CLOACALES PROCEDEKTES DE COLECTIVIDADES PEQUERAS”
J. K. BAARS
Jefe, Departamento de Higiene del ilgua, el Suelo y el Aire, Instituto de Investigaciones de Ingenieráu de Sal& Pública (T.N.O.), Consejo -Vacional de Investigaciones Sanilarius (T.ní.O.), La Haya,
Paises Bajos
IPÍTRODGCCION
El aumento de la población y de la in- dustria aumenta a su vez el volumen de aguas residuales. En muchos lugares, donde hasta ahora la simple dilución de éstas en las aguas superficiales ha sido el medio habitual de eliminarlas, hay que tomar otras medidas. Con frecuencia, es necesario el tratamiento biológico completo, incluso en colectividades pequeñas. La depuración de las aguas cloaca- les domésticas de una población no menor de 50.000 habitantes, cuesta, mediante este tratamiento, alrededor de US $1,50 per ca-
pita al año. Esta cifra se considera razonable. Sin embargo, cuando la población es menor de 10.000 habitantes, el costo, por des- gracia, aumenta en grado considerable y puede llegar a ser varias veces mayor que el mencionado, debido sobre todo a la mayor in- versión per capita que requiere este tipo de instalación.
La laguna de oxidación, donde las aguas residuales se tratan también con oxígeno, bien se obtenga del aire o se produzca de otro modo, ha de tener una gran superficie, o sea, de unos 5 m2. por habitante. Sin embargo, no siempre se cuenta con esta superficie, con lo cual la aplicación del sistema está limitada.
Nuestro mejor aliado en todos estos modos de purificación es el oxígeno, y vale la pena considerar si es posible (utilizando el oxígeno en distinta forma) vencer las dificultades indicadas. Por consiguiente, veamos, en primer lugar, lo que es necesario para el
* Trabajo presentado en el Séptimo Seminario Europeo de Ingenieros Sanitarios, convocado por la Oficina Regional de la OMS para Europa, en octubre de 1960. Publicado en inglés en el Bulletin oj the World Health Organization, Vol. 26, iYo. 4, 1962.
tratamiento biolbgico completo por medio del sistema convencional de lodos activados en su forma más simple.
El primer paso, después del pasaje del agua cloaca1 por las rejillas, es la presedi- mentación, la que require un tanque de concreto, de decantación primaria, y un método de eliminación dr lodo crudo, de ordinario un tanque de digestión, de con- creto también. En la seguilda fase, en la cual aparece el lodo activado, sc utilizan tanques de aeración, asimismo de concreto. En la tercera fase, las aguas negras depuradas vuelven a separarse del lodo en un tanque para lodo húmico, también de concreto. Han de construirse dispositivos apropiados para enviar de nuevo la cantidad necesaria de lodo circulante a los tanques de aeración. Además de lo dicho, hay que tomar medidas para tratar el lodo sobrante, que no puede desecarse sin tratamiento previo. La sección cuarta de la instalaci6n consiste en el tanque de digestión, del cual el lodo fermentado pasa a los lechos de secado. Así, pues, los productos finales son aguas negras depuradas y lodos desecados.
Estas consideraciones llevaron a plantear las cuestiones siguientes sobre la depuración de aguas cloacales en las colectividades pequeñas. 2% posible prescindir de parte de las costosas estructuras dc concreto que el proceso convencional del sistema dp lodos activados requiere y, además, intensificar el suministro de oxígeno en comparación con el de las lagunas de oxidación? En caso afirmativo , icuáles serían las consecuencias si la calidad del efluente hubiera de ser la de los efluentes de los otros dos sistemas, es decir, del todo depurados?
Investigaciones hechas en el Instituto de
~farzo 19&?] ZANJAS DE OXIDACIOS EN EL TRATAMIESTO DE AGUAS CLOACALES
197
Investigaciones
de Ingeniería
de Salud
Pública (TX-O.),
de La Haya, por el Dr. A.
Pasveer (l-3) han dado los resultados si-
guientes :
1) Aumentando la cantidad de oxígeno
para una DB0 determinada (g. de oxígeno
por g. de DB0
igual a 2 : 1, en vez de 1,s : 1
aproximadamente
en el sistema conven-
cional), es posible oxidar el lodo primario.
