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Diana Carolina Erazo
Luis Hernando González
Martha Isabel Osorio
Luis Miguel Ortiz
Diana Carolina Villalba
MAESTRÍA EN DESARROLLO SOSTENIBLE Y MEDIO AMBIENTE
Manejo Integrado del Agua- Profesor Diego Hernández García
El agua es el elemento más necesario para los seres vivos, de él depende
todas las relaciones y procesos que se llevan a cabo en el planeta, pero las
fuentes hídricas cada vez están siendo más contaminadas debido a las
diferentes actividades e intervenciones antrópicas y naturales que suceden,
razón por la cual es necesario tratar el agua residual para mitigar la carga
contaminante a las diferentes fuentes superficiales y acuíferos donde
finalmente van a ser descargadas.
El presente trabajo aborda el tema del agua residual y sus respectivos tipos
de tratamientos, haciendo además una revisión con lo exigido por la
normatividad Colombiana según el Decreto 1594 de 1984 y la Resolución 631
de 2015. Es así como se presentan aguas residuales provenientes de
industrias como lo son las firmas Smurfit Kappa Cartón de Colombia e
INCAUCA S.A. ubicadas en el Valle del Cauca, aguas residuales producto de la
agricultura como lo es el banano tipo exportación de la zona de Urabá, aguas
residuales provenientes de la ganadería en la hacienda Santa Elena ubicada
en el Sinú y aguas residuales domésticas de la ciudad de Ibagué.
Objetivo General
Realizar un análisis detallado de los diferentes procesos de tratamiento de aguas residuales
llevados a cabo en los diversos sectores productivos, a partir de los efluentes generados.
Objetivo s Específicos
• Conocer la caracterización de las aguas residuales de los diferentes procesos seleccionados
• Identificar y comprender el tipo de tratamiento utilizado para la remoción de
contaminantes en los efluentes.
• Establecer la importancia de cada uno de los sistemas de tratamiento seleccionados.
• Analizar el efluente de las plantas de tratamientos de aguas residuales y su cumplimiento
con la normatividad Colombiana, según el Decreto 1594 de 1984 y la Resolución 631 de
2015.
TRATAMIENTO DE LAS AGUAS RESIDUALES DE
SMURFIT KAPPA CARTÓN DE COLOMBIA
El Sistema de tratamiento de efluentes de
Cartón de Colombia, está compuesto de una
etapa de tratamiento preliminar (rejas),
seguida de un clarificador de efluentes, y
posteriormente un tratamiento secundario
por medio de 3 lagunas aireadas dispuestas en
serie. Se compone básicamente por:
 Tratamiento Preliminar=
Rejillas y Trampa de Grasa
 Tratamiento primario=
Sedimentador o Clarificador
Tratamiento Secundario=
1 Laguna Anaeróbicas y 2 aireadasFigura 1. PTAR de Cartón de Colombia
Fuente:www.smurfitkappa.com.co
Smurfit Kappa Cartón de Colombia de acuerdo con el Artículo 77 del Decreto
3039 de 2010 modificado por el Artículo 7 del Decreto 4728 de 2010 expedidos
por el Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial contaba con
permiso de vertimiento y el cumplimiento de los parámetros exigidos por el
Decreto 1594 de 1984 teniendo dos (2) años a partir de la publicación de la
Resolución 0631 de 2015, para comenzar a cumplir con los parámetros que exige
esta norma.
• La Corporación Autónoma Regional del Valle del Cauca ha realizado la solicitud a
los sectores productivos de su jurisdicción, para que la caracterización del primer
semestre de 2016 sean de parámetros exigidos por la Resolución 0631 de 2015,
con el objetivo de que las empresas amplíen su panorama en los resultados de los
mismos y tomen acciones correctivas en los diferentes procesos de tratamiento de
aguas residuales en este periodo de transición para la aplicación de dicha
normatividad.
• Finalmente Smurfit Kappa Cartón de Colombia de acuerdo con los resultados
suministrados cumple con lo exigido por el Decreto 1594 de 1984, en los
parámetros tales como pH, Temperatura, remociones de Demanda Bioquímica de
Oxigeno (DBO), Solidos Suspendidos Totales (SST), Demanda Química de Oxigeno
(DQO) y grasas y aceites como se muestra en la Tabla 2.
Parámetros Decreto 1594/1984 Cartón de Colombia
pH 5-9 Unidades 7.8
Temperatura >40 °C 26°C
SST >80 de remoción en carga -
DBO5 >80% de remoción en carga 83.87
TRATAMIENTO DE LAS AGUAS RESIDUALES EN LA ACTIVIDAD
POSCOSECHA DE BANANO TIPO EXPORTACIÓN-URABA
ANTIOQUEÑO
• Urabá: 34.267 has / 320 fincas, el 72 % del área sembrada en
dicho cultivo en el territorio nacional (AUGURA, 2015).
• Para las operaciones de cosecha, poscosecha, limpieza,
desinfección y demás, es indispensable contar con agua
potable para evitar la contaminación del banano con
microorganismos patógenos, principalmente, químicos
indeseables.
Figura 2. Proceso poscosecha banano
• Se extrae agua de fuentes subterráneas
en un 78%, un 21% superficiales y en
1% ambas fuentes (AUGURA, 2014).
Tratamiento de aguas residuales en la poscosecha del banano
tipo exportación en la zona de Urabá, Antioquia
Procesos que se desarrollan en el
tratamiento:
•Sedimentación primaria:
Remoción de sólidos sedimentables y
materia flotante.
•Coagulación floculación:
Agregación de partículas - látex,
sulfato de aluminio
•Sedimentación tipo II:
Sedimentación de aguas coaguladas,
partículas floculentas en una
suspensión diluída.
Cloración:
Cuando hay recirculación, 1,5 ppm.
Sistemas de tratamiento de aguas
residuales industriales en banano:
•Convencional:
Recorrido longitudinal que realice las
partículas, forma de U.
•Convencional modificado:
Ajustes mejorar la separación entre la
fase liquido – sólido.
• Alta Tasa:
Instalan placas inclinadas o recorridos
ascendentes – descendentes con el fin
de que se lleve a cabo el proceso de
sedimentación – clarificación.
