Zanja Filtrantes



Esquema de funcionamiento Zanja Filtrante

Son zanjas de poca profundidad (< 1 m) y anchura (0,4-0,8 m), excavadas en el terreno, que recogen y distribuyen las aguas residuales pretratadas (Fosas Sépticas o Tanques Imhoff), a través de una tubería de drenaje, colocada sobre un lecho de arena y cubierta de grava.

La superficie de infiltración está constituida por el fondo de las zanjas, aunque en caso de posibles atascamientos, las paredes verticales pueden contribuir a la infiltración de las aguas.

Las aguas residuales procedentes del tratamiento primario descargan en una arqueta de reparto, que permite la alimentación alternada de las distintas zanjas, lo que facilita la oxigenación de las que quedan en reposo.

REQUISITOS PARA SU IMPLANTACIÓN

- Al igual que en el caso de los Filtros Verdes, requiere que el terreno presente una permeabilidad determinada.

- No deben existir acuíferos someros que puedan contaminarse con efluentes sin el debido grado de tratamiento.

Necesidades de superficie:

Parámetro	Valor
Ancho de la zanja (m)	0,45-0,80
Largo de la zanja (m)	< 20 ó 30
Separación entre ejes de zanjas (m)	1,0-2,50

                Fuente: EPA (1980)

VENTAJAS Y DESVENTAJAS

Ventajas

- Bajos costes de explotación y mantenimiento.

- Consumo energético nulo.

- Ausencia de averías electromecánicas.

- Se evita el contacto de personas o animales con las aguas residuales.

- Elevados rendimientos de depuración.

Desventajas

- Elevados requisitos de superficie para su implantación.

- Su posible aplicación depende de las características del suelo, principalmente de la capacidad de infiltración del mismo, y de la existencia de acuíferos someros.

RENDIMIENTIO ESPERADO

Parámetro	Eliminación (%)
Sólidos de suspensión	80-90
DBO5	80-90
DQO	-
N	50-80
P	40-70
Sólidos disueltos	-
Coliformes fecales	99-99,9

                                                                       Fuente: CENTA

Filtros verdes

Esquema de funcionamiento de Filtro Verde
Autor: Instituto Tecnológico de Canarias

La tecnología de depuración de aguas residuales conocida como Filtros Verdes se basa en la utilización de una superficie de terreno, sobre la que se establece una superficie forestal y a la que se aplica, generalmente por inundación o surcos, el agua residual a tratar. La especie vegetal más comunmente empleada en los Filtros Verdes suele ser el chopo, si bien se comienza a trabajar tambien en eucaliptos. Con esta tecnología de depuración, las aguas depuradas no son reutilizables de forma inmediata, sino que se infiltran en el terreno y se incorporan a los acuíferos.

REQUISITOS PARA SU IMPLANTACIÓN

Para la implantación de un Filtro Verde se requieren una serie de condiciones relacionadas fundamentalmente con las características del terreno y con la climatología de la zona:

- Son necesarios terrenos con permeabilidad y granulometría determinadas. Los más idóneos son los terrenos franco-arcillosos y franco-arenosos. Los suelos arcillosos, arenosos o muy arenosos no son válidos.

- Los valores idóneos de permeabilidad se sitúan en los 5 – 50 mm/h.

- El nivel piezométrico debe encontrarse a más de 1,5 m de la superficie del terreno, para evitar la posible contaminación de acuíferos someros.

- Se precisan terrenos llanos para evitar fenómenos de escorrentía.

- Son necesarios del orden de 30-40 m²/hab-eq.

- La instalación de Filtros Verdes no es viable en lugares de elevada pluviometría.

Ventajas

- Sencillez operativa, dado que las labores de explotación y mantenimiento se limitan a la retirada de residuos del Pretratamiento, la rotación periódica de la parcela a la que se aplica el agua residual, y a un pase de grada cada trimestre, con objeto de romper las costras que hayan podido formarse y para reairear el terreno.

- Inexistencia de averías al carecerse de equipos electromecánicos.

- El sistema puede operar sin ningún consumo energético.

- Los costes de mantenimiento pueden ser sufragados, en parte, por la comercialización de la madera producida.

- No se producen lodos en el proceso depurador.

- Perfecta integración en el medio rural.

- Ausencia de olores.

- Se alcanzan rendimientos de depuración muy elevados.

- Admite perfectamente incrementos en los caudales de aguas residuales a tratar, ocasionados por incrementos poblacionales veraniegos.

- Actúan como sumideros de CO2.

Desventajas

- Exige una gran superficie de terreno para su implantación, la mayor de todos los SDN, por lo que su coste de implantación se relaciona directamente con el precio del suelo.

- Requieren terrenos de características determinadas (no muy escarpados, con una determinada capacidad de filtración y que no presenten acuíferos someros).

- No es aplicable en zonas de elevada pluviometría.

