TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
LOMBRIFILTRO Diseño, Implementación y mantenimiento Bach. Kelly A. Coila C.
Tecnología para el tratamiento de Aguas Servidas y RILES se caracteriza por su sencillez de tratamiento y su independencia de tratamientos previos, así como la no necesidad de adicionar nutrientes, coagulantes, floculantes u otro aditivo. Pueden ser considerados como el único sistema de tratamiento de riles y aguas servidas que proporciona un ingreso, esto por la generación de lombrices, humus y agua, los que tienen un valor en el mercado
Contenido PRESENTACIÓN............................................................................................... 3 1
GLOSARIO................................................................................................ 4
2
GENERALIDADES...................................................................................... 8
3
4
2.1
Sistema Toha (Lombrifiltro)................................................................8
2.2
Lombricultura.................................................................................... 8
2.3
Lombriz roja californiana...................................................................8
2.4
Historia del lombrifiltro......................................................................9
2.5
Etapas del Sistema............................................................................ 9
2.6
Ventajas del lombrifiltro.....................................................................9
2.7
Eficiencia teórica............................................................................. 10
DISEÑO E INSTALACIÓN.........................................................................11 3.1
Capas del Lombrifiltro......................................................................13
3.2
Estructura de la base.......................................................................13
3.3
Aspersión:........................................................................................ 15
3.4
Aireación.......................................................................................... 16
OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO.............................................................17 4.1
4.1.1
Ingreso de Agua residual:..........................................................17
4.1.2
Pretratamiento..........................................................................17
4.1.3
Tratamiento en el sistema.........................................................17
4.1.4
Desinfección.............................................................................. 18
4.1.5
Salida de Agua Tratada:.............................................................18
4.1.6
Flujo de Proceso del Sistema.....................................................19
4.2 5
Descripción del proceso...................................................................17
Mantenimiento................................................................................. 20
REFERENCIAS......................................................................................... 22
1
Índice de Diagramas
Ilustración 1; Lombriz roja californiana (Eisenia foetida)................................8 Ilustración 2 : Eficiencia del tratamiento......................................................10 Ilustración 3: Corte esquemático del Lombrifiltro.........................................12 Ilustración 4: Corte esquemático Nº2 del lombrifiltro...................................12 Ilustración 5: Capas del lombrifiltro..............................................................13 Ilustración 6: Diseño con soporte.................................................................14 Ilustración 7: Lombrifiltro: Modelo Toha (Kusanovic, 2009)..........................15 Ilustración 8: Aireación / ventilación............................................................16 Ilustración 9: Lombrifiltro de la Planta CEXAS EMOS (Melipilla), Caudal = 90m3/día...................................................................................................... 21 Ilustración 10: Lombrifiltro Fjord Sea Food S.A.............................................21 Ilustración 11: Lombrifiltro de Cecinas Llanquihue.......................................21
2
PRESENTACIÓN
El presente documento tiene por finalidad presentar a la organización el Sistema de Filtros sugerido para el tratamiento de aguas residuales del procesamiento primario de trucha, el sistema consiste básicamente en el aprovechamiento del metabolismo de la lombriz roja californiana (Eisenia foetida) para el consumo de la materia orgánica contaminante presente en el agua la cual quedará retenida en las diferentes capas , principalmente en la capa de aserrín que se halla en el primer estrato, el sistema de lombrifiltro, patentado e ideado en Chile por el profesor José Toha, y que desde el año 1994 viene presentándose como una solución al problema de las aguas residuales, continua siendo aplicada en diferentes medios ya sea Industriales o domiciliarios y los resultados son alentadores. Frente al hecho de que actualmente existen en el mundo sistemas de tratamiento que han sido utilizados por mucho tiempo, denominados sistemas convencionales, donde sus características, ventajas y desventajas son muy conocidas, fruto de muchos años de estudio y seguimiento. Sin embargo las plantas de tratamiento convencionales son muy caras de construir, tienen altos costos de operación (especialmente eléctrica) y mantenimiento, requieren de personal calificado y generan subproductos indeseables (lodos) esta alternativa puede ser muy conveniente de ser empleada.
