TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

Julie Andrea Gil, Luis Bernardo Cañón, Sonia Yulieth Guerrero, Néstor Ruiz

RESUMEN

El presente documento reflexiona sobre la importancia del tratamiento de las

aguas residuales, especialmente en Colombia, un país con un recurso hídrico

importante pero que gracias a su escasa gestión presenta una problemática

seria relacionada con la contaminación de las fuentes hídricas por los

vertimientos de las aguas residuales. En ese sentido las PTAR, se configuran

como una solución que apunta a resolver problemas de índole social,

económico y ambiental, derivados del escaso tratamiento de las aguas

residuales, esta reflexión a la luz de aspectos técnicos, pero también sociales y

ambientales que dejan ver la urgente necesidad de implementar políticas

coherentes sobre la gestión del recurso hídrico.

INTRODUCCION

El agua es un elemento indispensable para la vida, está presente y es

necesario para el desarrollo humano, tanto en escalas mínimas (mínimo vital y

usos domésticos) como en grandes escalas (industria y agricultura). Los

últimos siglos, especialmente, han sido testigos de la importancia de este

recurso, que ha sido el motor de desarrollo para muchos países, los

desarrollados, y ha sido también factor de atraso de los países del tercer

mundo, en los que la contaminación, las dificultades de acceso, la escasa

gestión de saneamiento básico, los conflictos armados, el cambio climático se

aúnan para conformar un panorama en el que el manejo del recurso hídrico, es

por más una necesidad urgente. Si bien la mayor parte del planeta está

conformada por agua, sólo el 3% del agua, es agua dulce, este mínimo

porcentaje hace que cada vez sea más necesario que existan políticas

eficientes de gestión del agua, que incluyan, como elemento fundamental el

tratamiento de las aguas contaminadas por los residuos, además de la

preservación y cuidado de las fuentes hídricas existentes y de una emergente

necesidad de configurar dentro del sistema de educación, una educación

ambiental, no para llenar requisitos de planes inefectivos, sino por que se hace

necesario que todos seamos educados y consientes del uso de los recursos,

no tanto para procurar ahorros individuales, sino para gestar realmente lo que

se ha llamado, un pensamiento ambiental (Leff, 2004).

Dentro de este espectro, el agua es evidentemente un factor indispensable

para alcanzar el desarrollo sostenible, especialmente en los países en vía de

desarrollo, en América Latina, por ejemplo, es sorprendente que “el 60 por

ciento de la población urbana {…} no tiene acceso a sistemas de alcantarillado,

y más del 90 por ciento de las aguas residuales se descargan, sin ningún

tratamiento, en los cuerpos de agua…con lo que…se puede apreciar la

magnitud del deterioro de nuestro ecosistema urbano. (Guimaräes, 1994, pág.

34)

Esta perspectiva demanda que existan acciones decididas para enfrentar las

problemáticas, una de esas acciones tiene que ver con el tratamiento de las

aguas residuales que significan un factor altamente contaminante. Este

documento describe en un primer momento los factores que inciden en la

contaminación del agua, las problemáticas derivadas de la misma, así como los

instrumentos de control (normativos y legales) que existen en Colombia,

haciendo una pequeña evaluación de la efectividad de los mismos;

posteriormente se examina la problemática de las aguas residuales domesticas

y la importancia de su tratamiento para luego discurrir sobre aspectos técnicos

de las llamadas Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales, y el impacto de

las mismas en el ámbito social, económico y ecológico, finalmente se

establecen algunas conclusiones generales que resumen entre otros la

importancia de la gestión del agua mediante un sistema integrado que

contemple aspectos relacionados con el tratamiento del agua residual, la

contaminación de las fuentes hídricas y la importancia del agua como un

derecho fundamental que garantiza la vida del ser humano.

MARCO TEORICO

La contaminación del agua.

El agua no se encuentra, naturalmente, en estado pura y siempre contiene

cierto número de sustancias que provienen de diversas fuentes: la

precipitación, su propia acción erosiva, el viento, su contacto con la atmósfera.

En las aguas que no han recibido vertidos artificiales se pueden encuentrar

sólidos y coloides en suspensión (que afectan la transparencia), sólidos

disueltos (que se reflejan en la alcalinidad, valor del pH, dureza, conductividad),

oxígeno disuelto (que influye decisivamente en la vida acuática), etc., que

constituyen los caracteres y cualidades del agua. (MOPU 2005, p 280)

Caracteres y cualidades se relacionan con la calidad del agua, aunque de

modo distinto según el uso a que está se destine, como ya se ha apuntado: los

vertidos artificiales los alteran y pueden, además, introducir en el medio

acuático otras sustancias no presentes naturalmente (tóxicos, detergentes),

modificando así la calidad natural. (MOPU 2005, p 279)

A continuación se describen muy brevemente los efectos de la adición de

materia o de energía, que llamaremos contaminación, con independencia de su

origen natural o artificial, aunque sea este último el más frecuente. . (MOPU

2005, p 280)

El aumento de sólidos en suspensión disminuye la transparencia

(aumenta la turbidez): las plantas acuáticas disponen de menos luz y, en

consecuencia, se reduce el oxígeno disuelto y el alimento de los

animales. Si los sólidos se sedimentan pueden cubrir el lecho del río y

afectar a los plantas acuáticas pequeñas.

