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TRATAMIENTO Y DISPOSICIÓN DE EXCRETAS Introducción Los ríos, lagos y mares recogen, desde tiempos inmemoriales, los desechos que son producidos por la actividad humana. Estos desechos han ido siendo mucho mas grande y problemáticos a medida que ha transcurrido el tiempo. El agua tiene una gran capacidad de purificación. Pero esta misma facilidad de regeneración del agua, y su aparente abundancia, hace que sea el vertedero habitual en el que arrojamos los desechos producidos por nuestras actividades. Pesticidas, desechos químicos, metales pesados, etc., se encuentran, en cantidades mayores o menores, al analizar las aguas de los más remotos lugares del mundo. Muchas aguas están contaminadas hasta el punto de hacerlas peligrosas para la salud humana, y dañinas para la vida. En la actualidad, las enfermedades cuyo origen proviene de las aguas residuales han tenido una gran acogida como uno de los principales problemas entre la población, en especial las de la zonas rurales, donde el poco conocimiento de los peligros que trae consigo arrojar un agua residual de origen doméstico sin tratamiento ha un cuerpo de agua los hace fácilmente vulnerables a cualquier brote de enfermedades de origen diarreicas, o por cualquier bacteria, parásito, protozoario, etc., que se encuentran en la aguas residuales, además del daño que le hacen al ecosistema del cuerpo de agua donde arrojan el agua residual, alterando la flora y fauna del cuerpo de agua . Las unidades que se emplean para tratar las aguas residuales son muchas, hay de todo tipo, de toda clase y de todo costo. Por esa razón esta guía trata de brindar una ayuda con respecto al dimensionamiento de algunas unidades de tratamiento de aguas residuales en zonas rurales, donde el uso de tecnología muy avanzada, no es factible por diferentes motivos. En la presente guía se desarrolla metodologías

para

poder

dimensionar

adecuadamente

unidades

de

tratamiento, con sus diferentes parámetros, que para este caso son: Tanque Séptico, Tanque Imhoff y Lagunas de Estabilización.

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A criterio de la persona responsable del proyecto se deja escoger el tipo de unidad que se va a utilizar en los distintos sitios; por esa razón, además se da las ventajas y desventajas de cada unidad y poder mostrar cual es lo más beneficioso para la localidad. En ningún momento la guía va a ser absoluta, periódicamente debe ser sometido a revisiones para actualizarlo a las necesidades existentes en cada momento. En estas revisiones se incluirá las instrucciones necesarias para cualquier nuevo conocimiento que pudiera surgir, que traiga beneficios a la planta de tratamiento. DISEÑO DE TANQUE IMHOFF El tanque imhoff es una unidad de tratamiento primario cuya finalidad es la remoción de sólidos suspendidos. Para comunidades de 5000 habitantes o menos, los tanques imhoff ofrecen ventajas para el tratamiento de aguas residuales domésticas, ya que integran la sedimentación del agua y a digestión de los lodos sedimentados en la misma unidad, por ese motivo también se les llama tanques de doble cámara. 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 remoción de arena. El tanque imhoff típico es de forma rectangular y se divide en tres compartimentos:  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, interfieran en el proceso de la

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sedimentación. Los gases y partículas ascendentes, que inevitablemente se producen en el proceso de digestión, son desviados hacia la cámara de natas o área de ventilación. Los lodos acumulados en el digestor se extraen periódicamente y se conducen a lechos de secado, en donde el contenido de humedad se reduce por infiltración, después de lo cual se retiran y dispone de ellos enterrándolos o pueden ser utilizados para mejoramiento de los suelos.

Consideraciones a tener en cuenta El ingeniero responsable del proyecto, deberá tener en claro las ventajas y desventajas que tiene al emplear el tanque imhoff para el tratamiento de las aguas residuales domésticas de una población. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL TANQUE IMHOFF VENTAJAS: 1. Contribuye o ayuda a la digestión del lodo, mucho mejor del que se realiza en los tanques sépticos, por lo que se produce un líquido residual de mejores características. 2. No descargan lodo en el líquido efluente. 3. El lodo se evacua con mayor facilidad que los tanques sépticos y esto es debido a que contienen, estos lodos de 90 % a 95 % de humedad. 4. Las aguas servidas que se depositan en los tanques Imhoff, no necesitan de tratamiento preliminar, a excepción de la criba gruesa y la separación de las arenillas. 5. El tiempo de retención de estas unidades es menor en comparación con las lagunas de estabilización. 6. Tiene un bajo costo de construcción y operación, en comparación de las lagunas de estabilización. 7. Necesitan de poco terreno para la construcción en comparación con las lagunas de estabilización. 8. Son ideales para ciudades pequeñas y para comunidades, ya que en las mismas los pobladores no tienen tiempo para darles mantenimiento, entonces

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son muy necesarias en estas zonas, para evitar la contaminación de ríos, cultivos y de personas y animales.