Tratamiento de aguas residuales en la poscosecha del banano
tipo exportación en la zona de Urabá, Antioquia
Sistemas de
tratamiento de aguas
residuales utilizados
en Urabá.
(convencional,
convencional
modificado y alta tasa)
(AUGURA, 2014).
Figura 3. Esquema planta de recirculación tipo alta básica.
Tomado de Centro Nacional de Producción Más Limpia y Tecnologías
Ambientales, 2015.
TRATAMIENTO DE LAS AGUAS RESIDUALES DEL
INGENIO INCAUCA
Dentro de su proceso las aguas residuales
productos de las flemazas y condensados
de la concentración de vinazas, son
enviadas a la planta de tratamiento de
aguas residuales de la destilería. Los
componentes del sistema de tratamiento
son: Laguna de igualación, Reactor
Anaeróbico de flujo ascendente y manto de
lodo, laguna o reactor de aireación y el
clarificador.
El Ingenio del Cauca más conocido como
INCAUCA S.A., es una empresa dedicada al
cultivo y procesamiento de la caña de
azúcar para la obtención de azúcares y
producción de alcohol carburante.
Figura 4. PTAR INCAUCA S.A
Parámetros Unidades
Decreto 1594
de 1984
Resolución
631 de 2015
Ingenio
Incauca S.A.
Antes de ser
tratada el
agua
residual
Ingenio
Incauca S.A.
Después de
ser tratada
el agua
residual
Cumplimiento
Decreto 1594
de 1984
Cumplimiento
Resolución 631
de 2015
pH
Unidades
de pH
5,00 a 9,00 6,00 a 9,00 4,08 - 6,31 7,64 - 7,91 SI SI
Alcalinidad
total
mg/L
CaCO3
----
Análisis y
reporte
759 - 1648 -
No especifica
límite
No hay límite
Grasas y
Aceites
mg/L
Remoción
mayor al 80%
20 15 - 242
No se obtuvo
información
No se obtuvo
información
No se obtuvo
información
Demanda
Química de
Oxígeno
(DQO)
mg/L O2 900 2470 - 9420 25 - 167
No especifica
límite
Si
Sólidos
Sedimentabl
es (SSED)
mL/L 2 286,7 - 616,7 0,3 - 1,00
No especifica
límite
Si
Oxígeno
disuelto
1,8 - 2,0
No se obtuvo
información
No especifica
límite
No especifica
información
Temperatura °C Menor a 40°C 33,83 - 37,55 32,13 - 34,57 SI
No especifica
información
De acuerdo con la tabla antes expuesta, se tiene que:
•El pH medido en el afluente está entre 6.31 y 4.08 unidades, luego en
la laguna de aireación tiene valores entre 7.91 y 7.64 unidades.
•La DQO presenta rangos entre 25 – 167 mg/L O2, con un 97,85% de
remoción.
•Los sólidos sedimentables, a la entrada del proceso oscilan entre
286,7 y 616,7 mL/L, presentando cambios significativos ya que se logra
reducir a rangos entre 0,3 – 1,0 mL/L.
•La temperatura en el efluente oscila entre 32,13°C – 34,57°C , rango
que cumple con lo estipulado por el Decreto 1594 de 1984.
Finalmente, se puede decir que la planta de tratamiento de aguas
residuales del Ingenio Incauca S.A. cumple con las exigencias hechas
por la normatividad Colombiana, en cuanto a los parámetros en
estudio, razón por la cual las diferentes unidades del proceso de
tratamiento llevados a cabo son idóneos para las concentraciones de
carga contaminante que llegan producto de la elaboración del alcohol
carburante.
TRATAMIENTO DE LAS AGUAS RESIDUALES
GANADERAS EN EL SINÚ-HACIENDO SANTA ELENA
El manejo y tratamiento de los
residuos de la industria ganadera
cada día reviste más importancia.
El estiércol bovino es el mayor
desecho producido en los
agroecosistemas, un uso
inapropiado puede crear
problemas tales como olor,
producción de nitratos y otros
elementos contaminantes para los
cuerpos de agua.
Con base en lo anterior, se estudió un biodigestor que trata las aguas
residuales de los corrales de ordeño de 25 vacas en la hacienda Santa
Elena.
Figura 5. Actividades Ganaderas
Parámetros de diseño:
• Cantidad de biogás diario para cubrir al menos el 35% de consumo
mensual de energía.
• Cantidad de estiércol de ganado vacuno requerido: en la hacienda se
ordeñaban 25 cabezas de ganado vacuno, la producción mínima de cada
animal es de 10kg, dando un total de 250 kg, pero solo se podrá
recolectar hasta un 65% (162.5 kg), por la razón de que el ganado en la
mañana permanece a la intemperie y en la noche se aprovecharía la
recolección en el establo.
• Dimensiones, estas fueron determinadas en base al tiempo de retención
y la cantidad de estiércol suministrada diariamente al digestor.
• Cantidad del efluente removido cada día. El efluente removido depende
de la cantidad de estiércol introducido y de la cantidad de gas producido
cada día.
• Temperatura, la hacienda se encuentra a una temperatura promedio de
28 a 35 grados centígrados.
• Tiempo de resistencia (TR).
Figura 6. Biodigestor
No existen evidencias de procesos de contaminación de fuentes hídricas de
los alrededores, según los controles del sistema por parte del personal
designado para el mantenimiento de la hacienda.
Si bien es cierto que el biodigestor constituye una buena alternativa para el
tratamiento de los desechos orgánicos, pues disminuye la carga
contaminante de los desechos agropecuarios, mejoran la capacidad
fertilizante del riego y eliminan malos olores, sería muy importante hacer
una caracterización y verificar si los valores encontrados cumplen
realmente con la normatividad colombiana.
Una vez tratada el agua residual,
esta es usada para la humectación
de los cultivos existentes en la
huerta, lavado de las pesebreras en
las que se bañan los caballos y los
corrales cunas de los terneros.
Los lodos resultantes se utilizan
como abono orgánico.
