Lagunas de estabilizacion

1-28
ESCUELA MLITAR DE INGENIERÌA
INDICE
I. INTRODUCCION............................................................................................................
1.1 OBJETIVO DE LAS LAGUNAS.......................................................................
II. OBJETIVOS...................................................................................................................
2.1 OBJETIVO PRINCIPAL...................................................................................
2.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS............................................................................
III. MARCO TEORICO.........................................................................................................
3.1 DEFINICION DE LAGUNA DE ESTABILIZACION..........................................
3.1.1 OTRAS DEFINICIONES A TOMAR EN CUENTA................................
A. AEROBIO...................................................................................
B. ANAEROBIO..............................................................................
C. AFLUENTE................................................................................
D. COLIFORMES...........................................................................
E. LODOS......................................................................................
F. NATA.........................................................................................
3.2 TIPOS DE LAGUNAS DE ESTABILIZACION.................................................
3.2.1 LAGUNAS DE ESTABILIZACION........................................................
A. LAGUNAS AEROBIAS..............................................................
B. LAGUNAS AIREADAS..............................................................
3.2.2 LAGUNAS DE ESTABILIZACION ANAEROBIAS...............................
A. HIDROLISIS.............................................................................
B. FORMACION DE ACIDOS.......................................................
C. FORMACION DE METANO.....................................................
3.2.3 LAGUNAS DE ESTABILIZACION FACULTATIVAS...........................
3.2.4 LAGUNAS DE MADURACION............................................................
3.3 VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LAS LAGUNAS DE ESTABILIZACION
3.3.1 VENTAJAS..........................................................................................
3.3.2 DESVENTAJAS...................................................................................
3.4 DISEÑO DE LASS LAGUNAS DE ESTABILIZACION..................................
3.5 EL DQO……………………………………………………..................................

2-28
3.6 EL DBO…………………………………………………………………………….
3.7 MANTENIMIENTO DE RUTINA....................................................................
3.8 LAGUNAS PRIMARIAS.................................................................................
3.9 LAGUNA SECUNDARIAS..............................................................................
3.10 SISTEMAS LAGUNARES COMO ALTERNATIVA DE TRATAMIENTO.......
IV. CONCLUSIÓN..............................................................................................................
BIBLIOGRAFIA
ANEXOS

3-28
LAGUNAS DE ESTABILIZACION
I. INTRODUCCION
Entre las técnicas de bajo costo en el campo del tratamiento de aguas residuales, los sistemas
lagunares son los que han encontrado mayor aplicación.
Las primeras lagunas de estabilización fueron en realidad embalses construidos como sistemas
reguladores de agua para riego. Se almacenaban los excedentes de agua residual utilizada en riegos
directos, sin tratamiento previo. En el curso de este almacenamiento se observó que la calidad del
agua mejoraba sustancialmente, por lo que empezó a estudiarse la posibilidad de utilizar las lagunas
como método de tratamiento de aguas residuales.
Las lagunas de estabilización son el método más simple de tratamiento de aguas residuales que
existe. Están constituidos por excavaciones poco profundas cercadas por taludes de tierra.
Generalmente tiene forma rectangular o cuadrada.
Las lagunas tienen como objetivos:
1. Remover de las aguas residuales la materia orgánica que ocasiona la
contaminación.
2. Eliminar microorganismos patógenos que representan un grave peligro para la
salud.
3. Utilizar su efluente para reutilización, con otras finalidades, como agricultura.
II. OBJETIVOS
2.1 OBJETIVO PRINCIPAL
Conocer las diferentes funciones de las lagunas de estabilización.
2.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS
- Diseño de las lagunas de estabilización
- Tratamiento de las lagunas
- Funcionalidad de cada laguna

