Aguas grises sin tierra. Un sistema de aguas grises de lodos activados de cinco etapas en tambores.
Sistema de tratamiento de aguas grises fabricado con tambores de 55 galones. Este es, esencialmente, un sistema de aguas grises de lodos activados de cinco etapas . Las aguas grises se procesan biológicamente para reciclarse y utilizarse en paisajismo decorativo .
En lugar de escribir un "procedimiento" general para este tipo de sistema de aguas grises, comenzaré con un artículo del tipo "esto es lo que hice".
Contenido
Evaluar las necesidades de los clientes.
Este cliente vive en una zona de alta sequía del norte de California cuyo pozo se seca durante los meses de verano del año. Grandes tanques de almacenamiento amortiguan las necesidades de agua de la propiedad durante todo el año. Sin embargo, todavía es necesario transportar agua en camiones varias veces durante la estación seca. El propósito de este sistema de aguas grises es minimizar el impacto de regar medio acre de paisaje decorativo que rodea la casa mediante el reciclaje del agua usada. Dependiendo del clima, se estima que se necesitan entre 100 y 200 galones por semana para jardinería. El sistema debe requerir poco mantenimiento, ser fácil de usar y tener suficiente almacenamiento para riegos regulares. Y abastecer el 100% de las necesidades de hidratación del paisajismo durante la temporada de sequía.
Estudio topográfico
La casa es de dos pisos. Las aguas grises producidas en el segundo piso tienen altura suficiente para alimentar por gravedad todo el proceso de tratamiento del sistema planeado. Los desagües del primer piso son demasiado bajos para un sistema de aguas grises con alimentación por gravedad y no formarán parte de este plan de tratamiento. El segundo piso tiene una gran cocina con lavavajillas, lavadora y dos baños. El primer piso tiene una pequeña cocina y un baño. La mayor parte del potencial de aguas grises se produce en el segundo piso.
Desviando las aguas grises
Todos los desagües de aguas grises del segundo piso se volvieron a instalar en una tubería común. Se instaló una válvula en estrella para dirigir las aguas grises al sistema de tratamiento de aguas grises o al sistema séptico. En la imagen siguiente, las dos válvulas determinan por dónde fluye el agua. La válvula izquierda (en el centro de la imagen) desciende al tanque séptico. La válvula derecha dirige al sistema de tratamiento de aguas grises. Cualquier modernización de aguas grises debe mantener la opción de volver al sistema original.
Si los residentes necesitan usar limpiadores químicos que se van por el desagüe, tener la opción de cambiar a un sistema séptico salvará la salud de un sistema biológico de tratamiento de aguas grises. Además, si el sistema de aguas grises requiere mantenimiento, es realmente agradable no tener agua de segunda mano fluyendo hacia usted. Este sistema de aguas grises se apaga durante los meses de lluvia. Al instalar tuberías, siga los códigos locales. La mayoría de ellos están ahí por muy buenas razones. Esta modernización mantiene toda la ventilación de tubería requerida y cumple o excede los requisitos mínimos de pendiente de tubería. En algún lugar en línea investigué los estándares residenciales y comerciales de California. Estos estándares requieren que cualquier diámetro de tubería menor o igual a 2" tenga una pendiente de 1/4" de caída/pie. Y cualquier diámetro de tubería mayor o igual a 3" tiene una pendiente de 1/8" de caída/pie.
Desde la válvula en estrella, las aguas grises viajan por una tubería de 4" hasta las cámaras de procesamiento (tambores de 45 galones) en un gallinero retirado.
Para permitir que se abra la tapa del primer tambor, el bajante gira hacia arriba y fuera del camino mediante un conjunto de adaptadores de tubo roscados macho y hembra acoplados inclinados en el tubo de 4". Están lo suficientemente flojos como para girar con facilidad y firmeza. lo suficiente para que su fricción mantenga la bajante en la posición deseada.
La bajante está diseñada para crear un sello bastante hermético con la tapa del tambor. Quería minimizar el potencial de influencias externas imprevistas que pudieran dañar el sistema.
