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VARIACIÓN TEMPORAL DEL FUNCIONAMIENTO DE UNA LAGUNA FACULTATIVA UBICADA EN LA COSTA DE LA
PATAGONIA (42 º S; ARGENTINA)
Mauricio Faleschini
José Luis Esteves
8th IWA Specialist Group Conference on Waste Stabilization Ponds 2nd Latin-American Conferenfe on Waste Stabilization Ponds
Belo Horizonte, 28 de abril de 2009
Tratamiento primario y emisario
Proyecto de lagunas de estabilización
Puerto Pirámide
SAO
Sin red cloacal
Camarones
Playa Unión
Tratamiento primario
Puerto Santa Cruz
Lagunas de estabilización natural
Sierra Grande
Puerto Madryn
Trelew
Comodoro Rivadavia
Puerto Deseado
Rada Tilly
Barros activados
Caleta Olivia
Distribución del tratamiento en la zona costera de Patagonia
Esteves y González, 2008
De las diez plantas de tratamiento que funcionan en la patagonia costera, siete
corresponden a lagunas de estabilización y dos más se encuentran proyectadas
Las Grutas
Lagunas de estabilización con aireación mecánica
Clima de la ciudad de Puerto Madryn
Temperatura media del aire
(ºC)
Temperatura máxima
(ºC)
Temperatura mínima
(ºC)
Radiación solar
(wh/m2 día)
Velocidad del viento
(Km/h)Primavera 14,0 33,8 -2,1 5778 15,5
Verano 19,9 39,6 3,3 7092 16,7
Otoño 14,4 36,3 -3,1 3185 14,0
Invierno 7,7 24,1 -9,1 2064 13,4
Semi-árido – Fuerte déficit hídrico evaporación: 2000 mm/año
precipitaciones: 200 mm/año
Objetivo
Estudiar la dinámica de la materia orgánica y de los nutrientes inorgánicos, analizando los procesos de remoción y los factores ambientales determinantes
Laguna de maduración 1
Laguna de maduración 2
25 Ha – 1,5 m
Laguna facultativa
-42
-44
-46
Provincia del Chubut
Puerto Madryn
Patagonia
Sitio de estudio
Habitantes: 80000 – Cobertura sanitaria≈ 85 %
Tratamiento primario: rejas y tamices de 3 mm
Carga orgánica superficial: 62 KG DBO5/Ha/día
Carga orgánica superficial: 45 KG DBO5/Ha/día
MUESTREOS
8 MUESTREOS INTERNOS CON
EQUIPO CONDUCIDO A CONTROL REMOTO
C
21
AB
D
E
Parámetros de medición
In situ: oxígeno disuelto y temperatura
DBO5 total y soluble
Amonio – nitrito – nitrato
Clorofila “a”
C
21
70 MUESTREOS COSTEROS
QUINCENALES
Agua residual cruda
Parámetro Unidad Valor medio y desvío estándar
Sólidos suspendidos mg/l 102,5 ± 36,6
Sólidos sedimentables 10´ ml/l 0,7 ± 0,9
Sólidos sedimentables 2 hs ml/l 1,7 ± 1,4
Amonio
Nitrito + nitrato
Fosfato
DBO5 total
DQO
Coliformes totales
Coliformes fecales
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
NMP/100 ml
NMP/100 ml
42,2 ± 7,9
0,04 ± 0,02
3,5 ± 1,1
114,6 ± 41,9
250,5 ± 60,8
3,9 x 107
(2,1 x 106 – 6,2 x 108)1,1 x 107
(2,4 x 105 – 1,2 x 108)
Funcionamiento del sistemaEvolución de la DBO5
A la salida el valor promedio de la DBO total fue inferior a los 50 mg/l y de la soluble fue de 16,1 ± 12,0 mg/l
Relación DBO5 total y soluble
Factor de correlación “C”: 0,73
Factor de correlación “2”: 0,45
A la mitad del recorrido en la laguna facultativa, una porción importante de la DBO5 total se encuentra explicada por la DBO5 soluble, mientras que a la salida valores elevados de la total se correspondieron con valores de DBO5 soluble por debajo de los 20 mg/l
Remoción de materia orgánica (E2)
