Introduccion

Las primeras lagunas de estabilización fueron en realidad embalses construidos como sistemas reguladores de agua para riego. Se almacenaban los excedentes de agua residual utilizada en riegos directos, sin tratamiento previo. En el curso de este almacenamiento se observó que la calidad del agua mejoraba sustancialmente, por lo que empezó a estudiarse la posibilidad de utilizar las lagunas como método de tratamiento de aguas residuales

1.- Parámetros que controla.

Las lagunas anaerobias se utilizan normalmente como primera fase en el tratamiento de aguas residuales urbanas o industriales con alto contenido en materia orgánica biodegradable. El objetivo primordial de estas lagunas es la reducción de contenido en sólidos y materia orgánica del agua residual medida como DBO, por la demanda biológica de oxigeno que la materia orgánica requiera para degradarse.Las lagunas anaerobias suelen emplearse en el tratamiento de desechos industriales que presentan elevados contenidos de materia orgánica soluble y suspendida. También se las suele utilizar como lagunas primarias en el tratamiento de líquidos cloacales. Pueden lograrse remociones de materia orgánica del orden de hasta un 60%.

Las lagunas tienen como objetivos: 1. Remover de las aguas residuales la materia orgánica que ocasiona la contaminación. 2. Eliminar microorganismos patógenos que representan un grave peligro para la

salud. 3. Utilizar su efluente para reutilización, con otras finalidades, como agricultura.

2.- Principios de Funcionamiento.

El tratamiento se lleva a cabo por la acción de bacterias anaerobias. Como consecuencia de la elevada carga orgánica y el corto periodo de retención del agua residual, el contenido de oxígeno disuelto se mantiene muy bajo o nulo durante todo el año. El objetivo perseguido es retener la mayor parte posible de los sólidos en suspensión, que pasan a incorporarse a la capa de fangos acumulados en el fondo y eliminar parte de la carga orgánica. En estas condiciones, la estabilización tiene lugar mediante las etapas siguientes:

- Hidrólisis. Este término indica la conversión de compuestos orgánicos complejos e insolubles en otros compuestos más sencillos y solubles en agua. Esta etapa es fundamental para suministrar los compuestos orgánicos necesarios para la estabilización

anaerobia en forma que puedan ser utilizados por las bacterias responsables de las dos etapas siguientes.

- Formación de ácidos. Los compuestos orgánicos sencillos generados en la etapa anterior son utilizados por las bacterias generadoras de ácidos. Como resultado se produce su conversión en ácidos orgánicos volátiles, fundamentalmente en ácidos acético, propiónico y butírico. Esta etapa la pueden llevar a cabo bacterias anaerobias o facultativas. Hay una gran variedad de bacterias capaces de efectuar la etapa de formación de ácidos, y además esta conversión ocurre con gran rapidez. Dado que estos productos del metabolismo de las bacterias formadoras de ácido o acidogénicas están muy poco estabilizados en relación con los productos de partida, la reducción de DBO5 o DQO en esta etapa es pequeña.

- Formación de metano: Una vez que se han formado estos ácidos orgánicos, una nueva categoría de bacterias entra en acción, y los utiliza para convertirlos finalmente en metano y dióxido de carbono. El metano es un gas combustible e inodoro, y el dióxido de carbono es un gas estable, que forma parte en poca cantidad de la composición normal de la atmósfera.La liberación de estos gases es responsable de la aparición de burbujas, que son un síntoma de buen funcionamiento en las lagunas anaerobias. Esta fase de la depuración anaerobia es fundamental para conseguir la eliminación de materia orgánica, ya que los productos finales no contribuyen a la DBO5 o DQO del medio. A diferencia de lo que ocurría con la fase acidogénica, hay pocos microorganismos capaces de desarrollar la actividad metanogénica, su metabolismo es más lento y además, son mucho más sensibles a distintas condiciones ambientales que veremos a continuación.

