Las lagunas de estabilización
Las lagunas de estabilización
método mas simple
método mas simple
de tratamiento de
de tratamiento de
aguas residuales, que están constituidos por excavaciones poco
aguas residuales, que están constituidos por excavaciones poco
profundas cercadas por taludes de tierra
profundas cercadas por taludes de tierra
PROCESOS BIOLÓGICOS:
PROCESOS BIOLÓGICOS:
Oxidación de la materia orgánica
Oxidación de la materia orgánica
Producción fotosintética de oxígeno
Producción fotosintética de oxígeno
Digestión anaeróbica de la materia
Digestión anaeróbica de la materia
Remover de las
Remover de las
aguas residuales la
aguas residuales la
materia orgánica
materia orgánica
que causa la
que causa la
contaminación
contaminación
Eliminar
Eliminar
microorganismos
microorganismos
patógenos que
patógenos que
atentan contra la
atentan contra la
salud
salud
Utilizar el
Utilizar el
efluente para su
efluente para su
reutilización,
reutilización,
como para la
como para la
agricultura
agricultura
TIPOS DE LAGUNAS
TIPOS DE LAGUNAS
Degradación de la materia orgánica mediante la actividad de
bacterias aerobias
que consumen oxigeno producido
fotosintéticamente por algas.
Las lagunas aerobias se pueden clasificar, según el método de
aireación sea natural o mecánico, en
aerobias y aireadas
.
20-30 días.
1.0
–
1.5 m
La
aireación es natural
, siendo el
oxigeno
suministrado
por
intercambio a través de la
interfase
aire-agua
y fundamentalmente por
la actividad fotosintética de las algas
La cantidad de oxígeno suministrada
por medios naturales es insuficiente
para llevar a cabo la oxidación de la
materia orgánica, necesitándose un
suministro adicional de
oxigeno por
medios mecánicos
El tratamiento se lleva a cabo por a acción de
bacterias anaerobias
como
consecuencia de la
elevada carga orgánica
.
OBJETIVO PRINCIPAL: Retener la mayor parte posible de los solidos en
suspensión.
2-5 días.
2.0
–
5.0 m
HIDRÓLISIS
FORMACIÓN DE ÁCIDOS
FORMACIÓN DE METANO
Compuestos complejos en compuestos
sencillos
Compuestos sencillos en ácidos orgánicos
Ácidos orgánicos en CH4 y CO2
Poseen una
zona aerobia
y
anaerobia
. La finalidad de estas lagunas
es la estabilización de la materia orgánica en un medio oxigenado.
OBJETIVO PRINCIPAL:
Conseguir una
elevada estabilizacion
de la
materia organica
, y una reduccion en nutrientes y bacterias
coliformes en el
menor tiempo.
2-5 días.
1
–
2 m
Eliminar la mayor cantidad de bacterias patógenas
. Otros objetivos:
como la
nitrificación del nitrógeno amoniacal
, cierta
eliminación de
nutrientes
,
clarificación del efluente
y consecución de un efluente
bien oxigenado.
NITRIFICACIÓN: Proceso a través del cual las bacterias nitrificantes
transforman el amonio en nitrato.
3 - 10 días.
1
–
1.5 m
Condiciones
climáticas
Temperatura
Radiación solar
Fuerza de
vientos
Factores Biológicos
La velocidad de la degradación
aumenta
con la temperatura
.
Debe tenerse en cuenta las
condiciones de
temperatura más adversas
Una caída de 10% reducirá la actividad
microbiológica en 50%.
Es fundamental para la actividad
fotosintética.
Da lugar a dos efectos: Oxígeno disuelto
y pH.
Induce a la mezcla vertical del líquido en la
laguna.
Una buena mezcla asegura una
distribución
más uniforme del DBO.
Concentración de sólidos que contiene el
agua almacenada.
El aumento de salinidad resulta perjudicial si
se empleará en riego.
El
oxígeno disuelto
ba ja por la demanda
adicional de oxígeno originada por las
tormentas.
La
densidad del agua cambia
con la
temperatura
.
El agua más cálida es más ligera y tiende a
flotar sobre las capas frías produciéndose
una
estratificación estable
.
