Microorganismos Del Proceso

Microorganismos del Proceso.Teniendo en cuenta que el mecanismo más importante para la remoción de la materia orgánica presente en el agua residual, es el metabolismo bacteriano. Se denomina metabolismos a la utilización de las bacterias, de la materia orgánica como fuente de energía y carbono para generar nueva biomasa. Cuando la materia orgánica es metabolizada, parte de ella es trasformada químicamente a productos finales, en un proceso que es acompañado por la liberación de energía llamado “Catabolismo”. Otro proceso denominado “Anabolismo ó Síntesis” ocurre simultáneamente, donde parte de la materia orgánica se transforma en nuevo material celular. DEGRADACIÓN ANAEROBIA DE LA MATERIA ORGÁNICA La degradación anaerobia de la materia orgánica requiere la intervención de diversos grupos de bacterias facultativas y anaerobias estrictas, las cuales utilizan en forma secuencial los productos metabólicos generados por cada grupo. La digestión anaerobia de la materia orgánica involucra tres grandes grupos tróficos y cuatro pasos de transformación: 1. Hidrólisis ? Grupo I: bacterias hidrolíticas 2. Acidogénesis ? Grupo I: bacterias fermentativas 3. Acetogénesis ? Grupo II: bacterias acetogénicas 4. Metanogénesis ? Grupo III: bacterias metanogénicas El proceso se inicia con la hidrólisis de polisacáridos, proteínas y lípidos por la acción de enzimas extracelulares producidas por las bacterias del Grupo I. Los productos de esta reacción son moléculas de bajo peso molecular como los azúcares, los aminoácidos, los ácidos grasos y los alcoholes, los cuales son transportados a través de la membrana celular; posteriormente son fermentados a ácidos grasos con bajo número de carbonos como los ácidos acético, fórmico, propiónico y butírico, así compuestos reducidos como el etanol, además de H2 y CO2. Los productos de fermentación son convertidos a acetato, hidrógeno y dióxido de carbono por la acción de las bacterias del Grupo II, las cuales son conocidas como “bacterias acetogénicas productoras de hidrógeno”. Finalmente las bacterias del Grupo III o metanogénicas convierten el acetato a metano y CO2, o reducen el CO2 a metano (ver Figura 5). Estas Transformaciones involucran dos grupos metanogénicos que son los encargados de llevar a cabo las transformaciones mencionadas anteriormente: acetotróficas e hidrogenotróficas. En menor proporción, compuestos como el metanol, las metilaminas y el ácido fórmico pueden también ser usados como sustratos de el grupo metanogénico (Díaz-Báez, 2002). MICROBIOLOGÍA DE LA DIGESTIÓN ANAEROBIA •

Grupo I: Bacterias Hidrolíticas – Fermentativas Las bacterias que llevan a cabo las reacciones de hidrólisis y acidogénesis son anaerobias facultativas y los géneros más frecuentes que participan son los miembros de

la familia Enterobacteriaceae , además los géneros Bacillus, Peptostreptococcus, Propionibacterium, Bacteroides, Micrococcus y Clostridium. Las bacterias con actividad proteolítica son en su mayoría especies de los géneros Clostridium, Peptococcus, Bifidobacterium y Staphylococcus. Bacterias como Anaerovibrio lipolytica con actividad lipolítica han sido aislasdas del rumen; igualmente la Butyrovibrio fibrisolvens hidroliza fosfolípidos cuando crece con azúcares fermentables como fuente de carbono.

Peptostreptococcus • Grupo II: Bacterias Acetogénicas Para que tenga lugar una eficiente metanogénesis, los productos de fermentación como el propionato y el butirato deben ser oxidados a acetato, CO2 y H2, esta oxidación es llevada a cabo por un grupo denominado “organismos acetógenos productores obligados de hidrógeno (OHPA)”, mediante un proceso conocido como acetogénesis. Aunque la mayoría de este tipo de reacciones consume energía, en ambientes anaerobios donde la energía disponible es baja, el acoplamiento de la actividad de las bacterias OHPA con las bacterias consumidoras de H2 (metanógenos hidrogenofilicos) permite un balance energético favorable. Este último grupo, consume el hidrogeno generado por las OHPA manteniendo una presión parcial de H2 a un nivel adecuado para que termodinámicamente pueda darse la conversión de los AGV a acetato e hidrógeno. Esta asociación se conoce como “relación sintrófica” o “transferencia interespecífica de hidrógeno”. Solamente un limitado número de especies del grupo OHPA han sido aisladas; probablemente existan más, pero aún no son conocidas. Dentro de las especies aisladas se pueden mencionar:  ? Syntrophomonas sapovorans  ? Syntrophobacter wolinii  ? Syntromonas wolfei  ? Syntrophospara bryantii