Tratamiento de aguas grises
Este es el corazón del sistema de tratamiento de aguas grises. Las aguas grises ingresan por la bajante de la izquierda y se vuelven progresivamente más limpias a medida que pasan a través de cada tambor de izquierda a derecha.
En su mayor parte, una flora sana de bacterias aeróbicas es la que realiza la limpieza. Después de una siembra inicial de bacterias beneficiosas, se requiere una fuerte aireación para mantener el sistema funcionando bien. El primer tambor, que contiene el agua más sucia, recibe la mayor aireación. Mi tasa objetivo para los dos primeros tambores es 300 litros por hora (Lph). Eso es aproximadamente 7,5 Lph por galón de agua, lo que se acerca a la tasa de aireación objetivo para los sistemas municipales de tratamiento de aguas residuales con lodos activados. Los dos tambores siguientes reciben alrededor de 240 Lph o 6 Lph/gal.
Una forma en que este sistema se diferencia de un sistema típico de lodos activados es que no hay un período de sedimentación separado. Los desechos de los desagües de la casa y los grandes flóculos se depositan en el fondo de cada tambor. Parte del mantenimiento habitual consiste en drenar los lodos que se acumulan en el fondo de cada bidón dos o tres veces al verano. En la imagen a continuación, las tuberías y válvulas de 2" facilitan este mantenimiento. Una a la vez, abra cada válvula durante aproximadamente 10 a 15 segundos. En la parte inferior de cada tambor, se instaló un drenaje de piso de tamaño industrial. A unos pocos pies Debido a la presión del agua, los grandes desagües y tuberías de desagüe crean una buena succión y los sedimentos son absorbidos, los desagües conducen a un viejo roble cercano.
Nota al margen
Al escribir esto, he pensado en una mejora de este sistema combinado de aireación/sedimentación. Tal como están las cosas, el agua que sale de este sistema es bastante clara. Pero para mejorarlo aún más, cuando tenga la oportunidad, levantaré la piedra difusora desde abajo, progresivamente más arriba en cada tambor. La aireación de las piedras de aire crea una turbulencia considerable (consulte la imagen a continuación) en sus velocidades de flujo, por lo que solo los flóculos y desechos más grandes se depositan en el fondo. Una región no turbulenta debajo de las piedras de aire permitiría una mayor sedimentación y agua más limpia en el exterior. En el primer tambor, levantaré la piedra sólo unos centímetros. Cuanto más profunda es la aireación, mayor es la concentración de oxígeno disuelto debido al aumento de la presión del agua y al tiempo de contacto que tienen las burbujas con el agua antes de llegar a la superficie. Levantaré la piedra difusora unas 6 pulgadas en el segundo tambor y unas 12 pulgadas en los dos últimos tambores. No lo he calculado, pero supongo que el alto caudal de O2 en estos tambores hará que la diferencia de altura sea bastante insignificante. El movimiento ascendente de las burbujas de aire mantendrá un ciclo de flujo de agua a través del tambor que transportará continuamente agua oxigenada desde arriba hacia abajo del aireador. Entonces, debajo de los aireadores, el agua fluirá continuamente, pero la turbulencia de arriba no evitará que los flóculos más grandes se asienten. APÉNDICE: Levantar las piedras de aire como se describe mejoró la claridad de la salida de agua y no parece tener ningún inconveniente.
Continuado...
Transferencia de agua de un tambor a otro a través de una tubería de irrigación de 1 pulgada empujada a través de un orificio de 15/16 de pulgada y un codo de 90 grados (vea el codo entre los dos tambores a continuación). Se necesita algo de fuerza para pasar la tubería de riego, pero el sello es hermético y ahorra el costo de costosos accesorios de mamparo, que generalmente se usan para abrir un agujero en un tanque. Además, estos orificios se perforan en la curva donde el tambor comienza a estrecharse hacia la tapa. Estar en la curva obliga a la tubería de riego a inclinarse hacia abajo en el agua, minimizando la posibilidad de que los aceites y la espuma de la superficie se transfieran de un tambor a otro. Y dado que los flóculos tienden a hundirse en lugar de flotar, hay menos posibilidades de que fluyan por la tubería de riego hasta el siguiente tambor.
