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
Sí
Común
No
No
No
Bacteria
1—5µm
1—3 meses
Media— Alta
Sí
Común
No
Sí
No
Protozoarios
5—20µm
< 30 días
Baja
No
No
No
Sí
Helmintos
40—60µm
Meses— años
Baja
No
Sí
No
Sí
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