1.0 INTRODUCCION

El agua es tanto un derecho como una responsabilidad, y tiene valor

económico, social y ambiental. Cada ciudadano, ha de tomar conciencia de

que el agua dulce de calidad es un recurso natural, cada vez más escaso tanto

a nivel superficial como subterráneo, necesario no sólo para el desarrollo

económico, sino imprescindible como soporte de cualquier forma de vida en la

naturaleza.

Por lo anterior debe ser el propósito de cada persona de este planeta evitar el

agotamiento o destrucción de este recurso.

Desde el inicio de la actividad humana se ha obstaculizado la utilización del

agua debido al vertido desordenado de residuos líquidos a los cuerpos de

agua. Por lo tanto el tratamiento previo a los vertidos o aguas residuales debe

prioritario dentro del desarrollo del ser humano.

Las aguas residuales, contienen distintos contaminantes que, de no ser

tratados, pueden afectar nuestra salud y la calidad del ambiente en el que

vivimos.

Entre estos contaminantes encontramos:

Microorganismos patógenos (bacterias, virus, parásitos) que producen

enfermedades como la hepatitis, cólera, disentería, diarreas, giardiasis,

etc.

Materia orgánica (materia fecal, papel higiénico, restos de alimentos,

jabones y detergentes) que consume el oxígeno del agua y produce

malos olores.

Nutrientes que propician el desarrollo desmedido de algas y malezas

acuáticas en arroyos, ríos y lagunas.

Otros contaminantes como aceites, ácidos, pinturas, solventes, venenos,

que alteran el ciclo de vida de las comunidades acuáticas.

Por lo anterior es de suma importancia tratar y disponer adecuadamente de las

aguas residuales.

2.0 ANTECEDENTES

Generalmente las zonas rurales carentes de servicio de acueducto y

alcantarillado el agua de consumo es obtenida de los llamados pozos

artesanales o escavados para aprovechar la tabla de agua o nivel freático y

las aguas residuales de las viviendas, son vertidas en pozos sépticos

construidos en cada vivienda contaminan estas aguas.

Pozoseptico Pozo

artesanal

Nivel freatico

Contaminacion de la tabla de agua

Agua para uso

domesticoAgua

residual

Suelo

Esquema de la contaminación del agua subterránea

En los lugares donde carecen de solución a las aguas residuales la situación

suele resolverse mediante zanjas que conducen el agua a la vía pública. Esta

“solución” es muy poco recomendable porque produce olores desagradables y

constituyen un alto riesgo para la salud e igualmente contamina la capa

freática.

Las aguas contaminadas no sólo afectan a los habitantes del lugar por medio

del subsuelo y las escorrentías sino que, llegan a las microcuencas (arroyos) y

estos posteriormente tributan a ríos, ampliando el área de contaminación.

3.0 REACTOR ANAEROBICO

El tratamiento de las aguas residuales domiciliarias debe ser entendido, como

una necesidad, a fin de mantener condiciones adecuadas de salud e higiene

para la población, conservar la calidad de las fuentes de agua y propender a un

uso racional y sustentable de los recursos acuáticos.

Como hemos visto, las aguas residuales domiciliarias constituyen ciertamente

un problema que necesita ser solucionado. Una opción sencilla y económica es

recurrir a un sistema de tratamiento anaeróbico.

REACTOR ANAEROBICO

Esquema del reactor anaeróbico

3.1 DESCRIPCION GENERAL DEL REACTOR ANAEROBICO

El reactor anaeróbico es una unidad construida en PRFV que consta de varias

secciones.

Es una combinación de tanque séptico de doble cámara con sedimentación

acelerada, con un filtro de anaeróbico de flujo ascensional.

AfluenteEfluente

Registros

Bioanillos

En términos generales el objeto del reactor es la sedimentación de los sólidos,

su digestión por bacterias en la sección séptica y la digestión del material

soluble en el filtro ascendente, con lo cual se logra una alta eficiencia en el

tratamiento.

La incorporación de deflectores, módulos y bioanillos, al diseño convencional,

incrementa la eficiencia y se requiere menor volumen del reactor, para

lograr la misma eficiencia de los tanques sépticos tradicionales o

comerciales.

3.1.1 TANQUE SÉPTICO

La cámara séptica es una sección hermética que funciona siempre llena, a

medida que entra agua residual, una cantidad igual sale por el otro extremo.