Figura 7. Esquema de funcionamiento de un biodigestor
LA PTARD EL TEJAR
TIPO DE PTAR OPERACION OBSERVACIONES
REACTOR UASB - TEJAR 80,0 % DBO 53,0 % SST P Operando Regularmente
REACTOR UASB - URB.
COMFENALCO
54,0 % DB 67,0 % SST Operando Deficientemente
REACTOR UASB - URB.
LAS AMERICAS
67,0 % DBO 72,0 % SST Operando Regularmente
PTARD's
pH
(Unidades
)
Temperatu
ra
Agua ºC
DBO5
(mg O2/L)
Sólidos
Suspendidos
( mg/L)
E S E S E S R E S R
El Tejar 6,49 6,84 22.3 22.5 198 52 74% 153 16 89%
Comfenalco 6,48 6,56 22,9 23,3 496 77 84% 152 31 80%
Américas 6,49 6,53 22,9 21,9 348 65 81% 189 37 80%
DECRETO
1594/1984
5 a 9 ≤40°C
Remoción ≥80% en
carga
Remoción ≥80% en
carga
FUENTE: IBAL – Diciembre de 2014
TRATAMIENTO DE LAS AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS URBANAS DE IBAGUE
PTARD EL TEJAR
PTARD COMFENALCO
PTARD AMERICAS
FUENTE: PLAN DE GESTION AMBIENTAL REGIONAL DEL TOLIMA 2013-2023
LA PTARD AMÉRICAS LA PTARD COMFENALCO
Los dos sistemas tratamiento no cuenta con tratamiento secundario y
finaliza en los Reactores UASB antes de realizar el vertimiento al río.
ESCENARIO ALTERNATIVA DEL SISTEMA DE TRATAMIENTO - PTARD
Chípalo
Norte
Sedimentador primario + Reservorios almacenamiento agua + Cultivos
Alternativa 1: Se sostiene la consignada en el plan de saneamiento hídrico de la ciudad en cuanto a
localización de la planta de tratamiento. Las aguas residuales provenientes de los colectores Hato de la Virgen
y Chípalo Sur se tratarían en un sistema de lagunas de estabilización y se verterían luego de tratadas al río
Chípalo donde su mayor utilización es para riego agrícola.
Chípalo sur
Preliminar + Laguna facultativa primaria + Laguna facultativa secundaria.
Alternativa 2: Para esta alternativa, las aguas residuales del colector Chípalo Norte se descargarían en el
canal de la hacienda San Isidro, el cual lleva aguas captadas del río Chípalo. Esta agua mezclada entra a un
tratamiento que se realiza actualmente por iniciativa del propietario de la hacienda San Isidro y el cual consta
de un sedimentador primario, seguido de tres reservorios de almacenamiento de agua que sirven de
tratamiento secundario
Combeima
Papayo
Preliminar + Sedimentador Primario + Reservorios de almacenamiento agua +Cultivos
Alternativa 1: En esta alternativa se plantea un tratamiento preliminar a las aguas residuales en la descarga
del colector El Sillón y llevarlas hasta el canal Laserna-Sarmiento ubicado a 1.500 metros más abajo.
Sedimentador primario: El agua que va por los canales entraría a los reservorios de almacenamiento de cada
una de las fincas que tienen concesiones de agua sobre el canal para así terminar el tratamiento, ya que en
estos reservorios se le daría el tiempo de retención para eliminar patógenos.
Alvarado
Preliminar + Laguna facultativa primaria + Laguna facultativa secundaria
Alternativa 2: Se plantea construir un emisario por un trayecto de 500 metros para llevar las aguas residuales
del colector la Chicha a una planta de tratamiento de aguas residuales, compuesta de tratamiento preliminar +
lagunas facultativas. El efluente se vertería al río Alvarado
Escobal
Preliminar + Laguna facultativa primaria + Laguna facultativa secundaria
Alternativa 1: Para este escenario se propone trabajar con sistema de tratamiento compuesto de: sistema
preliminar + Lagunas Facultativa primaria + Laguna facultativa secundaria y hacer vertimiento al Río
Combeima.
La Honda
Preliminar + Laguna facultativa primaria + Laguna facultativa secundaria
Alternativa 2: Se plantea construir un emisario final de 100 metros para llevar las aguas residuales del colector
de Picaleña hasta un sistema de tratamiento compuesto por un tratamiento preliminar + lagunas facultativas y
verter el agua a la quebrada La Honda
FUENTE: MARIO VANEGAS (2002) – CEPIS
Una vez analizados los diferentes efluentes:
• Agua residual tratada por usos industriales: Smurfit Kappa Cartón de
Colombia – Incauca S.A
• Agua residual por agricultura: Poscosecha del banano tipo exportación
• Agua residual tratada por ganadería: Hacienda Santa Elena en el Sinú
• Agua residual tratada doméstica de la ciudad de Ibagué
Se encontró que tanto la composición del agua residual como el tipo de
tratamiento, varían de acuerdo a la fuente que la produce, a las
condiciones de la zona y a las ofertas tecnológicas con que se tratan estas.
Con respecto a la producción de pulpa, cartón y empaques la firma Smurfit
Kappa Cartón de Colombia cumple con la norma, ya que a través del proceso de
tratamiento el cual consta de una etapa preliminar, clarificador, 2 lagunas
aireadas y 1 laguna anaerobia, se estabiliza el pH, temperatura y se dan
remociones mejores a las exigidas.
Por otra parte, Incauca S.A. en la elaboración de alcohol carburante produce
aguas residuales que una vez tratadas en la laguna de igualación, reactor
anaeróbico de flujo ascendente y mando de lodos, laguna de aireación y
finalmente el clarificador, consigue altos porcentajes de remoción de la carga
contaminante y obtiene parámetros aceptables de pH, temperatura y sólidos
sedimentables.
En cuanto a la ganadería, el biodigestor que trata las aguas residuales productos
del ordeño y del estiércol diario de 25 vacas, permite además un
aprovechamiento del gas producido, se aprovechan las aguas para riego y
lavado de las pesebreras , el lodo se aprovecha como abono orgánico. No fue
posible encontrar parámetros de calidad con respecto a este tipo de efluente,
sin embargo en las fuentes cercanas donde se descargan las aguas residuales no
han surgido problemas visibles de contaminación.
