Tabla1: Diseño de las PTAR.
Fuente: Autores
Tabla2: Verificación de la población estimada para Paz de Ariporo (Cas – Col.)
Fuente: Autores
Caudal de
diseño (L/s)
Poblacion estimada -
30 Años
Paz De Ariporo
120
63.000
Rio de Janeiro (CEDAE)
2.800
1.200.000
crecimiento poblacion para el año 2047 46500,00 crecimiento poblacion para el año 2030
49798,00 crecimiento poblacion para el año 2035
43202,00 Crecimiento aritmetico (RAS)
crecimiento poblacion para el año 2025 crecimiento poblacion para el año 2020
39904,00
crecimiento poblacion para el año 2040 53096,00 57713,20 = ∗ = = = = = = Donde r : r = 0,020066836 crecimiento poblacion para el año 2047
49315,30 crecimiento poblacion para el año 2030
54465,92 crecimiento poblacion para el año 2035
44651,76 Crecimiento geometrico
crecimiento poblacion para el año 2025 crecimiento poblacion para el año 2020
40429,22
crecimiento poblacion para el año 2040 60154,48 69130,29 = ∗ ( ) = = = = -1 = = = 0,01987 49315,30 crecimiento poblacion para el año 2030
54465,92 crecimiento poblacion para el año 2035
44651,76 crecimiento exponencial (RAS)
crecimiento poblacion para el año 2025 crecimiento poblacion para el año 2020
40429,22
crecimiento poblacion para el año 2040 60154,48 crecimiento poblacion para el año 2041
69130,29 Donde = = ∗ ( ) = = : = = = = =
61
Tabla3: Últimos censos y promedio de la población para el año 2047
Fuente: Autores
Con informacion de los ultimos censos, se realizo el promedio de los 3 metodos y el resultado para 30 años dio: 63.422 habitantes. Según informacion suministrada en el municipio, esta PTAR esta diseñada para dentro de 30 años tener una poblacion estimada de 63.000 habitantes por lo cual se puede verificar que los resultados son practicamente los mismos.
Tabla4: Datos - Demanda bioquímica de oxígeno (DBO)
Fuente: Autores
Tabla5: Datos – Solidos suspendidos (SS)
Fuente: Autores
Año Poblacion
2005 30010
2015 36606
Paz de Aripor - Cas.
2020 40254 2025 44169 2030 48377 2035 52910 2040 57802 2047 63422 PROMEDIO POBLACION AÑOS POBLACION DBO - Entrada (mg/L) DBO - Salida (mg/L) Eficiencia - % Paz De Ariporo 250 115 60 Rio de Janeiro (CEDAE) 280 182 35 S.S. - Entrada (mg/L) S.S. - Salida (mg/L) Eficiencia - % Paz De Ariporo 350 150 90 Rio de Janeiro (CEDAE) 350 175 50
62
Tabla6: Datos – Solidos suspendidos (SS)
Fuente: Autores
Tabla7: Diseño del canal de entrada y de la rejilla de cribado
Fuente: Autores
En la tabla 7 se puede observar una variedad de datos que fueron suministrados en el municipio de Paz de Ariporo, los cuales se tomaron para verificar y realizar otros tipos de cálculos y hallar más variables que no se conocían.
Sistema Tecnologia
Paz De Ariporo UASB
SISTEMA UASB + TANQUE DE LODOS ACTIVADOS + SEDIMENTADOR + CANAL DE CONTACTO Rio de Janeiro (CEDAE) TRATAMIENTO PRIMARIO TRATAMIENTO PRIMARIO + EFLUENTE FINAL + EMISARIO SUBMARINO (MANEJA UNA TECNOLOGÍA DE MANDO Y
63
Tabla8: Diseño del desarenador
Fuente: Autores
Tabla9: Diseño del reactor - UASB
Fuente: Autores Tiempo de retencion hidraulico (Horas) 14 Largo (m) 26 Ancho (m) 25 Profundidad (m) 4 Caudal de diseño (m3/s) 0,120
Area del reactor
(m2) 650,00
Carga hidraulica
(m/s) 1,85
64
Tabla10: Comparación de ventajas y desventajas de las tecnologías que se implementaron en las PTAR.
