INSTITU INSTITUTO TO TECNOL TECNOL GICO DE OAXACA
SUBSECRE SUBSECRETAR TAR A DE EDUCACI EDUCACI N SUPERI SUPERIOR OR DIRECCIÓN GENERAL DE EDUCACIÓN SUPERIOR TECNOLÓGICA
INSTITUTO TECNOLÓGICO DE OAXACA DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA TIERRA T IERRA
INGENIERÍA CIVIL
TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
TANQUE IMHOFF DISEÑO DE FOSA SÉPTICA
PRESENTA: ENRIQUE LÓPEZ BRAVO PEDRO SALVADOR RAMOS GÓMEZ SERGIO CHÁVEZ LÓPEZ
OAXACA DE JUÁREZ, OAXACA
MARZO DEL 2013
CONTENIDO
El Tanque Imhoff .................................................................................................................. 4 Ventajas................................................................................................................................. 6 Desventajas. ......................................................................................................................... 6 Fosas Sépticas ..................................................................................................................... 7 Componentes de la Fosa Séptica ..................................................................................... 8 Trampa de grasas ............................................................................................................ 8 Tanque séptico ................................................................................................................. 8 Caja de distribución ......................................................................................................... 9 Campo de oxidación o infiltración. ................................................... ............................. 9 Pozo de absorción ........................................................................................................... 9 Ventajas. ......................................................................................................................... 10 Desventajas. ................................................................................................................... 10 Bibliografía .......................................................................................................................... 10
INTRODUCCIÓN Durante las últimas décadas de nuestro país y específicamente en nuestro estado de Oaxaca el crecimiento de la población fue de manera desordenada, en algunos décadas la tasa de hijos por familia llego a ser hasta de ocho, ese crecimiento de la población genera una demanda alta de servicios básicos entre los cuales se encuentra el agua potable, drenaje sanitario, alcantarillado. Por ello al tener una población mucho mayor los recursos naturales se agotan y utilizamos la ciencia para generar nuevas formas de suministrar una mejor calidad de vida teniendo en cuenta que la población en muchos casos no cuenta con suficiente recurso para tener tecnología de punta, pero si lo suficiente para tener equipo y edificaciones de buena calidad, dentro de los cuales se encuentra la fosa séptica y el tanque Imhoff.
El Tanque Imhoff El tanque IMHOFF es una unidad de tratamiento primario cuya finalidad es separar los sólidos sedimentables, los materiales gruesos, las arenas y las grasas presentes en el agua. Además consigue reducir por digestión anaeróbica una parte importante de las sustancias orgánicas acumuladas. El tanque Imhoff, así denominado en honor a su inventor, el ingeniero Alemán Karl Imhoff, ha sido, durante muchos años, uno de los sistemas de depuración más utilizados, para pequeños y medianos núcleos urbanos. Está formado por una cámara superior cónica de sedimentación y una cámara inferior de sedimentación y digestión anaeróbica. Tienen un funcionamiento muy simple y no requiere de componentes mecánicos y/o eléctricos.
Durante el proceso, las aguas residuales fluyen a través de la cámara de sedimentación, donde los sólidos sedimentables resbalan por las paredes inclinadas del fondo, pasando a la cámara de digestión a través de las ranuras presentes en el fondo del sedimentador. Las grasas y partículas flotantes se acumulan en la parte superior de la cámara de digestión. Este tanque, en la actualidad, se utiliza principalmente como tratamiento primario en sistemas de fitodepuración y filtros biológicos o percoladores. Imagen 1 “Tanque Imhoff”
Fuente: www.ecodena.es/tanques_complementarios/imhoff.html
Los tanques Imhoff tienen una operación muy simple y no requiere de partes mecánicas, sin embargo, para su uso concreto es necesario que las aguas residuales pasen por los procesos de tratamiento preliminar de cribado y de remoción de arenas. El tanque Imhoff típico es de forma rectangular y se divide en tres compartimientos:
Cámara de sedimentación. Cámara de digestión de lodos. Área de ventilación y acumulación de natas.