El tanque séptico, consta de dos cámaras, en la primera el agua residual que

entra lleva sólidos pesados, que se depositan en el fondo formando una capa

de lodo, y sólidos livianos que flotan y generan una costra en la superficie del

agua. Entre una y otra capa queda una fase líquida, el lodo y la costra quedan

retenidos y no salen con el efluente. En la cámara se retiene hasta el 80 % de

los sólidos que arrastra el agua residual, los que serán digeridos por las

bacterias que allí se desarrollan. Esta cámara posee una sección con

deflectores inclinados 60 grados con la horizontal, para ocasionar cambio de

dirección del flujo, disminución de energía de las partículas sedimentables y

desprendimiento de gases, facilitando que se depositen en el fondo de la

celda. La existencia de los deflectores en la primera celda tiene el propósito

técnico de corregir el fenómeno que se presenta en los tanques sépticos,

consistente en el arrastre de solidos a la superficie del líquido, debido a los

gases producidos por la digestión anaerobia lo cual disminuye la eficiencia.

La segunda celda presenta los módulos de sedimentación acelerada, con la

finalidad de sedimentar las partículas que pasen de la primera a la segunda

celda y que el agua efluente de esta celda quede apto para la etapa de

filtración.

3.1.1.2 DESCRIPCIÓN DEL FUNCIONAMIENTO DEL TANQUE SEPTICO

El propósito del tanque séptico es la sedimentación y degradación biológica

con disolución, licuación y volatilización de la materia orgánica. Debido a lo

anterior el lodo acumulado en las celdas es muy pequeño.

En la medida que el agua residual transita a través de las celdas, fenómenos

como: impacto inercial, intercepción, adherencia, sedimentación, adsorción,

tienen lugar en esta etapa del proceso debido a que los deflectores y módulos

tubulares además de su función específica ofrecen ventajas adicionales como

superficie de adherencia e intercepción.

En el tanque séptico durante su operación normal, el afluente ingresa a la

primera celda y por medio de un bafle se facilita que la grasas, aceites y

materiales de baja densidad contenidos en el líquido floten y el agua sea

dirigida al fondo y luego ascienda pasando entre los deflectores inclinados,

estos interceptan los sólidos sedimentables, disminuyen su energía por

perdidas en el cambio de dirección y choque, facilitando su sedimentación, así

mismo ocasionan el desprendimiento de los gases del material resuspendido,

logrando que nuevamente se depositen en el fondo y de esta manera evitar un

alto arrastre se solidos a la segunda celda.

El agua ingresa a la segunda celda y es dirigida al fondo de la celda desde

donde asciende a través de los módulos tubulares que crean las condiciones

propicias para que sedimenten los sólidos remanentes, adicionalmente la

superficie de los módulos constituyen superficie propicia para la adherencia

de bacterias y por consiguiente aumentan la eficiencia del proceso del tanque

séptico.

3.1.2 FILTRO ANAERÓBICO DE FLUJO ASCENSIONAL

Lo constituye la tercera celda del reactor. Presenta en la parte inferior un

falso fondo que soporta el empaquetado o los medios de soporte de la

biomasa.

El empaquetado lo conforman bioanillos plásticos.

Unidad del empaquetado del filtro anaerobico ascendente

3.1.2.1 DESCRIPCIÓN DEL FUNCIONAMIENTO DEL FILTRO

ASCENDENTE

El filtro anaeróbico de flujo ascensional es un tratamiento complementario

para el efluente del tanque séptico. Su propósito es eliminar la materia

orgánica soluble remanente y así lograr una alta eficiencia del reactor.

El filtro anaeróbico de flujo ascensional consiste en un proceso de crecimiento

adherido o película fija, para el tratamiento de los residuos solubles.

La biomasa permanece como una película microbial adherida sobre la

superficie del material de empaquetado o soporte de biomasa y debido a lo

anterior el tiempo de retención celular es alto.

El flujo es ascendente genera la tendencia a la fluidización de los medios

portantes elimina el riesgo de taponamiento.

Debido a a la alta capacidad de depuración de los reactores el efluente

puede ser vertidos a micro cuencas de flujo permanente, donde no existe esta

posibilidad el reactor puede ser usado en combinación con humedales

artificiales o sistemas de infiltración.