4-28
III. MARCO TEORICO
3.1 DEFINICION
Una laguna de estabilización es una estructura simple para embalsar aguas residuales con
el objeto de mejorar sus características sanitarias.
Las lagunas de estabilización son los sistemas de tratamiento biológico de líquidos residuales
más sencillos de operar y mantener. Consisten en estanques, generalmente excavados
parcialmente en el terreno, con un área superficial y volumen suficientes para proveer los
extensos tiempos de tratamiento que requieren para degradar la materia orgánica mediante
procesos de “autodepuración”.
3.1.1 OTRAS DEFINICIONES ATOMAR EN CUENTA
A. AEROBIO : Condición en la cual hay presencia de oxigeno.
B. ANAEROBIO : Condición en la cual no hay presencia de
oxígeno.
C. AFLUENTE : Líquido que llega a una unidad o lugar
determinado, por ejemplo el agua que llega a
una laguna de estabilización.
D. COLIFORMES : Bacterias gram positivas no esporuladas de
forma alargada capaces de fermentar lactosa
con producicon de gas a 35±0.5°C.
E. LODOS : Sólidos que se encuentran en el fondo de la
laguna de estabilización.
F. NATA : Sustancia espesa que se forma sobre el agua
almacenada en la laguna de estabilización, y
compuesto por residuos grasos y otro tipo de
desechos orgánicos e inorgánicos flotantes.
3.2 TIPOS DE LAGUNAS DE ESTABILIZACION
Las lagunas de estabilización suelen clasificarse en:
- Aerobias.
- Anaerobias.

5-28
- Facultativas.
- Maduración.
3.2.1 LAGUNAS DE ESTABILIZACION AEROBIAS
Reciben aguas residuales que han sido sometidos a un tratamiento y que contienen
relativamente pocos sólidos en suspensión. En ellas se produce la degradación de la
materia orgánica mediante la actividad de bacterias aerobias que consumen oxigeno
producido fotosintéticamente por las algas.
Son lagunas poco profundas de 1 a 1.5m de profundidad y suelen tener tiempo de
residencia elevada, 20-30 días
Las lagunas aerobias se pueden clasificar, según el método de aireación sea natural o
mecánico, en aerobias y aireadas.
A. LAGUNAS AEROBIAS
la aireación es natural, siendo el oxígeno suministrado por intercambio a través
de la interfase aire-agua y fundamentalmente por la actividad fotosintética de las
algas.
B. LAGUNAS AIREADAS
en ellas la cantidad de oxígeno suministrada por medios naturales es insuficiente
para llevar a cabo la oxidación de la materia orgánica, necesitándose un
suministro adicional de oxígeno por medios mecánicos.

6-28
3.2.2 LAGUNAS DE ESTABILIZACION ANAEROBIAS
El tratamiento se lleva a cabo por la acción de bacterias anaerobias. Como
consecuencia de la elevada carga orgánica y el corto periodo de retención del agua
residual, el contenido de oxígeno disuelto se mantiene muy bajo o nulo durante todo el
año. El objetivo perseguido es retener la mayor parte posible de los sólidos en
suspensión, que pasan a incorporarse a la capa de fangos acumulados en el fondo y
eliminar parte de la carga orgánica.
La estabilización es estas lagunas tiene lugar mediante las etapas siguientes.
A. HIDROLISIS
los compuestos orgánicos complejos e insolubles en otros compuestos más
sencillos y solubles en agua.
B. FORMACION DE ACIDOS
los compuestos orgánicos sencillos generados en la etapa anterior son utilizados
por las bacterias generadoras de ácidos. Produciéndose su conversión en ácidos
orgánicos volátiles.
C. FORMACION DE METANO
una vez que se han formado los ácidos orgánicos, una nueva categoría de
bacterias actúa y los utiliza para convertirlos finalmente en metano y dióxido de
carbono.
Las lagunas anaerobias suelen tener profundidad entre 2 y 5 m, el parámetro más
utilizado para el diseño de lagunas anaerobias es la carga volumétrica que por su alto
valor lleva a que sean habituales tiempos de retención con valores comprendidos entre
2-5 días.

7-28
3.2.3 LAGUNAS DE ESTABILIZACION FACULTATIVAS
Son aquellas que poseen una zona aerobia y una anaerobia, siendo respectivamente en
superficie y fondo. La finalidad de estas lagunas es la estabilización de la materia
orgánica en un medio oxigenado proporcionando principalmente por las algas
presentes.
En este tipo de lagunas se puede encontrar cualquier tipo de microorganismos, desde
anaerobios estrictos, en el fango del fondo, hasta aerobios estrictos en la zona
inmediatamente adyacente a la superficie. Además de las bacterias y protozoarios, en
las lagunas facultativas es esencial la presencia de algas, que son los principales
suministradoras de oxígeno disuelto.
El objetivo de las lagunas facultativas es obtener un efluente de la mayor calidad
posible, en el que se haya alcanzado un elevada estabilización de la materia orgánica, y
una reducción en el contenido en nutrientes y bacterias coliformes.
La profundidad de las lagunas facultativas suele estar comprendida entre 1 y 2 m para
facilitar así un ambiente oxigenado en la mayor parte del perfil vertical

