lagunas de estabilizacin.pdf

8/17/2019 lagunas de estabilizacin.pdf

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Las tecnologLas tecnologíías ecolas ecolóógicas ygicas yde bajo coste en depuracide bajo coste en depuracióónn

Prof. Dr. D. A. Aznar JimProf. Dr. D. A. Aznar JimééneznezDpto. C. e I. de Materiales e I. QuDpto. C. e I. de Materiales e I. Quíímicamica

UNIVERSIDAD CARLOS III DE MADRIDUNIVERSIDAD CARLOS III DE MADRID

Las tecnologías ecológicas y de bajo coste, desarrollado porel Dr. D. Antonio Aznar, profesor de Ingeniería Química del

Dpto. de Ciencia e Ingeniería de Materiales e IngenieríaQuímica de la Universidad Carlos III de Madrid.


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TECNOLOGÍAS ECOLÓGICAS Y DE BAJO COSTE

• Son técnicas extensivas de tratamiento• Aplicables a vertidos totalmente degradables, d

aguas sin componente industrial o asimilables a u

vertido urbano

• En comparación con los procesos intensivos:

– Ocupan más superficie (entre 4 y 40 m2/he)

– Costes de inversión generalmente inferiores

– Condiciones de explotaciones menos difíciles, má

flexibles y más económicas en cuanto a energía

– Necesitan menos personal y menos especialización

– Baja producción de fangos


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Procedimientos o técnicas en los que la eliminación de las sustanciascontaminantes presentes en las aguas residuales se produce porcomponentes del medio natural, no empleándose en el procesoningún tipo de aditivo químico.

SISTEMAS NATURALES DE DEPURACIÓ

Los posibles sistemas de tratamiento se pueden englobar en seisgrandes grupos:

Primarios: balsas de estabilización Lagunaje: aerobio, anaerobio,facultativo, maduración

Aplicación subsuperficial: zanjas y pozos filtrantes, infiltraciónrápida

Aplicación superficial: escorrentía superficial, filtro verde, filtro

macrofitas, filtros de arena, lechos de turba Procesos de biopelícula: lechos bacterianos, biodiscos

Tratamientos convencionales: aireación prolongada, fangos activos,…


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Cultivo

bacteriano

Libre Fijo

Balsas de

estabilizaciónLagunaje

Fosaséptica

Lechosfiltrantes

Tanque

digestor-decantador

Aerobio Anaerobio Terreno Otros

Natural AireadasMacrofitas Infiltración Filtrosverdes


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5

•Sistemas simplespozos negros

fosas sépticas

tanques digestor/decantador

•Muy bajo mantenimiento

•Proceso biológico principal anaerobio

•Indicados para pequeños núcleos urbanos (< 1000 e-h)asentamientos aislados.

BALSAS DE ESTABILIZACIÓN


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6

POZO NEGRO

• Francia, hacia 1870

• Babilonia, siglo V a. de C.Heródoto describe el uso de pozos negros comosistema de depuración.

Depósito impermeable excavado junto a las casaspara recoger en él las aguas residuales. Por carecer

de salida debe ser vaciado periódicamente.


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7

FOSAS SÉPTICAS

4

4 cámara de aireación

5

5 ventilación

6

6 sifón de vertido3 cámara de digestión anaerobia

3

2 cámara de decantación/digestión anaerobia

2

1 desengrasador

1

7 bocas de hombre

7 77

En este tipo de sistemas se incluyen las fosas sépticas y losdecantadores-digestores. Son sistemas simples de muy bajo

mantenimiento, donde el proceso biológico principal es elanaerobio, constan de dos o tres compartimentos colocadoslongitudinalmente (fosa séptica) o en vertical (tanquesdecantadores-digestores), infiltrándose la corriente efluente delsistema en el terreno o en filtros de arena, de forma que ladepuración se completa, en condiciones aeróbicas,aprovechando la capacidad depuradora de los mismos. Estánindicados para pequeños núcleos urbanos (< 1000 e-h) oasentamientos aislados.La fosa séptica es un recipiente hermético diseñado y construidopara recibir las aguas de desecho de una casa, separar lossólidos de los líquidos, suministrar una digestión limitada a lamateria orgánica retenida, almacenar los sólidos y permitir queel líquido clarificado sea descargado para su posteriortratamiento y disposición.Las fosas sépticas dotadas de una tercer cámara con ventilaciónmediante tiro natural y gracias a la aportación de oxígeno, secompleta la oxidación de la materia orgánica de manera que lascondiciones del agua efluente se ajustan más a las permitidaspor la legislación vigente ‘para vertidos a cauces o al terreno.


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tRH = 3 min (Q600L/min)V = Q·tRH·Cpunta (0,03-0,17 m3)

Hútil > 0,5 m

L/a = 1,5 – 2,5

h > 0,3 m

DISEÑO DE FOSAS SÉPTICASV = 1,5 · Q (< 6 m3/día)V = 4,5 + 0,75 · Q (< 40,0 m3/día)

•longitud = 2-3 anchura

•1,2 m < hútil < 1,7 m

•resguardo > 0,3 m

•2 compartimentos 2/1 3 compartimentos 6/3/1

Cámara de grasas


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9

Ubicación de fosa séptica


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Criterios de selección de fosas sépticas

Efecto de la temperatura

Disminución Coliformes fecales (%)

Disminución P (%)

Disminución N (%)

Disminución SS (%)

Disminución DBO5 (%)

Disminución DQO (%)

Costes de explotación y mantenimiento

Costes de construcción

Frecuencia de los controles

Necesidad de personal

Duración de los controles

Simplicidad de funcionamiento

Necesidad de obra

Superficie necesaria (m2/he)

Movimiento de tierras

Obra civil

Equipos

Mantenimiento yexplotación

Superficie

Costes

Rendimiento

Estabilidad Turbidez del efluente

Variación caudal/carga

Impacto ambiental

Molestia de olores

Molestia de ruidos

Molestia de insectos

Integración con el entorno

Riesgos para la salud

Efectos en el sueloProducción de fangosFangos

Muy alto

0-50

0-75

0-60

50-90

20-60

30-60

Bajos

Bajos

Poco frecuente

Poca

Poca

Muy sencillo

0,1-0,5

Muy sencillo

Muy sencillo

Muy sencillo

Muy alto

Muy altoFrecuente

Inexistentes

Excepcionalmente

Buena

Altos

ExcepcionalmenteMuy baja


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ANQUES DIGESTORES-DECANTADORES

Decantador

Digestor

Decantador

Digestor

Tanque Kremer

Tanque Imhoff

El tanque decantador-digestor es de funcionamiento análogo alas fosas sépticas, produciéndose el tratamiento en dos cámaras

situadas una encima de la otra. En la cámara superior se efectúala separación sólido-líquido y en la zona inferior se produce ladigestión anaerobia de los sólidos sedimentados. El diseño de lasparedes de la cámara superior es tal que se impide que lasburbujas de gas producidas por la digestión anaerobia de loslodos sedimentados arrastren materia sólida hacia la cámarasuperior.