 ? Syntrophus buswellii Dentro del grupo de acetógenos existe un grupo de bacterias conocidas como “bacterias homoacetogénicas” las cuales son anaerobias obligadas y utilizan el CO2, como aceptor final de electrones, produciendo acetato como producto único de la fermentación anaerobia. Aunque este grupo no es un grupo taxonómico definido, en el se incluyen una variedad de bacterias Gram (+) y Gram (-) formadoras de esporas como : Clostridium aceticum, Clostridium formicoaceticum y Acetobacterium wooddi. • Grupo III: Bacterias Metanogénicas Las bacterias metanogénicas pertenecen al grupo actualmente conocido como Archeaea, cuyos miembros presentan características diferentes a las encontradas en Bacteria. Estas características están relacionadas fundamentalmente con la composición química de algunas estructuras celulares. Las bacterias metanoogénicas son anaerobias estracitas y producen metano como principal producto del metabolismo energético. A pesar de los requerimientos estrictos de anaerobiosis obligada y el metabolismo especializado de este grupo, estas bacterias se encuentran ampliamente distribuidas en la naturaleza. La actividad metanogénica es mucho mayor en ecosistemas de aguas dulces y terrestres, la menor actividad detectada en océanos, se debe a la alta concentración de sulfatos, condición que favorece la sulfato reducción en sedimentos marinos (Zinder 1998). Con base en el tipo de sustrato utilizado, las bacterias metanogénicas se subdividen en tres grupos:  ? Grupo 1: utiliza como fuente de energía H2 formato y ciertos alcoholes, el CO2 esel aceptor final de electrones el cual es reducido a metano;  ? Grupo 2: utiliza una amplia variedad de compuestos que tienen el grupo metilo.Algunas de las moléculas son oxidadas a CO2, el cual actúa con aceptor final de electrones y se reduce directamente a metano;  ? Grupo 3: aunque la mayor parte del metano que se genera en la naturaleza proviene del rompimiento del acetato, la habilidad de catabolizar este sustrato esta limitada a los géneros: Methanosarcina y Methanosaeta (Methanotrix). Es frecuente encontrar en reactores anaerobios, una competencia por el acetato entre estos dos géneros, sin embargo, las bajas concentraciones de acetato que usualmente predominan al interior de los reactores favorece el crecimiento de las Methanosaeta (Díaz-Báez, 2002).

EAMIENTO AMBIENTAL

MANEJO DE RESIDUOS SÓLIDOS

Situación en Perú.

Al igual que en ALC, el Perú no escapa al problema de manejo de Residuos, ya que actualmente el Perú presenta valores de generación per-cápita alrededor de 0.529 kg/persona/día y con extremos que varían entre o.367 y 0.780 kg/per/día; que en el caso de los residuos generados en las regiones amazónicas alcanza en promedio 0.711 kg/persona/día, que no es debido a altas tasas de consumo, sino a la gran cantidad de ecursos naturales que se utilizan y que al final se transforman en residuos.

Debido a éste tipo de factores, los residuos orgánicos que son producidos a nivel nacional bordean alrededor de 54% lo cual sugiere un gran potencial de reducción de residuos por métodos de tratamiento tradicionales, a la vez los residuos recuperables presentan valores de 20.3%, y el resto de materiales alcanza el 25.2 % en peso.

Actualmente, a pesar que existen tecnologías disponibles para el tratamiento, recuperación o eliminación de residuos sólidos, son muy pocas las ciudades que cuentan con sistemas adecuados de disposición final de residuos o rellenos sanitarios. Incluso son inexistentes os sistemas de tratamiento de residuos peligrosos con técnicas que se practican en otros países, por lo tanto; la solución nacional a la existencia de residuos no tiene prioridad en el tratamiento y recuperación sino tiene como única respuesta la disposición final.

