LAGUNAS DE ESTABILIZACION PARA TRATAMIENTO DE AGUAS SERVIDAS ’
Ing. Joaquín Tello Z.”
El acopio de datos obtenidos de instalaciones experimentales que sirvan de base para el proyecto e instalación de sistemas de tratamiento de aguas servidas es imprescindible para el del sistema más apropiado en cada caso. En este trabajo se consideran principalmente las instalaciones en mataderos
municipales.
En el campo del saneamiento ambiental, se considera que las diferentes acciones deben seguir un proceso lógico. La urgencia prin- cipal en México es la de satisfacer la necesi- dad de sistemas de abastecimiento de agua de la mayoría de la población. En segundo término se plantean las referentes al uso del agua en las comunidades, tanto para las casas habitación como para los edificios públicos; en tercer lugar, las de desalojar las aguas servidas y, finalmente, las de tratar esas aguas y distribuirlas nuevamente en condiciones similares a las anteriores a su utilización, completándose así el ciclo sani- tario del agua destinado a salvaguardar los intereses vitales de la comunidad.
Ese orden de prelación en que se contem- plan los problemas del saneamiento am- biental en México determina que las acciones actuales relacionadas con el tratamiento de aguas servidas despierten en apariencia un interés menor que otros rubros, principal- mente el de abastecimiento de agua potable. Sin embargo, en este momento se dedican esfuerzos al establecimiento de las bases desde las que habrá de abordarse la fase de tratamiento de aguas servidas en forma extensa y sostenida.
Representa un buen ejemplo a este res- pecto los datos recogidos en Acapulco, Guerrero, que se han de exponer en este
1 Trabajo presentado en la XXV Reunión Anual de la Asociación Fronteriza MexicanG3tadounidense de Salubridad celebrada en Houston, Texas, junio de 1967. 2 Jefe del Departamento de Asesoria, Supervisión y Programas Experimentales de la Comisión Constructora e Ingeniería Sanitaria de la Secretaría de Salubridad y Asistencia de México.
trabajo y que permitirán establecer las bases mencionadas con valores y experiencias propias del medio mexicano.
Anfecedenfes
En las ciudades de la República Mexicana abundan edificios para el abasto público de carnes y en la frontera norte del país exis- ten algunos que contienen instalaciones muy funcionales. Sin embargo, en ningún caso se había construido una laguna de estabilización para proporcionar tratamiento a las aguas de desecho provenientes de las faenas de matanza.
El Ayuntamiento de la ciudad de Aca- pulco, Guerrero, por una parte y la Jefatura de Servicios Coordinados de Salud Pública en el mismo estado por la otra, solicitaron a la Comisión Constructora e Ingeniería Sanitaria de la Secretaría de Salubridad y Asistencia sus servicios de asesoría, con el objeto de establecer un procedimiento que fuera eficiente y a la vez económico, para tratar los desechos del Rastro Municipal cuya construcción estaba próxima a termi- narse. La operación del rastro se había previsto de acuerdo con las cifras siguientes:
l Matanza diaria
Clase No. de cabezas
vacunos . . . . . . . . 100 cerdos _ . . . . . . 100 cabras . . . . . . . . . . 25
l Volumen estimado de
desechos . . . . . . . . 125,000 l/d 0 Superficie de terreno dis-
ponible para el trata-
miento de los desechos 2,600 m ’
Te110 * LAGUNAS DE ESTABILIZACIÓN 319
Aunque la superficie de terreno disponible para el tratamiento de desechos provenientes del Rastro Municipal representa una exten- sión reducida para satisfacer las necesidades de tratamiento mediante una laguna de esta- bilización solamente, las múltiples ventajas de este procedimiento unidas a su gran elasticidad para absorber variaciones en la aportación de carga orgánica y la economia que suponía fueron definitivas en un análisis comparativo de posibles soluciones. Debido a ello, tanto las autoridades estatales como municipales decidieron aplicarlo, con la in- corporación de un proceso previo de aera- ción mecánica. Las especificaciones técnicas del proyecto se formulan a continuación: Laguna de estabilización del tipo facultativo
carga orgánica supuesta: 900 mg/1 tirante de trabajo: 1.80 m
cártamo de aeración mecánica previa: 62 m ’ potencia recomendada para el aerador: 5 HP reducción mínima estimada de D.B.O. por
aeración mecánica: 40 por ciento tiempo de retención: 37.5 días
temperatura máxima en el agua de la la- guna: 30°C
El proyecto de la laguna y el diagrama de flujo se presentan en las figuras 1 y 2, respectivamente.