En el último tambor, el agua sale a otra tubería de riego, ésta inclinada hacia arriba (ver imagen abajo a la derecha). Conduce al tanque de almacenamiento de 500 galones. La abertura en esta tubería está más alta que todas las demás tuberías de tambor a tambor y establece el nivel del agua en todos los tambores. A medida que las aguas grises fluyen hacia el sistema desde la casa, el agua es empujada progresivamente a través del sistema y sale por la superficie del tambor final. Actualmente, esta tubería roza la superficie del último tambor, que está bastante procesado y limpio, pero creo que en su lugar pondré un codo en esta tubería para extraer agua desde una o dos pulgadas por debajo de la superficie.
El agua sale del gallinero hacia el tanque de almacenamiento de 500 galones a unos 30 pies colina abajo. Aquí puede ver la tubería del tambor al tanque de almacenamiento, el drenaje de mantenimiento, la tubería de retorno de aguas grises tratadas y presurizadas que regresan a la casa y la manguera de aireación que llega a los tambores.
Almacenamiento de aguas grises
Aquí es donde el agua de los bidones ingresa al tanque de almacenamiento. El otro tubo es el desagüe de rebosadero, que actualmente conduce también al viejo roble. Pero, dado que se trata el desbordamiento, estoy pensando en planes para dirigirlo a una serie de estanques de jardín cercanos que actualmente no se utilizan. El primer estanque pequeño servirá como humedal ornamental para el tratamiento del agua antes de desembocar en un estanque más grande cercano.
Hardware
El tanque de almacenamiento también está oxigenado para mantener las condiciones aeróbicas, manteniendo el agua "saludable" hasta que se utilice para riego de jardines. El tanque de almacenamiento se está aireando a un ritmo de alrededor de 2300 Lph. Aproximadamente 4,5 Lph/gal. Ha pasado más de un año desde que se construyó el sistema actual y estoy muy contento con el rendimiento de la bomba de aire. Es una bomba de aireación de estanques Airtech 40. Afirman que fabrican las bombas de aire más eficientes del mercado y es la única empresa que pude encontrar que publica abiertamente sus curvas de rendimiento. Puede verlo montado en la parte superior del tanque de presión del pozo flotec. Casualmente coinciden. El Airtec no está aprobado por UL para uso en exteriores, así que lo puede ver con la carcasa de mi bomba improvisada que la protege de cualquier agua que pueda filtrarse desde el techo del aviario y también sirve como deflector para evitar que entre polvo en el filtro de aire de la bomba . Con suerte, el filtro de aire durará más gracias a esto. La carcasa es un balde recortado de 5 galones montado en los herrajes de la lámpara que evita que toque la bomba vibratoria. La bomba es bastante silenciosa a menos que haya algo contra lo que vibre.
El sistema que se muestra aquí en el flujo de salida del tanque de almacenamiento es una bomba de chorro Flotec de ¾ hp, un tanque de presión Flotec de 40 gal que proporciona una presión de agua continua de 30 a 50 psi a un par de grifos designados para aguas grises en la casa para riego.
Recientemente agregué un interruptor de flotador y un interruptor de corte separado a la bomba de chorro. El interruptor de flotador se muestra en sólo unas 10 pulgadas de agua. Está atado para abrir el circuito cuando el nivel del agua baja a aproximadamente 4 pulgadas. No cierra el circuito hasta que el nivel del agua vuelve a llenarse hasta aproximadamente 10 pulgadas.