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1 GLOSARIO
Afluente: corresponde a un curso de agua, también llamado tributario, que desemboca en alguna fuente Altura manomérica: La altura de elevación (total) de la bomba es el incremento de energía adquirido por 1 kg de líquido entre la sección de entrada y de salida de la bomba misma. Aserrín: Las células de la madera están constituidas principalmente por celulosa. Entre un 40 a 45% de la pared celular corresponde a un polisacárido. Acompañan a la celulosa un grupo de hemicelulosas o poliosas que son polisacáridos no celulósicos, que incluyen tanto pentosanos como hexosanos, y que están presentes en un 20 a 30% en la pared celular. La lignina es el otro compuesto principal, que con un 20 a 17 30% contribuye a la formación de la pared celular. Además se agregan a los anteriores, una serie de compuestos llamados extraíbles, cuya proporción oscila entre 1 y 10% Aspersor: es un dispositivo mecánico que en la mayoría de los casos transforma
un
flujo
líquido
presurizado
y
lo
transforma
en
rocío,
asperjándolo para fines de riego. Bolones: cascajo redondeado de piedra, producto de corriente rápida en ríos chilenos Calidad del agua: Las características químicas, físicas y microbiológicas del agua. La calidad del agua que se va a emplear depende del uso que va a tener. Caudal: es la cantidad de fluido que circula a través de una sección del ducto (tubería, cañería, oleoducto, río, canal,...) por unidad de tiempo. Celulosa: La celulosa es el principal componente de la pared celular. Se trata de un compuesto orgánico, de alto grado de polimerización, originado a partir de la glucosa. Este compuesto originado en el proceso de fotosíntesis, constituye el esqueleto de la pared celular. Este es el resultado
4
de la combinación de agua y dióxido de carbono que en presencia de luz solar forman glucosa, unidad básica de la celulosa Coeficiente de rugosidad: La rugosidad de las paredes de los canales y tuberías es función del material con que están construidos, el acabado de la construcción y el tiempo de uso, El Valor Del Coeficiente varia según el material, y para cada fórmula empleada (Bazin, Kutter, Manning, Strickler) los valores se buscan en tablas. Contaminación: Polución de agua debido a causas naturales o provocadas por la mano del hombre. DBO: es un parámetro que mide la cantidad de oxigeno consumido al degradar la materia susceptible de ser consumida u oxidada por medios biológicos que contiene una muestra líquida, disuelta o en suspensión. Se utiliza para medir el grado de contaminación; normalmente se mide transcurridos cinco días de reacción (DBO5) y se expresa en miligramos de oxígeno diatómico por litro (mgO2/l) DQO: La demanda química de oxígeno DQO (DQO) es un parámetro que mide la cantidad de sustancias susceptibles de ser oxidadas por medios químicos que hay disueltas o en suspensión en una muestra líquida. Se utiliza para medir el grado de contaminación y se expresa en miligramos de oxígeno diatómico por litro (mgO2/l). Depredación: Cuando un depredador (un microorganismo que busca alimento) se alimenta de su presa (el microorganismo que es atacado). Desinfección: Todo proceso que extrae, desactiva o mata los patógenos que se encuentran en el agua. Es el último paso del proceso de tratamiento de agua en los hogares después de los pasos de sedimentación y filtración. Manual para el Filtro de Bioarena Efluente: corresponde a un curso de agua, también llamado distributario, que desde un lugar llamado confluencia se desprende de una fuente. Filtración: Proceso que consiste en dejar pasar el agua a través de materiales porosos, como por ejemplo arena, grava o tela, para retirar sólidos suspendidos o patógenos. Es el segundo paso del proceso de
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tratamiento de agua en hogares, que se hace después de la sedimentación y antes de la desinfección. Fósforo total: El fósforo total incluye distintos compuestos como diversos ortofosfatos, polifosfatos y fósforo orgánico. La determinación se hace convirtiendo todos ellos en ortofosfatos que son los que se determinan por análisis químico. Grava: se denomina grava a las rocas de tamaño comprendido entre 2 y 64 milímetros. Pueden ser producidas por el ser humano, en cuyo caso suele denominarse «piedra partida» o «caliza», o resultado de procesos naturales. Higiene: Costumbres, como por ejemplo el lavarse las manos, que ayudan a mantener la limpieza y la buena