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Modulo III: Soluciones de saneamiento
(sistemas de tratamiento)
CURSO DE
CAPACITACION SOBRE
EVALUACION AMBIENTAL
Y GESTION DE RIESGOS
AMBIENTALES
Unidad didáctica No. Contenido temático
Conceptos esenciales
sobre sistemas
de saneamiento
1.1 El concepto de saneamiento
1.2 El concepto de sistema de saneamiento (los elementos de
un sistema de saneamiento)
1.3 Clasificación de sistemas de saneamiento
1.4 Aspectos e impactos ambientales de los sistemas de
saneamiento
Sistemas sin tubería
de recolección
2.1 Opciones tecnológicos y niveles de servicio
2.2 Algoritmo para la selección de las opciones tecnológicas
2.3 Ejemplos de aplicación
Sistemas con tubería
de recolección
3.1 Opciones tecnológicas y niveles de servicio
3.2 Algoritmo para la selección de las opciones tecnológicas
3.3 Ejemplos de aplicación
Manejo de lodos 4.1 Opciones tecnológicas y niveles de servicio
4.2 Algoritmo para la selección de las opciones tecnológicas
4.3 Ejemplos de aplicación
Conceptos esenciales sobre sistemas
de saneamiento
Son los productos metabólicos de desecho
producidos por el cuerpo humano
Se encuentra formado principalmente por
heces y orina
Excretas humanas
Conjunto de los desperdicios generalmente
sólidos producto final del proceso de la
digestión
Heces
restos de los
alimentos no
absorbidos
células del epitelio
intestinal
descamados
microorganismos
sustancias que no
logran atravesar el
epitelio intestinal
Orina
Es un líquido acuoso transparente y
amarillento, de olor característico,
excretado por los riñones y eliminado al
exterior por el aparato urinario
Características
de las heces
Características
de la orina
50 a 100 g/hab.d (régimen cárnico)
250 a 400 g/hab.d (régimen
vegetariano)
100 a 200 g/ hab.d (régimen mixto)
0.8 - 1.4 l/hab.d
80% de humedad
Estéril
95% humedad
Patógenos
Heces* Orina**
% P/P (seco) g/persona.d % P/P (seco) g/persona.d
Carbón 48 24 13 8
Materia
orgánica
92 46 75 45
P2O5 4 2 3.7 2.2
N 6 3 17 10
K2O 1.6 0.8 3.7 2.2
Sobre la base de 50 g/persona.d en base seca
Sobre la base de 60 g/persona.d en base seca
Organismo Heces frescas (no./g) Tanques sépticos*
Coliformes fecales (indicador de
contaminación por excretas)
107 - 10
9 10
9/100 ml
Virus entéricos 106 - 10
7 3600 PFU/g de peso seco
Vírus 2500 – 70000/100 ml
Salmonella 106 – 10
8 8000/100 ml
Huevos de Ascaris 104 200 – 1000/100 ml
Huevos de T. saginata 104
* Los niveles de patógenos en los contenidos de tanques sépticos se asumen similares a
los encontrados en lodos de aguas negras
Excreta Disposal for Rural Areas and Small Communities (Wagner y Lanoix, 1958)
ord
en d
e pri
ori
dad
El sistema debe ser simple y barato de
construir, operar y mantener
El manejo de las excretas frescas
deberán mantenerse a un mínimo
Los excrementos no deben ser
accesibles a las moscas o animales
La contaminación de los pozos y manantiales se debe evitar
Las aguas superficiales se deben
proteger contra la contaminación
La superficie del suelo no debe estar contaminada
Debe estar libre de olores y
condiciones desagradables
Criterios
sistemas de eliminación
de excretas
Aguas residuales domésticas
Aguas que provienen del sistema de
abastecimiento después de haber sido usadas con
fines higiénicos en las viviendas (baño, cocina,
lavandería, etc.)
