&EPA DESCRIPCION United States Environmental Protection Agency Office of Water Washington, D.C. EPA 832-F-99-068 Septiembre de 1999 Folleto informativo de sistemas descentralizados Tratamiento y disposicion de residues septicos En 1990, la Oficina del Censo del Departamento de Comercio de los Estados Unidos (U.S. Department of Commerce, Census Bureau), estimo que el numero de las unidades de vivienda con tanques septicos o pozos de aguas negras en los Estados Unidos era 24.6 millones y que aproximadamente 5,500 millones de galones de residues septicos eran generados cada afio. El "residue septico" es el liquido y el material solido que se bombea de un tanque septico, un pozo de aguas negras, u otra fuente de tratamiento primario. La nata se acumula en la superficie mientras que el lodo se deposita en el fondo, abarcando del 20% al 50% del volumen total del tanque septico cuando este es bombeado. Un tanque septico retiene generalmente del 60% al 70% de los solidos, aceites, y grasas que pasan a traves del si sterna. Los residues septicos se clasifican de acuerdo al medio en el cual se generan. Este folleto se centrara solamente en los residues septicos de tipo domestico. Las actividades de tratamiento y disposicion de los residues septicos domesticos se rigen por el Codigo de Normas Federates de los Estados Unidos (40 CFR), Parte 503. Ademas de las regulaciones federates y las del estado, las municipalidades tambien pueden establecer normas locales para las actividades de manejo, tratamiento, y disposicion de los residues septicos. Existen diversas metodologias para el tratamiento y la disposicion de los residues septicos, la cuales involucran el uso de instalaciones de propiedad privada o publica. Las municipalidades de mayor tamafio tienen la capacidad para administrar todo el proceso, desde el manejo y el tratamiento hasta la disposicion final, mientras que otras municipalidades optan por utilizar instalaciones privadas para asi reducir algunas de las demandas involucradas en la operation de una instalacion. La aplicacion al terreno de los residues septicos, despues de un tratamiento adecuado, es tambien una option muy comun. Caracteristicas de los residues septicos Los factores que afectan las caracteristicas fisicas de los residues septicos son: el clima, los habitos del usuario, el tamafio del tanque septico, el disefio, la frecuencia de bombeo, las caracteristicas del suministro de agua y el material de las tuberias, asi como el uso de dispositivos de conservation del agua, trituradores de basura, productos quimicos caseros y compuestos reductores de la dureza del agua. La Tabla 1 enumera las caracteristicas y los limites de los residues septicos domesticos. ------- APLICABILIDAD Los residues septicos son altamente variables y de tipo organico, con niveles significativos de grasa, arena, cabello, y detritos. Los liquidos y los solidos bombeados de un tanque septico o de un pozo de aguas negras tienen un olor y un aspecto ofensivo, con una tendencia a formar nata cuando se agitan, y resistencia a la sedimentation y la deshidratacion. Los residues septicos contienen numerosas formas de virus, bacterias y parasites que causan diversas enfermedades. For esta razon los residues septicos requieren precauciones especiales de manejo y tratamiento. Sin embargo, los polimeros y acondicionadores quimicos disponibles hoy en dia han reducido considerablemente estos requisites. TABLA 1 CARACTERlSTICAS DE LOS PARAMETROS CONVENCIONALES DE LOS RESIDUOS SEPTICOS PH Coliformes totales Coliformes fecales 1.5 107/100mL 106/100mL 12.6 109/100mL 108/100mL Parametro Solidos totales Solidos volatiles totales Solidos suspendidos totales Solidos suspendidos volatiles Demanda bioqufmica de oxfgeno Demanda qufmica de oxfgeno Nitrogeno total Kjeldahl Nitrogeno amoniacal Fosforo total Alcalinidad Grasas Concentracion Mfnima 1,132 353 310 95 440 1,500 66 3 20 522 208 Maxima 130,475 71,402 93,378 51,500 78,600 703,000 1,060 116 760 4,190 23,368 Nota: Los valores presentados en la Tabla 1 se dan en miligramos por litro a menos que se indique lo contrario. Fuente: U.S. EPA, 1994. TABLA 2 CARACTERlSTICAS DE LOS RESIDUOS SEPTICOS Descripcion Tanque septico Pozo de aguas negras Inodoros portatiles Tanques aerobicos Tanques septicos de almacena- miento sin campos de percolacion, Remocion o bombeo 2-6 afios, pero puede variar debido a normas locales. 