Los líquidos no miscibles (grasas, aceites) afectan a la transparencia lo

mismo que los sólidos; son, en general, más ligeros que el agua y

pueden formar una película sumamente delgada sobre la superficie, de

modo que una cantidad pequeña contamina a una extensión grande. Al

adherirse a la vegetación dan a las márgenes del curso de agua un

aspecto poco grato a la vista.

La aireación del agua que contiene detergentes, al caer por un pequeño

salto o al aumentar la turbulencia, se traduce en la formación de

espumas, una de las más llamativas de contaminación física.

Los compuestos inorgánicos disueltos pueden alterar la calidad del agua

de muy diversas maneras. Pueden ser tóxicos en sí mismos: muchas

sales de metales para los organismos acuáticos, incluso en

concentraciones muy bajas. Otras veces pueden serlo al combinarse

entre sí o con sustancias presentes en el agua. En todo caso, al alterar

la diferencia en concentración de sales disueltas entre el agua y los

organismos pueden causar la muerte de estos.

Problemática de la contaminación hídrica del país

La contaminación de un cuerpo de agua depende del tamaño y calidad del

vertimiento así como del tamaño de la fuente y su capacidad de asimilación.

Los cuerpos hídricos del país son receptores de vertimientos de aguas

residuales y su calidad se ve afectada principalmente por los vertimientos no

controlados provenientes del sector agropecuario, doméstico e industrial.

Tabla 1. Producción diaria de DBO por sector

Sector Toneladas Descripción

Agrícola y

Pecuario

7.100 Vertimientos de aguas residuales

agrícolas con gran número de

contaminantes y del sector pecuario

con alta carga orgánica.

Doméstico 800 Los mayores aportantes de carga

contaminante centros urbanos como

Bogotá, Cali, Medellín, Barranquilla,

Cartagena y Manizales.

Industrial 520 En orden de importancia por su

aporte, el subsector de alimentos,

producción de licores, fabricación de

sustancias químicas industriales y la

industria del papel y cartón

Fuente. Departamento Nacional de Planeación (1994)

Los vertimientos de aguas residuales de los centros urbanos se estiman en 67

m3/s donde Bogotá representa el 15%, Antioquia 13%, Valle del Cauca 10% y

los demás departamentos están por debajo del 5%. El impacto que generan

estos vertimientos varía a lo largo del país, dependiendo del volumen de los

vertimientos puntuales frente a la capacidad de asimilación de los cuerpos de

agua donde se vierten. Entre los casos de impacto más conocidos se

encuentran las descargas domésticas de Bogotá al humedal Juan Amarillo y el

río Fucha. Sin embargo, en la actualidad no existe un diagnóstico confiable

sobre contaminación doméstica a escala nacional, ni información suficiente

sobre el estado del recurso hídrico que considere elementos como la capacidad

de asimilación del cuerpo receptor y el efecto nocivo real de los vertimientos.

(Departamento Nacional de Planeación 1994)

Por otra parte, los principales centros industriales del país (Bogotá-Soacha,

Medellín-Valle de Aburrá, Cali-Yumbo, Barranquilla, Manizales-Villa María y la

Bahía de Cartagena), también generan altos impactos puntuales en los cuerpos

receptores por su gran contenido de metales pesados y sustancias peligrosas.

(Departamento Nacional de Planeación 1994)

En general todos estos vertimientos ponen en riesgo la salud de los habitantes,

dificultan la recuperación de las fuentes, disminuyen la productividad,

aumentan los costos de tratamiento del recurso hídrico y, cuando los desechos

industriales se vierten a un sistema de alcantarillado municipal, aumentan los

costos de operación y mantenimiento de las redes, de los sistemas de

tratamiento y disminuye el periodo de vida útil de estas inversiones.

(Departamento Nacional de Planeación 1994)

Instrumentos para el control de la contaminación hídrica y el

manejo de aguas residuales.

Según el documento COMPES, el Ministerio de Salud expidió en 1984 el

Decreto 1594 modificado por el Decreto 3930 de 20011 mediante el cual

reglamentó parcialmente lo relacionado con los usos del agua y los residuos

líquidos, que define las normas de vertimiento permisibles para la descarga de

residuos líquidos a un cuerpo de agua o alcantarillado sanitario; igualmente

establece los conceptos de cargas combinadas, sustancias de interés sanitario,

planes de cumplimiento de los usuarios contaminadores, tasas retributivas y

marcos sancionatorios, entre otros aspectos.

Este decreto establece límites permisibles para las descargas de aguas

residuales, basados en la remoción en porcentaje de carga de contaminantes

como DBO, SST, grasas y aceites. Este criterio ha generado inequidades entre

los diferentes usuarios, por ser menos restrictivo con los mayores

contaminadores.

Así mismo, fija plazos muy bajos para la implementación de proyectos de

tratamiento, los cuales han sido incumplidos. Aunque la norma contempla

varios contaminantes, después de 15 años de su expedición, no se ha logrado

una disminución significativa de la contaminación vertida, aun cuando muchos

grandes industriales han realizado inversiones importantes para alcanzar el

cumplimiento de dicha norma.