Aguas negras Aguas grises
Fracción que
contiene las excretas
humanas
Fracción compuestas por
agua de lavar procedente
de la cocina, cuarto de
baño, aguas de los
fregaderos, y lavaderos
son
formada
son son
Aguas residuales
domésticas
99,9 % de agua
0,1 % (p/p) de sólidos
suspendidos, coloidales y
disueltos
compuesta
El proceso de múltiples pasos para
llevar el excremento desde el punto de
su generación hasta el punto de su uso o
disposición final
Saneamiento
Conjunto de
productos (disposiciones
finales) que viajan a través de
grupos funcionales que
pueden
seleccionarse de acuerdo con
el contexto
Sistema de saneamiento
Incluye el manejo,
operación y mantenimiento
(OyM) requeridos para
asegurar que el sistema
funcione de manera segura
y sostenible.
Grupos funcionales
Interfase con el usuario
Recolección, almacenamiento/
tratamiento
Transporte
Tratamiento (semi) centralizado
Uso y/o disposición final
Productos
Orina Heces
Agua de
limpieza
anal Aguas
pluviales
Aguas
grises
Aguas de
arrastre Compuestos
orgánicos
Materiales
secos de
limpieza
Aguas
negras
Lodos
fecales
Productos
Lodos
tratados Excretas
Aguas
cafés Heces
secas
Orina
almacenada
Efluente
tratado Composta/
ecohumus
Biogas Forraje
Secuencia lógica de grupos
funcionales y productos que están
conectados
Esquemas de sistemas
Interfase
con el
usuario
Recolección,
almacenamiento/
tratamiento Transporte
Tratamiento
(semi)
centralizado
Uso y/o
disposición
final
Retrete de
arrastre
hidráulico
Pozos
dobles
Vaciado y
transporte por
fuerza
humana
Compost
Disposición
final recarga
Heces Orina
Agua de
arrastre
Aguas
negras
Composta
Efluente
Tecnologías
De acuerdo
con el contexto
seleccionan
En correspondencia
al ambiente
Método de limpieza anal.
Agua disponible y/o utilizada para descarga
Abastecimiento por pozos familiares.
Gastos de capital y de mantenimiento.
Densidad de la población.
Distancia pozo de agua a letrina o pozo de
infiltración > 25 m.
Algoritmo de selección de sistemas de
saneamiento
Aprovechamiento de residuos fecales.
Medios disponibles para vaciar el
tanque/hoyo.
Disponibilidad de terreno.
Suelo fisurado.
Suelo permeable.
Zona inundable
Aguas subterráneas cerca de la superficie.
Tipo de suelo duro (excavación difícil).
Tipo de saneamiento (opción tecnológica).
¿Qué es el sistema de
alcantarillado?
Son los sistemas subterráneos de conductos
(tuberías) impermeables unidos en forma
de red y utilizados para la recogida de las
aguas vertidas por las viviendas,
instituciones e industrias
en áreas generalmente
urbanas
Laterales
Cañerias
Emisarios
Colector
¿Cuales son los tipos de sistemas
de alcantarillado? Redes separadas
Redes de alcantarillados sanitarias
Transportan únicamente agua
residual
Redes de alcantarillado pluviales
Transportan únicamente agua lluvia
Redes de alcantarillado unitarias
o combinadas Transportan agua residual y agua
lluvia
Tipos de alcantarillado sanitario
Alcantarillado convencional
Alcantarillado simplificado
Alcantarillado de diámetro reducido
Alcantarillado condominial
Alcantarillado convencional
Recolección de las aguas residuales
evacuadas por las viviendas a través de una
red de tuberías y su conducción de la
ciudad hasta un punto distante para su
tratamiento o disposición final
Diámetro ≥ 8”
Velocidades > 6 m/s,
Alcantarillado convencional
difiere del sistema convencional en la
simplificación y en la minimización del uso
de materiales y de los criterios
constructivos.
