OBJETIVOS
Conocer las características de las aguas residuales, los tipos de tratamientos aplicados a
estas, así como los procesos físicos, químicos y biológicos que implica el tratamiento.
Establecer la normatividad Colombiana alrededor del tratamiento de aguas residuales y
manejo de los recursos hídricos.
Conocer de qué manera se da el tratamiento de aguas residuales domesticas en la ciudad de
Barranquilla y cómo es el funcionamiento de este sistema.
5 MARCO TEÓRICO Y DISCUSIÓN
Los grandes desafíos a los que se enfrentan los gobiernos a nivel mundial, en la búsqueda del
desarrollo económico, social y ambiental, están relacionados con el recurso agua. La escasez del
recurso, el deterioro y los impactos sociales por inundaciones y sequias, son de las principales
problemáticas que requieren la mayor atención.
El manejo integrado de los recursos hídricos resulta ser un proceso fundamental para tratar los
asuntos sobre el recurso agua, para que estos sean usados, manejados y tratados de forma
sustentable y con efectividad e impactos positivos para la sociedad, en los ámbitos económicos,
sociales y ecológicos. Este proceso se establece para garantizar la vida en todos los ecosistemas del
planeta, incluyendo el hombre; además, es importante para encaminar todas las decisiones hacia el
manejo sostenible de los recursos hídricos.
5.1 Aguas residuales
Las aguas residuales, también llamadas aguas negras, son una mezcla compleja que contiene
contaminantes orgánicos e inorgánicos, tanto en suspensión como disueltos. La concentración de
estos contaminantes normalmente es muy pequeña y se expresa en mg/L, esto es, miligramos de
contaminantes por litro de la mezcla (Henry & Heinke, 1999). Estas aguas presentan características
físicas, químicas y microbiológicas diferentes a otros tipos de aguas, por lo cual se debe realizar un
tratamiento y manejo planificado, de tal forma que permita prevenir impactos al ambiente y generar
problemas de salud en las personas.
La combinación de líquidos y residuos sólidos en las aguas residuales pueden provenir de
residencias, oficinas, comercios e instituciones, residuos de industrias y de actividades agrícolas;
por lo tanto, las aguas residuales según su origen pueden clasificarse en domésticas, industriales o
agropecuarias, generalmente las aguas residuales domésticas y agrícolas son las menos complejas
en comparación con las industriales, puesto que estas últimas contienen sustancias químicas ajenas
a la naturaleza, como por ejemplo metales pesados, de acuerdo con esto cada tipo de agua residual
deben ser tratadas teniendo en cuenta sus características particulares (Universidad Nacional Abierta
y a Distancia, 2010)
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Las aguas residuales domésticas se originan especialmente en las viviendas, locales comerciales y
oficinas. Suelen tener una alta presencia de materia orgánica, cloruros, sulfatos, nitrógeno y sólidos.
En la Tabla 1 se presentan las características típicas de las aguas residuales de origen municipal. Es
de anotar que debido a la existencia de grandes concentraciones de materia orgánica, la acción
oxidante de los microorganismos hace que se consuma el oxígeno disuelto y se incrementen las
condiciones anaerobias.
Tabla 1 Características del agua residual municipal
Componente Concentración (mg/l)
Alta Media Baja
Sólidos totales 1000 500 200
Sólidos suspendidos 500 300 100
Sólidos sedimentables 12 8 4
DBO5 300 200 100
DQO 1000 500 250
Nitrógeno total 80 50 25
Fósforo total 20 15 5
Aceites y grasas 40 20 0
Coliformes fecales (NMP/100 ml) 109 107 105
Fuente: Ministerio del Medio Ambiente, 2000
Las aguas residuales industriales se originan en procesos de transformación de materiales, producto
de la multitud de actividades industriales. Las características de estas aguas no se mantienen
estables, debido a la gran variedad de actividades que cobija el sector industrial; las propiedades de
estas aguas responderán al tipo de industria y a los residuos que estas generen. En Tabla 2 se
presentan algunos compuestos que pueden encontrarse en las aguas residuales industriales, su
origen y efectos negativos.
Tabla 2 Posibles compuestos presentes en aguas residuales industriales
Compuesto Fuente Efectos
Materia orgánica Mataderos, curtiembres, centrales azucareras,
industria de alimentos
Consumen OD
Sólidos
suspendidos
Fábrica de detergentes y jabones, industria de
aceites y grasas, cerveceras, curtiembres,
industria farmacéutica
Acumulación de estos materiales en cuerpos de
agua
Compuestos
orgánicos
persistentes
Industria química, refinerías de petróleo,
plantas de coque e industria de productos
sintéticos
Compuestos no biodegradables, sustancias
tóxicas bioacumulables
Metales pesados Industria química y farmacéutica Sustancias tóxicas bioacumulables
Aceites y grasas Industria de aceites y grasas, jabones, lácteos,
estaciones de servicio
Altera aspecto del agua, interfiere la
transferencia de oxígeno
Nitrógeno y fósforo Fábricas de fertilizantes, industria alimenticia
(proteínas), operaciones pecuarias
Eutrofización. Además, de la descomposición
biológica de compuestos nitrogenados se genera
amoniaco (NH3)
Calor Plantas termoeléctricas, calderas, sistemas de
enfriamiento
Altera fauna acuática
Fuente: Universidad Nacional Abierta y a Distancia
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Las aguas residuales agropecuarias se producen de actividades pecuarias y del procesado de
cosechas de cultivos. Esas aguas aportan gran cantidad de materia orgánica, nitrógeno, fósforo y
material en suspensión. Especialmente el estiércol de los animales es una rica fuente de nitrógeno y
fósforo. De igual forma, pueden encontrarse residuos de contaminantes orgánicos como plaguicidas.