Reactor Anaerobico Infiltracion

Esquema general del sistema de tratamiento de aguas residuales

4.0. EL TERRENO DE INFILTRACIÓN

El agua residual que sale del reactor pasa y se distribuye por el terreno de

infiltración. Este consiste en una red de tuberías perforadas, colocados en

zanjas rellenas con material poroso (que puede ser grava, escombro o piedra

partida) y tapadas con tierra. El agua sale por las perforaciones de las tuberías

y pasa a través del material de relleno donde colonias de microorganismos

absorben y digieren los contaminantes remanentes. Finalmente el agua llega

al fondo de las zanjas y penetra en el suelo.

5.0 EL SUELO

El suelo está formado por granos de distintos tamaños (arenas, limos y arcillas)

entre los que quedan espacios vacíos (poros). También contiene restos de

animales y plantas (materia orgánica). Según el tamaño de los granos, el suelo

tiene más o menos capacidad de infiltración de agua.

Por tener esta estructura, realiza un tratamiento físico (filtración) y biológico

(degradación bacteriana) de las aguas residuales.

Al pasar a través del suelo, muchas partículas que se encuentran en el agua

residual son retenidas dado que su tamaño es mayor al de los poros. Las

partículas más pequeñas y algunas moléculas quedan adheridas a los granos

del suelo por sus cargas eléctricas.

Algunos nutrientes como el fósforo, comunes en las aguas residuales, se

combinan con otros minerales presentes en el suelo que contienen calcio,

hierro y aluminio, quedando así retenidos, e impidiendo que pasen a las aguas

subterráneas. Por otro lado, el suelo contiene una comunidad de bacterias,

protozoos y hongos, que puede alimentarse de los nutrientes y de la materia

orgánica (contaminantes) del agua residual. Cuando lo hacen, los

contaminantes son consumidos y desaparecen del agua quedando ésta más

limpia. Este proceso es mucho más eficiente si se hace con oxígeno. Por lo

tanto, es de suma importancia que el suelo en el terreno de infiltración no esté

inundado, ni saturado con agua.

El suelo es un ambiente muy hostil para los microbios patógenos (causantes de

enfermedad) que vienen con las aguas domiciliarias. Cuando son retenidos en

el suelo estos agentes patógenos mueren por los cambios de temperatura y de

humedad, por la falta de alimento adecuado, atacados por los antibióticos

producidos por los hongos del suelo o comidos por protozoos.

En una instalación bien diseñada, construida y mantenida, los patógenos serán

destruidos y los sólidos filtrados. Los nutrientes como el fósforo y el amonio

serán absorbidos por las partículas del suelo mientras que los nitratos pueden

migrar hasta los niveles freáticos.

Después de atravesar 0.5 m de suelo, el tratamiento del agua residual se ha

completado y se incorpora purificada al agua subterránea.

Suelo

Relleno grava

Capa freatica

Colonia de bacterias

Colonia de bacteriasAguaresidual

Aguaresidual

Granos de suelo

Tuberia de infiltracion

Agua purificada

Esquema del funcionamiento de la zanja de infiltración y el suelo

6.0 UBICACIÓN DEL SISTEMA:

Para ubicar el sistema de tratamiento en terreno es necesario que tener en

cuenta las pautas siguientes:

1.- Escoger una zona alta, en la que no se formen charcos o se inunde cuando

llueve.

2.- Ubicar reactor anaeróbico cerca de la casa, donde se puedan reunir todos

los desagües de baños y cocina, para disminuir los costos de tuberías.

3.- También debemos considerar que reactor debe estar en un lugar accesible

para el ingreso facilitando así su vaciado y limpieza periódica (cada cinco

años).

4.- Prever futuras construcciones o ampliaciones de la vivienda. Aunque

reactor anaeróbico y el terreno de infiltración están ubicados bajo tierra, hay

que tener en cuenta que no se pueden hacer construcciones ni transitar

con vehículos sobre ellos. El espacio ocupado por el sistema de tratamiento

podrá incorporarse al jardín de la casa, ya que sobre ellos se puede caminar,

circular en bicicleta, instalar un tendedero de ropa.

5.- Mantener la mayor distancia posible desde el sistema de tratamiento a

cuerpos de agua superficiales (como lagunas o arroyos), para evitar posibles

inundaciones, a perforaciones de extracción de agua, a los límites del terreno y

a las edificaciones de los vecinos.

Tabla No 1Distancias recomendadas

Distancia a:

Reactor

anaeróbico

m.

