Monografia Alcantarillado

FACULTA D DE IN INGENIER GENIERIAS IAS CARRERA PROF. DE INGENIERIA INGENIERIA CIVIL

ALCANTARILLADO

ALCANTARILLADO

Contenido 1.

INTRODUC INTRODUCCIÓN CIÓN............................... ................................................. .................................. ................................. .................................. .................................. .................... ... 3

2.

ALCANTARILLADO ALCANTARILLADO .................. ......... ................... ................... .................. .................. ................... ................... ................... ................... .................. .................. ............. .... 4

3.

4.

2.1.

DESCRIPCIÓN DESCRIPCIÓN E IMPORTANCIA DEL ALCANTARILLADO ALCANTARILLADO ................... .......... ................... ................... ................. ........ 4

2.2.

TIPOS DE SISTEMAS DE ALCANTARILLADO ALCANTARILLADO................... ......... ................... ................... ................... ................... ................... ......... 4

ALCANTARILLADO ALCANTARILLADO PLUVIAL ................... .......... .................. ................... ................... ................... ................... .................. ................... ................... .............. ..... 6 3.1.

SISTEMAS DE ALCANTARILLADO ALCANTARILLADO PLUVIAL................... .......... ................... ................... ................... ................... .................. ........... .. 6

3.2.

COMPONENTES COMPONENTES DE LA RED DE ALCANTARILLADO ALCANTARILLADO PLUVIAL ................... .......... ................... ................... ......... 7

3.3.

CONSIDERACIONES CONSIDERACIONES DE VELOCIDAD Y PENDIENTE .................. ......... ................... ................... .................. .............. ..... 15

3.4.

METODOLOGÍA DE DISEÑO .................. ......... ................... ................... .................. ................... ................... ................... ................... ............... ...... 16

TRATAMIENTO DE DESECHOS Y RECUPERACIÓN RECUPERACIÓN DE RESIDUOS ................... ......... ................... ............... ...... 17 4.1.

ETAPAS DEL TRATAMIENTO ................... ......... ................... ................... ................... .................. .................. ................... ................... .............. ..... 19

4.1.1. Tratamiento primario ...................................................................................................... 19 4.1.2. Tratamiento secundario ................................................................................................. 21 4.1.3. Tratamiento terciario ...................................................................................................... 23 5.

LINKOGRAFI LINKOGRAFIA........... A........................... ................................. .................................. .................................. ................................. ................................. ........................... .......... 26

Abastecimiento de Agua y Alcantarillado

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ALCANTARILLADO

ALCANTARILLADO

1. INTRODUCCIÓN El desarrollo urbano altera de manera importante la hidrología de las cuencas donde se origina. En particular, se modifican la red de drenaje y el proceso de transformación lluvia escorrentía. Como consecuencia de la actividad urbanizadora, los cauces naturales que conforman la red hidrográfica original deben ser conservados y adecuados a las nuevas condiciones, esto para que no afecte de forma directa a su capacidad de desagüe y por tanto no se propicie la existencia de inundaciones. Ya no es aceptable que la transformación lluvia-escorrentía sea alterada como consecuencia del tradicional criterio que se tenía en muchos procesos de urbanización: las aguas pluviales deben ser eliminadas lo más eficaz y rápido posible. Según el denominado ESQUEMA SANITARISTA (Drenaje rápido de agua de lluvia) del Drenaje Urbano. Es necesario promover y realizar la temporal retención superficial o subterránea (estanques o depósitos de retención/detención) y la infiltración (estructuras de infiltración en donde sea factible), para no incrementar el volumen y la velocidad de circulación del agua hacia las partes más bajas de la cuenca. Esta dinámica dará como resultado final el que las redes de drenaje de dichas partes bajas no se vean sometidas a escurrimientos con mayor volumen (mayor coeficiente de escorrentía), mayor caudal punta y mayor brusquedad (menos tiempo entre el inicio de la lluvia y la presentación del caudal máximo, disminución del tiempo de concentración).


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ALCANTARILLADO

2. ALCANTARILLADO 2.1. DESCRIPCIÓN E IMPORTANCIA DEL ALCANTARILLADO El alcantarillado, tiene como su principal función la conducción de aguas residuales y plu viales hasta sitios donde no provoquen daños e inconvenientes a los habitantes de poblaciones de donde provienen o a las cercanas. Un sistema de alcantarillado está constituido por una red de conductos e instalaciones complementarias que permiten la operación, mantenimiento y reparación del mismo. Su objetivo es la evacuación de las aguas residuales y las pluviales, que escurren sobre calles y avenidas, evitando con ello su acumulación y propiciando el drenaje de la zona a la que sirven. De ese modo se impide la generación y propagación de enfermedades relacionadas con aguas contaminadas.