Es importante tener en cuenta cuál es el origen de las aguas residuales, ya que de acuerdo con esto
se establecerá el tipo de tratamiento que se debe realizar, para poder devolverlas a los cuerpos de
agua receptores sin alterar su calidad. Además, es importante conocer los parámetros físicos,
químicos y biológicos de las aguas residuales, de tal manera que permitan valorar su calidad y sus
efectos contaminantes; básicamente son cinco parámetros los que pueden tener impacto sobre el
medio donde se viertan las aguas residuales: materia oxidable, sólidos en suspensión, materias
inhibidoras o tóxicas, nutrientes y salinidad; otros elementos importantes son la temperatura y
contenido de grasas.
Materia oxidable
Demanda Química de Oxigeno (D.Q.O): Es una reacción intensa en la que se oxida la mayoría de la
materia orgánica, entre el 95 y el 100%, también oxida algunos compuestos inorgánicos como
sulfuros, cianuros etc. Las unidades en que se expresa son ppm de oxígeno.
Demanda Bioquímica de Oxígeno (D.D.O.): Mide la cantidad de oxigeno consumida por las
bacterias al degradar la materia orgánica. Es una oxidación más suave que la D.Q.O. y solo mide los
compuestos biodegradables (asimilables por las bacterias). Normalmente se expresan dos valores de
la misma, DDO5 y DBO21 y expresan los consumos de oxígeno a los 5 y a los 21 días.
Sólidos en suspensión
Sólidos en Suspensión Totales (SST): Fracción de sólidos que no pasa por el filtro de 0.45 μ.
- Sólidos en suspensión sedimentables (SSS). Fracción de los SST que puede separarse por
sedimentación simple según ensayo normalizado.
- Sólidos en suspensión no sedimentables (SSnS). Fracción de los SST que no se separa por
sedimentación en los ensayos normalizados.
Sólidos Disueltos (SD): Seria mejor definirlos como sólidos filtrables, son aquellos que no son
retenidos por el filtro y se pueden distinguir entre ellos:
- Sólidos coloidales, fracción comprendida entre 10-3μ i 1 μ. Se pueden separar por procesos
fisicoquímicos (coagulación-floculación).
- Sólidos disueltos, fracción de medidas inferiores a 10-3μ.
Sólidos Totales (ST): Es la suma de SST y SD. Para todos los casos y según la volatilidad a 600 ºC
se distingue entre fracción orgánica y fracción inorgánica, esta última permanece en forma de
ceniza.
Materias inhibidoras
Pueden presentar toxicidad o inhibir los procesos biológicos gran cantidad de compuestos químicos,
tanto orgánicos (aromáticos, fenoles, aldehídos, productos fitosanitarios, etc.) como inorgánicos
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(metales pesados, Hg, Cd, Cr, Zn, Cu, etc.). Las materias inhibidoras pueden influenciar en las
medidas de la DBO, presentando ésta resultados más bajos o nulos, y dando resultados de análisis
erróneos.
Nutrientes (N y P)
La procedencia de nitritos y nitratos es básicamente industrial, en las depuradoras y en los ríos se
pueden generar nitratos por oxidación del amonio o del nitrógeno orgánico. Los compuestos de
fósforo provienen generalmente de residuos urbanos, fosfatos y polifosfatos. Estos compuestos de
nitrógeno y fósforo pueden aparecer en las aguas como contaminación difusa de las actividades
agrícolas y ganaderas. N y P actúan como nutrientes en las especies vegetales, así pues con el CO2
atmosférico y estos nutrientes pueden crecer algas en el agua, generándose materia orgánica
(materia degradable que consume oxígeno) a partir de componentes inorgánicos, es lo que se
conoce como procesos de eutrofización.
Salinidad
La salinidad puede modificar el crecimiento de los microorganismos, ya que influye en los procesos
metabólicos, las modificaciones de la misma alteran los procesos de transferencia de materia debido
a las diferencias de presión osmótica. Es un parámetro difícil de corregir en aguas residuales, por lo
que su mejor tratamiento es la prevención. Otros parámetros como temperatura y grasas pueden
influir en los procesos de depuración, por lo que es conveniente conocer sus valores y tenerlos en
cuenta en las plantas de tratamiento.
