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Manejo Integrado de las Aguas Residuales en la Cuenca del Lago Atitlรกn Dr. Stewart Oakley Universidad Estatal de California


Manejo Integrado de las Aguas Residuales en la Cuenca del Lago Atitlán • Alternativa I:  Tratamiento con descarga directa al lago.


Gestión de las Aguas Residuales Paradigma I: Ingeniería en Línea

Enfoque Principal: • Tratamiento con descarga directa para cumplir las normas (o no).


Proposito de Tratamiento Convencional de Aguas Residuales Domésticas 

Remoción de Sólidos Gruesos y Arenosos (Pretratamiento) • Rejillas, desarenadores, trampas de grasa

Remoción de Sólidos Orgánicos (Demanda Bioquímica de Oxigeno-DBO) • Tratamiento Primario: sólidos orgánicos suspendidos • Tratamiento Secundario: sólidos orgánicos disueltos

Descarga Final a un Cuerpo Receptor

Estabilización de Lodos Producidos y Secado de Ellos

Disposición Final de los Lodos


Tanque de Aireaci贸n Pretratamiento

Afluente

Efluente Sedimentador Secundario

Sedimentador Primario

Retorno de Lodos Disposici贸n Final de S贸lidos Gruesos Y Arenosos

Digestor de Lodos

Disposici贸n Final de Lodos

Tratamiento Secundario de Aguas Residuales

Lecho de Secado de Lodos









Pretratamiento

Filtro Percolador

Afluente

Sedimentador Primario Efluente

Disposici贸n Final de S贸lidos Gruesos Y Arenosos

Sedimentador Secundario

Digestor de Lodos

Disposici贸n Final de Lodos

Lecho de Secado de Lodos




CH4 Pretratamiento

Filtro Percolador

Afluente RAFA

Reuso en Agricultura Disposici贸n Final de S贸lidos Gruesos Y Arenosos

Lodos Producidos

Sedimentador Secundario

Lecho de Secado de Lodos

Reuso de Lodos



Pretratamiento

Laguna Facultativa

Laguna de Maduraci贸n

Afluente

Efluente

Disposici贸n Final de Lodos Disposici贸n Final de S贸lidos Gruesos Y Arenosos



Proposito de Tratamiento Convencional de Aguas Residuales Domésticas 

Desinfección para Remoción de Patógenos • Mínima fuera de los EE.UU.

Remoción de Nitrógeno y Fósforo • Requiere un proceso avanzado, lo que se llama proceso terciario. • La planta de Panajachel sería la primera en Centroamérica que removería fósforo. No está diseñada para remover nitrógeno.



Costo de Operación de PTAR los Cebollales   

 

Electricidad: Q60,000/mes Operación: Q40,000/mes Total: Q100,000/mes Q2,2/m3 = US$0.28/m3 Costo Total con Remoción de Fósforo con Cloruro Férrico: Q250,000/mes No está diseñado para remover Nitrógeno. No está diseñado para remover patógenos.





Resultados de Programa de Monitoreo de 166 Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales en Brasil Performance Evaluation of Different Wastewater Treatment Technologies Operating in a Developing Country Silvia Oliveira and Marcos von Sperling Journal of Water, Sanitation and Hygiene for Development, 2011


Resultados de Programa de Monitoreo de 166 Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales en Brasil Tipo y Número de Plantas Monitoreadas     

Tanque séptico/filtro anaeróbico: 19 Lagunas facultativas: 73 Lagunas anaeróbicas/facultativas: 43 Lodos activados: 13 UASB: 18

Rango de Caudales: 205—64,484 m3/día


Resultados de Programa de Monitoreo de 166 Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales en Brasil

Nitr贸geno Total (54 PTARs)

Muestra

Medio

Concentraci贸n de NT, mg/L M铆nimo

M谩ximo

Afluente

63

43

78

Efluente

42.8

22

61

Fuente: Oliveira y von Sperling, 2011.


Resultados de Programa de Monitoreo de 166 Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales en Brasil

F贸sforo Total (76 PTARs) Muestra

Medio

Concentraci贸n de PT, mg/L M铆nimo

M谩ximo

Afluente

7.7

3

11

Efluente

5.0

1

7

Fuente: Oliveira y von Sperling, 2011.