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tr (caudal medio) = 2,5 h

tr (caudal máximo) = 1,0 h

tr (digestión fango) = 4 meses h = 6 - 9 m

a = 1,5-10 mL = 3-5 a


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Criterios de selección de decantadores-digestores



Disminución P (%)

Disminución N (%)

Disminución SS (%)









Necesidad de obra



Obra civil

Equipos


Superficie

Costes

Rendimiento



Impacto ambiental

Molestia de olores

Molestia de ruidos





Muy alto

0-50

0-75

0-60

35-85

30-65

30-60

Moderados

Bajos

Poco frecuente

Poca

Poca

Sencillo

0,05-0,1

Complejo

Simple

Muy sencillo

Muy alto

Muy alto

Frecuente

Inexistentes

Excepcionalmente

Buena

Altos

ExcepcionalmenteMuy baja


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14

Evacuación de las aguas tratadas


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15

Fosa séptica + pozo filtrante

Fosa séptica + zanja filtrante

Fosa séptica + lecho de arena

Fosa séptica + lagunaje

Las aguas efluentes de las balsas de estabilización no suelenestar en condiciones de ser vertidas directamente a un cauce,

por lo que necesitan un tratamiento posterior para completar laeliminación de SS, DBO y microorganismos (desinfección). Estostratamientos pueden ser:

•Con pozo filtrante: sistema por el cual se completa la oxidaciónde la materia degradable y la eliminación de la materia ensuspensión mediante la edafodepuración.

•Con zanja filtrante: sistema similar al de pozos filtrantes paracompletar el proceso de depuración.

•Con lecho de arena: se utiliza la capacidad depuradora de uunfiltro de arena o de otro material poroso para completar el

proceso depurador antes de drenar el efluente para suevacuación posterior a un cauce.

•Evacuación a un estanque o laguna, donde la presencia demicroorganismos y plantas completan el proceso de depuración


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Lagunaje

Consisten básicamente en un almacenamiento del agua a

tratar durante periodos de tiempo suficientemente largos paraque se produzca una oxidación de la materia orgánica por lasbacterias.

Para el cálculo se deben considerar la mayor parte posible delos siguientes parámetros:

•DBO

•SS

•Caudal

•Temperatura media•Nubosidad

•Radiación solar

•Viento

•Evaporación

•Oxigeno disuelto

•Agitación

•Tiempo de residencia•Nutrientes

•Toxicidad

•pH

•Sólidos inorgánicos disueltos


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VENTAJASVENTAJAS• Bajo coste de construcción y explotación.

• Mínima necesidad de aporte energético.

• No requiere personal cualificado para su operación y mantenimiento• Buenos rendimientos de eliminación de materia orgánica y sólidos e

suspensión.

• Los lodos producidos están estabilizados, con un alto grado demineralización y pequeño volumen, siendo evacuados cada 3-6 años

• Efecto regulador ante variaciones de caudal y composición.

• El agua efluente es apta para el riego.

• Las lagunas se integran fácilmente en el entorno.

• Grandes superficies de terreno plano.

• Pérdida de agua por evaporación.

• Alto contenido en algas en el efluente.

• Dificultad para modificar las condiciones operativas.

DESVENTAJASDESVENTAJAS


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FACTORES QUE AFECTAN A LA EFICACIA

•Climáticos: temperatura, radiación solar, viento,precipitación, evaporación.

•Físicos: estratificación, líneas de corriente,profundidad.

•Químicos: carga contaminante, valores punta,presencia de tóxicos e inhibidores, grasas,nutrientes, pH.

•Biológicos: macrofitas, microfitas, bacterias,algas, protozoos, hongos, insectos.


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CONSTRUCCIÓN DE UNA LAGUNA•Excavación del vaso.

•Impermeabilización del terreno.

•Construcción de los sistemas auxiliares.

La impermeabilidad del estanque se puede lograr con arcilla

apisonada, hormigón o con geomenbranas.


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20

Geomembranas.


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TIPOS DE LAGUNASTIPOS DE LAGUNAS

• LAGUNAS ANAEROBIAS

• LAGUNAS FACULTATIVAS

• LAGUNAS AIREADAS

• LAGUNAS DE MADURACIÓN


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Clasificación

por vía

metabólica

Facultativas

Presencia de oxígenomolecular en toda la

laguna.

Presencia de oxígeno

molecular en toda la

laguna excepto en el

fondo.

Ausencia de oxígenomolecular en toda la

laguna excepto en la

capa más superficial.

Aerobias

Anaerobias


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23

Clasificación

por uso

Anaerobias

Remociónde materia

orgánica

Control de

microorganismos

patógenos

Remoción

de nutrientes Aerob ias de al ta tasa

Aerobias de madurac ión

Facultativas

Aerob ias de al ta y baja tasa

Aeradas


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LAGUNAS ANAEROBIAS


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• Se usan normalmente como primera fase en el tratamiento daguas residuales urbanas o industriales con alto contenido emateria orgánica biodegradable.

• Suelen operar en serie con lagunas facultativas y dmaduración.

• La depuración la realizan bacterias anaerobias.

• La laguna debe tener una temperatura relativamente alt(óptima a 30ºC).

• Las lagunas han de ser de poca superficie y profundas (3 om).

• El color gris del agua, las burbujas, la costra sobre la superficiy la ausencia de malos olores son síntomas de buefuncionamiento.

• Si las aguas toman un color rosa o rojo es por proliferación dbacterias fotosintéticas del azufre

En términos generales, las lagunas anaerobias funcionan comotanques sépticos abiertos y trabajan extremadamente bien en

climas calientes.El color gris del agua, las burbujas, las costras sobre lasuperficie y la ausencia de malos olores son síntomas de unbuen funcionamiento.

Entre los mecanismos que ayudan a mantener el ambienteanaerobio necesario para el buen funcionamiento de estasbalsas destacan los siguientes:

•La abundante carga orgánica, presente en la alimentación dalugar a que el posible oxígeno introducido en las lagunas con elinfluente o por reaireación superficial se consuma rápidamente

en la zona inmediatamente adyacente a la entrada o a lasuperficie.

•En las lagunas anaerobias se produce la reducción de lossulfatos, que entran con el agua residual, a sulfuros. Lapresencia de sulfuros en el medio disminuye la posibilidad decrecimiento de las algas en dos formas:a) La penetración de la luz necesaria para el crecimiento de lasalgas se ve impedida por la presencia de sulfuros metálicos ensuspensión, como el sulfuro de hierro, responsables de latonalidad gris de las lagunas anaerobias. Estos sulfuros acaban

precipitando en el fondo de las lagunas, y provocan la coloracióngris oscura o negra que presentan los fangos.

b) Los sulfuros solubles son tóxicos para las algas, de modo quelos cortos períodos de residencia, la falta de iluminación y unambiente de composición química hostil impiden el crecimiento


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• Sedimentación• Hidrólisis.

• Formación de ácidos.• Formación de metano.