Para el cultivo de banano tipo exportación, a través del tratamiento de
sedimentación primaria, coagulación – floculación, sedimentación tipo II y
Cloración, según literatura se logra cumplir la norma en los parámetros
DQO, DBO5 y SST. Se deben mejorar los porcentajes de remoción de
Sólidos sedimentables, grasas y aceites y algunos niveles de metales
pesados que se han encontrado como el plomo.
En Ibagué en las 3 plantas de tratamiento de aguas residuales PTARD
Comfenalco, PTARD Américas y PTARD el Tejar, se encontró que las dos
primeras solo cuentan con tratamiento primario, mientras que la PTARD El
Tejar cuenta con tratamiento primario y secundario, todas presentan
deficiencias en sus procesos de remoción, ya que cumplen el parámetro
de Sólidos Suspendidos Totales, pero no la DBO5. Además se presentan
otras opciones de tecnología de tratamiento que incluyen lagunas
facultativas primarias y secundarias, que podrían beneficiar la calidad del
agua tratada, al aumentarse la capacidad re remoción de cargas
contaminantes por materia orgánica.
Una vez expuesto las diferentes tecnologías de tratamiento, algunas de los parámetros caracterizados en el
estudio del agua residual y cumplimiento de la norma, es necesario considerar otros factores, entre ellos:
• Para la toma de decisiones de un tipo de tratamiento de agua residual es fundamental incluir la comunidad,
puesto que muchos de los proyectos no funcionan por falta de conocimiento, alto costos de mantenimiento,
y falta de personal a cargo.
• Es de gran importancia contemplar en los proyectos de tratamiento de aguas residuales la comunidad y su
participación activa, en vista que muchas veces la ubicación de ésta genera conflictos entre la población,
debido a la emanación de olores que pueden ser molestos para la población cercana, además de aumento de
insectos y roedores, los cuales pueden causar enfermedades.
• Se debe crear cultura en torno al tema del cuidado del agua, en vista de que el éxito de algunas plantas de
tratamiento depende netamente de los vertimientos controlados y la conciencia de no arrojar sustancias que
pueden cambiar las condiciones de tratamiento de aguas residuales, ya que la gran mayoría utilizan sistemas
biológicos susceptibles a cambios de las características las aguas residuales.
• A la hora de seleccionar tecnologías de tratamiento para las Aguas Residuales, éstas deben ser viables y
adaptadas a las condiciones sociales, culturales y ambientales.
• Es necesario el cumplimiento de la normatividad en cuanto a los parámetros del agua residual tratada, para
luego ser vertida a las fuentes de agua superficiales y así controlar la contaminación de las mismas.
• Se deben hacer seguimiento de parámetros no solo fisicoquímicos, sino también microbiológicos y otros
como metales pesados, de tal forma que no se comprometa la salud poblacional.
• La normatividad legal vigente aplicable en tema de aguas residuales permite caracterizar los efluentes de
acuerdo a la actividad productiva, lo cual garantiza mayor control en parámetros que son subproductos y que
no eran tenidos en cuenta con la normatividad anterior y seguramente vertidos en cantidades que afectan
las condiciones ambientales de las fuentes superficiales.
• Generalmente las aguas residuales para ser dispuestas a la fuente
receptora deben pasar primero por tratamientos que ayuden a remover
las altas cargas contaminantes que éstas contienen. Es por lo anterior que
hay diferentes tecnologías que ayudan a eliminar materia orgánica y
sólidos suspendidos, existiendo tratamientos tanto físicos, químicos como
biológicos.
• Los procesos de remoción de material en suspensión para el tratamiento
de aguas residuales por lo general son los preliminares y primarios,
mientras que para la materia orgánica son tratamientos secundarios
siendo estos en su mayoría biológicos, Los terciarios son avanzados y ellos
también ayudan en la eliminación de material que antes no ha sido
posible remover aunque son tecnologías de alto costo.
• Para establecer una tecnología con una eficiencia alta de remoción de
contaminantes, es necesario analizar el tipo de afluente que se desea
tratar y la calidad que se requiere para el efluente o uso final, además es
importante tener en cuenta el factor económico para la implementación
del sistema, pues existen tecnologías más viables que otras.
• Dentro de cada proceso, es necesario realizar producciones más limpias, desarrollando
acciones concretas que conduzcan al mejoramiento de la gestión pública ambiental y al
control y reducción de contaminantes, mediante la adopción de métodos de
producción y operación más amigables, con el fin de conservar ambientes sanos y
seguros, orientados a disminuir el nivel de la contaminación de las actividades
productivas de cada sector, reducir los riesgos relevantes para el medio ambiente y la
población, optimizar el uso racional de los recursos naturales, proteger y conservar las
fuentes hídricas donde vierten los efluentes de cada procesos.
• El agua residual tratada, constituye un valioso recurso que podría sustituir un
importante volumen de agua de primer uso, en actividades que no requieren de la
calidad de agua potable. El impacto de dicho tratamiento incidirá principalmente en la
reducción de los riesgos para la salud pública, la vulnerabilidad de los acuíferos a la
contaminación; la conservación original de la calidad de las aguas en las fuentes
naturales superficiales y Subterráneas y un mejor aprovechamiento por su
disponibilidad continua.
• El rendimiento y efectividad en los tratamientos para las aguas residuales varían y esto
es observado en las los porcentajes de remoción de materia orgánica y material en
suspensión, tal como lo es el caso del proceso de sedimentación que remueve entre un
40-70% mientras que las lagunas de estabilización pueden llegar a alcanzar el del 90 a
99%.
• AUGURA. (2014). Diagnóstico del consumo de agua y eficiencia en la remoción en diversos sistemas
de tratamiento de aguas para el lavado del banano. Medellín. 47 P.
• Decreto 4728. Diario Oficial de la República de Colombia. Ministerio de Ambiente, Vivienda y
Desarrollo Territorial. 23 de Diciembre de 2010.