Ahora bien, el tratamiento de las aguas residuales es un factor importante dentro de la sostenibilidad
de los ecosistemas, ya que su inadecuado manejo puede ocasionar impactos negativos en el medio
donde se depositen y causar graves afectaciones a la salud humana; además limitaría su uso y
disponibilidad. Los volúmenes de aguas residuales que se generan están relacionados con la
demanda del agua por parte de la población y el buen manejo o tratamiento que se le den, está
relacionado con la planificación tanto en centros urbanos, como en empresas particulares.
En Colombia, del total del agua captada por los centros urbanos (alrededor de 170 m3/s), entre el 70
y 80% regresa al ambiente en forma de agua residual, descartando diariamente cerca de 700
toneladas de carga orgánica a los cuerpos de agua. A esto hay que sumarle que solamente el 22% de
las cabeceras del país hacen tratamiento de aguas residuales y muchas de ellas funcionan
deficientemente o no están en operación (Ministerio del Medio Ambiente, 2002). Para el caso de
Colombia es de notar, que es fundamental fortalecer el saneamiento básico en las poblaciones, ya
que se cuenta con numerosas cuencas hidrográficas que están sufriendo presión y deterioro en su
calidad de agua, generado por las cargas contaminantes de los vertimientos domésticos.
Según el Inventario Nacional del Sector de Agua Potable y Saneamiento del Ministerio de
Desarrollo, cerca de 1300 cuerpos de agua están siendo contaminados por ser los receptores de los
vertimientos municipales. Esto pone en riesgo la disponibilidad de las fuentes de agua para
consumo humano, ya que la saturación de material orgánico desequilibra los ecosistemas acuáticos,
dificultando su recuperación, además genera eutrofización de lagos y lagunas por la abundancia de
nutrientes (Ministerio del Medio Ambiente, 2002).
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5.2 Tratamiento de las aguas residuales
El tratamiento de aguas es el conjunto de operaciones unitarias de tipo físico, químico o biológico,
cuya finalidad es la eliminación o reducción de la contaminación, así como la eliminación de las
características no deseables de las aguas, para abastecimiento, para procesos o de las aguas
residuales. El tratamiento de las aguas residuales es un proceso complejo, que exige un importante
esfuerzo para la evaluación de las necesidades de depuración, es decir, mediante un proceso de
caracterización el cual se logra a partir de mediciones físicas, químicas y biológicas (Cruz, 2008).
De acuerdo con lo anterior, el proceso de tratamientos de aguas residuales se clasifica desde dos
perspectivas, la primera es por tipo de proceso (físico, químico, biológico) y la segunda por el grado
de tratamiento (preliminar, primario, secundario, terciario), la Figura 1 muestra de manera general
los tipos y grado de tratamientos para disminuir o eliminar la carga contaminante de las aguas
residuales.
Figura 1 Tipos de tratamiento de aguas residuales
Fuente: Universidad Nacional Abierta y a Distancia
En cuanto al tipo de tratamiento se encuentran en primer lugar los procesos físicos, los cuales
emplean las fuerzas físicas para el tratamiento (Cruz, 2008), entre los principales se encuentran:
Desbaste: Consiste en la eliminación de sólidos gruesos o sedimentables, mediante la
retención en la superficie. Los elementos que se utilizan son rejillas o tamices.
Dilaceración: El objetivo es desintegrar o triturar los sólidos arrastrados. Para este proceso
se emplean cilindros giratorios verticales con ranuras horizontales, en cuales entran peines
cortantes fijos. El agua entra al tambor y los sólidos son triturados entre las ranuras y los
peines.
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Homogenización de caudales: Se realiza para tener caudales de tratamiento iguales y
concentraciones de contaminantes mucho más homogéneas, esta operación produce una
mayor efectividad en los tratamientos posteriores.
Mezclado: Se utiliza cuando sea necesario que una sustancia determinada se homogenice
totalmente en el seno de otra. Esta operación es importante en varias fases del tratamiento.
Sedimentación: Es la separación de los componentes del agua en dos fases, una fase sólida
que corresponde a los fangos y que está formada por partículas de sólidos suspendidos más
pesados que el agua, que por gravedad se depositan en el fondo; la otra fase es líquida
formada por el agua y compuestos en disolución.
Flotación: Se mezcla el agua residual con agua a presión. Al salir ambas por un tubo se
forman burbujas que arrastran a la superficie partículas de aceite o fibras que allí se separan
fácilmente.
Filtración: Esta operación permite la eliminación de sólidos en suspensión, procedentes de
las aguas después del tratamiento y sedimentación biológica, así como de la precipitación
química. Es muy poco usual en el tratamiento de aguas residuales y solo se efectúa en caso
que normas muy estrictas la requieran. Se usan tanques con grava, arena u otros medios
filtrantes.
En segundo lugar se encuentran los procesos químicos, que son aquellos que para la eliminación de
contaminantes es necesario la adición de reactivos químicos o mediante las propiedades químicas
de diversos compuestos (Cruz, 2008), dentro de los principales se pueden mencionar:
Precipitación: Consiste en añadir ciertos productos químicos al agua residual para conseguir
que éstos alteren el estado físico de los sólidos disueltos o en suspensión y se produzca una
eliminación por sedimentación. Este se utiliza como único método de depuración de aguas
residuales industriales.
