3.112 Proceso biológico
Asimilación por bacterias y otros microorganismos de la materia orgánica del
desecho, para su estabilización.
13
3.113 Proceso de lodos activados
Tratamiento de aguas residuales en el cual se somete a aeración una mezcla
(licor mezclado) de lodo activado y agua residual. El licor mezclado es
sometido a sedimentación para su posterior recirculación o disposición de lodo
activado.
3.114 Reactor anaerobio de flujo ascendente
Proceso continuo de tratamiento anaerobio de aguas residuales en el cual el
desecho circula en forma ascendente a través de un manto de lodos o filtro,
para la estabilización parcial de la materia orgánica. El desecho fluye del
proceso por la parte superior y normalmente se obtiene gas como subproducto.
3.115 Requisito de oxígeno
Cantidad de oxígeno necesaria para la estabilización aerobia de la materia
orgánica y usada en la reproducción o síntesis celular y en el metabolismo
endógeno.
3.116 Reuso de aguas residuales
Utilización de aguas residuales debidamente tratadas para un propósito
específico.
3.117 Sedimentación final
Ver sedimentación secundaria.
3.118 Sedimentación primaria
Remoción de material sedimentable presente en las aguas residuales crudas.
Este proceso requiere el tratamiento posterior del lodo decantado.
3.119 Sedimentación secundaria
Proceso de separación de la biomasa en suspensión producida en el
tratamiento biológico.
3.120 Sistema combinado
Sistema de alcantarillado que recibe aguas de lluvias y aguas residuales de
origen doméstico o industrial.
3.121 Sistema individual de tratamiento
Sistema de tratamiento para una vivienda o un número reducido de viviendas.
3.122 Sólidos activos
Parte de los sólidos en suspensión volátiles que representan a los
microorganismos.
3.123 SSVTA
Sólidos en suspensión volátiles en el tanque de aeración.
3.124 Tanque séptico
Sistema individual de disposición de aguas residuales para una vivienda o
conjunto de viviendas que combina la sedimentación y la digestión. El efluente
es dispuesto por percolación en el terreno y los sólidos sedimentados y
14
acumulados son removidos periódicamente en forma manual o mecánica.
3.125 Tasa de filtración
Velocidad de aplicación del agua residual a un filtro.
3.126 Tóxicos
Elementos o compuestos químicos capaces de ocasionar daño por contacto o
acción sistémica a plantas, animales y al hombre.
3.127 Tratamiento avanzado
Proceso de tratamiento fisicoquímico o biológico para alcanzar un grado de
tratamiento superior al tratamiento secundario. Puede implicar la remoción de
varios parámetros como:
_ remoción de sólidos en suspensión (microcribado, clarificación química,
filtración, etc.);
_ remoción de complejos orgánicos disueltos (absorción, oxidación
química, etc.);
_ remoción de compuestos inorgánicos disueltos (destilación,
electrodiálisis, intercambio iónico, ósmosis inversa, precipitación química,
etc.);
_ remoción de nutrientes (nitrificación-denitrificación, desgasificación del
amoníaco, precipitación química, asimilación, etc.).
3.128 Tratamiento anaerobio
Estabilización de un desecho orgánico por acción de microorganismos en
ausencia de oxígeno.
3.129 Tratamiento biológico
Procesos de tratamiento que intensifica la acción de los microorganismos para
estabilizar la materia orgánica presente.
3.130 Tratamiento convencional
Proceso de tratamiento bien conocido y utilizado en la práctica. Generalmente
se refiere a procesos de tratamiento primario o secundario y frecuentemente
se incluye la desinfección mediante cloración. Se excluyen los procesos de
tratamiento terciario o avanzado.
3.131 Tratamiento conjunto
Tratamiento de aguas residuales domésticas e industriales en la misma planta.
3.132 Tratamiento de lodos
Procesos de estabilización, acondicionamiento y deshidratación de lodos.
3.133 Tratamiento en el terreno
Aplicación sobre el terreno de las aguas residuales parcialmente tratadas con
el fin de alcanzar un tratamiento adicional.
