Lagunas de maduracin INTRODUCCIN Las lagunas de maduracin tienen como objetivo primordial la eliminacin de bacterias patgenas. Estas lagunas operan siempre al menos como lagunas secundarias, es decir, como minimo el agua residual ha pasado otro tratamiento antes de ser introducida en ellas. La secuencia ms habitual es la de laguna anaerobia seguida de laguna facultativa y por ltimo de laguna de maduracin, si bien hay distintas variaciones sobre este esquema general, y muy a menudo se instala ms de una laguna de maduracin. A veces se construyen lagunas de maduracin como etapa final del tratamiento de otros sistemas de depuracin, como fangos activados, con lo que sustituyen a la cloracin, que suele ser el mtodo ms comn de desinfeccin en estos sistemas.

Adems de su efecto desinfectante, las lagunas de maduracin cumplen otros objetivos, como son la nitrificacin del nitrgeno amoniacal, cierta eliminacin de nutrientes, clarificacin del efluente y consecucin de un efluente bien oxigenado. TRATAMIENTO EN LAGUNAS DE MADURACION

En cuanto a su aspecto fisico, las lagunas de maduracin son muy similares a las facultativas, y en muchas ocasiones tienen incluso el mismo tamao y profundidad.

Foto 7.1. Efluente de una laguna de maduracin (cortesa de TRAGSA)

Debido a que la alimentacin de estas lagunas presenta un alto grado de estabilizacin de la materia orgnica, la demanda de oxigeno disuelto es mucho menor que en las facultativas, y la fotosntesis y aireacin superficial permiten obtener un ambiente aerobio en toda la columna de agua (Dinges, 1982; Mara, 1976; W. H. O., 1987). A continuacin veremos los factores que influyen sobre los distintos aspectos de la depuracin alcanzada en este tipo de lagunas.

Eliminacin de patgenos

Como veamos en el captulo dedicado al agua residual, las bacterias coliformes se utilizan como indicadores de la calidad del agua desde el punto de vista de su contaminacin por microorganismos patgenos, es decir, causantes de enfermedades. Su eliminacin en las lagunas de maduracin se debe a la accin combinada de varios factores, que en conjunto crean unas condiciones muy desfavorables para su supervivencia (Bowles y col., 1979). Los factores que afectan a la desaparicin de microorganismos patgenos en las lagunas de maduracin pueden dividirse en las categoras siguientes:

TABLA 7.1

Factores que influyen en la eliminacin de patgenos en lagunas de maduracin

Fsicos: La temperatura y sedimentacin son los dos factores ms importantes (Gannon y col., 1983). La sedimentacin consiste en la incorporacin al fondo de la laguna de agregados de microorganismos, debido a que su peso especfico es mayor que el del agua. Una vez que se produce su depsito en el fondo, estos agregados son atacados por bacterias que se desarrollan en la capa de fango, y finalmente desaparecen. Como ocurre con todos los procesos biolgicos, la temperatura es un factor muy importante en la velocidad de desaparicin de microorganismos patgenos. La velocidad de eliminacin de patgenos aumenta con la temperatura (Lantrip, 1983). Por tanto, la eficacia en la reduccin de patgenos es mxima durante los meses de verano.

Fsico-qumicos: La salinidad del agua, pH, concentracin de oxigeno disuelto e intensidad de la luz solar son los factores fsico-qumicos ms influyentes.

El tiempo de supervivencia de los microorganismos patgenos vara inversamente con la salinidad del medio (Mitchell y Chamberlin, 1978). Puesto que las lagunas de maduracin son la ltima etapa del tratamiento, la evaporacin en estas lagunas y en las etapas anteriores determina un aumento en la concentracin de sales que resulta beneficioso desde este punto de vista. Sin embargo, este aumento de salinidad puede ser perjudicial si el efluente va a utilizarse en riegos.

