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Un análisis de la planta de tratamiento de aguas residuales (ptar) de ayacucho - totorilla, perú. Se explora la historia, construcción, funcionamiento y desafíos de la ptar, así como su impacto en la gestión del agua y el medio ambiente. El documento también aborda la situación de las ptar en perú y la importancia del tratamiento de aguas residuales para la sostenibilidad ambiental.
Tipo: Monografías, Ensayos
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ESTUDIANTES: BERMUDO ERASMO, Jhearis Merly CABEZAS TORRES, Juan Ángel ASIGNATRURA: ECOLOGÍA DOCENTE : Ing. Abraham David, Cruz Capcha Huanta, 02 de Diciembre 2024 Ayacucho - Perú
La Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR) Totorilla, ubicada en la región de Ayacucho, representa un proyecto crucial para la gestión sostenible de los recursos hídricos y la protección ambiental en el Perú. Diseñada para abordar el tratamiento de las aguas residuales generadas por la ciudad de Ayacucho y sus alrededores, esta instalación tiene como principal objetivo mitigar la contaminación hídrica y mejorar la calidad de vida de sus habitantes. La región de Ayacucho enfrenta serios desafíos en saneamiento y gestión de residuos líquidos debido al crecimiento urbano y la limitada infraestructura en años anteriores. En este contexto, la PTAR Totorilla es una respuesta integral para evitar que las aguas residuales sean vertidas sin tratamiento adecuado en ríos, quebradas y otros ecosistemas acuáticos. Esto no solo reduce los riesgos para la salud pública, sino también minimiza el impacto ambiental, promoviendo la sostenibilidad en el uso del agua. El diseño de la planta incorpora tecnologías modernas que permiten tratar las aguas residuales mediante procesos biológicos, físicos y químicos, asegurando que los efluentes tratados cumplan con los estándares ambientales nacionales. Estas mejoras no solo previenen la contaminación del río Alameda y otros cuerpos de agua, sino que también posibilitan la reutilización del agua tratada para actividades agrícolas y paisajísticas, optimizando los recursos hídricos en una región donde el agua es limitada. Además de sus beneficios ambientales, la PTAR Totorilla contribuye al desarrollo sostenible de Ayacucho al generar empleos locales, sensibilizar a la población sobre la importancia del saneamiento y alinear la región con las metas nacionales e internacionales de acceso al agua limpia y al saneamiento, como lo establece el Objetivo de Desarrollo Sostenible 6 de las Naciones Unidas. En conclusión, la PTAR Totorilla no es solo una infraestructura de tratamiento de aguas residuales, sino un proyecto transformador que promueve la salud pública, protege los ecosistemas locales y fomenta el uso eficiente del agua con su implementación, Ayacucho avanza hacia un modelo más sostenible, donde la gestión responsable del agua es una prioridad para garantizar un futuro mejor para sus habitantes y para el medio ambiente. OBJETIVOS GENERAL Presentar los procesos que se llevan a cabo en el interior de la planta de tratamiento de aguas Residuales de Seda Ayacucho desde una lectura del ciclo del agua en la ciudad y mostrar la relación entre esta planta y el Proyecto de Saneamiento de la laguna. Conocer las normas de seguridad necesarias durante la visita a la Planta. Conocer su principal funcionamiento y construcción del PTAR (planta de tratamiento de aguas residuales) Ayacucho. Conocer y entender paso a paso el tratamiento que es aplicado para las aguas residuales que llegan a esta planta principal de Totorilla. Conocer el terreno y los principales materiales con cual fue construir la PTAR. FUNDAMENTO TEORICO
oxígeno (DBO5) por la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales PTAR “La Totorilla” en la ciudad de Ayacucho se ve afectada por el crecimiento demográfico y el mal uso del sistema de alcantarillado por los ciudadanos como botaderos de basura, ya sea en los domicilios o los buzones recolectores. Esto trae como consecuencia que las aguas tratadas de la PTAR “Totorilla” son vertidas a las aguas del río Alameda aún con carga contaminante alta, originando un riesgo de salud ya que estas aguas son utilizadas río abajo para riego de cultivos como legumbres, hortalizas y maíz entre otros y también para uso recreacional. TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES En la mayoría de los tratamientos comúnmente utilizados para las aguas