2) Puede obtenerse un efluente del todo
depurado y un lodo en un estado avanzado
de mineralización
mediante el tanque de
aeración, si éste tiene una capacidad de 300
litros por 54 g. de DBO, lo que permite la
detención de las aguas cloacales durante 3
días en los tanques de aeración y, al mismo
tiempo, da mayor capacidad estabilizadora
a las cargas máximas.
3) El lodo procedente del referido tanque
de aeración se oxida hasta tal punto que
puede desecarse tal y como está, sin que sea
necesario tanque de digestión alguno para el
lodo restante.
4) La función del tanque para lodo húmico
puede combinarse con la del tanque de
aeración, interrumpiendo ésta durante cierto
tiempo a fin de que el lodo se sedimente, y
el líquido sobrenadante, claro y depurado
por entero, pueda extraerse. Otra manera
de alcanzar el mismo fin es combinar la zanja
principal
con una o dos zanjas auxiliares.
LA ZANJA
Consideraciones generales
La única parte del sistema convencional
conservada, es el tanque de aeración. Cuando
el costo ha de reducirse lo más posible y el
suelo es de buena composición, dicho tanque
puede ser, en principio, una simple zanja
circular (Fig. 1). En ésta la mezcla líquida
tiene que circular a una velocidad de 25 a 30
cm. por segundo, a fin de que los flóculos de
lodo
se mantengan en suspensión. Cuando se
utiliza el sistema intermitente, el equipo ha
de ser tal que, aun después de que el agua
haya estado en reposo para clarificarse, dicha
velocidad de 2.5 a 30 cm. por segundo pueda
FIG.
l.-Zanja
de oxidación en Dreischor.
recuperarse una vez que la aeración se
reanude. Para la aeración y la propulsión
se ha elegido una especie de molinete
(Fig. 2) que no sólo hace que penetren en el
agua grandes cantidades de oxígeno sino que,
al mismo tiempo, pone la mezcla líquida en
circulación a la velocidad deseada. Este
equipo se basa en el molinete de escobillas
clásico de Kessener y fue ideado por Baar y
Muskat en el Instituto de Investigaciones de
Ingeniería de Salud Pública (T.S.O.)
(4).
La Fig. 3 muestra que la cantidad de oxígeno
disuelto en el agua depende de la velocidad
de rotación y de la profundidad de inmersión
de las aspas del molinete. En condiciones de
funcionamiento normal (75 revoluciones por
minuto),
el molinete
disuelve en el agua
alrededor de 3.000 g. de 03 por kilovatio,
lo
cual supone una eficacia por
lo menos igual a
la del tipo convencional.
FIG.
2.-Tipo de molinete construido especial-
mente para zanjas de aeración.
FIG. 3.-Datos del molinete
KW
SECCION A A
DATOS TECNICOS
DIAMETRO DI1 MOLINETE
FtlRIA DEL DIENTE RECTANGULAR
ASPAS 5 x 15 cm.
ESPACIO INTERMEDIO POSICION DE LAS ASPAS
- VELOCIOAO DE ROTACION [r. p m.] g’h/H
PROFUNDIDAD DE INMERSION 8 cm = -~.~...__.. ,6 Cm = -.-.-.- 24 cm = 30 cm = ---
WKWH 0 5400 LL EI < :: 4600 giz 2 c, 3800 zz 2 5 3000 G 2 z 2200
1 1400 60 80 100 120 140 160
- VELOCIDAD DE ROTACION Ir p m ] - VELOCIOAD DE AOTACION 11 q m ]
A este respecto, hay que hacer una ohser- vación esencial. Si la capacidad de la zanja elegida es mayor que la que nertsita la carga
real, en previsión de posibles necesidades en un futuro remoto, podria suponerse que, incluso ron el ligero grado de inmersión en- tonces necesario para proporcionar tan rc- ducido suministro dc osrgeno, la mezcla líquida rirrularía n la velocidad deseada. Sin
embargo, est#o no suwdc. Cuando las condi- ciones se hacrn demasiado extremas, la zanja ha de ahrirsr para la carga real, y ampliarse después.
d’fU%O í963] ZANJAS DE OXIDACIOS Eh- EL TRATAMIENTO DE AGUAS CLOACALES 199
cias, la velocidad de circulación en la zanja puede llegar a ser demasiado alta, y reducir la diferencia entre la velocidad de las aspas del molinete aerador y la del agua. Entonces, habrá que tomar medidas especiales para aminorar la velocidad de ésta mediante deflectores perforados.
