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Depuración
biológica de aguas
Propuesta, ya experimentada e instalada
en diversas obras de diversa capacidad.
Textos: EcoHabitar. Proyecto de Ismael Caballero
Índice:
Depuración de aguas residuales
Tratamiento individualizado
Principio de autodepuración
Fitoplacton
Zooplacton
Lagunaje
Distribución
Las plantas más utilizadas
Dimensiones del lagunaje
Materiales
Cálculo de la superficie de la lámina
Planos
Aspectos constructivos de los diferentes elementos por los que circula
el agua residual
La realización de esta instalación requiere de un estudio
y un proyecto completo en cuanto a volúmen, capacidad y fórmulas
para garantizar un reciclado eficaz y rentable.
Depuración de aguas residuales
El agua es el recurso natural más utilizado por el hombre a lo
largo de su historia, al hacer uso de ella la degradamos en mayor o
menor medida, en función de la concentración residual
que aportemos al efluente a evacuar. El Agua debe tener la consideración
de Patrimonio de la Humanidad, al tratarse de un bien relativamente
escaso e imprescindible para la vida.
Debemos optar medidas para su Recuperación-Reciclaje-Reutilización,
devolviéndola a su medio natural lo menos deteriorada posible,
de manera que se sigan produciendo a través de ella los procesos
biológicos generadores de vida en el reino vegetal, animal y
del hombre.
Presentamos una serie de medidas a adoptar para el proceso de depuración
de aguas residuales de origen doméstico, las proporciones equivalentes
de volúmenes y medidas que se citan son sólo a modo orientativo,
ya que se debe realizar un estudio minucioso para adaptar este sistema
a los recursos del lugar donde se va a aplicar.
Todo contenido residual, vertido en un curso de agua, provoca una perturbación
general en el ecosistema, bajo el aspecto físico y el biológico.
Tras observar diferentes tipos de depuración desde 1979, hemos
constatado que ningún método por sí solo es capaz
de garantizar un efluente lo suficientemente aséptico como para
no propagar algún tipo de virus, hongo o bacteria que afecte
a los seres vivos.
Aunque el método de depuración más eficiente es
el aerobio, se hace necesario complementarlo mediante la aplicación
previa de un método anaerobio.
Tratamiento individualizado
Aguas pluviales: no deben mezclarse con las fecales, se conducen
a una arqueta de registro y control, desde la que se conduce al lagunaje
o depósito.
Aguas residuales domésticas: conducidas a través
de una arqueta decantadora y separadora de grasas. Dimensiones de la
arqueta: altura igual a la anchura y ambas la mitad de la longitud;
de un volumen mínimo de 10 litros por persona, dotada de una
malla intermedia inclinada a 60¼ para favorecer el ascenso de los aceites.
Seguidamente las aguas residuales grises se unen con las aguas negras
en un arqueta sinfónica registrable, con fondo de decantación,
para ser evacuadas al colector general y de éste a la estación
depuradora. Su volumen puede ser perfectamente un cubo en la proporción
de 4 litros por persona, siempre que tenga como mínimo 0,5 metros
cúbicos.
Al conducto situado a la entrada del contenedor de desbaste se le provoca
una pendiente para que el afluente adquiera una velocidad no inferior
a 1 m/seg, estará dotado de una rejilla de desbaste de 6 cm de
cuadrícula y otra de filtración de 4 cm de cuadrícula,
inclinadas al 40% sobre el plano vertical.
Este conducto partirá en sentido ascendente desde la mitad de
la altura del agua retenida en el contenedor de desbaste, llegará
a encontrarse con una T justo al nivel de los vasos comunicantes,
dicha T saldrá en sentido horizontal hacia el interior
del digestor anaerobio. Dimensión interior: la altura 1/3 de
la anchura y ésta la mitad de la longitud (para uso doméstico
y pequeñas poblaciones) y el volumen total no inferior a 10 litros
por persona.
El conducto proveniente del contenedor de desbaste se introduce en el
digestor anaerobio, mediante una curva, hasta la mitad de la altura
del agua retenida en sentido descendente. Las tapas de registro serán
estancas por medio de junta de caucho, en la entrada y salida del digestor
y éste tendrá el volumen adecuado para garantizar una
estancia mínima en el digestor de 17 días, se suele adoptar
2.500 litros por persona.
El digestor aerobio requiere un sistema de tabiquería que provoque
una circulación en zig-zag, del agua y del aire.
Colocando una chimenea sobre el conducto de entrada.