La
circulación del agua
a través de la
laguna viene afecta por su
forma y tamaño
,
velocidad y dirección de vientos
y
diferencias de densidad.
Sistemas profundos: mayor productividad
de algas en un medio en el que tienen que
sedimentar y morir.
En climas cálidos la mayor
profundidad
disminuye la evaporación
.
Su valor viene determinado por la
actividad
fotosintética del fitoplancton
y la
degradación de la materia orgánica.
Es el mejor indicador del
funcionamiento en las lagunas.
Principales fuentes de oxígeno
disuelto:
fotosíntesis
y
re
aireación superficial.
Con el progreso de la depuración se
eliminan los nutrientes y da lugar a
concentraciones limitantes para el
Mediante a eso se obtiene
agua reutilizable
para riegos
de cultivos según la OMS.
La
eliminación
de
microorganismos
patógenos es muy superior a la alcanzada
mediante otros métodos de tratamiento.
Desde el punto de vista
económico, es mucho más
barato, que otros métodos ,
con
bajos
costos
de
instalación y mantenimiento.
Operación
sencilla,
no
necesitan
personal
especializado.
Sólo
actividades
de
mantenimiento y limpieza.
Bajo costo inicial
Bajo costo de
operación
Reducción
de
la
contaminación
de
los
ambientes
acuáticos
(ríos,
mares,
etc.),
que
antes
recibían
los desagües
sin
tratar.
Con la construcción de lagunas de estabilización se
obtiene,
aguas
menos
contaminadas
y
mas
aprovechadas, y no se desperdicia el elemento
Obtención de un producto como la
biomasa
,
que
puede
ser
aprovechada
para
el
uso de
energía.
En el proceso de lagunaje se
generan biomasas potencialmente
valorizables una vez separada del
Problemas sociales, económicos en la
adquisición del
terreno
Alto costo del terreno
Requieren de grandes
áreas de terreno
Es un sistema
sensible a las
condiciones climáticas
.
Las lagunas pueden ser
afectadas
por
la
variaciones
bruscas
del
clima, es recomendable el
Si
están
sobrecargadas
las
aguas
servidas,
pueden
producir
olores fétidos
, por lo
que se recomienda
que las lagunas de
estabilización
se
encuentren
alejadas
de
los
lugares
Son
estanquesdiseñados para el tratamiento de agua residuales mediante
procesos biológicos naturalesde interacción de la biomasa y la materia orgánica.
Algas y nutrientes se descargan con el efluente y
son asimilados por el cuerpo receptor. (usar cuando:
alto grado de remoción
de organismos patógenos)
Evaluarse la posibilidad de
eutrofización.
No se consideran
como alternativa de tratamiento las lagunas de alta producción de
biomasa, (aerobias o fotosintéticas), ya que maximizan la producción de algas.
Para aguas residuales domésticas e industriales se considera el sistema de lagunas que
tenga unidades
anaerobias, airadas, facultativas y de maduración.
- Carga orgánica volumétrica de 100 a 300 g DBO/(m3.d)
Cuando la disponibilidad de terreno es limitada.
Tratamiento de aguas residuales domésticas con altas concentraciones de
desechos industriales.
No se recomienda
su uso para temperaturas menores de 15 °C, ni con alto
contenido de sulfatos (mayor a 250 mg/l).
Dimensionamiento
para temperatura
de 20°C.
Estanque con alta carga orgánica en la que se efectúa el tratamiento en ausencia
de oxígeno.
- Periodo de retención nominal de 1 a 5 días.
- Profundidad entre 2.5 a 5 m.
Se deberá
diseñar un numero mínimo de dos unidadesen paralelo para
permitir la operación de una de la unidades mientras se remueve el lodo de la
otra.
- La
acumulación de lodo
se calculara con un aporte
no menos de 40 l/hab/año.- Asumir una reducción bacteriana nula
- No se debe permitir que el
volumen de lodos
acumulados supere el 50 %
del tirante de la laguna.