Aunque esta norma ha presentado dificultades por su rigidez para alcanzar

metas reales de descontaminación (metas de responsabilidad compartida de

descontaminación, falta de control en parámetros inorgánicos y tóxicos,

factores regionales incrementales), ha sido un instrumento normativo utilizado

para consolidar en muchas regiones procesos de producción limpia, cultura de

tratamiento de efluentes residuales, cumplimientos sectorizados de límites

permisibles, y alcance de metas parciales de descontaminación.

Así mismo, la legislación colombiana contempla algunos instrumentos

económicos para el control de la contaminación, incorporando temas como el

de las tasas ambientales y los incentivos tributarios (Decreto 2811 de 1974). En

cuanto a estos últimos, durante 1996, se introdujeron a la legislación algunas

exenciones tributarias, las cuales han constituido una variable importante para

la realización de inversiones ambientalmente sanas frente a aquellas que

deterioran al medio ambiente. Igualmente dichas exenciones disminuyen los

costos de ejecución de inversiones como los sistemas de tratamiento de aguas

residuales. (Ministerio de ambiente Vivienda y Desarrollo Territorial, 2010).

En cuanto a la tasa retributiva establecida en primera instancia por el Código

de los Recursos Natural, ésta actuaba sobre usuarios ambientales dedicados a

la realización de actividades lucrativas, dejando por fuera grandes

contaminadores y usuarios como los entes territoriales. Por esta razón la Ley

99 de 1993 modificó el esquema de tasas, quedando sujetos al pago de las

mismas todos los usuarios de los recursos naturales renovables,

independientemente de que ejerzan actividades lucrativas o no.

Debido a que durante los últimos 15 años no se alcanzaron los mejores

resultados en cuanto a la descontaminación del recurso hídrico a través de los

instrumentos de comando y control, se reglamentó el cobro de la tasa

retributiva por vertimientos líquidos puntuales (Decreto 901 de 1997, el cual fue

derogado por el Decreto 3100 de 2003), definida en el artículo 42 de la Ley 99

de 1993.

Este instrumento económico, basado en el principio de “el que contamina

paga”, establece un cobro por la utilización directa de las fuentes de agua como

receptoras de vertimientos puntuales y por sus consecuencias nocivas para el

medio ambiente (Ministerio de Ambiente Vivienda y Desarrollo Territorial,

2010).

De acuerdo con la nueva reglamentación (Decreto 3100 de 2003), la Tasa

Retributiva por Contaminación Hídrica es un cobro por la utilización directa de

las fuentes de agua como receptoras de vertimientos puntuales y sus

consecuencias nocivas para el medio ambiente.

El Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial establecerá

anualmente, mediante resolución, el valor de la tarifa mínima de la tasa

retributiva para los parámetros sobre los cuales se cobrará dicha tasa, basado

en los costos directos de remoción de las sustancias nocivas presentes en los

vertimientos de agua, los cuales forman parte de los costos de recuperación del

recurso afectado (Decreto 3100 de 2003).

Para efectos de establecer la meta individual de reducción de la carga

contaminante, los usuarios prestadores del servicio de alcantarillado sujetos al

pago de la tasa deberán presentar a la Autoridad Ambiental Competente el

Plan de Saneamiento y Manejo de Vertimientos de conformidad con la

reglamentación que para tal efecto expida el Ministerio de Ambiente, Vivienda y

Desarrollo Territorial, que deberá contener las actividades e inversiones

necesarias para avanzar en el saneamiento y tratamiento de los vertimientos.

Dicho plan contendrá la meta de reducción que se fijará con base en las

actividades contenidas en el mismo. El cumplimiento de la meta se evaluará de

acuerdo con el cumplimiento de los compromisos establecidos en el Plan de

Saneamiento y Manejo de Vertimientos. (Ministerio de ambiente Vivienda y

Desarrollo Territorial, 2010).

La implementación, facturación, cobro y recaudo de la tasa, es competencia de

las Autoridades Ambientales Regionales (AAR) y los recursos recaudados por

este concepto son rentas propias de las mismas.

Todos los usuarios que realicen vertimientos puntuales a los cuerpos de agua

están obligados a pagar la tasa; sin embargo, cuando el vertimiento se realiza a

una red de alcantarillado, la AAR cobran la tasa a la entidad que presta dicho

servicio. (Ministerio de ambiente Vivienda y Desarrollo Territorial, 2010).

La evaluación nacional del Programa de Tasas Retributivas indica que en las

AAR donde se ha implementado adecuadamente la tasa es posible documentar

una reducción promedio de la contaminación en 26% para la DBO y 27% para

los SST. La mayor parte de la reducción se explica por esfuerzo del sector

industrial, mientras que en el sector doméstico se ha presentado un fuerte

rezago en el cumplimiento de metas de descontaminación y en el pago de las

cuentas a las AAR. (Ministerio de ambiente Vivienda y Desarrollo Territorial,

2010).

Acciones prioritarias y lineamientos para la formulación del plan nacional

de manejo de aguas residuales (PMAR)

Con el propósito de articular los diferentes instrumentos de política, el MAVDT

ha identificado un conjunto de acciones cuya ejecución deberá iniciarse en el

corto plazo.