2.2. TIPOS DE SISTEMAS DE ALCANTARILLADO Los sistemas de alcantarillado modernos son clasificados como: 

Alcantarillado sanitario

Conducen solo aguas residuales. Inicialmente las redes de alcantarillado sanitario se construían con tubos de cemento, y fibrocemento; en algunos casos se utilizaron tubo de gres; actualmente, el material más utilizado es el PVC. A partir de la década de 1990 cada vez se hace más frecuente el dimensionamiento de las tuberías considerando no solamente la velocidad mínima del agua en la tubería sino que también se considera la fuerza de arrastre del flujo. Esta variante permite trabajar con pendientes menores, lo que se constituye en una ventaja en zonas muy llanas.


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Pluviales

Transportan únicamente aguas producto del escurrimiento superficial del agua de lluvia. Las redes de alcantarillado pluvial tienen varias concepciones diferentes. Frecuentemente son redes enterradas, pero se combinan con tramos constituidos con canales abiertos. En la concepción de las redes de alcantarillado pluvial juegan un papel muy importante, además de la topografía, que domina también en el alcantarillado sanitario, el régimen de precipitaciones en la zona.



Combinados

Cuando llevan los dos tipos de aguas.


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3. ALCANTARILLADO PLUVIAL El alcantarillado pluvial tiene como su principal función el manejo, control y conducción adecuada de la escorrentía de las aguas de lluvia en forma separada de las aguas residuales. Y llevarla o dejarla en sitios donde no provoquen daños e inconvenientes a los habitantes de las ciudades. Un sistema de alcantarillado pluvial está constituido por una red de conductos, estructuras de captación y estructuras complementarias. Su objetivo es el manejo, control y conducción de las aguas pluviales que caen sobre las cubiertas de las edificaciones, sobre las calles y avenidas, veredas, jardines, etc. evitando con ello su acumulación o concentración y drenando la zona a la que sirven. De este modo se mitiga con cierto nivel de seguridad la generación de molestias por inundación y daños materiales y humanos.

3.1. SISTEMAS DE ALCANTARILLADO PLUVIAL a) Alcantarillado Pluvial Particular A este tipo de alcantarillado se le considera como la red de instalaciones pluviales que se encuentran dentro de un predio, finca o edificio, que capta y conduce los escurrimientos pluviales que se generan dentro del mismo hasta disponerles en UN SISTEMA DE INFILTRACIÓN, RETENCION Y/O DETENCION, así como de algún canal o tubería dentro de los límites de la propiedad, de acuerdo a las condiciones particulares del proyecto.

b) Alcantarillado Pluvial General Particular Este alcantarillado es la red que capta y conduce los escurrimientos de las aguas pluviales que ocurren dentro de las áreas comunes de los conjuntos habitacionales, centros comerciales, industriales, deportivos, de servicios, fraccionamientos privados, etc., hasta disponerlos en un SISTEMA DE INFILTRACIÓN, RETENCION Y/O DETENCION, así como de algún conducto como canal o tubería dentro de los límites de la propiedad y de acuerdo a las condiciones particulares del proyecto.


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ALCANTARILLADO c) Alcantarillado Pluvial Municipal Es el sistema o red que recolecta y conduce las aguas pluviales que escurren en su gran mayoría sobre la ciudad y zona metropolitana, disponiéndolas en estructuras de infiltración, filtración, retención, detención y/o conduciéndolas mediante canales o tuberías hasta descargar a los cuerpos de agua naturales existentes.

3.2. COMPONENTES DE LA RED DE ALCANTARILLADO PLUVIAL El alcantarillado para aguas lluvias se compone de la siguiente manera:

1. Estructuras de captación Es el conjunto de elementos destinados a recolectar las aguas lluvias para su posterior evacuación y están compuestas por: 

Cunetas: Son aquellas estructuras que recolectan el agua que escurre sobre la superficie del

terreno y la conducen al sistema de alcantarillas. Se ubican en las calles con el fin de interceptar el flujo superficial, especialmente aguas arriba del cruce de calles y avenidas de importancia; también se les coloca en los puntos bajos del terreno, donde pudiera acumularse el agua.