DESVENTAJAS: 1. Estos tanques, son estructuras muy profundas que sobrepasan los seis metros (6 m.). 2. Su construcción no puede realizarse en suelos como arena fluida o en roca, debido a que si el nivel freático es alto, el tanque puede flotar y ser desplazado cuando este se encuentre vacío. 3. El efluente que sale del tanque es de mala calidad orgánica y microbiológica. 4. Causa malos olores, aun cuando su funcionamiento es correcto.

PARTES DEL TANQUE IMHOFF 1. Cámara de Sedimentación.- La cámara de sedimentación o también conocida como cámara superior o de flujo de paso es donde tiene lugar la sedimentación, entonces aquí el cieno decanta a una cámara inferior para la digestión de los lodos. Para facilitar la transferencia de los sólidos, la cámara superior tiene el fondo liso y en pendiente (aproximadamente 60º con la horizontal) y con una ranura en el nivel más bajo. 2. Cámara de Digestión.- Después de que las partículas pasan por la ranura, quedan atrapadas en la cámara inferior o también conocida como cámara de digestión, donde el camino queda interrumpido en la ranura por muros a solapa o por una viga triangular con un vértice justamente por debajo de la ranura, como se puede observar en la sección transversal de la figura.

Al avanzar la digestión en la cámara inferior, el cieno ascendente, en el cual hay gas atrapado y por consiguiente forma espuma, se lo envía a otra cámara. 3. Área de Ventilación y Acumulación de Natas.- El gas, la nata y la espuma que se van formando en el camino de la cámara inferior, van a otra cámara conocida como cámara de espuma o de acumulación de natas y respiraderos de gas, los cuales están situados a lo largo de la cámara superior; a medida que los gases escapan, el cieno vuelve a hundirse de la cámara de natas a la cámara inferior (los respiraderos de gas por lo general producen olores desagradables). De formarse espuma en un respiradero de gas, se puede bajar con el chorro de agua de una manguera.

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Adicionalmente a estos tres compartimentos que son esenciales para este tipo de tanques Imhoff, existen otros elementos que se encuentran dentro de los mismos, como por ejemplo: el tubo de conducción de limpieza, la tubería de extracción de fango, una válvula. Canal de entrada, deflector de espumas, vertedero. DISEÑO DEL SEDIMENTADOR 1. Caudal de diseño, m3/hora 

Dotación, en litro/hab/día.

2. Área del sedimentador (As, en m2). 

Cs: Carga superficial, igual a 1 m3/ (m2*hora).

3. Volumen del sedimentador (Vs, en m3) 

R: Periodo de retención hidráulica, entre 1,5 a 2,5 horas (recomendable 2 horas).

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 El fondo del tanque será de sección transversal en forma de V y la pendiente de los lados respecto a la horizontal tendrá de 50° a 60°.  En la arista central se debe dejar una abertura para paso de los sólidos removidos hacia el digestor, esta abertura será de 0,15 a 0,20 m.  Uno de los lados deberá prolongarse, de 15 a 20 cm, de modo que impida el paso de gases y sólidos desprendidos del digestor hacia el sedimentador, situación que reducirá la capacidad de remoción de sólidos en suspensión de esta unidad de tratamiento. 4. Longitud mínima del vertedero de salida (Lv, en m) 

Qmax: Caudal máximo diario de diseño, en m3/día.



Chv: Carga hidráulica sobre el vertedero, estará entre 125 a 500 m 3/(m*día), (recomendable 250).

DISEÑO DEL DIGESTOR 1. Volumen de almacenamiento y digestión (Vd, en m3)

Para el compartimiento de almacenamiento y digestión de lodos (cámara inferior) se tendrá en cuenta la siguiente tabla 1:



fcr: factor de capacidad relativa, ver tabla 1



P: Población.

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 El fondo de la cámara de digestión tendrá la forma de un tronco de pirámide invertida (tolva de lodos), para facilitar el retiro de los lodos digeridos.  Las paredes laterales de esta tolva tendrán una inclinación de 15° a 30° con respecto a la horizontal.  La altura máxima de los lodos deberá estar 0,50

m

por

debajo

del

fondo

del

sedimentador.

2. Tiempo requerido para digestión de lodos

El tiempo requerido para la digestión de lodos varia con la temperatura, para esto se empleará la tabla 2.

