Reuso de efluentes de agua residual

Transcripción

1 Reuso de efluentes de agua residual Lagunas de estabilización, La Paz Ing. Pedro E. Ortiz Tegucigalpa MDC 17/04/09

2 Aguas residuales, excretas y aguas grises Antecedentes Uso extensivo de aguas residuales mundialmente 10% población mundial consume alimentos regados con aguas residuales 20 millones de hectáreas en 50 países son regadas con agua residual cruda o parcialmente tratada Uso de excreta (heces y orina) importante mundialmente pero no cuantificada su dimensión Uso de agua gris creciendo en Países Desarrollados y en Desarrollo puedes er culturalmente más aceptable en algunas sociedades

3 Condición Actual Recurso hídrico Aguas Residuales 70% AGRO CIUDAD CEPIS/OPS

4 Escasez de agua Existe una crisis de agua en muchos países Incremento población empeorará la crisis En 1995, 31 países clasificados como con escasez de agua o con tensión hídrica. En el países y en el países estarán en esta situación. Indice de Tensión Hídrico: Se fundamenta en el nivel anual mínimo de Agua requerido per capita para mantener una calidad de vida adecuada en un país moderadamente desarrollado localizado en una zona árida. Mas de 1700 m 3 No hay problemas 1700 a 1000 m 3 Tensión Hídrica 1000 a 500 m 3 Escasez agua crónica Menos de 500 m 3 Escasez Absoluta

5 Manejo Integral RECURSO HÍDRICO AGRO CIUDAD Aguas Residuales CEPIS/OPS TRATAMIENTO ADECUADO

6 Tipos de reuso Riego agrícola Irrigación de jardines Riego forestal y pastos Acuacultura Recarga de acuíferos Industrial Recuperación de ríos Protección de áreas costeras

7 El atractivo de reusar aguas residuales en la agricultura El agua residual contiene el 99.9% de agua. Suministro permanente independiente de la estación. No causa daños por acumulación de contaminantes. Contiene nutrientes y materia orgánica, beneficiosos para las plantas. La calidad del agua dependerá del tipo de cultivo. Previene la contaminación de los cursos de agua.

8 El agua y su valor como fertilizante son importantes. Ahorro fertilizantes 225 kg nitrógeno 45 kg fósforo EUA $ 135/Ha Menos tiempo para cosecha (hasta 3 cosechas anuales) Mejor producción por Hectárea 28% Trigo 30% Papa 42% Algodón 47% Arroz 200% Tomate 250% Maíz

9 Protección de la salud, opciones para alcanzar el nivel deseado Tratamiento de aguas residuales Restricción de cultivos Método de riego (goteo, aspersión, inundación) Preparación de alimentos: Lavado Desinfección Remoción de cáscara Cocinado Prácticas higiénicas en el mercado Vacunas y medicamentos, etc.

10 Reducción típica de patógenos por medidas de control para aplicación del manual de las Guías 2006

11 Restricción del cultivo de acuerdo a la calidad del efluente Categoría de cultivo Ejemplo del tipo de cultivo Calidad del efluente A Alimentos no para consumo humano. Cultivo procesado por calor antes del consumo. Irrigación del campo en aéreas cerradas al público. Baja B Alimentos para consumo humano, comidos cocidos. Cereales Forraje Pasto y árboles Media C Alimentos comidos crudos. Irrigación del campo en áreas con acceso libre al público. Alta

12 Filtro depurador

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14 MODULO DE TRATAMIENTO Y USO 100 l/s (9 ha) 50,000 hab. FORRAJES (24 ha) ACUICULTURA (9 ha) 4,400 kg/ha Sin alimentación suplementaria!!!! vvvvvvvvvvvvvvv vvvvvvvvvvvvvvv vvvvvvvvvvv vvvvvvvvvvvvv vvvvvvvvvvv HORTALIZAS (17 ha) FORESTACIÓN (40 ha) CEPIS/OPS