Fuente: Autores
Ventajas Desventajas
Paz de Ariporo (Casanare - Colombia).
Cuenta con: Un sistema UASB
+ Tanque de lodos activados
+ sedimentador
+ canal de contacto Este municipio Colombiano no cuenta con un sistema que controle los olores generados por la PTAR.
No cuenta con sistemas que generen de los residuos un compuesto organico.
No cuentan con un laboratorio quimico que los mantenga al tanto de los elementos que se utilizan en el proceso de tratamiento. Rio de Janeiro (CEDAE - Brasil). Cuenta con: Un sistema de tratamiento primario
+ Efluente final
+ Emisario Submarino
+ Tecnologia de mando
+ Manejo de control de olores + Secador termico
+ Chimenea que genera una produccion de compuesto organico.
+ Laboratorio quimico
La PTAR genera contaminación al aire por la emisión de gases atmosféricos y por químicos
contaminantes que se aplican en el proceso.
65
Tabla11: Comparación de las tecnologías de manejo de los gases.
Fuente: Autores
lugar Comparaciones
Paz de Ariporo (Casanare -
Colombia).
En la planta de tratamiento de aguas residuales Paz de Ariporo Casanare (Colombia), el material que se utiliza del sistema preliminar (cribado), trampa de grasas y sedimentador, el cual se dispone en una cavidad a cielo abierto, para que se realice el proceso adecuado en donde se le aplica CAL periódicamente, con el fin de evitar y controlar malos olores; es importante precisar que una vez, estén en funcionamiento los lechos de secado, se dispondrán los lodos, para su
proceso de deshidratación y de esta forma lograr un lodo estabilizado. E
En cuanto a la emisión de gas metano que genera la planta, este es quemado, para convertir ese metano en dióxido de carbono ya que es menos ofensivo al medio ambiente y por ultimo liberarlo a la atmosfera por medio del reactor UASB donde sera evacuado por 2 rejillas que se encuentran en la parte superior del reactor.
Es importante mencionar que la presente información fue suministrada por ingenieros que
trabajan en la planta de tratamiento del Municipio de Paz de Ariporo Casanare (Colombia), donde lamentablemente no pudieron brindar más datos, únicamente los nombrados anteriormente, por esta razón la información de la cantidad de gas metano que trata esta planta no fue suministrada, y de la misma forma el proceso exacto de cómo se lleva a cabo el procedimiento de quema del gas. En cuanto al cálculo básico del gas metano, se desconocen algunas variables y por ende no se puede calcular el valor.
Rio de Janeiro (CEDAE - Brasil).
La Planta de tratamiento de aguas residuales (CEDAE - BRASIL), en cuanto al control de olores realiza el siguiente proceso:
1. Un tanque de lavado de gases, en el cual se acumulan los olores emitidos en el tratamiento de las aguas residuales.
2. Dentro del tanque se realiza la utilización de polímeros catiónicos en el proceso de floculación. 3. Los polímeros no se descomponen en sulfuros, por lo tanto esto genera la disminución de olores de manera considerable.
4. Este tratamiento hace que un 50 % de los gases sean liberados y el otro 50% sean enviados a una chimenea para ser quemados junto con el gas metano emitido por la PTAR.
El control de gas metano emitido por la PTAR de Brasil, es transportado por medio de tubería hasta llegar a su destino, este es una chimenea de gran tamaño la cual cumple la función de quemar el gas y generar la producción de compuesto orgánico. Estos avances son de gran importancia para la población a su alrededor.