3.134 Tratamiento preliminar
15
Ver pretratamiento.
3.135 Tratamiento primario
Remoción de una considerable cantidad de materia en suspensión sin incluir la
materia coloidal y disuelta.
3.136 Tratamiento químico
Aplicación de compuestos químicos en las aguas residuales para obtener un
resultado deseado; comprende los procesos de precipitación, coagulación,
floculación, acondicionamiento de lodos, desinfección, etc.
3.137 Tratamiento secundario
Nivel de tratamiento que permite lograr la remoción de materia orgánica
biodegradable y sólidos en suspensión.
3.138 Tratamiento terciario
Tratamiento adicional al secundario. Ver tratamiento avanzado (Ver 3.127).
4 DISPOSICIONES GENERALES
4.1 Objeto del tratamiento
4.1.1 El objetivo del tratamiento de las aguas residuales es mejorar su calidad para
cumplir con las normas de calidad del cuerpo receptor o las normas de
reutilización.
4.1.2 El objetivo del tratamiento de lodos es mejorar su calidad para su disposición
final o su aprovechamiento.
4.2 Orientación básica para el diseño
4.2.1 El requisito fundamental antes de proceder al diseño preliminar o definitivo de
una planta de tratamiento de aguas residuales, es haber realizado el estudio
del cuerpo receptor. El estudio del cuerpo receptor deberá tener en cuenta las
condiciones más desfavorables. El grado de tratamiento se determinará de
acuerdo con las normas de calidad del cuerpo receptor.
4.2.2 En el caso de aprovechamiento de efluentes de plantas de tratamiento de
aguas residuales, el grado de tratamiento se determinará de conformidad con
los requisitos de calidad para cada tipo de aprovechamiento de acuerdo a la
norma.
4.2.3 Una vez determinado el grado de tratamiento requerido, el diseño debe
efectuarse de acuerdo con las siguientes etapas:
4.2.3.1 Estudio de factibilidad, el mismo que tiene los siguientes componentes:
16
_ Caracterización de aguas residuales domésticas e industriales;
_ información básica (geológica, geotécnica, hidrológica y topográfica);
_ determinación de los caudales actuales y futuros;
_ aportes per cápita actuales y futuros;
_ selección de los procesos de tratamiento;
_ predimensionamiento de alternativas de tratamiento;
_ evaluación de impacto ambiental y de vulnerabilidad ante desastres;
_ factibilidad técnicoeconomica de las alternativas y selección de la más
favorable.
4.2.3.2 Diseño definitivo de la planta que comprende
_ estudios adicionales de caracterización que sean requeridos;
_ estudios geológicos, geotécnicos y topográficos al detalle;
_ estudios de tratabilidad de las aguas residuales, con el uso de plantas a
escala de laboratorio o piloto, cuando el caso lo amerite;
_ dimensionamiento de los procesos de tratamiento de la planta;
_ diseño hidráulico sanitario;
_ diseño estructural, mecánicos, eléctricos y arquitectónicos;
_ planos y memoria técnica del proyecto;
_ presupuesto referencial y fórmula de reajuste de precios;
_ especificaciones técnicas para la construcción y
_ manual de operación y mantenimiento.
4.2.4 Según el tamaño e importancia de la instalación que se va a diseñar, se
podrán combinar las dos etapas de diseño mencionadas, previa autorización
de la autoridad competente.
4.2.5 Toda planta de tratamiento deberá contar con cerco perimétrico y medidas de
seguridad.
4.2.6 De acuerdo al tamaño e importancia del sistema de tratamiento, deberá
considerarse infraestructura complementaria: casetas de vigilancia, almacén,
laboratorio, vivienda del operador y otras instalaciones que señale el
organismo competente. Estas instalaciones serán obligatorias para aquellos
sistemas de tratamiento diseñados para una población igual o mayor de 25000
habitantes y otras de menor tamaño que el organismo competente considere
de importancia.
4.3 Normas para los estudios de factibilidad
4.3.1 Los estudios de factibilidad técnicoeconomica son obligatorios para todas las
ciudades con sistema de alcantarillado.