Paralelamente se avanzará en la formulación del PMAR, con el objeto de

promover el mejoramiento de la calidad del recurso hídrico de la Nación en el

corto, mediano y largo plazo. Las acciones prioritarias y los lineamientos para

la construcción del PMAR se presentan a continuación:

Selección y priorización de los municipios para la construcción de sistemas

de tratamiento de aguas residuales.

Estrategias de Gestión.

Revisión, actualización y desarrollo normativo para el ajuste de

instrumentos de política.

Articulación de las fuentes de recursos para la financiación del Plan.

Estrategia institucional.

Aguas residuales domesticas

Origen de las aguas residuales domesticas

Para Sáenz (1985), las aguas residuales domesticas se originan principalmente

en las habitaciones, instalaciones sanitarias, lavado de utensilios domésticos,

grifos de baño, lavado de ropa y otros usos domiciliarios. El volumen generado

esta en función del nivel de educación y de las costumbres de los habitantes

de las ciudades.

Llamamos aguas residuales a los líquidos provenientes de la actividad humana,

que llevan en su composición gran parte de agua y que poseen un sistema de

abastecimiento de aguas interconectadas a una red de alcantarillado y

generalmente son vertidos a cursos o a masa de agua continentales o a

masas de aguas continentales o marinas. (Fresenius, et al. 1989)

Su origen puede ser muy diverso: Fresenius, et al (1989) las agrupa en 5

categorías de origen:

− Mecánico y físico.

− Inorgánico y mineral.

− Orgánico.

− Urbano.

− Colectivo.

Las aguas residuales urbanas se originan a causa de:

− Excretas.

− Residuos domésticos.

− Arrastres de lluvia.

− Infiltraciones.

− Residuos industriales.

Razones para su tratamiento

Según Sáenz (1970) señala la necesidad del tratamiento de las aguas

residuales como una consecuencia de la civilización y el progreso

caracterizado por el aumento de la densidad demográfica y la expansión

industrial, que obliga a ciertas medidas sanitarias, entre estas, un control de la

contaminación.

Las razones que justifican el tratamiento de las aguas residuales pueden ser

resumidas en cuatro:

Razones higiénicas (causa relacionada a la salud pública).

Razones económicas (áreas despreciadas por estar contaminadas)

Razones estéticas de confort (desprendimiento de gases a la atmósfera)

Razones legales (derechos propietarios marginales).

Base de diseño de una Planta de tratamiento de aguas residuales

Las características claves de las aguas residuales que deben considerarse al

momento de diseñar una PTAR incluyen el flujo y las características físicas,

químicas y biológicas de las aguas residuales. El flujo de aguas residuales,

comúnmente expresado en m3/día, determina el tamaño de una PTAR.

Las tasas mínimas y máximas de flujo deben calcularse de la manera más

precisa posible ya que afectan a los cálculos hidráulicos y la medición de

canales y tuberías de distribución. Los flujos del diseño también deben incluir

futuros incrementos previstos. Las grandes variaciones temporales de los flujos

(por ejemplo, fluctuaciones diurnas, respuesta de afluencia/infiltración frente a

la precipitación) pueden requerir el uso de lagunas o tanques de compensación

a fin de permitir un nivel constante o casi constante de flujo para los procesos

de tratamiento aguas abajo. Otro beneficio de las tanques de compensaciones

reducir el efecto del exceso de tóxicos sobre los procesos de tratamiento

causado por descargas accidentales de sustancias tóxicas. Esta reducción se

logra al mezclar aguas residuales con concentraciones inferiores en el

estanque de compensación. (Kreissl, et al 1987)

Las características físicas importantes incluyen sólidos, temperatura, color y

olor. Los sólidos en forma de residuos flotantes y capas de grasa y aceite

indican residuos altamente contaminados y son evidencia de residuos no

tratados o en todo caso tratados de manera ineficiente. Los sólidos en

suspensión contribuyen a la turbiedad y a arrastres y por lo general tienen que

ser removidos mediante sedimentación o filtración. La temperatura de las

aguas residuales es un parámetro importante, ya que afecta las reacciones

químicas y biológicas y la solubilidad de gases, como el oxígeno. En general,

las altas temperaturas elevan las tasas de reacción y solubilidad hasta el punto

en que la temperatura se vuelve lo bastante alta como para inhibir la actividad

de la mayoría de microorganismos (aproximadamente 35 °C). El color y olor

sirven como indicadores del grado de contaminación de residuos y su

presencia en aguas residuales es signo de un pretratamiento inadecuado antes

de la descarga. (Kreissl, et al 1987)

Las características químicas importantes de las aguas residuales incluyen

sustancias orgánicas, sustancias inorgánicas en solución y gases. La demanda

biológica de oxígeno (DBO) es un indicador de la cantidad de sustancias

orgánicas de origen biológico (proteínas, carbohidratos, grasas y aceites) y de

productos químicos orgánicos, sintéticos y biodegradables en las aguas

residuales. La comparación entre la DBO de las aguas residuales afluentes y

los efluentes tratados permite medir la efectividad de una PTAR para estabilizar

la sustancia orgánica. La demanda química de oxígeno (DQO) es un indicador

de las sustancias biodegradables y no biodegradables. (Martin & Martin 1991)

La proporción entre la DBO5 (demanda bioquímica de oxígeno en una prueba

de 5 días) y la DQO es un indicador del tratamiento biológico. Generalmente,

los procesos de descomposición biológica comienzan y ocurren de manera

rápida con proporciones de BOD5:DQO de 0,5 o mayor. Las proporciones entre

0,2 y 0,5 son susceptibles al tratamiento biológico; sin embargo, la

descomposición puede ocurrir de manera más lenta debido a que los

microorganismos degradantes necesitan aclimatarse a las aguas residuales.