El aire de entrada al digestor anaerobio viene desde el conducto de
evacuación del filtro biológico que saca el efluente en
cascada al lagunaje. La salida del efluente en el digestor anaerobio
es por gravedad directa. Sus dimensiones estarán determinadas
por las proporciones de: la altura una cuarta parte de la anchura, y
ésta, a su vez, una cuarta parte de la longitud, la altura máxima
del agua residual retenida no debe superar los 90 cm. A partir de esta
altura el volumen sólo crecerá por el aumento de superficie.
El tiempo que debe transcurrir entre la entrada y la salida del efluente
no debe ser inferior a 11 días. Como término medio se
suele adoptar 1.500 litros por persona.
El agua residual llega al filtro biológico, que cuenta con una
bandeja de distribución, desde allí se reparte uniformemente
a otras bandejas irrigantes, desde donde el agua desciende lentamente
a través del lecho percolador. Dicho lecho se puede realizar
de arlita, puzolana, piedra pómez, biofilm, o cualquier elemento
poroso que no altere la película biológica.
En la parte inferior se coloca un conducto de evacuación para
drenaje, con una pendiente del 2%, evacuará el agua depurada
en forma de cascada al lagunaje.
El lagunaje es todo un sistema depurativo, la materia orgánica
es asimilada o metabolizada por las bacterias aerobias o anaerobias,
que liberan anhídrido carbónico, amoniaco y sales minerales,
permitiendo el desarrollo de las algas, que fijan el anhídrido
carbónico y liberan el oxígeno, que serán utilizados
para el crecimiento bacteriano. Y es precisamente esta triple asociación
lo que proporciona la depuración de las lagunas. Se encuentran
también rotíferos, crustáceos, moluscos, peces,
que participan en la depuración.
Principio de autodepuración
Toda agua residual vertida provoca una perturbación en el ecosistema,
bajo el aspecto físico y biológico. En el proceso depurativo
natural, en primer lugar se decantan los sólidos por diferencia
de densidad, luego los depósitos progresivos de materia en suspensión,
por disolución y transformación de los elementos oxidables.
La mayor parte de este proceso es encargado a las bacterias saprofitas,
que descomponen la materia orgánica muerta, o la desdoblan en
sustancias inorgánicas simples. Dichas sustancias alimentan a
los vegetales, éstos a los animales, continuándose el
ciclo de la vida, sin pérdida alguna de materia.
En un ecosistema se dan elementos autótrofos y heterótrofos.
Los autótrofos, plantas verdes y algunas bacterias llamadas productoras,
sintetizan la materia orgánica a partir de constituyentes inorgánicos.
Los heterótrofos, consumidores, requieren alimentos orgánicos
elaborados. Las plantas heterótrofas, desintegradoras, descomponen
la materia orgánica, de plantas, animales y excrementos.
La radiación solar es la única fuente de energía
externa, permite la síntesis de carbohidratos y otros productos
orgánicos que se transfieren a la fase heterótrofa del
ciclo, junto con el oxígeno resultante de la fotosíntesis.
A cambio el bióxido de carbono, el agua y las sales inorgánicas
que resultan de las actividades de los animales y las bacterias regresan
a los autótrofos.
A los microorganismos acuáticos a la deriva se les llama colectivamente
fitoplacton (de origen vegetal) y zooplacton (de origen animal)
Fitoplacton
Mohos, plantas multicelulares aerobias, que se implantan en la materia
orgánica en descomposición, atacan a los hidratos de carbono
y productos nitronegados: mucor, oidium, aspergillus, penicillium, etc.
Las algas, plantas fotosintéticas, utilizan los productos finales
de la descomposición bacteriana de la materia orgánica
para producir oxígeno y mantener un sistema aerobio: cladófora,
navícula, asterionela, diatoma., etc.
Las bacterias son organismos unicelulares básicos para la vida
de las plantas, pueden vivir como autótrofas y como heterótrofas.
Pueden ser parásitas, tienen al hombre y a los animales como
huéspedes y saprofitas, que se nutren de sólidos orgánicos
residuales; provocan las descomposiciones fundamentales en los procesos
de depuración.
Hay cuatro tipos de bacterias según el medio:
-
Aerobias,
requieren el oxígeno en forma gaseosa
-
Anaerobias,
crecen en ausencia del oxígeno gaseoso, obteniéndolo
mediante la descomposición de sustancias complejas
-
Facultativas,
tienen la capacidad de adaptarse tanto al medio aerobio, como al anaerobio,
normalmente metabolizan mejor la materia orgánica en presencia
del oxígeno (son las más abundantes en la fase de lagunaje).