4.3.2 Para la caracterización de aguas residuales domésticas se realizará, para cada
descarga importante, cinco campañas de medición y muestreo horario de 24
horas de duración y se determinará el caudal y temperatura en el campo. Las
campañas deben efectuarse en días diferentes de la semana. A partir del
muestreo horario se conformarán muestras compuestas; todas las muestras
deberán ser preservadas de acuerdo a los métodos estándares para análisis
17
de aguas residuales. En las muestras compuestas se determinará como
mínimo los siguientes parámetros:
_ demanda bioquímica de oxígeno (DBO) 5 días y 20ºC;
_ demanda química de oxígeno (DQO);
_ coliformes fecales y totales;
_ parásitos (principalmente nematodos intestinales);
_ sólidos totales y en suspensión incluido el componente volátil;
_ nitrógeno amoniacal y orgánico; y
_ sólidos sedimentables.
4.3.3 Se efectuará el análisis estadístico de los datos generados y si son
representativos, se procederá a ampliar las campañas de caracterización.
4.3.4 Para la determinación de caudales de las descargas se efectuarán como
mínimo cinco campañas adicionales de medición horaria durante las 24 horas
del día y en días que se consideren representativos. Con esos datos se
procederá a determinar los caudales promedio y máximo horario
representativos de cada descarga. Los caudales se relacionarán con la
población contribuyente actual de cada descarga para determinar los
correspondientes aportes per cápita de agua residual. En caso de existir
descargas industriales dentro del sistema de alcantarillado, se calcularán los
caudales domésticos e industriales por separado. De ser posible se
efectuarán mediciones para determinar la cantidad de agua de infiltración al
sistema de alcantarillado y el aporte de conexiones ilícitas de drenaje pluvial.
En sistemas de alcantarillado de tipo combinado deberá estudiarse el aporte
pluvial.
4.3.5 En caso de sistemas nuevos se determinará el caudal medio de diseño
tomando como base la población servida, las dotaciones de agua para
consumo humano y los factores de contribución contenidos en la norma de
redes de alcantarillado, considerándose además los caudales de infiltración y
aportes industriales.
4.3.6 Para comunidades sin sistema de alcantarillado, la determinación de las
características debe efectuarse calculando la masa de los parámetros más
importantes, a partir de los aportes per cápita según se indica en el siguiente
cuadro.
APORTES PER CÁPITA PARA AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS
PARÁMETROS
- DBO 5 días, 20ºC, g / (hab.d) 50
- Sólidos en suspensión, g / (hab.d) 90
- NH3 - N como N, g / (hab.d) 8
- N Kjeldahl total como N, g / (hab.d) 12
- Fósforo total, g/(hab.d) 3
- Coliformes fecales. Nº de bacterias / (hab.d) 2x1011
- Salmonella Sp., Nº de bacterias / (hab.d) 1x108
- Nematodos intes., Nº de huevos / (hab.d) 4x105
18
4.3.7 En las comunidades en donde se haya realizado muestreo, se relacionará la
masa de contaminantes de DBO, sólidos en suspensión y nutrientes,
coliformes y parásitos con las poblaciones contribuyentes, para determinar el
aporte per cápita de los parámetros indicados. El aporte per cápita doméstico e
industrial se calculará por separado.
4.3.8 En ciudades con tanques sépticos se evaluará el volumen y masa de los
diferentes parámetros del lodo de tanques sépticos que pueda ser descargado
a la planta de tratamiento de aguas residuales. Esta carga adicional será
tomada en cuenta para el diseño de los procesos de la siguiente forma:
_ para sistemas de lagunas de estabilización y zanjas de oxidación, la
descarga será aceptada a la entrada de la planta.
_ para otros tipos de plantas con tratamiento de lodos, la descarga será
aceptada a la entrada del proceso de digestión o en los lechos de
secado.