salud. Humus: sustancia compuesta por ciertos productos orgánicos de naturaleza coloidal, que proviene de la descomposición de los restos orgánicos por organismos y microorganismos. Implementación: El proceso de llevar a cabo un plan. La fase de implementación ocurre después de que se ha elaborado un plan. Lecho filtrante: está formado por partículas de granulometría graduada. Estas partículas pueden ser arena, grava u otros materiales granulados. La caudal de filtrado dependerá del tamaño efectivo de la superficie del lecho y de la velocidad del agua a través del mismo. LMP El límite máximo Permisible (LMP) es la medida de la concentración o grado de elementos, sustancias o parámetros físicos, químicos ybiológicos, que caracterizan a un efluente o una emisión, que al ser excedida causa o puede causar daños a la salud, al bienestar humano y al ambiente Malla raschel: La Tela Raschel es una verdadera red tejida con rafias de polietileno de Alta Densidad. m.c.a. (metros de columna de agua): si una bomba da un caudal de 3 m3/h con una altura de elevación manométrica de 12 m C.A., significa que esta bomba logra elevar una cantidad equivalente a 3 m3/h hasta una altura máxima de 12 m.
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Nitrógeno total: El nitrógeno se presenta en muy diferentes formas químicas en las aguas naturales y contaminadas. En los análisis habituales se suele determinar el NTK (nitrógeno total Kendahl) que incluye el nitrógeno orgánico y el amoniacal. El contenido en nitratos y nitritos se da por separado. Patógeno: Cualquier organismo viviente que causa enfermedades. Los patógenos que comúnmente se encuentran en el agua incluyen bacterias, virus, protozoarios y helmintos. Peso específico: relación entre el peso de una sustancia y su volumen. Piso falso: Un falso piso está constituido por baldosas independientes y removibles en madera o metal, de dimensiones variables y recubiertas de un revestimiento plástico. Las baldosas reposan sobre soportes de altura regulable. Estos soportes se colocan sobre el pavimento de base que debe presentar una superficie lisa y estar provisto de un recubrimiento antipolvo. Potencia: cantidad de trabajo realizado por unidad de tiempo. La potencia (P) de una bomba hidráulica es la relación entre la energía de flujo proporcionada por la bomba y el tiempo que la misma ha estado en funcionamiento para comunicar dicha energía. Normalmente esta magnitud se suele expresar como el producto de la presión del fluido por su caudal. Presión de agua: Fuerza que ejerce un líquido (en este caso el agua) en un objeto o en otro líquido en direcciones perpendiculares a ella. Radier: Se trata de una losa de cemento que sirve de base para otras estructuras Radiación UV: Radiación electromagnética cuya longitud de onda está comprendida aproximadamente entre los 400 nm (4x10−7 m) y los 15 nm (1,5x10−8 m). El sistema de desinfección con luz ultravioleta transfiere energía electromagnética desde mercurio al material
(UV)
una lámpara de vapor de
genético del organismo (ADN o ARN). Cuando
radiación UV penetra en las paredes de la
la
célula de un organismo, esta
destruye la habilidad de reproducción de la célula Residuo industrial: todo aquel residuo sólido o líquido, o combinaciones de éstos, provenientes de los procesos industriales y que por sus 7
características físicas, químicas o microbiológicas no puedan asimilarse a los residuos domésticos. Residuo Industrial Líquido (RIL). Corresponde a todas las corrientes líquidas del proceso industrial que son descargadas fuera de la industria, ya sea al alcantarillado o a cuerpos de aguas superficiales Sólidos: Partículas sólidas pequeñas que flotan en el agua, causando suspendidos turbidez. Pueden retirarse mediante sedimentación o filtración. Sólidos disueltos: Partículas pequeñas que están disueltas en el agua. No se pueden remover mediante sedimentación o filtración. Tubo PVC: es el producto de la polimerización del monómero de cloruro de vinilo a policloruro de vinilo. Es el derivado del plástico más versátil. Turbidez: Fenómeno causado por sólidos suspendidos, como arena, limo o arcilla, que flotan en el agua. La turbidez es la cantidad de luz que se refleja desde estos sólidos suspendidos, que hace que el agua se vea turbia o sucia. La turbidez se mide en unidades nefelométricas de turbidez (UNT). Viruta: es un fragmento de material residual con forma de lámina curvada o espiral que se extrae mediante un cepillo u otras herramientas.