Oxidación-Reducción: La necesitan los cianuros, el cromo hexavalente, los sulfuros, el
cloro, y los nitritos. Los reactivos más usados para oxidación son hipoclorito sódico, cloro
gaseoso, y H2SO5 (Acido de Caro o peroxisulfurico). Para reducción, los reactivos más
usados son bisulfito sódico y sulfato ferroso.
Neutralización: Se utilizan los ácidos clorhídrico, nítrico, sulfúrico, fluorhídrico, y diversas
bases. A veces, en la industria de procesos se neutraliza un efluente ácido con un efluente
básico, con posterior ajuste final de pH. Esto permite economizar reactivos.
Intercambio iónico y ósmosis inversa: Se utilizan sales de ácidos y bases fuertes y
compuestos orgánicos ionizados (intercambio iónico), o presión sobre membranas, en el
caso de la ósmosis inversa. Siempre que es posible, se recuperan sustancias para su
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recirculación, esto disminuye la contaminación y reduce las compras de reactivos o
materias primas.
Por último se encuentran los procesos biológicos, los cuales se pueden realizar en todo tipo de
aguas y es generalmente un tratamiento secundario, el objetivo es la coagulación y eliminación de
sólidos coloidales no sedimentables en la decantación primaria, así como la estabilización de la
materia orgánica. Los principales procesos de tratamiento biológico utilizados en el tratamiento de
aguas residuales en cuanto al tipo de microorganismos son: procesos aerobios, procesos anóxicos,
procesos anaerobios (Cruz, 2008).
Los tratamientos más importantes son:
Lodos activados: Estos tratamientos se efectúan en grandes estanques con una suspensión
de microbios que forman un barro o lodo activado. Se agrega el agua contaminada y los
microorganismos van descomponiendo los contaminantes en sustancias simples, o
asimilando otras sustancias en su interior. Luego se efectúa una decantación para separar
los lodos, se obtiene agua tratada y parte de los lodos se envía de nuevo al estanque. Los
lodos a reusar son estabilizados previo contacto con el agua residual.
Sistemas de película fija: En este sistema, las partículas activas forman una película que
está adherida en paredes o en rellenos de distinto tipo. Al pasar el agua residual por estas
paredes o rellenos, entra en contacto con las películas microbianas y se va depurando.
Como se mencionó anteriormente, de acuerdo al grado de tratamientos se encuentran en primer
lugar los tratamientos preliminares o pretratamiento, el cual comienza por la separación física
inicial de sólidos grandes, basuras de la corriente de aguas domésticas o industriales empleando
para ello un sistema de rejillas o mallas, también pueden ser triturados con equipos especiales,
posteriormente es aplicado un desarenado que consiste en la separación de sólidos pequeños muy
densos como la arena, seguido de una sedimentación primaria que separa los sólidos suspendidos
existentes en el agua residual.
De acuerdo con Cruz (2008), las operaciones de pretratamiento incluidas en una planta depuradora
dependen de:
La procedencia del agua residual.
La calidad del agua bruta a tratar.
Del tipo de tratamiento posterior en la planta.
En el pretratamiento se incluyen los siguientes procesos (Lizarazo & Orjuela, 2013):
Cribado: Rejas o rejillas de barras metálicas paralelas e igualmente espaciadas. Su función
es retener sólidos gruesos que floten o que se encuentren suspendidos en el agua. Pueden
ser de limpieza manual (gruesas) o de limpieza mecánica (finas).
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Tamices estáticos: Es un filtro utilizado para la separación sólido-líquida en Estaciones
Depuradoras de Aguas Residuales (E.D.A.R.). Este equipo se instala como pre tratamiento
en aguas industriales, con luces de 0,5 a 1 mm, para eliminar los gruesos en industrias
papeleras, textiles, de curtidos, lavaderos, conserveras, mataderos y lácteas. El tamiz
estático también se emplea como tratamiento primario en aguas urbanas, con luces de malla
de 1 a 1,5 mm.
Trituradores de canal: Se emplean para triturar los sólidos gruesos con objeto de mejorar las
operaciones y procesos que se llevan luego a cabo y para eliminar los problemas que
producen los diferentes tamaños de los sólidos presentes en el agua residual. Los sólidos se
trituran para conseguir partículas de tamaño menor y más uniforme.
Homogenización o tanques de igualación: Son tanques que sirven para regular o disminuir
los efectos de la variación del flujo o de la concentración de las aguas residuales. Estos
tanques son indispensables en el tratamiento de las aguas residuales industriales y a veces
se utilizan en las instalaciones municipales.
Desarenadores: Estructuras destinadas a remover arenas presentes en las aguas residuales.
Los desarenadores pueden ser rectangulares o circulares; de flujo horizontal o helicoidal;
aireados o no; de limpieza manual o mecánica. Tienen como función prevenir la abrasión
de equipos mecánicos, evitar la sedimentación de arenas en tuberías, canales y tanques
ubicados aguas abajo.