L La información anteriormente mencionada, es con la cual cuentan los estudiantes de la salida
técnica a Brasil, algunos procesos en cuanto al tratamiento de gas metano, no fueron
suministrados con exactitud como lo son las cantidades emitidas a la atmosfera u otros valores para poder calcular estas emisión, es de gran importancia aclarar que la información que se tiene es la mencionada. En cuanto al cálculo básico del gas metano, se desconocen algunas variables y por ende no se pudo calcular el valor.
66
CONCLUSIONES
La Planta de tratamiento de agua residual de Paz de Ariporo (Casanare – Colombia) tuvo un avance tecnológico que brindo al municipio mejores condiciones en el tratamiento del agua.
Al comparar dichas tecnologías entre la Planta de tratamiento de agua residual de Rio de Janeiro (Brasil) y la PTAR de Paz de Ariporo Casanare se tiene muy claro que en Brasil la tecnología es más avanzada pero no con gran diferencia a la de Colombia, tal vez su diferencia de avance se debe a que la población a la que abastece es mucho más grande que la de Colombia por lo cual requiere más innovación. Su población a la que fue diseñada es de 1.200.000 habitantes con 2.800 L/s mientras que la de Paz de Ariporo es de 63.000 habitantes con un caudal de 120 L/s.
La PTAR de Paz de Ariporo mediante los 3 métodos de la RAS 2000 y resolución 2320 del año 2009 (Aritmético, geométrico y exponencial), se llegó a la conclusión de que coinciden los resultados poblacionales con los datos suministrados por el municipio que fueron de 63.000 habitantes proyectados al año 2047.
Los resultados presentados en el diseño del canal de entrada y de la rejilla de cribado, diseño del desarenador y diseño del reactor - UASB anteriormente, se hicieron con datos suministrados por el municipio de Paz de Ariporo, se hallaron los cálculos y se verificaron si cumplían en la última actualización de la RAS 2000 resolución 20. Por lo anterior se llegó a la conclusión en que la PTAR de Paz de Ariporo si cumple con los parámetros establecidos.
Dentro de las comparaciones, se tiene que la planta de tratamiento de agua residual de Paz de Ariporo (Casanare – Colombia), cuenta con un sistema de control de olores muy básico, ya que los fuertes olores son controlados, pero no eliminados por completo. En la planta de tratamiento de agua residual de Rio de Janeiro (Brasil), cuenta con una tecnología de tratamiento de olores los cuales son llevados a cabo mediante un proceso de aplicación largo en el cual los olores son eliminados y liberados brindando así un aspecto más agradable a la comunidad de sus alrededores.
67
Todas las comparaciones nos arrojaron unas ventajas y desventajas de las cuales el sistema que más se puede implementar en Colombia traído de Brasil, es el tratamiento de olores ya que este es muy avanzado porque permite eliminar los olores prácticamente por completo, sería una tecnología de innovación muy buena si la implementaran en Paz de Ariporo, pero que no genere contaminación al ambiente.
Se compararon los sistemas hidráulicos y procesos físicos, químicos y biológicos de la PTAR de Rio de Janeiro (Brasil) y la de Paz de Ariporo (Casanare – Colombia), por lo que se obtuvo que laPTAR de Pazde Ariporo cuenta con mecanismos más eficientes que la PTAR de Brasil como lo son: la demanda bioquímica de oxígeno (DBO) en Paz de Ariporo se tiene una eficiencia del 60% mientras que en Brasil del 35% aunque este porcentaje es de salida ya que al entrar al mar mediante el emisario submarino tendrá una dilución con la pluma de dispersión que da hasta un 90 %.
Los sólidos suspendidos (SS) de la PTAR de Paz de Ariporo cuentan con un 90% de eficiencia y Brasil con un 50% que al igual que en el DBO al entrar al mar tendrá una dilución con la pluma de dispersión que da hasta un 90 %. La PTAR de Río Janeiro (Brasil), cuenta con un gran avance tecnológico como lo es: El emisario submarino el cual trata y transporta el agua sin contaminación.