Resultados de Programa de Monitoreo de 166 Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales en Brasil

Coliformes Fecales (142 PTARs) Muestra

Número Más Probable/100 mL Medio Geométrico Mínimo

Máximo

Afluente

7.77E+07

2.60E+07

2.00E+08

Efluente

2.23E+06

1.30E+05

3.40E+07

Fuente: Oliveira y von Sperling, 2011.


Remoción de Patógenos y Parámetros Convencionales para Varios Procesos Proceso

Remoción, Ciclos log104

Remoción, %

DBO5

SS

Virus

Bacteria

Huevos de Helmintos

Sedimentación primaria

25—40

40—70

0—1

0—1

0—1

0—2

Lodos activados1

55—95

55—95

1—2

0—2

0—1

1—2

Filtros percoladores1

50—95

50—90

1—2

0—2

0—1

1—2

---

---

0—4

2—6

0—1

0—3

70—95

55—953

2—4

2—6

2—4 (100%)

2—4 (100%)

Desinfección con cloro Lagunas en serie2

Quistes de Protozoarios

1. Precedidos y seguidos de sedimentación 2. Dependiendo del número de lagunas en serie, tiempo de retención hidráulica, y factores de diseño físico. 3. El efluente de lagunas puede contener altas concentraciones de SS en forma de algas. 4. 1 ciclo log10 = 90% remoción; 2 ciclos = 99%; 3 ciclos = 99.9%; etc. Las lagunas pueden remover 100% de los huevos de helmintos y 100% de los quistes de protozoarios. Fuentes: Feachem et al., 1983; Mara et al., 1992; Yánez, 1992.


Cuadro 1-10: Características Epidemiológicas de los Patógenos Excretados Tipo de Patógeno

Tamaño

Persistencia en el Medio Ambiente (20—30 C)

Dosis Infectiva

Inmunidad

Transmisión Simultánea1

Latencia

Multiplicación Fuera del Resistencia a Huésped Desinfección Humano con Cloro

Virus

0.02— 0.08µm

Meses

Baja

Común

No

No

No

Bacteria

1—5µm

1—3 meses

Media— Alta

Común

No

No

Protozoarios

5—20µm

< 30 días

Baja

No

No

No

Helmintos

40—60µm

Meses— años

Baja

No

No

Menos Común No Común

1. La transmisión simultánea puede ser a través del agua, alimentos, y contacto directo de persona a persona. Adaptado de Feachem, et al., 1983.


Cuadro 1-1: El Parasitismo en Centroamérica

Parásito

Protozoarios Ciclospora cayetanensis Entamoeba histolytica Giardia lamblia Criptosporidium especies Helmintos Anquilostomas Ascaris lumbricoides Trichuris trichiura

Prevalencia en Varios Lugares de Honduras 1986—93

Prevalencia en Varios Lugares Comunitarios en Guatemala 1996—98; 2004

2—19.5% 2.8—61.0 % 3.6—15.0%

2.3—6.7% 8.6% 9.9% 32%

2—6% 5—70% 1—32%

39.5% 31.7% 23.3%

Prevalencia en Varios Lugares de El Salvador 1998

12.5% >30% 20%

Fuentes: Bern, et al., 1999; Girard de Kaminsky, 1996; OPS, 1998: Laubach, et al., 2004; Ramirez, et al., 2004.


El Parasitismo Relacionado el Agua en la Cuenca del Lago Atitlán Prevalencia en la Población Parásito

Año Santiago de Atitlán

Giardia lamblia1

2008

Criptosporidium parvumis2

2004

San Antonio Palopó y Santa Catarina Palopó

38% en niños en edad escolar

32% en niños de 2 a 13 24% en niños 40% en niñas

1. Mobley, G., comunicación personal, 2014. 2. Laubach, et al., 2004.



Cambio en la Dirección del Flujo del Río Chicago 1892—1922: Construcción de canales para cambiar el flujo original al Lago Michigan al reverso al Río Mississippi. Propósito: Proteger la fuente de agua potable (Lago Michigan) para la ciudad de Chicago. Uno de los mejores 10 proyectos de ingeniería civil del siglo 20.