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CONDICIONES OPERATIVAS

• Los tiempos de retención entre 2 y 5 días.

• Elevado ratio de carga: 100-500 g DBO5 /m3 /día

El volumen de la laguna es:

V = Li · Q / lv (m3)

lv = carga volumétrica (g DBO5 / m3.día)

Li = concentración del influente (mg DBO5 mg/l)

Q = caudal de entrada (m3 /día)

• La temperatura debe estar entre 30-35 ºC.

• El potencial redox debe estar entre un mínimo de -0,42 voltios a un

máximo de +0,82 voltios.

• El tiempo de retención de fangos es entre 3 y 6 años. Alto nivel de

mineralización de los mismos


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Disminución P (%)

Disminución N (%)

Disminución SS (%)









Necesidad de obra



Obra civil

Equipos


Superficie

Costes

Rendimiento



Impacto ambiental

Molestia de olores

Molestia de ruidos





LAGUNA ANAEROBIA

1-3

Complejo

Muy sencilla

Muy sencillos

Poco frecuentes

Poca

Poca

Muy sencillo

50-90

20-40

60-8030-4010-20

50-90

Normal

Alto

ModeradoInexistente

Muy pocos

Pocos

Muy alto

Alta

Muy baja

Frecuente

Inexistentes

Moderado


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LAGUNAS FACULTATIVAS

El lagunaje facultativo se basa en la fotosíntesis. La capa deagua superior de las balsas está expuesta a la luz. Esto permite

la existencia de algas que producen el oxígeno necesario para eldesarrollo y conservación de las bacterias aerobias. Estasbacterias son responsables de la degradación de la materiaorgánica. El gas carbónico formado por las bacterias, así comolas sales minerales contenidas en las aguas residuales, permitena las algas multiplicarse. De este modo, hay una proliferación dedos poblaciones interdependientes: las bacterias y las algas,también llamadas "microfitas". Este ciclo se automantienesiempre y cuando el sistema reciba energía solar y materiaorgánica. En el fondo de la balsa, donde la luz no penetra, seencuentran las bacterias anaerobias que degradan lossedimentos procedentes de la decantación de la materiaorgánica. Se produce a ese nivel una liberación de gas carbónicoy de metano.

La profundidad de la balsa debe permitir:

• evitar el brote de vegetales superiores;

• la penetración de la luz y la oxigenación de una fracciónmáxima de volumen


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Zona fótica(aerobia)

Zona heterótrofa

facultativa(anaerobia/aerobia)

Zona anaerobia(sedimentos)

Fotosíntesis

(algas)

Viento O2

CO2

Degradación aerobia de materia orgánica disuelta

(DBO5)

(bacterias heterótrofas aerobias y facultativas)

Agu a res idu alcruda Agua res idualtratada

L u z s

o l a r

Degradación anaerobia de materia orgánic a sedimentada(DBO5)

(bacterias anaerobias y facultativas)

Zonas o capas de una laguna facultativa

Zona fótica

Sistema de aeración donde ocurren dos procesos básicos: lafotosíntesis y la transferencia de oxígeno atmosférico al agua porefecto del viento, siendo el primero el más importante.Profundidad: del orden de 0,60 m, determinada por concentración dealgas y factores como: sólidos suspendidos, carga orgánica ytransparencia del agua residual.

Zona heterótrofa

Es donde se lleva a cabo la degradación de la materia orgánica(DBOSOLUBLE) disuelta y coloidal.

Existe una relación simbiótica entre la zona fótica y la zonafacultativa, el producto final de cada zona es utilizado por la otra: lazona fótica genera oxígeno, usado por bacterias para degradarmateria orgánica, como resultado de la degradación se genera CO2que requieren las algas como fuente de carbono para generaroxígeno..

Zona anaerobia

Se encuentra en el fondo de la laguna, está definida por materiaorgánica sedimentada la cual se transforma, por acción de lasbacterias, en ácidos grasos y posteriormente en metano (CH4),bióxido de carbono (CO2), ácido sulfhídrico (H2S).


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•Balsas de gran superficie y poca profundidad relativa•Proceso aerobio/facultativo/anaerobio (zonas profundas)

Tratamiento del agua residual dentro de una laguna facultativa

Alg as

Viento O2

CO2

Agu a

residual

L u z s o l a

r

Lodos

Bacterias

anaerobias y

facultativas

Materia

orgánica

suspendida

NH3

PO4

DBO5

CO2 + NH3

NH3

PO4

Nuevas

células

Materia

orgánica

disuelta

Células

muertas

Bacterias

aerobias y

facultativas

Nuevas

células

O2

Bacterias

anaerobias

estrictasProductos intermedios de

degradación (ácidos

orgánicos)

CO2 + NH3 + H2S + CH4

Tratamiento de agua en una laguna facultativaEl agua residual entra en la laguna, la materia orgánica particuladasedimenta y se deposita en el fondo, mientras que la materiaorgánica soluble y coloidal será consumida por las bacterias que seencuentran en la zona de degradación.Las bacterias utilizan el oxígeno disuelto en el agua para transformarla materia orgánica en CO2 y en más bacterias, para completar elproceso es necesario que el agua contenga nitrógeno amoniacal yfosfatos. Las nuevas bacterias se incorporan al proceso, las célulasmuertas sedimentan y forman parte de los lodos que se degrada porvía anaerobia.El CO2 generado por las bacterias es utilizado por las algas, enpresencia de luz solar, para generar más algas y oxígeno molecular,que será aprovechado por bacterias aerobias. Bacterias y algasrequieren de nitrógeno y fósforo para completar el proceso detransformación.En el fondo de la laguna, en la zona de sedimentos ocurre unadegradación a nivel anaerobio (ausencia de oxígeno) la materiaorgánica particulada es transformada por acción de las bacteriasanaerobias, en compuestos intermedios como ácidos orgánicos yfinalmente, en compuestos más simples como metano, bióxido decarbono, nitrógeno amoniacal y ácido sulfhídrico.El CO2, el NH3 y el H2S son altamente solubles, serán utilizados por losmicroorganismos o se combinarán para formar nuevos compuestos,el metano tenderá a escapar a la atmósfera.


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profundidad: 1-2,5 m

tr = 5-30 días

ratio de carga

5 = 20 T - 60 5 = kg DBO5/Ha·día (56 < 5 < 200)

T = temperatura media (ºC) (28ºC>T>12ºC)

superficie variable en función del caudal (0,8-4 m)

A = (10 · Li · Q)/ 5 A = área de la laguna (m2)

Li = Concentración influente (mg DBO5/L)

Q = caudal de entrada (m3/día)

CONDICIONES OPERATIVAS


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Disminución P (%)

Disminución N (%)

Disminución SS (%)









Necesidad de obra



Obra civil

Equipos


Superficie

Costes

Rendimiento



Impacto ambiental

Molestia de olores

Molestia de ruidos





LAGUNA FACULTATIVA

2-20

Complejo

Muy sencilla

Muy sencillos

Poco frecuentes

Poca

Poca

Muy sencillo

60-95

50-85

50-9060-7010-40

50-90

Normal

Medio

ModeradoMuy baja

Muy pocos

Pocos

Muy alto

Alta

Muy baja

Moderado

Inexistentes

Moderado


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LAGUNAS AIREADAS

La oxigenación es, en el caso del lagunaje aireado, aportadamecánicamente por un aireador de superficie o una insuflación

de aire. Este principio se diferencia por la ausencia de laextracción continua o reciclado de lodos. El consumo de energíade las dos técnicas es, a capacidad equivalente.

