saneamiento y depuracion de aguas … · sifones ..... 15 2.4.5. bombeos ... el diseño de la red...
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SANEAMIENTO Y DEPURACIONDE AGUAS RESIDUALES EN^
PEQUENOS NUCLEOS RURALES
PRINCIPADO DE ASTURIAS^,^^^^ ^ ^ ^„^>r, ^„«„„^w .
CONSEIERIA DE LA PRESIDENCIA
AGENCIA DE ^1ED10 A\161ENTE
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INDICEPágs.
PRESENTAC ►ON .................................................................................................................................. 3
L INTRODUCCION ............................. ............................................................................................ 3
2. SANEAMIENTO ............................................................................................................................. 4
2.1. Su función ................................................................................................................................ 42.2. Sistemas unitario y separativo .............................................................................................. 42.3. Tipos de redes ......................................................................................................................... 6
2.3.I. Caso 1 ......................................................................................................................... 72.3.2. Caso [I ........................ ............................................................................................... 82.3.3. Caso III ...................................................................................................................... 82.3.4. Caso IV ...................................................................................................................... 92.3.5. O[ros casos ................................................................................................................ 9
2.4. Elementos que cons[ituyen los sistemas de saneamiento .................................................. 9
2.4.1. Conducciones ............................................................................................................ 9
2.4.2. Pozos de registro ...................................................................................................... 13
2.4.3. Cámaras de descarga ............................................................................................... 14
2.4.4. Sifones ........................................................................................................................ 15
2.4.5. Bombeos ..................................................................................................................... 16
2.4.6. Acome[idas domiciliarias .. ....................................................................................... 18
2.4.7. Sumideros ................................................................................................................... 19
3. DEPURACION DE LAS AGUAS RES[DUALES ..... .............................................................. 19
3.1. Planteamiento del problema ........... ....................................................................................... 193.2. Características de las aguas residuales domésticas ....... ..................................................... 203.3. Limitaciones a los vertidos en la red ...... ............................................................................. 213.4. Indicadores ..... ......................................................................................................................... 213.5. Población equivalente ............................................................................................................. 223.6. Tratamientos de las aguas residuales .... ............................................................................... 223.7. Evacuación de efluen[es ............... .......................................................................................... 253.8. Elementos que consti[uyen los sistemas de depuración ........ ............................................. 26
3.8.1. Rejillas ................ ...................................................................................................... 263.8.2. Separadores de grasas' ............................................................................................ 273.8.3. Areneros ......... .......................................................................................................... 283.8.4. Fosas sép[icas ... ...................................................................................................... 283.8.5. Tanques decantadores-digestores ....... ................................................................... 313.8.6. Filtros biológicos ..................................................................................................... 333.8.7. Fangos activados .... ................................................................................................ 343.8.8. Sistemas de infiltración en el terreno ....... ............................................................ 373.8.9. Zanjas filtrantes . ..................................................................................................... 373.8.10. Pozos filtrantes ...................................................................................................... 37
3.9. Propues[a de soluciones ........................ ................................................................................. 39
3.9.1. Pequeños núcleos rurales . ........................................................................................ 393.9.2. Saneamiento individual ........ ..................................................................................... 40
4. CONSIDERACIONES PARTICULARES SOBRE EL PROBLEMA DE LOS VERTIDOSDE ESTABULACION ............................................................................................................. 41
4.1. Planteamiento del problema .................................................................................................. 41
4.2. Tipos de estercoleros .............................................................................................................. 41
4.3. Problemas de la depuración de vertidos de estabulación .................................................. 44
4.4. Propuesta de ac[uación .......................................................................................................... 44
4.4.1. Estercoleros ................................................................................................................ 454.4.2. Depuración individual de efluen[es de estabulación ............................................. 454.4.3. Vertidos de es[abulación a la red de saneamiento ............................................... 46
5. COSTES DE SANEAMIENTO Y DEPURACION .................................................................. 46
5.1. Costes de saneamien[o ........................................................................................................... 46
5.2. Costes de depuración ............................................................................................................. 475.3. Ejemplos .................................................................................................................................. 49
5.3.1. Ejemplo n.° 1 ............................................................................................................. 495.3.2. Ejemplo n.° 2 ............................................................................................................. 54
SANEAMIENTO Y DEPURACION DE AGUASRESIDUALES EN PEQUEÑOS NUCLEOS
RURALES
PRESENTACION
Tras la edición por parte de la Agencia de Medio Ambientedel Principado de Asturias del folleto «Manual de saneamientoi^ depuración en e/ medio rural de Asturias», el Servicio deExtensión Agraria decidió dar los pasos oportunos para laedición de parte de la obra citada co^no Hoja Divulgadora.
Las facilidades dadas por la Agencia de Medio Ambienteasturiana han permitido que hoy vea la luz esta interesanteHoja Divulgadora.
Desde aquí querernos hacer público nuestro agradecirniento adicha institución, que con su disposición inicia un rnodelo decolaboración que sin duda ha de aplicarse en el futuro.
1 . INTRODUCCION
En el enfoque integral del problema de la salud pública, quedebe animar las acciones que en este campo se acometen en unasociedad avanzada, cobra especial relevancia la atención a lossistemas de recogida y eliminación de aguas residuales, ya quea este respecto existen unas graves deficiencias en la mayoría delos pequeños núcleos rurales del territorio nacional.
Es indudable que cualquier intento de mejora de las condicio-nes de saneamiento de los núcleos rurales debe afrontarse dentrodel marco de las técnicas elaboradas por los diversos organis-mos implicados en este asunto.
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La legislación aplicable a los sistemas de recogida, depura-ción y evacuación de las aguas residuales de pequeños núcleosrurales se concretan en las disposiciones siguientes:
- Ley de Aguas (Ley 29/1985, de 2 de agosto, publicada enel «B. O. E.» de 8 de agosto de 1985).
- Real Decreto 849/ 1986 que aprueba el Reglamento delDominio Público Hidráulico.
- La legislación de la CEE en lo referente a los niveles decalidad de las aguas continentales.
- Las disposiciones que a este respecto se den en lasdistintas Comunidades Autónomas.
2. SANEAMIENTO
2.1 . Su función
La función de un sistema de saneamiento es recoger las aguasresiduales y conducirlas al punto en que se produce su evacua-ción que debe estar precedido de una depuración. Es importanteaislar tales aguas del contacto humano para evitar molestias ydisminuir los riesgos de enfermedades.
2.2. Sistemas unitario y separativo
El sistema separativo es una red de saneamiento por la quecirculan únicamente las aguas residuales, excluyéndose las plu-viales; éstas últimas pueden ser recogidas por medio de otra red,o bien permitir su escurrimiento por el sistema de drenajesuperficial (cunetas, riegas, regatos, etc.).
El sistema unitario es una red de saneamiento en la quecirculan aguas residuales y aguas de lluvia por las mismasconducciones.
Los sistemas unitarios tienen el inconveniente de que obligana poner conducciones de mayores dimensiones, a la vez queaumentan el caudal a tratar en la estación depuradora. En losnúcleos en que la proporción de viales que se encuentra asfalta-
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da es pequeña, los sistemas unitarios tienen el inconveniente deincorporar a la red de saneamiento grandes cantidades dearrastres, originando atascos que pueden Ilegar a inutilizartotalmente la red.
Fig. 2.--Sistema separativo sin recogida de aguas pluviales.
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Es frecuente que en un núcleo que posea únicamente recogidade aguas residuales se realicen trabajos de pavimentación queexijan el establecimiento de un sistema de recogida de aguaspluviales. En general, deberá evitarse la conexión del nuevosistema con el de aguas residuales, que normalmente no estarádiseñado para recibir tales caudales.
2.3. Tipos de redes
Una red de saneamiento debe recoger las aguas residuales detodas las edificaciones del núcleo y evacuarlas fuera del mismo.Por lo general, estas aguas residuales se eliminan por vertido acursos de agua o por infiltración en el terreno. En cualquier casoes necesario realizar una depuración previa.