Sistema de

infiltración

m.

Curso de agua superficial 15 15

Pozo de agua subterránea 15 25

Tubería de agua potable 2 3

Edificaciones 4 8

7.0 PROFUNDIDAD DE LA CAPA FREÁTICA

Para que el tratamiento sea eficiente, el agua residual debe atravesar como

mínimo una distancia de 0.5 m de suelo seco entre el fondo de las zanjas y la

Capa freática.

8.0 ENSAYO DE INFILTRACIÓN

El otro aspecto importante es saber cuánta agua puede absorber el suelo por

día. Para eso debe realizarse un ensayo de infiltración.

8.1 Medidas del terreno de infiltración.

El efluente del reactor anaeróbico llega al terreno de infiltración por una

tubería de PVC sanitaria, de 4” con una caída mínima de un centímetro por

metro (pendiente de 1 %).

La Tabla No 2 nos permite calcular la longitud necesaria de tuberías y zanjas,

según el resultado del ensayo de infiltración y la cantidad de personas que

viven en la casa con una dotación de 125 l./ hab.- d.

Tabla No 2Longitud de tubería de infiltración

Capacidad de infiltración del terreno

(min/cm)

Largo tubería de infiltración m.

3 hab. 5 hab. 8 hab.

2 8 17 34

3 9 18 36

4 10 19 37

5 11 20 39

6 12 21 41

7 13 22 43

8 13 23 45

9 13 24 47

10 13 25 49

11 13 26 50

12 14 27 52

13 14 28 54

14 15 29 56

15 15 29 58

16 16 30 60

17 16 31 62

18 17 32 64

19 17 33 65

20 18 34 67

21 18 35 69

22 18 36 71

23 19 37 73

24 20 38 75

25 21 40 77

Los metros de zanja obtenidos de la Tabla No 2 se pueden disponer en un solo

tramo (hasta 30 m de largo como máximo) o en varios tramos cortos,

ajustándose a las medidas y forma del terreno.

Las zanjas deben ser de 60 cm de ancho por 60 cm de profundidad y, cuando

sean más de una, deben estar separadas entre sí por 1,50 m, para permitir la

aireación del suelo.

Las tuberías sanitarias que distribuyen el líquido en las zanjas son de PVC de 4”

y llevan dos hileras laterales de perforaciones de ½” de diámetro, cada 50 cm.

Las tuberías perforadas deben estar ubicadas a 30 cm por encima del fondo

de la zanja.

Esquema de las diferentes configuraciones de las zanjas de infiltración

9.0 PUESTA EN MARCHA Y FUNCIONAMIENTO

Para poner en marcha sistema sólo debemos conectar la tubería de salida de

la casa al reactor anaeróbico. Cuando la cámara se llene, el excedente

comenzará a pasar al terreno de infiltración por gravedad. Los

microorganismos que realizan el trabajo de depuración biológica llegan al

sistema con las aguas residuales. No es necesario agregar ningún producto.

Tanto en el reactor anaeróbico como en el terreno de infiltración las bacterias

encontrarán las condiciones adecuadas, se multiplicarán y formarán una

colonia muy numerosa que hará el trabajo de depuración. Esos organismos no

son afectados por cantidades normales de los productos de limpieza utilizados

en cualquier casa ( detergentes, desinfectantes, etc.) y los pueden degradar.

No obstante, como se trata de un sistema biológico, no se debe verter agua

caliente, soda cáustica, sustancias agresivas como ácidos, solventes (thinner,

aguarrás), venenos (insecticidas, plaguicidas) u otros tóxicos (pinturas,

aceites).

Por otra parte si se utiliza menos agua el sistema funcionará mejor. Por eso es

muy importante cuidar que no queden llaves goteando y depósitos de inodoro

perdiendo agua.

10.0 MANTENIMIENTO

Mientras no se noten olores o salidas de agua, el reactor anaeróbico debe

revisarse una vez por año.

Levantamos la tapa de los registros y si la superficie de la costra está

obstruyendo la entrada, debemos vaciarlo y realizar mantenimiento.

Es recomendable vaciarlo cada 3-5 años. El terreno de infiltración no requiere

mantenimiento mientras no se vea aflorar agua en el terreno, esto sólo ocurrirá

en caso de obturación o rotura de las tuberías. Un terreno bien diseñado y

construido debe funcionar sin inconvenientes al menos por diez años.