Las aguas cloacales crudas pasan a través de una rejilla de barras (espacio entre éstas: de 5 a 8 cm.). No se aplica desarenador.
Forma de la zanja
Cuando se utilice una sola zanja, lo cual ocurrirá en la mayoría de las colectividades muy pequeñas (hasta 1 .OOO habitantes), ésta habrá de desempeñar dos funciones: la de aeración y la de clarificación; y ambos L procesos han de alternarse. Esto se llama
sistema intermitente (tipo 1 de la Fig. 4). Si se utiliza para sedimentación una zanja auxiliar especial, será posible una operación casi continua. En el caso de dos zanjas auxiliares (tipo 3 de la Fig. 4), el funciona- ,- miento continuo es posible siempre, segím se
explica en detalle más adelante. Es indudable que una zanja donde se efectúe la aeración durante 24 horas, combinada con un tanque convencional para lodo húmico para efectuar la sedimentación, proporciona, asimismo, un sistema continuo. Sin embargo, en este caso habrá de utilizarse una estructura de con- creto que, a veces, puede resultar costosa,
por lo cual los argumentos en favor de esta solución deben ser muy apremiantes.
A veces se abren zanjas gemelas que funcionan como estanques de sedimentación y de aeración, alternativamente. Ambas, que estarán conectadas, tienen un molinete y un canal de desagüe (5).
Los molinetes hacen circular el agua cloaca1 a una velocidad de 25 a 30 cm. por segundo. En las instalaciones que hoy funcionan en los Países Bajos, se ha visto que es posible la utilización de simples zanjas de tierra, siempre y cuando el terreno sea arenoso o arcilloso (Fig. 5). Xo obstante,
donde el terreno sea flojo, o cuando se desee seguridad completa en t,oda clase de cir-
FIG. 4.-Distintos tipos de zanjas
PROCEDIMIENTO TOMA Ial I MOLINETE (LI] I SALIDA [cl I
c c
-
a
200
BOLETIN DE LA OFICINA SANITARIA PANAMERICANAFIG.
5.-La zanja de oxidación en su forma más simple, poco después de iniciar la operación.
espuma desaparece cuando se forma suficiente lodo.
La
cunstancias, la zanja puede
revestirse
de
bloques o losas de concreto o piedra, etc.
(Fig. 6). En nuestra opinión,
un circuito
de
concreto armado es del todo innecesario en
climas templados o cálidos, ya que todos los
gastos innecesarios deben evitarse, al objeto
de que la depuración de aguas cloacales sea
posible en la mayoría de los casos. Sin em-
bargo, en países de muy baja temperatura
invernal debe procurarse que la zanja sea
más estrecha y honda, para facilitar el cu-
brirla, y en este caso pudiera resultar venta-
joso el refuerzo de su construcción.
DIFEREXTES METODOS l>E FUSCIOXAMIEXTO
El sistema intermitente
Este es el sistema elegido cuando la red
de alcantarillado tiene cierta capacidad de
almacenaje. La zanja tiene un volumen de
300 lt. por carga de 5-1 g. de DB0 y una pro-
fundidad aproximada de 1 m. Las pendientes
son de 1: 1,5 y donde el suelo es muy bueno
el gradiente puede ser hasta de 1: 1. Las
aguas cloacales crudas pueden acumularse
en el sistema de alcantarillado y verterse,
mediante bomba, en la zanja sólo en momen-
tos determinados o después de que hayan
alcanzado cierto nivel en el sistema de
alcantarillado. En un tiempo fijado ant,es que
la bomba elevadora del agua cloaca1 cruda
se ponga en marcha, el molinete se para y el
lodo se sedimenta. Cuando la) bomba em-
pieza a funcionar y el nivel del líquido en la
zanja se eleva, el agua clara y depurada. sale
mediante un sifón. Poco después de extraer
el agua cloaca1 cruda de la alcantarilla por
medio de la bomba, y
de
verterla en la
zanja, cuando el nivel del líquido ha descen-
dido lo suficiente, la corriente que fluye por
el sifón se interrumpe y a los pocos minutos
el molinete empieza a girar de nuevo. En-
tonces, el lodo sedimentado vuelve una vez
más al estado de suspensión.