En la etapa de aireación, las aguas a tratar están en presenciade microorganismos que van a consumir y asimilar losnutrientes constituidos por la contaminación a eliminar. Estosmicroorganismos son principalmente bacterias y hongos(comparables a los que están presentes en las estaciones delodos activados).

En la etapa de decantación, las materias en suspensión que

son los montones de microorganismos y de partículasaprisionadas, decantan para formar los lodos. Estos lodos estánbombeados regularmente o retirados de la balsa cuandoconstituyen un volumen demasiado importante. Este piso dedecantación está constituido de una simple laguna dedecantación, o incluso, lo cual es preferible, por dos balsas quees posible de derivar por separado para proceder a su limpieza.

En lagunaje aireado, la población bacteriana sin recirculaciónconduce:

• a una pequeña densidad de bacterias y a un elevado tiempo

de tratamiento, para obtener el nivel de calidad requerido ;• a una floculación poco importante de las bacterias, lo queconlleva el implantar una laguna de decantación de dimensionesgrandes.


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•LAGUNAS AIREADAS:

sistemas aerobios

aireación forzada (1-2 kW/1.000 m3)

mezcla perfecta (≈3 kW/1.000 m3)

profundidad: 1,8-6 m

tr = 2-10 días

ratio de carga (80 - 95 kg DBO5/Ha·día )superficie variable en función del caudal (0,8-4 m)


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Disminución P (%)

Disminución N (%)

Disminución SS (%)









Necesidad de obra



Obra civil

Equipos


Superficie

Costes

Rendimiento



Impacto ambiental

Molestia de olores

Molestia de ruidos





Muy alto

50-90

25-40

10-60

70-92

60-97

70-90

Intermedios

Altos

Frecuente

Regular

Regular

Normal

1-3

Complejo

Muy sencillo

Muy sencillo

Alta

Muy baja

Excepcional

Frecuente

Moderado

Normal

Bajos

ModeradosMuy bajo

LAGUNAS AIREADAS


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LAGUNAS DE MADURACIÓN

Las lagunas de maduración son sistemas aerobios estrictos,donde el agua sufre una última etapa de acondicionamiento para

eliminar gérmenes patógenos (desinfección) por medio de la luzsolar, y algún contaminante residual que pueda permanecer enla misma (restos de DBO, SS, etc.)

•Tienen como función la eliminación de agentes patógenos.

•Deben operar siempre como lagunas secundarias.

•Son de poca profundidad, extensas y soleadas.

•Pueden usarse como etapa final del tratamiento de otrossistemas de depuración.


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•Se supone toda la masa de agua en condiciones aerobias

•Son tanques de poca profundidad (0,3-1,2 m) con una producción máximade algas. Su función es eliminar patógenos

•La ecuación de diseño de Mara supone una cinética de eliminación depatógenos de primer orden, así como un régimen de flujo en mezclacompleta en la laguna.

Ne = Ni / (1 + kbt*) Ne : número de coliformes fecales / 100 ml en el efluenteNi : número de coliformes fecales / 100 ml en el influentekb : constante de velocidad eliminación coliformes (día-1)

t* : tiempo de retención (días) >10 días

•Para construir varias lagunas de maduración en serie, la ecuación sería:

Ne = Ni / (1 + kbt*1) + (1 + kbt*2) ... (1 + kbt*n)

•La constante de velocidad kb depende de la temperatura de la siguientemanera:kb = k20 θ(Tª-35) k20 : constante de velocidad a 20 ºC (día-1)

θ : coeficiente de temperatura (adimensional)


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39



Disminución P (%)

Disminución N (%)

Disminución SS (%)









Necesidad de obra



Obra civil

Equipos


Superficie

Costes

Rendimiento



Impacto ambiental

Molestia de olores

Molestia de ruidos





LAGUNA MADURACIÓN4-8

Complejo

Muy sencilla

Muy sencillos

Poco frecuentes

Poca

Poca

Muy sencillo

65-90

50-60

90-9560-7010-20

50-90

Normal

Medio

ModeradoMuy baja

Muy pocos

Pocos

Muy alto

Muy alta

Muy bajaModerado

Inexistentes

Moderado


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Vista aérea de un sistema lagunar.


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Facultativa Anaerobia

Facultativa

Facultativa Anaerobia Aerobia de madur ación

Facultativa Aerobia de madurac ión

Facultativa Facultativa

Facultativa

Facultativa

Pueden constar de una o varias lagunas; cuando es una, suele serfacultativa.

Se encuentran arreglos de dos o más lagunas facultativas.Pueden operar en serie o en paralelo, en serie hay menor producción dealgas que al operar en paralelo. El sistema paralelo permite mejordistribución de sólidos.


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ZANJAS FILTRANTES

Se basan en la capacidad depuradora del terreno(edafodepuración) el cual se comporta como:

un lecho filtrante: dado el carácter granular del terreno, elagua circula a su través mediante el fenómeno de infiltración,siendo necesaria una granulometría media del terreno que lepermita una velocidad de infiltración aceptable;

un adsorbente: dada la capacidad de retención superficial delos materiales constitutivos del suelo;

un sistema biológico: la presencia de microorganismos en elterreno hace que este actúe como un sistema biológicosoportado. La mejor o peor aireación natural del terrenofavorecerá que los procesos biológicos sean aerobios o

anaerobios.El terreno utilizado puede ser natural (tapando la zanja con elmismo material excavado) o no (lechos de arena).

La excavación puede recubrirse con una geomembrana paraevitar que el agua infiltrada llegue al supere el nivel freático ycontamine el acuífero, recogiéndose el agua mediante unsistema de drenaje.


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a h

L

a =0,9-1,2 mh = 0,5-0,7 mL = 25-30 m

La aplicación al terreno, de forma subsuperficial, de los efluentes procedentes deFosas Sépticas o Tanques Imhoff se realiza a través de lechos excavados, por los

que las aguas se dispersan en el suelo, depurándose en su transcurrir por elmismo.

Los lechos, excavados en el terreno, presentan anchuras de 0,9 –1,2 m, longitudesinferiores a 30 m y profundidades comprendidas entre 0,5 – 0,7 m. En el fondode los lechos se extiende una capa de arena, de unos 5 cm de espesor, sobre laque descansa una capa de grava de unos 60 cm de profundidad. Embutidos en lagrava se disponen drenes paralelos, que permiten la dispersión en el terreno delas aguas a tratar. Sobre la capa de grava se extiende una capa de tierra vegetal,de unos 20-30 cm. El agua residual pretratada (procedente de Fosas Sépticas oTanques Imhoff), descarga en una arqueta de reparto, que permite la

alimentación alternada de los distintos drenes. Con esta disposición la superficiefiltrante está constituida únicamente por el fondo del lecho, y si bien, pueden sermás sensibles a las obstrucciones que las Zanjas Filtrantes, los Lechos Filtrantes

presentan la ventaja de necesitar una menor superficie para su implantación.

