UNA ALTERNATIVA ECOLOGICA PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DE ORIGEN MUNICIPAL. Ruben Dario Herrera Cabrera, Marco Antonio Castellanos Roldan, Jose Luis Zaragoza Meixueiro, Armando Diaz Calzada Madero Num. 912, Centro. Oaxaca, Oax., C.P. 68000 Tel. 4-32-75, Fax. 4-19-17

I. INTRODUCCIÓN El estado de oaxaca se encuentra ubicado en la parte sur del pais, y cuenta con 570 municipios y mas de 7 000 localidades pequeñas que empiezan a construir sus servicios basicos. el gobierno del estado de oaxaca decidio implementar un equipo de tecnicos para prepararse que permitan resolver el problema de la contaminacion en el area rural, lo cual no fue posible desarrollar anteriormente por falta de los fondos adecuados. La sociedad moderna ha dado un uso intensivo al agua de tal forma que cada persona produce actualmente más de 100 litros de agua contaminada diaria y que de alguna u otra forma es descargada en un cuerpo receptor de agua y alternativamente en el mar. esta enorme contaminación ha desbordado la capacidad de la naturaleza para autopurificar el agua, por lo que el hombre se ve en la necesidad de remover los contaminantes antes de descargar el agua de deshecho en cualquier sitio. Existen dos objetivos principales por las que se deben tratar las aguas residuales: 1)

Para evitar problemas de contaminación en el sitio de descarga.

2)

Para producir agua susceptible de reuso (p.ej. agua para riego agrícola).

Los problemas en el sitio de descarga son de tres tipos: a)

De tipo estético ( malos olores, aporte de basuras, aporte de sustancias no deseables al cuerpo receptor).

b) c)

De tipo ecológico (provoca daños a la flora y fauna del sitio de descarga). de salud pública.

II. SISTEMAS DE TRATAMIENTO En la actualidad existen una gran variedad de sistemas de tratamiento de aguas residuales, ya sean éstas de origen municipal o industrial. la mayoría de esos sistemas combinan procesos físicos, químicos y biológicos para remover los contaminantes presentes en el agua residual y obtener un agua tratada que cumpla con la normatividad ecológica, y poder descargarla a un cuerpo receptor o reusarla sin causar daños a la comunidad. Un informe de la comisión nacional del agua señala que en diciembre de 1993 estaban en operación 454 plantas de tratamiento en todo el país, con un gasto de 3.07 m3/s. Las plantas más empleadas son las lagunas de estabilización (con 226 unidades), lodos activados (130 unidades), tratamiento primario (17 unidades), aeración extendida (13 unidades), filtros biológicos (12 unidades), tanque imhoff (11 unidades) y zanjas de oxidación (11 unidades). Ese mismo informe indica que en esa fecha estaban construyéndose 70 plantas y que había 177 proyectos en proceso de ejecución. Actualmente, el instituto estatal del agua (iea), que es la dependencia del gobierno del estado de oaxaca, que se encarga de la planeación, operación, construcción y administración de los sistemas de agua potable, alcantarillado sanitario y saneamiento, construye siete plantas de tratamiento, tres son lagunas de estabilización y cuatro son pantanos artificiales. III. PANTANOS ARTIFICIALES (WETLAND CONSTRUCTED). Para seleccionar el sistema para tratar las aguas residuales, se tomaron en cuenta los siguientes factores: eficiencia, fácilidad en la operación y mantenimiento, mínimos costos de operación y mantenimiento, producción mínima de malos olores, baja generación de lodos y éstos más estabilizados, requerimientos mínimos de energía y por consiguiente de equipos mecánicos, y que fuera un sistema ecológico de manera tal que conservara y, de ser posible, mejorara el entorno natural. El sistema de tratamiento biológico, a nivel secundario, conocido como pantanos artificiales (wetland constructed), cumple con los requisitos antes indicados, por lo que se le considera como una alternativa que es técnicamente viable para tratar las aguas residuales provenientes de los sistemas de alcantarillado de las comunidades rurales. Este sistema de tratamiento consiste fundamentalmente de los siguientes elementos: pretratamiento, tratamiento primario, tratamiento secundario y lechos de secado. El pretratamiento es una estructura de concreto armado, con rejillas y desarenadores. tiene la función de eliminar los materiales grandes que están en flotación o en suspensión en el agua residual. también se eliminan las arenas para que no afecten a las instalaciones subsecuentes. cuenta también con vertedores sutro que controlan la velocidad del agua y miden el volumen por unidad de tiempo. El tratamiento primario consiste de biodigestores o reactores anaerobios, en los cuales los sólidos más pesados, con tiempos de sedimentación menores que el tiempo de retención hidráulico, se depositan en el fondo de los mismos, en donde los microorganismos, principalmente bacterias, los estabilizan parcialmente.