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2 GENERALIDADES 2.1 Sistema Toha (Lombrifiltro) El Sistema Tohá es un sistema ecológico de tratamiento de aguas servidas y residuos industriales líquidos utilizado en diversos lugares del país y del mundo (Hernandez, 2005), en definitiva para solucionar problemas de escasez de agua y mejorar las condiciones de vida
2.2 Lombricultura Es una Técnica que utiliza, a una especie domesticada de lombriz, Lombriz Eisenia foetida o lombriz roja californiana; recicla todo tipo de materia orgánica y se genera como resultado de este trabajo Humus, un fertilizante orgánico de primer orden, que es la feca de la lombriz que se utiliza fundamentalmente para mejorar los suelos.
2.3 Lombriz roja californiana Esta lombriz es autosuficiente, vive en cautiverio un promedio de 15 años, alcanza el estado adulto entre los 7 y 9 meses llegando a medir 10 centímetros de largo, alcanza su cuerpo un diámetro promedio de 4 milímetros por lo que pesa de 0,24 hasta 1,4 gramo. Es una especie rústica, sin embargo no soporta la luz solar directa. Su pequeño tamaño favorece la calidad de su defecación que elimina en calidad de humus. Posee ambos sexos pero es incapaz de autofecundarse, se aparea cada 7 días y de la unión se depósita una cápsula con 2 a 20 nuevas lombrices que germinan después de 2 a 3 semanas para así cada tres meses duplicar su población en un plantel, es posible lograr una densidad poblacional de 40.000 a 50.000 lombrices por metro cuadrado. (Hernandez, 2005) Ilustración 1; Lombriz roja californiana (Eisenia foetida)
9
10
2.4 Historia del lombrifiltro Fue inventado por el profesor José Toha, investigador de la Universidad de Chile (1947), El Sistema Tohá ha sido estudiado ampliamente en la estación de Cexas, Melipilla (perteneciente a EMOS), primera planta de tratamiento de aguas servidas para una población de 1.000 personas construida en 1994 con el financiamiento de FONDEF. Además se sigue estudiando en el laboratorio de Biofísica de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemática de la Universidad de Chile.
2.5 Etapas del Sistema En la primera, el agua residual escurre por gravedad a través de un filtro constituido por 4 capas de diversos materiales (lombrices y humus, aserrín y viruta, grava, bolones) y que contiene micro y macro organismos. Aquí se absorbe y procesa la materia orgánica. En la segunda etapa del tratamiento (opcional) el efluente es derivado a una cámara de irradiación ultravioleta en donde se logra la eliminación de las bacterias patógenas en menos de 1 minuto.
2.6 Ventajas del lombrifiltro
Es un tratamiento global del agua servida, no habiendo tratamientos
primarios, secundarios ni terciarios No hay formación de lodos, ya que la materia orgánica es consumida. El tratamiento se hace en un soporte sólido, lo cual implica un menor
espacio. Es ecológico porque no se usan aditivos químicos ni se producen
residuos contaminantes; hay muy poco consumo de energía. Es económico porque: los costos de construcción y mantenimiento son menores que en los sistemas tradicionales y el agua puede ser inmediatamente
reutilizada
para
regadío.
Los
requerimientos
energéticos son mínimos, sólo para activar las bombas y los tubos de
desinfección UV (si los tuviera) El lecho filtrante no se impermeabiliza como sucede con otros sistemas de filtros, ni tampoco se colma. Esta propiedad se debe principalmente a la acción de las lombrices que, con su incansable movimiento,
crean
túneles
y
canales
que
aseguran
la
alta
permeabilidad del filtro.