FIGURA P-ubicación de las cinco estaciones de muestreo para evaluar el funcionamiento del sistema y diagrama del flujo.
En relación con el destino final del efluen- te se consideran dos posibilidades: descarga directa al arroyo de “La Sabana” o recircu- lación para lavado del piso en las salas de matanza, aunque en la etapa inicial de fun- cionamiento se ha optado por la primera.
Consfrucción de la laguna
La laguna de estabilización se construyó con estricto apego a las especiíicaciones de suelos recomendadas por la Comisión Cons- tructora e Ingeniería Sanitaria de la Secre- taría de Salubridad y Asistencia y verificadas en el laboratorio de suelos de la Secretaría de Obras Públicas, utilizando la tierra de la zona adyacente para la compactación del fondo y construcción de los bordos peri- metrales. El material apareció predominan- temente arcilloso con bajos contenidos de limo y arena.
Iniciación de las operaciones
Debido a una situación de emergencia, la matanza de animales se inició en diciembre de 1966, poco antes de la fecha prevista en el proyecto inicial.
En vista de que la plataforma para el aera- dor aún no estaba terminada, y el motor aún no se había instalado, la laguna comenzó a funcionar sin aeración mecánica previa, pasando las aguas de desecho al cártamo de aeración y de este directamente a la laguna. Esta etapa de funcionamiento abarcó desde el 28 de diciembre de 1966 al 1 de marzo de 1967. Con el fin de que se cumpliera correctamente el proceso pri- mario de aeración, fue necesario instalar un motor de mayor capacidad que la prevista en principio (15 HP) con el íin de contra- rrestar la densidad del líquido acumulado en el cártamo. Las circunstancias anteriores permitieron cuanticar indirectamente la eficiencia de las instalaciones, según se verá más adelante.
320 BOLETfN DE LA OFICINA SANITARTA PANAMERICANA * A bd 1969
ciones de funcionamiento para aplicarlas a futuras instalaciones en otras zonas del país, se asignó una unidad móvil de laboratorio de la Comisión Constructora e Ingeniería Sanitaria de la Secretaría de Salubridad y Asistencia a cargo de dos ingenieros químicos y un ayudante, quienes realizaron una serie exhaustiva de determinaciones físicas, quí- micas, biológicas y bacteriológicas sostenidas sin interrupción desde la iniciación de la operación del Rastro Municipal hasta el 4 de abril de 1967.
Evaluación del funcionamiento del sisfema Se establecieron cinco estaciones de mues- treo, señaladas en la figura 2, inalterables a lo largo del estudio con el objeto de per- mitir la evaluación del funcionamiento en todo el sistema. La estación 1 se localizó en el registro ubicado en la criba y trampa para grasas, de donde se obtuvieron muestras de aguas crudas. La estación 2 se ubicó en el cártamo de aeración. La estación 3, en la boca del influente del cártamo hacia la laguna; la estación 4 en el centro de la laguna y la estación 5 en el extremo de la laguna, cercana a la boca del efluente de la laguna facultativa. Se obtuvieron muestras compuestas en lapsos de 12 a 24 horas.
Durante el estudio, las aguas de desecho del rastro arrastraban toda la sangre pro- veniente de la matanza diaria, ya que no se había iniciado su utilización en la ela- boración de subproductos. Este hecho con- tribuyó, junto con la operación anticipada del sistema que durante dos meses careció del equipo mecánico de aeración, a que se obtuvieran valores de carga orgánica más altos que los previstos en el diseño. En el cuadro 1 se presenta un resumen de los datos que permiten evaluar el funciona- miento del sistema.