En los pantanos artificiales se hace pasar el agua residual, proveniente de los biodigestores anaerobios, por un empaque de grava, sobre el cual se colocan plantas hidrófitas. en ésta estructura continúa el proceso de digestión o estabilización de la materia orgánica. La eficiencia, medida en función de remoción de dbo5, total de este sistema es de 90%. IV. CONCLUSIONES Las aguas residuales provenientes de los sistemas de alcantarillado municipales que se descargan sin tratamiento a los cuerpos de agua superficiales o subterráneos contaminan severamente las aguas de los ríos y acuíferos, deteriorando el medio ambiente de las comunidades. El sistema de tratamiento biológico a nivel secundario en base a pantanos artificiales en su modalidad de flujo subterráneo (wetland constructed), representa una buena alternativa para el tratamiento de aguas residuales de orígen domestico, porque: es un sistema ecológico, tienen una alta eficiencia en remoción de carga orgánica, reduce significativamente los malos olores, no requiere de equipos mecánicos para su funcionamiento, es fácil de operar y mantener y sus costos de operación y mantenimiento son bajos. EXPERIENCIAS Actualmente se tiene funcionando la planta de cuicatlan con un gasto promedio de cinco a seis litros por segundo, dando un servicio a 5000 habitantes en su primera etapa, la planta se construyo en una superficie de 5000 metros cuadrados, dando aproximadamente 1.67 m2 por habitante y con un costo aproximado de 37.33 dolares por habitante.

La planta ha mantenido una eficiencia en dos meses de operacion arriba del 80 %, los resultados obtenidos se muestran en la siguiente tabla. fecha de muestreo

determinacion

influente

salida del biodigestor

salida del pantano

07/vi/96

d.b.o.

215

145

-

ss

233

108

-

d.b.o.

310

75

45

ss

166

29

11

d.b.o.

220

160

35

ss

340

30

4

dqo

424

252

72

d.b.o.

360

110

65

ss

2430

81

12

dqo

575

176

100

21/vi/96

17/vii/96

01/viii/96

Resultados expresados en ppm (mg/l) son muestras puntuales. En la muestra del 17 de julio se realizo un muestreo bacteriologico para determinar la disminucion en coliformes, lograndose en esta etapa de inicio de operacion de la planta una eficiencia del 62% en disminucion de coliformes entre el influente y el efluente. Los resultados obtenidos en el biodigestor son muy importantes debido que estan mostrando una eficiencia de alrededor del 70 %, esto es causado por las altas temperaturas ambientales existentes en el estado de oaxaca. y con respecto a los pantanos se nota que conforme se estabilice la generacion de la biomasa en el empaque de grava se lograra aumentar la cantidad de agua a tratar por lo que es factible atender hasta una poblacion de 7 000 habitantes con una dotacion de agua de 150 litros por dia, en la misma area con solo construir otro biodigestor paralelo. lo anterior provocaria que el area por habitante se reduciria a un 1 metro cuadrado y el costo inicial de construccion bajaria a 30 dolares por habitante. La operacion de la planta, no requiere de tecnicos especializados en la materia, sino una persona capacitada que comprenda el funcionamiento de cada una de las partes que la componen, para su correcto funcionamiento. En la practica, solo se realiza limpieza en el pretratamiento, para quitar basura y arena, y en los

pantanos se necesita efectuar cortes de las plantas tifia latifolia (tule), las cuales llegan a medir hasta 4 metros de altura, lo anterior debido al clima y a la carga organica que se genera en el engravado. Actualmente se esta probando con plantas conocidas como alcatraz para medir sus eficiencias, ademas de que es probable su comercializacion. Recientemente, se detecto un problema en el acceso de uno de los biodigestores, lo cual debido a lo simplificado del proceso y construccion, fue sumamente facil construir una caja de vigilancia para detectar que una botella de plastico estaba obstruyendo la entrada, la cual fue retirada y el proceso continuo normamelmente. Para todo visitante resulta asombroso que el agua contaminada de los colectores ya no se vuelva a ver sino hasta la salida, y sobre todo en los pantanos, los cuales fueron constatados por el c. gobernador del estado, quien pudo caminar en cima de ellos y no percibir olor alguno, asi como ni siquiera notar que el agua circulaba por debajo de las plantas, manifestando el ambiente visual es tan agradable y que fue transformado por la planta. La calidad del efluente se ha mantenido con muy bajos saldos de contaminacion, por lo que sin duda puede ser aplicado a la cria de peces. Inicialmente los pantanos artificiales, se han diseñado y utilizaron para una sola casa o un reducido numero de casas, por lo que la cantidad de pantanos siempre fue unitario en el caso de cuicatlan, oaxaca; se construyeron 12 pantanos y en puerto escondido, oaxaca; se efectua una planta dos veces mas grande que la de cuicatlan. Debido al buen funcionamaiento, la eficiencia y sobre todo lo ecologico que se muestra en este tipo de sistemas, en oaxaca se construyeron 4 durante 1996 y en 1997 se llevaran a cabo 10 mas. En algunas poblaciones donde se estan construyendo estas plantas se ha detectado, que la carga organica tiene variaciones importantes a la salida de los biodigestores, por lo que se determino necesario adicionar un filtro anaerobio de flujo ascendente para disminuir la cantidad de solidos en suspension e incrementar la vida util de los pantanos.