La distancia entre zanjas debe ser entre 1,0 y 2,5 m y el drene debe encontrarsecomo a más de 0,6-1,5 m del nivel superior de la capa freática. La cargahidráulica aplicable es de 0,02-0,05 m3/m2·día


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Disminución P (%)

Disminución N (%)

Disminución SS (%)









Necesidad de obra



Obra civil

Equipos


Superficie

Costes

Rendimiento



Impacto ambiental

Molestia de olores

Molestia de ruidos





Baja

50-90

80-98

25-98

60-90

90-98

65-90

Intermedios

Muy altos

Poco frecuente

Poca

Poca

Sencillo

6-66

Muy sencillo

Muy sencillo

Muy sencillo

Muy baja

Muy bajaModerado

Inexistentes

Excepcionalmente

Normal

Altos

FuerteInexistente

ZANJAS FILTRANTES


45/84

45

LECHOS FILTRANTES


46/84

46

El mecanismo de remoción de materia orgánica consiste en que la matriz desuelo se somete a ciclos intermitentes de carga hidráulica, en los cuales sealternan periodos de inundación y de secado del suelo. En el periodo de

inundación, el agua residual aplicada lixivia el nitrato previamente convertido por las bacterias aerobias presentes en la matriz de suelo, presentándose entoncescondiciones anaerobias e iniciándose un proceso de denitrificación, que es elmecanismo primario de remoción de nitrógeno en un sistema de filtración rápida.El porcentaje de remoción de nitrógeno puede ser hasta del 80 % en condicionesóptimas. A medida que se seca la superficie del suelo, las bacterias aerobias seactivan nuevamente y comienzan a descomponer la materia orgánica presente,iniciándose entonces un proceso de nitrificación. La descomposición de lamateria orgánica ayuda a resquebrajar la soglea, y la nitrificación microbianalibera sitios de adsorción de amoniaco en materiales arcillosos y en los humus

presentes. El periodo de secado es esencial para la restauración de condicionesaerobias en la matriz del suelo, ya que el oxígeno atmosférico penetra en el sueloy las bacterias que oxidan la materia orgánica y el amoniaco disponen de

oxígeno. Por lo que concierne a otros constituyentes, se ha encontrado que lossuelos que se usan en los sistemas de infiltración rápida generalmente tienen una baja capacidad de retención de sales solubles, pero pueden retener cantidadesgrandes de metales pesados y de fósforo. Se ha encontrado que los principalesmecanismos de remoción de fósforo en estos sistemas son la adsorción y la

precipitación química.


47/84

47



Disminución P (%)

Disminución N (%)

Disminución SS (%)









Necesidad de obra



Obra civil

Equipos


Superficie

Costes

Rendimiento



Impacto ambiental

Molestia de olores

Molestia de ruidos





Baja

50-90

30-55

10-90

50-90

80-98

90-95

Altos

Muy altos

Poco frecuente

Poca

Poca

Sencillo

2-25

Muy sencillo

Muy sencillo

Muy sencillo

Muy baja

Muy baja

Moderado

Inexistentes

Excepcionalmente

Normal

Altos

FuerteInexistente

LECHO FILTRANTE


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48

DISE O DE POZOS FILTRANTES

Limitación recomendada de uso:

•Vertidos de vivienda familiar

Problemas en el sistema:•Limitación del subálveo•Extracción de sólidos y eliminación•Olores

El número de pozos (N), su diámetro (D) y altura se relejanen función de los habitantes equivalentes servidos, con unadotación < 250 l/he.d. El pozo filtrante se ve precedido deuna cámara de grasas, un pozo de registro, una fosa sépticay una arqueta de reparto.


49/84

49


50/84

50

2.703.00491 a 100

2.703.00481 a 90

2.403.00471 a 80

2.403.00461 a 70

2.403.00351 a 60

2.403.00241 a 50

2.402.70231 a 40

1.802.40226 a 30

1.802.10221 a 25

1.801.80216 a 20

1.802.40111 a 15

1.801.8016 a 10

1.501.5014 a 5

H (m)D (m)N

Características de los PozosfiltrantesPoblación

(he)


51/84

51



Disminución P (%)

Disminución N (%)

Disminución SS (%)









Necesidad de obra



Obra civil

Equipos


Superficie

Costes

Rendimiento



Impacto ambiental

Molestia de olores

Molestia de ruidos





Baja

50-90

80-98

25-98

50-90

90-98

55-80

Intermedios

Muy altos

Poco frecuente

Poca

Poca

Muy sencillo

1-14

Muy complejo

Sencillo

Muy sencillo

Muy baja

Muy baja

Moderado

Inexistentes

Excepcionalmente

Inexistentes

Inexistentes

ExcepcionalmenteInexistente

POZO FILTRANTE


52/84

52

INFILTRACIÓN RAPIDA

Es esencialmente un proceso de tratamiento por filtración, adsorción ydegradación biológica, en el cual se aplica el agua residual sobre la zona superior

del terreno, donde parcialmente se evapora percolando el resto a través delterreno, sufriendo un proceso de filtración por un lecho formado por las partículas del terreno, un proceso de adsorción –e incluso de cambio iónico- porlos minerales presentes y un proceso de degradación biológica por parte de losmicroorganismos presentes en el terreno. Un proyecto que busque la aplicaciónde este sistema, deberá considerar, como mínimo, los siguientes aspectos:

•Objetivos de diseño

•Elección del emplazamiento

•Tratamiento previo a la aplicación

•Clima y almacenamiento

•Tasas de aplicación

•Superficie necesaria

•Características de los bancales

•Altura del nivel freático

•Técnicas de distribución

•Recogida de la escorrentía


53/84

53

El agua residual, tras recibir los pretratamientos correspondientes, se distribuyeen balsas de infiltración o de distribución con una escasa profundidad donde no

existe vegetación alguna, aunque sí se puede tener si se reparte el agua residualempleando sistemas de aspersión de alta carga. La mayor parte del agua aportada percola, siendo una mínima parte la que se evapora. Este sistema tiene elimportante inconveniente de necesitar aguas residuales con una cargacontaminante bastante reducida, por la posibilidad de contaminación de las aguassubterráneas.


54/84

54

Cargas hidráulicas correspondientes a cada tiempo deinfiltración, a partir de la definición del tiempo preciso paraun descenso de la lámina de agua en los ensayos deinfiltración de 2.5 cm. La distancia mínima entre las paredes

verticales de dos zanjas será de un metro.