Debido a la escasez de datos disponibles a la fecha, con relaci0n al uso de lagunas de estabilización para el tratamiento de desechos provenientes de rastros para abasto de carnes, se estima conveniente anotar los valores de D.B.O. obtenidos, por cabeza de ganado, según su especie:
Kilogramos de D.B.O. por res de 430 a 480 kg de peso:
Valor medio 1.878
Valor máximo 2.525
Kilogramos de D.B.O. por cerdo de 180 a
220 kg de peso:
Valor medio 0.727
Valor máximo 0.990
Del examen de los datos anotados en el cuadro 1 se concluye que el volumen diario
CUADRO I-Evaluación del sistema de tratamiento con laguna facultativa y aeración mecánica previa, Rastro Municipal, Acapulco, Guerrero.
Matanza diaria: No. de cabezas
reses cerdos cabras
Demanda bioquímica de oxígeno (D.B.O.) Volu2~FipiFod~i desechos
Tiempo de retención
Eficiencia en la remocidn de D.B.O.
en cártamo de aeración en laguna facultativa
Eficiencia en remoción de coliformes
superior al
Eficiencia en la remoción de sólidos
totales suspendidos disueltos
Temperatura máxima en el agua de la laguna
Valor tw?YiSto cn el diseño
100
100
25
Valor real a partir
del anllisis
Valor medio Valor mbximo
103 12'9
19 ':3
40% 90% 95%
85%
30°C
1391 1570
161.9 202.6 37
34% 90% 99%
!:G 0 86ó
- 29°C
Tello * LAGUNAS DE ESTABILIZACIÓN 321
FIGURA 3-Relaciirn entre el volumen de agua consumida y el total de animales sacrificados diariamente.
de desechos efectivamente producido es superior al previsto. El hecho se atribuye a falta de información precisa, en este caso particular, sobre el volumen de agua re- querida por animal sacrificado, lo que dio por resultado datos que se utilizaron en el proyecto alejados de la realidad. Por otra parte, de ponerse en práctica las recomen- daciones que se han de someter a considera- ción de la administración del rastro munici- pal, se espera que el volumen Cnal supere los datos registrados a la fecha.
Al examinar los resultados de la operación en el rastro, se encontró poca relación entre el volumen de agua consumida, y el tota1 de animales sacrificados diariamente (figura 3). El consumo de agua, en general redu- cido, explica los elevados valores de D.B.O. obtenidos, superiores hasta en un 75% a los previstos, aunque el gran volumen de sangre incorporado a los desechos también contribuyó a que esos valores hayan sido tan elevados. En ocasiones se llegó a desechar 3,590 litros de sangre por día.
Por lo que respecta a la carga orgánica y al descontarse la reducción lograda me-
diante la aeración mecánica previa, se obm- vieron cargas unitarias de un valor medio de 32.2 g/m2 y máximo de 44.2 g/m2; ambos valores resultan superiores a los 225 kg/ha que se recomiendan para este tipo de sistemas de tratamiento (Dr. E. Gloyna, para Texas, 1966). A pesar de trabajar con estas cargas, el funcionamiento de la laguna fue satisfactorio en alto grado, según pudo estabIecerse. No obstante, cabe anotar que la eficiencia en la reducción de D.B.O. mediante el proceso de aeración mecánica resultó inferior a la prevista, a pesar de haberse elevado la potencia del motor por
las razones expuestas.
322 BOLETfN DE LA OFICINA SANITARIA PANAMERICANA * Abril 1969
FIGURA 4-Resultados obtenidos sin aeración mechica, en la primera etapa, y con ella, en la segunda etapa.
predominando las especies ChZoreZla y Euglena.
A partir del 20 de enero, los valores de D.B.O. en la laguna sufrieron un ascenso hasta alcanzar, el 12 de febrero un máximo, en la estación No. 5, de 1,120 mg/l. El valor obtenido representa una eficiencia de 22.8% en comparación con el 63.5% el 20 de enero. El fenómeno pudo relacionarse con un gran aumento de turbiedad en aguas crudas, debido a que en esta fecha tuvo lugar la primera limpieza de corrales sin haberse instalado aún las cribas y el aerador mecánico, dando por resultados la fuerte carga de D.B.O. de 67 g/m2 durante esta primera etapa.
Sin embargo, a partir del 1 de marzo, fecha en que se inicia la segunda etapa de funcionamiento con la aeración mecánica, la reducción de la D.B.O. fue totalmente satisfactoria alcanzándose la cifra prevista del 90% de eficiencia. Predominaron en esta etapa algas de las especies: Euglena, Pyrobatrys, Chlorella, Scenedesmus y Pha- cotus.
