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TRATAMIENTO BIOLOGICO DE LAS AGUASRESIDUALES. LAGUNAS DE ESTABILIZACION

Manuel Pedro Massa LópezIRYDA

Plaza de Guevara, 1. 04001 Segovia

M^1^11^7 ^^^0 l^^ ^1^Ii1Cl^^TURA RESCA l( AM.^MEi^T^I#CIQ1+^ ^Í'lĜ:'.

INDICE

Págs.

l. Centrándonos en e] problema ...................................................................... 3

2. Los agentes contaminantes presentes en las aguas residuales ................ 5

3. Fundamentos de la depuración por lagunaje ............................................ 7

4. La temperatura como factor limitante del proceso depurador ................ 1 I

5. Los distintos tipos de estanques de estabilización .................................... 12

6. La demanda bioquímica de oxígeno ........................................................... I S

7. Aspectos a considerar en el diseño ............................................................. 16

8. Algunas consideraciones a tener en cuenta en el proyecto y ejecución 21

9. Mantenimiento y explotación de las depuradoras ..................................... 27

10. Reseñas bibliográficas ................................................................................... 29

Reportaje gráfico, gentileza de la Empresa de Transformación Agraria, S. A.(TRAGSA).

A Pedro Sánchez de Miguel, ensu jubilación, con el temor de de-fratidnrle por no haber sido capazde asimilar todo lo que él me haintentado enseñar sobre depurado

ras.

TRATAMIENTO BIOLOGICO DE LAS AGUASRESIDUALES. LAGUNAS DE ESTABILIZACION

1. CENTRANDONOS EN EL PROBLEMA

A principios de los 80 se comenzó de una forma seria a tomarconcicncia del problema. Bien es verdad que se venía gestandodesde mucho tiempo atrás, pero fue en estas fechas cuando scprodujo una eclosión de las basuras. Las sequías de aquellosaños hicieron patentes dos penosas realidades:

- Nuestros cauces se habían convertido en cloacas.- EI agua era un bien escaso.

EI prohlema dc los vertidos, que hasta entonces era exclusivopatrimonio de las grandes ciudades, se extendió hasta los máspcqueños núclcos ruralcs.

Nuestros ríos, nucstros arro^^os sc han convcrtido cn cloacasy no cs ncccsario accrcarsc mu ĉho a cllos para percibir suhedor. Los peces mucren por falta de oxígeno. Los ríos se estánqucdando sin vida.

Nuestros ayuntamientos, sensibilizados por el problema, sedan cuenta dc que no es posible continuar hacicndo los vertidosa cauces públicos sin una depuración previa. Son los órganoscompetentes de la Administración, por medio de sus mecanismos sancionadores, los que deben estimular esa sensíhilización,caso de no producirse espontáneamente.

A cste respccto, la vigente Lcy de Aguas ( Ley 29/ 1985 de 2dc agosto, « B. O. dcl Estado», númcro 189, dc 8 dc agosto dc

1985) establece el denominado canon de vertido, exacción quese fijará en función de lo que pudiera costar realizar el tratamiento adecuado para la protección y mejora del medio receptor(Reglamento del Dominio Público Hidráulico, que desarrolla lostítulos Preliminar, L N, V, VI y VII de la Ley de Aguas, « B. O.del Estado», número 103, dc 30 dc abril de 1986); con ello esposible que en un futuro próximo cueste más barato depurar queno hacerlo; de hecho, sus primeras aplicaciones están levantan-do ampollas.

Por otra parte, ya ]a Ley de 25 de julio de 1983, de Reformadel Código Penal, en su artículo 347 bis, define el delito ecológi-co, imponiendo importantes sanciones a los causantes de conta-minaciones.

Pero cl tratamiento de las aguas residuales puedc rebasar, yde hecho rebasa en la mayoría de los casos, las disponibilidadeseconómicas de las pequeñas colectividades. Si los gastos deexplotación y mantenimiento no adoptan unos niveles alcanza-bles por las débiles economías de nuestros municipios, la depu-ración continuará siendo una bonita utopía de la que todo elmundo ve la necesidad, pero nadie acomete.

El coste inicial de cualquier estación depuradora es importan-te, pero asumible, no sin dificultades, por cuanto las subvencio-nes y los créditos a largo plazo suelen ser las principales fuentesde financiación. Son los gastos de explotación los que hanpropiciado, que de las pocas depuradoras con que cuenta elmedio rural, sólo un mínimo número de ellas estén en funcionamiento. Alguna ŝ no se han llegado a estrenar.

Es, por tanto, necesario encontrar soluciones técnicas quehagan asequibles los procesos de depuración, pues no es dema-siado ético conseguir que sea más barato depurar que nohacerlo, por la vía de aumentar el importe de la sanción. Lainvestigación debe estar encaminada en este sentido y deben serlos propios órganos sancionadores de la Administración, los quela potencien y auspicien sin olvidar nunca que el objetivo esdepurar, no recaudar.

Hoy por hoy, el método de depuración que mejor conjugaeconomía y eficacia es el lagunaje, pues con unos costes de

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instalación asequibles y unos gastos de mantenimiento muyescasos propicia unos niveles tales de depuración que permite elreciclaje de los efluentes tratados a otros usos cual el riego.