Cuando el sistema de alcantarillado sólo
tiene
una
capacidad
de almacenaje
pequeña, la operación de bombeo puede
hacerse con más frecuencia (por ejemplo,
con una bomba espiral) que la extracción
FIG.
G.-Zanja
de oxidación
en Thungen
h?UrZO &?@?] ZANJAS DE OXIDACION EN EL TRATAMIENTO DE AGUAS CLOACALES
201
del agua. En ese caso, el molinete funciona a
menor profundidad
de inmersión
justo
después de la descarga, y la profundidad
del mismo aumenta
sólo gradualmente
después de varios períodos de bombeo. Debe
disponerse lo necesario para que, antes de
verter en la zanja el resto de las aguas
cloacales crudas, el molinete haya dejado de
funcionar, a fin de lograr la clarificación de la
mezcla líquida antes de que se inicie la des-
carga.
Una instalación típica de esta clase es la
de Voorschoten, en la cual las aguas cloacales
domésticas de 360 habitantes (calculadas a
razón de 54 g. de DB0 por habitante y día)
se purifican en una zanja de 120 m!. de
capacidad. El efluente tiene, de ordinario,
una DB0
de unas 10 p.p.m. En este
caso, el sistema capta, asimismo, cantidades
variables de agua subterránea, por lo que
el caudal diario alcanza a veces los 70 m3.
(Fig. 7). Esto no importa, ya que el diseño
básico es para 300 litros por 54 g. de DBO.
La instalación funciona desde 1954.
El sistema continuo (tipo 3 de la Fig. 1, se
muestra en detalle en las Figs. 8 y 9).
En una parte del sistema-es
decir, la
zanja principal (dos tercios del volumen
total)-la
mezcla líquida está en circulación
durante 24 horas y en una de las dos zanjas
laterales el agua está siempre en reposo y
clarificada. El tubo de salida desciende a
verter en
esta zanja
lateral y por cada
cantidad de aguas cloacales crudas que
entren en la zanja principal, se descarga un
volumen igual de efluente depurado por
completo. El volumen de cada zanja lateral,
en este caso un sexto del volumen total,
garantiza que, incluso con cargas máximas
(iguales a 10 70 del caudal diario en una hora)
habrá una detención de cinco horas, como
mínimo. Aun con una precipitación pluvial
de 3 veces el caudal diario, queda aún una
hora y cuarto para clarificación. La sección
transversal de la zanja es aproximadamente
la misma del sistema intermitente.
Una instalación de este tipo, con una
capacidad equivalente a una población de
2.500 habitantes, está funcionando desde
FIG.
7.-Instalación en Voorschoten, donde se
iniciaron los experimentos en
1954.
hace tres años y produce un efluente com-
pletamente depurado (DB0 menor de 10
p.p.m.) (cuadro KO. 1).
Habiendo analizado en general las dis-
tintas formas de funcionamiento (son posibles
múltiples variaciones, según convenga a las
situaciones típicas locales), puede ser de
interés considerar algunos puntos esenciales
de la instalación.
L-4 ESTACIOS DE BOMBEO
Las aguas cloacales crudas se vierten en
la zanja por medio de bombas centrífugas
ordinarias. So es necesario utilizar triturador
alguno, puesto que las aguas cloacales se
encuentran en un estado de completa homo-
geneidad tras haber circulado, por medio del
molinete, mezcladas con el agua de la zanja,
a una velocidad de 25 a 30 cm. por segundo.