3. Frecuencia del retiro de lodos

Los lodos digeridos deberán retirarse periódicamente, para estimar la frecuencia de retiros de lodos se usarán los valores consignados en la tabla 2. La frecuencia de remoción de lodos deberá calcularse en base a estos tiempo referenciales, considerando que existirá una mezcla de lodos frescos y lodos digeridos; estos últimos ubicados al fondo del digestor. De este modo el intervalo de tiempo entre extracciones de lodos sucesivas deberá ser por lo menos el tiempo de digestión a excepción de la primera extracción en la que se deberá esperar el doble de tiempo de digestión.

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EXTRACCIÓN DE LODOS El diámetro mínimo de la tubería para la remoción de lodos será de 200 mm y deberá estar ubicado 15 cm por encima del fondo del tanque. Para la remoción se requerirá de una carga hidráulica mínima de 1,80 m. ÁREA DE VENTILACIÓN Y CÁMARA DE NATAS. Para el diseño de la superficie libre entre las paredes del digestor y el sedimentador (zona de espuma o natas) se tendrán en cuenta los siguientes criterios:  El espaciamiento libre será de 1,0 m como mínimo.  La superficie libre total será por lo menos 30% de la superficie total del tanque.  El borde libre será como mínimo de 0,30 cm.

LECHOS DE SECADOS DE LODOS. Los lechos de secado de lodos son generalmente el método más simple y económico de deshidratar los lodos estabilizados (lodos digeridos), lo cual resulta lo ideal para pequeñas comunidades.  Carga de sólidos que ingresa al sedimentador (C, en Kg de SS/día).

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Donde:  SS: Sólidos en suspensión en el agua residual cruda, en mg/l.  Q: Caudal promedio de aguas residuales.

A nivel de proyecto se puede estimar la carga en función a la contribución percápita de sólidos en suspensión, de la siguiente manera:

En las localidades que cuentan con el servicio de alcantarillado, la contribución percápita se determina en base a una caracterización de las aguas residuales. Cuando la localidad no cuenta con alcantarillado se utiliza una contribución percápita promedio de 90 gr.SS/(hab*día).  Masa de sólidos que conforman los lodos (Msd, en Kg SS/día).

 Volumen diario de lodos digeridos (Vld, en litros/día).

Donde:  Plodo: Densidad de los lodos, igual a 1,04 Kg/l.  % de sólidos: % de sólidos contenidos en el lodo, varía entre 8 a 12%.  Volumen de lodos a extraerse del tanque (Vel, en m3).

Donde:  Td: Tiempo de digestión  Área del lecho de secado (Als, en m2).

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Donde:  Ha: Profundidad de aplicación, entre 0,20 a 0,40m

El ancho de los lechos de secado es generalmente de 3 a 6 m., pero para instalaciones grandes puede sobrepasar los 10 m. Alternativamente se puede emplear la siguiente expresión para obtener las dimensiones unitarias de un lecho de secado:

Considerando el numero de aplicaciones al año, verificar que la carga superficial de sólidos aplicado al lecho de secado se encuentre entre 120 a 200 Kg de sólidos/(m2*año).

MEDIO DE DRENAJE. El medio de drenaje es generalmente de 0,30 de espesor y debe tener los siguientes componentes:  El medio de soporte recomendado esta constituido por una capa de 15 cm. Formada por ladrillos colocados sobre el medio filtrante, con una separación de 2 a 3 cm. llena de arena.

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 La arena es el medio filtrante y debe tener un tamaño efectivo de 0,3 a 1,3 mm., y un coeficiente de uniformidad entre 2 y 5.  Debajo de la arena se deberá colocar un estrato de grava graduada entre 1,6 y 51 mm (1/6” y 2”) de 0,20 m de espesor.

Vista del lecho de secado MANTENIMIENTO DE TANQUE IMHOFF Mantenimiento en la zona de sedimentador. Toda la superficie de agua del sedimentador debe estar libre de la presencia de sólidos flotantes, espumas y materiales asociados a las aguas residuales, así como de material adherido a las paredes de concreto y superficies metálicas con el cual los sólidos están en contacto. El material tiende a acumularse rápidamente sobre la superficie del tanque y debe ser removido con el propósito de no afectar la calidad de los efluentes, por lo que ésta actividad deber recibir una atención diaria retirando todo el materia existente en la superficie de agua del sedimentador. La recolección del material flotante se efectúa con un desnatador.

Las estructuras de entrada y salida deben limpiarse periódicamente, así mismo los canales de alimentación de agua residual deben limpiarse una vez concluida la maniobra de cambio de alimentación con el propósito de impedir la proliferación de insectos o la emanación de malos olores. Semanalmente o cuando las circunstancias lo requieran, los sólidos depositados en las paredes del sedimentador deben ser

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retirados inmediatamente. La grasa y los sólidos acumulados en las paredes a la altura de la línea de agua deben ser removidos.