2-10 afios 1 semana a meses Meses a 1 ano Dfas a semanas Caracterfsticas Valores altos de DBO, solidos y nutrientes; nivel variable de sustancias toxicas (como los metales), materia inorganica (como la arena), olores, agentes patogenos, aceites y grasas Valores altos de DBO, solidos y nutrientes; nivel variable de sustancias toxicas y materia inorganica; algunas veces con alto contenido de partfculas de arena y grava, olores, agentes patogenos, aceites y grasas Niveles variables de DBO, solidos, materia inorganica, olores, agentes patogenos, y algunos productos quimicos Niveles variables de DBO, materia inorganica, olores, agentes patogenos, y alta concentracion de solidos Niveles variables de DBO, solidos, materia inorganica, olores y agentes patogenos; similar a los solidos en las aguas residuales no ------- general- mente un requisite local tratadas valores tipicos del disefio para el tratamiento y la disposition. La Tabla 2 resume las caracteristicas de los residues septicos segun sea su origen. Descripcion Pozos secos (asociados con zonas de infiltracion septica) Miscelaneos pueden presenter caracteris- ticas de los residues septicos Plantas privadas para el tratamiento de aguas residuales Estacion de bombeo de las aguas residuales de barcos Colector de arena. Colector de grasa Remocion o bombeo 2-6 afios Variable Variable Variable Semanas a meses Caracterfsticas Niveles variables de DBO, solidos, materia inorganica y olores Tanques septicos Inodoros portatiles Aceites, grasas, solidos, materia inorganica, olores, y DBO variable Aceites, grasas, DBO, solidos viscoses y olores Fuente: Septage Handling Task Force (1997), derechos de autor de la Water Environment Federation, utilizados con permiso. El manejo y la disposition de los residues septicos se basan en las caracteristicas y el volumen de los desechos septicos. El conocer esta information es tambien util para los propositos del disefio y para determinar los VENTAJAS Y DESVENTAJAS Ventajas La ventaja de utilizar plantas de tratamiento es que ellas proporcionan soluciones regionales para el manejo de los residues septicos. Desventajas • La posible necesidad de una instalacion de retention durante periodos en los cuales el terreno este congelado o saturado. • La necesidad de contar con un area remota relativamente grande para instalar el sistema septico. • Los costos de inversion y de operation y mantenimiento tienden a ser altos. • La posible necesidad de operadores expertos. • Algunas de las limitaciones a ciertas opciones de manejo de los residues septicos sin tratamiento incluyen la carencia de sitios disponibles y problemas potentiates por olores fetidos y agentes patogenos. Estos problemas pueden ser reducidos mediante procesos de pretratamiento y estabilizacion de los residues septicos antes de su aplicacion al terreno. ------- • Los residues septicos procesados en instalaciones de tratamiento de aguas residuales tienden a trastornar los procesos de estas si no se controla en forma correcta la adicion de los residues septicos, y ademas incrementan los requerimientos de manejo y disposicion de residues. CRITERIOS DEL DISENO Aplicacion superficial Los residues septicos pueden ser aplicados al terreno como fertilizantes y como acondicionadores del suelo. Las tasas de aplicacion dependen de la pendiente, el tipo del terreno, la profundidad de aplicacion, la clase de drenaje y la carga hidraulica. Los residues septicos no deben ser aplicados previamente a eventos de lluvia o durante estos, ni en un terreno congelado. For esta razon se requiere de instalaciones para el almacenamiento temporal. Algunos estados requieren que los residues septicos sean desinfectados antes de su aplicacion. • Irrigacion con surcos. Este metodo se utiliza en terrenos relativamente pianos, con pendientes no may ores del 0.5% al 1.5%. En este metodo de disposicion, los residues septicos pretratados se aplican directamente a los surcos o a las hileras de cosechas que no sean para el consume humano directo. • Esparcimiento por medio del camion transportador. Los residues septicos se aplican al terreno directamente desde el camion transportador que tiene una placa de salpicado para mejorar la distribution. El mismo camion que bombea el tanque septico puede ser utilizado para transporter y disponer de los residues septicos. • Esparcimiento por medio de un tractor y carro agricola. Los liquidos y solidos