11
Produce un subproducto que puede ser utilizado como abono natural, ya que la materia orgánica contenida en las aguas residuales es convertida en masa corporal de lombrices y en humus de lombriz, cada cierto tiempo puede extraerse los excesos de humus, y así reconstruir la estratigrafía inicial del Lombrifiltro, y ser utilizados como excelente abono agrícola cuyo uso incluso en forma excesiva no daña ni quema a las plantas como es el caso de los fertilizantes
químicos. Los beneficios económicos de emplear el proyecto según indicadores de
otros proyectos anuncian un escenario ventajoso, con un VAN
positivo y una Tasa de rendimiento mayor a la tasa de descuento (Hernandez, 2005)
2.7 Eficiencia teórica Según reportes e investigaciones el sistema es eficiente porque se alcanza un alto grado de purificación con una remoción de hasta 96% de DBO y sólidos suspendidos. (Hernandez, 2005) (Bornhardt, 2003)
Ilustración 2 : Eficiencia del tratamiento
Tabla 1: Eficiencia Teórica del Lombrifiltro Parámetros
Eficien
Coliformes fecales DBO5 Sólidos Totales Sólidos suspendidos
cia 99% 95% 95% 93%
totales 12
Nitrógeno Total Aceites y Grasas Fósforo Total
60-80% 80% 60-70%
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3 DISEÑO E INSTALACIÓN
El lombrifiltro, está compuesto por capas en forma descendente, una donde habita la lombriz y permanece el humus producido por ésta hasta ser sacado, luego viene el aserrín y viruta, otra de gravilla y una última de bolones. El dimensionamiento del lombrifiltro va a depender del propósito para el cual fue diseñado, la Fundación para la Transferencia Tecnológica (2005) sugiere 1 m² a más de superficie para tratar 1 m³ de aguas residuales. Eficiencia lombrifiltro = 1m3 de agua tratada / 1m2 efectivo de lombrifiltro
S=f (Q) S (Superficie) está en función del Caudal La superficie puede dividirse en módulos de ser abundante el agua residual a tratar por ejemplo para un caudal de agua residual de 6 000 m 3 se sugiere una superficie de 6 000m 2 aproximadamente que puede dividirse en 24 módulos de 25*10m. La distribución de aguas se realiza con tuberías de PVC de 300mm y en los tramos de ingreso al lombrifiltro se considera PVC de 110mm hasta 90mm se sugiere incluir válvulas en diferentes puntos para controlar el caudal. Para estimar la Potencia de una motobomba que pueda ayudar al proceso se aplicará la siguiente expresión
Donde: Pi = Potencia (KW) Y = Peso específico del agua (9KN/m 3) Q = Caudal (m3/seg) Ht = altura manométrica 14
Fr = Rendimiento de la Bomba (teórico 60%)
En la salida, de ser un sistema modular, cada módulo de lombrifiltro aporta o sale con el mismo caudal de ingreso. Ilustración 3: Corte esquemático del Lombrifiltro
Ilustración 4: Corte esquemático Nº2 del lombrifiltro
La estratigrafía del relleno de cada módulo del sistema queda determinada por características de hábitat de las lombrices y balance del sistema orgánico, además de las condiciones de drenaje requeridas por el mismo. 15
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3.1 Capas del Lombrifiltro El medio filtrante será una capa de humus de espesor teórico 2 cm. De profundidad, en el cual habitan en mancomunión microorganismos y lombrices de la especie Eizenia Foetida. El soporte estará constituido por tres capas, la primera de ellas de aserrín o viruta (debajo del humus), la segunda, grava y la tercera de bolones. Ilustración 5: Capas del lombrifiltro
