Diseño de sistema de humedales artificiales para el saneamiento del agua de la comunidad de Cochapata del Cantón Nabón ¿ Azuay - Ecuador

Abstract

[ES] En el presente trabajo se diseño un sistema de humedales artificiales subsuperficiales verticales y horizontales, para la depuración de vertidos domésticos de la comunidad de Cochapata, que por la ubicación geográfica se divide en dos sectores: Cochapata y Ñamarín, tomando en cuenta características propias de la zona. La implantación del sistema es distribuida, es decir se diseñan dos sistemas uno para cada sector. Con una vida útil de 25 años. Los humedales artificiales son sistemas económicos en comparación con otros tipos de depuradoras, la construcción civil es pequeña y su mantenimiento es sencillo; poseen una buena capacidad de depuración, ya que eliminan las sustancias contaminantes de las aguas residuales a través de mecanismos de absorción de las raíces de las plantas y por acción de microrganismos. El agua proveniente de las descargas domiciliarias entra a un sistema de pretratamiento que esta formado por: vertedero ubicado a la entrada de la planta con la finalidad de regular el caudal y la presión con la que llega el agua; un aliviadero que evita la sobrecarga de caudal en las instalaciones; canal de desbaste en donde se separan los grandes sólidos que son retenidos por las rejas; desarenador para la sedimentación discreta de partículas (arenas, gravas) con densidad y velocidad superior a las partículas putrescibles. El agua ingresa ahora a un tratamiento primario que consta de un tanque Imhoff que digiere los lodos producidos por la sedimentación a temperatura ambiente, el rendimiento del tanque Imhoff es del 50%. Luego de estos procesos, el agua ingresa a los humedales subsuperficiales de flujo vertical con flujo intermitente para mejorar la transferencia de oxígeno, estos sistemas potencializan la nitrificación, en el diseño se plantean tres tanques y el funcionamiento se realiza por etapas llenado, reposo y vaciado, los tanques verticales tienen tuberías de vertido, tuberías de aireación y recogida del efluente. Finalmente se diseña humedales subsuperficiales de flujo horizontal por donde el agua circula en forma horizontal, al colocarlos después de los humedales verticales se consigue la eliminación aproximada del 90% de materia orgánica y nutrientes. La recogida del efluente se hace por medio de una tubería de drenaje perforada colocada al fondo de la celda conectado con un tubo que atraviesa el talud hasta llegar a una arqueta de conducción y a una arqueta de salida. Se recomienda que para la construcción de estos sistemas los terrenos deben ser en lo posible planos, dependiendo de la calidad del suelo se pueden compactar, si el terreno es arcilloso, o se colocara geomembranas para impermeabilizar la zona del humedal, las plantas a sembrar deben ser propias de la zona para garantizar su crecimiento y proporcionar hábitat a insectos, animales y aves Se plantea también normas de mantenimientos tales como revisar periódicamente que el agua fluya adecuadamente, evitar encharcamientos y la poda de las plantas cuando empiecen a secarse para evitar que las hojas caigan al humedal y aceleren el proceso de colmatación, para ello se capacitará a las personas que operen estos sistemas.

[EN] In this project, it is designed a system of vertical and horizontal subsurface artificial wetlands, which depuration to treat domestic dumping in the Community of Cochapata. It is worth mentioning that due to the geographic situation, this community is divided into two fields, that is to say: Cochapata y Ñamarin, taking into account the own features of this area. The setting up of this system is distributed, that means that two systems are designed, one for each area with a projected life expectancy of 25 years. Artificial wetlands are inexpensive systems in comparison with other types of sewage treatment plants. Indeed, the civil engineering and building are not so huge and the maintenance is easy as well; at the same time, these artificial wetlands have a great capacity of depuration because they dispose of pollutant substances found in sewage water, through absorption mechanisms by the roots of the plants and for the effects of microorganisms. The water coming from the domestic unloading go into a pre-treatment system, which is made up for : A dump, located in the entrance of the plant so as to control the volume of flow and the water pressure ; A spillway that avoids the overload of volume of flow in the system ; A channel of roughing that consists in separating huge solids retained by grilles ; A sand trap that enables a modest sedimentation of particles such as sand or gravels with a density and a speed higher than putrefiable particles. Firstly, the water has a basic treatment in an Imhoff tank, that digest the muds produced by sedimentation at a room temperature. The output of the Imhoff tank is roughly 50%. Secondly, the water arrives in the vertical subsurfaces of vertical flow with intermittent flow, to improve the transfer of oxygen. These systems boost the nitrification. In the design, three tanks are set up and the working is carried out by different stages (filling up, settling and emptying). The vertical tanks have spilling pipes, aeration pipes and a collection of wastepipe Eventually, subsurface wetlands of horizontal flow are designed and the water flows in horizontal way. It is demonstrated that putting them after vertical wetlands, approximately 90% of organic matters and nutrients are eliminated. The wastepipe is collected by means of a drilling pipe placed at the bottom of the cell and connected to a tube, which goes through the slope to go to a conduction small chest and to an exit small chest. It is advised that for building these systems, the lands have to be as even as possible because according to the quality of the ground, the soil can be compacted, for example if the land is clayey. Geomembranes can be put, so as to waterproof the wetland area. The plants to sow have to be typical of this area to grow properly and provide insect, animals and birds with habitat. Some maintenance rules have to be implemented. For instance, taking care periodically that water flows properly, avoiding ponding and the pruning of the plants when they start to dry, so as to avoid that leaves drop into the wetland and speed the process of clogging. To solve these different problems, qualified people will be prepared to manage these systems