Diseño de un sistema de humedales artificiales para el tratamiento de las aguas mixtas (Descargas de Sistemas de Saneamiento Unitario) auxiliares a la depuradora de la comunidad de Colbún, Región del Maule, Chile.

Abstract

[ES] Se conoce que en Chile solo el 25% de las comunidades rurales poseen alcantarillado y solo el 10% de estas aguas son tratadas correctamente. Colbún es una comunidad de economía predominantemente agrícola ubicada en la VII Región en Chile con una población de 11.321 habitantes y una superficie de 3.06km2. Su clima de precordillera se caracteriza por tener veranos muy secos e inviernos muy lluviosos. Tanto las aguas residuales y pluviales en Colbún son recogidas por un sistema de alcantarillado mixto. Estas aguas mixtas son llevadas a una EDAR de oxidación total que en tiempos secos de verano funciona relativamente bien. Sin embargo, por lo general, las escorrentías generadas en los inviernos típicamente lluviosos de la región sobrepasan la capacidad de la EDAR, inclusive para eventos de bajo periodo de retorno.

La gestión de la planta depuradora de esta comunidad funciona bajo el esquema APR. Bajo el esquema Programa del Agua Potable Rural se fomenta con inversión y asesoría desde el Estado de Chile mediante APRs a comunidades rurales autogestionadas para la administración, operación y mantenimiento de obras hidráulicas en zonas rurales concentradas y semi concentradas desde hace más de 50 años, así como también de obras para el saneamiento. El carácter descentralizado de las APR es razón, en muchos casos, de que el tiempo de proyecto y ejecución de obras sea muy amplio y las características iniciales de proyecto varíen considerablemente cuando las obras son puestas en funcionamiento.

La EDAR construida por la APR Colbún es compacta, del tipo de oxidación total y cuenta con un tratamiento primario, secundario y terciario, así como la digestión de fangos. En el tratamiento primario posee un decantador primario y un aireador. En el tratamiento secundario lodos activados con un alto tiempo de residencia y un decantador secundario. A continuación, en la línea de agua se clora y se vierte a un canal de la zona. En la línea de fangos pasa a un digestor aireado, luego se deshidrata con una prensa para finalmente pasar a una era de secado. Los subproductos finales de la depuradora no pueden ser reutilizados: los lodos deshidratados no son más que un problema de gestión y el agua no puede ser reutilizada para riego ni reincorporarse al sistema de suministro, aunque parte es almacenada en dos lagunas adyacentes.

Estas lagunas (2) poseen un área de 6400 m2 y actualmente son refugio de aves y plantas acuáticas que son mantenidas gracias a la gestión e interés de la APR de que en las lagunas haya un nivel adecuado de agua. Antiguamente, las aguas residuales eran depuradas (lagunaje) en estas dos lagunas y actualmente en tenencia de la APR es de su interés desarrollar un proyecto para gestionar parte de las aguas de alivio durante eventos de precipitación, manteniendo aun así el hábitat que actualmente existe y potenciarlo.

Un humedal construido es un sistema que consiste en un embalse donde se optimizan procesos que encontramos en la naturaleza para tratar de forma sustentable diferentes tipos de aguas contaminadas, entre ellas las aguas mixtas. Las aguas mixtas no son más que las aguas residuales domesticas generadas en conjunto con las escorrentías que llegan al sistema del alcantarillado y son llevadas a un punto final, en este caso la EDAR de Colbún, cuyo mayor impacto se mencionó en párrafos anteriores.

Cabe menciona que una de las razones de la existencia de las APR es la falta de incentivo para la gestión, operación y mantenimiento de obras de suministro y saneamiento en zonas como Colbún. Los humedales construidos se caracterizan por generar una baja carga laboral y exigir muy poco mantenimiento, lo que los hace ideal para zonas rurales y de baja población.

Finalmente, durante más de 10 años en Chile se ha venido gestado una crisis hídrica. El Plan Nacional de Recarga de Acuíferos para la Agricultura es una de las respuestas del Estado Chileno frente a esta vulnerabilidad. Este plan incentiva la ejecución de obras para la

[EN] It is known that in Chile only 25% of rural communities have sewage and only 10% of this water is treated correctly. Colbún is a community with a predominantly agricultural economy located in Region VII in Chile with a population of 11,321 inhabitants and an area of 3.06km2. Its foothill climate is characterized by having very dry summers and very rainy winters.

Both wastewater and stormwater in Colbún are collected by a mixed sewer system. These mixed waters are taken to a total oxidation WWTP that works relatively well in dry summer times. However, in general, the runoff generated in the typically rainy winters of the region exceeds the capacity of the WWTP, even for low return period events.

The management of the treatment plant in this community works under the APR scheme. Under the Rural Potable Water Program (APR) scheme, investment and advice from the State of Chile are promoted to self-managed rural communities for the administration, operation and maintenance of hydraulic works in concentrated and semi-concentrated rural areas for more than 50 years, as well as well as sanitation works. The decentralized nature of the APR is the reason, in many cases, that the project and execution time of works is very long, and the initial project characteristics vary considerably when the works are put into operation.

The WWTP built by APR Colbún is compact, total oxidation type WWTP and has primary, secondary and tertiary treatment, as well as sludge digestion. In primary treatment it has a primary decanter and an aerator. In secondary treatment, activated sludge with a high residence time and a secondary settler. The water line is then chlorinated and discharged into a local canal. In the sludge line it passes to an aerated digester, then it is dehydrated with a press to finally move on to a drying stage. The final byproducts of the treatment plant cannot be reused: the dehydrated sludge is nothing more than a management problem and the water cannot be reused for irrigation or reincorporated into the supply system, although some is stored in two adjacent lagoons.

These lagoons (2) have an area of 6,400 m2 each and are currently a refuge for birds and aquatic plants that are maintained thanks to the management and interest of the APR that there is an adequate water level in the lagoons. Formerly, wastewater used to be treated (lagoon) in these two lagoons and currently under the ownership of the APR it is of their interest to develop a project to manage part of the relief waters during precipitation events, still maintaining the habitat that currently exists and enhance it. A Constructed or Artificial Wetland is a system that consists of a reservoir where processes found in nature are optimized to sustainably treat different types of contaminated water, including mixed waters. Mixed waters are nothing more than domestic wastewater generated together with runoff that reaches the sewage system and is taken to an end point, in this case the Colbún WWTP, whose greatest impact was mentioned previously.

It is worth mentioning that one of the reasons for the existence of the APRs is the lack of incentive for the management, operation and maintenance of supply and sanitation works in areas such as Colbún. Constructed wetlands are characterized by generating a low workload and requiring very little maintenance, which makes them ideal for rural and low-population areas.

Finally, a water crisis has been brewing in Chile for more than 10 years. The National Aquifer Recharge Plan for Agriculture is one of the responses of the Chilean State to this vulnerability. This plan encourages the execution of works to recharge aquifers through lagoons, reservoirs and aquifer recharge wells for subsequent reuse for agricultural needs. The post-occupation of these adjacent lagoons with wetlands not only means the treatment of relieved discharges, it also means water impounded on a surface with infiltration capacity in an area with high demand for wa