-
Autótrofas,
pueden sustentar su protoplasma a partir de sustancias minerales como
anhídrido carbónico, sulfatos, fosfatos, carbonatos,
etc., tomando la energía necesaria a partir de la luz y a partir
de ciertas reacciones químicas
Zooplacton
Protozoarios, animales unicelulares, su fuente principal de alimento
son las células bacterianas: paramecium, colpidium, vorticela,
etc. Los metazoarios, animales pluricelulares, se encuentran en las
aguas de buena calidad: rotíferos, crustáceos, anélidos,
etc.
El Lagunaje
El
lagunaje en sí mismo es todo un sistema depurativo, en él
la naturaleza crea las condiciones más idóneas de autodepuración.
Tras el estudio realizado en diferentes afluentes, se concluye que la
mayor parte de éstos son biodegradados en tan solo 13 días,
(estudio realizado por P. Pesson, profesor del Institut National Agronomique).
Es el último elemento del proceso depurativo propuesto y el más
importante pues tiene una diversidad tan completa y de tales condiciones
que nos garantiza un muy buen amortiguamiento y estabilidad frente a
cualquier problema derivado de un mal funcionamiento de las fases anteriores
al lagunaje (el sistema desarrollado en el anterior número de
ReHabitar).
Como ya se ha indicado el lagunaje en sí mismo es todo un sistema
depurativo, en él la naturaleza crea las condiciones idóneas
de autodepuración.
En superficie la materia orgánica disuelta es asimilada o metabolizada
por bacterias aerobias o anaerobias facultativas. Esta masa pasa a constituir
la alimentación de protozoos, depredadores. Las bacterias, al
degradar la materia orgánica, liberan anhídrido carbónico,
amoníaco y sales minerales, permitiendo el desarrollo de algas.
Éstas fijan el anhídrido carbónico y liberan el
oxígeno, que será utilizado para el crecimiento bacteriano.
Precisamente esta triple asociación proporciona la depuración
de las lagunas.
Distribución
Una buena distribución de los diferentes elementos que componen
el lagunaje es fundamental para que pueda actuar como filtro verde.
La zona inicial, donde se encuentra el afluente del filtro biológico
(precolador), debe estar bien soleada; mientras que la zona final es
mejor que se encuentre sombreada, con grandes árboles en su entorno.
En la primera zona los desniveles deben ser muy suaves, creciendo paulatinamente,
a medida que nos acerquemos al centro y al final.
En el centro es conveniente ubicar un islote con mucha masa vegetal,
para cobijo de animales.
El sistema de lagunaje debe estar dotado de un sobrante, por seguridad,
canalizado adecuadamente en función de su posible uso.
Las diferentes plantas a utilizar en el lagunaje dependen del lugar
y la climatología. Debe prestarse especial atención a
las plantas invasoras.
Las plantas más utilizadas
Las marginales: cálamo aromático, junco, espadaña,
junco enano, lacustre, becabunga, salicaria, ranúnculo acuático,
platamaria, cárex.
De fondo: ceratófilo, lelodea, lenteja acuática, platamaria,
mirófilo espigado, nenúfares, ninfeas, ranúnculo
lengua, sagitaria.
Dimensiones del lagunaje
Las dimensiones del lagunaje, siempre depende de la zona, el sustrato,
las plantas a utilizar, el clima, etc. A modo orientativo podemos determinar
que el volumen total del agua debe ser de 4 metros cúbicos por
persona, el tiempo del tratamiento será, como mínimo de
un ciclo lunar (28 días).
En la zona inicial del lagunaje se debe prever una superficie no inferior
a 1 metro cuadrado por persona para plantas marginales (con una profundidad
inferior a 25 cm.).
En la zona media, una superficie no inferior a 1 metro cuadrado por
persona para plantas de fondo, fundamentalmente oxigenadoras, y con
una profundidad variable entre 30 y 120 cm. El resto del volumen se
ubicará en la zona final.
Para re la realización de la laguna, se deben tener en cuenta
el tipo de suelo, los materiales naturales, la orografía, etc.
y sobre todo estabilizar la zona.
Materiales
Los materiales para su construcción se corresponderán
con los propuestos para el digestor.
