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

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Paula Escobar Farías
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Cooperación triangular México Bolivia Alemania Cierre de proyectos 2012-2016 Guía para el desarrollo y diseño de

1 Cooperación triangular México Bolivia Alemania Cierre de proyectos 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

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

3 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

4 Capítulo 1 Calidad del agua residual tratada requerida para reúso Parámetros fisicoquímicos y biológicos (Límites máximos permisibles) Efluente de la PTAR Protección a la salud de: Los trabajadores (exposición directa) Los consumidores (patógenos) Tipo de producto a irrigar Tecnología de riego utilizada

5 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

6 LMP para los Parámetros FQ-B 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

7 Valores límites de diferentes parámetros de calidad de agua para el reúso agrícola. Parámetro Límite propuesto para riego agrícola (Guía*) no restringido restringido EPA 2012 FAO Ley 1333 Clase B Ley 1333 Clase C Turbiedad NTU <2 <10 < <50 <100 Sólidos disueltos totales mg/l ph 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).

8 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 Trenes de tratamiento para poblaciones hasta habitantes Trenes de tratamiento para poblaciones mayores a habitantes 2.3 Manejo de lodos

9 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.

10 Niveles de tratamiento Tren de tratamiento: 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

11 Tratam. De lodos Desinfección Filtración Ss Tratamiento secunadrio Tratamiento Primario 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 T9 T 10 Trenes convencionales Sistemas combinados Cribado y desarenado X X X X X X X X X X Sedimentación primaria X X X Tanques Imhoff X X X RAFA X X X Filtro percolador X X X Biodiscos x Lodos activados X Sistema lagunar X X 1 Humedales construidos X X X Sedimentador secund. x x X X X Filtros de arena ELH 1 ELH ELH ELH ELH Cloro, UV, Lagunas de maduración x x X X X X X X Lechos de secado Humedales de lodos x x x x x x x x

12 Manejo de lodos Desinfección Filtrac ión Tratamiento Secundario Tratam. Primario Trenes de tratamiento propuestos para poblaciones mayores a diez mil habitantes T 1 T 2 T 3 T 4 T 5 T 6 T 7 T8 Sistemas convencionales Sistemas combinados Cribado y desarenado x x x x x x x x Coagulación/floculación Sedimentación primaria x x x x x x 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 Filtros de arena Opc. Opc. Opc Cloro, Ozonificación, UV o micro filtración x x x x x x x x Espesamiento, estabilización aerobia o anaerobia, desaguado y disposición X X X X X X X x

13 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

14 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

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

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

17 Evaluación de criterios de la eficiencia económica de diferentes sistemas y tecnologías de plantas de tratamiento de aguas residuales (PTAR s)

18 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

19 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 Plan de implementación 4.6 Aspectos sociales y de la aceptación del proyecto

20 Preparación e información necesaria para una evaluación de mercado del agua de reúso. 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.

21 Gracias! Gabriela E. Moeller

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