Diámetro ≤ 6”
Velocidades ≤ 6 m/s,
Alcantarillado de pequeño
diámetro
Consta de tres partes:
conexiones domiciliarias
tanques interceptores, que retienen los sólidos
red de alcantarillas (diámetro ≤ 4” )
Alcantarillado de pequeño diámetro
Alcantarillado condominial
Cada manzana es considerada como si
fuera la proyección horizontal de un
edificio
Diámetro ≥ 6”
¿Qué es un sistema particular de
alcantarillado sanitario? Sistema en el que los
inmuebles ubicados en sectores que carecen de red de alcantarillado público disponen las aguas residuales o excretas humanas en instalaciones que sirven a un reducido número de personas (tipo individual)
Zonas urbanas sin
alcantarillado
sanitario
Zonas
rurales
¿Qué requisitos deben cumplir
estos sistemas?
No debe de contaminar ninguna fuente de agua para consumo o riego de hortalizas
Evitar el contacto de las heces con vectores
No permitir la accesibilidad de los niños a las materias fecales
No producir malos olores, no crear desagrado o dejar las excretas expuestas al aire libre
Cumplir la normativa de aguas
Sencillas y costo económico
¿Cómo se clasifican los sistemas
particulares de alcantarillado?
Sin arrastre de agua
Con arrastre de agua
¿Cuándo un sistema es sin
arrastre de agua?
Cuando no requiere de agua potable para su
operación, excepto de una pequeña
cantidad para su aseo permanente
¿Cuáles son los tipo principales
de sistemas sin arrastre de agua? Letrina sanitaria sobre pozo negro
Letrina de pozo ventilada
Letrina con estanque septico con descarga a dren o a pozo absorbente
Letrina con estanque químico con o sin descarga a dren o pozo absorbente
Letrina abonera seca
Letrina abonera “Clivus Multrum”
¿Qué es una letrina sanitaria
sobre pozo negro?
Un hoyo excavado, generalmente a mano,
en el suelo, cubierto con un piso provisto
de una taza con tapa, alrededor de la cual
se construye una caseta
Partes de la letrina:
Caseta
Hoyo, excabación o pozo negro con su
correspondiente cubierta, taza y tapa
Taza
Losa
Pozo
Excretas
¿Cuáles son los caracteristicas que
debe cumplir la letrina sanitaria? Ubicación
El hoyo debe ser excavado a una distancia de 20 m de cualquier pozo o manantial u otra fuente de abastacimiento de agua y nunca a menos de 15 m
Aguas abajo, de ser posible, de las fuentes de abastecimiento
No a más de 12 m de distancia de la vivienda
El fondo del pozo no debe estar a menos de 1.5 m del manto freático
¿Qué es una letrina de pozo
mejorada o ventilada?
Las letrinas de pozo tradicionales
presentan dos problemas fundamentales:
Tienen mal olor
Atraen moscas y otros vectores de
enfermedades que fácilmente se
reproducen en los huecos o pozos.
Es la que cuenta con un tubo vertical
de ventilación, el cual posee una
malla o cedazo fino en su extremo
superior para evitar la entrada de las
moscas y a la vez ese tubo es la
única entrada de luz que permite ser
el punto apropiado para la atracción
interna de las moscas.
El viento que pasa por encima del tubo crea
una corriente de aire desde el pozo hacia la
atmósfera, a través del tubo, y otra corriente
descendente del exterior de la caseta hacia
el pozo a través del asiento, provocándose la
mayoría del tiempo una circulación
conveniente de los gases.
¿Qué es una letrina con estanque
séptico?
Es la que se basa en la propiedad de las heces de
licuarse cuando se depositan en un estanque y que
se ve favorecida al agregar pequeñas cantidades
de agua
Consta de un estanque colocado debajo de la
caseta que se llena de agua y que al recibir las
excretas rebalsa o descarga los liquidos
sobrenadantes a través de una salida superior a un
drenaje o a un pozo absorbente.