Detalle típico de una canaleta o cuneta.

Tipos de canaletas o cunetas para descarga a cielo abierto.


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ALCANTARILLADO 

Tragantes (imbornales o sumideros): Son estructuras verticales que permiten la

entrada del agua de lluvia a los colectores, reteniendo parte importante del material sólido transportado. Están constituidas por una caja que funciona como desarenador, donde se depositan los sólidos en suspensión que arrastra el agua y por una coladera con su estructura de soporte que permite la entrada del agua que circula sobre la superficie del terreno al sistema de alcantarillado. Los tragantes pueden ser de varios tipos: de piso, de banqueta, combinadas, longitudinales y transversales.

Tipos de tragantes

2. Estructuras de conducción Son todos aquellos elementos que transportan las aguas recolectadas por las estructuras de captación hacia sitios de descarga final. Representan la parte medular de un sistema de alcantarillado y se forman con conductos cerrados y abiertos. Clasificación de las obras de conducción: 

Colectores secun darios: Son las tuberías que recogen las aguas de lluvia desde las bocas

de tormenta (tragantes) y las conducen a los colectores principales. Se sitúan enterradas, bajo las vías públicas.

Secciones transversales de conductos cerrados.


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Son tuberías de gran diámetro, conductos de sección rectangular Colectores principales: o canales abiertos, situados generalmente en las partes más bajas de las ciudades, y transportan las aguas pluviales hasta su destino final. Por razones de economía, los colectores y emisores deben tender a ser una réplica subterránea del drenaje superficial natural. El escurrimiento debe ser por gravedad, excepto en condiciones particulares donde se requiera usar bombeo.

Secciones transversales de conductos a cielo abierto.

Trazo de una red de alcantarillado


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ALCANTARILLADO 3. Estructuras de conexión y mantenimiento Estructuras subterráneas construidas hasta el nivel del suelo o pavimento, donde se coloca una tapa. Su forma debe ser cilíndrica en la parte inferior y tronco cónico en la parte superior; además, son lo suficientemente amplias para que un hombre baje por ellas y realice el mantenimiento o inspección de los conductos. Las estructuras de conexión y mantenimiento son: 

Pozos (de mampostería y estructurales)



Cajas de visita

Po zos de m am po ster ía


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ALCANTARILLADO Pozos Estructurales

Los pozos de visita para aguas lluvias podrán ser de ladrillo de barro repellados o de piedra, cuando la altura no exceda de 6.00 metros. Cuando su altura sea mayor o el caso de tener caídas iguales o mayores de 3.00 metros estos deberán ser reforzados adecuadamente debiendo presentar en los planos respectivos, los detalles y cálculos estructurales.

4. Estructuras de descarga Obra final del sistema de alcantarillado. Asegura descarga continua a una corriente receptora. Pueden ser de dos tipos: 

D es c a r g a a c o n d u c t o c e r r a d o : Cuando la conducción por el emisor de una red de

alcantarillado es entubada y se requiere verter las aguas a una corriente receptora que posea cierta velocidad y dirección, se utiliza una estructura que encauce la descarga directa a la corriente receptora y proteja al emisor de deslaves y taponamientos. Este tipo de estructuras de descarga se construyen con mampostería o concreto, y su trazo puede ser normal a la corriente o esviajado.


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En este caso, la estructura de descarga consiste en Descarga en canal a cielo abierto: un canal a cielo abierto hecho con base de mampostería, cuyo ancho se incrementa gradualmente hasta la corriente receptora. De esta forma se evita la socavación del terreno natural y se permite que la velocidad disminuya.

5. Instalaciones complementarias Son estructuras que no siempre forman parte de una red, pero que permiten un funcionamiento adecuado de la misma. Dentro de ellos están: 

P l an t a s d e b o m b e o

Una estación de bombeo se compone de un cárcamo de bombeo o tanque donde las aguas son descargadas por el sistema de alcantarillado y a su vez son extraídas por un conjunto de bombas cuya función es elevar el agua hasta cierto punto para vencer desniveles y continuar la conducción hasta el vertido final. Se utilizan cuando: 







La elevación donde se concentra el agua está por debajo de la corriente natural de drenaje o del colector existente. Por condiciones topográficas no es posible drenar por gravedad el área por servir hacia el colector principal, debido a que ella se encuentra fuera del parteaguas de la zona a la que sirve el colector. Los costos de construcción son muy elevados debido a la profundidad a la que se instalarán los colectores o el emisor a fin de que funcionen por gravedad.