2. LOS AGENTES CONTAMINANTES PRESENTES ENLAS AGUAS RESIDUALES

Muchos y muy variados son los productos contaminantesque pueden entrar cn la composición de un agua residual, segúnsu procedencia, industrial o urbana: según el nivel de desarrollode la población o los tipos de industrias que producen losvertidos, ni siquiera se mantienen constantes a lo largo deltiempo, pues varían considcrablementc de invierno a verano ymás todavía al cabo de los años, según van evolucionandocostumbres, hábitos, etc. No es posible, por tanto, establecerunos patrones definitorios ni unas clasificaciones precisas.

No obstante, en un intento de sistematizar, nos atrevemos aproponer las siguientes clasificaciones:

Fig. I.-Dos vertidos. Adviértase por la difcrcncia de coloración el efecto contaminante delaFlucntc.

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Según su composición química, se pueden clasificar enorgánicos e inorgánicos, siendo los primeros los que constituyen

el grupo más importante.

- Los contaminantes orgánicos pucdcn dividirsc, a su vcz,en biodegradables y no biodegradables. Ejemplo de estos últimos son la celulosa, cl polvo de carbón, las ligninas, los taninosy el serrín de madera.

Según el estado fisico-químico bajo el que se encuentran en lamasa líquida, sc clasifican en:

- Partículas de gran tamaño, generalmente orgánicas, que

se mantienen en flotación y quc se puedcn separar fácilmentcpor medio de filtros groseros (papeles, maderas, trapos, plásticos, ctc.).

- Materia inorgánica en suspensión, climinable mediantedecantación (arenas, limos, etc.).

- Compuestos inorgánicos solubles, sales y elementos químicos varios, a los cuales afectan en muy escasa medida losproccsos biológicos y que, por tanto, sólo sc pucdcn scparar pormedio dc reactivos que les provoque un cambio dc estado. Supresencia en las aguas depuradas pueden condicionar su empleo.El efecto acumulativo de los metales pesados hacc quc pequcñascantidadcs, incluso trazas, pucdan resultar altamcntc pcrjudicia-Ics.

- Materia orgánica en suspensión, coloidal o soluble, estable o inestable químicamente (biodegradable o no).

- Bacterias y demás microorganismos que pucden ser cau-sa de cnfermedades. Su eliminación se consiguc prolongando laduración de los procesos depuradores.

Vale la pcna fijarse especialmente en tres grupos contaminan-

tes importantes por sus efectos perniciosos:

- Detergentes, con pocas posibilidades de depuración y dereciclaje.

- Metales pesados, dañinos para todas las formas de vida.- Antibióticos, que en muy pequeñas proporciones pueden

tener un efecto desastroso sobre las bacterias y microorganismos encargados de la estabilización de la materia orgánica.

^

Evaluar la presencia de éstos, cualitativa y cuantitativamente,es sumamente importante a los efectos de adoptar las medidas

oportunas para que la depuración se realice en óptimas condi-cioncs.

El total de todo tipo de contaminantes presentes en tm aguaresidual normal no llega a suponer un 0,2 por 100 en peso.

3. FUNDAMENTOS DEL PROCESO DE DEPURACIONPOR LAGUNAJE

Los fundamentos de este método de depuración no son otrosque los que emplea la Naturaleza en los ríos y lagos. Es unproceso biológico de degradación de la materia orgánica me-diante el complejo metabolismo de una serie de microorganis-mos.

La descomposición de la materia orgánica puede producirseen condiciones aeróbicas o anaeróbicas, según el proceso requie-ra una aportación o no de oxígeno.

Aunque el proceso aeróbico puede considerarse el más efecti-vo^, la depuración anaerobica ^^esulta altamente eficaz cuando laconcentración de residuos es importante.

En la depuración aeróbica, la materia orgánica presente enlos vertidos en suspensión, coloidal o en disolución, se oxida porcontacto con el oxígeno disuelto en el agua.

Cuando la concentración de materia orgánica es de ciertairnportancia se produce un déficit de oxígeno que es necesarioaportar si pretendemos que la descomposición aeróbica continúe.

Si suponemos que el agente contaminante es la glucosa u otrohidrato de carbono, la fermentación aeróbica daría lugar a lasiguiente reacción:

C^H1z0^+60z -^ 6COz+6Hz0+150 Julios (36 cal.)(Glucosa + Oxígeno = Anhídrido carbónico + agua + Energía)

Para 180 gramos de glucosa (masa molecular) es prccisosuministrar 6 x 32 = 192 gramos de oxígeno, obteniéndose 264gramos de anhídrido carbónico y 108 gramos de agua.