- Deberá
verificar
los valores de carga orgánica volumétrica y carga
superficial para las condiciones de inicio de operación y de limpieza de
lodos de las lagunas
- Se emplean como primera unidad de un sistema de tratamiento donde la
disponibilidad del terreno es limitada o para el tratamiento de desechos
domésticos e industriales con aguas residuales orgánicas. No se recomienda
usarlas en serie.
Lagunas airadas de
mezcla completa.
Lagunas airadas
facultativas.
Lagunas facultativas con
agitación mecánica.
Laguna con alta producción de biomasa.
Alta densidad de energía
instalada (15W/m3)
Profundidad: 3-5 m
Periodo de retención: 2-7
días.
Aeradores de baja
velocidad de rotación.
Densidad de energía: 1-4
W/m3. ( 2W/m3)
Periodos de retención:
7-20 días.
Profundidad aprox.: 1.5 m
Baja densidad de energía:
0.1 W/m3
Uso de aeradores
intermitente.
El contenido de oxígeno varía con la profundidad y hora del día.
Su ubicación como unidad de tratamiento en un sistema de lagunas poder ser:
- Como laguna única si la carga de diseño es baja o seguida de una laguna secundaria o terciaria.
- Como unidad secundaria o terciaria de lagunas anaerobias o aireadas.
Los criterios de diseño referidos a temperatura y mortalidad de bacterias:
-Temperatura de diseño
será el promedio del mes más frío.
- Si no se cuenta con ese dato se deberá tomar la temperatura del agua sumando a la temperatura del aire un valor que se debe justificar ante el organismo competente. - De no existir ningún dato se tomara la temperatura promedio del aire del mes mas frio - Tomar elcoeficiente de mortalidad bacterianaentre 0.6 y 1.0 (l/d) para 20 °C
La carga de diseño será:Cd=250 x 1,05^(T-20)
La carga de diseño se disminuirá si existe factores como:
- Variaciones bruscas de temperatura.- Existencia de desechos industriales- Tipo de sistema de alcantarillado- Forma de la laguna.
Profundidad
: mayor a 1.5 m.
Considerar
una altura para la
acumulación de lodos.
Periodo de limpieza: 5 a 10 años.
Frecuencia de remoción del lodo:
Volumen de lodo acumulado teniendo en cuenta 80 % de remoción de sólidos en suspensión.
Reducción de 50 % de solidos volátiles por digestión anaerobia Densidad del lodo de 1.05 kg/l.
Contenido del lodo de 15 % a 20 % al peso.
Lagunas facultativas que reciben efluentes de lagunas aireadas:
Producción de oxigeno por fotosíntesis.Asimilación de los sólidos volátiles del afluente.Asimilación de DBO solubleRe aireación superficial
- El volumen de lodo acumulado con una reducción de 50 % de solidos volátiles por digestión
anaerobia, densidad de lodo de 1.03 kg/l y contenido de sólido de 10% al peso.
RELACION LARGO
–ANCHO
FACTOR DE DISPERSION
1
1
2
0.5
4
0.25
8
0.12
KT=K20 X 1.05^(T-20) Corrección del coeficiente de
mortalidad.
La reducción de bacterias se determinan en término de coliformes fecales.
Con relación a los parásitos de las aguas residuales, los nematodos intestinales de consideran como indicadores. Para su remoción se necesita un periodo de retención nominal de 10 días.
- Periodo de diseño de la planta de tratamiento debe de ser entre 20 y 30 años, con etapas de implementación de 10 años.
- Se debe de considerar por lo menos dos unidades en paralelo, para facilitar el mantenimiento. - La conformación de unidades, geometría, forma, y numero de celdas dependen de la topografía
del sitio. - La forma:
- Para lagunasanaerobias y aireadascuadrada o ligeramente rectangulares.
- Para lagunasfacultativasLigeramente alargadas. (L/A=2)
- Las esquinas deberán ser redondeadas para disminuir la acumulación de nata. - Para el diseño de diques:
- 4 calicatascomo mínimo por hectárea.
- Inclinación de taludes: 1:1.5 y 1:1.2, los exteriores entre 1:1.3 y 1:1.2. - En lasalidase debe instalar un dispositivo de medición de caudal.