Se puede emplear una rejilla frente
a
las
bombas para evitar que penetren en la caseta
de las bombas o en la zanja trozos de
madera, etc.
EL MOLKYETE DE AERACION
Además de lo ya dicho acerca de la capaci-
dad de aeración del molinete, deben hacerse
unas cuantas observaciones más.
202
BOLETIN DE LA OFICINA SANITARIA PANAMERICANAFIG.
&-Instalación
en Soordwijk
(2.500 habitantes) : sistema continuo.
I
1 I I I I
“2
z
MOLINETE C --v-B ---- - ---- ---
DESCARGA - TUBO 1
MOLINETE 0 ---
DESCARGA - TUBO II
---,- .--- ---
DERRAME
ii’fCLW0 l%!?] ZANJAS DE OXIDACION EN EL TRATAMIENTO DE AGUAS CLOACALES 203
CUADRO No. I.-Resultados de la depuración mediante zanja de oxidación en Noordwi.ik.*
i-
emes de 1959
Marzo.. Abril. Mayo... Junio. Julio. Agosto... Septiembre Octubre.. Noviembre . .._ . . . Afluente
KMnOd DB0 NH4. --
514 380 67 307 278 83 283 570 111 298 392 125 251 310 111 298 353 117 155 336 100 187 324 100 272 363 125
Prot. NHa.
* AnBisis hecho por la Junta Regional de Agua
sistema continuo. (Cuando los molinetes funcionan intermitentemente, habrá que aumentar la capacidad de aeración por hora). La Fig. 3 indica que esto puede lograrse con un molinete de 2 m. y una inmersión de 10 cm. aproximadamente. Para 1 .OOO habitan- tes, la zanja tiene un volumen de 300 m3. En estas circunstancias, la circulación será suficiente.
El molinete se monta, bien en una base de concreto, que contiene las dos chuma- ceras del eje, o se suspende de la parte in- ferior de una estructura de acero. La única condición es que ambas chumaceras queden bien fijas a fin de evitar todo movimiento independiente.
Cuando se empleen bases de concreto debe procurarse no reducir demasiado la superficie humedecida de la zanja, ya que cualquier angostura de cierta consideración puede aminorar la velocidad de circulación del agua. Esto, a su vez, puede producir depósitos de lodo, y retardar así notable- mente el pleno funcionamiento de la instala- ción en especial cuando se inicie una opera- ción nueva.
En cuanto a la protección contra las heladas, en un clima frío, el hielo puede formarse en la superficie de la mezcla líquida, puesto que el período de detención en la zanja es de tres días. Deben tomarse pre- cauciones para mantener el molinete y sus alrededores inmediatos libres de hielo, 10
T
E
- I
;MnO‘ DB0 iiH4.
109 12 63 96 13 71 95 17 18 71 7 0,3 81 3 ‘JI6
77 10 4 63 2 195 49 12 1,3 62 5 175
Efluente Pd. NI%. 2 2 1 028 029 193 078 1,4 023 - -_ - -
NO; NO; 02
092 Trazas 3,2
0,1 Trazas 074 25 3 2,6 2 44 1,3 03 25 1,3
12 40 4,4 077 50 Ir6 173 50 1,6 1,3 67 272
-
cual se logra, bien cubriendo el agua por cualquier medio, o bien por calefacción de rayos infrarrojos. La capa de hielo del resto de la zanja proporciona cierto aislamiento contra las heladas. Incluso si el molinete debe detenerse por una razón u otra y no puede ponerse de nuevo en funcionamiento, la zanja puede actuar como depósito de pre- sedimentación, quedando el efluente purif?- cado ~510 en parte, en condiciones de frío extremo. Sin embargo, en tales circuns- tancias, las reacciones biológicas se retardan considerablemente, así que puede aceptarse incluso la congelación total de la zanja. Cuando ocurre el deshielo, la purificación biológica se reanuda, incluso a menos de 5°C. En Noruega, se está haciendo acopio de experiencia en esta clase de condiciones.
EL DISPOSITIVO DE DESCARGA
204
BOLETIN DE LA OFICINA SAKITARIA PANAMERICAXAFIG.
lo.--Dispositivo
de descarga para el sis-
tema intermitente.