Del 2 de febrero de 1967, fecha en que el agua alcanzó el nivel de vertido, hasta el 9 de abril, el efluente se bombeó a terrenos
adyacentes para riego de cítricos jóvenes, ya que la D.B.O. alcanzaba valores superio- res a los aceptables. Una vez lograda la eficiencia de proyecto, se vertió el efluente de aguas tratadas en el arroyo de La Sabana, dentro de límites permisibles al reducir la carga orgánica final con una solución de hi- poclorito de calcio. Por otra parte, el valor de la carga orgánica en las aguas crudas se reducirá considerablemente cuando se inicie, próximamente, el aprovechamiento de sangre para la elaboración de alimentos concentra- dos para ganado mediante procedimientos semejantes a los que se emplean en otros rastros ubicados en las poblaciones fron- terizas.
Resumen y conclusiones
Se ha descrito un sistema de tratamiento de aguas residuales mediante una laguna de estabilización para tratamiento anaeróbico en su parte inferior y aeróbico en la superior, precedido de aeración mecánica simple. Se aprecia la elasticidad para tolerar grandes diferencias de cargas orgánicas que tan fre- cuentemente se presentan procedentes de procesos industriales.
Tello - LAGUNAS DE ESTABILIZACIÓN 323
tener presentes las condiciones económicas y climáticas de las comunidades en que se construyan instalaciones para el tratamiento, así como las costumbres y métodos locales de administrar y operar los sistemas, que se reflejaran posteriormente en su funciona- miento real. El examen precedente permi- tirá adoptar soluciones más ajustadas con la realidad, lo que dará por resultado un uso más eficiente de los recursos disponibles.
Se considera por último, que en principio, tanto por el reducido costo inicial y el bajo costo de operación y mantenimiento, como por la alta eficiencia en el proceso de trata- miento, las lagunas de estabilización son instalaciones que pueden emplearse con éxito para el tratamiento de las aguas ser-
vidas procedentes de las industrias y comunidades mexicanas en diversas regiones del país, con efluentes que contengan menos de 30 mg/1 de carga orgánica.
Las lagunas de estabilización del tipo anaeróbico o facultativo, incluso construidas para trabajar en serie o en paralelo, como único tratamiento o en combinación con aeradores simples constituyen un sistema que puede aplicarse con éxito. En general, los rubros de construcción más importantes, tales como adquisición de terrenos y costo de mano de obra, no representan problemas especiales. Es en el diseño donde deben tenerse en cuenta los resultados de expe- riencias como las que se han expuesto en este trabajo. ,U
Skbilization Ponds for the Treatment of Sewage (Summary) This article describes a system for the treat-
ment of sewage by means of a stabilization pond for anaerobic treatment at the lower leve1 and aerobic treatment at the upper level, preceded by simple mechanical aeration. The author
points out the ability of this process to tolerate
great differences in organic loads which are so
frequent in industrial sewage.
Everything possible has also been done to
take into account the economic and climatic conditions of communities in which treatment
plants are constructed as well as local practices
and methods of managing and operating such systems which will be later reflected in their actual operation. Prior examination will make it possible to adopt the most realistic solutions and the result will be more efficient use of available resources.
The author also points out that in principie, because of their low initial cost, low cost of operation and maintenance, and high degree of efficiency, stabilization ponds can be success- fully employed for the treatment of effluents from factories and communities in different parts of Mexico whose organic load is less than
30 mg/ 1.
Anaerobic or aerobic stabilization ponds, whether constructed to work in series or in parallel, can be successfully used as the sole means of treatment or in combination with
simple aerators. As a rule, the most important
construction items such as the purchase of land and labor costs do not represent special prob- lems. It is in the design that experiences such as those described in this article should be taken into account.
Bacias de Decanta+0 para Tratamento de Águas Servidas (Resumo)
0 autor descreve um sistema de tratamento de águas residuais mediante urna hacia de decanta@o anaeróbica na parte inferior e aeró-
bita na superior, após aeracáo mecânica sim-
ples. Considera a elasticidade indispensável para suportar grandes diferencas de cargas orgânicas, fenômeno freqiiente, oriundo dos processos industriais.