residuales, se generan lodos como resultado de la separación entre las fases sólida y líquida, mediante procesos como sedimentación, flotación, entre otros. Estos lodos suelen someterse a diversas etapas, como espesamiento, estabilización, deshidratación y disposición final. Cuando el lodo producido en los sistemas de tratamiento ha sido estabilizado previamente, se le denomina biosólido; de lo contrario, se utilizan términos como torta, lodo o sólidos. (Goncalves y Luduvice, 2000). Los lodos y biosólidos contienen los mismos tipos de microorganismos patógenos presentes en el agua residual, pero en concentraciones más altas debido a la disminución del contenido de agua mediante procesos de espesamiento o deshidratación. Su disposición directa en cuerpos receptores como suelos, fuentes de agua superficial o el mar, sin un tratamiento previo adecuado, representa un riesgo significativo para la salud humana y la biodiversidad. (KieIy, 1999). El suelo, como receptor, puede ser un medio favorable para la eliminación de patógenos debido a sus condiciones físico-químicas, especialmente en la superficie. Factores como la exposición al sol, los rayos ultravioletas, la sequedad y la competencia con microorganismos nativos suelen contribuir a su rápida destrucción. Esto representa una ventaja para la aplicación directa de biosólidos en determinados terrenos, siempre que se respeten los periodos sanitarios previos al cultivo y las distancias mínimas recomendadas. (Sanepar, 1999). Los lodos y biosólidos pueden ser aprovechados en la agricultura como fertilizantes, ya que proporcionan a los cultivos los nutrientes esenciales para su crecimiento y desarrollo. Además, ciertos biosólidos, procesados en forma de compost o tratados con cal, pueden desempeñar un papel relevante en la fertilización, contribuyendo a mejorar o mantener la estructura del suelo, estimular su actividad biológica e incluso regular su acidez (ADEME, 2001). Se calcula que aproximadamente el 40% de los biosólidos producidos en Europa por las PTAR se destinan a la agricultura, mientras que en Estados Unidos este porcentaje alcanza cerca del 50%. (JaramiIIo, 2002). EI proceso de compostaje constituye una forma viable para una mejor estabilización de biosólidos, principalmente cuando tienen limitaciones de tipo microbiológico para su uso benéfico, lo cual facilita su disposición final al poder los aplicar directamente en áreas de cultivo para incrementar producción y enriquecer o mejorar la calidad del suelo.
EI compostaje es un proceso biológico aerobio en el que la materia orgánica sufre degradación bioquímica hasta dar lugar a un producto final estable (MetcaIf & Eddy, 1997). El compostaje es una opción eficaz para el tratamiento de una amplia variedad de residuos orgánicos. Este proceso ayuda a reducir el volumen de los desechos, minimizar olores desagradables, controlar la presencia de insectos y otros vectores, eliminar patógenos gracias a las altas temperaturas generadas y reciclar nutrientes y oligoelementos beneficiosos para el suelo. Todos los métodos de compostaje se basan en los mismos principios y producen resultados similares, como dióxido de carbono, agua, minerales y materia orgánica estabilizada. Este proceso simula la fermentación natural que ocurre en el suelo, pero de forma acelerada, intensificada y controlada, llevada a cabo por microorganismos como bacterias, hongos y actinomicetos. EI compost es el producto final obtenido del proceso de compostaje y se caracteriza por ser estabilizado, inocuo, libre de sustancias fitotóxicas y con alto valor fertilizante (Costa et al., 1994). Posee la facultad de enmendar las características físicas del suelo pues contribuye a la estabilidad de las estructuras de sus agregados, gracias a la acción de la materia orgánica; aumenta su capacidad de retención de agua, lo que le confiere resistencia ante la sequía; mejora su porosidad, lo que facilita su aireación y por ende la respiración de las raíces; y aumenta la infiltración y la permeabilidad al mejorar su estructura. Desde una perspectiva química, el compost presenta numerosos beneficios. Posee una capacidad de intercambio catiónico que supera la de cualquier tipo de arcilla, además de aportar nutrientes esenciales como nitrógeno, potasio y fósforo. También suministra oligoelementos fundamentales, como hierro, manganeso, zinc, boro, molibdeno y cobre. Asimismo, favorece la solubilización de ciertos minerales presentes