RENDIMIENTIO ESPERADO

Parámetro	Eliminación (%)
Sólidos de suspensión	85-95
DBO5	85-95
DQO
N	50-90
P	40-80
Sólidos disueltos
Coliformes fecales	99-99,9

   Fuente: CENTA

Filtros de Turba

Sección transversal de un filtro de turba

Los Filtros de Turba se basa en la filtración de las aguas residuales a través de lechos que emplean turba como material filtrante. Este sustrato presenta un conjunto de propiedades fisicoquímicas (Couillard, 1992, 1994, Mc Nevin et al., 2001), que le hacen especialmente apto para su aplicación en el campo de la depuración de los vertidos líquidos urbanos.
Las aguas residuales a su paso por la capa de turba experimentan una serie de procesos físicos, químicos y biológicos, que dan como resultado unos efluentes depurados (Salas et al.,2007a), radicando, en la elevada polaridad y porosidad de la turba, su potencialidad para la eliminación de contaminantes (Viraraghavan, 1991; Perminova et al., 2005).
Los Filtros de Turba están constituidos por recintos en los que se disponen una serie de capas filtrantes, cuya composición de arriba hacia abajo suele ser: turba, gravilla y grava. La acción de depuración se realiza principalmente en la capa de turba, mientras que la función del resto de los estratos empleados se limita a retener al inmediato superior.

Los efluentes, tras su paso por la turba, son recogidos en el fondo de los filtros mediante canales o tuberías de drenaje, desde los que se evacuan a la obra de salida.

Infiltración-Percolación

Infiltración-Percolación (I-P) se basa en una filtración biológica aerobia sobre soporte granular fino. Para ello, las aguas a tratar, tras una etapa de tratamiento primario, se hacen pasar a través de un medio granular insaturado, que sirve de soporte para la fijación de la biomasa bacteriana, principal responsable, mediante procesos aerobios de degradación, de la eliminación de los contaminantes presentes en las aguas residuales (Salgot et al., 1996; Agence de l´Eau, Rhin-Meuse, 2007).

Esquema del proceso Infiltración-Percolación
Autor: CENTA-CEDEX

El tratamiento de las aguas residuales mediante sistemas de
Este sistema de tratamiento se fundamenta en dos mecanismos básicos:

La filtración superficial: quedando retenida en la superficie del lecho filtrante la mayor parte de la materia en suspensión de las aguas a tratar y, por tanto, una parte importante de la contaminación de naturaleza orgánica.

- 

Filtros Intermitentes de Arena

Esquema de filtro intermitente de arena sin recirculación
Autor: CEDEX-CENTA

Los Filtros Intermitentes de Arena son lechos poco profundos (0,6-1,1 m), dotados de un sistema superficial de distribución del agua a tratar y de un drenaje inferior para la recogida de los efluentes tratados.



Imagen de Filtro intermitente de arena
Autor: CEDEX-CENTA



Las aguas residuales, tras ser sometidas a etapas previas de pretratamiento y tratamiento primario (normalmente fosas sépticas o tanques Imhoff), atraviesan verticalmente el sustrato filtrante, sobre el que se desarrolla una película bacteriana, que se mantiene sin saturar, y en condiciones aerobias, gracias a que la alimentación a los filtros se efectúa de forma discontinua y a la ventilación del sistema de drenaje inferior.

Son tres los mecanismos básicos en los que se fundamenta esta tecnología de tratamiento:

- La filtración en la superficie de los filtros, en la que queda retenida la mayor parte de la materia en suspensión presente en las aguas a tratar.

- La adsorción de los contaminantes solubles y coloidales presentes en las aguas a tratar sobre la superficie de la biopelícula, que se forma en torno a las partículas de arena.

- La oxidación biológica de la contaminación retenida y adsorbida, llevada a cabo por la biomasa adherida a las partículas del material filtrante.

Estos filtros operan a modo de reactores aerobios con biopelícula adherida, en los que la mayor parte del tratamiento bioquímico tiene lugar en los primeros 15 cm del sustrato filtrante (EPA, 2002,a,b).

Cabe distinguir dos modalidades básicas de Filtro Intermitentes de Arena:
las aguas a tratar atraviesan el sustrato filtrante, de arriba abajo y en tan sólo una ocasión

- Filtros sin recirculación:

- Filtros con recirculación

Rendimientos

Rendimientos de los Filtros Intermitetntes de Arena

Rango de Aplicación

Filtros Intermitentes de Arena se emplean tanto para el tratamiento de las aguas residuales generadas en viviendas aisladas como en pequeñas aglomeraciones urbanas, preferentemente por debajo de los 1.000 habitantes equivalentes los filtros sin recirculación, y hasta los 2.000 h-e para los filtros que cuentan con recirculación.

