Para fines de diseño, los principales parámetros de materia orgánica, DBO y DQO,
corresponden a valores detectados en el 50% de probabilidad, según lo señalado en el
capítulo 4. Los contaminantes cuyas concentraciones se consideran elevadas son NTK y
coliformes.
Cuadro 5.4
Caracterización de los desagües a ser tratados
VARIABLE UNIDAD CRITERIO
CONCEN
TRACION
% PROBA
BILIDAD
Streptococcus NMP/100mL 3,49 x 107
Fuente: Elaboración propia sobre la base de la información proporcionada por la I.P.
Las probabilidades que se presentan en el Cuadro No 5.4 resultan del procesamiento de la
información de diferentes fuentes que proporcionan valores de concentración de
parámetros analíticos y contaminantes resultantes de muestras puntuales y compuestas.
Existen otros parámetros de importancia en el diseño de los reactores anaeróbicos y se
relacionan con la concentración de materia orgánica carbonácea soluble, medida en
términos de la DBO y DQO. En la literatura se reconoce que la relación de la
concentración de material soluble respecto al total es del 60%. De esta forma se considera
una concentración de DBO SOLUBLE de 180 a 228 mg/L y de DQO SOLUBLE de 468
mg/L.
Resumen de los parámetros de diseño para las diferentes etapas
Caudales de aguas residuales
En diferentes etapas de estudios y proyectos se han realizado esfuerzos para determinar
los caudales de aguas residuales que se generan en el área de estudio, considerando la
cobertura de los servicios de agua potable y alcantarillado, la eficiencia del sistema de
recolección de las aguas, las infiltraciones de aguas freáticas y las expectativas de
crecimiento de la población. En el Cuadro siguiente se presentan los resultados
correspondientes, para los años que se consideran representativos en el proceso de
planeación.
Cuadro 5.5
Proyección de la Población y la Demanda de agua residual
Año Población Total m3/s
2005 4,334,213 10.38
2010 4,679,247 12.53
2015 5,067,386 11.53
2020 5,503,782 13.51
2025 5,994,224 15.77
De esta forma, se considera tres opciones en el manejo de las aguas.
Opción 1: el gasto máximo horario se trata a nivel preliminar y se desinfecta. El gasto
medio se hace pasar por los reactores anaeróbicos y desinfección.
Opción 2 se da tratamiento preliminar a todas las aguas y se desinfecta sin pasar por los
reactores anaeróbicos.
Opción 3: se hacen pasa las aguas por la rejilla gruesa y se envían al mar sin
desinfección.
Opción 4: se hacen pasar las aguas residuales del caudal máximo horario, disminuyendo
el período de retención en los RAFAs.
De esta forma se emplea el caudal medio para el diseño de las unidades de tratamiento
biológico anaerobio, para las de pretratamiento y desinfección los gastos máximos
horarios.
En la figura que sigue se muestra este concepto donde el caudal medio de diseño de las
unidades de tratamiento biológico, a nivel secundario, es de 14.0 m3/s, para las de
pretratamiento, desinfección y obras de desvío de 20.6 m3/. Es decir, la planta de
tratamiento es capaz de tratar perfectamente el flujo promedio que entra al sistema.
Figura 5.2 Manejo y tratamiento de aguas residuales.
En la práctica de la Ingeniería Sanitaria se considera conveniente distribuir las caudales a
tratar en un número determinado de módulos para facilitar que alguno de ellos pueda salir
de operación para mantenimiento preventivo o correctivo y su caudal pueda distribuirse
entre los módulos en operación. La calidad del agua tratada no deberá ser
apreciablemente diferente a la proporcionada por el conjunto total de unidades.
Calidad de las aguas residuales.
Los resultados de este estudio conducen al establecimiento de las concentraciones de los
principales parámetros de calidad para el diseño de las unidades de tratamiento de aguas
residuales; como son los relacionados con la concentración de la materia orgánica
carbonácea, grasas y aceites, y material particulado como sólidos suspendidos totales y
volátiles; además de bacterias coliformes fecal, ya discutidos anteriormente.
Calidad de las aguas residuales tratadas.
El proyecto de saneamiento de la Gran Lima se concibió precisamente para sanear el
entorno ecológico que actualmente se ve afectado por la descarga de las aguas residuales
de la población, sin tratamiento.
De esta forma el objetivo por alcanzar es el cumplimiento de las condiciones de descarga
fijadas por las autoridades competentes, en el que señalan las características físicas,
químicas y biológicas que deben tener las aguas residuales tratadas antes de su vertido al
mar. En la siguiente tabla se detallan los parámetros de calidad que la iniciativa privada
propone cumplir.
Cuadro 5.6
Calidad del Efluente Tratado.
Fuente: Iniciativa Privada
Estos valores serán los parámetros a cumplir por el Concesionario, siempre y cuando se
declare de interés la iniciativa privada y ésta obtenga la Buena Pro.
Tradicionalmente, el servicio de saneamiento de las aguas se ha considerado como una
obligación de las autoridades responsables de los servicios, más que de los responsables
de la contaminación de las aguas, como son los usuarios domésticos y los prestadores de
los servicios urbanos, industriales y comerciales. Una forma de contar con los recursos
económicos para el pago de los gastos de operación, mantenimiento y depreciación de las
instalaciones es propiciar el reúso de las aguas tratadas.
Se considera factible el reúso de las aguas en la agricultura para el riego de cultivos de
tallo alto tanto como con ciertas limitaciones para la industria. Los requerimientos de las
aguas se perfilan hacia la remoción de sólidos, bacterias y la conservación de la materia
orgánica carbonácea y nutrientes.