Una proporción de menos de 0,2 representa graves limitaciones para el

tratamiento biológico. Normalmente, la proporción de DBO:DQO de las aguas

residuales industriales es menor que 0,5, a excepción de las aguas residuales

de las industrias de alimentos y bebidas, que a menudo son significativamente

mayores que 0,5 (Fresenius, et al, 1989).

Los elementos inorgánicos comunes en las aguas residuales incluyen cloruro,

iones de hidrógeno (que influyen en el pH), compuestos que causan

alcalinidad, nitrógeno, fósforo y azufre. El nitrógeno y fósforo son los nutrientes

esenciales para el crecimiento de plantas y cuando se encuentran en exceso

en los efluentes tratados y descargados a las aguas superficiales, pueden

causar un crecimiento excesivo de algas. Las concentraciones de metales

pesados y otros compuestos tóxicos, como cianuros, son consideraciones

importantes en el diseño de una PTAR. (Kreissl, et al 1987)

La acción microbiana asociada con métodos de tratamiento biológico de aguas

residuales produce una variedad de gases, incluidos nitrógeno, dióxido de

carbono, sulfuro de hidrógeno, amoníaco y metano. El tipo de gases en las

aguas residuales tratadas indica si se está produciendo una degradación

aerobia o anaerobia. La mayoría de procesos biológicos deben ser aerobios,

por ello, el mantenimiento del oxígeno disuelto es un elemento básico del

diseño. La degradación anaerobia, indicada por la presencia de gases tales

como sulfuro de hidrógeno y metano, tiende a generar productos finales

nocivos y representa un diseño inadecuado, a menos que se use un proceso

específico de tratamiento anaerobio. (Fresenius, et al, 1989).

SISTEMAS DE TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL DOMESTICA.

El tratamiento de aguas residuales puede dividirse en cuatro etapas

principales:

1. El tratamiento preliminar puede incluir varios procesos unitarios para

eliminar las características indeseables de las aguas residuales

provenientes del sistema de recolección. Los procesos incluyen el uso

de tamices, grillas y cámaras de rejas para remover partículas grandes,

trituradores para desintegrar sólidos gruesos, preaereación para el

control de olores y remoción de grasa. (Water Pollution Control

Federation. 1992)

2. El tratamiento primario, también llamado clarificación primaria, incluye la

remoción de sólidos fácilmente sedimentables antes del tratamiento

biológico. Las cuencas o cámaras de sedimentación son la unidad

principal, pero también pueden usarse diversos procesos auxiliares,

tales como flotación, floculación y tamices de malla fina. (Water Pollution

Control Federation. 1992)

3. El tratamiento secundario incluye la purificación de aguas residuales

principalmente mediante la descomposición de la materia orgánica

suspendida y disuelta por la acción microbiana. Existen varios procesos

unitarios de tratamiento biológico disponibles, pero la mayoría puede

clasificarse como tratamiento en el terreno, estanques o lagunas, lodos

activados o métodos de filtración biológica, como filtros biológicos

rotatorios de disco. (Water Pollution Control Federation. 1992)

4. El tratamiento terciario abarca un gran número de procesos unitarios

básicamente físicos y químicos que pueden usarse antes o después del

tratamiento biológico secundario para cumplir con los objetivos

específicos del tratamiento. El término clarificación secundaria o

tratamiento auxiliar puede aplicarse a procesos unitarios que siguen al

tratamiento secundario. (Water Pollution Control Federation. 1992)

El diseño de una PTAR incluye la selección de una cadena de procesos o

cadenas de procesos alternativos basados en la capacidad de los procesos

unitarios de tratamiento para remover componentes residuales específicos.

Nombre/descripción del proceso

unitario

Tipo de

tratamiento

Etapa del

tratamiento

P I II III

PRETRATAMIENTO

El estanque de compensación mezcla

las aguas residuales para reducir las

variaciones en las concentraciones y

evitar “picos

FISICO X

El desarenador remueve la arena y

polvo FISICO X

El tamiz de malla ancha (barra, malla)

remueve sólidos de gran tamaño FISICO X

El triturador pulveriza los sólidos para

reducir su tamaño FISICO X

El separador de aceite y grasa

remueve los materiales aceitosos FISICO X

TRATAMIENTO PRIMARIO

La sedimentación remueve fácilmente

sólidos inertes y orgánicos

sedimentales

FISICO X X X

Los tamices de malla fina remueven

sólidos inertes y orgánicos X X

La flotación de aire remueve grasa y

sólidos ligeros FISICO X

La floculación (aérea y mecánica)