De lo anterior se desprende que normalmente será necesarioreunir todas las aguas residuales en un solo punto para procedera su depuración. Una red de saneamiento es, por tanto, un traje«a medida» que depende de una gran variedad de condicio-nantes.
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Una cuestión importante es que en la red de saneamiento lasaguas deben circular por gravedad por efecto de la pendiente delas conducciones y, salvo que sea imprescindible, debe evitarseel bombeo de las aguas residuales.
El diseño de la red deberá ser coherente con las previsionesdel planeamiento vigente.
En lo sucesivo denominaremos colector a la conducciónprincipal que recoge las aguas de otras conducciones secunda-rias que denominaremos alcantarillas.
La cuestión que se plantea ahora es cómo proceder de formaordenada para diseñar la red de saneamiento de un núcleo. Paraello distinguiremos varios casos:
2.3.1. Caso I
Existe un punto bajo donde se puede realizar la recogida detodas las aguas residuales para proceder a su depuración yposterior vertido a un curso de agua o alternativamente a suinfiltración en el terreno. Este es el caso más frecuente, y en élprocederemos del siguiente modo:
Fig. 4.-Sobrexcavación por contrapendiente.
- Se traza un colector que una el punto de reunión final(punto más bajo) con el más alto del núcleo, de forma que
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discurra siempre con pendiente hacia el punto final. Debe procu-rarse aprovechar los viales y recoger las aguas del mayornúmero posible de viviendas. Cuando la pendiente de un vial seacontraria a la de la conducción, se profundiza la excavaciónhasta conseguir la pendiente adecuada. Salvo que sea imprescin-dible, no es recomendable superar los cuatro metros de profun-didad de zanja.
- Una vez trazado el colector principal se determinan laszonas del núcleo que han quedado sin servicio. En tales zonasse procede a diseñar alcantarillas que recojan las aguas residua-les y las conduzcan a] colector principal.
- Seguidamente se delimitan las zonas que han quedado sinservicio, y para cada una de ellas se procede al diseño de una redque recoja las aguas en el punto más bajo de la zona. Acontinuación se diseña una conducción desde el citado puntohasta el más cercano, que esté más bajo, de la red previamentediseñada.
- Una vez realizado el diseño de la red, de forma que todaslas edificaciones tengan servicio, debe repasarse cuidadosamentetoda la red para intentar reducir la longitud de las conduccionesy la incidencia sobre bienes y servicios.
2.3.2. Caso II
Resulta imposible, o muy oneroso, reunir todas las aguasresiduales en un solo punto bajo, por causa de barreras topográ-ficas.
En este caso habrá que optar entre diseñar varias redes desaneamiento totalmente independientes o proyectar una soluciónque las reúna (bombeo, túnel, etc.).
2.3.3. Caso III
Existe una gran dispersión de ]a edificación.En este caso habrá que optar por diseñar diversos subsiste-
mas que agrupen la mayor parte de la población, dentro de unoslímites razonables; para las viviendas aisladas se recurre asoluciones individuales.
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2.3.4. Caso I V
Existe un punto bajo en que se pueden reunir las aguasresiduales y proceder a su depuración, pero no existen posibili-dades de evacuación del efluente por vertido o infiltración.
En este caso habrá que proceder a bombear las aguas resi-
duales hasta una nueva ubicación de la depuradora, o bombear
las aguas depuradas hasta el punto de posible evacuación máspróximo.
2.3.5. Otros casos
Podrían presentarse muchos otros casos, incluso casos mix-tos en que distintas zonas del mismo núcleo requieran solucionesdiferentes; no obstante, puede considerarse que las excepcionesal procedimiento general descrito en el Apartado 2.3.1. sonescasas y deben considerarse de forma individualizada.
2.4. Elementos que constituyen los sistemas desaneamiento
Una red de saneamiento está formada por diversos elementosque pasamos a describir a continuación. No se incluye eldimensionamiento o los detalles constructivos de los distintoselementos, que pueden consultarse en múltiples publicaciones.En particular es recomendable consultar la Norma Tecnológicade la Edificación ISA «Alcantarillado».
2.4.1. Conducciones
Las conducciones suelen ser circulares, aunque para grandescaudales se disponen ovoides; para el tamaño de núcleos quenos ocupa serán normalmente circulares.
Las conducciones deben estar enterradas, con un recubri-miento mínimo por encima de la generatriz superior a 70 cm.Podrán ser de hormigón, fibrocemento o plástico; se asentaránsiempre sobre una capa de arena bien compactada de ] 0 cm deespesor, con el tipo de juntas que requiera cada tipo de material.
En el caso de que se atraviesen áreas sometidas a fuerte^,
y
Fig. 5.-Conducción cn zanja normal.
cargas la conducción debe protegerse. Lo más frecuente esrealizar un refuerzo de hormigón en masa que garantice unespesor de 30 cm de hormigón sobre la generatriz superior de laconducción.
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Fig. 6.-Conducción rcforzada con honnigón.
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a ae n^L.
Las juntas deberán ser estancas, para lo cual se realizará unaprueba por tramo. Esta prueba se realizará ]lenando de aguacada tramo y comprobando que no existen pérdidas durante unperíodo de media hora.
Las juntas de las tuberías de hormigón se han ejecutadotradicionalmente con una rosca de mortero. Con este tipo dejunta es dificil conseguir una buena estanquidad, por lo quedeben evitarse este tipo de juntas si no se puede garantizar superfecta ejecución.
No se instalarán conducciones de diámetros menores de 30cm. En el caso de pequeños núcleos rurales todas las conduccio-nes serán normalmente de 30 cm de diámetro.
Las redes estarán formadas por tramos rectos y en los puntosde entronque se instalará siempre un pozo de registro.
En general deben evitarse pendientes menores del cinco pormil (5 %o) y mayores del treinta por mil (30 %o), pues laspendientes muy bajas presentan problemas de sedimentacionesy las muy altas originan velocidades excesivas que puedencausar graves deterioros en las conducciones.
Fig. 7.-Pendientc muy pequeña,MAL
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Debe procurarse que las conducciones queden a una cota talque todas las viviendas puedan desaguar en ellas, pero puedeocurrir que instalaciones situadas en sótanos se vean obligadas
Fig. 8.-Pendiente adecuada,BIEN
Fig. 9.-Pendiente excesiva,MAL
a establecer un sistema de bombeo para poder acceder a la redde saneamiento. En cualquier caso, las conducciones de sanea-miento deberán estar siempre a una cota inferior a las conduc-ciones de abastecimiento de agua.
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Fig. 10.-Pendien[e adecuada,BIEN
2.4.2. Pozos de registro
Los pozos de registro cumplen las siguientes funciones:
- Limitan tramos rectos de conducción y permiten su lim-pieza.
Fig. 1 I. Pozo de registro en cambio de dirección.
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- Permiten disminuir las pendientes en el caso de viales dependientes excesivas.
- Sirven para entroncar distintos colectores.
Las dimensiones de los pozos deben ser suficientes parapermitir libertad de movimiento a los empleados encargados desu mantenimiento.
Deberán disponerse pozos de registro:
- En toda intersección de colectores.- En el comienzo de un colector.- En tramos rectos, al menos cada 50-70 m.- En cambios de pendiente, sección, alineación o material
de la conducción.
Fig. 12.-Pozo de registro de colectores.
2.4.3. Cámaras de descarga
Las cámaras de descarga automática tienen por misión ase-gurar la inyección en el colector, en forma brusca, de una ciertacantidad de agua.
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La descarga se realiza por medio de un sifón y ocurre cuandoel agua alcanza el nivel superior del mismo. La frecuencia de ladescarga se gradúa mediante una llave que regula una tomaconectada a la red de abastecimiento.
Fig. 13.-Cámara dc descarga.
Normalmente se utilizan cámaras con una capacidad dedescarga de 600 litros, que se regulan para que realicen unadescarga diaria.
Estas cámaras se disponen cuando, por tratarse de un tramode cabecera o de un tramo con una pendiente muy pequeña,existan sospechas de que puedan producirse depósitos.