% .k
En el tipo 3, el sistema de descarga puede
consistir en dos tubos de goma, los cuales se
sumergen alternativamente
en las zanjas
auxiliares que contienen líquido clarificado.
También en este caso, un interruptor
de
seguridad impide que el molinete de una de
las zanjas laterales se ponga en funciona-
miento cuando el tubo continúa sumergido.
También son asimismo posibles otras solu-
ciones, por ejemplo: una artesa inclinada
hacia un lado, puede emplearse como des-
carga. Esta solución puede utilizarse con el
tipo 2.
EL LODO
Al seguir este sistema de aguas cloacales
de origen doméstico, después de cierto tiempo
se forman flóculos de depurar lodo más
pesados que se sedimentan fácilmente. El
indice volumétrico del lodo es por lo general
de 30 a 40, después de una hora. La cantidad
de lodo en la zanja es de 4 g./lt. aproxima’da-
mente, de suerte que, en el cono Imhoff, se
obtiene, pasada una hora, un volumen de
lodo de 150 a 200 ml. Esto suscita otaro
punto, a saber, la carga de lodo, que es
extremadamente baja: de un vigésimo a un
décimo, poco más o menos, de la carga corres-
pondiente al mét’odo convencional de lodos
activados.
La producción de lodo per ca.pita y día
puede calcularse en no mayor de 30 g. Como
el volumen de la zanja es unas doce veces
mayor que el del tanque convencional de
aeración, el propio lodo se mantiene también
por mucho más tiempo en este medio
aeróbico y se produce mineralización.
El
resultado es que este lodo, cuando se pone
en un frasco a fermentar, sólo produce la
mitad de gases que produce el lodo “conven-
cional”. Esto explica asimismo que el “lodo
de la zanja de oxidación” pueda desecarse
como tal o mantenerse en tanques de alma-
cenaje, sin causar mal olor alguno debido a
fermentación. La ceniza contenida en las
partículas sólidas secas del lodo (salvo la
arena) es del 24 a 27 % en invierno, y en
verano asciende al 30-32 %.
Durant,e el proceso de depuración se
verifica, como ya se ha mencionado, cierta
mineralización del lodo, pero, en todo caso,
hay un determinado exceso del mismo. (En
realidad, la referida cifra de 30 g. per ca$ta
y día está en relación con el exceso de lodo).
Por consiguiente, deben tomarse medidas
para mantener el contenido de lodo de la
zanja a un nivel de 4 g./lt. aproximadamente
y para lograrlo son posibles varias soluciones :
1) Parte de la mezcla líquida fluye a
través de un interceptar de lodo (“espesa-
dor”), donde cierta cantidad de lodo se
concentra hasta que su contenido sólido seco
alcanza del 3 al 4 %. Este lodo condensado
se emplea en forma líquida con fines agrí-
colas, puesto que tiene un contenido de
nitrógeno que llega al 6 % del peso total de
sólidos secos, y un contenido de materia
orgánica del 6.5 al ‘75 %.
Hasta la fecha, no se dispone de datos
exact#os sobre el destino de los huevos de
vermes que puedan encontrarse en las aguas
cloacales crudas. I;o es de esperar que su
número disminuya en igual grado que en la
digestión t’ermofílica, de suert’e que esto
podría ser un inconveniente para esparcir
lodo húmedo sobre terreno dedicado a past’os
para cría de ganado.
fd’fU720 19631 ZANJAS DE OXIDACION ES EL TR.4TAMIENTO DE AGUAS CLOACALES 205
2) Un procedimiento más sencillo aún es elevar por bomba la mezcla líquida hasta el extremo más lejano de los lechos de secado, que están situados al lado de la zanja. El líquido clarificado fluye en dirección de ésta y allí se recoge para devolverlo al circuito.
Siempre y cuando la capa de lodo tendida en los lechos no sea demasiado espesa (10 a 15 cm.), el lodo se seca en un período razona- ble, aumentando el contenido de materia seca de un 10 ó 12% al 25 %. Resulta del todo suficiente una superficie de $$ de m2. por habitante.