en el suelo, facilitando su absorción por parte de las plantas. La aplicación de compost promueve la actividad biológica del suelo al incorporar una gran cantidad de bacterias y estimular el desarrollo de microorganismos locales. Estos microorganismos son clave en la descomposición de minerales insolubles, como los fosfatos, esenciales para el crecimiento vegetal, y en la transformación del nitrógeno soluble en nitrógeno orgánico, lo que reduce la lixiviación y mejora su aprovechamiento por las plantas. El tratamiento de aguas residuales es un proceso esencial para la gestión sostenible del agua y la protección del medio ambiente. Consiste en la purificación de las aguas contaminadas provenientes de actividades domésticas, industriales y comerciales, con el objetivo de reducir los contaminantes presentes y minimizar su impacto en los ecosistemas y en la salud humana. Este tratamiento se lleva a cabo mediante una combinación de procesos físicos, químicos y biológicos, que permiten eliminar sólidos suspendidos, materia orgánica, nutrientes excesivos como nitrógeno y fósforo, metales pesados y microorganismos patógenos. Cada etapa del tratamiento está diseñada para abordar distintos tipos de contaminantes, garantizando que el agua tratada cumpla con los estándares de calidad establecidos por las normativas ambientales.
Contexto: Ayacucho, al igual que muchas ciudades de la región, ha experimentado un crecimiento poblacional y urbano en las últimas décadas, lo que ha aumentado la cantidad de aguas residuales generadas. Las aguas residuales sin tratar representan una amenaza tanto para la salud humana como para los ecosistemas acuáticos. Debido a este problema, las autoridades regionales y locales comenzaron a desarrollar proyectos para implementar una solución de tratamiento adecuado de estas aguas. Proyecto de la PTAR En conmemoración del sesquicentenario de la batalla de Ayacucho, en el 1975 se construyeron un conjunto de obras públicas, entre ellas se construyó la primera etapa de la PTAR Totora, sobre el terreno 27 Has que adjudico el Ministerio DE Agricultura a la Dirección Regional de Vivienda. La planta conformada por cámara de reja, desarenador medidor de Parshall, tanques Imhoff, lechos de secado y lagunas facultativas, que abarco un área cercana de Has, Diseñada para beneficiar a una población de cercana a 50 mil habitantes, entro en operación el año 1976. La violencia socio político que vivió Ayacucho, provoco una sobrepoblación de la ciudad por inmigrantes del interior del Departamento, generando la necesidad de ampliación de la capacidad de depuración de PTAR Totora. Los primeros años de la década de 90, comuneros de la zona invadieron el área de terreno reservada para la segunda etapa de la planta. Ante la incapacidad financiera de la EPSA de ejecutar el proyecto de ampliación, ante gestiones de las autoridades locales y de EMAPA (hoy EPSASA) 1994 – 1995, incluso del Monseñor Cipriani, se logro acceder a la cartera de proyectos de la cooperación financiera alemana KfW. La construcción de la PTAR de Ayacucho es una iniciativa impulsada por el gobierno local, regional y organismos de cooperación internacional. Este proyecto se diseñó para tratar las aguas residuales de la ciudad y sus alrededores, mejorando así la calidad de los cuerpos de agua en la región y garantizando la salud pública. Etapas de Implementación Diagnóstico y planificación : Durante esta fase, se llevó a cabo un diagnóstico de la situación de las aguas residuales en Ayacucho, identificando las necesidades de tratamiento y las mejores tecnologías disponibles para hacerlo. Esto incluyó la definición de la capacidad de tratamiento de la planta, las características del terreno y las normativas ambientales a seguir. Construcción : La construcción de la PTAR de Ayacucho implicó la edificación de infraestructuras necesarias para el tratamiento de aguas residuales, como el sistema de sedimentación, las cámaras de aireación y los sistemas de desinfección. Esta etapa también incluyó la instalación de equipos de bombeo y tratamiento biológico de las aguas. Operación y monitoreo : Una vez construida, la PTAR comenzó a operar con el objetivo de tratar las aguas residuales de la ciudad. Durante la fase de operación, se implementaron mecanismos de monitoreo para garantizar que el tratamiento cumpliera con los estándares ambientales y de calidad del agua establecidos por las autoridades nacionales e internacionales.