Durante la operación, las aguas residuales fluyen a través de la cámara de sedimentación, donde se remueven gran parte de los sólidos sedimentables, estos resbalan por las paredes inclinadas del fondo de la cámara de sedimentación pasando a la cámara de digestión a través de la ranura con traslape existente en el fondo del sedimentador. El traslape tiene la función de impedir que los gases o partículas suspendidas de sólidos, producto de la digestión, que inevitablemente se producen en el proceso de digestión, son desviados hacia la cámara de natas o área de ventilación Estas unidades no cuentan con unidades mecánicas que requieran mantenimiento y la operación consiste en la remoción diaria de espuma, en su evacuación por el orificio más cercano y en la inversión del flujo dos veces al mes para distribuir los sólidos de manera uniforme en los dos extremos del digestor de acuerdo con el diseño y retirarlos periódicamente al lecho de secado. Los lodos acumulados en el digestor se extraen periódicamente y se conduce a lechos de secado, en donde el contenido de humedad se reduce por infiltración, después de lo cual se retiran y se disponen de ellos enterrándolos o pueden ser utilizados para mejoramiento de los suelos.
Imagen 2 “Tanque Imhoff”
Fuente: ebueno93.blogspot.mx/2010/06/tratamiento-de-aguas-residuales.html
Ventajas
Contribuye a la digestión del lodo, mejor que un tanque séptico, produciendo un líquido residual de mejores características. No descargan lodo en el líquido efluente. El lodo se seca y se evacua con más facilidad que el procedente de los tanques sépticos, esto se debe a que contiene de 90 a 95% de humedad. Las aguas servidas que se introducen en los tanques Imhoff, no necesitan tratamiento preliminar, salvo el paso por una criba gruesa y la separación de las arenas. El tiempo de retención de estas unidades es menor en comparación con las lagunas. Tiene un bajo costo de construcción y operación. Para su construcción se necesita poco terreno en comparación con las lagunas de estabilización. Son adecuados para ciudades pequeñas y para comunidades donde no se necesite una atención constante y cuidadosa, y el efluente satisfaga ciertos requisitos para evitar la contaminación de las corrientes
Desventajas.
Son estructuras profundas. (> 6m). Es difícil su construcción en arena fluida o en roca y deben tomarse precauciones cuando el nivel freático sea alto, para evitar que el tanque pueda flotar o ser desplazado cuando este vacío El efluente que sale del tanque es de mala calidad orgánica y microbiológica. En ocasiones puede causar malos olores, aun cuando su funcionamiento sea correcto.
Fosas Sépticas Las fosas sépticas se utilizan por lo común para el tratamiento de las aguas residuales de familias que habitan en localidades que no cuentan con servicio de alcantarillado o que la conexión al sistema de alcantarillado les resulta costosa por su lejanía. El uso de tanques sépticos se permite en localidades rurales, urbanas y urbano-marginales. Uno de los principales objetivos del diseño de la fosa séptica es crear dentro de esta una situación de estabilidad hidráulica, que permita la sedimentación por gravedad de las partículas pesadas. Los sólidos sedimentables que se encuentren en el agua residual cruda forman una capa de lodo en el fondo del tanque séptico. Las grasas, aceites y demás material ligero tienden a acumularse en la superficie donde forman una capa flotante de espuma en la parte superior y la capa de lodo sedimentado en el fondo. El líquido pasa por el tanque séptico entre dos capas constituidas por la espuma y los lodos. La materia orgánica contenida en las capas de lodo y espuma es descompuesta por bacterias anaerobias, y una parte considerable de ella se convierte en agua y gases más estables como dióxido de carbono, metano y sulfuro de hidrógeno. El lodo que se acumula en el fondo del tanque séptico está compuesto sobre todo de hilachas provenientes del lavado de prendas y de lignina, la cual hace parte de la composición del papel higiénico, aunque estos materiales lleguen a degradarse biológicamente, la velocidad de descomposición es tan baja que éstas últimas se acumulan.
Imagen 2 “Fosa Séptica”
Fuente: tesis.uson.mx/digital/tesis/docs/19117/Capitulo1.pdf Las burbujas de gas que suben a la superficie crean cierta perturbación en la corriente del líquido. La velocidad del proceso de digestión aumenta con la temperatura, con el máximo alrededor de los 35°C. El líquido contenido en el
tanque séptico experimenta transformaciones bioquímicas, pero se tiene pocos datos sobre la destrucción de los agentes patógenos. Como el efluente de los tanques sépticos es anaerobio y contiene probablemente un número elevado de agentes patógenos, que son una fuente potencial de infección, no debe usarse para regar cultivos, no descargarse en canales o aguas superficiales sin permiso de la autoridad sanitaria de acuerdo al reglamento nacional vigente. Los elementos básicos de una fosa séptica son: el tanque séptico y el campo de Oxidación; en el primero se sedimentan los lodos y se estabiliza la materia orgánica mediante la acción de bacterias anaerobias, en el segundo las aguas se oxidan y se eliminan por infiltración en el suelo.