Vertederos

Un vertedor es una estructura hidráulica que tiene como función la derivación hacia otro cauce del agua que rebasa la capacidad de una estructura de conducción o de almacenamiento. Su uso en los sistemas de alcantarillado se combina con otras estructuras tales como canales o cajas de conexión, y es propiamente lo que se denomina como una estructura de control. Por ejemplo, cuando se conduce cierto gasto de aguas pluviales o residuales hacia una planta de tratamiento con cierta capacidad y ésta es rebasada debido a la magnitud de una tormenta, el exceso es controlado por medio de un vertedor que descarga hacia un conducto especial (usado solamente en estos casos), que lleva el agua en exceso hacia su descarga a una corriente.


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Estructu ras de Cruce

Una estructura de cruce permite el paso de la tubería por debajo o sobre obstáculos que de otra forma impedirían la construcción de una red de alcantarillado. Entre estas se tienen: 

Sifones invertidos

Es una estructura de cruce que permite durante la construcción de un colector o emisor salvar obstrucciones tales como arroyos, ríos, otras tuberías, túneles, vías de comunicación (pasos vehiculares a desnivel), etc., por debajo del obstáculo. 

Cruces elevados

Cuando un trazo tiene que cruzar una depresión profunda, se utilizan estructuras ligeras como son puentes de acero, concreto o madera, los cuales soportan la tubería que conduce el agua pluvial. En ocasiones, se utilizan puentes carreteros existentes donde se coloca la tubería anclándola por debajo o a un lado de la estructura.



Alcantarillas pluviales y puentes

Este tipo de estructuras de cruce son regularmente empleadas en carreteras, caminos e incluso en ciertas calles en localidades donde se ha respetado el paso de las corrientes naturales. Son tramos de tubería o conductos que se incorporan en el cuerpo del terraplén de un camino para facilitar el paso de las aguas de las corrientes naturales, o de aquellas conducidas por canales o cunetas, a través del terraplén. Cuando las dimensiones de los conductos son excesivas, es más conveniente el diseño de un puente.


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

Dispos ición Final

Se le llama disposición final al destino que se le dará al agua captada por un sistema de alcantarillado. En la mayoría de los casos, las aguas se vierten a una corriente natural que pueda conducir y degradar los contaminantes del agua. En este sentido, se cuenta con la tecnología y los conocimientos necesarios para determinar el grado en que una corriente puede degradar los contaminantes e incluso, se puede determinar el número, espaciamiento y magnitud de las descargas que es capaz de soportar. Por otra parte, la tendencia actual es tratar las aguas residuales y emplearlas como aguas tratadas o verterlas a las corrientes. También se desarrollan acciones encaminadas al uso del agua pluvial, pues pueden ser utilizadas en el riego de áreas verdes en zonas urbanas, tales como jardines, parques y camellones; o en zonas rurales en el riego de cultivos. Así, un proyecto moderno de alcantarillado pluvial puede ser compatible con el medio ambiente y ser agradable a la población según el uso que se le dé al agua pluvial. Al respecto, cabe mencionar los pequeños lagos artificiales que son construidos en parques públicos con fines ornamentales.


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ALCANTARILLADO Además, en ocasiones las descargas pueden provocar problemas de erosión, derrumbes de terraplenes y socavamiento de las bases de los mismos, etc. Esto se da porque muchas veces no se realizan las obras de protección necesarias en la descarga de las aguas lluvias de las localidades. Es por esto que se hace necesario ejecutar obras adicionales en los puntos de descarga; la función principal de dichas obras es proteger a los terrenos vecinos, así como también a los que se encuentran aguas abajo. Entre las principales obras de protección se tienen: 

Los Muros Guarda Niveles.



Los Disipadores de Energía.



Los Cabezales.