Sin embargo en la actualidad, el Consejo Nacional del Ambiente (CONAM); promueve el

MANEJO DE RESIDUOS SÓLIDOS La Problemática en la Región. Uno de los principales problemas en la disposición de residuos es debido a los sistemas de recolección deficientes y la cobertura que no se brinda a la totalidad de la población, por lo tanto es necesario tomar medidas sobre el aspecto de mayor importancia en el sistema de gestión de residuos, implementando mejoras en el sistema de recolección a través de herramientas que permitan planificar y aumentar la eficiencia en recolección, pues ésta etapa es considerada como el componente clave en el sistema. Por lo tanto, el problema esta basado estrechamente con los costos que el servicio representa, es decir la recolección y el transporte de residuos es uno de los factores que generalmente son los factores limitantes en los municipios, además de las altas tasas de morosidad en pago de arbitrios contribuyen a que los municipios no puedan brindar un adecuado servicio debido al descontento de la población por el inadecuado servicio, convirtiéndose en un círculo vicioso del cual no se logra salir fácilmente, atentando contra la sostenibilidad del sistema y contribuyendo a la no planificación a largo y mediano plazo. Asimismo; a nivel local, Lima representa la ciudad de mayor población en el país y como tal también tiene la cantidad de residuos más grande que disponer (incluyendo residuos hospitalarios e industriales); y para cumplir con esa labor se necesitan programas que planifiquen la correcta disposición y eliminación de residuos, en ese sentido, los rellenos sanitarios de la ciudad, están en busca de conseguir los beneficios que traen los créditos de carbono, los que consisten el la retribución económica por los beneficios ambientales que conduce la no eliminación de gases invernadero hacia la atmósfera.

Fotografía 7: Sistema de transporte y recolección de residuos hospitalarios. Por lo tanto, ahora se trabaja en la necesidad de conseguir éstos beneficios no solo en los grades rellenos de Lima sino también llevar la tendencia de construcción de rellenos adecuados hacia las provincias del interior del país, logrando que los residuos ya no sean vertidos en botaderos, sino también en zonas de disposición adecuadas.

Actualmente nuestro país, si bien no esta en la vanguardia en tecnologías de tratamiento, en algunos rellenos del interior del país se viene realizando programas de recuperación de residuos de modo que se puede aprovechar de manera efectiva la recuperación de residuos reciclables (plásticos, papeles, y otros materiales de valor) y por supuesto la eliminación de materiales orgánicos. Mención aparte son los sistemas de tratamiento de residuos orgánicos, pues así como se realizan tratamientos otras grandes ciudades, los rellenos sanitarios de provincias, ayudados por las pequeñas cantidades que manejan, vienen implementando sistemas de tratamiento como el compostaje y lombricultura. Sin embargo, estas actividades que si bien reducen la cantidad de residuos que son eliminados por confinamiento, éstos no son del todo buenos para el medio ambiente pues las actividades de compostaje también generan emisiones de metano, que como ya mencionamos representan peligros y daños directos sobre el medio ambiente.

Fotografía 8: Sistema de recuperación de residuos orgánicos a través de compostaje. Así pues el ONG ODS, en su afán por contribuir con el desarrollo del país y la preservación del medio ambiente, actualmente viene investigando en tratamientos de lixiviados a través del convenio de Cooperación con la Universidad Nacional de Ingeniería (UNI). También venimos trabajando en tecnologías de recuperación de residuos no reciclables con tecnologías convencionales, esperando poder desarrollar nuevas tecnologías al alcance de nuestra realidad y de ese modo poder brindar a la sociedad una contribución en el desarrollo de tecnologías e instrumentos de gestión, por el bien del medio ambiente y la salud ambiental de nuestro país.

http://www.ods.org.pe/ODSv2/RCZ/SA1-2.php

Ficha de Proyecto 01

1. NOMBRE DEL PROYECTO Ampliación de la planta de tratamiento de aguas residuales urbanas de el pedregal 2. UBICACIÓN GEOGRÁFICA DEPARTAMENTO PROVINCIA DISTRITO CUENCA