Toma, outrossim, em conta, tanto quanto possível, as condicóes econômicas e climáticas
das comunidades em que se erguem as instala- @es para 0 tratamento, assim como os costu- mes e métodos locais de administra@0 e opera- cão dos sistemas, os quais se refletiráo mais tarde no seu funcionamento real. 0 exame em aprêco permitirá adotar solucóes mais ajustadas à realidade, o que dará por resultado uso mais eficiente dos recursos disponiveis.
Considera finalmente o autor que, em princí-
324 BOLETÍN DE LA OFICINA SANITARIA PANAMERICANA - Abril 1969
custo de opera@0 e manutencáo quanto pela alta eficiência do processo de tratamento, as bacias de decanta@0 constituem instala@es que podem ser empregadas com êxito no trata- mento das águas servidas que contenham me- nos de 30 mg/ 1 de carga orgânica, procedentes das indústrias e comunidades mexicanas em diversas regióes do país.
As bacias de decanta@0 do tipo anaeróbico ou facultativo, inclusive quando construídas
para trabalhar em série ou em paralelo, como o único tratamento ou em combina$io com aeradores simples, constituem sistema que pode
ser aplicado com êxito. Em geral, OS gastos de
construcáo mais importantes, tais como aquisi- @o de terrenos e pagamento de máo-de-obra, náo representam problemas especiais. No de- senho é que cumpre ter em conta os resultados de experiências como as que foram expostas neste trabalho.
Bassins d’épandage pour le fraifemenf des eaux usées (Résomé) L’auteur décrit un système de traitement des
eaux résiduaires au moyen d’un bassin d’épandage pour le traitement anaérobique dans sa partie inférieure et aérobique dans sa partie supérieure, précédé d’une aération méca- nique simple. Il évalue I’élasticité en ce qui concerne la tolérance de charges organiques très différentes qui sont si fréquemment le résultat des procédés industriels.
En outre, tout le possible a été fait pour tenir compte des conditions économiques et climatiques des communautés oú l’on con- struit les installations pour le traitement, ainsi que des coutumes et méthodes locales relatives 2 I’administration et à la mise en oeuvre des systèmes qui se reflèteront ultérieurement lors de son fonctionnement définitif. Cet examen permettra d’adopter des solutions mieux adap- tées à la réalité, assurant ainsi une utilisation plus efficace des ressources disponibles.
Enfin, I’auteur estime qu’en principe, grâce au coùt initial réduit et aux frais peu élevés de
/
fonctionnement et d’entretien, ainsi qu’à la grande efficacité du procédé de traitement, les bassins d’épandage sont des installations que I’on peut utiliser avec succès pour le traitement des eaux usées provenant des industries et communautés mexicaines dans les différentes régions du pays et dont les effluents contien- nent moins de 30 mg/1 de charge organique. Les bassins d’épandage du type anaérobique ou facultatif, y compris ceux qui sont construits pour fonctionner en série ou en parallèle, en tant que traitement unique ou en combinaison avec des aérateurs simples, constituent un sys-
tème qui peut être utilisé avec succès. D’une
manière générale, les points plus importants de la construction, notamment I’acquisition des terrains et le coût de la main-d’oeuvre, ne présentent pas de problèmes particuliers. C’est au cours de I’élaboration du projet qu’il faut tenir compte des résultats des expériences telles qu’elles ont été exposées dans la présente étude.
PREVENIR MEJOR QUE CURAR
“De ahora en adelante los servicios de salud de la Unión Soviética se orientarán gradualmente hacia un sistema de completa “dispensarización”, entendiendo por tal el examen no de ciertos grupos de personas sobre la base de una característica determinada de su trabajo o de su fisiología, sino de la población entera con abstracción de todo factor circunstancial. Se estudia actualmente la manera de determinar la frecuencia óptima de los reconoci- mientos médicos y la participación que en los mismos hayan de tener los diversos especialistas según sean la edad y el sexo de los examinados. Existe el propósito de que toda la población soviética adulta, sin distinción de edad, sexo u ocupación, sea examinada anualmente por terapistas y estomatólogos. Todas las mujeres serán reconocidas además por un obstétrico-ginecólogo. Se ha previsto además el examen suplementario por especialistas diversos de las personas pertenecientes a determinados grupos de edad”.
Prof. I. Bogafyrsev, Instituto Semachko de Higiene Social y Administración Sanitaria,