8-28
En una laguna facultativa existen tres zonas:
1. Una zona superficial en la que existen bacterias aerobias y algas en una
relación simbiótica, como se ha descrito anteriormente.
2 Una zona inferior anaerobia en la que se descomponen activamente los sólidos
acumulados por acción de las bacterias anaerobias.
3. Una zona intermedia, que es parcialmente aerobia y anaerobia, en la que la
descomposición de los residuos orgánicos la llevan a cabo las bacterias
facultativas. Los sólidos de gran tamaño se sedimentan para formar una
capa de fango anaerobio. Los materiales orgánicos sólidos y coloidales se
oxidan por la acción de las bacterias aerobias y facultativas empleando el
oxígeno generado por las algas presentes cerca de la superficie. El dióxido
de carbono, que se produce en el proceso de oxidación orgánica, sirve como
fuente de carbono por las algas. La descomposición anaerobia de los sólidos
de la capa de fango implica la producción de compuestos orgánicos disueltos y
de gases tales como el CO2, H2 S y el CH4, que o bien se oxidan por las
bacterias aerobias, o se liberan a la atmósfera

9-28
3.2.4 LAGUNAS DE ESTABILIZACION DE MADURACION
Este tipo de laguna tiene como objetivo fundamental la eliminación de bacterias
patógenas. Además de su efecto desinfectante, las lagunas de maduración cumplen
otros objetivos, como son la nitrificación del nitrógeno amoniacal, cierta eliminación de
nutrientes, clarificación del efluente y consecución de un efluente bien oxigenado.
Las lagunas de maduración se construyen generalmente con tiempo de retención de 3 a
10 días cada una, mínimo 5 días cuando se usa una sola y profundidades de 1 a 1.5
metros. En la práctica el número de lagunas de maduración lo determina el tiempo de
retención necesario para proveer una remoción requerida de coliformes fecales
Las lagunas de maduración suelen constituir la última etapa del tratamiento, por medio
de una laguna facultativa primaria o secundaria o de una planta de tratamiento
convencional, debido a la eliminación de agentes patógenos, si se reutiliza el agua
depurada

10-28
3.3 VENTAJAS Y DESVENTAJAS
Son recomendadas cuando:
- Se dispone de suficiente terreno a un bajo costo.
- El tamaño de la futura planta de tratamiento no justifica un nivel de
operadores calificados.
- Si se desea obtener un líquido residual tratado con una alta calidad desde el
punto de vista bacteriológico.
3.3.1 VENTAJAS
- Requieren muy poco o nulo suministro de energía, dado que remueven la
materia orgánica a través de procesos naturales y la disponibilidad de oxígeno
está vinculada a procesos naturales. Sólo se requiere energía para
bombear el líquido residual a la primera laguna.
- Operación sencilla, no necesitan personal especializado. Sólo actividades de
mantenimiento y limpieza: eliminar material acumulado y flotante-
- Generan muy poco barro en exceso, por ello no requieren sistemas de
tratamiento de lodos.
- Debido a los extensos tiempos de tratamiento, son muy buenos sistemas de
ecualización.

11-28
- No hay mezcla suficiente, los sólidos sedimentables son removidos por
decantación
- Remueven eficientemente microorganismos patógenos, por lo que, son
consideradas la mejor tecnología para obtener agua para riego.
3.3.2 DESVENTAJAS
- Tiempos de tratamiento muy extensos (meses).
- Necesitan grandes superficies de terreno
- Pueden producir gran cantidad de algas, por lo que si el líquido tratado se
descarga en un cuerpo receptor que no tiene las condiciones óptimas,
incrementa la DBO. Se recomienda para ello, que los conductos de salida
estén sumergidos a una profundidad de 0,30 m como mínimo, o si son
superficiales dispongan de un “baffle”, alrededor de ella, que impida la salida
de sólidos flotantes y/o una excesiva cantidad de algas si la laguna es aerobia
o facultativa.
- Si están sobrecargadas pueden producir olores, por lo que se recomienda
que las lagunas de estabilización se encuentren alejadas de los lugares
poblados (~ 1 Km.) o se realicen barreras filtrantes de árboles.
- Pueden generar problemas debido a la proliferación de insectos. Para ello,
deben tomarse medidas de control, tal como fumigación
3.4 DISEÑO DE LAS LAGUNAS DE ESTABILIZACION
Para realizar en forma apropiada el diseño y la operación de una laguna es necesario entender
claramente el significado de los siguientes conceptos en las que se basa la mayoría de los
criterios y recomendaciones.
A. TIEMPO DE RETENCION HIDRAULICA
Es el tiempo que teóricamente pasa el agua dentro el sistema de tratamiento
biologico y que se utiliza en el diseño.
VOLUMEN TOTAL DEL LIQUIDO
CONTENIDO DENTRO LA
LAGUNA (m3)
GASTO DE AGUA (m3/d)