La primera capa de soporte y que también sirve de filtro, el aserrín o viruta, cuyo espesor debe ser, por lo menos, de 25 cm. para lograr la franja operativa necesaria de la lombriz. Además, tiene como finalidad principal servir de alimento a las lombrices en el eventual caso que la carga contaminante del afluente no sea suficiente. (Salazar, 2005) La segunda capa estará constituida por ripio o grava y la tercera capa será de bolones con un espesor aproximado de 25 cm., las piedras de mayor tamaño van en la parte inferior y las de menor en la parte superior, esta capa esta destinada al drenaje y aireación del sistema. En las piedras también se forma flora bacteriana que digiere la materia orgánica del agua que pasa por ella y que no fue retenida en las capas superiores del lombrifiltro. Entre los estratos de aserrín y arena se dispone una malla tipo Raschell, que sirve como elemento de separación y retención para el estrato de aserrín y las lombrices. (A.V.F., 2005)
17
3.2 Estructura de la base El piso del filtro, también denominado falso fondo, consiste en un radier con cierta pendiente (aproximadamente de un 1%) para que fluya el agua hacia la canaleta de evacuación, la cual también posee cierta pendiente (0.50%). Sobre el radier, existen pastelones de cemento vibrado, apoyados en soportes que pueden ser de cualquier material resistente e inerte. Estos pastelones pueden ser de distinto tamaño, separados aproximadamente 2 cm. entre sí. Sobre éstos se posan las piedras mas grandes del soporte, principalmente las de diámetro mayor a 2 cm., para así no permitir que éstas pasen más abajo (A.V.F., 2005) Este piso falso sostiene las capas del soporte y el lecho de filtrado y además crea una sola guía de agua. Una alternativa de diseño para el lombrifiltro y su estructura de soporte es en contenedores plásticos o similares, esto cuando la cantidad de efluente no sea demasiada Ilustración 6: Diseño con soporte
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3.3 Aspersión: Para la distribución uniforme del agua residual en la superficie se sugiere emplear aspersores cada aspersor abarcará aproximadamente 5 metros de diámetro, eso sugiere a que si por ejemplo a un caudal de diseño de 25m 3/h es decir a 0.007m3/seg, considerando un factor de seguridad de 1.5 es decir un caudal de 0.01042m3/seg, se han de distribuir en 2500m2 de área efectiva dividida en 10 modulos de 10x25m, entonces cada módulo ha de contar con 10 aspersores. Para la red de distribución se sugiere se aplique con tubos PVC de 110mm en sus tramos principales disminuyendo hasta 90mm de espesor, Las tuberías que entran a cada módulo de Lombrifiltro son de 50 mm de diámetro y descansan en forma horizontal sobre los bolones, luego éstas se conectan con tuberías verticales de 25 mm de diámetro de 1 metro de largo para llevar el Ril hasta los aspersores. En cuanto a la perdida de carga por tramos se aplicará la fórmula de Hazen Williams:
J = Perdida de carga (m/m) Q = Caudal (m3/seg) 19
D = Diametro interior (m) C = Coeficiente de rugosidad para PVC 150 Es evidente que a medida que el ril avance en las tuberías irá perdiendo carga hasta el último aspersor, la presión mínima se sugiere sea de 5 m.c.a. (Metros de columna de agua) que es equivalente a 0.5 kgf/cm 2 Ilustración 7: Lombrifiltro: Modelo Toha (Kusanovic, 2009)
3.4 Aireación En el perímetro interno del lombrifiltro se instalan tubos de PVC de 110 mm. de diámetro, cada 2 metros aproximadamente, los cuales van en forma vertical, apoyados en su parte inferior en el radier o base y su parte superior sobresale 20 cm. De lecho filtrante (humus). Estos tubos se perforan con orificios (10 mm. de diámetro) los 20 cm. de su parte inferior y 8 cm. de la superior. Los tubos perforados permitirán airear el sector del falso fondo y la capa inferior del soporte. Ilustración 8: Aireación / ventilación
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4 OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO 4.1 Descripción del proceso 4.1.1 Ingreso de Agua residual: Se reparte homogéneamente el afluente, a través de un sistema de aspersión con el fin de que el agua residual sea degradada por la población de lombrices antes mencionadas y por microorganismos adheridos al medio filtrante.
