En los hogares se produce una cantidad importante de agua contaminada, por lo que es necesario eliminarla. En el pasado, la solución era sencilla: el agua se desviaba fuera de la vivienda, donde fluía hacia las masas de agua o era absorbida por el suelo. Posteriormente, tenía lugar la depuración biológica natural del agua, en la que los componentes orgánicos eran descompuestos por bacterias que vivían en el suelo o en la columna de agua. Esto se realizaba mediante zanjas de alcantarillado o simples pozos negros. No había depuración del agua. El aumento del número y de la densidad de población con este planteamiento creó el problema del exceso de agua contaminada. En primer lugar, se trata del deterioro de las condiciones sanitarias.
Hoy en día, en la mayoría de los asentamientos, especialmente en las ciudades, las aguas residuales entran en el sistema de alcantarillado centralizado y luego a las plantas de tratamiento de aguas residuales. Los habitantes de las ciudades ni siquiera piensan en lo que ocurre con el agua contaminada que entra en el alcantarillado. Los habitantes de pequeños asentamientos son harina de otro costal. El tratamiento de las aguas residuales se confía a los propietarios de granjas privadas, dachas y parcelas de campo. La más extendida es la biopurificación de las aguas residuales mediante diversos métodos.
Tabla
Qué es la biopurificación
La parte principal de las impurezas de las aguas residuales son diversas partículas orgánicas suspendidas en el volumen de agua o disueltas en ella. Lo ideal sería que la descomposición de la materia orgánica diera como resultado carbono, agua y los elementos más simples: nitrógeno, azufre y otros, pero en la naturaleza no existe ese ideal, por lo que los productos de la descomposición son sustancias orgánicas más simples y no siempre inocuas:
Entre los productos de descomposición de los orgánicos pueden formarse venenos para cadáveres y otras toxinas peligrosas.
Los métodos biológicos de tratamiento de aguas residuales implican un método natural mejorado que utiliza bacterias. En este método, las aguas residuales se enriquecen con cultivos bacterianos artificiales en cantidades significativamente superiores al contenido natural de microorganismos similares en la naturaleza. Además, el cultivo bacteriano regula de forma natural su cantidad, en parte en el volumen de líquido, en parte — en el fondo del tanque en forma de lodo activado.
Es necesario reponer periódicamente el cultivo bacteriano, ya que el número de microorganismos disminuye con el tiempo. Esto se debe al hecho de que las aguas residuales contienen hoy en día una cantidad significativa de productos químicos inorgánicos, la mayoría de los cuales son detergentes, detergentes en polvo y otros productos químicos domésticos. Los compuestos de los productos químicos domésticos suelen ser nocivos para las bacterias, por lo que algunos microorganismos mueren, aunque existen tipos especiales de bacterias que pueden participar en la descomposición de los productos químicos inorgánicos o convertirlos en precipitados insolubles.
Tipos de bacterias para el tratamiento
Las aguas residuales domésticas son un caldo de cultivo para varios tipos de bacterias:
- Putrefactivas;
- Anaerobias;
- Aerobias.
El primer tipo, las bacterias putrefactivas, son omnipresentes en el medio ambiente. Su nombre indica la naturaleza de la descomposición de la materia orgánica: el conocido proceso de putrefacción.
La descomposición más completa de la materia orgánica se produce bajo la influencia de cultivos bacterianos anaerobios, es decir, aquellos que existen sin acceso al oxígeno del aire.
Las bacterias aerobias son las más activas, pero un requisito previo para su existencia es la saturación del entorno con suficiente oxígeno.
Opciones de sistemas de tratamiento
Los métodos biológicos de depuración de aguas sucias requieren la disposición de estructuras especiales. Se han generalizado los siguientes tipos de instalaciones de tratamiento:
- Pozos negros;
- Fosas sépticas;
- Estaciones de depuración profunda.
Pozos negros
Los pozos negros son el tipo más antiguo de planta de tratamiento de aguas residuales. Normalmente, la descomposición de la materia orgánica la llevan a cabo bacterias putrefactivas naturales. Para acelerar el proceso de tratamiento biológico, se pueden introducir en el líquido cultivos de bacterias anaerobias, que trabajan mucho más rápido y ofrecen una calidad de tratamiento varias veces superior.