El estanque tiene un tabique que lo divide
en dos para evitar el cortocircuito de las
heces frescas y su decantación
Se da una digestión anaerobia de los lodos
Se necesita de un conducto de ventilación
para los gases
Taza
Tanque
impermeable
Conducto de
ventilación
Heces
licuadas
Tapón
Tabique
A drenaje
Características
Capacidad mínima 1m3 y altura útil de 1 m
por famila de 6 miembros
Limpieza cada 2 o 3 años
Tanque dividido en dos partes para evitar
cortocircuitos
Conducto de ventilación para el escape de los
gases
Losa es similar a la de las letrinas
sanitarios de pozo
Tasa similar a la de las letrinas sanitarios
de pozo se coloca en lado contrario a la
salida del liquido
Uso
Solo utilice papel higiénico para evitar
obstrucciones
Vaciar a diario al estanque una porción de
agua
Romper periodicamente la costra superficial
del líquido
Revisar una vez al año el nivel de los lodos
Capacidad percapita pára el diseño del sistema de evacuación
10 l/hab.d
Caraterísticas del sistema de drenaje
Tubos de cemento compromido de 3” separados 1 cm
Colocados en zanja de 0.40 m ancho y 0.50 m de alto rellena con ripio y con una longitud 8 a 20 m para una familia de 6 miembros
¿Qué es una letrina de estanque
químico? Es una letrina consiste en un tanque
cilindrico al cual se la ha añadido, para
facilitar la licuefacción de las excretas y
eliminacion de los huevos de lombrices,
una solución de hidroxido de sodio, el
material puede descargar o no a un pozo de
absorción y cuenta con ventilación
Características
Capacidad de 400 a 500 l/asiento
Dimensiones del tanque cilindrico de 0.75 m de diametro por 1.20 m de largo por asiento más 0.90 m por cada asiento adicional
Material: acero resistente a corrosión
Adición de NaOH
12 kg de NaOH por cada 40 o 50 l de agua por asiento cada seis meses (discontinuo) el contenido debe ser drenado
2 kg NaOH disueltos en 15 l cada dos meses (continuo)
¿Qué es una letrina abonera?
Es la letrina que tiene como propósito obtener un material parecido al compost a partir del procesamiento de las excretas o heces.
Su caracterisitica principal es que el interior de las cámaras y piso donde se almacenan las excretas o heces son generalmente impermeables
Hay dos grandes tipos
Alternantes
Contínuas
¿Qué son las letrinas aboneras
alternantes?
Son aquellas que constan de dos cámaras construidas sobre el suelo para almacenar los excrementos o heces, que se utilizan en forma alterna, mientras una cámara esta en reposo la otra esta en uso
Se pueden clasificar en dos tipos.
Letrinas aboneras secas
Letrinas aboneras humedas (tipo Gorupi)
¿Qué son las letrinas aboneras
secas?
Son aquellas letrinas alternantes que
cuentan con una taza diseñada para
separar las heces de la orina y
almacenar separadamente las heces,
en la cámara y la orina ,en otro
recipiente o en zona de infiltración.
De ahí su nombre de secas
Operativamente requieren de:
Adición de cal o cenizas despues de cada uso (1:3)
Mezclado y apelmazamiento de los desechos y ceniza una vez por semana o cada 15 dias
Mantenimiento sellado de por lo menos seis meses de la cámara llena
Diseño
Capacidad depende del número de usuarios (n), el tiempo de almacenamiento (ta, un año) y volumen percapita de lodos (vpc, 75 l/habitante.año)
V = n x ta x vpc
Forma es rectangular
Para una familia de 6 personas (altura 0.70 m, ancho 0.8 m y largo 0.80 m,
La orina acumulada en el recipiente puede ser usada como abono líquido
Aplicación foliar
Cada tres a cinco días,
Dilución entre el 10 y el 20%.
¿Qué son las letrinas aboneras
húmedas?
Son aquellas letrinas alternantes en las
cuales no se separan las heces de la orina y
se les añade materia orgánica y/o aserrín
¿Qué son las letrinas aboneras
contínuas?