Con los niveles de contaminación del 0,2 por 100 a que nos

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referíamos en el apartado anterior, y supuesto que todo fuera

materia biodegradable, un litro de agua contaminada con gluco-

sa (2 gramos/litro) necesitaría 2,13 gramos de oxígeno para la

total degradación del contaminante, el equivalente al que pudie-

ra existir, en saturación, cn 266 litros de agua limpia. (Una

disolución saturada, a 20 grados centígrados de tcmperatura.

admite ocho miligramos por litro de oxígeno.) Ello supone que,

aunque no todo el contaminante suela ser biodegradable (aproxi-

madamente lo es de 1/3 a 1/5), ni todo el oxígeno emplcado

provenga del aire disuelto en el agua, pues ciertos compuestos

como los nitratos, sulfatos y carbonatos, también tienen suaporte, la cantidad de agua limpia que se necesitaría para

depurar totalmente las residuales sería muy considerable si no

fuera porque varias especies de algas (Chlo^•ella, Sce^lede^^mus y

Chlaml^domona, entre las algas verdcs; Oscilatoria y A^iabae^7a,

entre las cianophitas o algas verdeazuladas, y Euglena y Volvox,en la frontera entre el reino vegetal y animal, algas o protozoos

con clorofila) proporcionan la mayor parte del oxígeno necesario como consecuencia de su acción fotosintética.

Fig. 2.-Laguna anaeróbica (Los Alcárares - Murcia). Obsérvcsc lo tendido de los t^ludcs }• cl

re^^es[imiento de lus mismos.

K

Fig. 3.-Lagunas anacrbhicas dc paramcnto vcrtical cn primcr término. AI fondo, una faculta[i-

va 1 La Algueiia Alicantc).

Ni cl proccso cs tan simplc ni los contaminantes son únicamentc hidratos de carbono. i-lay que considerar que:

- Las grasas dan lugar a ácidos grasos y alcoholes.Las proteínas (nitrógeno orgánico), en su degradación.dan lugar a amoniaco, nitritos y, por último, nitratos.solublcs cn cl agua.

- FI azufrc orgánico sc convicrtc cn sulfatos.- Los fosfatos orgánicos sc degradan a ácido fosfórico y a

fosfatos.Tan compleja labor se realiza con el concurso de una serie de

microorganismos, en su mayoría bacterias, pero también hongosy protozoos.

La ferrnerTtación ariaeróbica se realiza en dos fases:

- Un grupo de bacterias (Aer-obacler, A/caligenes, Escheri-clria, Psc^rrc/orrronns y F/nr^obncter•rrurr, entre otras) ataca 1^materia orgánica dcscomponiéndola cn ácidos grasos, aldchidosv alcoholes.

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- A continuación, otro grupo de bacterias metanizantes(Met{tn^tobacte^•itu^t, Metha^tosai^ci^ra y Methaitococtrs) transforman aquellos productos intcrmedios en gas metano (gas delos pantanos), amoniaco, anhídrido carbónico e hidrógeno.

En consecuencia:- Los hidratos de carbono se transforman en alcoholes,

ácidos orgánicos, anhídrido carbónico e hidrógeno libre.- Las protcínas dan lugar a aminoácidos, amoniaco, ácido

sulfidrico, metano, anhídrido carbónico, hidrógeno libre, alcoholes, ácidos orgánicos, fcnoles e indol.

- Las grasas se descomponen en ácidos grasos, glicerina,alcoholes, anhídrido carbónico e hidrógeno libre.

Por otra parte, la eliminación de los gérmcnes presentes en el

agua residual, que pueden ser causa de enfermedades, es una

consecuencia de todo el proceso depurador. La tasa de mortali

dad de estos agentes patógenos depende de multitud de factores,

entre los que podemos enumerar:

- El efecto grumo, por el que ticnden a agruparse en otraspartículas en suspensión, con tendencia a sedimentar.

- El servir de alimcnto a otros organismos bacteriófagos,como algunos protozoos.

- La exposición prolongada a las radiaciones ultravioletas,especialmente en los estanques poco profundos.

- El aumento de temperatura que produce un efecto benefi-cioso sobre los organismos bacteriófagos a que nos referíamosanteriormente.

En definitiva, podemos afirmar que el ambiente que se creales resulta sumamente hostil, por lo que la tasa de mortalidad sehace directamente proporcional al tiempo de detención del aguaen las lagunas; como dicho tiempo de detención en este tipo dedepuradoras es muy prolongado, la presencia de gérmenes enlos afluentes suele ser tan reducida que raramente necesitará untratamiento adicional, como puede ser el clorado, por el contrario de lo que sucede en las depuradoras convencionales.

En resumen, podemos afirmar que el proceso de depuraciónde las aguas residuales por lagunaje no es más que una extrapolación del que emplea la naturaleza en los ríos y lagos, dondenos limitamos a proporcionar, únicamente, cl lugar donde se

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realiza, siendo las principales reacciones biológicas que sc pro-ducen las siguientes:

- Oxidación de la materia orgánica y nitrificación de lasproteínas, en los estratos superficiales, por bacterias aeróbicas,donde cl principal aporte de oxígeno lo realizan las algas.

- Reducción de la materia orgánica por bacterias anaeróbicas, presentes en los estratos más profundos y carentes deoxígeno.

- Eliminación de los microorganismos patógenos comoconsecuencia del prolongado tiempo de retención que requicre clproceso.