contenidos en los residues septicos son transferidos al equipo agricola para ser esparcidos. Esto permite la aplicacion de los liquidos o solidos de los residues septicos. Sin embargo, si los residues septicos no han sido estabilizados utilizando cal, los residues septicos deben ser incorporados al terreno dentro de un periodo de 6 horas. Incorporation subsuperficial • Irrigacion por rocio. Los residues septicos pretratados (por ejemplo tamizados) se bombean a una presion de 80 a 100 libras por pulgada cuadrada a traves de los inyectores y se aspergean directamente sobre el terreno. El riego por rocio se puede utilizar en terrenos empinados o desiguales, reduciendo al minimo el dafio ocasionado por los camiones. Es importante considerar los patrones de desplazamiento del viento y la ubicacion del lugar en donde se va a utilizar el metodo de riego por rocio debido a los olores ofensivos asociados con los residues septicos. Mediante el metodo de la incorporation subsuperficial los residues septicos no tratados se colocan justo debajo de la superficie del suelo, reduciendo los olores y riesgos a la salud mientras que aquellos fertilizan y acondicionan el terreno. Los residues septicos se pueden aplicar solamente en pendientes menores al 8%, y la profundidad del terreno a la capa freatica, en su punto estacional mas alto, debe ser por lo menos de 20 pulgadas (o segun lo dictaminen por las regulaciones locales). Se requiere de una instalacion de retention durante los periodos cuando el terreno esta humedo o congelado. Para prevenir la compactacion del terreno y permitir infiltration suficiente, no se ------- deben manejar equipos sobre el sitio antes de 1 6 2 semanas despues de la aplicacion. • Arado y recubrimiento del surco. Generalmente, se utiliza un arado de vertederas con ruedas de surco y cuchillas. La lamina de la cuchilla corta el terreno delante del arado. El liquido de los residues septicos se descarga de un tanque en un surco estrecho de aproximadamente 15 a 20 centimetres de profundidad, el cual es recubierto despues por un segundo arado. • Inyeccion subsuperficial. El liquido de los residues septicos se inyecta en una cavidad estrecha creada por una herramienta de arado. La abertura tiene aproximadamente 10 a 15 centimetres de profundidad. Algunos equipos hacen el cierre forzado del corte de inyeccion. Metodo de entierro El entierro de los residues septicos incluye la disposicion en lagunas de retencion, zanjas, y rellenos sanitarios. Existe un alto potencial de produccion de olores durante la aplicacion de los residues septicos hasta cuando se recubren con una capa final. Es esencial seleccionar el lugar adecuado para la disposicion no solo para el control de olores, sino para evitar la contamination de las aguas subterraneas. Lagunas de retencion. Los residues septicos se depositan en capas pequefias consecutivas de 15 a 30 cm en estas lagunas de disposicion que tienen una profundidad maxima de 6 pies y que previenen la infiltration. Multiples lagunas reciben las cargas en forma secuencial para lograr el secado optimo. Para disminuir los olores, la tuberia de entrada de la laguna puede colocarse debajo del nivel liquido. • Zanjas. Zanjas multiples se llenan continuamente con los residues septicos en capas pequefias de 15 a 20 cm para lograr un secado optimo. A continuation, cada zanja se recubre con tierra (2 pies) y se abren nuevas zanjas. Otra option puede ser el dejar la zanja llena destapada para permitir que algunos solidos se sedimenten y se produzca la evaporation y el lixiviado de los liquidos. Los solidos, junto con algunos materiales del fondo y las paredes, son removidos y la zanja puede ser reutilizada. • Rellenos Sanitarios. Los problemas primarios que se necesitan considerar cuando se agregan residues septicos a un relleno sanitario son la produccion del lixiviado, el tratamiento y el olor. Por esto los residues septicos no deben ser colocados en los rellenos de zonas en donde la precipitation anual sea mayor a 90 cm, rellenos que no cuenten con instalaciones de prevention y control del lixiviado, o aquellos que no tienen roca subyacente de aislamiento. Cada area que se llena con residues septicos se debe cubrir con 15 cm de tierra cada dia y 2 pies de recubrimiento final dentro de la primera semana despues de colocar la ultima capa. En general, los rellenos sanitarios son costosos para la disposicion de