4.3.9 Con la información recolectada se determinarán las bases del diseño de la
planta de tratamiento de aguas residuales. Se considerará un horizonte de
diseño (período de diseño) entre 20 y 30 años, el mismo que será
debidamente justificado ante el organismo competente. Las bases de diseño
consisten en determinar para condiciones actuales, futuras (final del período
de diseño) e intermedias (cada cinco años) los valores de los siguientes
parámetros.
_ población total y servida por el sistema;
_ caudales medios de origen doméstico, industrial y de infiltración al
sistema de alcantarillado y drenaje pluvial;
_ caudales máximo y mínimo horarios;
_ aporte per cápita de aguas residuales domésticas;
_ aporte per cápita de DBO, nitrógeno y sólidos en suspensión;
_ masa de descarga de contaminantes, tales como: DBO, nitrógeno y
sólidos; y
_ concentraciones de contaminantes como: DBO, DQO, sólidos en
suspensión y coliformes en el agua residual.
4.3.10 El caudal medio de diseño se determinará sumando el caudal promedio de
aguas residuales domésticas, más el caudal de efluentes industriales
admitidos al sistema de alcantarillado y el caudal medio de infiltración. El
caudal de aguas pluviales no será considerado para este caso. Los caudales
en exceso provocados por el drenaje pluvial serán desviados antes del ingreso
a la planta de tratamiento mediante estructuras de alivio.
4.3.11 En ningún caso se permitirá la descarga de aguas residuales sin tratamiento a
un cuerpo receptor, aun cuando los estudios del cuerpo receptor indiquen que
no es necesario el tratamiento. El tratamiento mínimo que deberán recibir las
aguas residuales antes de su descarga, deberá ser el tratamiento primario.
4.3.12 Una vez determinado el grado de tratamiento, se procederá a la selección de
19
los procesos de tratamiento para las aguas residuales y lodos. Se dará
especial consideración a la remoción de parásitos intestinales, en caso de
requerirse. Se seleccionarán procesos que puedan ser construidos y
mantenidos sin mayor dificultad, reduciendo al mínimo la mecanización y
automatización de las unidades y evitando al máximo la importación de partes
y equipos.
4.3.13 Para la selección de los procesos de tratamiento de las aguas residuales se
usará como guía los valores del cuadro siguiente:
Remoción (%)
Remoción
(ciclos log10)
Proceso de tratamiento
DBO
Sólidos en
suspensión
Bacterias
Helmintos
Sedimentación primaria
25-30
40-70
0-1
0-1
Lodos activados (a)
70-95
70-95
0-2
0-1
Filtros percoladores (a)
50-90
70-90
0-2
0-1
Lagunas aeradas (b)
80-90
(c)
1-2
0-1
Zanjas de oxidación (d)
70-95
80-95
1-2
0-1
Lagunas de estabilización
(e)
70-85
(c)
1-6
1-4
(a) precedidos y seguidos de sedimentación
(b) incluye laguna secundaria
(c) dependiente del tipo de lagunas
(d) seguidas de sedimentación
(e) dependiendo del número de lagunas y otros factores como: temperatura,
período de retención y forma de las lagunas.
4.3.14 Una vez seleccionados los procesos de tratamiento para las aguas residuales
y lodos, se procederá al dimensionamiento de alternativas. En esta etapa se
determinará el número de unidades de los procesos que se van a construir en
las diferentes fases de implementación y otros componentes de la planta de
tratamiento, como: tuberías, canales de interconexión, edificaciones para
operación y control, arreglos exteriores, etc. Asimismo, se determinarán los
rubros de operación y mantenimiento, como consumo de energía y personal
necesario para las diferentes fases.
4.3.15 En el estudio de factibilidad técnicoeconomica se analizarán las diferentes
alternativas en relación con el tipo de tecnología: requerimientos del terreno,
equipos, energía, necesidad de personal especializado para la operación,
confiabilidad en operaciones de mantenimiento correctivo y situaciones de
emergencia. Se analizarán las condiciones en las que se admitirá el
tratamiento de las aguas residuales industriales. Para el análisis económico se
20
determinarán los costos directos, indirectos y de operación y mantenimiento de
las alternativas, de acuerdo con un método de comparación apropiado. Se
determinarán los mayores costos del tratamiento de efluentes industriales
admitidos y los mecanismos para cubrir estos costos.