1.2530 - 40< 30 minutos

1.0070 - 90< 10 minutos

0.6090 - 100< 5 minuto

0.60100 - 130


55/84

55



Disminución P (%)

Disminución N (%)

Disminución SS (%)









Necesidad de obra



Obra civil

Equipos


Superficie

Costes

Rendimiento



Impacto ambiental

Molestia de olores

Molestia de ruidos





Baja

50-90

80-98

20-70

90-95

80-98

90-95

Pocos

Muy pocos

2-22

Sencillo

Muy sencilla

Muy sencillos

Muy baja

Muy baja

Frecuente

Inexistentes

Moderado

Normal

Alto

FuerteInexistente

INFILTRACIÓN RÁPIDA

Poco frecuente

Poca

Poca

Sencillo


56/84

56

FILTRO VERDE


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57

FILTROS VERDESadición de aguas a terrenos cubiertos de vegetación(macrofitodepuración), utilizando conjuntamente la capacidad de

depuración natural de los mismos (edafodepuración).•Especie vegetal

evapotranspiración

capacidad de asimilación de nutrientes

tolerancia a las condiciones de humedad del suel

potencial rentabilidad,

•Terreno

disponibilidad (5 ha/1000 he)

permeabilidad (intermedia)

exento de pozos y tomas de aguas potables

pendiente del mismo entre el 2 y el 6%

•Vertido

presencia de tóxicos

caudal/pluviosidad

¿QUE ES UN FILTRO VERDE

Se denomina Filtro Verde a una Tecnología de Bajo coste y explotación que

aprovecha la capacidad física, química y biológica del suelo para depurar lasaguas residuales.

· FISICA: Filtración según granulometría:

- Suelo Arcilloso: Diámetro partículas2mm.Rápida y poco efectiva.

- Suelo Franco: Intermedio.

· QUÍMICA: Asimilación de sustancias químicas como nutrientes, por plantascomo chopos, carrizos, juncos...

· BIOLÓGICA: Metabolización por microorganismos de la materia orgánica. Seadmite que los microorganismos del suelo y de las raíces de las plantas puedenllegar a eliminar hasta un 85% de la Materia Orgánica que aquel reciba. Por otra

parte, la vegetación clorofílica asimila, siempre que la carga de aguas residualesse mantenga dentro de ciertos limites, los compuestos nitrogenados, fosfóricos y

potásicos que contengan.


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58

CONDICIONES DE OPERACIÓN

•Riego a manta. Rotación de parcelas con ciclos intermitentes (4-10 días)dependiendo de la pluviometría.•Caudal de alimentación: entre 20 m3/ha.d y 60 m3/ha.d.•Características del agua de entrada al sistema: generalmente agua bruta,o pretratada


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59



Disminución P (%)

Disminución N (%)

Disminución SS (%)









Necesidad de obra



Obra civil

Equipos


Superficie

Costes

Rendimiento



Impacto ambiental

Molestia de olores

Molestia de ruidos





FILTRO VERDE12-110

Muy sencillo

Muy sencillo

Muy sencillo

Frecuencia regular

Poca

Poca

Muy sencillo

Pocos

Intermedios

90-99

70-90

95-9985-9885-98

50-85

Muy baja

Alta

Muy bajaModerado

Inexistentes

Frecuente

Bueno

Inexistentes

ExcepcionalmenteInexistente


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60

Es el sistema de tratamiento de agua mEs el sistema de tratamiento de agua máás antiguo del mundo.s antiguo del mundo.Copia el proceso de purificaciCopia el proceso de purificacióón que se produce en lan que se produce en la

naturaleza cuando el agua de lluvia atraviesa los estratos denaturaleza cuando el agua de lluvia atraviesa los estratos dela corteza terrestre y forma los acula corteza terrestre y forma los acuííferos o rferos o rííos subterros subterrááneos.neos.Elimina fundamentalmente sElimina fundamentalmente sóólidos en suspensilidos en suspensióón y patn y patóógenosgenos

FILTRO DE ARENAFILTRO DE ARENA

LimitaciLimitacióón recomendada de uso:n recomendada de uso:< 10000 habitantes< 10000 habitantes


61/84

61

Filtración

Rápida Lenta

Ascendente Descendente Descendente


62/84

62

Desaarenador-desengrasador Decantador Filtro

Otrostratamientos Sedimentador

Desaarenador-desengrasador Decantador Filtro

•Necesario un desbaste. Rejillas o Tamices

•Necesario desengrasado

•Necesaria decantación física

•Recomendable decantación secundaria

•Instalación de suministro energético en filtros con lavado por aire yagua

•Eliminación lodos por lavado o limpieza de los filtros

INSTALACIONES PREVIAS REQUERIDAS:INSTALACIONES PREVIAS REQUERIDAS:


63/84

63

Lecho Filtrante

Qs

Qf

Qs

Entrada Efluente

Salida Efluente

Qe

FILTRACIFILTRACIÓÓN R N R ÁÁPIDA (FR)PIDA (FR)

FR

Arena Arena/antracita Antracita

0,6-0,9 m

Qf QsQe ==

se f se f

f f f

sss

eee

S S S vvv

S vQ

S vQ

S vQ

,,

*

*

*

>>⇒


64/84

64

CARACTERÍSTICAS DEL MATERIAL FILTRANT

Granulometría

Talla efectiva (D10)Coeficiente de uniformidad (D60/D10)

Friabilidad o dureza: es un coeficienteque mide la pérdida de material filtranteen forma de “finos”, debido a las roturasdel mismo durante el funcionamiento ylavados.

10 1 0,1 0,010

20

40

60

80

100

D60

D10

p o r c e n

t a j e q u e p a s a

( % )

log10

tamaño partícula (mm)

Perdida por ataque ácido, generalmente ligado al contenido encarbonatos.

Peso específico real: peso del producto por unidad de volumen.Peso específico aparente del producto apelmazado o esponjado.


65/84

65

0,850,65Arena gruesa

0,650,45Arena estándar 1,701,35

0,450,35Arena Fina

MáximoMínimoMáximoMínimo

Coeficiente de uniformidadTamaño efectivo (mm)

LECHOS DE ARENA

El medio filtrante debe estar compuesto por:

granos de arena duros y redondeados

peso específico real 2,6 kg/

peso específico aparente 1,3-1,6 kg/L

libre de arcilla y materia orgánica

< 2% de carbonato de calcio y magnesio


66/84

66

LECHOS DE ANTRACITA

El medio filtrante debe estar compuesto por:granos piramidales, duras (3,5 escala Mosh), peso específico>1450kg/m3

alto contenido en carbono fijolibre de arcilla, polvo, limo, sulfuros y materiales extrañosbajo contenido en cenizas y material volátilbaja friabilidad

Interfase de los dos materiales < 0,15 m∅antracita < 4-6 ∅arena

LECHOS MIXTOS


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67

El lavado consiste en hacer circular en contracorreinte un ciertocaudal con objeto de retirar del lecho filtrante las partículasretenidas en él y desapelmazar el lecho.

