Cooperación triangular México – Bolivia – Alemania Cierre de proyectos 2012 - 2016

Guía para el desarrollo y diseño de proyectos de tratamiento de aguas residuales

para el reúso agrícola Dra. Gabriela E. Moeller Chávez, 30 de marzo 2016

OBJETIVO

Herramienta para que personas con conocimientos básicos sobre tratamiento conozcan : Los criterios necesarios que se deben cumplir, en cuanto a

calidad del agua residual tratada y que debe utilizarse en el riego agrícola de diferentes productos.

Guía para el desarrollo y diseño de proyectos de tratamiento de aguas residuales para el reúso agrícola

La guía está dividida en cuatro capítulos: 1. Calidad del agua requerida para reúso

2. Trenes de tratamiento recomendados y que pueden

satisfacer la calidad del agua requerida para el reúso específico

3. Matriz de decisiones orientativa para la selección de los procesos unitarios

4. Implementación de proyectos de reúso en agricultura

Capítulo 1 Calidad del agua residual tratada requerida para reúso

Protección a la salud de: Los trabajadores (exposición directa) Los consumidores (patógenos) Tipo de producto a irrigar Tecnología de riego utilizada

Efluente de la PTAR Parámetros fisicoquímicos y biológicos (Límites máximos permisibles)

Capítulo 1

1 Requisitos de calidad del agua para reúso en agricultura

1.1 La composición del agua residual municipal

1.2 Criterios de calidad del agua residual tratada para un uso seguro

1.3 Parámetros específicos del agua residual tratada para cultivos agrícolas

1.4 Propuesta de valores límites de parámetros de calidad de agua residual tratada para el riego agrícola en Bolivia

Los valores guía propuestos se han fijado considerando: Condiciones locales de Bolivia Recomendaciones de organismos internacionales (FAO, OMS ,EPA, etc.) Experiencia en México Discusión en los talleres realizados en Bolivia

LMP para los Parámetros FQ-B

Parámetro

Límite propuesto para riego

agrícola (Guía*) EPA

2012 FAO

Ley 1333

Clase B

Ley 1333

Clase C

no restringido restringido

Turbiedad NTU <2 <10 < 2 ---- <50 <100

Sólidos disueltos

totales mg/L 450 2000 ----------- 450-2000 1000 1500

pH 6-9 6-9 6-9 6.5-8.4 6-9 6-9

DBO5 (mg/l) <30 <80 < 30 <5 <20

DQO (mg/l) <60 <160 <10/<30 <10 <40

Coliformes fecales

NMP /100 ml <1000 <5000 n.d./<200

<1000 y <200 en

80% de la

muestras

<5000 y <1000 en

80% de muestras

Helmintos <1/litro <1/litro --- ---- -----

*Propuesta elaborada y consensuada en el taller (La Paz, Bolivia y Cochabamba).

Valores límites de diferentes parámetros de calidad de agua para el reúso agrícola.

Capítulo 2

2 Trenes de tratamiento para lograr la calidad del agua requerida para el reúso agrícola

2.1 Niveles de tratamiento

2.2 Trenes de tratamiento

2.2.1 Trenes de tratamiento para poblaciones hasta 10000 habitantes

2.2.2 Trenes de tratamiento para poblaciones mayores a 10000 habitantes

2.3 Manejo de lodos

Trenes de tratamiento recomendados para lograr la calidad del agua requerida para el reúso agrícola

Combinación de procesos unitarios o sistemas específicos de tratamiento para alcanzar los

niveles de calidad del agua requerida para fines ambientales y de reúso.

Amplia gama de tecnologías y sistemas aptos para integrar un tren de tratamiento de aguas residuales para lograr la calidad requerida para el reúso en la agricultura.

Nivel Primario: Tratamiento para la eliminación de sólidos (cribado, desarenado, sedimentación

primaria) Nivel Secundario: Tratamiento biológico para la eliminación de la materia orgánica, medida como

DBO5 o DQO. Los procesos secundarios de tratamiento incluyen procesos de lodos activados, filtros percoladores, así como sistemas de lagunas de estabilización entre otros. El tratamiento secundario debe producir un efluente en el cual tanto la DBO como los SS no excedan 30mg/l.

Nivel terciario: Tratamiento para la eliminación de contaminantes específicos, como fosfatos o

patógenos (coagulación/floculación y/o filtración y desinfección). La remoción de los contaminantes presentes en aguas residuales aumenta conforme al nivel de tratamiento, proporcionando una calidad del efluente cada vez mayor

Niveles de tratamiento Tren de tratamiento:

T 1 T 2 T 3 T 4 T 5 T 6 T 7 T8 T9 T 10

Trenes convencionales Sistemas combinados

Trat

amie

nto

P

rim

ario

Cribado y desarenado X X X X X X X X X X

Sedimentación primaria X X X

Tanques Imhoff X X X

Trat

amie

nto

se

cun

adri

o

RAFA X X X

Filtro percolador X X X

Biodiscos x

Lodos activados X

Sistema lagunar X X1

Humedales construidos X X X

Ss Sedimentador secund. x x X X X

Filt

raci

ón

Filtros de arena ELH1 ELH ELH

ELH ELH

De

sin

fecc

ión

Cloro, UV, Lagunas de maduración

x x X X X X X X

Trat

am.