residues septicos. Los residues septicos son resistentes a la deshidratacion y por esto se utilizan productos quimicos de acondicionamiento. La cantidad de productos quimicos utilizados se basa en la carga y sus caracteristicas. Una combination de cal y de cloruro ferrico se ha utilizado con exito, junto con determinados polimeros. Las plantas de tratamiento de los residues septicos tambien utilizan otros procesos para deshidratar los residues septicos ya acondicionados, tales como las prensas de tornillo, prensas de placa y armazon, prensas de cinturones, filtros rotatories de vacio, lechos de secado de flujo ------- por gravedad o asistido mediante suction, y lechos de secado de arena. Otra option factible de instalaciones para el tratamiento de los residues septicos es el compostaje para production de abono en localidades en donde los agentes de abultamiento se encuentran disponibles y se requieren productos humicos como acondicionadores del suelo. Si no se dispone de los agentes de abultamiento necesarios, este metodo puede ser costoso. Por esta razon, es preferible deshidratar los residues septicos antes del compostaje. Tratamiento en las plantas de tratamiento de aguas residuales. Descarga a un pozo del alcantarillado aguas arriba de la planta. Descarga a la cabecera de la planta. Incorporation al proceso de manejo de lodos. Incorporation a los procesos de manejo de la corriente liquida y de los lodos. OPERACION Y MANTENIMIENTO Aplicacion al terreno Las tres alternativas basicas para el tratamiento y disposition de los residues septicos son: la aplicacion al terreno, el tratamiento en plantas de aguas residuales, y el tratamiento en plantas independientes de tratamiento de residues septicos. • Aplicacion superficial. • Incorporation subsuperficial. • Metodo de entierro Tratamiento independiente en plantas de tratamiento de residues septicos • Laguna de estabilizacion. • Oxidation por cloro. • Digestion aerobia. • Digestion anaerobia. • Tratamiento biologico y quimico. • Acondicionamiento y estabilizacion. • Compostaj e para generar abono. La selection de la option apropiada para el manejo de los residues septicos depende de consideraciones tecnicas y de los requisites regulatorios. Algunos de los factores que influyen en el proceso de selection incluyen: la disponibilidad de terreno y condiciones del sitio, los requisites de zonas de separation, la distancia de transporte, el costo del combustible, el costo de la mano de obra, el costo de la disposition, y otros requerimientos legates y regulatorios. ------- Tratamiento independiente en plantas de tratamiento de residues septicos Las plantas de tratamiento de residues septicos utilizan diversos procesos tales como la oxidation por cloro, la digestion aerobia, la digestion anaerobia, y el tratamiento biologico y quimico. Muchas de las plantas de tratamiento de residues septicos tambien utilizan la cal para el acondicionamiento y la estabilizacion antes que los residues septicos sean deshidratados. El residue liquido puede ser descargado a una instalacion privada de tratamiento o recibir tratamiento adicional para luego ser descargado. Los solidos de los residues septicos se envian luego a un relleno sanitario, se usan en compostaje, se aplican al terreno, o se incineran. Cuando no se dispone del terreno adecuado y las instalaciones para el tratamiento de aguas residuales se encuentran demasiado distantes o no tienen la capacidad adecuada, se pueden utilizar las plantas independientes de tratamiento de residues septicos. Dichas plantas de tratamiento se han disefiado exclusivamente para el tratamiento de residues septicos y tienen muchos procesos unitarios para manejar las porciones liquidas y solidas contenidas en los residues septicos. La estabilizacion es un metodo de tratamiento que disminuye los olores, los niveles de organismos causantes de diversas enfermedades, y la probabilidad de putrefaction de los residues septicos. El pretratamiento/estabilizacion se logra por medio de los procesos fisicos, quimicos, o biologicos. A continuation se describen algunos de los metodos de estabilizacion de los residues septicos. Estabilizacion alcalina (cal) La cal viva u otro material alcalino es agregado al liquido de los residues septicos para incrementar el pH a 12.0 por un periodo minimo de 30 minutos. Aunque existe una gran variation en las caracteristicas de los residues septicos