4. LA TEMPERATURA COMO FACTOR LIMITANTE DELPROCESO DEPURADOR

Muy considerable es la inFluencia que la temperatura ejerceen el proceso depurador, como en todo proceso biológico, de talsuerte que su efecto influye poderosamente en el rendimiento dcla planta. Bien es verdad que los procesos biológicos prácticamente sc deticnen a tcmperaturas inferiores a 10 grados centígrados, fundamentalmente las fermcntaciones anacróbicas, cuyas bacterias son del tipo mesófilo (su crecimiento óptirno estácntre los 25 y 40" C) o incluso dc tipo tcrmófilo (crccimicntoóptimo cntrc los 45 y 75° C).

Pcro no nos dcbcn arrcdrar unas condicioncs dcsfavorablcsde bajas temperaturas, pucs téngasc en cucnta quc depuradoraspor lagunajc cstán funcionando cn zonas sumamcntc frías,como los tcrritorios dcl norocste dc Canadá, dondc sc alcanzantemperaturas de hasta 28 grados bajo cero o en la ColumbiaBritánica, dondc sin Ilcgar a csas condicioncs las lagunas pcrmanecen bajo una espesa capa de hielo durante todo el invierno.Podcmos afirmar quc los cfcctos dcpuradores dcl lagunajc sccontinúan haciendo patentes, pese a las bajas temperaturas,cuando la profundidad dc las mismas }^ los ticmpos de dctcnciónaumentan.

Tampoco las altas temperaturas son dcseables para los proce

sos aeróbicos, pues al producirse una estratificación de laslagunas con las capas más frías en el fondo no se permite la

^^

penetración de oxígeno a estas capas, creando un ambientepropicio para el desarrollo de microorganismos indeseables,como son las sulfobaeterias fotosintéticas (los estanques se tiñende rojo), que lejos de contribuir a la depuración la entorpecen.Por otra parte, se produce un aletargamiento de las algas verdes,con la consiguiente disminución del aporte de oxígeno.

5. LOS DISTINTOS TIPOS DE ESTANOUES DEESTABILIZACION

Las lagunas de estabilización de aguas residuales se puedenclasificar, según predomine un tipo de depuración u otro de losdescritos en el apartado 3, en los siguientes tipos:

Fig. 4.-Unidad de desbas[e

y desarenado (Rueda - Valla-

dolid).

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Balsas de deca^ltació^i. En ellas, al menos ostensiblemente, nose realiza ningún proceso biológico ni ningún tipo de reacciónquímica, sólo el hecho fisico de la decantación de los sólidos ensuspensión. Normalmente no se instalan en las plantas depuradoras, pues sus cfectos se suplen con los canales desarcnadoreso incluso con las propias balsas anacróbicas o dc prctratamiento. Sólo en casos excepcionales, donde sea de prevcr eventualesavenidas de aguas pluvialcs con gran cantidad de gruesos, sehace preciso recurrir a ellas.

Lagunas aizaeróbicas o de pr•etratamie^l^o. Esencialmente sondigestores donde se produce la putrefacción de la materia orgá-nica por vía anaerobia. Se caracterizan por tener una mayorprofundidad que el resto de las balsas biológicas, de 2 a 4metros, y por ser el tiempo de detención relativamente corto, dedos a sictc días.

Lagir^^as aeróbicas. En ellas predominan los procesos deoxidación, pudiéndose producir el aporte de oxígeno de formanatural por medio de las algas o inyectando aire por mediosmecánicos que suplan o suplementen la acción de aquéllas. Su

Fig. 5.-Unidad de desbaste en la Algueña - Alicante.

li

Fig. 6.-Laguna anaeróbica de aireación mecánica en Cantimpalos Segovia.

profundidad suele ser pequeña, en gencral menos del mctro,aunyuc también depende del sistema de aireación. El período dedetención suele estar comprendido entre quince y treinta días.

Lagunas factrltatihas. De una profundidad intcrmedia entre

las dos anteriores, de 1 a 3 metros, dependiendo de la temperatu-

ra, en las que en las capas superiores se producen procesos

aerobios y en las más profundas fermentaciones anaerobias, contiempos de detención similares a los dc las lagunas aeróbicas,

incluso más, pueden Ilegar a alcanzar depuraciones de hasta el

90 por 100, dependiendo del aporte de oxígeno y de la tempera-

tura.

Lagu^Tas de maduración. Tienen por objeto la reducción delos microorganismos patógenos, aumentando cl período de detención, que suclc ser de unos siete días. Su utilización podemos

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considerarla imprescindible para la eliminación de gérmcnes ensistemas de depuración de corta duración, como son los fangosactivados.

Por otra parte, se denominan lagunas primarias aqucllas quereciben directamente aguas residuales sin ningún tipo de trata-miento, las llamadas aguas crudas. Por contraposición, estan-ques secundarios son los que reciben el eflucnte de un tratamiento prcvio.

6. LA DEMANDA BIOQUIMICA DE OXIGENO

Según vimos anteriormente, para descomponer la materiaorgánica presente en un agua residual era necesario una impor-tante cantidad de oxígcno.