• Decreto 3039. Diario Oficial de la República de Colombia. Ministerio de Ambiente, Vivienda y
Desarrollo Territorial. Bogotá D.C, 25 de Octubre de 2010.
• Decreto 1594. Diario Oficial de la República de Colombia. Ministerio de Agricultura. 26 de Junio de
1984.
• Resolución 0631. Diario Oficial de la República de Colombia. Ministerio de Ambiente y Desarrollo
Sostenible. 17 de Marzo de 2015.
GRACIAS

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Análisis de tratamientos de aguas residuales en sectores productivos Colombianos

  • 1. Presentado por: Diana Carolina Erazo Luis Hernando González Martha Isabel Osorio Luis Miguel Ortiz Diana Carolina Villalba MAESTRÍA EN DESARROLLO SOSTENIBLE Y MEDIO AMBIENTE Manejo Integrado del Agua- Profesor Diego Hernández García
  • 2. El agua es el elemento más necesario para los seres vivos, de él depende todas las relaciones y procesos que se llevan a cabo en el planeta, pero las fuentes hídricas cada vez están siendo más contaminadas debido a las diferentes actividades e intervenciones antrópicas y naturales que suceden, razón por la cual es necesario tratar el agua residual para mitigar la carga contaminante a las diferentes fuentes superficiales y acuíferos donde finalmente van a ser descargadas. El presente trabajo aborda el tema del agua residual y sus respectivos tipos de tratamientos, haciendo además una revisión con lo exigido por la normatividad Colombiana según el Decreto 1594 de 1984 y la Resolución 631 de 2015. Es así como se presentan aguas residuales provenientes de industrias como lo son las firmas Smurfit Kappa Cartón de Colombia e INCAUCA S.A. ubicadas en el Valle del Cauca, aguas residuales producto de la agricultura como lo es el banano tipo exportación de la zona de Urabá, aguas residuales provenientes de la ganadería en la hacienda Santa Elena ubicada en el Sinú y aguas residuales domésticas de la ciudad de Ibagué.
  • 3. Objetivo General Realizar un análisis detallado de los diferentes procesos de tratamiento de aguas residuales llevados a cabo en los diversos sectores productivos, a partir de los efluentes generados. Objetivo s Específicos • Conocer la caracterización de las aguas residuales de los diferentes procesos seleccionados • Identificar y comprender el tipo de tratamiento utilizado para la remoción de contaminantes en los efluentes. • Establecer la importancia de cada uno de los sistemas de tratamiento seleccionados. • Analizar el efluente de las plantas de tratamientos de aguas residuales y su cumplimiento con la normatividad Colombiana, según el Decreto 1594 de 1984 y la Resolución 631 de 2015.
  • 4. TRATAMIENTO DE LAS AGUAS RESIDUALES DE SMURFIT KAPPA CARTÓN DE COLOMBIA El Sistema de tratamiento de efluentes de Cartón de Colombia, está compuesto de una etapa de tratamiento preliminar (rejas), seguida de un clarificador de efluentes, y posteriormente un tratamiento secundario por medio de 3 lagunas aireadas dispuestas en serie. Se compone básicamente por:  Tratamiento Preliminar= Rejillas y Trampa de Grasa  Tratamiento primario= Sedimentador o Clarificador Tratamiento Secundario= 1 Laguna Anaeróbicas y 2 aireadasFigura 1. PTAR de Cartón de Colombia Fuente:www.smurfitkappa.com.co
  • 5. Smurfit Kappa Cartón de Colombia de acuerdo con el Artículo 77 del Decreto 3039 de 2010 modificado por el Artículo 7 del Decreto 4728 de 2010 expedidos por el Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial contaba con permiso de vertimiento y el cumplimiento de los parámetros exigidos por el Decreto 1594 de 1984 teniendo dos (2) años a partir de la publicación de la Resolución 0631 de 2015, para comenzar a cumplir con los parámetros que exige esta norma.
  • 6. • La Corporación Autónoma Regional del Valle del Cauca ha realizado la solicitud a los sectores productivos de su jurisdicción, para que la caracterización del primer semestre de 2016 sean de parámetros exigidos por la Resolución 0631 de 2015, con el objetivo de que las empresas amplíen su panorama en los resultados de los mismos y tomen acciones correctivas en los diferentes procesos de tratamiento de aguas residuales en este periodo de transición para la aplicación de dicha normatividad. • Finalmente Smurfit Kappa Cartón de Colombia de acuerdo con los resultados suministrados cumple con lo exigido por el Decreto 1594 de 1984, en los parámetros tales como pH, Temperatura, remociones de Demanda Bioquímica de Oxigeno (DBO), Solidos Suspendidos Totales (SST), Demanda Química de Oxigeno (DQO) y grasas y aceites como se muestra en la Tabla 2. Parámetros Decreto 1594/1984 Cartón de Colombia pH 5-9 Unidades 7.8 Temperatura >40 °C 26°C SST >80 de remoción en carga - DBO5 >80% de remoción en carga 83.87
  • 7. TRATAMIENTO DE LAS AGUAS RESIDUALES EN LA ACTIVIDAD POSCOSECHA DE BANANO TIPO EXPORTACIÓN-URABA ANTIOQUEÑO • Urabá: 34.267 has / 320 fincas, el 72 % del área sembrada en dicho cultivo en el territorio nacional (AUGURA, 2015). • Para las operaciones de cosecha, poscosecha, limpieza, desinfección y demás, es indispensable contar con agua potable para evitar la contaminación del banano con microorganismos patógenos, principalmente, químicos indeseables. Figura 2. Proceso poscosecha banano • Se extrae agua de fuentes subterráneas en un 78%, un 21% superficiales y en 1% ambas fuentes (AUGURA, 2014).
  • 8. Tratamiento de aguas residuales en la poscosecha del banano tipo exportación en la zona de Urabá, Antioquia Procesos que se desarrollan en el tratamiento: •Sedimentación primaria: Remoción de sólidos sedimentables y materia flotante. •Coagulación floculación: Agregación de partículas - látex, sulfato de aluminio •Sedimentación tipo II: Sedimentación de aguas coaguladas, partículas floculentas en una suspensión diluída. Cloración: Cuando hay recirculación, 1,5 ppm. Sistemas de tratamiento de aguas residuales industriales en banano: •Convencional: Recorrido longitudinal que realice las partículas, forma de U. •Convencional modificado: Ajustes mejorar la separación entre la fase liquido – sólido. • Alta Tasa: Instalan placas inclinadas o recorridos ascendentes – descendentes con el fin de que se lleve a cabo el proceso de sedimentación – clarificación.