Cambio en la Dirección del Flujo del Río Chicago Canal Sanitario y de Navegación de Chicago • Construcción empezó en 1892 y terminó en 1900: • 28 millas de largo • 8m de profundidad • 20m de ancho







Epidemia de Criptosporidiosis en Milwaukee 23 de marzo—8 de abril, 1993 • 403,000 infectados • ~100 muertos • Epidemia relacionada a agua potable más grande en la historia de los EE.UU. • Causa: – Falla en el sistema de coagulación/filtración por el uso nuevo de un coagulante – La planta estaba desinfectando con cloro que no mató los quistes de Criptosporidium

• Fuente de Criptosporidium: – Aguas residuales tratadas por la Jones Island PTAR


Milwaukee: Ubicaci贸n de PTAR y Planta de Tratamiento de Agua Potable (PTAP)

PTAR

Toma de Agua Potable

PTAP


Milwaukee: Ubicaci贸n de PTAR y Toma de Agua Potable Descarga de PTAR

5 km

1.5 km Toma de Agua Potable a 20 m de Profundidad


Milwaukee: Velero Navidgando una Pluma de Aguas Residuales Procedente de Desbordamiento de Alcantarillado Combinado






Prevalencia de Infecciones de Helmintos en Municipalidades de Honduras Lugar

Rango de Concentraciones de Huevos de Helmintos en Aguas Residuales Crudas, Número de Huevos/L

Catacamas

13—84

Danlí

30—58

Juticalpa

0—20

Morocelí

0—24

Pajuiles

720—792

El Progreso

3—9

Tela

0—16

Trinidad

4—8

Villanueva

18—72


Áscaris lumbricoides Fértil

50 m


Trichuris trichiura

50 ď ­m


50 ď ­m

Anquilostomas


Cuadro 2-2: Remoción de Huevos de Helmintos en Lagunas de Estabilización de Honduras Concentración Promedia de Huevos de Helmintos, Número/L (Rango de Muestras en Paréntesis, Número/L)

Sistema de Lagunas

Catacamas Este Verano Invierno Catacamas Oeste Verano Invierno Danlí1 (Invierno) Juticalpa (Invierno) Morocelí (Verano) Pajuiles (Verano) El Progreso (Invierno) Tela Verano

Aguas Residuales Crudas

Efluente de Laguna Facultativa1

Efluente de Laguna de Maduración1

13 (9—18) 33 (24—48)

0

0

0

0

84 (42—133) 29 (24—48)

0

0

0

0

45 (30—58) 9 (0—20) 15 (0—24) 744 (720—792) 6 (3—9)

2 (0—7) 0

0

0

0

29 (22-42) 0

0 0

Concentración Promedia de Huevos de Helmintos en Lodos de Laguna Primaria1

Número de Huevos gramo seco (Rango en Paréntesis) 53 (13—84) 308 (247—354) 303 (202—499) 674 (520—960) 467 (30—1,164) 35 (8—53) 189 (126—295) 4,473 (3,720—5,299) 62 (15—141)

9 0 0 1 (4—16) (1—2) Invierno 2 0 0 50 (0—4) (18—108) Trinidad 6 0 0 15 (Invierno) (4—8) (6—20) Villanueva I y II 55 3 0 738 (Verano) (18—72) (0—16) (270—1,075) 1. Los sistemas de Danlí y Tela fueron diseñados como una laguna anaeróbica seguido por una laguna facultativa. Mientras la laguna primaria de Danlí funciona como una laguna anaeróbica, la laguna primaria de Tela funciona como una laguna facultativa por la baja carga orgánica.



Ascaris: > Mil Mill贸n Infectados a Nivel Mundial






Cuales cianobacterias pueden ser tóxicas?

Más de 40 especies son productoras de toxinas


Por qué son peligrosas las cianobacterias tóxicas? 

Después del tratamiento convencional (potabilización) del agua las cianotoxinas permanecen en el agua tratada


Cianotoxinas y Sus Efectos de Salud Cianotoxina

Órgano Afectado

Microcistin-LR

Hígado

Cilindroespermopsin

Hígado

Grupo Anatoxina-a

Efectos de Salud Dolor abdominal Diarrea Vomitar Inflamación del hígado Hemorragia del hígado Neumonía aguda Dermatitis aguda Daños a los riñones Potencial crecimiento de tumores

Sistema Discurso incoherente Nervioso Sensación de ardor Sensación de hormigueo Salivación Entumecimiento Somnolencia Parálisis respiratorio que conduce a la muerte

Cianobacterias Produciendo la Toxina Microcystis Anabaena Planktothrix Anabaenopsis Aphanizomenon Cylindrospermopsis Aphanizomenon Anabaena Lyngbya Rhaphidiopsis Umezakia Anabaena Planktothrix Aphanizomenon Cylindrospermopsis Oscillatoria