Podemos definir la Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO)como la cantidad de oxígeno que hay que proporcionar a un

agua residual para que no se produzca un estado anaerobio.Su determinación se puede realizar en laboratorio, evaluando

la cantidad de oxígeno, expresada en mg/litro, consumida enunas condiciones de ensayo especiales (incubación a 20 gradoscentígrados, y en la oscuridad, durante un tiempo determinado,2l a 28 días), para ascgurar la oxidación por vía biológica de lamateria orgánica biodegradable.

La DBO aumenta considerablemente si existen agentes conta

minantcs de naturaleza proteica (nitrógeno orgánico).

El ensayo de la DBO a los 21 días de incubación, tiempodemasiado largo, ha sido sustituido convencionalmente por laDBOS, es .decir, la cantidad de oxígeno consumida después dccinco días de incubación.

Veíamos anteriormente que se necesitaban 192 gramos de

oxígeno para estabilizar 180 gramos de glucosa. Como la DBOS

resultante de una disolución de glucosa de 180 g/m' es de 135,podemos obtener la proporción:

DB021/DBOS = 192/135 = 1,42

Ello significa que multiplicando la DBOS por 1,42 podemoscvaluar, no sin error, la DBO total.

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La Demanda Química de Oxígeno (DQO) es la cantidad total

de oxígeno necesario para oxidar todo tipo de compuestos,

orgánicos o inorgánicos, presentes en el agua residual. Es claro

quc si todos los contaminantcs fucran biodegradables la DBí^ yla DQO serían iguales; tanto la presencia de materia orgánica

no biodegradable como de compuestos inorgánicos reductorespueden hacer aumentar considerablemente la DQO con respecto

a la DBO; es imposible, por tanto, aventurar una proporcióncntrc ambas al igual quc hacíamos con la BD021 y DBOS.

A título de curiosidad, y aunque exceda del ámbito de estefolleto, digamos que para determinar la DBOS se trata unaproporción de agua residual con un exceso de agua limpia, de laquc previamente sc ha determinado la cantidad de oxígeno endisolución (unos 8 9 mg/1). AI cabo de 120 horas se mide pormedios yuímicos o electroquímicos la cantidad de oxígeno remanentc.

La DQO se determina añadiendo a la mucstra un exceso dcun oxidante fucrte, permanganato potásico, en caliente o frío, odicromato potásico en medio ácido de sulfúrico, siendo el remanente dc oxidantc cl quc se evalúa, que, por diferencia con elaportado y asimilado a O,, proporciona el resultado buscado.

En lo sucesivo manejaremos constantemente estos conceptosdc DBO, DBOS y DQO.

7. ASPECTOS A CONSIDERAR EN EL DISEÑO

Antes de acometer cl proyecto dc una planta depuradora deaguas residuales es necesario considcrar una serie de factores, enfunción de los cualcs se realizará un cálculo y diseño de lamisma y cuya adccuada cvaluación va a condicionar su buenfuncionamiento:

En primcr lugar, cs ncccsario sopcsar el impacto ccológicoque la planta pueda llegar a crear; aunque con una buenagestión no es de temer quc succda, téngase en cuenta que cnalgún momcnto pucdcn producirsc malos olores o prescncia dcinsectos, por lo que se evitará instalarla lo suficientementepróxima para que pueda resultar molcsta. Sin perjuicio de lo que

I ti

la legislación sobre actividades molestas pucda establecer, no sesituará a menos de 500 metros de las casas más próximas ni enla dirección de los vientos dominantes.

Por la zona donde se implante se estrangulará el crecimientodel núcleo urbano, por lo que se evitarán los parajes que por subelleza o por sus condiciones naturales puedan scr adecuadospara otros usos. Lo ideal sería conseguir que la depuradorallcgue a ser un adorno del paisaje, lo que, en el caso de laslagunas de estabilización, su gran tamaño ayuda a que así sea.Téngase en cuenta que siempre será preferible prolongar unosmetros más el alcantarillado, a fucr de una mayor inversión, enevitación de una serie de desagradables inconvenientes.

Otro factor que condiciona el emplazamiento es la topografia; debe intentarse que las aguas rueden en to.do momento porgravedad evitando en lo posible la instalación de equipos debombeo, lo que supone un gasto energético, aunque no excesivo.

Es necesario definir cualitativamente los vertidos, precisandoel origen y composición de los mismos: si son industriales ourbanos, los tipos de industrias quc vierten, si pueden existircomponentes específicos, la existencia de centros sanitarios yganaderos conectados a la red de saneamiento (eventual presen-cia de antibióticos), etc. En definitiva, cuantas características ycircunstancias puedan condicionar los procesos biológicos o elposterior reciclaje de los efluentes.

Es preciso evaluar el caudal, pues es ocioso decir que de él va

a depender la capacidad de la depuradora. Dicha evaluaciónpuedc realizarse por métodos directos, aforo de los vertidos en

las distintas épocas de] año o por estimaciones indirectas.Como ejemplo de estimadores indirectos podemos conside-

rar:

- E1 consumo de agua potable y su variación estacional,dato sobradamente conocido por los ayuntamientos mediantc lafacturación. Podemos estimar los vertidos con un 80-90 por 100del agua suministrada, dependiendo de la bondad de la red desaneamiento, según tenga más o menos filtraciones.