Anteriormente, se Identificaron las variables que hacen que las tecnologías de tratamiento de estas aguas sean comparables, luego se verifico cual es la eficiencia de remoción de contaminantes asociados a cada proceso y así se llegó a la conclusión de que se cumplieron cada uno de los objetivos planteados y ya mencionados en este proyecto.
Para terminar la norma que rige las PTAR en Brasil es la norma 40 CFR de la EPA, según la visita técnica que se realizó a dicho país, la PTAR de Rio de Janeiro cumple con los parámetros exigidos y brinda nuevas mejoras como lo es la no contaminación al ambiente en cuanto el agua cae al mar.
68
RECOMENDACIONES
Analizando los resultados de la investigación realizada, en un proyecto como la construcción de una PTAR, siempre se desea que haya mejoras frente a otras PTAR de ya estén en funcionamiento; por lo tanto, se recomienda que en la PTAR de paz de Ariporo Casanare (Colombia) se implementará un sistema de control de olores mejor o igual a que se está implementando en la PTAR de Rio de Janeiro (Brasil). Ya que, la implementación de dicho sistema en la PTAR de Colombia beneficiaria a la comunidad de su alrededor como a los trabajadores de la PTAR.
Otra recomendación seria incluir un sistema de control de olores ver (ilustración 45) que se encuentra en la PATAR el Tejar-Ibagué (Colombia), a la PTAR de paz de Ariporo-Casanare (Colombia). Este sistema de control de olores se realiza porque el principal subproducto que se obtiene de la descomposición anaeróbica de la materia orgánica es biogás, el cual contiene gas metano entre 60% al 80% siendo un hidrocarburo de gran valor como combustible teniendo así que manejarlo adecuadamente para no impactar negativamente el ambiente. Por lo anterior si se libera a la atmosfera sin ningún control, cada tonelada de gas metano impactaría 21 veces mas que una tonelada de dióxido de carbón, además de su peligro por sus propiedades explosivas como de ignición espontanea. Dicho sistema mencionado anteriormente está compuesto por cubiertas (ver ilustración 43-44) donde se acumula el gas metano que lo introduciéndolo a un soplador y este es trasportado por tubería hasta el lugar de quemado.33
Ilustración 43: Cubierta del canal de entrada a tratamiento preliminar
Fuente: http://ibal.gov.co/el-tejar
69
Ilustración 44: Cubierta de capación del gas metano
Fuente: http://ibal.gov.co/el-tejar Ilustración 45: Perfil esquema PTAR el Tejar
70
BIBLIOGRAFÍAS
1. ‘Avanza Construcción Y Puesta En Marcha de La PTAR de Paz de Ariporo’ <http://www.pazdeariporo-
casanare.gov.co/NuestraAlcaldia/SaladePrensa/Paginas/Avanza--
construcción-y-puesta-en-marcha-de-la-PTAR-de-Paz-de-Ariporo.aspx> [accessed 9 November 2016].
2. ‘- PAZ DE ARIPORO S.A. E.S.P Nit.844.001.357-0’
<http://www.pzasaesp.gov.co/> [accessed 9 October 2016]. 3. Universidad EIA, ‘TRATAMIENTOS EN AGUAS RESIDUALES’. 4. Noyola, Adalberto, Juan Morgan, and Leonor Guereca, Selección De
Tecnologias Para El Tratamiento De Aguas Residuales Municipales,
Statewide Agricultural Land Use Baseline 2015, 2013, I
<https://doi.org/10.1017/CBO9781107415324.004>
5. Universidad nacional abierta y a distancia – UNAD escuela de ciencias agrícolas, pecuarias y del medio ambiente / diseño de plantas de tratamiento de aguas residuales.