EL COSTO DEL PROCESO
De lo antedicho se deduce claramente que el importe de construcción del sistema es reducido. En la práctica, no pasa de US $8,50 a 14,00 per capita, lo cual es incluso menos per capita del requerido para una instalación convencional de capacidad equi- valente a 100.000 habitantes o más. Los gastos de mantenimiento (limpieza de la instalación, engrase de chumaceras y trans- porte de lodo) son insignificantes.
Por otra parte, la energía requerida es de unos 18 kilovatios hora por persona al año, que es relativamente mucha. Esto se debe al gran suministro de oxígeno necesario para la mineralización del lodo. Sin embargo, el total del costo por año del tratamiento per
capita es casi el mismo que el de una instala- ción grande. El costo de las pequeñas instala- ciones convencionales es considerablemente mayor, o sea que el sistema de zanjas ofrece un método de depuración con un costo glo- bal. Esto hace posible el tratamiento com- pleto, en muchos casos en que la contamina- ción de las aguas superficiales había tenido que aceptarse hasta ahora, debido al elevado costo de su depuración.
Se ignora aún hasta qué máxima capacidad es ventajoso el sistema de zanjas, pero la primera vez se aplicó en una población de 300 habitantes, y hace algún tiempo empezó a funcionar una instalación en otra de 4.000. En la actualidad se está estudiando un
proyecto con una capacidad para 7.000 habitantes.
OTRAS POSIBILIDADES
Además de la depuración de aguas cloacales domésticas, resulta halagüeña en muchos aspectos la posibilidad de depurar aguas negras cualesquiera que se puedan tratar biológicamente, como puede ilus- tarse con dos ejemplos:
Las granjas lecheras suelen estar situadas en lugares donde el agua superficial receptora tan sólo admite una pequeña cantidad de aguas negras crudas. Por esta razón, en 1956, el Instituto de Aguas Residuales Agrícolas, de los Países Bajos, inauguró una instalación piloto destinada al tratamient,o de residuos de la industria lechera. En este caso, también se adoptó 2: 1 como la razón de capacidad de oxidación por carga. El valor de la DB0 del agua entrante fue, aproxima- damente, de 200 p.p.m., y su valor en el efluente fue de 5 a 10. Los compuestos de nitrógeno resultaron fuertemente nitrifi- cados y el lodo, de un color amarillo-marrón típico, se sedimentó muy bien. Después de la instalación piloto, se construyeron tres estaciones depuradoras, de tamaño normal, entre ellas una de capacidad equivalente a una población de 4.000 habitantes. Como en una granja lechera siempre hay técnicos, se simplifica, a veces, mucho el problema de abrir la zanja e instalar el equipo eléc- trico, por lo que el importe del tratamiento completo no será ya un inconveniente para iniciar la depuración.
El sistema de zanjas también puede aplicarse en el caso de aguas residuales de origen industrial que contienen mucho fenol. En los Países Bajos, las Minas del Estado, situadas al sur del país, producen en una de sus instalaciones aguas residuales con más de 200 p.p.m. de fenol, y alrededor de 35 p.p.m. de sulfocianuro (6).
En el cuadro No. 2 figuran los componentes activados queda afectado gravemente por más característicos de las aguas residuales esta circunstancia, ésta no causa efecto crudas, que estaban mezcladas en parte con apreciable alguno en el sistema de zanjas aguas cloacales domésticas. de oxidación.
Estos resultados demuestran claramente la gran capacidad de oxidación del “lodo de zanja”, el cual se adapta por entero a ciertos líquidos que se incorporan al sistema. La descomposición de cantidades de fenol tan grandes como las mencionadas puede ser bastante valiosa para mantener nuestros ríos limpios. La tolerancia considerable de cargas máximas por parte del lodo se demuestra asimismo mediante experimentos en los cuales se añadió árido sulfúrico y cianuros a las aguas residuales crudas.
Se halla en proyecto construir una estación depuradora de gran tamaño (volumen: 30.000 m.3), para estas aguas residuales.