- E1 número de habitantes que producen los vertidos o losequivalentes de población, caso de existir ganadería. A tal efectoel caudal pucde estar comprendido entre ] 00 y 200 litros por

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habitante y día, dependiendo del grado de desarrollo; paranuestros núcleos rurales es adecuado estimar unos 150 litros porhabitante y día. Una unidad ganadera mayor equivale a 16,4personas.

En cualquier caso será preciso estimar cuál va a ser el caudalen el futuro. La tasa de crecimiento poblacional, deducida de laevolución de los censos, y el estudio de tendencias hacia unamayor industrialización o hacia nuevas formas de vida puedendarnos suficiente ap^oximación, sin que ello suponga jugar afuturó]ogos.

Es preciso conocer cuantos datos definan el clima de la zonay sus variaciones estacionales, como temperaturas máximas,mínimas y medias, pluviometría, evaporización, etc.

Del máximo interés es realizar los oportunos ensayos geotéc-nicos que determinen, cuando menos, la permeabilidad, granulo-metría y capacidad portante de los terrenos donde se ubicará laplanta.

Por otra parte, es necesario conocer la profundidad de lacapa freática y sus variaciones a lo largo del año, en prevenciónde posibles contaminaciones de los acuíferos.

Se realizarán las pruebas de laboratorio precisas para lacaracterización de las aguas residuales desde el punto de vistaquímico, para lo cual se determinarán la DBOS y la DQO a lolargo del año. Caso de no poder disponer de estos análisis, o noser suficientes, se estimará que un equivalente de poblaciónaporta del orden de 50 gramos de DBOS por día. Por ejemplo,si el caudal por equivalente de población es de 150 litros/día laDBOS estimada será 50 x 1.000/150 = 333 mg/litro.

Se efectuarán las determinaciones microbiológicas encamina-das a evaluar la presencia de posibles agentes causales deenfermedades, especialmente las bacterias coliformes (Escheri-chia coli), por encontrarse siempre en las aguas residuales y porser un buen agente indicador de la polución.

Se tendrá en cuenta el empleo que se pretenda dar a las aguasdepuradas, pues él será, en definitiva, el que marque el grado dedepuración que sea necesario alcanzar, lo cual influye lógica-mente en el diseño y dimensionado.

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Fig. 7.-AFluen,e depurado (Rueda - Valladulid).

A continuación relacionamos las distintas formas en las quese pueden emplear las aguas depuradas y los valores tipo de losparámetros que definen la depuración a alcanzar (recomenda-ciones del Banco Mundial):

- EI destino más sencillo e inmediato será el vertido a caucepúblico. La DBOS del efluente no superará los 25 mg/litro y elnúmero más probable de coliformes los 5.000 por 100 centíme-tros cúbicos (véanse tablas del anexo al título IV del Reglamentodel Dominio Público Hidráulico).

- El reciclaje en ]a industria estará condicionado a que enningún caso los efluentes sean sustitutivos del agua potable, nisiquiera por error, en procesos como, por ejcmplo, el lavado deenvases. Sí pueden emplearse, sin embargo, como refrigerantes,a cuyo fin será preciso estén libres del mayor número posible dealgas, que al acumularse en las paredes o en las placas de losintercambiadores, terminarían interflriendo el proceso.

- Otro posible empleo puede ser el abastecimiento a pisci-factorías. Las exigencias en los ef7uentes serán las quc los

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propios peces establezcan, en general, la ausencia de salestóxicas y suficiente cantidad de oxígeno en disolución, si bien,antes de ser consumidos, deberán permanecer en agua potable,con algo de cloro, durante un período próximo a las dossemanas, para que sean totalmente eliminados los microorganis-mos patógenos que pudieran haber quedado retenidos en lasescamas. Las balsas de maduración constituyen un medio idó-neo para la cría de carpas, colaborando eficazmente en laeliminación de larvas de insectos.

- La recarga de acuíferos es otro de los posibles empleospara las aguas procedentes de las depuradoras. Se podrá reali-zar, por infiltración a través del terreno, en lagunas previstas alefecto o por inyección en las propias perforaciones o piezóme-tros para su confinación en acuíferos profundos. En amboscasos la depuración será extrema para evitar la posible contami-nación de las aguas subterráneas, siendo preciso disponer deuna adecuada unidad de filtrado para retardar lo más posiblc lacolmatación del terreno o de los entubados filtrantes, según elcaso, por las algas y demás elementos en suspensión. El aguaprocedente de estos acuíferos nunca se destinará al consumohumano. (El Reglamento del Dominio Público Hidráulico, en suartículo 272, punto 5, lo proscribe taxativamente, salvo en deter-minados casos de excepcionalidad.) Esta técnica ha sido profu-samente desarrollada en Israel.

- Siempre que no exista un exceso de salinidad o de ionesindeseables en disolución, el empleo que, a nuestro parecer,mejor se adaptan los efluentes, es e] del riego en cualquiera desus modalidades o sistemas (si el riego se va a realizar porminiaspersión o por goteo, se recurrirá al filtrado para evitar laobstrucción dc los goteros).