Algunos casos de exposición humana 

1931 Río Ohio: período prolongado de sequía, brote de cianobacterias, mucha enfermedad, no se encontró ningún otro agente causal 1966 Harare Zimbabwe: niños con vómitos, diarrea, tomaron agua de reservorio cada verano, en otros reservorios no sucedió 1979 Palm Island, Australia: 140 niños y 10 adultos hospitalizados por exposición a un brote de Cylindrospermopsis raciborskii


Algunos casos de exposición humana 

1981 Armidale, Australia: aumento significativo de enzimas hepáticas durante brote de cianobacterias 1993 Reservorio Itaparica, Brasil: 2000 casos de gastroenteritis y 88 muertes, en 42 días por brote de Microcystis y Anabaena --tomaron agua contaminada 1996 Caruaru, Brasil: 117 de 136 pacientes tratados en estación de hemodiálisis sufrieron de vómitos, diarrea, hepatomegalia dolorosa. Hubo 49 muertes. Causado por brote de Microcystis.


Procesos para Remoci贸n de Cianotoxinas en Plantas de Tratamiento de Agua Potable, USEPA


Ubicaci贸n de las 87 PTAR


Administraci贸n PTAR (87 PTAR) Ministerio de la Defensa Privado

(7 %)

(23 %)

BANVI (4 %)

Otros

(5 %)

Municipalidad (62 %)


Funcionamiento PTAR (87 PTAR) O y M

NO FUNCIONAN

Sin conocimiento

(22.6 %)

(17.9 %)

FUNCIONAN O y M DEFICIENTE (50 %)

(9.5 %)


CONCLUSIONES Factor com煤n de las PTAR:

Deficiencia / Falta / Ausencia de Operaci贸n y Mantenimiento Administraci贸n apropiada

NO

la

m谩s


RECOMENDACIONES 

Garantizar la sostenibilidad - asegurandose los aspectos    

sociales, ambientales, técnicos y económicos.

Evaluar la forma de administración de los servicios


México: El Fracaso de PTARs 

60 por ciento de las 2.029 plantas tratadoras de aguas residuales en el país no funciona.

Otro gran porcentaje de las restantes lo hace a medias por los altos costos de energía eléctrica, cuando podrían generar ésta a partir del gas metano que las propias aguas generan.

La mayoria de esas plantas están a cargo de los municipios del país, por lo que sus gobernantes lo primero que recortan son los gastos en electricidad, entre ellos los de las plantas tratadoras.

Debido a ello sólo se da tratamiento a 20 por ciento del ciento por ciento de aguas residuales que se colecta en todo el país, sobre todo con plantas aerobias que, en el proceso, generan emisiones de efecto invernadero a la atmósfera por el tipo de tecnología que usan.


México: El Fracaso de PTARs 

La Comisión de Agua Potable y Saneamiento de la Cámara de Diputados plantea incluir en la nueva ley de aguas nacionales próxima a debatirse- normas para hacer más eficiente el uso de tecnologías para el tratamiento de aguas residuales.

El integrante de esa instancia, el perredista Javier Orihuela, indicó que específicamente se proponen incluir la obligación de aplicar aquellas que combinen procesos aeróbicos con anaeróbicos.

Con ello, dijo, se evitarían las emisiones a la atmósfera, se captaría el gas metano, se utilizaría éste para generar electricidad y ésta se aprovecharía para el funcionamiento de las propias plantas y otros servicios municipales.


Requisitos de Tratamiento para Descarga Directa a los Lagos      

 

Remoción de sólidos orgánicos Remoción de nitrógeno (<1 mg/L) Remoción de fósforo (<1 mg/L) Desinfección para remoción de patógenos Exportación de los lodos fuera de la cuenca Consumo de energía: ~1.4 kWh/m3 Plantas en Latinoamérica que hacen todo: 0 Plantas en EE.UU. que hacen todo: Pocas


Características Energéticas de Aguas Residuales Domésticas

Parámetro

Concentración mg/L

DBO Última 320 Suspendida 175 Disuelta 145 NT 40 PT 8 Totales Fuente: McCarty, et al., 2011.