y los requerimientos de uso de la cal, la actividad de mezclado no es muy dificil; se utilizan aproximadamente de 20 a 25 libras de cal por cada 1,000 gal ones de residues septicos. Las tres metodologias principales de estabilizacion previas a la aplicacion al terreno son el agregar la mezcla de cal: 1) al camion de bombeo antes de que se bombeen los residues septicos; 2) al camion de bombeo mientras se bombean los residues septicos, o 3) a un tanque que almacena los residues septicos que son descargados de un camion de bombeo. Muchas veces, los residues septicos y la cal se pueden mezclar por medio de un sistema difusor o de dispersion de burbuja gruesa ubicado en el tanque o en el camion. En algunos estados se prohibe la utilization de los camiones transportadores en los procesos de estabilizacion. Se requiere de un tanque de almacenamiento separado para la mezcla de la cal y los residues septicos. Esto es benefico porque un tanque de retention separado permite que la mezcla sea mas uniforme y que las actividades de muestreo, supervision, y control sean mas faciles de realizar. Digestion aerobia Los residues septicos son aireados de 15 a 20 dias en un tanque abierto para lograr la reduccion biologica de los solidos organicos y una reduccion significativa de los olores. Los requerimientos del tiempo aumentan con las temperaturas mas bajas. Normalmente, esto no es una option rentable. ------- Digestion anaerobia Los residues septicos se retienen por 15 a 30 dias en un recipiente cerrado para alcanzar la reduction biologica de los solidos organicos. Generalmente, la digestion anaerobia no se utiliza a exception del co-tratamiento con lodos de aguas residuales. Sin embargo, una ventaja es que la digestion anaerobia genera el gas metano, el cual se puede utilizar para el calentamiento del tanque digestor o para otros propositos. Compostaje Los liquidos de los residues septicos o los solidos liquidos de los residues septicos son mezclados con un agente de abultamiento (por ejemplo, las virutas de madera, el aserrin) y son aireados mecanicamente o por volteo. La actividad biologica genera temperaturas que son lo suficientemente altas para destruir los agentes patogenos. El proceso de compostaje convierte los residues septicos en un material estable o material humico que puede ser utilizado como acondicionador del terreno. Este proceso tiende a crear olores que pueden ser un problema si no son manejados correctamente. Una vez que los residues septicos son estabilizados, estos son enviados a las instalaciones para tratamiento adicional o su disposition, segun se describe en las secciones subsiguientes. Aplicacion al terreno relativamente simple y economico que utiliza poca energia, y permite el reciclaje del material organico y los nutrientes al terreno. Con un manejo apropiado, los residues septicos domesticos representan un recurso que contiene nutrientes capaces de acondicionar el terreno y disminuir la dependencia de fertilizantes quimicos que se utilizan en las actividades agricolas. El manejo de los residues septicos maximiza las ventajas de esos residues y al mismo tiempo que protege la salud publica y el ambiente. La aplicacion al terreno incluye la dispersion de los residues septicos en el sitio utilizando los camiones de transporte de residues septicos, vehiculos especialmente disefiados para la aplicacion al terreno y carrotanques, los cuales realizan el riego usando los metodos de rocio, de surco, y de flujo laminar superficial. Tratamiento en plantas de tratamiento de aguas residuales Una option conveniente y atractiva para el tratamiento de los residues septicos es el realizar el tratamiento en una instalacion de tratamiento de aguas residuales. Los componentes de los residues septicos son similares a los de las aguas residuales domesticas, aunque los residues septicos son mas fuertes y concentrados. Las ventajas del tratamiento de los residues septicos en las plantas de tratamiento son el que muchas de estas plantas tienen capacidad para el manejo de cierta cantidad de residues septicos, y que centralizan las operaciones de tratamiento de desechos. Los cuatro metodos principales del tratamiento de los residues septicos en una planta de tratamiento de aguas residuales son: La aplicacion al terreno de los residues septicos es actualmente el metodo de disposition mas utilizado en los Estados Unidos. Es un metodo Descarga