Impacto y Beneficios Mejora de la calidad del agua : El principal beneficio de la PTAR ha sido la mejora de la calidad del agua en los ríos y otros cuerpos de agua cercanos, lo que ha ayudado a conservar la biodiversidad y reducir la contaminación. Salud pública : El tratamiento adecuado de las aguas residuales ha disminuido el riesgo de enfermedades relacionadas con el agua, como la diarrea y otras enfermedades gastrointestinales, mejorando las condiciones sanitarias de la población. Reutilización del agua : El agua tratada de la PTAR también puede ser reutilizada en actividades agrícolas, lo que permite un uso más eficiente de este recurso valioso en una región con escasez de agua. Desafíos Mantenimiento y operación : Un reto constante para la PTAR es garantizar su buen funcionamiento y mantenimiento a largo plazo. Para ello, es necesario contar con personal capacitado y con los recursos financieros adecuados. Concientización de la comunidad : A pesar de los avances, sigue siendo importante sensibilizar a la comunidad sobre el uso adecuado de los servicios de saneamiento y el manejo responsable de las aguas residuales. Perspectivas Futuras El proyecto de la PTAR de Ayacucho tiene un impacto positivo en la región, pero con el crecimiento de la población y las nuevas demandas de tratamiento de aguas, se prevé que se necesiten ampliaciones o mejoras tecnológicas en el futuro. Las autoridades locales, en colaboración con organismos nacionales e internacionales, continuarán trabajando para asegurar que el sistema de tratamiento de aguas residuales se mantenga eficiente y sostenible. SITUACIÓN DE LAS PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES EN EL PERÚ El agua, como recurso esencial para todas las formas de vida, es limitada, vulnerable y estratégica, desempeñando un papel crucial en el desarrollo y la sostenibilidad ambiental. Sin embargo, su calidad se ve comprometida por diversos factores, entre ellos los desechos industriales y domésticos. Los desechos líquidos de origen industrial presentan una alta demanda bioquímica de oxígeno (DBO) pero bajos niveles de Fig. N°03. Encargado del PTAR explicando durante los años 2000
La Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR) "La Totora" se encuentra en la ciudad de Ayacucho, capital de la provincia de Huamanga, a una distancia de 3,5 km del óvalo de la Magdalena, en la carretera Ayacucho-Huanta. Las aguas residuales generadas en la ciudad son transportadas a través de redes colectoras y llegan a la planta por medio de un emisor principal mediante gravedad. Adicionalmente, en el sector de Santa Elena, las aguas ingresan mediante un sistema de bombeo. Actualmente, la operación de la PTAR "La Totora" está a cargo de la Empresa Prestadora de Saneamiento de Ayacucho S.A. (EPSASA), ahora conocida como SEDA AYACUCHO. Esta planta cuenta con diversos sistemas diseñados para el tratamiento adecuado de las aguas residuales. SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS SERVIDAS DE AYACUCHO Fig. N°04. PTAR – Totorilla, Ayacucho.
Compuesto por rejillas gruesas manuales y dos rejillas automáticas, diseñadas para eliminar materiales sólidos de gran tamaño como piedras, plásticos, ramas, animales muertos y trapos. 2. DESARENADORES Consta de tres unidades alargadas dispuestas en paralelo, de las cuales dos están en operación y una está reservada para una segunda etapa. Estas unidades eliminan los sólidos como arena, que posteriormente se descargan en un lecho de arena.
3. MEDICIÓN DE CAUDAL Un medidor tipo Khafagi, de registro continuo y automático, encargado de medir el caudal de aguas residuales que ingresan a la planta. Fig. N°05. PTAR – Totorilla, Ayacucho. Sistema de Tratamiento Fig. N°06. Sistema de rejas automáticas. Fig. N°07. Desarenadores. Fig. N°08. Medidor de caudal Khafagi.