Energía, kWh/m3 Consumo Producción Lodos Activados Potencial Fertilizante (Medio EE.UU.) Máxima Equivalente 0.67 0.56

0.60

1.23

0.77 0.02 0.79


900

Costo de Fertilizantes en EE.UU. Fuente: USDA, 2013

800

700

US$/Tonelada

600

500

Amoniaco Anhídrido Súper-Fosfato

400

300

200

100

0 2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

Año

2007

2008

2009

2010

2011

2012


多Bombeo o Plantas Mecanizadas?



Gestión de las Aguas Residuales Paradigma II: Manejo Integrado Enfoque Principal: • Incorporar sistemas naturales y los ciclos de agua, carbono, nitrógeno y fósforo en el diseño • Tratamiento natural para remover patógenos • Valorización de nutrientes: reuso • Valorización de características energéticas: producción de metano



Sistemas Naturales de Tratamiento Utilizan procesos naturales físicos y bioquímicos:  Sedimentación, adsorción, flujo por gravedad  Fotosíntesis con descomposición aeróbica  Descomposición anaeróbica con producción de metano Los procesos naturales  No requieren energía externa y pueden producir energía  Tienen una huella de carbono pequeña  Tienen resiliencia y estabilidad  Tienen efluentes y lodos apropiados para reuso en agricultura  Son más rentables y sostenibles para las municipalidades


Manejo Integrado


Manejo Integrado de las Aguas Residuales en la Cuenca del Lago Atitlán

• Alternativa II:  Trasvase de la cuenca con generación de energía y reuso en agricultura.


Trasvase de la Cuenca: Lago Tahoe

Área: 496 km2  Profundidad: 300 m (promedia)  Población en la cuenca: 65,000 (Permanente) 



Exportación de la Cuenca: Lago Tahoe Historia: • La amenaza de eutrofización empezó con el crecimiento de la población, especialmente en la ciudad de South Lake Tahoe, en los años 50 • El Gobierno del Estado de California pasó la Ley Porter-Cologne, que prohibió la descargas de aguas residuales en la cuenca del Lago Tahoe

• Cinco distritos de manejo de aguas residuales fueron fundado en los años 50s y 60s para proteger el lago.


Exportación de la Cuenca: Lago Tahoe 

South Lake Tahoe Public Utility District • Exportación de efluente a un reservorio en Nevada • Bombeo vertical de 458 m a Q = 28,500 m3/día • Largo de tubería de exportación: 44 km • Riego de 760 ha en Nevada Douglas County Sewer Improvement District • Exportación de efluente a un reservorio en Nevada • Bombeo vertical de 343 m • Largo de tubería de exportación: 13 km • Riego en Nevada Incline Village General Improvement District • Exportación de efluente a un reservorio en Nevada • Riego en el valle de Carson City, Nevada • Largo de tubería de exportación: 31 km Tahoe City Public Utility District/North Tahoe Public Utility District • Bombeo a la ciudad de Truckee • Largo de tubería de exportación: 24 km • Descarga final al suelo










Manejo Integrado de las Aguas Residuales en la Cuenca del Lago Atitlán

Trasvase de la cuenca con generación de energía y reuso en agricultura.



Vista del Norte


Vista del Sur



Alcantarilla de Presi贸n Baja Diametro, in Largo, m 6 28,938 10 4,116 12 2,305 14 7,631 16 2,710 20 3,895 22 18,658 24 14,502 36 8,555 Total 91,310 Costo Total Instalado

Costo Tuber铆a, US$ US$ 238,399 71,469 50,541 202,139 84,151 201,414 1,157,553 1,049,511 1,149,341 US$4,204,518 US$8,409,036


Costos de Construcción

Descarga al Lago

Parámetro

Lodos Activados I. Costos de Construcción, US$ Plantas de Tratamiento Tubería de Presión Perforación Horizontal Estaciones de Bombeo Estaciones Hidroeléctricas Reservorio Costo Total

($44,134,000) ($44,134,000)

Trasvase de Efluente con Reuso Agrícola Con Perforación ($11,891,000) ($8,374,000) ($600,000) ($1,821,000) ($3,608,000) ($3,320,000) ($29,614,000)

Sin Perforación ($11,891,000) ($8,409,000) ($1,821,000) ($3,608,000) ($3,320,000) ($29,049,000)