En caso de ser requerido, se determinará en forma aproximada el impacto del
tratamiento sobre las tarifas. Con esta información se procederá a la selección
de la alternativa más favorable.
4.3.16 Los estudios de factibilidad deberán estar acompañados de evaluaciones de
los impactos ambientales y de vulnerabilidad ante desastres de cada una de
las alternativas, así como las medidas de mitigación correspondientes.
4.4 Normas para los estudios de ingeniería básica
4.4.1 El propósito de los estudios de ingeniería básica es desarrollar información
adicional para que los diseños definitivos puedan concebirse con un mayor
grado de seguridad. Entre los trabajos que se pueden realizar en este nivel se
encuentran:
4.4.2 Estudios adicionales de caracterización de las aguas residuales o desechos
industriales que pueden requerirse para obtener datos que tengan un mayor
grado de confianza.
4.4.3 Estudios geológicos y geotécnicos que son requeridos para los diseños de
cimentación de las diferentes unidades de la planta de tratamiento. Los
estudios de mecánica de suelo son de particular importancia en el diseño de
lagunas de estabilización, específicamente para el diseño de los diques,
impermeabilización del fondo y movimiento de tierras en general.
4.4.4 De mayor importancia, sobre todo para ciudades de gran tamaño y con
proceso de tratamiento biológico, son los estudios de tratabilidad, para una o
varias de las descargas de aguas residuales domésticas o industriales que se
admitan.
4.4.4.1 La finalidad de los estudios de tratabilidad biológica es determinar en forma
experimental el comportamiento de la biomasa que llevará a cabo el trabajo de
biodegradación de la materia orgánica, frente a diferentes condiciones
climáticas y de alimentación. En algunas circunstancias se tratará de
determinar el comportamiento del proceso de tratamiento, frente a sustancias
inhibidoras o tóxicas. Los resultados más importantes de estos estudios son:
_ las constantes cinéticas de biodegradación y mortalidad de bacterias;
_ los requisitos de energía (oxígeno) del proceso;
_ la cantidad de biomasa producida, la misma que debe tratarse y
disponerse posteriormente; y
_ las condiciones ambientales de diseño de los diferentes procesos.
4.4.4.2 Estos estudios deben llevarse a cabo obligatoriamente para ciudades con una
población actual (referida a la fecha del estudio) mayor a 75000 habitantes y
21
otras de menor tamaño que el organismo competente considere de
importancia por su posibilidad de crecimiento, el uso inmediato de aguas del
cuerpo receptor, la presencia de descargas industriales, etc.
4.4.4.3 Los estudios de tratabilidad podrán llevarse a cabo en plantas a escala de
laboratorio, con una capacidad de alrededor de 40 l/d o plantas a escala piloto
con una capacidad de alrededor de 40-60 m3/d. El tipo, tamaño y secuencia
de los estudios se determinarán de acuerdo con las condiciones específicas
del desecho.
4.4.4.4 Para el tratamiento con lodos activados, incluidas las zanjas de oxidación y
lagunas aeradas se establecerán por lo menos tres condiciones de operación
de “edad de lodo” a fin de cubrir un intervalo de valores entre las condiciones
iniciales hasta el final de la operación. En estos estudios se efectuarán las
mediciones y determinaciones necesarias para validar los resultados con
balances adecuados de energía (oxígeno) y nutrientes.
4.4.4.5 Para los filtros biológicos se establecerán por lo menos tres condiciones de
operación de “carga orgánica volumétrica” para el mismo criterio anteriormente
indicado.
4.4.4.6 La tratabilidad para lagunas de estabilización se efectuará en una laguna
cercana, en caso de existir. Se utilizará un modelo de temperatura apropiada
para la zona y se procesarán los datos meteorológicos de la estación más
cercana, para la simulación de la temperatura. Adicionalmente se determinará,
en forma experimental, el coeficiente de mortalidad de coliformes fecales y el
factor correspondiente de corrección por temperatura.