Las letrinas de pozo pueden ser selladas y filtradas. Estas últimas se caracterizan por la absorción gradual de agua a través de los poros del suelo. Las desventajas de los pozos negros filtrantes son las siguientes:
- Contaminación del suelo por las aguas residuales;
- Infiltración de aguas residuales en el agua del suelo;
- Sedimentación gradual de los poros del suelo;
- Imposibilidad de realización en niveles altos de aguas subterráneas.
Los pozos negros sellados son tanques de almacenamiento de gran volumen y, por lo tanto, requieren el bombeo regular de los residuos acumulados por parte de los colectores de aguas residuales.
Pozo negro filtrante
Los pozos negros sólo pueden instalarse para pequeños volúmenes de aguas residuales, pero aun así requieren un bombeo frecuente (los pozos negros filtrantes son algo menos frecuentes), son fuente de fuertes olores desagradables y sólo pueden situarse a una distancia considerable de las fuentes de agua potable. Este método de depuración se utiliza principalmente en las parcelas de las dachas.
Fosas sépticas
El tratamiento biológico de las aguas residuales mediante una fosa séptica permite aumentar el nivel de depuración del agua hasta un 65%; tras un tratamiento adicional, esta agua puede utilizarse para el riego de plantas no agrícolas.
El diseño de una fosa séptica es algo más complicado que el de un pozo negro. Se trata de un tanque dividido en varias secciones, en las que se trata el agua contaminada. En la primera sección se retienen los residuos sólidos. La segunda, la más voluminosa, es la principal. En ella, bajo la influencia de bacterias anaerobias, se lleva a cabo la descomposición de sustancias orgánicas y químicas de detergentes y productos químicos domésticos con desprendimiento de gases y cierta cantidad de sedimentos sólidos. En la tercera sección se clarifica el agua depurada y se precipitan las partículas en suspensión. A partir de la tercera sección, el agua entra en un filtro de drenaje o campo filtrante para su tratamiento final. Se consigue un mayor grado de depuración con la ayuda de un biofiltro de goteo instalado a la salida de la fosa séptica.
Todas las secciones de la fosa séptica están conectadas por tuberías de rebose con trampas de olores, que impiden que las partículas densas en suspensión entren en las secciones siguientes.
La limpieza periódica sólo es necesaria en la primera sección, donde se produce la sedimentación inicial. Los elementos posteriores se limpian con mucha menos frecuencia a medida que se acumulan los lodos.
Las ventajas de una fosa séptica son
- Gran capacidad;
- Ausencia de olores desagradables;
- Ausencia de necesidad de limpieza frecuente;
- Puede instalarse en cualquier lugar accesible.
Entre sus desventajas, cabe citar un espacio bastante grande y, en consecuencia, una gran intensidad de mano de obra a la hora de excavar para instalar los depósitos.
Plantas de biotratamiento en profundidad
El tratamiento más completo de las aguas residuales son las plantas de tratamiento en profundidad. Su principio de funcionamiento se basa en las bacterias aerobias, es decir, aquellas cuya actividad vital requiere la presencia de oxígeno. El diseño de las estaciones de tratamiento en profundidad es mucho más complejo que el de las opciones anteriores.
El componente principal es un tanque con un aireador instalado, un dispositivo para suministrar aire a la columna de líquido. Al mismo tiempo, las burbujas de aire mezclan el líquido en todo el volumen del tanque. El hecho es que el líquido del tanque está en contacto con el aire sólo por su superficie, y sin mezcla las bacterias útiles se concentrarán sólo en una capa superficial muy fina.
Estación de depuración biológica profunda
La estación de depuración biológica profunda permite aumentar el grado de depuración del agua hasta el 95%, lo que hace posible utilizarla para el riego de plantas agrícolas sin perjudicar la salud humana y sin dañar el medio ambiente.
Una depuradora profunda, al igual que una fosa séptica, consta de varias secciones. En la sección primaria tiene lugar la sedimentación y descomposición primaria de las fracciones densas y voluminosas. La segunda sección, denominada «aerotanque», realiza la función principal de tratamiento de las aguas residuales. En la parte inferior de la sección se instalan aireadores, a los que se suministra aire comprimido mediante un compresor. Los orificios del aireador se utilizan para suministrar aire al tanque en forma de pequeñas burbujas. Este método de suministro de aire acelera la disolución del oxígeno en el agua y mezcla intensamente el líquido.