3.3. CONSIDERACIONES DE VELOCIDAD Y PENDIENTE Consideraciones de velocidad y pendiente Las velocidades del flujo en las tuberías constituyen un parámetro de suma importancia para el desempeño de éstas, ya que valores bajos de velocidad provocarían sedimentación del material de arrastre que lleva consigo el escurrimiento de agua lluvia y por otra parte velocidades muy altas provocarían el deterioro o hasta el colapso total de las tuberías. La pendiente mínima en tuberías de aguas lluvias será de 0.5% y la misma será la que le corresponda a cada tubería según la tabla siguiente:


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3.4. METODOLOGÍA DE DISEÑO El diseño de sistemas de alcantarillado de aguas lluvias involucra la determinación de los diámetros, la pendiente, las elevaciones del terreno y las elevaciones de cada tubería respectivamente. La selección de una distribución o localización de una red de tubería para un sistema de alcantarillado de aguas lluvias requiere cantidades considerables de criterios subjetivos. El proyecto de un sistema de alcantarillado pluvial requiere: 1.

La preparación de planos de situación y perfiles longitudinales.

2.

Longitud, ancho y material del que está construida la capa de rodamiento.

3.

Determinar áreas de lotes que aportan caudales al tramo que se está diseñando.

4.

La determinación de los diferentes valores de C (coeficiente de escorrentía) a utilizar, para cada tipo de área que se tenga.

5.

Calcular las áreas que aportan caudales para el tramo que se está diseñando, teniendo en cuenta que todas las áreas descargan hacia el frente de las calles. Se deben tomar en cuenta las áreas que se encuentran antes del tramo de interés.

6.

Calcular el área total A.

7.

Cálculo de los caudales de diseño utilizando la fórmula racional.

8.

Calcular caudales parciales y acumulados para cada tramo de tubería.

9.

Ubicar tragantes y pozos de visita.

10.

Determinar la pendiente de cada tramo con los perfiles del terreno tomando en cuenta que la pendiente mínima para todos los diámetros es 0.5% y la máxima para cada diámetro es según la tabla anterior.

11.

Calcular el mínimo diámetro requerido para el caudal de diseño en condiciones a tubo lleno con la fórmula de Manning: n = 0.011 (para PVC) y n = 0.015 (para cemento).

12.

Escoger el diámetro comercial inmediatamente superior al calculado.

A continuación se presentan una serie de consideraciones necesarias en la práctica de diseño de alcantarillado de aguas lluvias: 

Existe flujo a superficie libre para los caudales de diseño; es decir, se diseña para “Flujo Gravitacional”.


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





Las tuberías son de sección circular con diámetros comerciales no menores 18 pulgadas para vía vehicular. La distancia permisible entre la parte superior de las tuberías de aguas lluvias y la rasante de las vías que serán de 1.50 metros con la finalidad de evitar interferencias con las tuberías de otros sistemas pero en caso de no existir dichas interferencias la distancia en mención podrá reducirse como máximo de 1.00 metros casos especiales serán analizados por el VMVDU. La elevación de la tubería que llega al pozo no debe ser menor que la elevación de la tubería que sale de este. Debe de especificarse una velocidad mínima permisible para el caudal de diseño, para evitar sedimentación en la tubería. El diámetro del alcantarillado aguas abajo no puede ser menor que cualquiera de los alcantarillados de aguas arriba de cualquier pozo.

4. TRATAMIENTO DE DESECHOS Y RECUPERACIÓN DE RESIDUOS Se puede definir el agua residual como la combinación de los residuos líquidos procedentes tanto de residencias como de instituciones públicas y establecimientos industriales y comerciales a los que pueden agregarse, eventualmente, aguas subterráneas, superficiales y pluviales. En la medida en que se vaya presentando acumulación y estancamiento del agua residual pueden generarse gases de mal olor debido a la descomposición orgánica que ésta posee; además es importante anotar que en el agua residual hay existencia de numerosos microorganismos patógenos y causantes de enfermedades que habitan en el aparato intestinal humano o que pueden estar en ciertos residuos industriales. Pero no todo es negativo, las aguas residuales contienen nutrientes que en gran parte ayudan al crecimiento de plantas acuáticas. El tratamiento de aguas residuales consiste en una serie de procesos físicos, químicos y biológicos que tienen como fin eliminar los contaminantes físicos, químicos y biológicos presentes en el agua efluente del uso humano. El sitio donde el proceso es conducido se llama Planta de tratamiento de aguas residuales. El diagrama de flujo de una planta de tratamiento de aguas residuales es generalmente el mismo en todos los países:


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ALCANTARILLADO a) Tratamiento físico 

Tamizado



Remoción de gas.



Remoción de arena.



Precipitación con o sin ayuda de coagulantes o floculantes.



Separación y filtración de sólidos.