Las exigencias en cuanto a DBOS y coliformes, dependerádel tipo de cultivo a regar. Así, pues, si el riego va a rcalizarseen parques o jardines, la DBOS no será superior a 25 ppm y e)número más probable de coliformes no alcanzará los 100 por100 cc. Cuando su destino sea el riego de cultivos de huerta,ambos parámetros no superarán los valores de 35 y 1.000,respectivamente, siempre que el riego se interrumpa quince días

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antes de la recolección y que no se aprovechen los frutos encontacto con el suelo. Estos valores suben a 45 y 10.000, en elcaso de riego de forrajes, cítricos o frutos secos. Si se van areciclar con destino al riego de cultivos no directamente comesti-bles, dichos valores no superarán los 60 mg/litro y 50.000 por100 ml, respectivamente.

Con la evaluación de todos los aspectos enumerados, scestará en condiciones de entrar en el diseño y dimensionado dela planta.

Los complejos procesos que se producen en la estabilizaciónde las aguas residuales y cl que los mismos no scan bicnconocidos, han propiciado que distintos autores hayan propucsto multitud de fórmulas empíricas, basadas en sus experienciaspersonales y en los resultados obtenidos para el dimensionadode las balsas, en el cual no entraremos por exceder del ámbitode esta publicación, no obstante, el lector interesado cn estcaspecto, puede consultar cualquiera de las obras que se reseñanen la bibliografia como específica de este tipo de depuradoras.

Un posiblc modelo de planta (ver págs. 22 y 23) estaríacompucsta de una unidad de pretratamiento, desbastc y desarc-nado, de la cual trataremos posteriormcnte, dos o tres balsasanacróbicas, cn paralclo, una o dos, scgún cl caso, cn carga yotra en reserva para limpiezas y una o varias lagunas facultati-vas, en seric, según cl caudal a depurar y la intensidad que esadepuración requiera.

Aunque se pierda cn cspectacularidad, nos declaramos parti-darios de varias lagunas facultativas, cn lugar de una cxcesiva-mcnte grande, por cuanto de csa forma, es más sencillo controlar y vigilar el proceso, forzando, cn caso de necesidad, larecirculación desde las más depuradas a las menos.

8. ALGUNAS CONSIDERACIONES A TENER ENCUENTA EN EL PROYECTO Y EJECUCION

A continuación, enumeramos una serie de detalles, todoscllos, cn definitiva, constituyen lógicas prácticas de buena cons

trucción, quc estimamos importantes a tener en cuenta en lacjecución de cualquicr depuradora por lagunaje:

21

I^^ig. R.- Goyui^ ^rl ^iscñu dc la nlantadcnurad^iri dc Mc^lina dcl Campo 1 Valladn

lid). lLu, numcros rcpreticntan ^^^ta,.N nicclJ

22

N /oI io

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^ Fig. 9.-Cabczal de toma anticspuma.

Fig. 10.-Impermeabilizacicin con lámina de polictileno en una halsa facultati^^a (posrerionnente

se recubrirá con mataria granular u cscollcra para dar resistencia a la acción solar y aI oleaje).

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- Todas las tubcrías y elementos quc tengan contacto conel agua, estarán construidos con materiales resistentes a lacorrosión. Rejas, compuertas, tajaderas, husillos, etc., que tengan quc ser dc acero, scrán galvanizados. Bien es verdad que clagua cría en las tuberías w^a cierta pátina que las terminaprotegicndo del ataque corrosivo; pero, cuando son nuevas,dicha protección no existe.

- Pese a que la tendencia cs quc las matcrias en suspcnsión

en el agua residual llegucn con cl tiempo a colma[ar los poros,

se cuidará especialmente la impermeabilización no sólo de los

taludes, sino del fondo de todas las balsas, en evitación de que

puedan producirse contaminaciones de los actriferos supcrficia

les.

Los materiales de impermeabilización pueden ser cualquierade los que se emplean para este fin en los pequcños embalses dc

[ierra, desde el hormigón extendido sobre el talud o gunitado

hasta la incorporación de bentonita u otras arcillas, extendida omezclada con el material de constitución, pasando por todo tipode revestimientos plásticos o asfálticos.

Fig. I I. -Laguna facultativa en Guardamar del Scgura (Alicantc). Obsérvese Ia toma cn

superficic y cl reccstimicnto granular de los taludes.

?5

Excclcntes resultados suclen dar las láminas dc PVC, rcforzadas con fibra dc vidrio, no armadas, colocadas sobre un geotex-til o sobrc un Iccho dc arcna, con unioncs tcrmosoldadas;siempre se evitarán las uniones pegadas.

- Cuando los taludes no cuenten con otro tipo de re^estimiento suficientemente resistente, es buena práctica protegerloscon escollera del azote dc las olas.

La compactación dc los cerramicntos y dcl fondo dc lasbalsas scrá sumamentc cuidadosa, rcalizándosc por capas acordes con la capacidad dcl equipo y cxigiéndose una densidadsuperior al ] 00 por 100 de la prueba denominada ProctorModificado.