En segundo lugar se encuentran los tratamientos primarios, donde el principal objetivo es la
reducción de los sólidos en suspensión del agua residual, implementando tratamientos físicos o
químicos; este tratamiento es enteramente realizado con maquinaria, de ahí que es conocido
también como tratamiento mecánico. Dentro de este se encuentran:
Sedimentación: La sedimentación es un proceso físico que aprovecha la diferencia de
densidad y peso entre el líquido y las partículas suspendidas. Los sólidos, más pesados que
el agua, se precipitan produciéndose su separación del líquido. Los sedimentadores pueden
ser circulares o rectangulares.
Flotación: Es un proceso utilizado para la separación de partículas sólidas o líquidas en un
medio líquido. En el tratamiento de las aguas residuales se utiliza para remover aceites y
grasas y también para aglutinar sólidos suspendidos.
Coagulación: Es el proceso por el que los componentes de una suspensión o dilución
estables son desestabilizados por suspensión de las fuerzas que mantienen su estabilidad,
por medio de coagulantes químicos.
La siguiente fase es el tratamiento secundario, y se refiere a todos los procesos de tratamiento
biológico de las aguas residuales tanto aerobios como anaerobios. Este proceso busca degradar el
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contenido biológico de las aguas residuales, aportado por residuos humanos, residuos de alimentos,
jabones y detergentes. Dentro de este se pueden mencionar (Cruz, 2008):
Lodos activados: Sistema en el que la materia orgánica se mantiene dentro de la masa del
agua en suspensión y homogeneizada, ya sea por sistemas hidráulicos, mecánicos o
inyección de aire.
Lechos bacterianos: Sistema en el que se incorporan elementos, soportes, donde se fijan los
lodos y los microorganismos, distribuyendo homogéneamente los alimentos (materia
orgánica).
En último lugar se encuentra el tratamiento terciario o avanzado, se da en pasos adicionales como
lagunas, micro filtración o desinfección. Este tratamiento proporciona una etapa final para aumentar
la calidad del efluente al estándar requerido antes de ser descargado al ambiente receptor: mar, rio,
lago, etc. Dentro de estos están filtración, lagunaje, tierras húmedas construidas, remoción de
nutrientes, desinfección. Una de las principales razones para realizar tratamiento terciario a las
aguas residuales, es para la reutilización del recurso, puesto que estas requieren tener características
específicas de calidad.
Con respecto a los sistemas de tratamiento de aguas residuales (STAR) en Colombia, el Plan
Nacional de Manejo de Aguas Residuales Municipales 2004, establece que hay construidas 237
STAR en 235 municipios, lo cual representa un 21,7% de todos los municipios del país. Estos
sistemas de tratamiento no tratan la totalidad del agua residual producida y se desconoce el estado
real de las plantas de tratamiento, se estima que solo un 10% de los STAR construidos tienen un
funcionamiento adecuado. La tendencia de los STAR en Colombia es de construir lagunas de
estabilización (44%) y en segundo nivel sistemas de aireación extendida (9,4%) y por ultimo filtros
biológicos (7%) (Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, 2004).
Lo anterior permite establecer que en Colombia hay deficiencias en cuanto al manejo y tratamiento
de las aguas residuales, lo cual está relacionado con los servicios básicos de abastecimiento de agua
potable y saneamiento básico. Los encargados de suplir estas necesidades a la población son las
administraciones públicas, son ellas las encargadas de velar por que se impacte lo menos posible el
ambiente, ya sea asumiendo directamente la prestación del servicio o por medio de otras empresas.
Colombia aún cuenta con muchas poblaciones que no cuentan con los elementos necesarios para el
manejo y tratamiento de sus aguas residuales, esto debido a la falta de planificación en los procesos
de urbanización y a la corrupción existente, que no permite que se invierta en lo indispensable y
verdaderamente importante.
5.3 Normatividad Colombiana
En cuanto al manejo de aguas, Colombia cuenta con un amplio desarrollo de documentos
legislativos encaminados a regular el uso del agua, establecer el manejo de vertimientos y definir
los instrumentos económicos, administrativos e institucionales necesarios para la ejecución de las
políticas, por medio de los cuales se ha impulsado la articulación y desarrollo de acciones por parte
de las entidades que tienen que ver con el tema de manejo del agua. Sin embargo, hay aspectos
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negativos para la aplicación de los documentos, como fallas en la metodología, falta de recursos
financieros, falta de coordinación para poner en marcha los programas de seguimiento, entre otros.
En lo concerniente a los vertimientos de aguas residuales y los aspectos institucionales para su
manejo, se fundamentan en las políticas nacionales y normas específicas referidas desde los años
70. Se destacan principalmente el Código de los Recursos Naturales (Decreto ley 2811 de 1974), el
Decreto 1594 de 1984 y el Reglamento Técnico de Agua Potable y Saneamiento (RAS), entre otras
normas de regulación ambiental y sanitaria (Ministerio del Medio Ambiente, 2002). La Tabla 3
presenta el marco político y normativo relacionado con el manejo y tratamiento de aguas residuales
en Colombia.
Tabla 3 Marco político y normativo relacionado con el manejo y tratamiento de aguas residuales
Sector Salud
Decreto 2811 de 1974 Código Nacional de los Recursos Naturales Renovables y de Protección
al Medio Ambiente.