Las bacterias metanígenas son anaerobias estrictas, es decir, mueren en presencia de oxigeno disuelto. Por otra parte, estas bacterias son también muy sensibles al pH. Puesto que en la segunda fase de la digestión anaerobia se están produciendo ácidos, si no existe en el medio un número adecuado de bacterias metanígenas que transformen estos productos, y se produce su acumulación, el pH disminuye. Se estima que para valores de pH inferiores a 6,8 la actividad metanígena comienza a presentar problemas, y que por debajo de pH=6,2 se detiene completamente (Middlebrooks y col., 1982). Cuando esto ocurre se liberan no sólo ácidos orgánicos que pueden tener olores desagradables, sino otros compuestos como ácido sulfhídrico (SH2), mercaptanos o escatol, que son los responsables principales de los olores que indican funcionamientos deficientes en las lagunas anaerobias

Esquema de funcionamiento.

3.-Diagrama del Proceso

Varían según el diseño particular de la laguna, existen lagunas cubiertas diseñadas para la retención y utilización del biogás generado en degradación.

4.- Variables y criterios de diseño

Los parámetros en los que se basan normalmente los cálculos son uno o varios de los siguientes:

- Carga volumétrica (g DBO5/m3 día) o Carga superficial (kg DBO5/ha día).

- Tiempo de retención hidráulica (días).

-Temperatura

-Caudal

-Profundidad

Aspectos a considerar en el diseño:

a. Se debe desacelerar la velocidad del agua + excretas para lograr una sedimentación de al menos el 50% de los sólidos

b. Debe ser fácil de limpiar con maquinaria por lo que el piso debe estar muy bien compactado y estabilizado para poder trabajar aún con humedad, (se sugiere incorporar de 30 cm de arcilla mezclada con suelo y compactada para impedir la infiltración y la posible contaminación de la freática.).

c. Además de la descarga normal entre la laguna de sedimentación y la evaporación o de almacenamiento, debería planearse un vertedero de desborde para que en caso de que la laguna se llene muy rápidamente se pueda dirigir del excedente hacia las otras lagunas.

d. Se sugiere también la construcción de disipadores para reducir la velocidad de ingreso de los efluentes a la laguna de sedimentación.

El nivel máximo operativo de una laguna anaeróbica depende del volumen requerido más la profundidad requerida.

Para determinar las dimensiones de la laguna anaeróbica se deben tener en cuenta los parámetros que se mencionan a continuación. El nivel máximo operativo de una laguna anaeróbica depende del volumen requerido más la profundidad requerida.

El volumen requerido (VR):

VR =VL+VE+VMT

En donde:VR = requerimiento de volumen de la laguna, m3 VMT = Volumen mínimo de tratamiento, m3, El volumen mínimo de tratamiento (VMT) representa el volumen necesario para mantener la actividad biológica sustentable.VE = Volumen de efluente para un periodo de tratamiento, m3 VL = Volumen de lodos acumulados sobre el periodo de tiempo entre la remoción de este, m3

Profundidad de la laguna. Si bien existe un rango entre 2,4 y 8,0 metros para la profundidad de una laguna, es recomendable la utilización de máximas profundidades. Se debe considerar al menos 1,0 metros de distancia entre el fondo de la laguna y la máxima altura de la napa subterránea.

Profundidad requerida: capacidad mínima para almacenar la precipitación máxima mensual menos la evaporación en la superficie de la laguna para el tiempo entre descarga que se le aplique a la laguna. Se le adicionará un borde libre de 30cm a esta profundidad como seguridad ante potenciales rebalses.

Es común utilizar lagunas de forma trapezoidal, donde las dimensiones se obtienen a partir de las siguientes relaciones:

Se recomienda una relación As/Ab de 1:2.

Resumen Parámetros:

Mecanismos para mantener el ambiente Anaeróbico

4.1.- Ventajas y desventajas

Otras desventajas

5.-Ubicación en planta

Generalmente se encuentra a continuación de algún sistema de sedimentación o decantación primario, y antes de otras lagunas de estabilización como puede ser lagunas facultativas o de maduración.