Las coronaciones, convenientemente perfiladas, y en unaanchura no inferior a cinco metros, servirán de viales de accesoa toda la planta.

- No obstante, diseñar las pendientes de los taludcs lo mástendidas posible Ipor ejemplo, 3:1 (relación base-altura)I en lasanaeróbicas, que necesitarán una limpieza anual, y 2:1 en lasfacultativas, que se limpiarán cada cinco o diez años), se dejaránprevistas rampas de acceso a] fondo, que se realizarán por lasesquinas, por scr las zonas de menor inclinación.

- Todo el recinto de la planta se cercará de forma que conello se impida el acceso a la misma de personas o animales. Pcsea ello, tcniendo cn cuenta la dificultad para salir de estas balsasde una persona que por accidente pudiera caer (el lodo que sedeposita sobre los taludes cs sumamente resbaladizo), se tendráprevista tal eventualidad, bien tendiendo unas maromas connudos con las que poderse ayudar, bien disponiendo unas escalinatas, que no sean de hierro, en determinados puntos.

- EI abastecimiento de las lagunas se realizará por el fondo,sobre una losa dc hormigón, para cvitar erosioncs. La cvacuación sc hará, en el punto más alejado de la toma y en superficie,por medio de un cabezal que evite la entrada de cspuma,especialmente en las anaeróbicas.

- Es importante disponer en algún punto de la conduccióno en la entrada de la planta, de un aliviadero que rcgule elcaudal, cn previsión de un posible aumento del efluente porcausa de una tormenta.

^f

- Antes de la entrada a las lagunas anaeróbicas se dispon-drá la unidad de desbaste v desarenado. consistente en un canal

a ciclo abierto por el que pasa el agua a través de una rejilla de

gruesos donde quedan retenidos trapos, plásticos, maderas ydemás elementos de gran tamaño. Por rnedio de un estrecha-

miento se reducirá la velocidad a menos de 0.3 m/seg., durante,más o menos, un minuto (18 metros de recorrido), de esta forma

se facilitará la decantación de la arena en un rebaje de la solera

previsto al efecta Esta eliminación previa de las arenas es desuma importancia por cuanto aumenta considerablemente el

período entre limpiezas.

9. MANTENIMIENTO Y EXPLOTACION DE LADEPURADORA

Podemos considerar mínimos los cuidados quc sobre ^cstc tipode depuradoras tenemos que realizar, pero de la prestación deestos mínimos cuidados dependcrá el buen funcionamiento de laplanta.

Se procurará eliminar del recinto todo vestigio de vegetación,de tal suerte, que se evite la presencia de insectos; si, pese a ello,hubiera moscas o mosquitos, se realizarán los oportunos trata-mientos con los insecticidas adecuados.

Sc vigilará el color de las lagunas, quc variará del negruzco-pardo para las anaeróbicas, al verde azulado para las de madu-ración. Cualquier cambio en la coloración será síntoma de uninadecuado funcionamiento.

Se realizarán periódicamente análisis químicos y bacteriológicos. Se determinará especialmente la DBOS, del afluente y delefiluente y cl pH de cada una de las lagunas. Este último semantendrá próximo a la neutralidad (pH=7). En las facultativasse evaluará el oxígeno en disolución a diferentes profundidadesy cn distintas localizaciones.

Las rejas de desbaste y los desarenadores se limpiarán con lafrccuencia que cada caso requiera. Las lagunas anaeróbicas sevaciarán en verano y se limpiarán de lodos, los cuales, una vezsccos, constituyen un excelentc abono.

27

Si durante el desecado de los lodos se producen malos olores,se aportará cal o superfosfato para evitarlos.

Las lagunas facultativas no necesitarán, prácticamente, limpieza mientras su funcionamiento sea el correcto. Una vez cadacinco o diez años se eliminarán los lodos en flotación, disgregán-dose con chorro de agua.

Se realizarán las obras de conservación precisas para que lasinstalaciones estén en perfectas condiciones; se repararán lostaludes o escolleras dañados, se vigilará la aparición de Flltracio-nes.

Se cuidará y vigilará especialmente cualquier circunstanciaque pueda inFluir o modificar, de forma accidental o permanente, la composición cuantitativa o cualitativa de los vertidos, enconcreto, sólo se permitirá el enganche de nuevas industrias a lared de saneamiento cuando sus efluentes no alteren dicha composición.

Pese a que la versatilidad de estc tipo de depuradoras, encuanto a la conducción y derivación de las aguas, suele ofrecerun gran número de posibilidades, de ninguna forma trastocare-mos el esquema de funcionamiento para el quc fueron concebidas, pucs lo más fácil será que los resultados sean poco satisfac-torios, si es que no llcgan a revestir caracteres de auténticodesastre. Cualquier cambio, cualquier modificación que afecte adicho esquema, se realizará bajo la dirección de un técnicoautorizado que cuentc con acreditada experiencia.

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Imprime: Rivadeneyra, S. A. ^ Cues[a de San Vicente, 28 y 36 - 28008 Madrid