Componentes de la Fosa Séptica Las unidades de una fosa séptica son:
Trampa de grasa Tanque séptico Caja de distribución Campo de oxidación o infiltración Pozo de absorción
Trampa de grasas Se instalan únicamente cuando se eliminan grasas en gran cantidad, como es el caso de hoteles restaurantes, cuarteles en zonas rurales. Se colocan antes de los tanques sépticos, deberán diseñarse con una tapa liviana para hacer limpieza, la misma que debe ser frecuente; en lo posible deben ubicarse en zonas sombreadas para mantener bajas temperaturas en su interior. Para controlar su capacidad se considera un gasto de 8 litros por persona y nunca esta capacidad será menor de 120 litros.
Tanque séptico El tanque séptico es la unidad fundamental del sistema de fosa séptica ya que en este se separa la parte sólida de las aguas servidas por un proceso de sedimentación simple; además se realiza en su interior lo que se conoce como Proceso séptico,
que es la estabilización de la materia orgánica por acción de las bacterias anaerobias, convirtiéndola entonces en lodo inofensivo. Para calcular la capacidad del tanque séptico se debe conocer el número de usuarios del sistema, luego se adopta un gasto de aguas servidas en términos de volumen por persona
y por día sugiriendo como una medida un gasto de 150 litros/persona/día y un periodo de recepción de 24 horas, debiéndose tomar la proporción de esta en caso de no utilizar el sistema el otro día, como es el caso de escuelas rurales donde el lapso de utilización es de 6 a 8 horas diarias.
Caja de distribución Este implemento de la fosa séptica tiene por objeto distribuir el agua servida procedente del tanque séptico proporcionalmente a cada uno de los ramales del campo de oxidación, para lo cual se colocan todas las tuberías de salida a la misma altura. Se recomienda localizar la tubería de entrada a 5 cm del fondo de la caja y las tuberías de salida 1 cm del mismo fondo. La forma que se adopte para la caja depende del terreno que se obtenga para la oxidación y del número de salidas que se adopten.
Campo de oxidación o infiltración. En esta unidad de la fosa séptica se consigue oxidar el agua servida y eliminar por infiltración. Para lograr un óptimo funcionamiento del campo de oxidación, debe escogerse el camino, con este objeto realizando una prueba de infiltración, consiste en hacer variar excavaciones en el área determinada, todas estas de 30 x 30 cm. De sección por la profundidad proyectada para las zanjas de absorción (será menor que 90 cm.). En estos fosos así abiertos se deposita grava fina al fondo de una altura de 5 cm, procediéndose luego a llenar con agua hasta una altura de 30 cm. sobre la grava; 24 horas después si el agua permanece o no se infiltro totalmente el terreno es inapropiado para campo de infiltración, en caso contrario se procederá a llenar el hoyo hasta 15 cm. de altura midiéndose el tiempo que demora en infiltrarse este dividido para 6 nos da la velocidad de absorción por .0.025m de profundidad, con la cual se determina la longitud de las tuberías del campo.
Pozo de absorción Los pozos de absorción pueden sustituir o ser complementarios al campo de oxidación. Un pozo de absorción consiste en excavaciones de más o menos un diámetro y profundidad variable. En estos el agua se infiltra por paredes y piso que deberán ser tomados permeables, se recomienda llenar de grava a la altura aproximada de 1m para lograr una buena distribución de agua al fondo.
Ventajas.
Apropiado para comunidades rurales, edificaciones, parques y moteles. Limpieza no frecuente. Tiene un bajo costo de construcción y operación. Mínimo grado de dificultad en operación y mantenimiento si se cuenta con infraestructura de remoción de lodos.
Desventajas.
Uso limitado para un máximo de 350 habitantes. También de uso limitado a la capacidad de infiltración del terreno que permita disponer adecuadamente los efluentes en el suelo. Requiere facilidades para la remoción de lodos (bombas, camiones con bombas de vacío).
Bibliografía
http://www.ecodena.es/tanques_complementarios/imhoff.html http://tesis.uson.mx/digital/tesis/docs/19117/Capitulo2.pdf http://ebueno93.blogspot.mx/2010/06/tratamiento-de-aguas-residuales.html http://tesis.uson.mx/digital/tesis/docs/19117/Capitulo1.pdf