15 FRANJAS FORESTALES DE PLANTAS DE LAGUNAS DE ESTABILIZACIÓN CADA HECTÁREA DE BOSQUE : PRODUCE 600 kg OXÍGENO/DÍA ABSORBE 1,000 kg C02/DÍA RETIENE 30 TM PARTÍCULAS/AÑO APORTA AIRE PURO PARA 230 PERSONAS LAGUNAS DE PARANOÁ, BRASIL

16 Producción de Bambú Bonos de carbón. El bambú, es un procesador del dióxido de carbono (CO 2 ) (hasta 40 toneladas por Hectárea), Mucho más eficiente que la mayoría de árboles del bosque tropical (aporta hasta un 35% más de oxígeno). Bono carbón 14 a 22 US$/Ton US$ 560 a $880/Ha Se utilizan 20,000 m 3 /año/ha de agua residual tratada Una persona produce 150 litros agua por día o 55 m 3 por año, 365 personas para alimentar con agua tratada una hectárea de bambú. Bambú producido en 4 años todos tendrían una casa de 45 m 2 (4 personas por vivienda)

17 Reservorios de estabilización Concepto de reuso Agua residual Profundidad del agua 8 a 12 m Max. nivel (inicio de la temporada de riego) Efluente para reuso Pretratamiento Min. nivel (final de la temporada de riego) Usualmente riego por goteo Pueden ser: Lagunas (anaeróbicas, facultativas, aireadas), UASB, filtros anaeróbicos, lodos activados y otros o la combinación de estos procesos. Reservorio de estabilización (para tratamiento y almacenamiento de efluentes)

18 Reservorios de Estabilización

19 Esquemas alternativos para la operación de reservorios A. Reservorio con entrada continua y descarga discontinua Agua cruda Pretratamiento Llenado continuo todo el año B. Reservorio con carga secuencial y operación en paralelo (casi un reactor batch secuencial en paralelo) Agua cruda Pretratamiento Llenado solo cuando no hay riego Almacenamiento durante la temporada de riego B. Reservorio con carga secuencial y operación en serie (reactor batch secuencial en serie) Agua cruda Pretratamiento Reservorio de estabilización secundario Reservorio de estabilización secundario Reservorio de estabilización Reservorio de estabilización principal Llenado solamente durante no hay riego Reservorio de estabilización principal Irrigación restringida Irrigación no restringida Irrigación no restringida Irrigación restringida durante la temporada de riego

20 ZONA NO SATURADA INDUSTRIAL Recarga de acuíferos URBANO AGRICULTURA Filtración Adsorción Intercambio Iónico Precipitación Biodegradación Volatilización Superficie Fréatica Dispersión ZONA SATURADA Dilución días ACUÍFERO EL SUBSUELO: PLANTA DE TRATAMIENTO NATURAL

21 Reuso de lodos biológicos Los biosólidos aportan importantes cantidades de materia orgánica y nutrientes que aumentan el potencial productivo del suelo y pueden ser utilizado para la rehabilitación de áreas degradadas

22 Lagunas de La Paz Lagunas de estabilización Descarga de efluente Río Humuya

23 Reuso para pastos, Laguna de La Paz Laguna de Estabilización, La Paz Hacia río Humuya Efluente de lagunas

24 Laguna primaria Depuración en El Zamorano Laguna terciaria usada para riego Laguna secundaria Efluente

25 Reuso de agua en agricultura, El Zamorano Plantación de frijoles Riego de maíz y frijoles Elaboración de Compost

26 Conclusiones La normativa nacional debe actualizarse e incluir el reuso del agua residual y los biosólidos. Olvidar la costumbre de descargar los efluentes de AR en los cursos de agua. El agua residual debe verse como un recurso, especialmente en la agricultura donde disminuye el consumo de fertilizantes químicos e incrementar la producción. Los nuevos diseños de plantas depuradoras deben considerar el reuso de efluentes. Se debe documentar y divulgar la experiencia de reuso en El Zamorano. La universidades deben de promover el reuso del agua residual. El agua residual debe incluirse en la gestión integral del recurso hídrico ya que su reuso, puede contribuir significativamente a combatir la escasez de agua.

