Estudio de alternativa para la eliminación de nutrientes y mejora del tratamiento de la EDAR San Blas, Tarija, Bolivia

Abstract

[ES] El agua es un recurso esencial para la vida, así como para el equilibrio ecológico del planeta, afectado día a día en cantidad y calidad debido a la actividad humana, factores como el crecimiento demográfico, la expansión y la diversificación productiva contribuyen a la crisis mundial del agua y a su sustentabilidad. Actualmente, más de la mitad de los países del mundo poseen una disponibilidad baja y preocupa que la tercera parte de ellos ya padece de escasez (World Resource Institute Washington DC, 2000). El tratamiento de las aguas residuales es una alternativa sostenible que pretende producir agua limpia o reutilizable, con el fin de proteger y salvaguardar el medio ambiente, garantizar la calidad necesaria que deben tener las aguas superficiales, así como los niveles aceptables para poder ser el sustento de ecosistemas acuáticos y terrestres. En consecuencia, es preciso acudir a la eliminación de los nutrientes presentes en el agua, niveles altos de nitrógeno y fósforo pueden estimular el crecimiento de algas, causando eutrofización de las aguas superficiales y con ello un importante problema ambiental. En base a lo expuesto, y como parte del Intercambio Estudiantil promovido por el Centro de Cooperación al Desarrollo UPV, en virtud de los objetivos de desarrollo sostenible ODS, objetivo 3 (salud y bienestar) y objetivo 6 (agua limpia y saneamiento); el presente estudio contempla alternativas de solución para la eliminación de nutrientes y mejora del efluente de la Estación Depuradora de Aguas Residuales (EDAR) "San Blas", ubicada en la ciudad de Tarija, Bolivia. Esta infraestructura depuradora también conocida como Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR), en Latinoamérica. Ha sido diseñada para una demanda de población proyectada al año 2050, con un caudal de 210 l/s, cuenta con un tratamiento biológico de fangos activados para la eliminación de materia orgánica, sin embargo, el diseño de la planta no considera la remoción de nutrientes (N y P), como parte de la eficiencia de la planta. Así la evaluación del contenido de fósforo, nitrógeno, metales pesados y otros contaminantes en el efluente, son realizados solamente por demanda, cuando lo especifique la legislación o autoridad ambiental, con lo cual deja de lado un mayor control operacional de la planta. En vista de estas particularidades y estado actual de las aguas receptoras, se precisa aportar con alternativas de mejora que permitan potenciar la eficiencia de las instalaciones existentes; en base a la legislación europea, cumplimentar con los parámetros de vertidos, preservar la calidad del cuerpo receptor del efluente (río Guadalquivir, símbolo emblemático de la ciudad) y reducir el deterioro de los sistemas acuáticos. En este sentido se evalúa la situación actual de la EDAR "San Blas", se analiza las características de las aguas influentes y efluentes, y se plantea distintas alternativas de mejora, el estudio de estos escenarios se lleva a efecto, con empleo del software de simulación DESASS (Design and Simulation of Activated Sludge Systems), mismo que permite evidenciar el comportamiento actual, y parámetros que posibiliten un adecuado rendimiento del proceso de tratamiento. Estas simulaciones toman en consideración la calidad fijada por la Directiva Europea en comparación con la normativa Bolivia, a fin de visibilizar una solución más rigurosa en temas de vertido a zonas sensibles y determinar la solución que más se adecue técnica y económicamente.

[EN] Water is an essential resource for life, as well as for the ecological balance of the planet, affected day by day in quantity and quality due to human activity, factors such as population growth, expansion and productive diversification contribute to the world water crisis and its sustainability. Currently, more than half of the world's countries have low water availability and there is concern that one third of them are already suffering from water scarcity (World Resource Institute Washington DC, 2000). Wastewater treatment is a sustainable alternative that aims to produce clean or reusable water in order to protect and safeguard the environment, guarantee the necessary quality that surface water must have, as well as acceptable levels to be able to sustain aquatic and terrestrial ecosystems. Consequently, it is necessary to eliminate the nutrients present in the water, as high levels of nitrogen and phosphorus can stimulate the growth of algae, causing eutrophication of surface waters and thus an important environmental problem. Based on the above, and as part of the Student Exchange promoted by the Center for Development Cooperation UPV, under the Sustainable Development Goals ODS, goal 3 (health and welfare) and goal 6 (clean water and sanitation); the present study contemplates alternative solutions for the removal of nutrients and effluent improvement of the Wastewater Treatment Plant (WWTP) "San Blas", located in the city of Tarija, Bolivia. This wastewater treatment infrastructure is also known as Wastewater Treatment Plant (WWTP) in Latin America. It has been designed for a projected population demand to the year 2050, with a flow rate of 210 l/s. It has an activated sludge biological treatment for the elimination of organic matter; however, the plant design does not consider the removal of nutrients (N and P) as part of the plant's efficiency; thus, the evaluation of phosphorus, nitrogen, heavy metals and other pollutants in the effluent is only performed on demand, when specified by environmental legislation or authority, which leaves aside a greater operational control of the plant. In view of these particularities and the current state of the receiving waters, it is necessary to contribute with improvement alternatives to enhance the efficiency of the existing facilities; based on European legislation, comply with the discharge parameters, preserve the quality of the effluent receiving body (Guadalquivir river, emblematic symbol of the city) and reduce the deterioration of the aquatic systems. In this sense, the current situation of the "San Blas" WWTP is evaluated, the characteristics of the influent and effluent waters are analyzed, and different alternatives for improvement are proposed. The study of these scenarios is carried out with the DESASS (Design and Simulation of Activated Sludge Systems) simulation software, which allows showing the current behavior and parameters that allow an adequate performance of the treatment process. These simulations take into consideration the quality set by the European Directive in comparison with the Bolivian regulations, in order to make visible a more rigorous solution in terms of discharge to sensitive áreas and to determine the most technically and economically adequate solution.