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4.1.2 Pretratamiento Consiste en eliminar las materias groseras, que debido a su naturaleza o tamaño pueden originar problemas en los tratamientos posteriores. Tal es el caso de las materias flotantes, arenas, grasas, etc. Las operaciones que comprenden generalmente son: desbaste, desarenado y desengrasado, aunque en algunos casos también se pueden incluir preaireación, tamizado, predecantación. (Rodríguez J. , 2002)
4.1.3 Tratamiento en el sistema Las lombrices consumen la materia orgánica de los afluentes residuales transformándola, por oxidación, en anhídrido carbónico y agua. Una parte, aproximadamente un tercio, pasa a constituir masa corporal y la otra fecas, que en último termino dan origen a humus que puede ser utilizado para mejorar los terrenos; es decir no se generan lodos. La población es proporcional a la cantidad de alimentos que encuentran. Así, para aguas servidas con DBO5 de 300 mg O2/L alcanza 3 o 4 mil/m2 de lombrifiltro y con DBO5 de 10.000 mg O2/L, fácilmente supera las 15 mil/m2. Las lombrices avanzan excavando el terreno que habitan a medida que comen. Así reciclan, a través de su tracto intestinal, la materia orgánica, incluida la feca de otros ejemplares. Esta metería es degradada hasta
su
ultimo
estado
de
descomposición
por
efecto
de
los
microorganismos y recibe el nombre de humus. Este proceso puede tardar de 40 a 60 minutos. 4.1.3.1Condiciones recomendadas para el sistema Al tratarse de un proceso biológico de degradación por lombrices, éste es afectado por las condiciones ambientales que interfieren en su desarrollo, como la temperatura, humedad, pH, aireación, entre otros 4.1.3.1.1 Temperatura. La temperatura ideal para el buen desarrollo de la lombriz es de 20 ºC; altas y bajas temperaturas cercanas a 42 y 0ºC, reducen drásticamente su ingesta de alimentos y reproducción. La condición óptima de temperatura está entre 14 y 27°C, en tanto, son letales las temperaturas inferiores a 0°C y superiores a 42°C. (Schuldt, 2007)
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4.1.3.1.2 Humedad. Es un factor esencial en el proceso, ya que el exceso de ésta genera una reducción en las cantidades de oxígeno, una humedad superior al 85% hace que las lombrices entren en un periodo de latencia, afectando en la producción de humus y en la reproducción de éstas. Las condiciones más favorables para que la lombriz produzca y se reproduzca se presentan a una humedad entre el 70 y 80%. Debajo de 70% de humedad es una condición desfavorable, por otro lado niveles de humedad inferiores al 55% son mortales para las lombrices. La humedad ideal es de un 75 a 80% para facilitar la ingestión del alimento y el deslizamiento a través del 13 material. En estas condiciones la actividad y movilidad de la lombriz es máxima (Bollo, 1999) 4.1.3.1.3 pH. Los cambios de pH durante el proceso se deben a cambios en la composición química. En general, al comienzo el pH cae por debajo del neutral debido a la formación de ácidos orgánicos y producción de amonio. Un nivel adecuado de pH para la actividad de las lombrices oscila entre 6 y 8 (Bollo, 1999) 4.1.3.1.4 Aireación. Una forma de mantener una adecuada aireación es mediante volteos periódicos o con aireación forzada. La aireación no debe ser excesiva, puesto que pueden producir variaciones en la temperatura y en el contenido en humedad. Así, por ejemplo, un exceso de ventilación podría provocar evaporación que inhibiría la actividad hasta parar el proceso, con lo que podría dar la impresión de que ha concluido
4.1.4 Desinfección Esta es una etapa opcional según los requerimientos de la normativa para efluentes, el efluente es derivado a una cámara de irradiación ultravioleta en donde se logra la eliminación de las bacterias patógenas en menos de 1 minuto.