Dos unidades alargadas que remueven parte de la carga orgánica y coliformes fecales.
8. LAGUNAS DE MADURACION FINAL Completa el proceso de depuración de las aguas residuales, que posteriormente serán vertidas en el río Alameda. 9. LECHOS DE SECADO Consta de doce (12) unidades equipadas con material filtrante, destinadas a la deshidratación de los lodos provenientes de los tanques Imhoff. Fig. 11. Presedimentadores Fig. 12. Lagunas de maduración Fig. 13. Lagunas de maduración final
La ciudad de Ayacucho, al igual que otras localidades en Perú, experimenta un alto crecimiento demográfico, lo que, sumado a la falta de una política de ordenamiento territorial, representa uno de los principales problemas ambientales. Este incremento poblacional afecta la capacidad de la PTAR “La Totora” para eliminar bacterias coliformes fecales (BCF) y reducir la demanda bioquímica de oxígeno (DBO5), ya que el volumen de agua a tratar aumenta continuamente. A esta problemática se suma el uso inadecuado del sistema de alcantarillado por parte de los ciudadanos, quienes lo utilizan como vertedero de residuos sólidos, tanto desde los hogares como en los buzones recolectores. Esto se debe, en gran medida, a la falta de educación ambiental y a la limitada concienciación sobre la conservación del agua. Como consecuencia, las aguas tratadas por la PTAR “La Totora” aún contienen una carga contaminante al ser descargadas en el río Alameda. Esto genera un riesgo para la salud, ya que dichas aguas son utilizadas aguas abajo para el riego de cultivos como hortalizas, legumbres y maíz, así como para actividades recreativas. Dado que los efluentes de las PTAR se destinan en gran medida al riego agrícola y de áreas verdes recreativas, es fundamental garantizar el cumplimiento de ciertos parámetros de calidad del agua. Los Estándares de Calidad Ambiental (ECA) vigentes para cuerpos de agua en Perú están establecidos según su tipo de uso y se clasifican en las siguientes categorías: Categoría 1: Uso poblacional y recreacional. Categoría 2: Actividades marino-costeras. Categoría 3: Riego de vegetales y consumo de animales. Categoría 4: Conservación del ambiente acuático. A continuación, se presentan los Límites Máximos Permisibles (LMP) de los parámetros principales sobre los cuales las plantas de tratamiento de aguas residuales municipales tienen impacto. Tabla N°01. Límites máximos permisibles de coliformes fecales (LMP) de los principales Fig. 14. Lechos de secado
Temperatura: Influye en la solubilidad del oxígeno y, por ende, en los organismos vivos, las reacciones químicas y bioquímicas. Aumentos significativos en la temperatura pueden indicar contaminación térmica. DBO: Indica el oxígeno requerido por microorganismos para descomponer materia orgánica. Altos valores reflejan mayor contaminación. Organismos patógenos: Los microorganismos presentes en el agua, provenientes de residuos humanos, pueden causar enfermedades. La presencia de bacterias coliformes es un indicador de contaminación fecal y, por lo tanto, de posibles patógenos. IMPACTO AMBIENTAL DEL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES Impactos positivos: Menor acumulación de materia orgánica en los ríos. Reducción de la carga microbiológica en los cuerpos receptores. Conservación de ecosistemas y biodiversidad. Impactos negativos: Contaminación de aguas subterráneas por residuos no eliminados. Acumulación de elementos tóxicos en cultivos si las aguas industriales no son tratadas previamente. Emisión de malos olores en algunas plantas de tratamiento. Deterioro del suelo debido a la salinización o saturación de agua por inadecuado filtrado o drenaje. MATERIALES Y EQUIPOS La visita a una Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR) requiere el uso de materiales y equipos adecuados para garantizar la seguridad de los visitantes, cumplir con las normas de higiene, y permitir una observación efectiva de los procesos. Aquí se detalla el equipo necesario: Equipos de protección personal (EPP): Gafas de seguridad: Protegen los ojos de posibles salpicaduras de líquidos o partículas en suspensión. Guantes resistentes: Específicos para evitar el contacto con sustancias químicas o lodos. Mascarilla o respirador: Para prevenir la inhalación de gases o malos olores, especialmente en áreas cerradas. Herramientas y materiales útiles: Cuaderno de apuntes y bolígrafo: Para anotar observaciones y datos relevantes. Cámara fotográfica o teléfono con cámara (si está permitido): Para documentar procesos o instalaciones. Botella de agua: Mantenerse hidratado durante la visita.