El agregado de cloruro férrico ayuda a precipitar en gran parte a la remoción de fósforo y ayuda a precipitar biosólidos o lodo.

b) Tratamiento biológico 

Artículo principal: Saneamiento ecológico



Lechos oxidantes o sistemas aeróbicos.



Post – precipitación.



Liberación al medio de efluentes, con o sin desinfección según las normas de cada jurisdicción.



Biodigestión anaeróbica y humedales artificiales utiliza la materia orgánica biodegradable de las aguas residuales, como nutrientes de una población bacteriana, a la cual se le proporcionan condiciones controladas para controlar la presencia de contaminantes.

c) Tratamiento químico Este paso es usualmente combinado con procedimientos para remover sólidos como la filtración. La combinación de ambas técnicas es referida en los Estados Unidos como un tratamiento físicoquímico. 

Eliminación del hierro del agua potable

Los métodos para eliminar el exceso de hierro incluyen generalmente transformación del agua clorada en una disolución generalmente básica utilizando cal apagada; oxidación del hierro mediante el ion hipoclorito y precipitación del hidróxido férrico de la solución básica. Mientras todo esto ocurre el ion OCl está destruyendo los microorganismos patógenos del exceso de hierro en el agua


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Elim in ación del ox ígen o del agu a de l as c entr ales té rm icas

Para transformar el agua en vapor en las centrales térmicas se utilizan calderas a altas temperaturas. Como el oxígeno es un agente oxidante, se necesita un agente reductor como la hidracina para eliminarlo. 

Elim inación d e los fo sfato s de las ag uas resi du ales do mé sticas

El tratamiento de las aguas residuales domésticas incluye la eliminación de los fosfatos. Un método muy simple consiste en precipitar los fosfatos con cal apagada (hidróxido de calcio). Los fosfatos pueden estar presentes de muy diversas formas como el ion Hidrógeno fosfato. 

Elim inación d e nitratos d e las aguas resid uales d om é sticas y p roc edentes d e la industria

Se basa en dos procesos combinados de nitrificación y desnitrificación que conllevan una producción de fango en forma de biomasa fácilmente vertible.

4.1. ETAPAS DEL TRATAMIENTO 4.1.1. Tratamiento primario El tratamiento primario es para reducir aceites, grasas, arenas y sólidos gruesos. Este paso está enteramente hecho con maquinaria, de ahí que se conoce también como tratamiento mecánico.

Tanque de sedimentación primaria en una planta


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ALCANTARILLADO Remoc ión de sólidos o Cribado

La remoción de los sólidos habitualmente se realiza mediante el cribado. Los sólidos que se remueven son de gran tamaño, por ejemplo, botellas, palos, bolsas, balones, llantas, etc. Con esto se evita tener problemas en la planta de tratamiento de aguas, ya que si no se remueven estos sólidos pueden llegar a tapar tuberías o dañar algún equipo. Remoc ión d e arena

Esta etapa (también conocida como escaneo o maceración) típicamente incluye un canal de arena donde la velocidad de las aguas residuales es cuidadosamente controlada para permitir que la arena y las piedras de ésta tomen partículas, pero todavía se mantiene la mayoría del material orgánico con el flujo. Este equipo es llamado colector de arena. La arena y las piedras necesitan ser quitadas a tiempo en el proceso para prevenir daño en las bombas y otros equipos en las etapas restantes del tratamiento. Algunas veces hay baños de arena (clasificador de la arena) seguido por un transportador que transporta la arena a un contenedor para la deposición. El contenido del colector de arena podría ser alimentado en el incinerador en un procesamiento de planta de fangos, pero en muchos casos la arena es enviada a un terraplén. Investig ación y maceración

El líquido libre de abrasivos es pasado a través de pantallas arregladas o rotatorias para eliminar material flotante y materia grande como trapos; y partículas pequeñas como chícharos y maíz. Los escaneos son recolectados y podrán ser regresados a la planta de tratamiento de fangos o podrán ser dispuestos al exterior hacia campos o incineración. En la maceración, los sólidos son cortados en partículas pequeñas a través del uso de cuchillos rotatorios montados en un cilindro revolvente, es utilizado en plantas que pueden procesar esta basura en partículas. Los maceradores son, sin embargo, más caros de mantener y menos fiables que las pantallas físicas. Sedimentación