mejora la remoción de sólidos

suspendidos

FISICO X X X

El sistema de descomposición de la FISICO X

emulsión remueve el aceite y grasa

dispersos

TRATAMIENTO SECUNDARIO

El tratamiento en el terreno se basa

en la filtración y tratamiento aerobio

de aguas residuales. Los métodos

Incluyen: (1) infiltración rápida, (2)

aspersión, (3) flujo

superficial, (4) absorción subterránea

del suelo

BIOLOGICO

FISICOQUIMICO X

Las lagunas o estanques de

estabilización tratan las aguas

residuales mediante procesos

naturales. Éstos incluyen (1) lagunas

aerobias y facultativas, (2) lagunas

facultativas y aerobias aereadas, (3)

contención total (4) descarga

hidrográfica controlada (5) lagunas de

pulimento

BIOLOGICO

FISICO X X

El lodo activado convencional, brinda

tratamiento aerobio mediante el uso

de partículas microbianas

suspendidas de flóculo y aereadores

en una o varias series únicas de

cuencas del reactor.

BIOLOGICO X

Otros métodos de lodos activados con

diseños variados incluyen: (1)

estabilización por contacto, (2)

aeración prolongada, (3) zanjas de

oxidación y (4) reactores por

lotes secuenciales

BIOLOGICO X

Los filtros biológicos usan el

crecimiento microbiano en medios BIOLOGICO X

filtrantes para brindar un tratamiento

aerobio a las aguas residuales. Los

principales tipos incluyen: (1) filtros

con medios fijos (clasificados según el

tipo de medio, tasa de

flujo y frecuencia de dosificación), y

(2) contactores biológicos rotatorios

Los sistemas de tratamiento dual o de

doble etapa combinan los lodos

activados y los procesos de filtro

biológico

BIOLOGICO X

Los procesos de tratamiento

anaerobio usan bacterias facultativas

y anaerobias para degradar los

sólidos disueltos y orgánicos. Incluyen

unidades de flotación y

sedimentación. Los principales tipos

incluyen: (1) tanques séptico/Imhoff,

(2) tanques biolíticos (biomasa

suspendida), (3) filtros y discos

sumergidos (biomasa fija)

BIOLOGICO

FISICO X X

El tratamiento con humedales o

“wetlands” construidos, aprovechan la

capacidad natural que poseen ciertas

especies vegetales y ecosistemas

acuáticos para depurar agentes

contaminantes.

BIOLOGICO X X

TRATAMIENTO TERCIARIO

La filtración con medios granulares

remueve los sólidos suspendidos

mediante el tamizado, sorción y

descomposición biológica. Existen

varios tipos: (1) filtros de arena (lento,

FISICO

BIOLOGICO

QUIMICO

X X

rápido, intermitente, recirculante), (2)

filtros ascendentes, de presión y de

tasa alta con limpieza mecánica, (3)

los filtros duales o de medios múltiples

La precipitación y coagulación

química se usan principalmente para

la remoción de sólidos disueltos y

fósforo en combinación con la

floculación y sedimentación. Los

productos químicos comunes usados

para promover la coagulación

incluyen: cal, cloruro férrico, polímero,

carbonato de sodio, cloruro de bario,

hidróxido de sodio y alumbre

QUIMICO X X X

La oxidación química se usa

principalmente para la desinfección y

control de olor.

Los métodos principales incluyen (1)

cloración, (2) ozonización y (3)

radiación

QUIMICO X X X

Otros métodos de tratamiento químico

que pueden usarse para el

tratamiento de aguas residuales

incluyen: (1) adición de nutrientes

para mejorar los procesos de

tratamiento biológico, (2)

recarbonación para reducir el pH y (3)

otros métodos de neutralización

QUIMICO X X

La adsorción de carbono activado

remueve sólidos y material orgánico

FISICO-

QUIMICO X X

Fuente: (Water Pollution Control Federation. 1992)

Procesos de tratamiento físicos y químicos

Tratamiento preliminar

Emisario final: estructura de

entrada del agua residual a

la PTAR., con su estanque

de compensacion

Aliviadero: asegura el

caudal de entrada a la

PTAR.

Trampa de grasas: remueve

grasas y aceites por

diferencia de densidades.

Canaleta Parshal:

homogeniza y permite la

medición del cuadal

Desarenador

Tamices o sistema de

cribado.

Fuente: Autores.

Tratamiento primario.

Sedimentación y lodos activados

Floculación.

Flotación.

Fuente: Autores.

Tratamiento primario

Tratamiento en terreno (infiltración)

Laguna facultativa.

Reactor UASB

Reactor anaerobio

Humedales

Filtro biológico percolador

Tratamiento terciario

Desinfección. Dosificación de

cloro.

Inyección de Oxigeno.

Fuente Autores.