Bombeo: Consumo de Energía, Proyectado Descripción Turbina 3 a Panajachel Panajachel a Santa Catarina Santa Catarina a S.A. Palopó S.A. Palopó a San Lucas Toliman Tzununa a San Marcos la Laguna San Marcos la Laguna a San Pablo la Laguna San Pablo la Laguna a San Juan la Laguna San Juan la Laguna a San Pedro la Laguna San Pedro la Laguna a Santiago Atitlán Santago Atitlán a Cerro de Oro Cerro de Oro a San Lucas Toliman San Lucas Toliman al Punto Más Alto

hf , m 4.03 2.95 3.56 6.57 1.90 6.38 5.68 2.57 10.27 6.65 3.84 0.78

Hstat, m

TDH, m

Pw, kW

5.00 9.03 5.00 7.95 5.00 8.56 5.00 11.57 5.00 6.90 5.00 11.38 5.00 10.68 5.00 7.57 5.00 15.27 20.00 26.65 5.00 8.84 50.00 50.78 Total Sin Perforación:

kWh/d

20.95 21.57 25.13 35.76 0.51 2.01 4.68 4.77 15.98 63.09 21.50 310.08 526.03

502.77 517.63 603.14 858.31 12.16 48.21 112.27 114.56 383.56 1,514.27 515.89 7,441.93 12,624.70

Turbinas: Producción de Energía, Proyectado Descripción Dentro de la Cuenca Turbina 1 - Xajaxac Turbina 2 - Sololá Turbina 3 - San Jorge Turbina 4 - Concepción Trubina 5 - S.A. Semetabaj Fuera de la Cuenca Turbina 6 - Cauldal Total

hf , m

Hstat, m TDH, m

Pw, kW

kWh/d

6.70 1.57 0.42 0.36 3.12

120.00 340.00 200.00 320.00 440.00

113.30 338.43 199.58 319.64 436.88

24.26 329.50 7.78 10.99 26.04

582.15 7,908.05 186.67 263.69 624.94

0.18

160.00

159.82 Total

533.58 932.15

12,805.98 22,371.49


Turbinas Dentro de la Cuenca


Turbina Fuera de la Cuenca


Turbina Fuera de la Cuenca










Producción de Metano en Lagunas Anaeróbicas

Año

2036

Caudal al m3/d 33,974

DBO Rem.

Producción Metano

Potencial Electricidad

kg/d

m3 CH4/d

kWh/d

kg CH4/d

TCO2 equiv/año

Bonos de Carbono

Generación de Electricidad

8,925

3,347

7,363

2,391

20,070

$200,700

$618,000

CO2 equiv

Valor, US$/año


A = Laguna Anaer贸bica Profundidad = 4 m Largo = 47 m Ancho = 23 m

F = Laguna Facultativa Profundidad = 2 m Largo = 250 m Ancho = 80 m M = Laguna Maturaci贸n Profundidad = 1.5 m Largo = 330 m Ancho = 80 m 40 Mamparas Transversales per Laguna

Area Total = 31.3 ha

* Recomendaciones para el dise帽o de Von Sperling (2007) y Mara (2004)


Diseño de Lagunas Anaeróbicas

Profundidad = 4 m

Largo = 47 m

Ancho = 23 m

* Recomendaciones para el diseño de Von Sperling (2007) y Mara (2004)


SAGUAPAC inicia quema de biogás 

Santa Cruz - Bolivia, marzo de 2009.Constituyéndose como pionera a nivel mundial, el 16 de marzo de 2009 SAGUAPAC inició la quema de biogás proveniente de sus Plantas de Tratamiento de Aguas Servidas (PTARs), ubicadas al norte y al este de la capital cruceña.

Esta acción realizada en beneficio del medio ambiente se encuentra enmarcada dentro del contrato suscrito entre la Cooperativa y el Banco Mundial en la ciudad de Colonia (Alemania) en marzo de 2007.


SAGUAPAC inicia quema de biogás 

La implementación del proyecto de captura y quema de biogás formulado por SAGUAPAC traerá diversos beneficios a la comunidad ya que por un lado la cooperativa recibirá “Bonos Verdes”; es decir, recursos económicos entregados por el Banco Mundial por cada tonelada de gas metano eliminado. Éstos serán destinados a la construcción de alcantarillado sanitario en los barrios aledaños a las lagunas de tratamiento de aguas servidas, elevando la calidad de vida de sus moradores.