  • 9. Tratamiento de aguas residuales en la poscosecha del banano tipo exportación en la zona de Urabá, Antioquia Sistemas de tratamiento de aguas residuales utilizados en Urabá. (convencional, convencional modificado y alta tasa) (AUGURA, 2014). Figura 3. Esquema planta de recirculación tipo alta básica. Tomado de Centro Nacional de Producción Más Limpia y Tecnologías Ambientales, 2015.
  • 10. TRATAMIENTO DE LAS AGUAS RESIDUALES DEL INGENIO INCAUCA Dentro de su proceso las aguas residuales productos de las flemazas y condensados de la concentración de vinazas, son enviadas a la planta de tratamiento de aguas residuales de la destilería. Los componentes del sistema de tratamiento son: Laguna de igualación, Reactor Anaeróbico de flujo ascendente y manto de lodo, laguna o reactor de aireación y el clarificador. El Ingenio del Cauca más conocido como INCAUCA S.A., es una empresa dedicada al cultivo y procesamiento de la caña de azúcar para la obtención de azúcares y producción de alcohol carburante. Figura 4. PTAR INCAUCA S.A
  • 11. Parámetros Unidades Decreto 1594 de 1984 Resolución 631 de 2015 Ingenio Incauca S.A. Antes de ser tratada el agua residual Ingenio Incauca S.A. Después de ser tratada el agua residual Cumplimiento Decreto 1594 de 1984 Cumplimiento Resolución 631 de 2015 pH Unidades de pH 5,00 a 9,00 6,00 a 9,00 4,08 - 6,31 7,64 - 7,91 SI SI Alcalinidad total mg/L CaCO3 ---- Análisis y reporte 759 - 1648 - No especifica límite No hay límite Grasas y Aceites mg/L Remoción mayor al 80% 20 15 - 242 No se obtuvo información No se obtuvo información No se obtuvo información Demanda Química de Oxígeno (DQO) mg/L O2 900 2470 - 9420 25 - 167 No especifica límite Si Sólidos Sedimentabl es (SSED) mL/L 2 286,7 - 616,7 0,3 - 1,00 No especifica límite Si Oxígeno disuelto 1,8 - 2,0 No se obtuvo información No especifica límite No especifica información Temperatura °C Menor a 40°C 33,83 - 37,55 32,13 - 34,57 SI No especifica información
  • 12. De acuerdo con la tabla antes expuesta, se tiene que: •El pH medido en el afluente está entre 6.31 y 4.08 unidades, luego en la laguna de aireación tiene valores entre 7.91 y 7.64 unidades. •La DQO presenta rangos entre 25 – 167 mg/L O2, con un 97,85% de remoción. •Los sólidos sedimentables, a la entrada del proceso oscilan entre 286,7 y 616,7 mL/L, presentando cambios significativos ya que se logra reducir a rangos entre 0,3 – 1,0 mL/L. •La temperatura en el efluente oscila entre 32,13°C – 34,57°C , rango que cumple con lo estipulado por el Decreto 1594 de 1984. Finalmente, se puede decir que la planta de tratamiento de aguas residuales del Ingenio Incauca S.A. cumple con las exigencias hechas por la normatividad Colombiana, en cuanto a los parámetros en estudio, razón por la cual las diferentes unidades del proceso de tratamiento llevados a cabo son idóneos para las concentraciones de carga contaminante que llegan producto de la elaboración del alcohol carburante.
  • 13. TRATAMIENTO DE LAS AGUAS RESIDUALES GANADERAS EN EL SINÚ-HACIENDO SANTA ELENA El manejo y tratamiento de los residuos de la industria ganadera cada día reviste más importancia. El estiércol bovino es el mayor desecho producido en los agroecosistemas, un uso inapropiado puede crear problemas tales como olor, producción de nitratos y otros elementos contaminantes para los cuerpos de agua. Con base en lo anterior, se estudió un biodigestor que trata las aguas residuales de los corrales de ordeño de 25 vacas en la hacienda Santa Elena. Figura 5. Actividades Ganaderas
  • 14. Parámetros de diseño: • Cantidad de biogás diario para cubrir al menos el 35% de consumo mensual de energía. • Cantidad de estiércol de ganado vacuno requerido: en la hacienda se ordeñaban 25 cabezas de ganado vacuno, la producción mínima de cada animal es de 10kg, dando un total de 250 kg, pero solo se podrá recolectar hasta un 65% (162.5 kg), por la razón de que el ganado en la mañana permanece a la intemperie y en la noche se aprovecharía la recolección en el establo. • Dimensiones, estas fueron determinadas en base al tiempo de retención y la cantidad de estiércol suministrada diariamente al digestor. • Cantidad del efluente removido cada día. El efluente removido depende de la cantidad de estiércol introducido y de la cantidad de gas producido cada día. • Temperatura, la hacienda se encuentra a una temperatura promedio de 28 a 35 grados centígrados. • Tiempo de resistencia (TR). Figura 6. Biodigestor
  • 15. No existen evidencias de procesos de contaminación de fuentes hídricas de los alrededores, según los controles del sistema por parte del personal designado para el mantenimiento de la hacienda. Si bien es cierto que el biodigestor constituye una buena alternativa para el tratamiento de los desechos orgánicos, pues disminuye la carga contaminante de los desechos agropecuarios, mejoran la capacidad fertilizante del riego y eliminan malos olores, sería muy importante hacer una caracterización y verificar si los valores encontrados cumplen realmente con la normatividad colombiana. Una vez tratada el agua residual, esta es usada para la humectación de los cultivos existentes en la huerta, lavado de las pesebreras en las que se bañan los caballos y los corrales cunas de los terneros. Los lodos resultantes se utilizan como abono orgánico. Figura 7. Esquema de funcionamiento de un biodigestor
  • 16. LA PTARD EL TEJAR TIPO DE PTAR OPERACION OBSERVACIONES REACTOR UASB - TEJAR 80,0 % DBO 53,0 % SST P Operando Regularmente REACTOR UASB - URB. COMFENALCO 54,0 % DB 67,0 % SST Operando Deficientemente REACTOR UASB - URB. LAS AMERICAS 67,0 % DBO 72,0 % SST Operando Regularmente PTARD's pH (Unidades ) Temperatu ra Agua ºC DBO5 (mg O2/L) Sólidos Suspendidos ( mg/L) E S E S E S R E S R El Tejar 6,49 6,84 22.3 22.5 198 52 74% 153 16 89% Comfenalco 6,48 6,56 22,9 23,3 496 77 84% 152 31 80% Américas 6,49 6,53 22,9 21,9 348 65 81% 189 37 80% DECRETO 1594/1984 5 a 9 ≤40°C Remoción ≥80% en carga Remoción ≥80% en carga FUENTE: IBAL – Diciembre de 2014 TRATAMIENTO DE LAS AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS URBANAS DE IBAGUE PTARD EL TEJAR PTARD COMFENALCO PTARD AMERICAS FUENTE: PLAN DE GESTION AMBIENTAL REGIONAL DEL TOLIMA 2013-2023
  • 17. LA PTARD AMÉRICAS LA PTARD COMFENALCO Los dos sistemas tratamiento no cuenta con tratamiento secundario y finaliza en los Reactores UASB antes de realizar el vertimiento al río.