Debe dejarse por encima del lecho filtrante un espacio de mas del30% del espesor del mismo para la expansión del lecho durantre ellavado.

El lavado con aire rompe y facilita el lavado posterior que se puedehacer más corto, con lo que se ahorra agua de lavado.

El lavado con agua y aire simultáneamente mezcla todas laspartículas del lecho, aunque tengan diferentes tamaños odensidades.

Los sistemas de lavado pueden ser:

a) Flujo ascendente. Expansión del lecho del 20 al 40%. νlavado >1,7ν

fluidización , Qagua=15-100 m3/m2·hb) Flujo ascendente y lavado superficial

c) Lavado simultáneo con agua y aire. Qaire = 3-90 m3/m2·h,expansión< 10%.

d) Flujo ascendente y lavado subsuperficial. Medios mixtos.

SISTEMA DE LAVADO


68/84

68

0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6

0

20

40

60

80

100

V e l o c i

d a

d d e c o n

t r a

l a v a

d o

( m 3 / m 2 · h

)

diámetro del medio (mm)


69/84

69

> 20%

< 20%

Max.expansión

arena gruesa sola

Aire simultáneamente conun flujo de agua ascendentebajo primero y agua sola conalta velocidad después

Con aire

Velocidad baja durante laprimera fase de lavado sin

fluidificación y alta durantela segunda con fluidificaciónde partículas

de baja velocidadseguida de alta

velocidad(30 a 60+ 5 a 27m3 /m2h)

arena gruesa sola oantracita sola

Aire simultáneamente con elagua primero y luego aguasola a una rata mayor

Con aire

Velocidad inicial más bajadurante la primera fase dellavado que durante lasegunda sin fluidización enambas

de baja velocidad(5 a 25 m3 /m2h)

arena fina solaarena y antracitaantracita sola

Aire sin flujo de aguaascendente primero y aguasola después

Con aire

arena fina solaarena y antracita

- Chorros fijos- Chorros rotatoriosCon agua

arena fina solaarena y antracita

Se usa lavado ascendentesolo

Sin agitaciónauxiliarSe usa velocidad constante

durante el lavado confluidificación de todas lascapas del medio filtrante yestratificación de partículas

de alta velocidad(30 a 60 m3 /m2h)

DescripciónTipoDescripciónTipo

Mediofiltrante conque se unaeste lavado

AGITACIÓN AUXILIAR LAVADO ASCENDENTE CON

AGUA

MODALIDADES DE LAVADO DE FILTROS


70/84

70

Parámetros de diseño del sistema de filtro de arenanº líneas tratamiento nº máximo líneas lavado simultáneo

SSafluente =20-100 mg/L SSefluente =5-10 mg/L

νfiltración = 5–25 m3/m2·h tciclo= 6–24 h

nHuecos(%)=50–60(antracita) 40-50(arena)

Wfloculo seco (w/v)=3-6%

n Hue oc =


71/84

71

Parámetros de diseño del sistema de filtro de arena

Caudal unitario (m3/h) =

Sección unitaria (m2

)=

Vagua filtrada(m3) =

Wsólidos (kg) =

Cap retención(kg/m3) =

Vlecho (m3) =

líneasºnQ

Q diseñou =

νfiltración(m3/m2·h)=

Hlecho (m) =

Hfiltro (m) =

Perd. cargalecho limpio (m) =

Qagua lavado (m3/h) =

Qaire lavado (m3/h) =

filtración

uu

QS

ν

=

( )maxudiseño

filtración simultáneolavadolíneasºnlíneasºnS·Q

−=ν

cicloufiltradaagua t·QV =( )

filtradaagua

efluenteafluentesólidos V·1000

SSSSW

−=

osecfloculoocHuecosHue

retenido W·100

n·

100n

W =

∑=

retenido

sólidoslecho W

WV

seguridadu

lecholecho HS

VH +=

virolalecho

lechofiltro H100Exp1HH +⎟

⎠ ⎞⎜

⎝ ⎛ +=

100P

·HP lechopiolimlecho∇

=∇

lavadoaguaulavadoagua ·SQ ν=

lavadoaireulavadoaire ·SQ ν=


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72

BBáásicamente, un filtro lento consta de una caja o tanque quesicamente, un filtro lento consta de una caja o tanque quecontiene una capacontiene una capa sobrenadantesobrenadante del agua que se va a desinfectar, undel agua que se va a desinfectar, unlecho filtrante de arena, drenajes y un juego de dispositivos delecho filtrante de arena, drenajes y un juego de dispositivos deregulaciregulacióón y control.n y control.

1-1,5 m

El medio filtrante debe estar compuesto por:El medio filtrante debe estar compuesto por:

granos de arena duros y redondeadosgranos de arena duros y redondeados

libre de arcilla y materia orglibre de arcilla y materia orgáánicanicaMenos del 2% de carbonato de calcio y magnesioMenos del 2% de carbonato de calcio y magnesio

didiáámetro efectivo de la arena del orden de 0,15 a 0,35metro efectivo de la arena del orden de 0,15 a 0,35 mmmm

profundidad del lecho puede variar entre 0,50 y 1,00 m (espesorprofundidad del lecho puede variar entre 0,50 y 1,00 m (espesormmíínimo de 0,30 m)nimo de 0,30 m)

coeficiente de uniformidad


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73

La velocidad de diseLa velocidad de diseñño tambio tambiéén es importante al decidir el nn es importante al decidir el núúmero demero deunidades con las que operarunidades con las que operaráá el filtro. Con velocidades mayores deel filtro. Con velocidades mayores de0,2 m0,2 m33/m/m22 hora deberhora deberáá considerarse un mconsiderarse un míínimo de tres unidades.nimo de tres unidades.

ElEl áárea de cada unidad (Area de cada unidad (Ass) es una funci) es una funcióón de la velocidad den de la velocidad defiltracifiltracióón (n (νf f ), del caudal (Q), del n), del caudal (Q), del núúmero de turnos de operacimero de turnos de operacióón (C)n (C)

y del ny del núúmero de unidades (N).mero de unidades (N).

AAss = (Q= (Q ·· C) / (NC) / (N ·· νf f ))


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74


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75

CONCEPCIÓN DEL SISTEMA

Para que la operación del sistema sea confiable, debe evitarse el

uso de dispositivos para elevar el nivel del agua (bombas).En caso de necesidad de bombeos se debería efectuar una solaetapa de bombeo que eleve el agua cruda hasta un nivel, desde elcual pueda distribuirse por gravedad al reservorio y a la red.

Preferentemente, el filtro lento debe operar en forma continua, esrecomendable construir un tanque de almacenamiento de agua crudapara abastecer por gravedad la planta durante las 24 horas del día.

CONDICIONES DEL AGUA CRUDA

Temperatura.

Concentración de nutrientes.

Concentración de algas.

Concentraciones altas de turbiedad.


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76

UBICACIÓN

Debe estar en una zona accesible, con vías de comunicación quefaciliten su posterior construcción, operación y mantenimiento.