De

lo

do

s

Lechos de secado Humedales de lodos

x x x x x

x

x x

Trenes de tratamiento propuestos para poblaciones hasta diez mil habitantes

T 1 T 2 T 3 T 4 T 5 T 6 T 7 T8

Sistemas convencionales

Sistemas combinados Tr

atam

. Pri

mar

io

Cribado y desarenado x x x x x x x x

Coagulación/floculación

Sedimentación primaria x x x x x x

Trat

amie

nto

Se

cun

dar

io

Lodos activados x x

Filtro percolador X x x

Biodiscos X x

RAFA x x

Humedales construidos x x X x

ss Sedimentación secundaria x x x x

Filt

rac

ión Filtros de arena Opc. Opc. Opc. -- -- -- -- --

De

sin

fecc

ión

Cloro, Ozonificación, UV o micro filtración

x x x x x x x x

Man

ejo

de

lod

os

Espesamiento, estabilización aerobia o anaerobia, desaguado y disposición

X X X X X X X x

Trenes de tratamiento propuestos para poblaciones mayores a diez mil habitantes

Capítulo 3 Matriz de selección

Para facilitar la identificación y evaluación de los procesos unitarios que conforman el tren de tratamiento en la planta, se adapta una matriz de selección para que el observador identifique los diferentes procesos comúnmente utilizados.

Ventajas Desventajas

Dos tablas : Aspectos de operación Aspectos económicos

Matriz de selección: evaluación de la operación y la calidad de efluente de los principales sistemas y

procesos del tratamiento secundario: Lodos activados Filtro percolador Reactor anaerobio de flujo ascendente (RAFA), Lagunas Biodiscos Humedales construidos

Respecto a la complejidad o sencillez de operación de la planta de tratamiento se consideran : Grado de mecanización, Robustez Estabilidad del proceso Complejidad de la operación.

Calidad de la descarga o del efluente:

Grado de eliminación de la carga orgánica (DBO5/DQO), Nivel de reducción de patógenos (virus, bacteria, helmintos) Características visuales (color, turbidez) y olfatorios

Evaluación de criterios de operación y de calidad de descarga de diferentes sistemas y tecnologías de plantas de tratamiento de aguas residuales (PTAR´s).

Factores a considerar para garantizar una adecuada operación del

sistema de tratamiento: Requisitos del personal operativo de la planta, Consumo de energía Costos para los recursos operativos Mantenimiento preventivo Costos para la disposición de residuos (lodos). El nivel actual de formación del personal, en muchos países en

desarrollo y en mercados emergentes, constituye un factor limitante para la selección de posibles tecnologías de tratamiento del agua.

Matriz de selección: Eficiencia económica (costos de inversión y los costos de operación )

Evaluación de criterios de la eficiencia económica de diferentes sistemas y tecnologías

de plantas de tratamiento de aguas residuales (PTAR´s)

Capítulo 4 Implementación de proyectos de reúso en agricultura

Los pasos a seguir en los estudios para la implementación de proyectos de tratamiento y reúso deben ser diseñados a la medida o ser trajes a la medida de acuerdo con el tipo de reúso y el sitio donde se desarrollará el proyecto.

Para un proyecto de reúso en la agricultura, tres son los factores más importantes en relación con la calidad del agua producida: La salud de trabajadores y la salud de los consumidores

El tipo de producto a regar para que cumpla con los requisitos de calidad

La cantidad de agua tratada que genere la instalación en función de las

necesidades del cultivo

4 Implementación de proyectos de reúso en agricultura

4.1 Análisis de la situación

4.2 Formulación de los objetivos específicos del proyecto

4.3 Generación de alternativas

4.4 Sistema de implementación

4.5 4.6

Plan de implementación Aspectos sociales y de la aceptación del proyecto

Determinación de la cantidad y calidad del agua residual.

Inventario de los usuarios potenciales y de los usos que pueda tener el agua residual tratada.

Determinación de los requerimientos relacionados en cuanto a la calidad del agua con la salud

(por ejemplo prevención del regreso del flujo y métodos de irrigación) para cada tipo de

aplicación del reúso.

Determinación de los parámetros normados para prevenir problemas de calidad del agua, tal

como restricciones para proteger las fuentes de abastecimiento de agua subterránea.

Identificar los usos potenciales en la tierra que pueden utilizar agua de reúso.

Desarrollar y estimar los costos de una futura fuente de abastecimiento para usuarios

potenciales de agua de reúso.

Desarrollar y estimar los costos de tratamiento y distribución del agua de reúso.

Examinar a los usuarios potenciales, obteniendo la siguiente información.

Interés en utilizar agua para reúso.

Identificar los usos potenciales del agua tratada (identificar tipos de cultivo y áreas cultivadas).

Estimar la demanda presente y futura de agua de reúso.

Estimar la calidad del agua de reúso demandada.

Definir la calidad requerida y las necesidades para los usos específicos.

Estimar la cantidad de la demanda utilizada que puede ser remplazada por agua de reúso.

Preparación e información necesaria para una evaluación de mercado

del agua de reúso.

Gracias!

Gabriela E. Moeller

gabriela.moeller@gmail.com