Ley 9 de 1979 Código Sanitario Nacional.
Decreto 1594 de 1984 Uso del agua y vertimientos.
Sector Agua Potable y Saneamiento Básico
Ley 142 de 1994 Régimen de los servicios públicos domiciliarios.
Ley 373 de 1997 Uso Eficiente y Ahorro del agua.
Resolución 1096 de 2000 Reglamento técnico del sector de agua potable y saneamiento - RAS.
Decreto 3930 del 2010 Usos del agua, ordenamiento, vertimientos.
Resolución 1207 del 2014 Reúso del agua residual.
Resolución 631 del 2015 Parámetros y valores de calidad para vertimientos puntuales.
Medio Ambiente
Ley 99 de 1993 Organiza el SINA y crea el Ministerio del Medio Ambiente.
Decreto 3100 de 2003 Tasas retributivas.
Resolución 372 de 1998 Monto de las tasas mínimas para las tasas retributivas.
Decreto 155 de 2004 Tasas por utilización del agua.
Resolución 240 de 2004 Establece tarifa mínima para las tasas por utilización de agua.
Decreto 1180 de 2003 Licencias ambientales.
Decreto 3678 del 2010 Sanciones ambientales.
Decreto 1640 del 2012 Planificación, ordenación y manejo de las cuencas hidrográficas.
Documentos de Política
Constitución Política Nacional. 1991.
Ley 812 de 2003 por la cual se aprueba el Plan Nacional de Desarrollo 2003-2006, hacia un Estado comunitario.
Lineamientos de Política para el Manejo integral del agua. Aprobado por el Consejo Nacional Ambiental en 1996.
Política pública para el sector de agua potable y saneamiento básico de Colombia. 2001.
Política Nacional Ambiental para el Desarrollo Sostenible de los Espacios Oceánicos y las Zonas Costeras e Insulares de
Colombia. Aprobado por el Consejo Nacional Ambiental en 2000.
Conpes 3146 de 2001, Estrategia para consolidar la ejecución del Plan Nacional para la Prevención y Atención de
Desastres en el corto y mediano plazo.
Conpes 3164 de 2002, Política Nacional Ambiental para el Desarrollo Sostenible de los Espacios Oceánicos y las Zonas
Costeras e Insulares de Colombia – Plan de Acción 2002 – 2004.
Conpes 3177 de 2002, Acciones Prioritarias y Lineamientos para la Formulación del Plan Nacional de Manejo de Aguas
Residuales (PMAR).
Ley 812 de 2003, Ley del Plan Nacional de Desarrollo 2002 –2006 Hacia un Estado Comunitario.
Lineamientos de la Política Nacional del Océano y los Espacios Costeros – LPNOEC. Adoptado por los miembros de la
Comisión Colombiana del Océano en 2003.
Fuente: Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, 2004
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A pesar de toda la normatividad existente, se ha dificultado su aplicación en muchas ocasiones,
debido a razones como: debilidad institucional, falta de programas de control, falta de
disponibilidad de información, desconocimiento de las obligaciones ambientales por parte de los
entes territoriales, falta de asistencia técnica por parte de las autoridades ambientales regionales;
estos factores analizados en conjunto debilitan cualquier proceso hacia el manejo del agua.
5.4 Tratamiento de aguas residuales domesticas de la ciudad de Barranquilla
Cada municipio presenta unas características moderadamente variables en sus vertimientos o aguas
residuales, los factores que influyen en las características físicas, químicas y bacteriológicas de sus
aguas residuales son: la localización, la temperatura, el desarrollo socioeconómico que tenga la
población, el nivel industrial, las prácticas que se den para el uso eficiente del agua, entre otros; los
cual quiere decir, que las aguas residuales generadas por un municipio varían de acuerdo al
comportamiento de ciertos factores internos y externos.
El principal contaminador de las aguas residuales domésticas son las heces y la orina humana,
seguido de los residuos orgánicos de la cocina. Estas aguas presentan un alto contenido de materia
orgánica biodegradable y de microorganismos que por lo general son patógenos. Cuando el
municipio tiene un alto desarrollo industrial pueden predominar compuestos inorgánicos poco
biodegradables (metales pesados, plaguicidas, sólidos) y dependiendo del estado del alcantarillado
(fugas o conexiones erradas) o si es combinado (aguas lluvias y negras) o sanitario (sólo aguas
negras), pueden estar más o menos diluidas (Ministerio del Medio Ambiente, 2002).
La Tabla 1, presenta la composición tópica de las aguas residuales municipales, estas presentan
altos contenidos de microorganismos, en especial coliformes fecales, que son un indicador de
contaminación bacteriológica, los cuales pueden sobrevivir en el ambiente hasta 90 días; por lo cual
las aguas que presenten este organismo deben ser tratadas, ya que pueden afectar la salud humana y
la disponibilidad del recurso para consumo humano. Otros constituyentes de las aguas residuales
domésticas como: sólidos, detergentes, grasas y aceites, nitrógeno y fósforo se encuentran en
concentraciones relativamente moderadas, cuya asimilación depende del estado del cuerpo receptor.