2.4.4. Sifones
Cuando el trazado de un colector deba salvar un punto bajo,se proyecta lo que se denomina un sifón invertido. Este elementosupone una excepción en la red de saneamiento, pues éstafunciona en lámina libre (sin llenar la conducción), mientras queen el caso del sifón resulta necesario que la conducción entre encarga (sección llena) para poder salvar el obstáculo.
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En ocasiones, como en la figura adjunta, se prolonga la partecentral del sifón para facilitar la limpieza.
Los sifones originan con frecuencia problemas de manteni-miento, por lo que sólo deben proyectarse cuando no sea posibleotra solución.
Fig. 14.-sifón.
2.4.5. Bombeos
Anteriormente se ha indicado que debe evitarse, en la medidade lo posible, bombear las aguas residuales; aun así se presentanocasiones en que resulta imprescindible bombear al menos unaparte de las mismas. Es el caso típico de muchas poblacionescosteras en las que el punto de recogida final de parte de la redse encuentra situado a cota más baja que la estación depura-dora.
En el diseño de una estación de bombeo deben tenerse encuenta los siguientes aspectos:
1.°) Las aguas residuales contienen en ocasiones elementossólidos (papeles, trapos, etc.) que será necesario eliminar para
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evitar daños a los equipos de bombeo; por ello debe colocarscal menos una rejilla de barras con una separación entre ellas dc3 cm.
Fig. I5.-F.staci^n de humbco.
2.°) Se proyectará un depósito en el que se reciban las aguasresiduales desde el que se bombean.
Las bombas pueden ser sumergidas o pueden estar instaladasen una cámara separada del depósito de aguas residuales poruna pared.
3.°) E1 arranque y parada de las bombas se activan median-te diversos mecanismos (que pueden ser de flotador) que paranla bomba cuando el nivel llega a un mínimo y la arrancancuando llega a un máximo.
4.°) El depósito no debe ser demasiado grande para que nose prescnten fenómenos de putrefacción, ni demasiado pequeñopara evitar continuos arranques y paradas en las bombas.
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5.°) Debe instalarse un grupo electrógeno capaz dc asegurarel servicio en caso de interrupción del suministro eléctrico.
2.4.6. Acometidas domiciliarias
Las acometidas domiciliarias son los elementos que conectanel saneamiento de cada vivienda con el colector o alcantarillamás cercano. Las acometidas pueden ser de muy diversos tipos,pero en cualquier caso es recomendable que cumplan las si-guientes condiciones:
Fig. 16.-Acometida domiciliaria.
- Existencia de una arqueta de acometida adosada a cadavivienda en la salida de la tubería de saneamiento de la vivienda.La arqueta tendrá unas dimensiones de 0,40 x 0,40 m.
- La tubería que saliendo de la arqueta citada anteriormen-te entronque con el colector tendrá un diámetro de 15 cm y unapendiente mínima de 20 %o. E1 entronque con la conducciónprincipal debe realizarse mediante una pieza especial (por ejem-plo, una pieza en T) siempre que sea posible; en caso contrarioel entronque se recubrirá con un macizo de hormigón en masade 30 cm de longitud.
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Siempre. que existan pozos de registro cercanos, las acometidas domiciliarias se conectarán a ellos en vez de hacerlo directamente a la alcantarilla.
2.4.7. Sumideros
Los sumideros son elementos que recogen el agua de ]luvia ode riego de las calles y la conducen a la red. Están constituidosnormalmente por una boca de admisión y un pequeño pozo pararetcnción de sólidos; en ocasiones la conexión con la red sc hacemediante un cierre hidráulico para evitar los malos olores.
En los casos a que se refiere este manual, la escasa superficiede las zonas pavimentadas hace que el agua superficial circulcmuy cargada de arenas; ello podría obligar a la necesidad dcuna limpieza continua de los sumideros, por lo que su instala-ción debe hacerse con sumo cuidado.
3. DEPURACION DE LAS AGUAS RESIDUALES
3.1 . Planteamiento del problema
La naturaleza posee sus propios medios de depuración, peroel constante crecimiento de las aglomeraciones humanas haoriginado un desequilibrio entre el volumen de vertidos y lacapacidad natural de autodepuración, inutilizando totalmentepara el aprovechamiento humano muchos de nuestros cursos deagua. Ello obliga a la adopción de medidas para mejorar lacalidad de los vertidos, procediendo a su depuración.
En los apartados siguientes se describen los elementos técni-cos de depuración que son aplicables a los casos de pequeñosnúcleos. Debe destacarse que, en los casos que nos ocupan, setrata de comunidades de recursos económicos muy escasos parahacer frente a la construcción y, sobre todo, al mantenimientode estaciones depuradoras de manejo complicado. Por estarazón, en la elección de la solución debe tenderse a la adopciónde los métodos más sencillos de entre los que se considerenadecuados.
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COMPOSICION TIPICA DE AGUAS RESIDUALES DOMESTICASNO TRATADAS
(Todos los valores excepto los sólidos sedimentables se expresan en mg/1)
ConcentraciónConstituyente
Fuerte Media Débil
Sólidos totales ................................................... 1.200 720 350Disueltos totales ............................................ 850 500 250
Fijos ........................................................... 525 300 145Volátiles ..................................................... 325 200 ]OS
En suspensión totales ................................... 350 220 100Fijos ........................................................... 75 55 20Volátiles ..................................................... 275 165 80
Sólidos sedimentables, ml/1 .............................. 220 10 5Demanda bioquímica de oxígeno, a 5 días y a
20 °C (DBOS a 20 °C) .................................. 400 220 1 10Carbono orgánico total (COT) ....................... 290 160 80Demanda quimica de oxígeno (DQO) ........... 1.000 500 250
Nitrógeno (to[al como N) : .............................. 85 40 20Orgánico ........................................................ 35 15 8Amoniaco libre ............................................. 50 25 12Nitritos ........................................................... 0 0 0Nitratos .......................................................... 0 0 0Fósforo (total como P) ................................ 15 8 4Orgánico ........................................................ 5 3 lInorgánico ..................................................... 10 5 3
Cloruros* ....................................................... ]00 50 30Alcalinidad (como CaC03)* ....................... 200 100 50Grasa ............................................................. 150 100 50
' Los valores deberian incrementarse en la cantidad correspondiente contenida en el agua de suministro.
3.2. Características de las aguas residuales domésticas
Las aguas residuales domésticas contienen grandes cantida-des de materia orgánica, y en ellas se encuentran un grannúmero de microorganismos, algunos de ellos capaces de origi-nar graves enfermedades. En ocasiones pueden producirse fenó-menos de putrefacción que originan productos molestos e, inclu-so, peligrosos.
Los microorganismos que contienen las aguas residuales seclasifican en tres grupos:
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- Aerobios, que únicamente pueden vivir en presencia deoxígeno.
- Anaerobios, que viven fuera del contacto con el oxígeno.- Facultativos, que pueden vivir en ambas condiciones.
3.3. Limitaciones a los vertidos en la red
No todas las aguas residuales son susceptibles de ser incorpo-radas a la red de saneamiento y ser tratadas en estacionesdepuradoras concebidas básicamente para tratar aguas residua-les domésticas. Determinados vertidos industriales contiencnsustancias que alteran el funcionamiento de las estaciones depu-radoras hasta hacerlas completamente inoperantes. Estas sus-tancias constituyen lo que se conoce con el nombre de «conta-minantes incompatibles» con el sistema de saneamiento y depu-ración.
Es preciso, por tanto, imponer limitaciones a los vertidos yobligar a los productores de contaminantes incompatibles aestablecer su propia depuración. Particularmente deben impo-nerse fuertes restricciones al vertido de metales tóxicos (entreéstos, el Reglamento del Dominio Público Hidráulico prestaespecial atención a los compuestos de mercurio y cadmio).