Muchas plantas tienen una etapa de sedimentación donde el agua residual se pasa a través de grandes tanques circulares o rectangulares. Estos tanques son comúnmente llamados clarificadores primarios o tanques de sedimentación primarios. Los tanques son lo suficientemente grandes, tal que los sólidos fecales pueden situarse y el material flotante como la grasa y plásticos pueden levantarse hacia la superficie y desnatarse. El propósito principal de la etapa primaria es producir un líquido homogéneo capaz de ser tratado biológicamente y unos fangos o lodos que pueden ser tratados separadamente. Los tanques primarios de asentamiento se equipan generalmente con raspadores conducidos


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ALCANTARILLADO mecánicamente que llevan continuamente los fangos recogidos hacia una tolva en la base del tanque donde, mediante una bomba, se pueden llevar hacia otras etapas del tratamiento.

4.1.2. Tratamiento secundario El tratamiento secundario está diseñado para degradar sustancialmente el contenido biológico del agua residual, el cual deriva los desechos orgánicos provenientes de residuos humanos, residuos de alimentos, jabones y detergentes. La mayoría de las plantas municipales utilizan procesos biológicos aeróbicos para este fin. Desbaste

Consiste habitualmente en la retención de los sólidos gruesos del agua residual mediante una reja, manual o autolimpiable, o un tamiz, habitualmente de menor paso o luz de malla. Esta operación no solo reduce la carga contaminante del agua a la entrada, sino que permite preservar los equipos como conducciones, bombas y válvulas, frente a los depósitos y obstrucciones provocados por los sólidos, que habitualmente pueden ser muy fibrosos: tejidos, papeles, etc. F an g o s A c t i v ad o s o L o d o s A c t i v a d o s

Las plantas de fangos activos usan una variedad de mecanismos y procesos para usar oxígeno disuelto y promover el crecimiento de organismos biológicos que remueven substancialmente materia orgánica. También puede atrapar partículas de material. Camas filtrantes (camas de ox idación)

En plantas más viejas y plantas receptoras de cargas variables, se utilizan camas filtrantes de goteo, en las que el licor de las aguas residuales es rociado en la superficie de una profunda cama compuesta de coque (carbón), piedra caliza o fabricada especialmente de medios plásticos. Tales medios deben tener altas superficies para soportar las biopelículas que se forman. El licor es distribuido mediante unos brazos perforados rotativos que irradian de un pivote central. El licor distribuido gotea en la cama y es recogido en drenes en la base. Estos drenes también proporcionan un recurso de aire que se infiltra hacia arriba de la cama, manteniendo un medio aerobio. Las películas biológicas de bacterias, protozoarios y hongos se forman en la superficie del medio y se comen o reducen los contenidos orgánicos. Esta biopelícula es alimentada a menudo por insectos y gusanos.


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ALCANTARILLADO

Filtro oxidante en una planta rural.

Placas rotativas y espirales

En algunas plantas pequeñas son usadas placas o espirales de revolvimiento lento que son parcialmente sumergidas en un licor. Se crea un flóculo biótico que proporciona el substrato requerido. Reactor b iológico de cama m óvil

El reactor biológico de cama móvil (MBBR, por sus siglas en inglés) asume la adición de medios inertes en vasijas de fangos activos existentes para proveer sitios activos para que se adjunte la biomasa. Esta conversión hace como resultante un sistema de crecimiento. Las ventajas de los sistemas de crecimiento adjunto son:

1. 2. 3.

Mantener una alta densidad de población de biomasa Incrementar la eficiencia del sistema sin la necesidad de incrementar la concentración del licor mezclado de sólidos (MLSS) Eliminar el costo de operación de la línea de retorno de fangos activos (RAS).

Filtros aireados biológicos

Filtros aireados (o anóxicos) biológicos (BAF) combinan la filtración con reducción biológica de carbono, nitrificación o desnitrificación. BAF incluye usualmente un reactor lleno de medios de un filtro. Los medios están en la suspensión o apoyados por una capa en el pie del filtro. El propósito doble de este medio es soportar altamente la biomasa activa que se une a él y a los sólidos suspendidos del filtro. La reducción del carbón y la conversión del amoniaco ocurre en medio aerobio y alguna vez alcanzado en un solo reactor mientras la conversión del nitrato ocurre en una manera anóxica. BAF es también operado en flujo alto o flujo bajo dependiendo del diseño especificado por el fabricante.