27 Tiempo de almacenamiento recomendado de mezcla de orina a en base al contenido estimado de patógenos b y productos recomendados para sistemas grandes c Temperatura de almacenamiento ºC Tiempo de almacenamiento (meses) Patógenos posibles En la mezcla de orina después del almacenamiento Productos recomendados 4 > = 1 4 > = 6 20 > = 1 20 > = 6 Virus y protozoos Virus Virus Probablemente ninguno a Orina u orina y agua, cuando la orina esta diluida, se asume que la mezcla tiene un ph menos de 8.8 y una concentración de nitrógeno de al menos 1g/L. b Las bacterias gran positivas y formadoras de esporas no están incluidas en estas evaluaciones, pero normalmente no se considera que causan enfermedades de preocupación. c En este caso un sistema grande es un sistema en que la orina es utilizada para fertilizar cosechas que serán consumidas por miembros fuera de la familia donde la orina es recolectada. d Para comidas consumidas crudas, se recomienda que la orina sea aplicada al menos un mes antes de la cosecha y que esta sea incorporada en el suelo en caso de que las partes comestibles crezcan arriba de la superficie del suelo Alimentos y forrajes que serán procesados Alimentos y forrajes que serán procesados d Alimentos y forrajes que serán procesados d Todos los productos

28 Recomendaciones para el tratamiento por almacenamiento de excreta seca y lodo fecal antes de su uso a nivel casero o municipal Tratamiento Criterio Comentario Almacenamiento: temperatura ambiente 2-20 C años Eliminará a bacterias patógenas; el recrecimeinto de E. Coli y Salmonela podría ser considerada si se rehumedece; reducirá los virus y protozoos parásitos debajo de los niveles de riego. Algunos huevos de origen del suelo pudieran persistir en números bajos Almacenamiento: temperatura ambiente > C > 1 año Inactivación sustancial a total de virus, bacterias y protozoos; inactivación de huevos de esquistosomasa (< 1 mes); esquistosoma (Ancylostoma/Necator) y el gusano látigo (Trichuris); sobrevivencia de un cierto porcentaje (10 30%) de huevos de Ascaris (> = a 4 meces, una inactivación completa de Ascaris ocurrira dentro de 1 año. Tratamiento Alcalino ph > 9 durante más de 6 meses Si la temperatura es > de 35 C y la humedad < 25%, un ph más bajo y/o material más húmedo se incrementará el tiempo la eliminación absoluta.

29 Valores guía para el monitoreo de verificación, en sistemas de tratamiento a gran escala de aguas grises, excretas y lodo fecal para uso agrícola Descripción Huevos de Helmintos ( Número por gramo de sólidos totales o por litro) E. Coli ( Número por 100 ml.) Heces tratadas y lodo fecal < 1/g sólidos totales < 1000/ g sólidos totales Agua gris utilizada en : Riego restringido < 1/Litro < 10 5 Menos estricta a < 10 6 cuando la exposición es limitada o el recrecimiento es seguro Riego no restringido de productos que se comen crudos < 1/Litro < 10 3 Rebajada a < 10 4 para productos de hoja alta o riego por goteo

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32 SISTEMA DE RECIRCULACIÓN: Tratamiento avanzado recarga artificial recuperación Agua Residual Planta de Tratamiento Agua Tratada Recuperación Pozos de Inyección Acuífero Tiempo de residencia + Distancia entre pozos de inyección y recuperación Tiempo de residencia para generar Dispersión Mezcla y Dilución Distancia mínima entre pozos de inyección y de extracción para evitar conexión directa entre ambos y eliminación de microorganismos.