Letrinas aboneras continuas son aquellas que estan formadas con una sola cámara ya que el material es procesado de manera contínua.
El sistema más utilizado es el Clivus multrum
Utiliza un proceso aerobio y recibe desechos de cocina.
Retrete sin
agua
Conducto
del
retrete
Conducto
de
ventilación
Compostador
Ventilador
(CA)
Letrinas
aboneras solares
¿Cuándo un sistema es con
arrastre de agua?
Acceso a acueducto o
pozo con tanque
Carece de
alcantarillado
Pretratamiento
Disposición
Evapotranspiración
Sistema de disposición subsuperficial
Absorción del suelo
Manto freático
PurificaciónCapas de suelo
Pozo
Tanque
séptico
Pretratamiento
Disposición
Evapotranspiración
Sistema de disposición subsuperficial
Absorción del suelo
Manto freático
PurificaciónCapas de suelo
Pozo
Tanque
séptico
¿Cuáles son los tipos principales
de sistemas con arrastre de agua?
Fosa séptica con descarga a:
Pozo absorbente
Sistema de drenajes
Zanjas filtrantes
Filtros subterraneos de arena, etc.
Sanitario de bajo flujo
Tanque IMHOFF
Letrina de pozo anegado:
Tanque de agua en donde las excretas
depositadas están sometidas a digestión
húmeda y para minimizar la proliferación
de olores, el extremo del ducto de
defecación se prolonga por debajo del nivel
de agua formando un cierre hidráulico que
evita la salida de moscas, mosquitos y
olores
Letrina de cierre hidráulico
Similar a la letrina de hoyo seco o
ventilada, con la excepción que la loza
cuenta con un artefactos sanitario dotado
de un sifón que permite el cierre hidráulico
y las excretas son arrastradas al pozo de
infiltración mediante la descarga de
pequeñas cantidades de agua
¿Qué es una fosa septica?
Estanque cubierto, generalmente, de forma rectangular, en el cual las aguas negras son descargadas. Estas permanecen en el estanque entre 12 y 24 horas. La mayor parte de los sólidos suspendidos son sedimentados en el tanque y almacenados en el fondo. Los lodos son digeridos anaerobica y facultativamente y por lo tanto estabilizados (pérdida de DBO). El sobrenadante es descargado a un drenaje o pozo de absorción
En la superficie se forma una capa de
flotante de espuma, formada por grasa,
aceites y otros materiales ligeros
Entrada Puertode
inspección
Puerto de
accesoPuertode
inspección Salida
Manpara de
entrada
Te de
salida
Lodos Natas y grasas
Tiempo de retención
de 12 a 24 horas
Entrada Puertode
inspección
Puerto de
accesoPuertode
inspección Salida
Manpara de
entrada
Te de
salida
Lodos Natas y grasas
Tiempo de retención
de 12 a 24 horas
¿Qué es una fosa septica?
¿Cuáles son los principales
problemas de funcionamiento de los
tanques sépticos?
Entrada Puertode inspección
Puerto de acceso
Puertode inspección Salida
Manpara de entrada
Te de salida
Lodos Natas y grasas
Tiempo de retención de 12 a 24 horas
Entrada Puerto de inspección
Puerto de acceso
Puerto de inspección Salida
Manpara de entrada
Lodos Natas y grasas
Arrastre de
lodos, GyA
Ingreso de agua
¿Cómo se limita la descarga de
sólidos del efluente del tanque?
Dos compartimientos Dos compartimientos Dos compartimientos Filtro Filtro Filtro
Departamento de salud de virginia (2007).
http://www.vdh.state.va.us/EnvironmentalHealth/Onsite/photoalbum/outletfilters.htm
Filtro a la salida de un tanque séptico
Sólidos mayores a 0.16 a 0.48 cm
¿Qué es un tanque Imhoff?