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ALCANTARILLADO Reactores biológicos de memb rana

Reactores biológicos de membrana MBR es un sistema con una barrera de membrana semipermeable o en conjunto con un proceso de fangos. Esta tecnología garantiza la remoción de todos los contaminantes suspendidos y sólidos disueltos. La limitación de los sistemas MBR es directamente proporcional a la eficaz reducción de nutrientes del proceso de fangos activos. El coste de construcción y operación de MBR es usualmente más alto que el de un tratamiento de aguas residuales convencional de esta clase de filtros. Sedimentación secundaria

El paso final de la etapa secundaria del tratamiento es retirar los flóculos biológicos del material de filtro, y producir agua tratada con bajos niveles de materia orgánica y materia suspendida. En una planta de tratamiento rural, se realiza en el tanque de sedimentación secundaria.

4.1.3. Tratamiento terciario El tratamiento terciario proporciona una etapa final para aumentar la calidad del efluente al estándar requerido antes de que éste sea descargado al ambiente receptor (mar, río, lago, campo, etc.) Más de un proceso terciario del tratamiento puede ser usado en una planta de tratamiento. Si la desinfección se practica siempre en el proceso final, es siempre llamada pulir el efluente. Filtración

La filtración de arena retiene gran parte de los residuos de materia suspendida. El carbón activado sobrante de la filtración retiene las toxinas residuales . Lagunaje

El tratamiento de lagunas proporciona sedimentación y mejora biológica adicional por almacenaje en charcos o lagunas artificiales. Se trata de una imitación de los procesos de autodepuración que un río o un lago somete las aguas residuales de forma natural. Estas lagunas son altamente aerobias y se da a menudo la colonización por macrofitos nativos, especialmente cañas. Los invertebrados de alimentación del filtro pequeño tales como Daphnia y especies de Rotifera ayudan eficazmente al tratamiento reteniendo partículas finas. El sistema de lagunaje es barato y fácil de mantener pero presenta los inconvenientes de necesitar gran cantidad de espacio y de ser poco capaz para depurar las aguas de grandes núcleos.


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ALCANTARILLADO

Esquema de una depuradora por lagunaje

Hum edales artificiales

Los humedales artificiales incluyen camas de caña o una serie de métodos similares que proporcionan un alto grado de mejora biológica aerobia y pueden utilizarse a menudo en lugar del tratamiento secundario para las poblaciones pequeñas, también para la fitorremediación. Un ejemplo es una pequeña cama de cañas (o camas de lámina) utilizada para limpiar el drenaje del lugar de los elefantes en el parque zoológico de Chester en Inglaterra. Remoc ión de nutrientes

Las aguas residuales pueden contener también altos niveles de los nutrientes nitrógeno y fósforo. Eso en ciertas formas puede ser tóxico para peces e invertebrados en concentraciones muy bajas (por ejemplo amoníaco) o puede crear condiciones insanas en el ambiente de recepción (por ejemplo: mala hierba o crecimiento de algas). Las algas pueden producir toxinas, y su muerte y consumo por bacterias (decaimiento) pueden agotar el oxígeno en el agua y asfixiar peces y otra vida acuática. Cuando se recibe una descarga de los ríos a los lagos o a los mares bajos, los nutrientes agregados pueden causar pérdidas entrópicas severas perdiendo muchos peces sensibles a la contaminación en el agua. La retirada del nitrógeno o del fósforo de las aguas residuales se puede alcanzar mediante la precipitación química o biológica.


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ALCANTARILLADO Desinfección

El propósito de la desinfección en el tratamiento de las aguas residuales es reducir substancialmente el número de organismos vivos en el agua que se descargará nuevamente dentro del ambiente. La efectividad de la desinfección depende de la calidad del agua que es tratada (por ejemplo: turbiedad, pH, etc.), del tipo de desinfección que es utilizada, de la dosis de desinfectante (concentración y tiempo), y de otras variables ambientales. El agua turbia será tratada con menor éxito puesto que la materia sólida puede blindar organismos, especialmente de la luz ultravioleta o si los tiempos del contacto son bajos. Generalmente, tiempos de contacto cortos, dosis bajas y altos flujos influyen en contra de una desinfección eficaz. Los métodos comunes de desinfección incluyen el ozono, la clorina, o la luz UV. La Cloramina, que se utiliza para el agua potable, no se utiliza en el tratamiento de aguas residuales debido a su persistencia.


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ALCANTARILLADO

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Monografia Alcantarillado

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