Lo anterior conduce a establecer opciones que permitan cumplir con la calidad de las
aguas residuales tratadas para su descarga al mar, para el riego agrícola en la época de
estiaje o uso industrial.
5.3.- Memoria descriptiva de la PTAR Taboada.
5.3.1 Memoria descriptiva de procesos e hidráulica
En el desarrollo de la memoria descriptiva de las unidades de tratamiento de aguas, lodos
y gases productores de malos olores se siguen los criterios de diseño empleados
generalmente en la Ingeniería Sanitaria. Se presentan las ecuaciones de cálculo con sus
correspondientes valores de diseño, gastos a tratar, gastos de operación constantes
cinéticas e hidráulicas, las que permiten determinar las dimensiones geométricas de las
unidades y los requerimientos de las potencias de los equipos que permiten su
funcionamiento.
En algunos casos se emplean criterios de diseño hidráulicos para determinar las
dimensiones de las tuberías que permiten la intercomunicación de las unidades de
tratamiento de aguas, lodos y gases.
Se emplean modelos matemáticos para la determinación de tasas de crecimiento y
mortandad de microorganismos en los reactores anaeróbicos, así como de las velocidades
de transformación de productos hasta su estabilización y transformación de productos
finales como metano, bióxido de carbono, biomasa y agua.
La determinación de la dosis de cloro para eliminar los organismos patógenos al hombre,
aún cuando las aguas no son para bebida, se realiza considerando un modelo matemático
que relaciona la concentración de cloro, variable en el tiempo, la concentración de
microorganismos y la potencia de mezclado empleada en el tanque correspondiente. No
se emplea el concepto de demanda de cloro al punto de quiebre para fijar la dosis de cloro
porque es un criterio empleado en los suministros de agua potable pero regularmente
usado en los proyectos de desinfección de aguas residuales tratadas. El empleo de este
criterio propicia la formación de compuestos organoclorados y cloraminas no deseadas en
los efluentes de este sistema de tratamiento.
El manejo de lodos mediante sistemas mecánicos es una opción que se plantea como
resultado del espacio de terreno disponible pero que no descarta la posibilidad de emplear
por ejemplo lechos de secado haciendo circular aire caliente por debajo del medio de
soporte para acelerar el secado de los lodos.
La producción de gases resultantes de la estabilización de la materia orgánica carbonácea
es un aspecto que permite evaluar la conveniencia del proceso, pues es factible el
aprovechamiento del biogás en la generación de energía eléctrica. Su análisis se presenta
con las debidas consideraciones.
Diagrama de Flujo.- en la siguiente figura se muestra el diagrama de flujo de la PTAR
Taboada, considerando los flujos de aguas, lodos y gases. Se considera importante
señalar las corrientes de aguas que resultan de tratamientos parciales como los
sobrenadantes de las unidades de deshidratación de lodos, las aguas a emplear en la
preparación de las soluciones de polímeros y de cloro.
Rejilla gruesa.- la eliminación de materiales de gran tamaño es indispensable a fin de
asegurar el correcto funcionamiento de los equipos de las siguientes unidades de
tratamiento preliminar.
La Cámara de Rejas de la planta de Tratamiento Taboada y obras conexas forma parte
de las obras proyectadas del Interceptor Norte, materia de la Licitación Pública Nacional
002-2003-Concurso Oferta - SEDAPAL.
El Interceptor Norte conducirá las dos terceras partes las aguas servidas generadas en la
Lima Metropolitana hacia la playa "Taboada", lugar donde se construirá una planta de
tratamiento de agua residual y obras para la disposición final del efluente, permitiendo con
ello la descontaminación del mar.
Los canales donde se emplazarán las rejas son de 3.20 m de ancho con constricciones a
la entrada y salida donde se emplazaran las cajuelas de 25cmx30cm para la instalación de
la reja de seguridad y cuando sea el caso las ataguías.
A la entrada del canal se hará un estrangulamiento del canal par la instalación de la
cajuela para la instalación de la ataguía.
Aguas arriba del canal de las rejas se colocará una ataguía para cortar el flujo de agua en
casos de mantenimiento de las rejas. Su empleo es temporal y ocasional. Las guías de las
ataguías empotradas en el concreto serán de acero inoxidable, de 4 mm de espesor.
Se instalaran en la misma ranura de la ataguía, aguas arriba, una reja de seguridad
conformada por una reja vertical separadas 10 cm, a fin de evitar que sólidos muy gruesos
estropeen las rejas, los que serán de acero inoxidable, los sólidos retenidos por esta reja
serán removidos manualmente. Su empleo es permanente.
La limpieza de la reja gruesa se efectuará con un rastrillo, arrastrado por el polipasto
eléctrico.
Las rejas serán pivotantes, de construcción robusta de acero inoxidable, con una
separación entre rejas de 25 mm, el ancho de la reja con frente a la corriente 12 mm. Con
una inclinación de 75º.
El retiro de los sólidos atrapados en las rejas mecánicas será mediante una reja de rastrillo
frontal, montados en cadenas, a ambos lados de su marco estructural.
Por cada dos rejas mecánicas se instalará un tornillo transportador y un compactador de
sólidos, con una ducha a su salida para la limpieza de los sólidos.
Los sólidos evacuados por las rejas mecánicas serán comprimidos en los compactadores
para reducir su volumen. Los residuos sólidos serán descargados hacia un contenedor
para su disposición final en un relleno sanitario. Los sólidos durante su paso a través del
tornillo transportador son lavados con agua que salen a través de unas toberas, para que
la materia orgánica sea retornada con el agua de lavado hacia el desagüe