  • 18. ESCENARIO ALTERNATIVA DEL SISTEMA DE TRATAMIENTO - PTARD Chípalo Norte Sedimentador primario + Reservorios almacenamiento agua + Cultivos Alternativa 1: Se sostiene la consignada en el plan de saneamiento hídrico de la ciudad en cuanto a localización de la planta de tratamiento. Las aguas residuales provenientes de los colectores Hato de la Virgen y Chípalo Sur se tratarían en un sistema de lagunas de estabilización y se verterían luego de tratadas al río Chípalo donde su mayor utilización es para riego agrícola. Chípalo sur Preliminar + Laguna facultativa primaria + Laguna facultativa secundaria. Alternativa 2: Para esta alternativa, las aguas residuales del colector Chípalo Norte se descargarían en el canal de la hacienda San Isidro, el cual lleva aguas captadas del río Chípalo. Esta agua mezclada entra a un tratamiento que se realiza actualmente por iniciativa del propietario de la hacienda San Isidro y el cual consta de un sedimentador primario, seguido de tres reservorios de almacenamiento de agua que sirven de tratamiento secundario Combeima Papayo Preliminar + Sedimentador Primario + Reservorios de almacenamiento agua +Cultivos Alternativa 1: En esta alternativa se plantea un tratamiento preliminar a las aguas residuales en la descarga del colector El Sillón y llevarlas hasta el canal Laserna-Sarmiento ubicado a 1.500 metros más abajo. Sedimentador primario: El agua que va por los canales entraría a los reservorios de almacenamiento de cada una de las fincas que tienen concesiones de agua sobre el canal para así terminar el tratamiento, ya que en estos reservorios se le daría el tiempo de retención para eliminar patógenos. Alvarado Preliminar + Laguna facultativa primaria + Laguna facultativa secundaria Alternativa 2: Se plantea construir un emisario por un trayecto de 500 metros para llevar las aguas residuales del colector la Chicha a una planta de tratamiento de aguas residuales, compuesta de tratamiento preliminar + lagunas facultativas. El efluente se vertería al río Alvarado Escobal Preliminar + Laguna facultativa primaria + Laguna facultativa secundaria Alternativa 1: Para este escenario se propone trabajar con sistema de tratamiento compuesto de: sistema preliminar + Lagunas Facultativa primaria + Laguna facultativa secundaria y hacer vertimiento al Río Combeima. La Honda Preliminar + Laguna facultativa primaria + Laguna facultativa secundaria Alternativa 2: Se plantea construir un emisario final de 100 metros para llevar las aguas residuales del colector de Picaleña hasta un sistema de tratamiento compuesto por un tratamiento preliminar + lagunas facultativas y verter el agua a la quebrada La Honda FUENTE: MARIO VANEGAS (2002) – CEPIS
  • 19. Una vez analizados los diferentes efluentes: • Agua residual tratada por usos industriales: Smurfit Kappa Cartón de Colombia – Incauca S.A • Agua residual por agricultura: Poscosecha del banano tipo exportación • Agua residual tratada por ganadería: Hacienda Santa Elena en el Sinú • Agua residual tratada doméstica de la ciudad de Ibagué Se encontró que tanto la composición del agua residual como el tipo de tratamiento, varían de acuerdo a la fuente que la produce, a las condiciones de la zona y a las ofertas tecnológicas con que se tratan estas.
  • 20. Con respecto a la producción de pulpa, cartón y empaques la firma Smurfit Kappa Cartón de Colombia cumple con la norma, ya que a través del proceso de tratamiento el cual consta de una etapa preliminar, clarificador, 2 lagunas aireadas y 1 laguna anaerobia, se estabiliza el pH, temperatura y se dan remociones mejores a las exigidas. Por otra parte, Incauca S.A. en la elaboración de alcohol carburante produce aguas residuales que una vez tratadas en la laguna de igualación, reactor anaeróbico de flujo ascendente y mando de lodos, laguna de aireación y finalmente el clarificador, consigue altos porcentajes de remoción de la carga contaminante y obtiene parámetros aceptables de pH, temperatura y sólidos sedimentables. En cuanto a la ganadería, el biodigestor que trata las aguas residuales productos del ordeño y del estiércol diario de 25 vacas, permite además un aprovechamiento del gas producido, se aprovechan las aguas para riego y lavado de las pesebreras , el lodo se aprovecha como abono orgánico. No fue posible encontrar parámetros de calidad con respecto a este tipo de efluente, sin embargo en las fuentes cercanas donde se descargan las aguas residuales no han surgido problemas visibles de contaminación.