Para realizar una balsa para el lagunaje con lámina de caucho
u otro material:
Una vez realizado el hueco, retirar unos 15 cm. de profundidad de tierra
en los bordes del hoyo, hasta unos 0,20-0,40 cm. de la superficie, para
que las piedras que vayamos a colocar para sujetar la lámina
en el borde queden bien ancladas, la mitad deberá quedar sobre
la solapa y la otra mitad sobre la tierra.
El fondo del vaso se cubre con un lecho de arena fina, limpia de gravas,
ramas y se limpian las paredes laterales de piedras con cantos, raíces,
etc.; se coloca la lámina de bentonita armada, caucho butilo
o polietileno, de forma que cubra la superficie total, dejando de 40
a 50 cm. de solapa sobre el borde del vaso y se aseguran los bordes
de la lámina sujetándola con piedras u otro material pesado.
A continuación se realiza el islote en centro para dar cobijo
a los animales naturales; seguidamente se preparan los recipientes para
las plantas acuáticas y se colocan.
En lugares donde se producen heladas es conveniente dejar un pozo interno
en lo más profundo, para que los peces, en los momentos más
rigurosos, puedan cobijarse; alguna pelota flotando para dejar un espacio
de aireación.
Cubrir la solapa del material elegido, con tierra, gravas y losas y
plantar entre ellas plantas de ribera, tapizantes de raíces extendidas
y poco profundas: mentas, poleos.
Cálculo de la superficie de la lámina
Debe medir la longitud máxima que hayamos determinado por el
ancho máximo más dos veces la profundidad, añadiremos
50 cm. para crear la solapa, conviene revisar bien las medidas; el hoyo
del pozo para protegerse los peces de las heladas, también debe
contarse.
Una vez colocada la lámina, la sujetaremos con piedras en los
bordes y probaremos llenando el estanque con agua. El llenado se debe
realizar lentamente; ajustar los bordes tirando de ellos para evitar
arrugas en la base; recortar dejando los 0,50 cm. mínimos para
la solapa.
Formamos un collar con piedras alrededor del vaso, a unos 20 cm. del
borde y hacia el interior, si lo permite la pendiente y la superficie,
de esta forma los restos de tierras que vayan deslizándose desde
la orilla se irán quedando en este collar. Antes de utilizar
definitivamente el estanque debemos realizar una prueba de agua. Protegeremos
especialmente las zonas de la lámina, en el fondo, donde se colocarán
los tiestos para plantas o elementos para el islote central.
| Aspectos
constructivos de los diferentes elementos por los que circula el agua
residual |
Para realizar
una obra de plena garantía, durabilidad y respeto con el Medio
Ambiente, además de cumplir con las exigencias municipales,
tenemos que aplicar los criterios de Geobiología y Bioconstrucción.
Todos los elementos
y conducciones deben ser estancos, de forma que no se puedan producir
filtraciones.
Las tuberías no deben ser de PVC, es mejor utilizar
polipropileno o polietileno. Aunque las conducciones de cerámica
vitrificada con uniones de caucho han demostrados ser las más
eficaces.
Las arquetas y digestores deben ser accesibles y registrables
en todas
sus partes para poder realizar adecuadamente las operaciones de mantenimiento.
En las conducciones no pueden haber codos pronunciados (como
máximo 45¼) y las pendientes entre 1,5 y 4% de desnivel. Cuando
el terreno tenga una pendiente pronunciada, colocaremos arquetas escalonadas
de cambio de nivel, para poder garantizar una velocidad del fluido
no superior a 0,3 m/sg. Sólo provocaremos un desnivel pronunciado
a la entrada del desbastador.
Las esquinas interiores de las arquetas y digestores serán
redondeadas (como mínimo con un radio de 5 cm) para que el
agua residual circule con fluidez en toda su sección.
Es recomendable que sean inoxidables todos los metales en contacto
con el agua o con su ambiente.
Es conveniente que los morteros, concretos y argamasas sean
realizados con una mezcla apropiada de cal y cemento natural (exento
de amoniaco y escorias siderúrgicas) e, incluso, un pequeño
aporte de silicato potásico (no más del 10% del volumen
total). Si es necesario reforzarlos, lo ideal es utilizar perlón
de polipropileno y/o mallas o varillas de acero inoxidable.
No es recomendable el uso de productos bituminosos, asfálticos,
clorocauchos, ni PVCs.
Los asientos sobre los que descansen los digestores y el lagunaje
deben ser compactados adecuadamente y con un lecho de arena, como
mínimo de 12 cm. Sobre este lecho y en las paredes enterradas,
podemos colocar una lámina de bentonita armada, caucho butilo
o polietileno. |
© EcoHabitar 2004.
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