Tanque compuesto de dos cámaras o
pisos, circulares orectangulares, en el
cual se realizan los procesos de
sedimentación y digestión de los lodos.
El agua negra entre por el centro a la
cámara superior donde se sedimentan
los sólidos y pasan atraves de un
espacio hacia la cámara inferior donde
acumulan y digieren
Requiere que las aguas negras pasen
antes por el proceso de tamizado grueso
y remoción de arenas.
Se liberan gases olorosos por la
digestión anerobia que son eliminados
en un biofiltro (compost o materia
orgánica)
Los lodos son eliminados por gravedad
en forma discontinua (cada dos otres
meses)
Es conveniente en climas calurosos pues
esto facilita la digestión de los lodos.
Los efluenters generalmente van a un
campo de infiltración, tratamiento en
suelo o humedales artificiales
Para comunidades de 5,000 habitantes
o menos los tanques Imhoff ofrecen
ventajas para el tratamiento de las
aguas residuales domésticas
Sedimentadores
Zona de
acumulación de
lodos
Tubería de
extracción
de lodos
Pozo absorbente y campo
de infiltración
¿Qué es un campo de infiltración
o oxidación?
Es una serie de tuberías colocadas en
zanjas rellenas con material pétreo,
cubiertas de tierra que distribuyen el
efluente que proviene del tratamiento
anterior para incorporarlo al subsuelo a
través del proceso de infiltración
En esta unidad se consigue oxidar
(biologicamente) el agua servida y
eliminarla por infiltración
¿Qué es un pozo de absorción?
Consiste en excavaciones cónica de más o menos 2.00 a 2.50 m un diámetro y profundidad de 6 a 12 m al cual se descargan las aguas provenientes del tratamiento anterior y que se infiltran en el suelo
El agua se infiltra por paredes y piso
Se recomienda llenar de grava (20cm de diámetro) a aproximadamente ¾ partes de la altura para lograr una buena distribución de agua
¿Qué es un pozo de absorción?
¿Qué es un filtro intermitente de
arena?
Es un lecho filtrante de 24 pulgadas de profundidad con un medio de tamaño cuidadosamente seleccionado
El medio generalmente utilizado es la arena
En la superficie del filtro se dosifica de forma intermitente al aguas residual que percola en un solo paso hasta el fondo del filtro
El efluente tratado es recolectado en un
desagüe inferior y enviado por una tubería
a un tratamiento posterior o a su
disposición
Geo-
textil
Tubería lateral
de PVC con
protección de
orificos
Sistema de
enfriamiento
por aire
Arena de
filtrado
Roca de 0.5
a 0.75”
Grava de grano
0.375 Desague de
PVC ranurado
de 4 “
Revestimiento
de PVC de 30
mm
Al campo de
drenaje o caja de
bombeo
Caja de
válvulas
Roca de
0.5 a 0.75”
¿Qué tipos de filtros intermitentes
existen?
De descarga por gravedad
De descarga por bombeo
Sin fondo
¿Cómo funciona el filtro intermitente
de descarga por gravedad?
Los filtros intermitentes de arena de
descarga por gravedad normalmente
se usan en el costado de colinas,
Debido a que el efluente pasa a través
del filtro por gravedad, la elevación del
fondo del filtro debe ser varios pies
más alta que la del campo de
infiltración.
¿Cómo funciona el filtro intermitente
de descarga por bombeo?
Los filtros intermitentes de arena de descarga por bombeo se ubican en terrenos planos.
Su ubicación en relación con el campo de infiltración no es crítica debido a que una bomba ubicada dentro del lecho del filtro permite que el efluente sea bombeado a cualquier elevación o localización.
Las tuberías de descarga no van a través del revestimiento del filtro de arena sino encima del mismo para proteger su integridad.
¿Cómo funciona el filtro intermitente
de descarga sin fondo?
Los filtros intermitentes de arena sin
fondo no tienen el revestimiento
impermeable, y no descargan a un
campo de infiltración sino directamente
al suelo debajo del medio de arena