3.4. Indicadores
Dado que las aguas residuales tienen una composición relati-vamente homogénea, se suelen caracterizar por medio de algunode sus parámetros más relevantes que denominamos indicado-res; a continuación se incluyen los cuatro más habituales, aun-que normalmente nos referiremos a los dos primeros:
a) Sólidos en suspensíón. Comprenden todos los sólidos denaturaleza orgánica e inorgánica contenidos en las aguas resi-duales. Se miden en miligramos por litro (mg/1).
b) Dernanda bioquímica de oxígena Es la cantidad deoxígeno necesaria para asegurar la oxidación por vía biológicadc la materia orgánica biodcgradable contenida en las aguasresiduales. Se mide en miligramos por litro (mg/1).
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Es habitual medir la demanda bioquímica de oxígeno a loscinco días (DBOS), que es la cantidad de oxígeno necesaria parala estabilización (eliminación de la materia orgánica por parte delos microorganismos, sin producción de malos olores) durantecinco días a una temperatura de 20 °C. Corresponde aproxima-damente a un 70 % de la DBO total.
c) Demanda química de oxígeno. Es la cantidad de oxígenonecesaria para asegurar por vía química la oxidación de loscompuestos oxidables, bien sean inorgánicos u orgáni ĉos, biode-gradables o no. Se mide en miligramos por litro (mg/1).
d) Coliforrrtes fecales y totales: Se utilizan como indicado-res del número de microorganismos contenidos en el agua. Semiden en unidades por eada 100 mililitros (ml).
3.5. Población equivalente
El concepto de población equivalente se utiliza para el diseñode estaciones depuradoras cuandó las aguas residuales procedande vertidos originados por animales. Para ello sc considera uncoeficiente que representa el número de personas que aportaríanla misma cantidad de materia orgánica que el animal conside-rado.
Hay que advertir que el equivalente de población varía mu-cho, según la edad y caracteristicas del animal, aun dentro de lamisma especie. La figura n.° 17 da una idea de la materiaorgánica aportada por algunas especies animales comparadascon el hombre.
3.6. Tratamientos de las aguas residuales
Los tratamientos de las aguas residuales tienen por objetoeliminar los contaminantes contenidos en el agua. Hay quedestacar en primer lugar la importancia de que las aguas resi-duales lleguen a las estaciones depuradoras en estado fresco, yaque un agua putrefacta contiene productos que perjudican elproceso de depuración. Pueden distinguirse distintos grados detratamientos, que se consideran a continuación:
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Fig. 17.-Equivalcncias de población.
a) Pretratamientos: Están destinados a eliminar los elemen-tos flotantes o arrastrados y aquellos otros que sobrenadan enlas aguas. En particular se eliminan:
- Sólidos de gran tamaño y flotantes.- Arenas gruesas.- Grasas.
En este grupo se incluyen instalaciones como rejillas gruesas,areneros y cámaras de grasa.
b) Tratamientos primarios: Están destinados fundamental-mente a eliminar los sólidos en suspensión. Son, por tanto,normalmente tratamientos puramente fisicos. Existen otros pro-cedimientos, que no son habituales en los casos que nos ocupan,
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en que se utilizan reactivos químicos para provocar la flocula-ción, por lo que a estos tratamientos primarios se les sueledenominar tratamientos fisico-químicos.
Con los tratamientos primarios se consiguen buenos porcen-tajes en la eliminación de los sólidos en suspensión (60-80 %) yde los coliformes fecales (70-85 %), pero las reducciones delDBOS y DQO no son grandes (30-50 %).
En este grupo se incluyen básicamente las instalaciones dedecantación.
c) Tratamientos secundarios: Están destinados a eliminardel agua el mayor porcentaje posible de la contaminación orgá-nica, y constituyen los tratamientos típicos de ias aguas residua-les. Se les suele denominar tratamientos biológicos.
Su fundamento consiste simplemente en aprovechar la capa-cidad de los microorganismos presentes en el agua para asimilary descomponer la materia orgánica, oxidándola y transformán-dola en productos estables. Este fenómeno se produce espontá-neamente en la naturaleza y es lo que se conoce con el nombrede autodepuraciórr. Los tratamientos biológicos no hacen sinoreproducir este proceso natural de una forma controlada yacelerada.
Los procesos biológicos se clasifican en dos grupos:
- Procesos aer•obios, que son aquellos que utilizan para laoxidación de la materia orgánica a los microorganismos aero-bios. Estos microorganismos necesitan la presencia de oxígenopara su desarrollo, por lo que en algunos de estos procesos esteelemento debe ser suministrado artificialmente, con el consi-guiente gasto de energía.
Los procesos aerobios no originan productos nocivos o malo-lientes y son mucho más rápidos que los anaerobios. Losproductos finales son principalmente nitratos, su]fatos y anhídri-do carbónico.
Los microorganismos que originan este proceso son bacteriasy protozoos y, en menor medida, hongos y rotíferos.
En los filtros biológicos y las instalaciones de aireaciónprolongada se originan procesos aerobios.
- Procesos anaerobios, que son aquellos que utilizan para
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la fermentación de la materia orgánica a los microorganismosanaerobios. Estos microorganismos no necesitan de la presenciade oxígeno para su desarrollo, por lo que en la mayor parte deestos procesos no existe gasto de energía. Los procesos anaero-bios originan productos nocivos y malolientes y son más lentosque los aerobios.
Los productos finales son principalmente amoniaco, metano,sulfuros y anhídrido carbónico, produciéndose ácidos orgánicosy sulfuro de hidrógeno como productos intermedios.
Los microorganismos que originan este proceso son dos tiposde baĉ terias: las productoras de ácidos y las que originan lafermentación metánica.
En las fosas sépticas y en las cámaras de digestión de lostanques de doble etapa se producen procesos anaerobios.
d) Tratamientos terciarios: Algunas de las sustancias quese encuentran en las aguas residuales no son eliminadas por lostratamientos primarios y secundarios anteriormente citados. Setrata de nutrientes (nitratos y fosfatos), amoniaco, metales pesa-dos y otros, que será necesario eliminar cuando por circunstan-cias excepcionales (tales como vertidos muy cercanos de capta-ciones para agua potable, casos de eutrofización declarada uotros) sea necesario obtener un efluente de calidad extraordina-ria. Estos tipos de tratamientos deben considerarse excepciona-les en los casos que nos ocupan y, por tanto, no se considerarán,dejando simplemente constancia de su existencia.
3.7. Evacuación de efluentes
Una vez finalizado el proceso de depuración, las aguas resi-duales deben evacuarse. Aunque a veces las aguas se infiltran enel terreno, lo normal es que se incorporen a cursos o masas deagua.
E1 Reglamento del Dominio Público Hidráulico establece ensu artículo 251:
«En las autorizaciones de vertido se concretará especial-mente:
a) Los límites cuantitativos y cualitativos del vertido. Estosúltimos no podrán superar los valores contenidos en la tabla 1
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del anexo al título IV, salvo en aquellos casos en que la escasaimportancia del efluente permita, justificadamente, un menorrigor.»
Según la Ley, será, por lo tanto, el Organismo gestor de laCuenca Hidrográfica el que, a la vista de las características deltramo del curso de agua en cuestión, deberá establecer cuálesson las características que debe de tener el vertido depurado.Para ello deberán realizarse estudios determinando la capacidadde autodepuración que tiene cada tramo de río y, por tanto, lacarga contaminante que será capaz de admitir para podermantener las condiciones de vida en el mismo.
Según la legislación vigente, los titulares de los vertidosdeberán satisfacer un canon en función de la capacidad conta-minante de su vertido. EI canon a abonar aumenta según que losvalores de los contaminantes del vertido superen los valores detres niveles que se establecen en el Reglamento del DominioPúblico Hidráulico.
3.8. Elementos que constituyen los sistemas dedepuración
Existe una gran variedad en la tipología de los elementos queconstituyen los sistemas de depuración, sobre todo en los que serefieren a tratamientos terciarios de efluentes de característicasmuy específicas. En este apartado se describen los elementosque habitualmente constituyen los sistemas de depuración deaguas residuales domésticas.