Ahora bien, para hablar del tratamiento de las aguas residuales domesticas en la ciudad de
Barranquilla, en primer lugar es necesario hablar sobre el sistema de alcantarillado de la ciudad, el
cual está diseñado para recolectar, transportar y disponer las aguas residuales generadas por sus
habitantes, el sistema comienza a servir en los inmuebles mediante las redes internas, de allí las
aguas servidas pasan a las redes domiciliarias con tuberías de 6” de diámetro, el siguiente paso es la
red local con tuberías de 8” de diámetro, de allí pasan a las redes matrices o colectoras con diámetro
mayores a 10”, continuando su transporte a las estaciones de bombeo o a las depuradoras de aguas
residuales o a los cuerpos de receptores según sea el caso. El sistema se encuentra dividido en 2
grandes vertientes, una oriental que drena y conduce sus aguas al río Magdalena y una occidental
que transporta sus aguas a la estación depuradora de aguas residuales EDAR El Pueblo (Triple A
S.A. E.S.P., 2015), (ver Figura 2). La empresa encargada de prestar los servicios de alcantarillado,
abastecimiento de agua potable, aseo y tratamiento de aguas residuales domesticas en Barranquilla
es la Triple A.
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Figura 2 Ubicación de la EDAR El Pueblo en la Ciudad de Barranquilla
Fuente: Imagen de Google Earth
La Estación Depuradora de Aguas Residuales del Distrito de Barranquilla está localizada a 500
metros al noroccidente del barrio El Pueblo y está diseñada para depurar las aguas residuales
provenientes del alcantarillado sanitario de 53 barrios del ciudad de Barranquilla.
El tipo de tratamiento que reciben las aguas residuales de la zona Suroccidental de Barranquilla es
biológico, mediante el empleo de Lagunas Facultativas con Digestión Anaeróbica Primaria,
entregando un efluente en los cuerpos receptores con aguas residuales tratadas, con altas
remociones de carga orgánica, de sólidos suspendidos, y de organismos patógenos. La EDAR El
Pueblo, presenta el siguiente funcionamiento (Triple A S.A. E.S.P., 2015):
Estructura de llegada o control
La Estación está conformada por dos estaciones de bombeo y un sistema de lagunas de
estabilización. Las aguas residuales domesticas originadas en el suroccidente de Barranquilla son
conducidas por gravedad, mediante una serie de colectores, llegando a la estación depuradora
mediante dos emisarios finales de 52" , que empalman en una estructura de llegada o de control, en
la que se realizan las caracterizaciones de las aguas residuales que llegan a la estación depuradora.
Canaleta Parshall
La canaleta Parshall, que permite realizar la medición de los caudales que se encuentran llegando a
la estación depuradora. Esta canaleta posee un sensor que emite información directamente hacia el
centro de control localizado en el Acueducto.
Rejillas de Desbaste
De la canaleta Parshall el agua residual pasa al canal de rejillas, en donde se efectúa el desbaste de
sólidos, siendo ésta la primera etapa del pretratamiento. La misma tiene lugar cuando las rejas de
desbaste, 2 gruesas y 2 finas retienen los sólidos flotantes que trae el agua residual, cuyo tamaño es
mayor que la distancia libre entre barras. Los sólidos retenidos son eliminados mediante limpieza
manual. El producto de la limpieza se dispone en un escurridero, una vez seco es introducido en
bolsas plásticas y es depositado en un contenedor, a fin de ser evacuadas posteriormente hasta el
relleno sanitario.
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Desarenadores
Después del desbaste, el agua residual pasa a un canal de distribución, y de ahí a los desarenadores.
En los desarenadores el proceso se lleva a cabo por la sedimentación de las arenas presentes en el
agua residual. Las arenas sedimentadas son retiradas mediante un extractor de arenas constituido
por un puente grúa al cual hay integrada una cuchara extractora. Para el secado, las arenas son
depositadas en un contenedor. Una vez realizado el secado, son retiradas del sitio y llevadas hasta el
relleno sanitario.
Estaciones de bombeo
De los desarenadores, el agua residual circula hacia los pozos de succión en donde es bombeada
hasta las cajas de distribución ubicadas frente a los módulos: la estación 1, la cual tiene un sistema
de bombeo compuesto por cinco unidades de 236 lps, cada una que impulsa el agua residual hacia
los módulos 1 y 2; y la estación 2, que tiene tres bombas de 236 lps y dos bombas de 126 lps, que
impulsan el agua residual hacia los módulos 3, 4, 5 y 6.
Lagunas de aguas residuales
La eliminación de los contaminantes se lleva a cabo gracias a la actividad biológica de los
microorganismos (algas y bacterias), para esto la EDAR “El Pueblo” cuenta con un sistema de
lagunas.
En la primera etapa hay dos lagunas paralelas, una de tipo facultativo y otra igual a las de la
segunda etapa pero de mayor tamaño. En la primera laguna la degradación de la materia orgánica se
obtiene inicialmente en tres digestores anaerobios de 4,5 mt de profundidad que se encuentran
incrustados al inicio del módulo 1, mediante la labor que desarrollan unos micro-organismos
anaerobios, seguidamente la degradación continúa fundamentalmente con la actividad metabólica
de las bacterias facultativas que pueden desarrollarse tanto en presencia como en ausencia de
oxígeno disuelto.