apozos del alcantarillado ------- Cuando los residues septicos son agregados a un pozo del alcantarillado aguas arriba de la planta de tratamiento se produce una dilution substantial de los residues septicos antes de que lleguen a la planta de tratamiento. Este metodo es factible solamente cuando se trata de alcantarillados y plantas de tratamiento grandes. El metodo es economico por cuanto el disefio de la estacion receptora es muy simple. Sin embargo, existe la probabilidad de que la arena y los escombros se acumulen en el colector del alcantarillado y que se generen olores cerca del pozo de acceso. Descarga a la cabecera de la planta de tratamiento Los residues septicos pueden ser agregados al agua residual aguas arriba de los procesos de cernimiento y remocion de arena de la planta. Este metodo, asi como el mencionado anteriormente, es economico debido a que el disefio de la estacion de reception es muy simple. Este metodo permite ademas que el personal de la planta de tratamiento de aguas residuales tenga control del proceso de descarga de los residues septicos. Adicion al proceso de manejo de lodos Los residues septicos tambien pueden ser manejados como lodos y ser procesados con el lodo de la planta de tratamiento luego de realizado el pretratamiento en la estacion de reception. Este metodo reduce la carga de los procesos de la corriente liquida, y elimina la posibilidad de que se afecte la calidad del efluente. Sin embargo, podria presentarse un efecto adverse en los procesos de tratamiento del lodo, tales como el de la deshidratacion. La incorporation de los residues septicos al proceso de manejo de lodos tambien puede causar la obstruction de tuberias e incrementar el deterioro de las bombas si los residues septicos no son tamizados ni desarenados en la estacion de reception. Adicion tanto a los procesos de manejo de la corriente liquida como de los lodos Los residues septicos pueden tambien ser pretratados para separar las fracciones liquida y solida, las cuales se procesan en forma correspondiente. Esto produce un lodo mas concentrado para ser procesado, y reduce la carga organica de los procesos de corrientes liquidas y la carga hidraulica de los procesos del lodo. Se requiere el incremento de las operaciones de pretratamiento en la estacion de reception. COSTO Las consideraciones de costo no pueden ser generalizadas debido a la amplia gama de opciones disponibles para el manejo de los residues septicos. El costo de un sistema de manejo de residues septicos depende de los metodos de tratamiento y disposition utilizados, y de los requisites normativos del area en cuestion. Las personas o instituciones que administran un programa de manejo de residues septicos deben ser conscientes de las opciones de disposition y los costos involucrados. El costo promedio de las actividades de disposition (u honorarios) generalmente fluctua entre 3 y 6 centavos por gal on. ------- REFERENCIAS Brown, D. V. and R. K. White. Decemberl977. "Septage Disposal Alternatives in Rural Areas." Ohio Agricultural Research and Development Center. Research Bulletin 1096. Cooperative Extension Service. The Ohio State University Extension Bulletin 624. Daniel Balboa Director at Large Balboa Septic Design 3470 Jack C. Hays Trail Buda, TX78610 La mention de marcas o de productos comerciales no significa que la Agencia de Protection Ambiental de los Estados Unidos apruebe o recomiende su uso. Septage Handling Task Force. 1997. Septage Handling. Water Environment Federation (WEF) Manual of Practice No. 24. WEF. Alexandria, Virginia. For more information contact: Municipal Technology Branch, U.S. EPA, Mail Code 4204, 401 M St., S.W., Washington, D.C., 20460 Para mayor information, contactarse con: Municipal Technology Branch U.S. EPA Mail Code 4204, 401 M St., S.W. Washington, D.C., 20460 3. Ungvarsky, J. and K. Mancl. 1982. "Septage Use and Disposal." Special Circular 317.The Pennsylvania State University. College of Agriculture, Extension Service. 4. U. S. EPA, 1984. Handbook: Septage Treatment and Disposal. EPA Municipal Environmental Research Laboratory. Cincinnati, Ohio. EPA-625/6-84-009. 5. U.S. EPA, 1994. Guide to Septage Treatment and Disposal. EPA Office of Research and Development. Washington, D.C. EPA/625/R-94/002. INFORMACION ADICIONAL Lisa Dvello Director at Large Town of Flower Mound 2121 Cross Timbers Road Lewisville, TX 75028 ------- |