3.8.1. Rejillas
Las rejillas utilizadas normalmente consisten en barras sepa-radas unos 4 cm, que se disponen normalmente inclinadas.Están destinadas a retener los elementos más voluminosos,flotantes o arrastrados, y pueden tener limpieza mecánica yautomática, aunque para pequeñas instalaciones la limpieza serealiza manualmente.
26
Fig. 18. Rejilla.
3.8.2. Separador•es de grasas
Los separadores de grasas tienen por objeto separar losaceites y grasas que pueden perturbarlos procesos de depura-ción, al revestir de una película las partículas de materia orgáni-ca impidiendo su contacto con el oxígeno.
Fig. 19.-Cámara de grasas.
27
E1 fundamento de la separación está basado en el bajo pesoespecífico de estas materias, que hace que floten sobre el líquido.Por ello se debe disponer siempre en la salida un paraespumasque impida a estas materias pasar a la siguiente fase del proceso.
El tiempo de retención de las aguas residuales en las cámarasde grasa no debe ser muy alto, para evitar que se inicien en ellasprocesos de putrefacción.
En las pequeñas instalaciones las grasas se retiran manual-mente de forma periódica.
3.8.3. Areneros
Los areneros tienen por misión la decantación de los sólidossedimentables más gruesos, del tamaño de la arena.
La sección debe ser tal que la velocidad no supere los 20cm/seg. y su forma recomendable es la paralelepípeda (simple-mente un ensanchamiento en el canal).
A falta de consideraciones particulares se diseñarán de formaque cumplan la siguiente relación:
Q Caudal instantáneo (m3/seg.)
S Superficie horizontal (mz)<0,015
3.8.4. Fosas sépticas
Las fosas sépticas consisten simplemente en un depósitocerrado en el que el tiempo de permanencia de las aguasresiduales es del orden de dos-tres días. Es un sistema de sencillaconstrucción y escaso mantenimiento, que se recomienda paraagrupaciones de población inferiores a los 50 habitantes-equiva-lentes.
En el tiempo en que el efluente está retenido en la fosa sedesarrollan los siguientes procesos:
- Separación de elementos densos, que se decantan en elfondo, y de elementos ligeros, grasas y aceites (si no han sidoeliminados anteriormente en una cámara de grasas), que perma-necen flotando en la superficie.
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- Proceso de digestión anaerobia. Este proceso se inicia porparte de las bacterias anaerobias, que comienzan a actuarcuando el oxígeno contenido en el agua se agota. En estemomento comienzan a actuar las bacterias productoras deácidos y las que originan la fermentación, con desprendimientode gas metano.
Las fosas más modernas constan de dos cámaras, separadaspor un tabique. Es importante que las fosas sépticas esténsiempre provistas de una buena ventilación, debido a los produc-tos malolientes e incluso tóxicos que se producen en la fermenta-ción anaerobia.
En una fosa séptica puede obtenerse una eliminación del75 % de los sólidos sedimentables y del 50 % en la DBOS.
En el caso de que por exigencia de vertido sea preciso obteneruna eliminación mayor que la anteriormente citada será necesa-rio completar este tratamiento con un tratamiento aerobio abase de filtros biológicos.
La forma y dimensiones de una fosa séptica pueden variarsegún las necesidades o el criterio del proyectista. A título deorientación se incluyen las dimensiones de unas fosas sépticastipo.
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Fig. 2 L-Fosa séptica.
Dimensionea de le foea sóptice
Población e b c h i
1- 5 150 75 110 55 386-10 180 90 135 70 45
11-15 210 105 160 80 5316-20 230 115 175 90 6021-25 250 125 190 95 6026-30 260 130 195 100 6531-40 290 145 220 110 7541-50 310 155 235 120 80
Fig. 22.-Dimensiones
de una fosa séptica.
3^
3.8.5. Tanques decantadores-digestores
Los tanques decantadores-digestores, llamados también tan-ques de doble etapa o tanques Imhoff, son instalaciones com-pactas que combinan la decantación con la digestión anaerobia.
Estos tanques constan básicamente de dos recintos:- Cámara de decantación, donde se produce la separación,
por una parte, de los elementos flotantes que permanecen en lasuperficie y, por otra, de los elementos decantables. Aunqueexisten diversos tipos, la característica común es que el fondoestá inclinado, existiendo en él unas aberturas que permiten quelas materias sedimentadas caigan al depósito inferior, donde serealiza la digestión anaerobia de los fangos.
- Cámara de digestión, donde se depositan los sólidossedimentables, que permanecen en el fondo, produciéndose ladigestión por efecto de las bacterias anaerobias.
Fig. 23.-Tanque decantador-diges[or.
En un tanque de este tipa puede obtenerse una eliminación del65 °/<^ de los sólidos en suspensión y del 40 % de la demandabioquímica del oxígeno.
31
En el caso de que por exigencias del vertido sea precisoobtener una eliminación mayor que la anteriormente citada seránecesario completar este tratamiento con un tratamiento aerobioa base de filtros biológicos.
Los tanques de doble etapa se diseñan con los siguientescriterios:
a) Zona de sedimentación:
Caudal (m3/hora)Carga superficial - < 1
Superficie de sedimentación (m^)
Tiempo de retención = 90-120 minutos.
b) Zona de digestión:
Depende del intervalo de vaciado de fangos. La producciónanual de fangos puede estimarse en 0,05 m3/hab.
La forma y dimensiones de un tanque de doble etapa puedenvariar según las necesidades o el criterio del proyectista. A títulode orientación se incluyen las dimensiones de unos tanques dedoble etapa tipo. .
^
9
Población a b c d e
100 235 18 400 100 110
150 250 18 425 100 110
200 275 18 460 100 110
250 300 18 475 100 110
300 320 18 500 100 110
350 340 18 520 100 110
400 350 18 540 100 110
Fig. 24.-Dimensiones de un
tanque decantador-digestor.
32
3.8.6. Filtros biológicos
Estos elementos consisten básicamente en unos tanques relle-nos de un material granular de 3-8 cm de diámetro. Sobre lasuperficie de este material se origina una película de aspectogelatinoso, que sirve de soporte a las bacterias aerobias queproducen la oxidación de la materia orgánica contenida en elagua residual.
Cuando los microorganismos crecen, el espesor de la películaaumenta y el oxígeno es consumido sin que llegue a entrar entodo el espesor de la película, por lo que se originan condicionesanaerobias que producen el desprendimiento de la película,generándose a continuación una nueva.
Fig. 25.-Filtro biológico.
Los materiales más adecuados para estos filtros son los quepresentan una mayor superficie específica, como escorias, coquesiderúrgico, rocas volcánicas; también se utilizan materialesplásticos manufacturados.
El filtro debe estar provisto de un buen sistema de recircula-ción de aire para mantener las condiciones aerobias; normal-
z^
mente el sistema de ventilación es por tiro natural a contraco-rriente del líquido, es decir, de abajo hacia arriba.
La profundidad de los filtros suele limitarse a 3 m, debido alas exigencias de la ventilación, aunque con ventilación forzadallegan a construirse de mayores profundidades.
Para pequeñas instalaciones suelen disponerse filtros biológi-cos de baja carga, que se diseñan con los siguientes criterios:
Caudal (m3/hora)- Carga hidráulica = <0,2
Superficie (m^)
Cantidad de DBOS (kg/día)- Carga volúmica = <0,2
Volumen (m3)
Existen los que se denominan filtros de alta carga, en los quese hace circular un caudal mayor que el que se ha especificadoanteriormente. En ellos se suele recircular el efluente, que pasavarias veces por el mismo filtro; estos tipos se emplean eninstalaciones complejas fuera del ámbito que nos ocupa.
El rendimiento de un filtro aumenta al reducir su cargavolúmica, es decir, al aumentar su volumen.
En los filtros de baja carga la película desprendida se encuen-tra muy mineralizada, lo que permite prescindir de una decanta-ción posterior, lo cual no es posible en los filtros de alta carga.
Un filtro biológico puede aumentar la calidad del efluenteprocedente de una fosa séptica o un tanque decantador digestorhasta obtener una reducción en la DBOS cercana al 90 %.