Normas a seguir: Respetar las indicaciones del personal de la planta. Evitar el contacto directo con agua residual o lodos. Mantenerse en las áreas designadas para visitantes. No ingerir alimentos ni bebidas durante la visita. Estas medidas y equipos no solo garantizan la seguridad, sino que también permiten una experiencia informativa y ordenada en la visita a la PTAR. PROCEDIMIENTO El procedimiento para visitar una Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR) debe seguir una serie de pasos para garantizar la seguridad, el cumplimiento de normativas y una observación adecuada de los procesos. A continuación, se describe un procedimiento general que se debe seguir: Preparación previa a la visita: Obtener permisos: Asegúrese de contar con la autorización de la administración de la PTAR. Esto puede requerir la programación de la visita con antelación. Revisión de la normativa interna: Familiarícese con las normas de seguridad, procedimientos y regulaciones internas de la PTAR. Pregunte si hay restricciones para el acceso a ciertas áreas. Confirmar la disponibilidad de personal capacitado: Asegúrese de que haya personal especializado disponible para guiarlos y proporcionar explicaciones sobre los procesos de tratamiento. Llegada a la PTAR: Registro de entrada: Regístrese en la entrada de la planta. Algunos lugares requieren que los visitantes dejen una identificación. Revisión de equipos de protección personal (EPP): Verifique que todos los miembros del grupo cuenten con el equipo de protección necesario (casco, guantes, botas, gafas, mascarilla, etc.). Asignación de un guía o instructor: En la mayoría de las plantas, se asignará un personal que guiará la visita y proporcionará explicaciones sobre las instalaciones y los procesos. Durante la visita: Seguir las instrucciones de seguridad: Respete las normas de seguridad indicadas por el personal de la PTAR. Manténgase en las áreas designadas y no se acerque a zonas de riesgo (por ejemplo, tanques de químicos, áreas de lodos). Observar los procesos de tratamiento: A lo largo de la visita, observe las diferentes etapas del tratamiento de aguas residuales, como la sedimentación, filtración, tratamiento biológico, y la disposición final de los lodos.
la calidad del suelo. Estos riesgos deben ser cuidadosamente gestionados para evitar efectos adversos en la salud pública y el medio ambiente. BIBLIOGRAFIA Alférez Rivas, L. E., & Nieves Pimiento, N. (2019 ). Plantas de tratamiento de aguas residuales (PTAR): impacto ambiental esperado e impacto ambiental provocado. Caribeña de Ciencias Sociales. https://www.eumed.net/rev/caribe/2019/06/tratamiento-aguas-residuales.html Gian Paolo Dáguer G.(2003) Gestión de Biosólidos en Colombia. Revista Acodal 202 Goncalves, R.F. y Luduvice, M., (2000) “Alternativas de minimizacao da producto e desaguamento de lodo de esgoto", en: Impacto ambiental do uso agrícola do lodo de esgoto. Embrapa Meio Ambiente, 312 pp Kiely, G.,(1999) Ingeniería ambiental. Fundamentos, entornos, tecnologías y sistemas de gestión, Mc Graw- Hill / interamericana de España, S.A., Vols. I, II Y III, 1331 pp. Sanepar,( 19999 Reciclagem de biosólidos. Transformando problemas em solu/ões, Companhia de Saneamento do Paraná – Sanepar , editado por el Ministerio de Ciencia y Tecnología, Finep, CNPQ y Capes, Curitiba, Brasil, 300 pp. Jaramillo, L.A., (2002) “ Visión integral de los biosólidos. En: taller de biosólidos"., Bogotá, abril. Metcalf & Eddy (1997) Ingeniería de aguas residuales. Tratamiento, vertido y reutilización, México, Mc Graw-Hill.
Fig. N°15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22 y 23. Visita al PTAR Totorilla, Ayacucho -2024.