Combinación de procesos unitarios en PTAR`s

Flujograma de los procesos PTAR Almeida

1. Afluente 2. Sistema de cribado 3. Aliviadero 4. Canal de aproximación 5. Control de caudal 6. Desarenador

7. Reactores UASB 8. Filtros anaerobios 9. Sedimentador secundario 10. Canal de aireación 11. Efluente

1 2 3 4 5 6

7

7

8

8

9

11

10

Flujograma de los procesos PTAR Ciénega

1. Afluente2. Aliviadero3. Canal de aproximación4. Sistema de cribado5. Trampa de grasas6. Sedimentador primario

1 2 3

7. Reactor de lodos8. Reactor UASB9. Lecho percolador de rociado estático10. Lechos de secado11. Sistema de desinfección12. Afluente

4

6 7

11

12

10

5 98

Flujograma de los procesos PTAR Guateque sector Lajas

1 4 5

6

2 311

7 10

1. Afluente2. Aliviadero3. Canaleta Parshall4. Canal de aproximación5. Sistema de cribado

6. Desarenador7. Reactores UASB8. Canal de aireación9. Escalera de aireación10. Humedal artificical11. Efluente

8

8

9

Fuente: Autores

DISCUSION

Las políticas de descentralización de Colombia, han traído como consecuencia,

entre muchas, que los municipios se responsabilicen del manejo del agua, sin

embargo esta descentralización, escasamente provee mecanismos de control

netamente normativos, que en la realidad no tienen mayor efecto. Además

estas políticas de descentralización en conjunto con los mecanismos

neoliberales han dejado nuestros recursos naturales en manos de empresas

multinacionales, que sólo buscan el lucro económico. El panorama de la

contaminación que producen las aguas residuales es abrumador, entre ellas

que “el 97% de las aguas residuales (AR) producidas en el país, se vierten a

las fuentes receptoras sin ningún tratamiento” (Gandini, Pérez, & Madera,

2005, pág. 2) esto porque solo el 22 % de los municipios colombianos tratan las

aguas residuales, a este propósito es importante mencionar que cerca de 1300

cuerpos de agua son contaminados por aguas residuales (Inventario Nacional

del sector de Agua Potable y Saneamiento del Ministerio de Desarrollo) y que

hacia 1998, de los “1068 municipios , 938 contaban con alcantarillado y sólo

154 tenían planta de tratamiento” otro dato importante es que según el

Inventario Nacional del sector de Agua Potable y Saneamiento del Ministerio de

Desarrollo, 300 municipios no realizan la desinfección de las aguas que

consumen y 450 no tienen plantas de tratamiento.

El impacto social, económico y ambiental de no realizar tratamiento de Aguas

residuales es bastante grande, en el ámbito social por ejemplo produce

enfermedades asociadas a la contaminación, como cólera, gastroenteritis,

hepatitis A, etc., situación alarmante si se tiene en cuenta que muchos de los

municipios consumen agua de mala calidad, además se presenta escasez en la

disponibilidad de los recursos, inequidad en el acceso y en general

desmejoramiento de la calidad de vida; en el ámbito económico se evidencia

detrimento de las actividades económicas (turismo e industria), sobrecostos

para eliminar la contaminación, mayores demandas económicas para enfrentar

problemas de saneamiento y salubridad; ambientalmente el daño que causan

las aguas residuales es determinante, el deterioro de los ecosistemas es

evidente y con este el desequilibrio ecológico de amplias zonas del país, el

daño a las fuentes hídricas es prácticamente irreparable, haciendo de nuestro

medio ambiente algo insostenible.

Teniendo en cuanta que muy pocos municipios de Colombia cuentan con

PTAR, se hace evidente la necesidad de implementar proyectos que apunten al

mejoramiento sustancial de nuestras fuentes hídricas mediante la

implementación de PTAR ya que “el uso de una fuente de agua como receptor

de desechos acarrea una disminución de la disponibilidad del recurso en

términos de calidad que amenazan otros posibles usos aguas abajo del foco de

contaminación“ (Gandini, Pérez, & Madera, 2005, pág. 5)

En la construcción e implementación de PTAR, es indispensable tener en

cuenta el contexto particular donde se desarrollará a si como la evaluación de

sus posibles impactos tanto positivos como negativos. Gandine, Pérez &

Madera, estiman que “los objetivos de tratamiento para cada caso en particular

deben estimarse a partir de un análisis integral que contemple aspectos

ambientales, técnicos, económicos y socioculturales” (pág.5) y en concordancia

establecen una especie de metodología para que los objetivos de tratamiento

sean efectivos.

Al respecto mencionan los siguientes pasos:

- Caracterización de las Aguas Residuales (AR): calidad y cantidad

el agua

- Caracterización de la fuente receptora: Capacidad de asimilación

de la fuente.

- Identificación del impacto sobre la fuente receptora: Como se

afecta el recurso por los vertimientos.

- Identificación de los usos actuales y potenciales de la fuente

receptora: Análisis de la cantidad de recurso que se requiere para

los usos actuales como para los posibles.