  • 21. Para el cultivo de banano tipo exportación, a través del tratamiento de sedimentación primaria, coagulación – floculación, sedimentación tipo II y Cloración, según literatura se logra cumplir la norma en los parámetros DQO, DBO5 y SST. Se deben mejorar los porcentajes de remoción de Sólidos sedimentables, grasas y aceites y algunos niveles de metales pesados que se han encontrado como el plomo. En Ibagué en las 3 plantas de tratamiento de aguas residuales PTARD Comfenalco, PTARD Américas y PTARD el Tejar, se encontró que las dos primeras solo cuentan con tratamiento primario, mientras que la PTARD El Tejar cuenta con tratamiento primario y secundario, todas presentan deficiencias en sus procesos de remoción, ya que cumplen el parámetro de Sólidos Suspendidos Totales, pero no la DBO5. Además se presentan otras opciones de tecnología de tratamiento que incluyen lagunas facultativas primarias y secundarias, que podrían beneficiar la calidad del agua tratada, al aumentarse la capacidad re remoción de cargas contaminantes por materia orgánica.
  • 22. Una vez expuesto las diferentes tecnologías de tratamiento, algunas de los parámetros caracterizados en el estudio del agua residual y cumplimiento de la norma, es necesario considerar otros factores, entre ellos: • Para la toma de decisiones de un tipo de tratamiento de agua residual es fundamental incluir la comunidad, puesto que muchos de los proyectos no funcionan por falta de conocimiento, alto costos de mantenimiento, y falta de personal a cargo. • Es de gran importancia contemplar en los proyectos de tratamiento de aguas residuales la comunidad y su participación activa, en vista que muchas veces la ubicación de ésta genera conflictos entre la población, debido a la emanación de olores que pueden ser molestos para la población cercana, además de aumento de insectos y roedores, los cuales pueden causar enfermedades. • Se debe crear cultura en torno al tema del cuidado del agua, en vista de que el éxito de algunas plantas de tratamiento depende netamente de los vertimientos controlados y la conciencia de no arrojar sustancias que pueden cambiar las condiciones de tratamiento de aguas residuales, ya que la gran mayoría utilizan sistemas biológicos susceptibles a cambios de las características las aguas residuales. • A la hora de seleccionar tecnologías de tratamiento para las Aguas Residuales, éstas deben ser viables y adaptadas a las condiciones sociales, culturales y ambientales. • Es necesario el cumplimiento de la normatividad en cuanto a los parámetros del agua residual tratada, para luego ser vertida a las fuentes de agua superficiales y así controlar la contaminación de las mismas. • Se deben hacer seguimiento de parámetros no solo fisicoquímicos, sino también microbiológicos y otros como metales pesados, de tal forma que no se comprometa la salud poblacional. • La normatividad legal vigente aplicable en tema de aguas residuales permite caracterizar los efluentes de acuerdo a la actividad productiva, lo cual garantiza mayor control en parámetros que son subproductos y que no eran tenidos en cuenta con la normatividad anterior y seguramente vertidos en cantidades que afectan las condiciones ambientales de las fuentes superficiales.
  • 23. • Generalmente las aguas residuales para ser dispuestas a la fuente receptora deben pasar primero por tratamientos que ayuden a remover las altas cargas contaminantes que éstas contienen. Es por lo anterior que hay diferentes tecnologías que ayudan a eliminar materia orgánica y sólidos suspendidos, existiendo tratamientos tanto físicos, químicos como biológicos. • Los procesos de remoción de material en suspensión para el tratamiento de aguas residuales por lo general son los preliminares y primarios, mientras que para la materia orgánica son tratamientos secundarios siendo estos en su mayoría biológicos, Los terciarios son avanzados y ellos también ayudan en la eliminación de material que antes no ha sido posible remover aunque son tecnologías de alto costo. • Para establecer una tecnología con una eficiencia alta de remoción de contaminantes, es necesario analizar el tipo de afluente que se desea tratar y la calidad que se requiere para el efluente o uso final, además es importante tener en cuenta el factor económico para la implementación del sistema, pues existen tecnologías más viables que otras.
  • 24. • Dentro de cada proceso, es necesario realizar producciones más limpias, desarrollando acciones concretas que conduzcan al mejoramiento de la gestión pública ambiental y al control y reducción de contaminantes, mediante la adopción de métodos de producción y operación más amigables, con el fin de conservar ambientes sanos y seguros, orientados a disminuir el nivel de la contaminación de las actividades productivas de cada sector, reducir los riesgos relevantes para el medio ambiente y la población, optimizar el uso racional de los recursos naturales, proteger y conservar las fuentes hídricas donde vierten los efluentes de cada procesos. • El agua residual tratada, constituye un valioso recurso que podría sustituir un importante volumen de agua de primer uso, en actividades que no requieren de la calidad de agua potable. El impacto de dicho tratamiento incidirá principalmente en la reducción de los riesgos para la salud pública, la vulnerabilidad de los acuíferos a la contaminación; la conservación original de la calidad de las aguas en las fuentes naturales superficiales y Subterráneas y un mejor aprovechamiento por su disponibilidad continua. • El rendimiento y efectividad en los tratamientos para las aguas residuales varían y esto es observado en las los porcentajes de remoción de materia orgánica y material en suspensión, tal como lo es el caso del proceso de sedimentación que remueve entre un 40-70% mientras que las lagunas de estabilización pueden llegar a alcanzar el del 90 a 99%.
  • 25. • AUGURA. (2014). Diagnóstico del consumo de agua y eficiencia en la remoción en diversos sistemas de tratamiento de aguas para el lavado del banano. Medellín. 47 P. • Decreto 4728. Diario Oficial de la República de Colombia. Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial. 23 de Diciembre de 2010. • Decreto 3039. Diario Oficial de la República de Colombia. Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial. Bogotá D.C, 25 de Octubre de 2010. • Decreto 1594. Diario Oficial de la República de Colombia. Ministerio de Agricultura. 26 de Junio de 1984. • Resolución 0631. Diario Oficial de la República de Colombia. Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible. 17 de Marzo de 2015.