12-28
B. VOLUMEN EFECTIVO
Es el volumen donde se realiza efectivamente el tratamiento biologico. De la
utilizacion de este volumen se deriva el concepto de tiempo real de retencion
hidraulica.
C. CARGA ORGANICA
Es la masa del sustrato DBO o DQO, que se aplica diariamente a la laguna y que sera
estabilizado en el tratamiento biologico y se expresa en unidades de Kg de DBO por
unidad de tiempo.
D. CARGA ORGANICA SUPERFICIAL
Es la masa diaria de sustrato aplicado en la laguna por unidad de area superficial.
Se expresa en Kg DBO/ m2
VOLUMEN EFECTIVO DE LA
LAGUNA (m3)
TIEMPO DE RETENCION
HIDRAULICA (d)
CONCENTRACION DEL
DBO (mg/l)
CONCENTRACION DEL
DBO (mg/l)
AREA SUPERFICIAL DE LA
LAGUNA (m2)

13-28
3.4.1 DISEÑO DE UNALAGUNA FACULTATIVA
A. CAUDAL DE DISEÑO (m3/dia)
B. CARGA ORGANICA (Kg DBO/dia)
C. CONDICION TEMPERATURAVS TEMPERATURADEL AGUA
D. CARGA SUPERFICIAL
- NORMADE SANEAMIENTO S090 (kg DBO/haxdia)
- CEPIS - YAÑEZ
E. AREA DE LA LAGUNA (ha)
F. AREA DE CADA LAGUNA
G. RELACION ANCHO/LARGO DE LA LAGUNA
TEMPERATURA DEL AGUA PROMEDIO
DEL MES MAS FRIO
NUMERO DE LAGUNAS

14-28
H. PROFUNDIDAD DE LALAGUNA (Z en m)
I. TALUD (Zp)
J. BORDE LIBRE (BL en m)
K. VOLUMEN DE LODOS (m3)
DE 100 - 200 ltr/hab*dia
PERIODODE LIMPIEZA 5 - 10 AÑOS

15-28
3.5 DEMANDA QUIMICADE OXIGENO (D.Q.O)
Mide la cantidad de oxigeno equivalente al dicromato potásico usado en la oxidación de una
muestra de agua residual. Es una reacción intensa en la que se oxida la mayoría de la materia
orgánica, entre el 95 y el 100%.
3.6 DEMANDA BIOQUIMICADE OXIGENO (D.B.O)
En fuentes de conocimiento general, se define la D. B. O. como Siglas de demanda biológica
de oxígeno. Es la cantidad de oxígeno necesaria para que un determinado
microorganismo pueda oxidar la materia orgánica del agua. Se aplica para determinar el grado
de contaminación de las aguas, o de descontaminación de las aguas residuales. Cuanto mayor
sea la contaminación, mayor será la D. B. O.
Mide la cantidad de oxigeno consumida por las bacterias al degradar la materia orgánica. Es
una oxidación más suave que la D.Q.O solo mide los compuestos biodegradables.
Normalmente se expresan dos valores de la misma, D.B.O.5 y D.B.O.21 y expresan los
consumos de oxigeno a los 5 y 21 días.
3.7 MANTENIMIENTO DE RUTINA
Una vez las lagunas de estabilización han iniciado su operación en estado estable, es
necesario llevar a cabo actividades de mantenimiento rutinario que, aunque mínimas, son
indispensables para su buena operación. De acuerdo con Mara y Pearson [5], las tareas
rutinarias de mantenimiento son:
1. Remoción de sólidos gruesos y arenas retenidos en las unidades de tratamiento
preliminar.