Así, pues, el sistema de zanjas de oxida- ción ofrece, con respecto a las aguas cloa- cales de origen domestico, un medio de depuración muy conveniente para las colectividades pequeñas. En cuanto a la depuración de residuos industriales, este sistema puede tolerar cargas máximas de compuestos tóxicos mucho mejor que el sistema convencional.
1) El ácido sulfúrico se añadió en canti- dades tales que durante 8 horas el pH del agua entrante había descendido a un valor tan bajo como 2. Las ,50 p.p.m. de fenol del afluente se redujeron más aún hasta un mínimo de 1,4 p.p.m.
2) La concentración de ácido cianhídrico (HCN) puede, a veces, aumentar (debido a anomalías de producción) hasta 30 p.p.m. Si bien el proceso convencional de lodos
CUADRO No. 2.-Depurach de residuos que
En la actualidad (septiembre de 1960), el sistema se utiliza en los países siguientes: Austria, Bélgica, Nueva Zelandia, Noruega, Países Bajos (en 20 instalaciones, cuyas capacidades equivalentes corresponden a poblaciones de 200 a 4.000 habitantes), Reino Unido, República Federal de Ale- mania (en 20 instalaciones de capacidad equivalente a lugares de 300 a 4.000 habi- tantes), y Suecia (en 12 instalaciones de capacidad equivalente a colectividades de 200 a 900 habitantes).
contienen Seno1 mediante el sistema de zc mí ias.*
Compuestos
(P.P.rn.)
Fenol DBO?. COD.. CNS’ NHd- NO; NO;
241 1,82 639 30 1.312 179
38,5 070 364 259
36,9 105,3 30,8 119
Temperatura (“C .) 33,4 17,8
pH. 799 7,4
Carga diaria 156
m.3
I
L
7
ABuente
- -
Porcentaje de purifi-
cación 99,3 95,2 86,2 100
* An&lisis hecho por el Laboratorio de las Minas del Estado. A base de estas cifras, puede calcularse la carga de la zanja de capacidad equivalente a una población de 1.800 habitantes, con una DB0 de 54 g.
RESUMEN
El sistema de aeración prolongada en una zanja de oxidación, permite tratar por completo las aguas cloacales de colectivi- dades pequeñas, al mismo costo per capita
Marzo1963] ZANJASDE OXIDACION EN EL TRATAMIENTO DE AGUAS CLOACALES 207
tratamiento de aguas residuales procedentes cuando contengan fenoles, sulfocianuros o de lecherías y de otras industrias, aun carga máxima de cianuros.
REFERENCIAS (1) Pasveer, A.: Techn. sanit. munic., 43:245, 1958.
(2) -: Inst. Sewage Purif. Jour. Proc., 1959 pág. 436.
(3) Pasveer, A.: New developments in the appli- cation of Kessener brushes (aeration rotors) in the activated-sludge treatment of trade- waste waters. En: Waste treatment: Pro- ceedings of the Second Symposium on the
Treatment of Waste Waters, Pergamon Press, Oxford, Inglaterra, 1960.
(4) Baars, J. K., y Muskat, J.: (Instituto de In- vestigaciones de Ingeniería de Salud PGblica T.N.O. Informe No. 28) La Haya, 1959. (5) Muskat, J.: Gesundh. Ingr., 81:14, 1960. (6) Netherlands State Mines: Report No. 2186
CF/Ms, 1960.
FONDO ESPECIAL DE AYTJDA A INVESTIGACIONES CIENTIFICAS
La Unión Panamericana ha recibido de la Fundación Rockefeller una subvención que será utilizada para suministrar repuestos de material científico, equipo auxiliar, productos
químicos especiales, etc., que, no existiendo en el mercado local, sean necesarios para llevar
a cabo o continuar investigaciones científicas. El programa será administrado por el De- partamento de Asuntos Científicos de la Unión Panamericana.
Para poder solicitar esta ayuda debe demostrarse que el artículo pedido es indispensable para proseguir un proyecto de investigación que se lleva a cabo en una institución en los países miembros de la Organización de los Estados Americanos (OEA).
Las subvenciones no podrán exceder la cantidad de US$500 y servirán para cubrir necesidades extraordinarias que no pudieron ser provistas por los fondos regulares de la institución.