Desde el tanque de aireación, el líquido pasa al tanque de sedimentación secundario. Bajo la acción de las bacterias, las sustancias orgánicas disueltas en el agua cambian a estado sólido y caen en el tanque de sedimentación en forma de lodos activados que contienen un número significativo de microorganismos procesadores.
La parte líquida de los lodos vuelve al tanque de sedimentación primario, acelerando la descomposición de los lodos precipitados, mientras que la fracción densa se retira periódicamente del tanque y puede utilizarse como abono.
Para bombear líquido de una sección a otra se utilizan varios tipos de bombas (bombas mammut). Las más comunes son las llamadas erlifts, que son dos tubos concéntricos uno dentro del otro. El aire a presión se introduce en el tubo central, que arrastra el líquido tras de sí. Ventajas de un erlift:
- Ausencia total de piezas móviles y, en consecuencia, máxima fiabilidad;
- Facilidad de limpieza;
- Aireación adicional del líquido.
Principio de funcionamiento de un aerodeslizador
La desventaja más significativa de estos dispositivos es su dependencia de la energía eléctrica. No se permiten cortes de corriente de más de 4 horas. De lo contrario, el líquido rebosará de una sección a otra al acumularse en ella. Esta situación provocará que se detenga la depuración y que salga agua sin tratar de la unidad.
En caso de interrupción del suministro eléctrico, deberá reducir el caudal de agua en la medida de lo posible para evitar el desbordamiento.
A muchas personas les disuade el elevado coste de una estación de depuración profunda y el consumo constante de energía. Por otra parte, la limpieza constante de un pozo negro o una fosa séptica con la llamada de un camión de purines también requiere importantes gastos financieros. Y si los costes de instalación de la depuradora se componen de una cantidad global elevada y un pequeño coste mensual de electricidad, el coste total de la llamada al camión de purines durante un año puede superar el coste de la depuradora.
Instalación de la depuradora
La etapa principal y más laboriosa de la instalación de cualquier depuradora biológica es la preparación de la excavación. Las dimensiones de la excavación deben corresponder a las dimensiones del depósito, con alguna reserva para la formación de impermeabilización y drenaje. En el fondo de la excavación se vierte una capa de arena, que distribuye uniformemente el peso del depósito en el fondo y compensa el terreno durante las heladas invernales. La profundidad del depósito se basa en la profundidad de la tubería de alcantarillado.
Importante: La tubería de alcantarillado debe situarse por debajo del punto de congelación del suelo para evitar que se congele. Si por alguna razón es imposible colocar la tubería a la profundidad requerida, o se desconoce la profundidad de congelación, es necesario aislar la tubería en toda su longitud. Para el aislamiento deben utilizarse materiales no absorbentes, por ejemplo poliestireno expandido (Styrofoam).
A excepción de los pozos negros, las fosas sépticas y las estaciones depuradoras no necesitan aislamiento adicional, ya que la descomposición de la materia orgánica va acompañada de la liberación de calor.
¡Atención! En caso de heladas fuertes, la actividad bacteriana puede ralentizarse o detenerse por completo hasta que se establezca la temperatura normal. La depuración del agua no tendrá lugar durante este tiempo.
Si se utilizan depuradoras profundas, debe garantizarse un flujo regular de efluentes. En caso de ausencia prolongada de aguas residuales, la depuradora debe bloquearse drenando la mayor parte del líquido y aislando la parte superior de la depuradora.
El tratamiento biológico de las aguas residuales minimiza los efectos nocivos de las aguas residuales contaminadas sobre la situación ecológica y sanitario-epidemiológica del entorno de la vivienda. Las propias bacterias que intervienen en el procesamiento de la materia orgánica no causan ningún daño y constituyen la microflora natural del medio ambiente. El tratamiento acelerado se consigue creando condiciones cómodas para los microorganismos y su gran número por unidad de volumen. El biotratamiento es el método más seguro de tratamiento y desinfección de aguas residuales.
Fecha de actualización: 10-5-2022
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