16-28
2. Corte, poda y retiro de pasto y vegetación que crezca sobre los terraplenes. Esto se
hace para evitar que la vegetación caiga en la laguna y genere micro-ambientes
propicios para la proliferación de mosquitos. Se recomienda, por lo tanto, el uso de
vegetación o pastos de crecimiento lento para minimizar la frecuencia de esta
actividad.
3. Remoción de material flotante y plantas macrófitas flotantes de las laguna
facultativas y las lagunas de maduración. Esto se hace para maximizar la tasa de
fotosíntesis, la re-aeración superficial y prevenir la proliferación de moscas y
mosquitos.
4. Esparcir la capa de material flotante en la superficie de la laguna anaerobia (la cual
no se debe remover ya que ayuda al tratamiento). En caso que se detecte
crecimiento de moscas, este material se debe rociar con agua del acueducto.

17-28
5. Remoción de cualquier material sólido acumulado en las estructuras de entrada y
salida de las lagunas.
6. Reparación de cualquier daño causado a los terraplenes por roedores u otros
animales.
7. Reparación de cualquier daño en las obras de encerramiento y puertas o sitios de
acceso al sistema.
3.8 LAGUNAS PRIMARIAS
En estas lagunas el agua permanece un cierto tiempo (16 dias) y su tratamiento es
mediante miles de bacterias.

18-28
3.9 LAGUNAS SECUNDARIAS
Comprende la última etapa donde algunas bacterias sigues descomponiendo y sedimentando
partícula, permanecen 8 días antes de la distribución a canales de descarga.
3.10 SISTEMAS LAGUNARES COMO ALTERNATIVADE TRATAMIENTO
Los sistemas lagunares múltiples e integrados forman un tratamiento mas económico y
seguro que los sistemas convencionales y se diseñan de la misma manera que los
sistemas individuales.
Se puede establecer varias combinaciones de los tipos de lagunas en función de las
características del agua a tratar, de las exigencias del afluente. Para el agua residual
domestica los sistemas más adecuados son:
1. ANAEROBIA + FACULTATIVA
2. FACULTATIVA + AEROBIA
3. FACULTATIVA + FACULTATIVA + AEROBIA
4. ANAEROBIA + FACULTATIVA + AEROBIA
5. ANAEROBIA + FACULTATIVA + MADURACION
6. FACULTATIVA + FACULTATIVA + MADURACION

19-28
ANEXOS 1

20-28
TABLAS
VALORES DE DISEÑO PARA CARGAS VOLUMETRICAS PERMISIBLES EN FUNCION DE LA
TEMPERATURA
REMOCION TEORICA DEL DBO₅ EN LAGUNAS ANAEROBIAS

21-28
EFICIENCIA DE REMOCION DEL TRATAMIENTO DEL AGUA RESIDUAL EN LAS LAGUNAS
ANAEROBIAS

22-28

23-28
ANEXOS 2
METODOS
DE

24-28
DISEÑO

25-28
PARA LAGUNAS ANAEROBIAS

26-28

27-28
PARA LAGUNAS ANAEROBIAS

28-28
PARA LAGUNA AEROBIA

29-28

30-28
ANEXO 3
EJEMPLO

31-28
DE
DISEÑO
Se diseña una laguna anaerobia empleando el método de la comisión nacional de agua
DATOS BASICOS:
- Q = 15 l/sg
- DBO =275 mg/l
- CF = 10⁷ NMP/100ml
- HvH = 35 Hv/1
- temperatura promedio del mes más frio 10ºC
EFICIENCIA MAXIMA ESPERADA SEGUN LA TEMPERATURA

32-28
CARGA MAXIMA ADMISIBLE
VOLUMEN DE LA LAGUNA
TIEMPO DE RETENCION HIDRAULICA
AREA REQUERIDA PROFUNDIDAD 3 m
CONSIDERANDO QUE ES CUADRADA

33-28
ALMACENAMIENTO POR UN AÑO LOS LODOS
PROFUNDIDAD REQUERIDA
CONSIDERANDO UN BORDE LIBRE DE 0,5 M Y UNA PROFUNDIDAD DE ALMACENAMIENTO
DE LODOS ACTIVADOS DE 0,50 M Y UNA PENDIENTE DE TALUDES 2:1 TENEMOS:
SE REALIZA LA COMPARACIÓN CON EL MÉTODO YÁNEZ, UTILIZANDO LA CARGA
VOLUMÉTRICA COMO FACTOR DE COMPARATIVA:

34-28

Lagunas de estabilizacion

Recomendados

Recomendados

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

La actualidad más candente (20)

Similar a Lagunas de estabilizacion

Similar a Lagunas de estabilizacion (20)

Último

Último (15)

Lagunas de estabilizacion