6. RODRÍGUEZ, Jenny Alexandra;. INGENIERO AMBIENTAL. Obtenido de INGENIERO AMBIENTAL,Bogota, D.C, 11 DE NOVIEMBRE DE 2014: 7. Parra Z, Roberto, Grover Apaza M, and Afnan Agramont A, ‘Estimacion De
Factores De Emision De Gases De Efecto Invernadero En Una Planta De Tratamiento De Aguas Residuales’, Revista Boliviana de Química, 27 (2010), 81–87
8. Lenntech BV. Historia del tratamiento de agua potable (2016). , de WATER TREATMENT
9. ROMERO ROJAS, Jairo Alberto. Tratamiento de Aguas Residuales: Teoria y pincicpios de diseño. 3-ED.BOGOTA,D.C: Escuela de ingeneria. 2004. 10. S. D. Servicios, INFORME TECNICO SOBRE TRATAMIENTOS
RESIDUALES EN COLOMBIA. BOGOTA.: SUPERSERVICIOS. BOGOTA D.C (2013).
11. CÁRDENAS, Yolanda Andía. TRATAMIENTO DE AGUA COAGULACIÓN Y FLOCULACIÓN (2000).
71
12. ‘Importancia Tratamiento ::: Cuido El Agua’
<http://www.cuidoelagua.org/empapate/aguaresiduales/importanciatratamie nto.html> [accessed 9 September 2016].
13. M. D. Ministerdio De Ambiente TECNOLOGIAS INNOVADORAS PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES PARA MUNICIPIOS MAYORES A 500HABITANTES Y MENORES DE 300.000. Bogota. (2014).
14. Szarata, Alfredo, Brad Carr, El Salvador, Bruce Henry, Claudia Pamela Altan, Daniel Ruiz O, and others, ‘Guía Para El Manejo de Excretas Y Aguas Residuales Municipales’, 2004.
15. Dantas, Palestrante Eduardo S R, ‘– O Caso Da CEDAE-RJ Companhia Estadual de Águas E Esgotos Do Rio de Janeiro - CEDAE’, 2010.
16. Twenwegy, ‘El Tratamiento de Aguas Residuales En Colombia - Twenergy’, 2014 <https://twenergy.com/co/a/el-tratamiento-de-aguas-residuales-en- colombia-1142> [accessed 21 January 2017].
17. Ambiental, De Impacto, ‘Planta de Tratamiento de Aguas Residuales’. 18. Bueno Zabala, Karen Alejandra, ‘Evaluación Del Proceso de Estabilización
Del pH Del Agua Tratada Del Río Cauca’, 2014.
19. Nolasco, D. A. (2010). Desarrollo de proyectos MDL en plantas de tratamiento de plantas detratamiento de aguas residuales. Banco Interamericano de Desarrollo.
20. ‘Saneamento Da Barra Da Tijuca, Recreio Dos Bandeirantes E Jacarepaguá’
<http://www.cedae.com.br/saneamento_barra_recreio_jacarepagua> [accessed 2 May 2017].
21. MINAMBIENTE, ‘Decretos | Ministerio de Ambiente Y Desarrollo Sostenible’ <http://www.minambiente.gov.co/index.php/normativa/decretos> [accessed 10 August 2017].
22. Von Sperling, Marcos, Principios Del Tratamiento Biológico de Aguas Residuales, 2012
23. Ministerio de Desarrollo Económico Dirección de Agua Potable y
Saneamiento Básico. Reglamento técnico del sector de Agua potable y Saneamiento Básico RAS-2000. Bogotá D.C. Noviembre de 2000.
72
24. ‘DECRETO_1594-1984_usos_del_agua_y_residuos_liquidos’.
25. Secretaria de Recursos Hídricos y Ambiente Urbano Ministerio de Medio Ambiente- Brasil.
26. ‘Scrubbers Y Lavadores de Gases | Condorchem Envitech’
<https://condorchem.com/es/lavadores-de-gases-scrubbers/> [accessed 15 June 2017].
73 ANEXOS
1. Certificados de los dos estudiantes donde se demuestra la participación en