- Cuantificación de eficiencias remocionales para alcanzar la

calidad de los usos actuales y posibles: Garantizar la calidad del

agua

- Reconocimiento de la oferta tecnológica para alcanzar las

eficiencias: tecnología disponible

- Estimación de costos asociados: relación entre las eficiencias y

tecnología

- Concertación de los objetivos de tratamiento entre todos los

actores participantes:

Estos aspectos técnicos se complementan con otros aspectos sociales y

ecológicos que también deben estudiarse con cuidado como son:

- Población afectada por las descargas de aguas residuales:

- Tipo, frecuencia y costo de tratamiento de enfermedades

atribuibles al contacto directo e indirecto con las aguas residuales

municipales

- Descripción de la actividad productiva que utiliza el agua de la

fuente que está contaminada por aguas residuales (CEPEP,

2006, pág. 3)

La Guía General para la Preparación y Presentación de Estudios de Evaluación

Socioeconómica de Proyectos para la Construcción de Plantas de Tratamiento

de Aguas Residuales Municipales de México (2006) estima entre los beneficios

derivados de construir PTAR los siguientes:

Incremento en el excedente neto de actividades productivas: en virtud que

muchas actividades productivas, entre ellas la agricultura se ven afectadas

por la contaminación del agua, una PTAR ofrece una mejoría notoria en

dichas actividades

Disminución en el índice de enfermedades hídricas: puesto que al realizar

el tratamiento adecuado del agua residual, se elimina la contaminación y

con esto el peligro de adquirir enfermedades relacionadas directamente con

la calidad del agua.

Postergación de inversiones en agua potable: ya que el agua se puede

reutilizar reduciendo desperdicios.

Disminución de malos olores y fauna nociva: que contribuyen al confort y

equilibrio ambiental

Uso racional de los recursos: se establecen usos racionales para el agua

de consumo y el agua para otras actividades como las agrícolas e

industriales. (CEPEP, 2006, págs. 7-9)

Otros beneficios, según lo establece Guillermo León Suematsu (1995) son:

Diversificación de cultivos

Disminución de la contaminación

Educación de los pobladores sobre la importancia del saneamiento y

la justificación del gasto

Mejora en la calidad de vida de la población por la generación de

espacios recreativos, áreas verdes públicas y entornos ecológicos

Generación de entornos ecológicos y mantenimiento de la capacidad

de reproducción del ecosistema

Mejora del paisaje (Suematsu, 1995, pág. 3)

Entre los aspectos negativos de la construcción de la PTAR se pueden

mencionar:

Problemas de operación, falta de tratamiento, olores y mosquitos

Pérdida de valor de los terrenos aledaños si se presentan malos

olores o molestias por el diseño incorrecto o inadecuada operación y

mantenimiento de la planta de tratamiento

Efectos adversos a la salud de los agricultores por la falta o

inadecuada aplicación de medidas de protección

Efectos adversos a la salud de los consumidores de los productos

generados.

Contaminación del agua subterránea a causa de elementos

contaminantes no removidos por el sistema de tratamiento, en caso

el acuífero sea vulnerable y no exista una impermeabilización

adecuada de las lagunas

Presencia de elementos potencialmente fitotóxicos que pueden

acumularse en los cultivos y transmitirse a lo largo de la cadena

alimenticia, si se permite la descarga de efluentes industriales sin

tratamiento previo

Generación de malos olores por diseño, operación y mantenimiento

inadecuados;

Presencia de vectores de enfermedades, si no hay control adecuado

Deterioro del suelo por incremento de la tasa de salinización

(Suematsu, 1995, págs. 3,4)

Entre otros aspectos negativos, se puede mencionar por ejemplo, que si el

manejo y la gestión del agua se deja en manos privadas (como lo demandan

las políticas neoliberales actuales) se pueden presentar costos excesivos en

los servicios públicos, perdida del control de los recursos por parte del estado y

con ello privatización de los recursos naturales, el territorio, la biodiversidad

(por ejemplo) además de las largas concesiones, que sin hacer mayor inversión

se lucran de los aportes de los ciudadanos.

CONCLUSIONES

Es necesario que en los instrumentos de la política ambiental se

busquen resultados eficientes, y que se trascienda la normativa del

papel por propuestas y planes estratégicos articulados en un sistema de

gestión coherente con las realidades del país.

Una adecuada gestión del agua solo es posible mediante una

armonización de todos los actores que inciden en el tratamiento y uso

del recurso hídrico, sin privilegiar la obtención de ganancias económicas

sino por el contrario buscando equidad social y equilibrio ambiental.

Cada vez se hace más urgente la adecuada Gestión de los recursos

hídricos, esto implica que exista un sistema de gestión articulado y

coherente que trabaje en pro de la soberanía, el territorio y el uso

equitativo y sostenible de los recursos disponibles.

Todo proyecto para la implementación de PTAR, debe ser resultado de

un estudio y diagnóstico serio, que tenga en cuenta tanto los efectos

positivos de la misma como los posibles impactos negativos, para que

se puedan mitigar con acciones a mediano, corto y largo plazo.

En los proyectos de implementación de la PTAR es necesario tener en

cuenta tres aspectos determinantes: los sociales, los económicos y los

ecológicos y se deben establecer objetivos de tratamiento que apunten a

satisfacer necesidades de la comunidad en pro de mejorar la calidad de

vida, así como establecer los aspectos tecnológicos adecuados, según

el diagnóstico preliminar.

En toda PTAR, además de su implementación, se hace necesario un

programa constante de mantenimiento, que mantenga las condiciones

de calidad e tratamiento y que evite la aparición de impactos

ambientales negativos.

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