LAGUNAS ANAERÓBICAS DE SAGUAPAC



Valor Acumulado de la Reducci贸n de Emissiones en Toneladas de CO2, equiv. (A帽os 2009-2012)





Objetivos • Reducir la emisión de gases de efecto invernadero, ya que el CH4 (metano) es 23 veces más contaminante que el CO2 • Capturar el metano producido por la descomposición de aguas residuales en lagunas anaeróbicas • Vender Certified Emissions Reductions (CER’s), o bonos de carbono, bajo el Protocolo de Kyoto de las Naciones Unidas • Generar energía limpia a partir de recursos renovables para uso de la planta extractora y el excedente venderlo a la red eléctrica.


¿HACIA DONDE VAMOS? • Actualmente nos encontramos en la tercera etapa del proyecto en la que invertimos en un nuevo generador que producirá 1 MW y se carpará la tercera laguna anaeróbica




Costos de Operación y Mantenimiento

Parámetro

Descarga al Lago Lodos Activados

II. Operación y Mantenimiento Consumo de energía eléctrica, kWh/día Producción de energía eléctrica, kWh/día 4 Turbinas dentro de la Cuenca 1 Turbina fuera de la Cuenca Lagunas Anaeróbicas fuera de la Cuenca Energía Neta = Producción - Consumo, kWh/día Energía Neta = Producción - Consumo, kWh/año Costo de Energía Neta, US$/año (@US$0.20/kWh) Valor de Energía Neta, US$/año (@US$0.20/kWh) Costo Neto Presente, 2016-2036, 6.2% Valor Neto Presente, 2016-2036, 6.2%

-28,239 -28,239 -10,307,333 ($2,061,467) $0 ($23,265,698) $0

Trasvase de Efluente con Reuso Agrícola Con Perforación

Sin Perforación

-7,569

-9,696

7,255 11,986 7,024 18,696 6,824,040 $0 $1,364,808

7,255 11,986 7,024 16,569 6,047,753 $0 $1,209,551

$15,403,214

$13,650,980


Valor de Bonos de Carbono

Parámetro

Descarga al Lago

Trasvase de Efluente con Reuso Agrícola

Lodos Activados

Con Perforación

Sin Perforación

IV. Bonos de Carbono Producción de metano, m3/día CO2 equiv, toneladas/día CO2 equiv, toneladas/año Valor de Bonos/año @ US$10/Bono Valor Neto Presente: Agua y Nutrientes, 2016-2036

0

3,347

3,347

0 0 $0 $0

55 20,070 $200,700 $2,265,099

55 20,070 $200,700 $2,265,099


Diseño del Sistema de Riego 

 

Balance hídrico basado en la evapotranspiración Área de riego con reservorio Volumen de reservorio


Sistema de Riego con Reservorio Toma I: Con Reservorio Volumen de Mes

Volumen de

P

ETo

ET0 -P

L W(i)

Q w(d)

AR Disponible

Aw

Riego

mm

mm

mm

mm

m3 /día

Qm , m3

m2

Vw, m3

Cambio de

Acumulación de

Almacenamiento Almacenamiento DS, m3

DS, m3

Enero

0

117

117

183.1

34,000

1,054,000

2,069,658

-1,015,658

3,279,233

Febrero

0

109

109

171.1

34,000

952,000

1,933,659

-981,659

2,297,574

Marzo

6

137

131

204.2

34,000

1,054,000

2,308,628

-1,254,628

1,042,946

Abril

20

137

117

182.5

34,000

1,020,000

2,062,946

-1,042,946

0

Mayo

98

143

45

69.7

34,000

1,054,000

787,735

266,265

266,265

Junio

268

127

-141

34,000

1,020,000

1,020,000

1,286,265

Julio

214

128

-86

34,000

1,054,000

1,054,000

2,340,265

Agosto

197

130

-67

34,000

1,054,000

1,054,000

3,394,265

Septiembre

267

114

-153

34,000

1,020,000

1,020,000

4,414,265

Octubre

221

109

-112

34,000

1,054,000

1,054,000

5,468,265

Noviembre

24

105

81

126.1

34,000

1,020,000

1,425,341

-405,341

5,062,925

Diciembre

1

104

103

161.2

34,000

1,054,000

1,822,034

-768,034

4,294,891

1,316

1,460

1,098

12,410,000 11,303,816 12,410,000 1,130

ha



Valorización para Reuso en Agricultura

Parámetro

Descarga al Lago Lodos Activados

III. Valorización para Reuso en Agricultura Valor del Agua para Riego, US$/m3

Trasvase de Efluente con Reuso Agrícola Con Perforación

Sin Perforación

$0

$0.02

$0.02

Valor del Agua para Riego, US$/año @ 9,633,021 m3/año

$0

$192,660

$192,660

Valor de Nitrógeno, US$/año (NT = 30 mg/L) Valor de Fósforo, US$/año (FT = 10 mg/L) Valor Total de Agua y Nutrientes, US$/año Valor Neto Presente: Agua y Nutrientes, 2016-2036