Mantenimiento en la zona de digestión de lodos. Es importante determinar constantemente el nivel de lodos para programar su drenaje en el momento oportuno. Cuando menos una vez al mes, debe determinarse el nivel al que llegan los lodos en su comportamiento. Para conocer el nivel de lodos se usa una sonda. La que hace descender cuidadosamente a través de la zona de ventilación de gases, hasta que se aprecie que lamina de las sonda toca sobre la capa de los lodos. Los lodos digeridos se extraen de la cámara de digestión abriendo lentamente la válvula de la línea de lodos y dejándolos escurrir hacia los lechos de secado. Los lodos deben extraerse lentamente, para evitar que se apilen en los lechos de secado, procurando que se destruyan uniformemente en la superficie de tales lechos.

Se recomienda que en cada descarga de lodos, se tome la temperatura del material que se esta escurriendo, lo mismo que la temperatura ambiente. Con esto se tiene una indicación muy valiosa de las condiciones en que se está realizando la digestión.

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Mantenimiento en la zona de ventilación. La zona de ventilación de la cámara de digestión, debe encontrarse libre de natas o de sólidos flotantes, que hayan sido acarreados a la superficie por burbujas de gas. Para hundirlas de nuevo, es conveniente el riego con agua a presión, sino se lo logra esto, es mejor retirarlas y enterrarlas inmediatamente. Esta actividad debe realizarse mensualmente.

Generalmente se ayuda a corregir la presencia de espuma, usando cal hidratada, la cual se agrega por las áreas de ventilación. Conviene agregar una suspensión de cal a razón aproximada de 5kg. Por cada 1000 habitantes.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES: 1. Conocidas todas las ventajas y desventajas que tienen los tanques Imhoff, será el Ingeniero constructor o la persona a que este a cargo del proyecto, quien decidirá si es conveniente o no utilizar este tanque en la localidad o zona donde se desea tratar las aguas residuales de uso doméstico. 2. Estos tanques resultan ser de gran ayuda donde no existen terrenos con grandes áreas, como es el caso contrario con las lagunas de estabilización que requieren de grandes extensiones de terreno. 3. Estos tanques deben ser instalados lejos de la población, debido a que producen malos olores.

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4. El tanque Imhoff elimina del 40 % al 50 % de los sólidos suspendidos y reduce la demanda bioquímica de oxigeno del 25 % al 35 %. 5. Los lodos del tanque Imhoff se extraen periódicamente y se conducen a lechos de secados. 6. Debido a que es muy baja la remoción de la demanda bioquímica de oxígeno y coliformes, lo recomendable es enviar el efluente hacia una laguna facultativa, de tal manera que exista una buena remoción de microorganismos en el efluente.

BIBLIOGRAFÍA: 1. http://www.bvsde.paho.org/tecapro/documentos/sanea/163esp-diseno-TI.pdf 2. Merritt S. Frederick; Manual del Ingeniero Civil; Volumen II; Editorial McGraw Hill, México.

Consideraciones generales para otras Enfermedades “La salud es un objetivo esencial y al mismo tiempo un indicador clave del desarrollo humano” (OMS). Los zancudos transmiten agentes patógenos que causan algunas de las peores enfermedades conocidas, inclusive la malaria, la fiebre amarilla, el dengue y la encefalitis. Sin embargo, los zancudos solamente transmiten los agentes patógenos. En la mayoría de los casos, es necesario que se nutran de alguien que tiene la enfermedad para podérsela transmitir a otra persona. Los zancudos adultos criados de las larvas que se capturan en los estanques raramente cargan agentes patógenos. Los roedores son una categoría de mamíferos cuya característica principal es la dentición con un único par de incisivos que pueden ser anchos, curvados o semicirculares, al frente de cada mandíbula. Las enfermedades más comunes transmitidas por ratas y ratones por medio de los excrementos y saliva: 

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Hantavirus: El virus, que se encuentra en la orina, la saliva y los excrementos del animal, se mezcla con la atmósfera por medio del aire o polvo. Los síntomas iniciales son dolores musculares y fiebre. Sin embargo, el síntoma primario de la enfermedad del hantavirus es la dificultad de respirar que es causada por la acumulación de fluidos en los pulmones. Principalmente los trasmiten los ratones de campo. Leptospirosis: se transmite por la orina de las ratas, también con la heces y orina de perros y vacas. El cuadro clínico que se presenta es similar a una gripe con fiebre alta, escalofríos, sudoración, dolores de cabeza, dolores musculares y en la región lumbar. En algunos casos se pasa a una segunda fase con mayor gravedad se le denomina enfermedad de Weil y sus síntomas son

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