3.8.7. Fangos activados
Los fangos activados son la materia orgánica de las aguasresiduales transformadas por los microorganismos aerobios.Están formados por unos flóculos compuestos por materiaorgánica que contiene un gran número de microorganismos,principalmente baeterias.
Un sistema de fangos activados consta de dos depósitos, unoIlamado de aireación y otro de clarificación.
- En el depósito de aireación el agua residual es agitada y
34
aireada por medio de soplantes o turbinas, a la vez que seañaden fangos de recirculación procedente del tanque de clarifi-cación.
Existen diversas formas de aireación (convencional, gradua-da, escalonada, mezcla completa, etc.). En el proceso de mezclacompleta, el agua a tratar y el fango de retorno se mezclanuniformemente en el tanque. La aireación prolongada es unproceso de mezcla completa con un tiempo de retención y unaedad de los fangos alta; también se le conoce con el nombre deoxidáción total, y es el sistema que normalmente se utiliza paralas pequeñas instalaciones objeto de esta pubiicación.
El proceso de fangos activados da lugar a la formación deflóculos aptos para una sedimentación, a la vez que, por efectode la rápida multiplicación de las bacterias que se desarrollandebido a la abundante presencia del oxígeno, se consigue unaimportante oxidación de la materia orgánica y su transforma-ción en productos inorgánicos, principalmente nitritos y nitra-tos.
- De] depósito de aireación el agua pasa a un depósitoclarificador, en el que se produce una decantación de los flócu-los, de los que parte se recirculan al depósito de aireación. Losfangos no recirculados se extraen con una periodicidad delorden de 20 días, dependiendo del tipo de instalación.
El rendimiento de una depuradora de aireación prolongadapuede alcanzar el 95 por 100 de eliminación de los sólidos ensuspensión y de la demanda bioquímica de oxígeno.
COMO FUNCIONA UNA PLANTA DE AIREACION PROLONGADA
EI agua circula así:
Fig. 26.
.i$
EI agua residual entra en el compartimiento de aireación, a]a vez que se inyecta
aire para agitar la mezcla y proporcionar el oxígeno necesario para el desarrollo yactividad de las bacterias aerobias que se alimentan de la materia orgánica del aguaresidual.
Fig. 27.
EI agua cargada de flóculos de fango activado cargados de bacterias entra en elcompartimiento de decantación, donde éstos caen al fondo, quedando en superficie clagua depurada que sale al exterior.
Fig. 28.
EI proceso se realiza de forma continua, de forma que el agua residual entra porun extremo y sale depurada por el otro.
Los fangos circulan así:
Fig. 29.
Los fangos decantados se recirculan al compartimiento de aireación, con objeto demantener una importante población bacteriana capaz de oxidar la materia orgánicadel agua residual.
Fig. 30.
Los fangos en exceso son evacuados de cuando en cuando para no sobrepasar lacapacidad admisible de fangos en el compartimiento de aireación.
36
RESUMEN
Fig. 31.
3.8.8. Sistemas de infiltración en el terreno
En ocasiones, el efluente procedente de un tratamiento prima-rio puede infiltrarse en el terreno en una extensión suficientepara que la depuración llegue a su término medi^nte un procesoaerobio que se produce en el mismo terreno.
Ello se logra mediante las zanjas y pozos filtrantes.
3.8.9. Zanjas filtrantes
Las zanjas filtrantes están formadas por tubos perforados quese introducen en una zanja de unas dimensiones de 70 cm deanchura por 100 cm de profundidad y se rellena con grava deun tamaño entre 2 y 5 cm.
La longitud de los drenes varía, según la permeabilidad delterreno, entre 5 y 15 metros lineales por habitante.
Suelen proyectarse cuando se dispone de terreno suficiente, ocuando el nivel freático es muy alto y no se pueden proyectarpozos filtrantes.
3.8.10. Pozos frltrantes
Los pozos filtrantes son pozos cuyas paredes tienen huecossuficientes para permitir el paso del agua. Se suelen disponer conun relleno perimetral externo de grava. Se proyecta cuando
37
Fig. 32.-Zanjas filtrantes.
Fig. 33.-Pozos filtrantes.
^ó
existen pocas disponibilidades de terreno. No deben proyectarseen zonas cuyo alto nivel freático impida la infiltración en elterreno.
La superficie filtrante del pozo varía, según la permeabilidaddel terreno, entre 0,60 y 1 mz por habitante.
3.9. Propuesta de soluciones
3.9.1. Pequeños núcleos rurales
A la hora de recomendar una solución para la depuración delas aguas residuales en pequeños núcleos debe tenerse en cuentala escasa capacidad económica y organizativa de estas comuni-dades. Ello condena, en general, a la más absoluta ineficaciacua/quier siste^na que impllque gastos de mante^zi^niento ^^ dedi-cación de perso^ral.
Por lo tanto, se propone que la depuración sea abordada enbase a los siguicntes sistemas:
I.°) Un tratamiento en primera fase a base de fosas sépticaso tanques decantadores digestores.
Con este tipo de tratamiento puede obtenerse una reduccióndel 60 ^%> en los sólidos sedimentables y de un 40 % en lademanda bioquímica de oxígeno.
2.") Un tratamiento en segunda fase, en el que las aguasprocedentes dcl tratamiento anterior son circuladas por un filtrobiológico. En el conjunto de ambas operaciones puede obtenerseuna eliminación del 85-90 % de la demanda bioquímica deoxígeno y prácticamente la eliminación total de los sólidos ensuspensión.
Puede darse el caso dc aguas que tengan una demandabioquímica de oxígeno muy alta, bien porquc se han introducidoen ellas grandes cantidades de materia orgánica (por ejemplo,vertidos de estabulación), o porque la dotación de agua sea muybaja.
Si en estos casos se desea rebajar los valores de la demandabioquímica de oxígcno deberá sobredimensionarse el filtro bioló-gico para lograr el máximo rendimiento posible.
39
3.9.2. Saneamiejtto i^tdi^^idual
Existen situaciones en que será preciso recurrir a sistemas dedepuración que traten las aguas de una sola vivienda o de ungrupo reducido de ellas.
Las soluciones individuales no difieren básicamente de las quese han descrito anteriormente. En la actualidad se comercializanestaciones depuradoras compactas de diversos tipos, de fácilinstalación.
La solución recomendada para cl caso del saneamiento indi-vidual es:
- Fosa séptica individual seguida de infiltración del terreno.- Fosa séptica individual seguida de filtro biológico cuando
la infiltración no sea posible y el agua deba verterse a un cauceal aire libre. Con este procedimiento puede obtenerse una elimi-nación del 85 % de la demanda bioquímica de oxígeno.
Fig. ±-l.-F^osa septica indi^idual.
40
4. CONSIDERACIONES PARTICULARES SOBRE ELPROBLEMA DE LOS VERTIDOS DE ESTABULACION
4.1 . Planteamiento del problema
EI estiércol del ganado es un material normalmente utilizadopara el abonado de los cultivos, por lo que debe almacenarse, sinque por ello scan admisibles escurrimientos y vertidos a vías ycauces públicos.
La producción diaria de estiércol de un animal vacuno es delorden del 6,5 % de su peso vivo.
Se considera que una hectárea de pradera puede mantenerentre dos y tres cabezas de ganado vacuno y quc debe abonarsecon el estiércol producido por la misma población que sealimenta de ella. Por lo tanto, la ganadería vinculada a laexplotación del suelo no produce grandes cantidades de estiércolen exceso y su problema es únicamente de almacenamiento.
La ganadería intensiva, por el contrario, produce un excesode estiércol que podrá utilizarse como fertilizante en cultivos norelacionados con la ganadería o ser eliminados por otrosmedios.
4.2. Tipos de estercoleros
Existen dos formas básicas de almacenar el estiércol produci-do en una explotación ganadera, dependiendo del tipo de instala-ción y del manejo posterior del estiércol.