$0 $0 $0 $0

$517,000 $472,000 $1,181,660 $13,336,211

$517,000 $472,000 $1,181,660 $13,336,211




 Sistema privado

 Efluente vendido aos agricultores por US$ 0.017/m3  Efluente tratado irriga 2300 ha, incluindo: hortaliças, melões, vinhedos, árvores frutíferas, bosques e pastos.

Lagoas de Estabilização de Campo Espejo, Mendoza, Argentina


SISTEMA DE LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO DE CAMPO ESPEJO, MENDOZA, ARGENTINA Vazão

138.000 m3/dia (1600 L/s)

Número de módulos em paralelo

12 com 3 lagoas facultativas em série

Temperatura média do esgoto

18°C (5 a 25°C)

Área total do espelho d’água

278 hectares

DBO do afluente

200 mg/L

DBO do efluente no inverno

40 a 50 mg/L

DBO do efluente no verão

10 a 20 mg/L

Sólidos suspensos no inverno (efluente)

40 a 50 mg/L

Sólidos suspensos no verão (efluente)

20 mg/L

Fósforo total (efluente)

9 mg/L

Nitrogênio total (efluente)

27 mg/L

Escherichia coli (afluente)

3x106/100mL

Escherichia coli (efluente)

< 103/100mL

Ovos de helmintos do afluente

15 a 40 ovos/L

Ovos de helmintos do efluente

< 1 ovo/L

Área irrigada pelo efluente

2300 hectares





















Resumen de Costos/Valores Netos Presentes Descarga al Lago

Parámetro

Trasvase de Efluente con Reuso Agrícola

Lodos Activados I. Costos de Construcción, US$ Plantas de Tratamiento Tubería de Presión Perforación Horizontal Estaciones de Bombeo Estaciones Hidroeléctricas Reservorio

Con Perforación

Sin Perforación

($44,134,000) ($44,134,000)

($11,891,000) ($8,374,000) ($600,000) ($1,821,000) ($3,608,000) ($3,320,000) ($29,614,000)

($11,891,000) ($8,409,000) ($1,821,000) ($3,608,000) ($3,320,000) ($29,049,000)

($2,061,467) $0 ($23,265,698) $0

$0 $1,364,808

$0 $1,209,551

$15,403,214

$13,650,980

$0

$192,660

$192,660

Valor de Nitrógeno, US$/año (NT = 30 mg/L) Valor de Fósforo, US$/año (FT = 10 mg/L) Valor Total de Agua y Nutrientes, US$/año Valor Neto Presente: Agua y Nutrientes, 2016-2036

$0 $0 $0 $0

$517,000 $472,000 $1,181,660 $13,336,211

$517,000 $472,000 $1,181,660 $13,336,211

IV. Bonos de Carbono Valor de Bonos/año @ US$10/Bono Valor Neto Presente: Agua y Nutrientes, 2016-2036

$0 $0

$200,700 $2,265,099

$200,700 $2,265,099

($67,399,698)

$1,390,524

$203,290

Costo Total II. Operación y Mantenimiento Costo de Energía Neta, US$/año (@US$0.20/kWh) Valor de Energía Neta, US$/año (@US$0.20/kWh) Costo Neto Presente, 2016-2036, 6.2% Valor Neto Presente, 2016-2036, 6.2% III. Valorización para Reuso en Agricultura Valor del Agua para Riego, US$/año @ 9,633,021 m3/año

V. Costo/Valor Neto Total, 2016-2036, US$


Efecto de Exportación en el Balance Hídrico del Lago Atitlán

Volumen Caudal de Caudal de Años Área del a 1 m de Aguas Aguas para Lago Profundidad Exportadas Exportadas Bajar el m2 m3 m3/día m3/año Nivel 1 m 137,000,000 137,000,000 15,000 5,475,000 25


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