4.1.5 Salida de Agua Tratada: Una vez filtrada el agua puede ser liberada en el sistema de alcantarillado pues cumple con los parámetros y LMP establecidos en la normativa. 23
4.1.6 Flujo de Proceso del Sistema
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4.2 Mantenimiento
El mantenimiento del Lombrifiltro se deberá realizar con la periodicidad que sea necesaria, de manera de mantener la buena permeabilidad del sistema e impedir la aparición de vegetación en la superficie. Si se producen pozas de agua en alguna zona del lombrifiltro, se deberá rastrillar la superficie del lecho para así aumentar la permeabilidad del mismo. Además se tiene contemplado retirar el humus de la parte superior del lombrifiltro cuando se estime conveniente, aproximadamente 15 a 20 cm de la superficie deberán ser retirados y luego reemplazarlos por aserrín. Este proceso se deberá realizar siguiendo las siguientes operaciones: •
Cortar el riego de la zona donde se retirará material, lo cual permitirá
• •
que las lombrices emigren de estas zonas secas a las húmedas. Retira en forma manual la capa superior (5 cm según necesidad). Se rellena con material nuevo en forma homogénea.
Con una frecuencia de 4 meses se deberá adicionar viruta o aserrín al lecho por la disminución del estrato. En cuanto al sistema de riego, sólo requiere que el operador verifique el normal funcionamiento de las válvulas durante la operación del sistema. Por otra
parte,
el
sistema
de
difusores
giratorios
se
deberá
revisar
periódicamente, y en caso que se produzca la obstrucción de alguno de ellos, podrá ser destapado sin mayor dificultad por el encargado de la planta tomando las precauciones necesarias (implementos de seguridad, cierre de la válvula de la red de entrada al lombrifiltro correspondiente). El sistema de evacuación opera en forma gravitacional y requiere solamente de inspecciones visuales para comprobar su correcto funcionamiento o corregir obstrucciones. Los lombrifiltros, en caso de obstrucción se deberán varillar en la zona afectada de manera de solucionar el problema (problema muy poco frecuente).
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Ilustración 9: Lombrifiltro de la Planta CEXAS EMOS (Melipilla), Caudal = 90m3/día
Ilustración 10: Lombrifiltro Fjord Sea Food S.A.
Ilustración 11: Lombrifiltro de Cecinas Llanquihue
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5 REFERENCIAS
A.V.F. (2005). Proyecto Planta de Tratamiento de riles en Planta salmonera. Chile. Ambiental, I. (2013). www.lombrifiltro.cl. Recuperado el 23 de 12 de 2014, de http://www.lombrifiltro.cl/Lombrifiltro.html Bollo, J. (1999). Lombricultura: Una alternativa de reciclaje. Quito: Soboc Graphic. Bornhardt, C. (2003). Tratamiento de riles mediante Lombrifiltro. Temuco, Chile: Universidad de la Frontera. Cajas, S. (2009). Efecto de la utilización de Aserrín en combinación con estiércol bovino como sustrato en la producción de humus de lombríz. Riobamba, Ecuador: Escuela Superior Politécnica de Chimborazo. Carmona, C. (2010). Estudio del comportamiento de una Mezcla de Aserrín y grasa láctea de desecho. Valdivia: Chile. Díaz, V. (2003). Anatomía de la madera. Valdivia: Universidad Austral de Chile. Gómez, D. (2000). Diseño de Biofiltros y análisis de sensibilidad en aguas residuales. Federación Mexicana de Ingeniería Sanitaria y Ciencias Ambientales. Guzman, M. (2004). Estudio de Factibilidad de la Aplicación del sistema Toha en la Planta de Tratamiento de aguas servidas de Valdivia. Valdivia, Chile: Universidad Austral de Chile. Hernandez, P. (2005). Anteproyecto de construcción para aplicación de lombricultura al Tratamiento de Planta Llau Llao. Valdivia, Chile. Kusanovic, M. (2009). Planta de tratamiento de RILES. Punta Arenas, Chile: Universidad de Magallanes. Rodríguez, J. (2002). Ingeniería Ambiental, entre el reto y la oportunidad. Madrid: España. Rodríguez, P. (2011). Análisis de la Situación de las aguas servidas en zonas rurales de Chile y proposición de un sistema sustentable para su tratamiento. Santiago: Universidad de Chile. Salazar, P. (2005). Sistema TOHA una alternativa ecologica para tratamiento de aguas residuales en sectores rurales. Valdivia, Los Ríos, Chile: Universidad Austral de Chile. Schuldt, M. (2007). Vermiculture. Development and adptation to diverse climatic conditions. RedVet, 33.
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