1) Sistemas de manejo separado de sólidos y líquidos. Elestiércol se almacena de forma que los líquidos escurran haciala fosa de p^,^rín.
La superficie necesaria de un estercolero de este tipo, supo-niendo una altura de almacenamiento de 2 m, será:
- 3 m'- por cabeza de ganado vacuno mayor.- 1,5 m2 por cabeza de ganado vacuno de cría.
La capacidad de la fosa de purín dependerá de la frecuencia
41
con que se vacía esta fosa y de los sistemas de limpieza delestablo, pudiendo considerarse un valor de 100 litros por m'de almacenamiento de estiércol sólido.
Fig. 35.-Estercolcro con manejo separado de sólidos y Gyuidos.
2) Sistemas de manejo de estiércol fluido. La mayor partede los establos modernos han dejado de utilizar la clásica«cama» de paja, con lo que los excrementos se mezclan con losorines y el agua de limpieza para formar el estiércol fluido.
Este estiércol puede conducirse por canaletas y almacenarseen fosas, de donde se retira para su utilización como fertilizante.
42
La capacidad de las fosas es de 1,5 m; por cabeza de ganadomayor y por cada mes que el estiércol permanezca almacenado.
Fig. 3h.-Estcrcolcro con mancjo dccstiércol fluido.
Fig. 37.-Estcr^olcro con mancjo dccstiércol fluido. Jetalle de canaleta.
43
4.3. Problemas de la depuración de vertidos deestabulación
Los problemas relacionados con la depuración de los vertidosprocedentes de la estabulación se concretan en dos aspectosfundamentales:
1.°) Una elevada carga contaminante, que supone que unacabeza de vacuno tenga una equivalencia media de ocho perso-nas. Para dar una idea se comparan las características de losvertidos humanos con los animales, donde puede apreciarse laalta concentración de los vertidos animales.
DBOS(gr/ud, día) DOTACION (1/dia)
Humano ............. 50-60 150-250 (total)Cerdo .................. 200 I 5-30 (bebida y lavado)Vacuno ............... 400-600 90-110 (bebida y lavado)
Por lo tanto, las aguas de vertidos de estabulación estaránmucho más concentradas, pudiendo llegar a tener una demandabioquímica de oxígeno DBOS de hasta 4.000 mg/l, dependiendodel grado de aprovechamiento del estiércol que tenga la insta-lación.
2.°) Un gran porcentaje de elementos flotantes. Estos pue-den recogerse en una cámara de grasas especialmente dispuestapara ello o en las zonas destinadas al almacenaje de flotantes enlas fosas sépticas o los tanques de doble etapa. En cualquiercaso, es recomendable dimensionar con amplitud tales zonas deretención, además de proceder a una frecuente retirada delmaterial flotante.
El exceso de elementos flotantes es particularmente nocivo enlas plantas de fangos activados, en donde pueden causar gravesinconvenientes.
4.4. Propuesta de actuación
Las actuaciones destinadas a eliminar los vertidos incontrola-dos de estabulación se concretan en los siguientes grupos demedidas.
44
4.4.1. Estercoleros
Adopción de medidas para la mejora de las características delos estercoleros, de forma que éstos tengan condiciones adecua-das de estanquidad y no originen vertidos ni a los cauces y víaspúblicas ni al subsuelo.
4.4.2. Depuración individual de efluentes de estabulación
Según se ha indicado en el apartado 6.3, la normativa admitela sustitución de vinculación de terreno por la instalación deestaciones que depuren los vertidos de estabulación.
La depuración de los efluentes de estabulación es posibleutilizando el mismo tipo de medios que se han descrito para eltratamiento de vertidos domésticos. El principal inconvenientees, como se ha dicho, el volumen excesivo de sólidos flotantescontenido en las heces del ganado. El porcentaje de tales flotan-tes depende de la clase de ganado y de su alimentación.
En el diseño de una estación de depuración de vertidos deestabulación deben tenerse en cuenta los siguientes criterios:
- La paja procedente de las camas o la que se caiga de loscorredores no deben tener acceso a la estación depuradora.
- Debe diseñarse una cámara de retención de flotantes(cámara de grasas), desde donde puedan ser eliminados concierta frecuencia.
- La zona de las fosas sépticas o de los tanques de dobleetapa destinados al almacenaje de flotantes será ampliamentesobredimensionada, y los flotantes en exceso se retirarán conregularidad.
- Dado que la demanda bíoquímica de oxígeno es muyelevada, se recomienda que los filtros biológicos sean de bajacarga para obtener el máximo rendimiento posible.
En cualquier caso debe tenerse en cuenta que los residuossólidos no deben ser objeto de depuración biológica, por lo queésta debe limitarse al tratamiento de los purines o el estiércollíquido que no desee conservarse para ser utilizado en el abona-do de los campos.
45
La eliminación del estiércol sólido que no vaya a ser utilizadocomo abono deberá realizarse en vertederos controlados deresiduos sólidos.
4.4.3. Vertidos de estabulación a la red de saneamiento
Es absolutamente necesaria la prohibición de los vertidos deefluentes de estabulación no depurados a las redes municipales.
En cuanto al grado de depuración exigible a los vertidosganaderos, el objetivo es conseguir que sea el mismo que seexige para la depuración de las aguas residuales domésticas.
5. COSTES DE SANEAMIENTO Y DEPURACION
5.1 . Costes de saneamiento
Para obtener unos costes fiables del sistema de saneamientode un determinado núcleo deberá realizarse el correspondienteproyecto de construcción. Las diferencias topográficas, de den-
CO_STE M__EDIO DE LA RED DE SANÉAMÍÉÑTOv^EN^PĈbUEÑ^S NUCLÉáS RURALE^
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V/V/ENDAS
GRAFICO N.° 1
46
.
sídad y disposición de las edificaciones, usos del suelo, etc.,hacen que núcleos de la misma población precisen sistemascuyo coste sea muy distinto.
A título de ejemplo, en el gráfico n.° 1 se indican unas curvasque representan el coste medio de la red de saneamicnto enpequeños núcleos rurales del Principado de Asturias, en funciónde la densidad de población. Se ha utilizado la terminologíacontenida en las « Normas Urbanísticas Regionales en el MedioRural» de la Consejería de Ordenación del Territorio, Vivienday Medio Ambiente del Principado de Asturias, donde se de-nomina:
a) Núcleo rural denso. Cuya densidad de población oscilaentre 6 y 9 viviendas por ha con una distancia entre edificaciones de 10 a 50 m.
b) Núcleo rural medio. La densidad de población oscilaentre 3 y 6 viviendas por ha y la distancia entre edificaciones de30 a 70 m.
c) Núcleo rural disperso. Con una densidad de poblacióninferior a las 3 viviendas por ha y la distancia entre edificacionesde 50 a 100 m.
Los costes reflejados corresponden al año 1987.
5.2. Costes de depuración
Para diseñar una estación de depuración debe tenerse encuenta el número de habitantes-equivalentes, que determina lacantidad de materia orgánica y la dotación de agua por habitante-equivalente.
Como dotaciones se han considerado los siguientes valores:
Personas ........................................................... 250 litros/díaVacuno ............................................................. 100 litros/díaCerdos .............................................................. 30 litros/día
En cuanto a la obtención de los habitantes-equivalentes sehan tenido en cuenta las siguientes premisas:
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a) Tal como se recogía en el apartado 4.3, las normasregionales prohíben el vertido de efluentes ganaderos a las redesmunicipales si éstas no están depuradas.
b) Es un hecho que gran parte de los residuos son almace-nados por los ganaderos para su utilización como abono.
A pesar de lo anterior se ha considerado que una cierta partede capacidad contaminante de los residuos ganaderos podría seradmitida en la red, porque la normativa no llegue a exigir unadepuración completa, al menos en una primera fase. Por lotanto, se han considerado unos coeficientes de equivalenciainferiores a los que se especifican en el apartado 3.5 y que tienenlos siguientes valores:
Vacuno ............................................................................. 2,50Cerdos .............................................................................. 0,75Los costes de la depuración a que se refiere el gráfico n.° 2 se
han obtenido mediante un sondeo de los precios de mercado delas distintas patentes y se basan en sistemas a base de tanquesdecantadores digestores seguidos de filtros biológicos.