4.4.4.7 Para desechos industriales se determinará el tipo de tratabilidad biológica o
físicoquimica que sea requerida de acuerdo con la naturaleza del desecho.
4.4.4.8 Cuando se considere conveniente se realizarán en forma adicional, estudios de
tratabilidad inorgánica para desarrollar criterios de diseño de otros procesos,
como por ejemplo:
_ ensayos de sedimentación en columnas, para el diseño de
sedimentadores primarios;
_ ensayos de sedimentación y espesamiento, para el diseño de
sedimentadores secundarios;
_ ensayos de dosificación química para el proceso de neutralización;
_ pruebas de jarras para tratamiento físicoquimico; y
_ ensayos de tratabilidad para varias concentraciones de desechos
peligrosos.
5 DISPOSICIONES ESPECÍFICAS PARA DISEÑOS DEFINITIVOS
5.1 Aspectos generales
5.1.1 En el caso de ciudades con sistema de alcantarillado combinado, el diseño del
22
sistema de tratamiento deberá estar sujeto a un cuidadoso análisis para
justificar el dimensionamiento de los procesos de la planta para condiciones
por encima del promedio. El caudal de diseño de las obras de llegada y
tratamientos preliminares será el máximo horario calculado sin el aporte
pluvial.
5.1.2 Se incluirá un rebose antes del ingreso a la planta para que funcione cuando el
caudal sobrepase el caudal máximo horario de diseño de la planta.
5.1.3 Para el diseño definitivo de la planta de tratamiento se deberá contar como
mínimo con la siguiente información básica:
_ levantamiento topográfico detallado de la zona donde se ubicarán las
unidades de tratamiento y de la zona de descarga de los efluentes;
_ estudios de desarrollo urbano o agrícola que puedan existir en la zona
escogida para el tratamiento;
_ datos geológicos y geotécnicos necesarios para el diseño estructural de
las unidades, incluido el nivel freático;
_ datos hidrológicos del cuerpo receptor, incluido el nivel máximo de
inundación para posibles obras de protección;
_ datos climáticos de la zona; y
_ disponibilidad y confiabilidad del servicio de energía eléctrica.
5.1.4 El producto del diseño definitivo de una planta de tratamiento de aguas
residuales consistirá de dos documentos:
_ el estudio definitivo y el
_ expediente técnico.
Estos documentos deberán presentarse teniendo en consideración que la
contratación de la ejecución de las obras deberá incluir la puesta en marcha de
la planta de tratamiento.
5.1.4.1 Los documentos a presentarse comprenden:
_ memoria técnica del proyecto;
_ la información básica señalada en el numeral 5.1.3;
_ los resultados del estudio del cuerpo receptor;
_ resultados de la caracterización de las aguas residuales y de los ensayos
de tratabilidad de ser necesarios;
_ dimensionamiento de los procesos de tratamiento;
_ resultados de la evaluación de impacto ambiental; y el
_ manual de operación y mantenimiento.
5.1.4.2 El expediente técnico deberá contener:
_ Planos a nivel de ejecución de obra, dentro de los cuales, sin carácter
limitante deben incluirse:
- planimetría general de la obra, ubicación de las unidades de
tratamiento;
23
- diseños hidráulicos y sanitarios de los procesos e interconexiones
entre procesos, los cuales comprenden planos de planta, cortes,
perfiles hidráulicos y demás detalles constructivos;
- planos estructurales, mecánicos, eléctricos y arquitectónicos;
- planos de obras generales como obras de protección, caminos,
arreglos interiores, laboratorios, vivienda del operador, caseta de
guardianía, cercos perimétricos, etc.;
_ memoria descriptiva.
_ especificaciones técnicas
_ análisis de costos unitarios
_ metrados y presupuestos
_ fórmulas de reajustes de precios
_ documentos relacionados con los procesos de licitación, adjudicación,
supervisión, recepción de obra y otros que el organismo competente
considere de importancia.