Arequipa Caylloma Majes Colca

3. DESCRIPCIÓN DE LA SITUACIÓN ACTUAL

Cuenta con una planta de tratamiento de aguas residuales diseñada para lagunas de estabilización de 15 lps conformada por dos baterías , cada batería esta compuesta por una laguna primaria y una secundaria, recibiendo descargas hasta de 25 lps suponiéndose el origen de la sobrecarga del caudal sea los vertimientos clandestinos derivados del agua consumida de una red de abastecimiento de agua cruda a presión instalada antes de la red de agua potable . asimismo el emisor que es de material concreto simple normalizado se encuentra totalmente deteriorado por la corrosión a pesar de tener pocos años de operación ,necesita ampliarse a 25 lps para sumar 40

4. PROBLEMA CENTRAL Y SUS CAUSAS DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA

Últimamente se a incrementado la actividad industrial notándose descargas provenientes de fabricas artesanales de producción de lácteos, capacidad de diseño de la planta a sido superada tanto en caudal como en la concentración de la carga orgánica con lo que el efluente a disminuido en su calidad.

CAUSAS QUE LO ORIGINAN Incremento del caudal de diseño en la primera etapa la eficacia de tener diseñado solo dos lagunas no es la esperada especialmente en el abatimiento de las bacterias coli fecales Incremento de la carga bioquímica de oxígeno Deterioro del emisor por corrosión prematura con múltiples roturas y atoros

5. OBJETIVO DEL PROYECTO Renovación total del emisor y ampliación de las lagunas de estabilización de acuerdo a la demanda de la población cuyo crecimiento ha sido explosivo sobrepasando los cálculos estadísticos

6. ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN AL PROBLEMA

ALTERNATIVAS

DESCRIPCIÓN

COSTO (S/.)

Alternativa 1 Renovación del emisor 4 km con tubería de plástico Ampliación y mejoramiento de las lagunas existentes hasta 3 has, con baterías de tres lagunas cada una

1 312 938

TIEMPO BENEFICIARIOS EJECUCIÓN (Población) (Años)

Alternativa 2 Renovación del emisor 4 km, ampliación y mejoramiento de las lagunas existentes con un reactor de flujo ascendente UASB con destino a reuso agrícola por el sistema de micro goteo existente de propiedad de terceros

7. ALTERNATIVA SELECCIONADA 7.1 Justificación Global de la Alternativa Seleccionada

El emisor tiene múltiples roturas, habiéndose verificado la corrosión prematura en la parte superior interna de la tubería que es de concreto simple y normalizado la laguna se encuentra trabajando sobrecargada tanto de caudal como en dbo5 de ingreso , emitiendo un efluente de baja calidad bacteriológica

7.2 Descripción de los componentes de la Alternativa Seleccionada Emisor de tubería de PVC de diámetros 8.10, 12" UF a una distancia de 4 km Laguna de estabilización sin airear compuesta por el sistema de pre tratamiento . rejas, desarenador, medidor de caudal, cámara de derivación de demasías Ampliación de las baterías existentes con una laguna terciaria, asimismo la construcción de una tercera batería completa. cada batería estaría conformada por : *una laguna primaria facultativa * tres lagunas secundarias facultativas *una lagunas para tratamiento de lodos diseñadas para un caudal de 15 lps , sumando un total de 30 lps de capacidad de tratamiento para atender una primera etapa hasta el año 15 Cerco perimétrico de alambre con refuerzo vegetal La zona de forestación para la compensación ambiental integral estará dada por la irrigación de tunales de propiedad de terceros que esperan explotar las aguas residuales las que se puede asegurar mediante un convenio de acuerdo con SEDAPAR por el reuso de las aguas residuales tratadas de acuerdo a lo estipulado en la rm n° 049-2006-vivienda del 4 marzo 2006, con fines de subsidiar la tarifa por tratamiento 7.3 ¿Cómo beneficia el proyecto a los beneficiarios? Evita la contaminación bacteriana por el reuso del agua tratada en irrigaciones