El agua subterránea debe estar ausente o muy profunda.La zona debe ser segura y no estar expuesta a riesgos naturales ohumanos.

De preferencia, la topografía de la zona seleccionada debe reunirlos desniveles necesarios para que el sistema pueda operartotalmente por gravedad.

ASPECTOS RELACIONADOS CON LA COMUNIDAD

Efectuar estudios sociológicos para determinar las costumbres ycreencias que puedan afectar la aceptación del sistema.

Comprobar la información demográfica disponible.

Determinar los recursos humanos y materiales disponibles paraadecuar el diseño del sistema.

Estudiar la incidencia de enfermedades de origen hídrico ypresencia de vectores.


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77

Tareas rutinarias:Tareas rutinarias:

ajustes y mediciajustes y medicióón del caudaln del caudalmonitoreo de la calidad del agua producidamonitoreo de la calidad del agua producidalimpieza de la superficie de la arenalimpieza de la superficie de la arenalavado y almacenamiento de la arenalavado y almacenamiento de la arenareconstruccireconstruccióón del lecho filtranten del lecho filtrante

La limpieza del lecho filtrante debe iniciarse cuando el nivel dLa limpieza del lecho filtrante debe iniciarse cuando el nivel delelagua en la caja del filtro llega al magua en la caja del filtro llega al mááximo y el agua empieza a rebosarximo y el agua empieza a rebosarpor el aliviadero.por el aliviadero.

Para la limpieza de la superficie del lecho filtrante hay dos mPara la limpieza de la superficie del lecho filtrante hay dos méétodostodosmanuales disponibles, que son aplicables al medio rural:manuales disponibles, que son aplicables al medio rural:

Raspado: retirar una capa superficial de alrededor de 2Raspado: retirar una capa superficial de alrededor de 2 cmcm de espesor,de espesor,cada vez que la carrera del filtro ha llegado a su fincada vez que la carrera del filtro ha llegado a su finTrillado: volteado de la arena del filtro con arrastre por aguaTrillado: volteado de la arena del filtro con arrastre por agua deldelsedimento retenido por el filtro (trillado en hsedimento retenido por el filtro (trillado en húúmedo) o sin arrastremedo) o sin arrastre(trillado en seco)(trillado en seco)

Por lo menos, cada cinco aPor lo menos, cada cinco añños se realizaros se realizaráá el lavado completo delel lavado completo delfiltro.filtro.

CRITERIOS DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO


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78

La presencia de biocidas o plaguicidasen el afluente pueden modificar odestruir el proceso microbiológico en elque se basa la filtración lenta.

Las comunidades aceptan el aguatratada por la FLA

La eficiencia de esta unidad se reducecon la temperatura baja.

No hay cambios organolépticos en lacalidad del agua

El filtro lento sin pretratamiento, nodebe operar con aguas con turbiedadmayor de 20 ó 30 UNT;esporádicamente se pueden aceptarpicos de 50 a 100 UNT.

La mayor ventaja de esta unidad resideen su simplicidad. El filtro lento sincontrolador de velocidad y con controlesde nivel mediante vertederos es muysencillo y confiable de operar con losrecursos disponibles en el medio ruralde los países en desarrollo.

DesventajasVentajas


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79



Disminución P (%)

Disminución N (%)

Disminución SS (%)









Necesidad de obra



Obra civil

Equipos


Superficie

Costes

Rendimiento



Impacto ambiental

Molestia de olores

Molestia de ruidos





FILTRO DE ARENA

1-9

Sencillo

Sencilla

Muy sencillos

Frecuencia regular

Regular

Regular

Normal

Muy altos

Intermedios

80-99

70-90

40-9925-9020-80

50-90

Muy alta

Muy baja

Muy baja

Frecuente

Inexistentes

Frecuente

Inexistente

Normal

Inexistentes

Moderado


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80

FILTRO DE TURBA


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81

Impermeabilización

Son estanques o balsas rellenas grava, gravilla, arena y turba.• La turba es un carbón activo de origen vegetal

• El agua residual entra regando la superficie del lecho.• Sistema de drenaje recoge el efluente en el fondo.• Terreno debe ser impermeable

LECHO DE TURBA

Drenaje

Arena (≈ 15 cm)

Turba (≈ 50 cm)

Grava (≈ 15 cm)

El tratamiento de aguas residuales por filtración sobre turba sebasa en aprovechar las propiedades de absorción y adsorción de

este carbón mineral, así como de la actividad bacteriana que sedesarrolla en la superficie. Se produce en consecuencia,fenómenos físicos (filtración), químicos (intercambio iónico) ybiológicos (degradación).

El proceso consiste en una filtración a través de una capa eturba superpuesta sobre un sistema drenante formado por unlecho de arena y grava, con tubos drenantes y sobre un sueloimpermeable con una ligera pendiente. El agua residual, queocupa un espesor de unos 20 cm sobre la turba, se filtra duranteun tiempo limitado(10 días), siendo necesario la retirada de la

costra que se ha formado en la superficie del lecho de turba,debido a la retención de la materia en suspensión. Después sedeja un periodo de recuperación (10-20 días), antes de iniciar elciclo de aplicación. Como consecuencia del régimen deexplotación, resulta necesario contar al menos con dos lechos enparalelo y el tamaño recomendado es de 200 m2. La acción dedepuración se realiza en la turba, mientras que el resto de losestratos empleados sólo retiene al inmediatamente superior.


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82

• Los filtros se disponen envarias unidades, mínimo dos• La superficie máximarecomendada es de 200 m2.• El agua residual se filtradurante 20-25 días.• Retirar la costra que seforma.

• Reposar el lecho duranteunos 10-20 días.• Pretratamiento:fundamental un tamiz.• Laguna de maduraciónpara control de patógenos.

Esquema de funcionamiento

Desaarenador-desengrasador

TamizadoLecho de

turbaLaguna aerobia


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83

Qdiseño CH=20-40 L/m2·h

nº líneas ≥ 3 nº líneas filtrando = 1,5·(nº líneas)

L/A tciclo = 35-45 d

Llecho (m) =

Qlínea (m3 /h)=

Slecho (m2)=

Vturba (m3)=

trecuperación (d) =

Parámetros de diseño del sistema de lecho de turba

filtrandolineasºnQ

Q diseñolínea =

H

línealecho C

1000·QS =

5,0·SV lechoturba =

( ) 5,0lecholecho S·ALL =

5,1t

t cicloónrecuperaci =


84/84



Disminución P (%)

Disminución N (%)

Disminución SS (%)









Necesidad de obra



Obra civil

Equipos


Superficie

Costes

Rendimiento



Impacto ambiental

Molestia de olores

Molestia de ruidos





Baja

50-99

20-30

20-75

85-95

70-90

60-90

Pocos

Intermedios

Frecuencia regular

Regular

Poca

Sencillo

0,6-1

Muy sencillo

Compleja

Complejos

Baja

AltaModerado

Inexistentes

Moderado

Normal

Medios

InexistentesInexistente

LECHO DE TURBA

Documents

lagunas de estabilizacin.pdf