La eliminacin de patgenos aumenta con el pH de la laguna. Como veamos en el captulo anterior, la actividad del fitoplancton da lugar a un aumento del pH, mientras que la actividad metablica de las bacterias genera CO2 que provoca una descenso en el pH. Puesto que en las lagunas de maduracin la carga orgnica es muy baja, se produce una generacin muy escasa de CO2. Por otra parte, la actividad fotosinttica suele ser bastante elevada, por lo que globalmente se suele apreciar un aumento de pH con respecto a las lagunas facultativas, que se traduce en un medio ms desfavorable para la supervivencia de los microorganismos patgenos (Mitchell y Chamberlin, 1978). La presencia de oxigeno disuelto, y sobre todo el efecto de choque del paso entre lagunas facultativas con concentraciones bajas o moderadas de oxigeno a lagunas de maduracin con concentraciones elevadas, da lugar a un aumento en la velocidad de eliminacin de patgenos (Kott, 1982). Uno de los principales factores es la intensidad de la luz (Kapucinski y Mitchell, 1981; Krinsky, 1977; Sieracki, 1980). La eliminacin de patgenos es mucho ms rpida en presencia de luz, por lo que debe evitarse la construccin de lagunas de maduracin profundas en las que buena parte de la columna de agua se encuentra en la oscuridad. Por la misma razn, la eliminacin de patgenos es mucho ms eficaz en das despejados, especialmente al comienzo del verano, cuando la duracin del da es mxima.

Factores bioqumicos. La concentracin de nutrientes, presencia de compuestos txicos y predadores son los principales factores bioqumicos implicados en la eliminacin de patgenos.

La limitacin en nutrientes es un factor muy importante, no slo por su efecto directo sobre la posibilidad de crecimiento de los microorganismos patgenos, sino por la competencia con otros microorganismos mejor adaptados que aquellos al medio (Mitehel y Chamberlin, 1978; Dutka y Kwan, 1983). La escasa concentracin de materia orgnica en estas lagunas constituye un serio obstculo para la supervivencia de los microorganismos hetertrofos como los que se pretende eliminar en esta etapa del tratamiento (bacterias, protozoos y hongos).

Las algas secretan sustancias txicas que afectan a los microorganismos patgenos, algunas de ellas muy activas en presencia de la luz (Mitchell y Chamberlin, 1978).

Por ltimo, la presencia de predadores como protozoos, bacterifagos, microcrustceos y rotferos da lugar a una fuerte reduccin en las bacterias patgenas (Dinges, 1982).

Nitrificacin Aunque la conversin biolgica de nitrgeno amoniacal a nitratos puede iniciarse en las lagunas facultativas cuando la concentracin de oxigeno disuelto es suficientemente elevada, el medio aerobio propio de las lagunas de maduracin es mucho ms adecuado para el desarrollo de las bacterias nitrificantes. Esta conversin tiene gran importancia para impedir el acceso del nitrgeno amoniacal a cursos de agua receptores donde puedan tener efectos txicos sobre la fauna (muchos peces presentan una tolerancia muy baja a la presencia de amoniaco en el agua) (U. S. Envronmental Protection Agency, 1984).

Por otra parte, aunque las oscilaciones de oxgeno disuelto durante el da son menos acusadas que en las lagunas facultativas, tambin se producen descensos durante la noche. Cuando estos descensos dan lugar a concentraciones nulas de oxigeno se inicia el ciclo nitrificacin-desnitrificacin, que conduce a una prdida neta de nitrgeno hacia la atmsfera. Con este fenmeno se consigue una reduccin neta de nutrientes, con efectos beneficiosos para los cursos de agua donde vaya a verterse el efluente final. Reduccin de nutrientes

El descenso en la concentracin de nutrientes solubles observado en las lagunas de maduracin se debe fundamentalmente al consumo por el fitoplancton, posible desnitrificacin durante la noche y a la precipitacin de sales insolubles de fsforo que se incorporan al sedimento.

Adems de los efectos principales de las lagunas de maduracin recogidos en este captulo, estas lagunas pueden suplir en parte el mal funcionamiento de las lagunas facultativas, permitiendo as obtener un efluente de calidad aceptable durante pocas del ao en las que la depuracin es muy lenta, o ayudando a absorber puntas de carga y caudal. Aunque esto no es el objetivo para el que se construyen las lagunas de maduracin, puede resultar muy conveniente su presencia ante situaciones excepcionales. Por otra parte, las lagunas de maduracin garantizan que el efluente final va a contener una cantidad aceptable de oxgeno disuelto durante todo el ao, especialmente en situaciones de sobrecarga.

Finalmente, otro efecto de las lagunas de maduracin es la clarificacion del efluente, sobre todo cuando se cuenta con varios mdulos en serie. Este efecto se consigue debido a la sedimentacin de las algas, presencia de predadores como la pulga de agua y el empobrecimiento del agua en nutrientes que impide nuevos crecimientos de microorganismos.