DBO5 total: 60,8 ± 17,7 %
DBO5 soluble: 86,4 ± 9,8 %
2005 2006 2007
DBO5total
68,4 60,9 52,7
DBO5 soluble
89,8 86,7 81,6
Comparación entre estaciones del año
2005 2006 2007
Invierno Verano Invierno Verano Invierno Verano
DBO5total
75,8 58,6 70,2 59,7 52,0 47,6
DBO5 soluble
92,6 93,5 90,4 85,8 75,9 80,1
25,8 % y 11,0%
16,7 % y 13,4 %
Dinámica del nitrógeno
Amonio
Ingreso: 42,2 ± 7,9 mg/l
Salida: 20,3 ± 20,6 mg/l
Evolución en la salidaRemoción: 91,3 ± 21,9 % durante el verano y de -0,44 ±15,4 % en el invierno
-25,5- 21,5 %- 2,8 %Valor mínimo
931N negativos
200720062005
Dinámica del nitrógeno
Amonio
Relación temperatura - amonio
Factor de correlación “C”: -0,82
Factor de correlación “2”: -0,81
Primavera ´05
Enero ´07
Meses cálidos: 5,6 mg/l
Meses fríos: 42,7 mg/l
El comportamiento estacional es coincidente con lo observado por Abis y Mara (2003) y por Lai y Lam (1997), pero en el presente estudio los resultados han sido más extremos: una mayor y menor remoción en verano e invierno; respectivamente de acuerdo a lo observado en las lagunas de Inglaterra.
Nitrato
Dinámica del nitrógeno
Variabilidad estacional: valores detectables en los meses cálidos y no detectables en los meses fríos
Oxígeno disuelto
5,2 mg/l
2,5 mg/l10,8 mg/l
1,45,91,9Nitrato(mg/l)
200720062005
Dinámica de la Clorofila “a”
Concentraciones máximas durante el verano: 2100 μg/l y mínimos en el invierno < 10 μg/l
Pearson (1996) recomienda un mínimo de 300 μg/l para asegurar condiciones facultativas: en el invierno y principio de la primavera se registraron cada vez mayor cantidad de eventos por debajo de este valor límite
793186Valor mínimo
642N < 300 μg/l
jul-oct 07jun-jul 06jun-jul 05
La laguna facultativa de Puerto Madryn ha mostrado una importante variabilidad en su funcionamiento, originado en dos componentes principales:
El marcado contraste entre los meses fríos y los cálidos, fundamentalmente en la temperatura y la radiación solar dentro de un mismo año
El continuo incremento de agua residual que ingresó al sistema durante el período de estudio, determinó una disminución en el calidad del tratamiento comparando los años sucesivos
La remoción promedio de DBO total fue del 60 %, siendo menor en los meses cálidos por un aumento en la
concentración de fitoplancton.
CONCLUSIONES
Para la DBO soluble, la remoción promedio fue del 86 %, con valores mínimos luego del invierno. Los valores mínimos fueron cada año más pequeños a
medida que avanzó el estudio
Tanto para la DBO total como para la soluble se observó una disminución en la eficiencia de
remoción con el paso del tiempo, independiente de la época del año
Durante los meses cálidos la remoción de amonio fue superior al 90 %, cuando la concentración de clorofila “a”
fue máxima y los procesos de nitrificación se hicieron notorios
CONCLUSIONES
A medida que avanzó el estudio se ampliaron los períodos en que: la concentración de clorofila “a” fue inferior a 300 μg/l, la salida presentó mayor concentración de amonio que el ingreso y no se
detectó nitrato. Inicialmente esto ocurrió estrictamente en parte del invierno, para luego
involucrar a la primavera