En la segunda etapa hay 4 sistemas de lagunas o módulos funcionando en paralelo donde cada
módulo se compone a su vez de varias lagunas funcionando en serie, las cuales están dispuestas de
la siguiente manera en el sentido del flujo: 2 lagunas anaerobias de alta carga en paralelo, lo cual
facilitara una posterior operación de mantenimiento, estas lagunas poseen una profundidad de 4,5
mt cada una, luego una laguna secundaria anaerobia con 3,5 mt de profundidad, los tiempos de
residencia son relativamente cortos comparándolos con la laguna facultativa. Con este tipo de
lagunas se busca reducir carga orgánica y sólidos en suspensión, para luego pasar el efluente de
estas lagunas a una laguna facultativa de la cual se obtendrá un efluente de mayor calidad y
alcanzando una elevada estabilización de la materia orgánica y una fuerte reducción de la carga
microbiológica.
Finalmente se obtiene un efluente de alta calidad con unas concentraciones promedio en materia
orgánica representada como demanda biológica de oxígeno (DBO5) de 20 mg/l, sólidos en
suspensión de 35 mg/l y un porcentaje de remoción de organismos patógenos igual a 99.9% (Triple
A S.A. E.S.P., 2015).
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Ahora bien, en Barranquilla a pesar del gran esfuerzo realizado para el manejo y tratamiento de las
aguas residuales, existen algunas problemáticas que no permiten que esta ciudad tenga un control
eficiente sobre los recursos hídricos; dentro de estas problemáticas se puede mencionar que la zona
Oriental de la ciudad no cuenta con sistema de tratamiento de aguas residuales, como se mencionó
anteriormente, la EDAR El Pueblo solo presta servicio de tratamiento para la aguas recolectadas en
el lado Occidental de la ciudad, el resto de las aguas residuales es depositado sin ningún tipo de
tratamiento al río Magdalena (ver Figura 3), que es el sistema fluvial con que limita la ciudad en su
costado Oriental. Esto supone una problemática ambiental, porque a pesar de que a esta altura del
río las aguas llegan contaminadas por el recorrido y recolección que hace de las aguas de las
poblaciones por donde cruza en el país, depositar aguas residuales sin ningún tipo de tratamiento
pone en riesgo los ecosistemas acuáticos de este sector.
Figura 3 Recolección de aguas residuales en el sector Oriental de la Ciudad de Barranquilla
Fuente: Imagen de Google Earth
Sumado a lo anterior, hay que mencionar que en Barranquilla no existe alcantarillado pluvial y
como es bien sabido esto ocasiona graves problemas por los arroyos que recorren la ciudad, ya que
la mayoría de las vías y calles no tienen un sistema de drenaje adecuado, por lo cual cuando llueve,
las aguas por escorrentía fluyen libremente sobre las dos cuencas sobre las que se asienta la ciudad
(ver Figura 4), una oriental que va al río Magdalena y una occidental que drena las aguas hacia la
Ciénaga de Mallorquín, que es un sistema costero. Esta problemática se ve acrecentada por la falta
de conciencia de la ciudadanía en el manejo de las basuras, estas son colectadas por las aguas de los
arroyos generando problemáticas de taponamiento de vías e incremento de la contaminación que
llega a las fuentes de agua.
Figura 4 Arroyos en la Ciudad de Barranquilla
Fuente: Imágenes tomadas de internet
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6 CONCLUSIONES
Implementar el tratamiento de aguas residuales debe ser una prioridad para los municipios, debido a
la gran disminución de contaminantes que implica la realización del proceso y lo favorecido que se
ve el ambiente donde son depositadas las aguas residuales; es decir, la importancia radica en la
disminución de los impactos negativos a los ecosistemas.
El conocimiento sobre los sistemas de tratamiento de aguas residuales es fundamental para tomar
decisiones acertadas para establecer cuál es el tratamiento que se debe dar a las aguas de acuerdo a
las características físicas, químicas y biológicas que estás presenten. Así mismo, es importante para
establecer las necesidades de manejo y tratamiento de acuerdo a las actividades que las generan.
En Colombia existe una fuerte normatividad para el manejo integrado del recurso agua, sin embargo
las problemáticas sociales y económicas dificultan la plena materialización de dicha normatividad.
La problemática social hace que las poblaciones ejerzan presión sobre los recursos hídricos,
sobrexplotándolos y devolviéndolos contaminados, por lo cual es vital que los entes
gubernamentales asuman el papel de suplir las necesidades de la población en cuanto a saneamiento
básico.
Debe existir mayor compromiso de las autoridades ambientales, para el control del manejo de aguas
residuales en las ciudades, además, implementar estrategias para promover la cultura de la
protección a los cuerpos de agua y su importancia para todos los ecosistemas incluyendo al hombre.
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_de_las_aguas_residuales.html
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