8. MONTO ESTIMADO DE INVERSIÓN (Nuevos Soles) 8.1 Inversión RUBRO

DESCRIPCION

Expediente Tecnico 3% 1. Costo Directo COMPONENTE 1 Renovación del emisor, dn 12 ", pvc 4 km COMPONENTE 2 Sistemas de pre tratamiento : rejas, desarenadores 02 jgos Ampliación de 2 lagunas terciarias a las existentes, con un área de COMPONENTE 3 0.32 has cada una , en total 0.64 has Ampliación de 01 batería conformada por : 02 lagunas primarias COMPONENTE 4 facultativas de 0.32 has cada un haciendo un total de 0.64 has Ampliación de 01 batería conformada por : 03 lagunas secundarias COMPONENTE 5 facultativas de 0.32 has cada un haciendo un total de 0.96 has COMPONENTE 6 Una Laguna para tratamiento de lodos : 0.32 has COMPONENTE 7 Cerco Perimetrico de alambre con plantas 1 Km

COSTO ESTIMADO 30 772 1 025 733 687 960 55 000

FUENTES DE FINANCIAMIENTO SEDAPAR S.A.

43 904

SEDAPAR S.A.

43 904

SEDAPAR S.A.

65 856

SEDAPAR S.A.

10 976 88 133

SEDAPAR S.A. SEDAPAR S.A.

SEDAPAR S.A. SEDAPAR S.A.

COMPONENTE 8 COMPONENTE 9 SUB TOTAL

Caseta de Guardiania

30 000

SEDAPAR S.A.

51 287 102 573 102 573 1 312 938

Supervision 5 % Gastos Generales 10 % Utilidad 10 % TOTAL 8.2 Cronograma: Evolución Financiera (S/. / Año - Avance) PRINCIPALES RUBROS 1. Expediente Técnico (3%) 2. Costo Directo Componente 1 Componente 2 Componente 3 Componente 4 Componente 5 Componente 6 Componente 7 Componente 8 SUB TOTAL 3. Supervisión (5% ) 4. Gastos Generales (10%) 5. Utilidad (10%) TOTAL

Año 1

Año 2

Año 3

Año 4

30 772 1 025 733 687 960 55 000 43 904 43 904 65 856 10 976 88 133 30 000 51 287 102 573 102 573

9. SOSTENIBILIDAD 9.1 Responsable de la operación y mantenimiento del Proyecto SEDAPARS.S.A

10. OBSERVACIONES Primera prioridad desde el punto de vista ambiental por múltiples atoros a causa de continuos colapsos en emisor lagunas de estabilización : la adición de una laguna terciaria permitirá el cumplimiento con la calidad de tratamiento (abatimiento de bacterias coli fecales) que no se alcanza con dos lagunas

11. FECHA DE FORMULACIÓN

05-dic-06

12. FIRMAS

Formulador del Perfil Revisión Técnica

Formulador del Perfil Revisión Costos

Año 5

SUPUESTOS

Componente 1: Se ha considerado un costo estimado de $/. 52.92 / m. Cambio 3.25 (Fuente: Costos SUNASS) Componente 2: Se ha considerado un costo: Exc. S/. 1.77, Elim. S/ 1.66, y una altura promedio de 2.00 m (Fuente: Exp. Atico) Componente 3: Se ha considerado un costo: Exc. S/. 1.77, Elim. S/ 1.66, y una altura promedio de 2.00 m (Fuente: Exp. Atico) Componente 4: Se ha considerado un costo: Exc. S/. 1.77, Elim. S/ 1.66, y una altura promedio de 2.00 m (Fuente: Exp. Atico) Componente 5: Se ha considerado un costo: Exc. S/. 1.77, Elim. S/ 1.66, y una altura promedio de 2.00 m (Fuente: Exp. Atico) Componente 6: Se ha considerado un costo: Exc. S/. 1.77, Elim. S/ 1.66, y una altura promedio de 1.00 m (Fuente: Exp. Atico) Componente 7: Se ha considerado un costo Cerco Alambre /m = $/. 17.41, Puerta 1550, Cerco Vegetal S/ 30./ m (Fuente: SUNASS) Componente 8: Se ha considerado el costo del Exp. Atico

http://www.sunass.gob.pe/doc/pmo/sedapar/Anexos/PMOFICHAS%20PROVINCIAS/11_El%20Pedregal/Ped08.xls

http://www.lamolina.edu.pe/simbiosis/proyectos.htm