Los

Laguna Facultativa

 

Esquema del ciclo natural en una laguna facultativa

Autor: ITC, Instituto Tecnológico de Canarias

 Descripción

            La tecnología de depuración de aguas residuales conocida con el nombre genérico de Lagunaje, se caracteriza por reproducir en unas balsas construidas al efecto, los fenómenos de autodepuración que se dan de forma natural en ríos y lagos. Fundamentalmente son tres los tipos de lagunas existentes: Anaerobias, Facultativas y de Maduración.




Proceso general de lagunaje
Autor: ITC, Instituto Tecnológico de Canarias

  

            En el caso concreto, de lagunas facultativas, estas tienuna profundidad que oscila entre 1,5 y 2 metros. Se caracterizan por poseer una zona aerobia, próxima a la superficie, y una zona anaerobia en el fondo, por lo que se pueden encontrar cualquier tipo de microorganismos desde anaerobios estrictos en los sedimentos del fondo, hasta aerobios estrictos en la zona inmediatamente adyacente a la superficie. Sin embargo, los seres vivos más adaptados al medio son los microorganismos facultativos, que poseen la facultad de sobrevivir en las condiciones cambiantes de oxígeno disuelto típico de estos estanques a lo largo del día y del año. Además de bacterias y protozoos, en las lagunas facultativas es esencial la presencia de microalgas, que son las principales suministradoras de oxígeno disuelto. Las bacterias utilizan el oxígeno suministrado por las algas para metabolizar de forma aerobia los compuestos orgánicos.

En este proceso se liberan nutrientes solubles (nitratos, fosfatos) y dióxido de carbono que son utilizados por las microalgas en su crecimiento, dándose de esta forma, un proceso simbiótico. Las bacterias oxidan los productos de desecho para conseguir la energía y materias primas necesarias para la síntesis de las moléculas complejas de las que están formadas (proteínas, polisacáridos, etc.). Por su parte, las microalgas sintetizan la materia orgánica de la que están constituidas en presencia de luz, para lo que necesitan, además, dióxido de carbono y nutrientes disueltos. El objetivo perseguido en las lagunas facultativas es obtener un efluente de la mayor calidad posible, en el que se haya alcanzado una elevada mineralización de la materia orgánica, y la reducción del contenido en nutrientes y bacterias coliformes.

REQUISITOS PARA SU IMPLANTACIÓN

Necesidades de superficie:

• Son necesarios del orden de 7 - 10 m²/hab-eq de superficie para su implantación.

• Es preciso impermeabilizar las balsas para evitar infiltraciones y contaminaciones del terreno.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS

Ventajas

• Bajos costes de inversión, sobre todo si el terreno es suficientemente impermeable, y facilidad constructiva.

• Consumo energético nulo, si el agua a tratar puede llegar por gravedad a la depuradora.

• Ausencia de averías mecánicas al carecer de equipos.

• Escaso y simple mantenimiento, que se limita a retirar los residuos del Pretratamiento y a mantener la superficie de las Lagunas libre de flotantes, para evitar la proliferación de mosquitos.

• Escasa producción de fangos, experimentando éstos una alta mineralización, a consecuencia de los elevados tiempos de retención con los que se opera, lo que facilita enormemente su manipulación y evacuación.

• Gran inercia, lo que permite una fácil adaptación a cambios de caudal y de carga orgánica.

• Alto poder de abatimiento de microorganismos patógenos.

Desventajas

• Para la implantación de Lagunas Facultativas y de Maduración, se precisan grandes extensiones de terreno.

• Dada su estrecha dependencia de las condiciones climáticas, la implantación de este sistema de depuración puede verse limitada en zonas frías o de baja radiación solar.

• En el caso de las Lagunas Anaerobias se desprenden olores desagradables, que obliga a situarlas en lugares alejados de las zonas habitadas.

• Recuperación lenta cuando se produce el deterioro del sistema biológico.

• Efluentes finales con sólidos en suspensión (microalgas).

• Pérdidas de agua por evaporación.

CRITERIOS DE DISEÑO

               

               

Parámetro	Valor
Tiempo de retención (días)	20-30
Carga volumétrica (g DBO5/m3 d)	-
Carga orgánica superficial (kg DBO5/hab*m2*d)	≤ 100
Profundidad media del sustrato (m)	1,5-2

                Fuente: CENTA

RENDIMIENTIO ESPERADO

Parámetro	Eliminación (%)
Sólidos de suspensión	0-70
DBO5	60-80
N	30-60
P	0-30
Coliformes fecales	99,5-99,8

                                                                       Fuente: CENTA

NECESIDADES DE MANTENIMIENTO Y OPERACIÓN

- Retirada periódica de los flotantes que aparezcan en la superficie de las lagunas.

- Los taludes de tierra y las láminas de impermeabilización requieren las mismas labores de mantenimiento que las especificadas para las Lagunas Anaerobias.

- Eliminar la vegetación espontánea que crece los taludes, cuando no se recurre a su impermeabilización con lámina plástica.