Los costes ref7ejados corresponden al año 1987.
COSTE DE LA DEPURAQORg
TANOUE.LI^ DOBLÉ_ETAPA__-F/LTRO BIOLOGIC^
P}S^HAB.-EOUIVALENTES
^ ^O ^ •^ ^ HAB/TANTES O°EOU/VALENTES ^ ^ ^ ^ ^ ^
GRAFICO N.° 2
48
5.3. Ejemplos
A continuación se presentan unos ejemplos reales dc núcleosrurales de distintas características del Principado de Asturias enlos que se han analizado el trazado de la red de saneamiento yla evaluación aproximada de los costes del saneamiento y ladepuración. Es evidente que los trazados de los ejemplos noserán directamente aplicables a otros núcleos, y que en cadacaso debe estudiarse cl problema de forma individual, por lo quelos ejemplos únicamente pretenden familiarizar al lector con loscriterios de diseño de redes de saneamiento y con los órdenes demagnitud de las inversiones a realizar. Los costes correspondenal año 1987.
5.3.1. Ejemplo n." I
Este núcleo corresponde a la tipología dc núcleo rural denso,con una densidad de edificación del orden de 8 viviendas porhectárea. Tiene una población de 97 habitantes y un censoganadero de 14 vacas y 10 cerdos. No presenta, por tanto, unaactividad ganadera importante.
El núcleo se asienta sobre una pequeña plataforma cruzadapor una carretera sensiblemente horizontal. Las edificaciones deeste núcleo se agrupan alrededor de dos vías principales:
- La carretera que cruza el pueblo sobre la que se sitúandos agrupaciones: una de ellas, ladera arriba de la carretera, yotra, ladera abajo.
- El camino que partiendo de la carretera se dirige laderaabajo.
Para recoger las aguas de estas tres agrupaciones de vivien-das se han proyectado dos colectores:
- EI primero, denominado A, discurre paralelamente a lacarretera, recogiendo las aguas residuales de las viviendas de laagrupación ladera abajo de la carretera cuyo frente da a lamisma; con^cinúa rodeando al pueblo por la zona baja paraconectar con el colector B que se cita a continuación.
49
Una alcantarilla denominada C recoge las aguas de la agru-pación de viviendas situada ladera arriba de la carretera y lasconduce al colector A.
- EI segundo, denominado B, discurre por el camino queparte de la carretera ladera abajo, recogiendo las aguas residua-les de las casas que se agrupan sobre este camino para enlazarcon el citado anteriormente en el punto en que se situará laestación depuradora.
Fig. 38. Representación esyucmática de la red de saneamiento dcl caso n.° 1.
Fig. 39.-Esyuema de la estación depuradora.
So
La red es separativa, debido a la escasez de zonas pavimenta-das y a la existencia de pendientes tales que configuran un buendrenaje natural de las aguas pluviales.
En las cabeceras de las conducciones más importantes se handispuesto cámaras de descarga automática.
La estación depuradora estará formada por un tanque dedoble etapa y un filtro biológico.
PRESUPUESTO APROXIMADO DEL EJEMPLO N.° 1
Coste . de la estación depuradora
La estación depuradora se diseñará para una poblaciónequivalente de:
Personas ................................................... 97 x 1,00 = 97,00Vacas ........................................................ 14 x 2,50 = 35,00Cerdos ...................................................... 10 x 0,75 = 7,50
Habitantes-equivalentes ............................................ 139,50
Ello supone un coste de 8.150 pta por habitante-equivalente.Coste total de la depuración 139,50 x 8.150 = 1.136.925 pta
Coste del saneamiento ^
Se ha estimado que se dará servicio a 34 viviendas habitables,lo que según el gráfico del Artículo 7.1 supondrá un coste de]orden de 147.000,00 pta por vivienda, lo que supone un costetotal del saneamiento de:
34 x 147.000 = 4.998.000 pta.
El coste total del saneamiento y depuración será:
Pesetas
Coste de la depuración ................................... 1.136.925,00Coste del saneamiento ..................................... 4.998.000,00
Coste toral de ejecución material .................. 6.134.925,0022 % de Contrata ............................................ 1.349.683,50
Total saneamiento y depuración .................... 7.484.608,50
51
250
LEYENDA
1h^ COLECTORALCANTARILLA
^ ^ POZO OE REGISTRO^ CAMARA DE DESCARGA
0 ESTACION OEPURADORA
q VIVIENDA
' ` ^J CUADRA 0 ALMACEN
^ \. ^ VIVIENDA CON CUADRA
^ ®, rr^ _.
HORREO
RIO^
150- CURVA DE NIVELCAMINO O CARRETERA
\
^^ ^
0^ .^•^-.^--`^
RED DE SANEAMIENTO
EJEMPLO N.° 1
5.3.2. Ejemplo n.° 2
Este núcleo corresponde a la tipología de núcleo rural denso,con una densidad de edificación superior a 15 viviendas porhectárea. Tiene una población de 169 habitantes y un censoganadero de 230 vacas y 20 cerdos. Se trata de un núcleo demontaña con una economía básicamente ganadera.
El núcleo se asienta sobre una ladera y las viviendas seagrupan sobre el camino central, cuya cota es más alta en elcentro del pueblo que en sus extremos, lo que ha impedidodisponer un colector que recoja todas las aguas en el punto másbajo; ello ha obligado a recoger las aguas residuales en dospuntos, mediante dos colectores denominados A y B. Las aguasde la mitad norte del núcleo se recogen en el extremo norte, quees la cota más baja de esta mitad. Las aguas de la mitad sur serecogen en el punto más bajo de esta mitad. De estos dos puntosde recogida los colectores principales continúan hasta su cone-xión en las inmediaciones de la estación depuradora, que seencuentra situada en las cercanías del arroyo. Tres alcantarillas,denominadas C, D y E, que desaguan a los colectores principa-les completan el esquema.
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Fig. 40.-Representación esquemática de la red de saneamiento del caso n.° 2.
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La red e ŝ separativa debido a la ausencia de zonas pavimen-tadas extensas y a la existencia de pendientes muy fuertes queconfiguran un buen drenaje natural de las aguas pluviales.
En las cabeceras de las conducciones más importantes se handispuesto cámaras de descarga automática.
La estación depuradora estará formada por dos tanques dedoble etapa y dos filtros biológicos.
Fig. 41.-Esquema de la estación depuradora.
PRESUPUESTO APROXIMADO DEL EJEMPLO 1V.° 2
Coste de la estación depuradora
La estación depuradora se diseñará para una poblaciónequivalente de:
Personas ............................................... 169 x 1,00 = 169,00Vacas .................................................... 230 x 2,50 = 575,00Cerdos .................................................. 20 x 0,75 = 13,00
Habitantes-equivalentes ........................................... 759 00,
Ello supone un coste de 6.500 pta por habitante-equivalente.Coste total de la depuración 759 x 6.500 = 4.933.500 pta.
Coste del saneamiento
Se ha estimado que se dará servicio a 83 viviendas habitables,lo que según el gráfico del Artículo 5.1 supondrá un coste del
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COLECTOR
ALCANTARILLA
POZO DE REGISTRO
CAMARA DE DESCARGA
ESTACION DEPURADORA
RED DE SANEAMIENTO
EJEMPLO N.° 2
orden de 95.000 pta por vivienda, lo que supone un coste totaldel saneamiento de:
83 x 95.000 = 7.885.000 pta.
El coste total del saneamiento y depuración será:
Pesetas
Coste de la depuración ...................................... 4.933.500Coste del saneamiento ........................................ 7.885.000
Coste total de ejecución material ...................... 12.818.50022 % de Contrata ............................................... 2.820.070
Total saneamiento y depuración ....................... 15.638.570
NOTA: Todos los datos de presupuestos sólo son válidos para 1987.
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