Refacción
Recientemente, el flujo de aguas grises se cambió al sistema séptico para realizar algún mantenimiento, pero no se volvió a cambiar una vez finalizado el mantenimiento. El riego continuó con normalidad, drenando el tanque de almacenamiento y la bomba de chorro funcionó durante dos días sin agua. Se calentó y derritió los adaptadores de PVC que entraban y salían de la bomba. Afortunadamente, no fue necesario reemplazar la bomba porque tiene un interruptor de temperatura incorporado que se apaga antes de que sus propios componentes se derritan o quemen. Sólo fue necesario reemplazar las tuberías que rodean la bomba. El interruptor de flotador simplemente corta la energía a la bomba si el tanque baja demasiado, evitando este tipo de problema en el futuro. También instalé el interruptor de corte manual en la bomba de chorro después de darme cuenta de que cualquier mantenimiento requerido para la bomba de chorro significaba apagar también la alimentación de la bomba de aire. Ahora no es necesario interrumpir la aireación de todos los bidones y del tanque de almacenamiento si es necesario realizar algún trabajo en la bomba de chorro. La imagen (arriba a la derecha) muestra el interruptor maestro y la salida que alimentan la bomba de aire arriba y la caja de interruptores de la bomba de chorro abajo. El interruptor de flotador está cableado en línea en esta caja de interruptores inferior. Los manuales de todos los equipos están empaquetados en bolsas con cierre hermético y grapados a la pared para mayor comodidad en caso de que alguien menos familiarizado con el sistema necesite trabajar en él en el futuro.
Reemplazar las tuberías para este problema fue una tarea bastante simple, gracias a una planificación previa cuando se construyó el sistema. Volviendo a mirar la imagen detallada de la bomba de chorro, la válvula roja en el flujo de salida del tanque me permitió trabajar en las tuberías sin perder más agua del tanque. Y los adaptadores de conexión rápida (grises, de mayor diámetro) antes y después de la bomba permitieron reemplazar solo las secciones dañadas por el sobrecalentamiento. Además, los adaptadores de tubería con rosca macho-hembra acoplados antes del manómetro evitaron que tuviera que reemplazar todo el conjunto del manómetro. Volviendo a la bomba de aire, al diseñar las tuberías neumáticas hasta las piedras de aire, usar una tubería de riego parecía ser la forma más rentable de cubrir la distancia, cercana a los 50 pies. En la imagen de abajo, el tubo de irrigación (que necesita una abrazadera para tubería) se empuja hacia la boquilla de la bomba de aire.
Distribución del aire
Desde el tubo de irrigación, utilicé una perforadora con púas y púas de riego por goteo estándar de 1/8" para conectar el tubo. A partir de ahí, utilicé el tubo de vinilo más caro que normalmente se usa para las piedras difusoras. La mayoría de las piedras difusoras tienen boquillas de 1/4". . Ahorré en adaptadores simplemente empujando el tubo de vinilo de 1/8" dentro de tubos de vinilo de 1/4", como se puede ver en la imagen a continuación. La primera piedra difusora es más grande y tiene una boquilla de 3/8".
Ciertamente no es el más elegante y probablemente tenga algunas fugas menores, pero funciona.
Programa de mantenimiento
Mensual
Una vez al mes, abra los dos primeros tambores y saque los aceites que se hayan acumulado con un skimmer para piscina. La mayor parte está en el primer tambor y el segundo tambor generalmente solo tiene un par de rastros.
Todos los demás meses
Como se mencionó anteriormente, succione el sedimento en el fondo de los tambores. Abra cada válvula, una a la vez, durante 5 a 10 segundos. Limpiar las piedras difusoras. Apague la bomba de aire. Levante las piedras difusoras y sáquelas de los tambores y tanques. Remoje cada piedra difusora durante uno o dos minutos en ácido muriático (limpiador de filtros de piscina) usando un recipiente de plástico (graba el vidrio). Se requiere protección para los ojos y la piel. Lea la etiqueta.
comienzo de temporada
Inspeccione visualmente todas las tuberías, los cables eléctricos y la bomba de chorro. Limpie o reemplace el filtro de aire en la bomba de aire. Cambie las válvulas de drenaje del sistema séptico al de aguas grises.
Encienda el sistema.
Siembre el sistema con bacterias aeróbicas beneficiosas. Una botella de K-87 es suficiente (ver más abajo). Cuando el primer tambor esté al menos hasta la mitad, vierta unas cucharadas. Siembre el sistema nuevamente cuando el agua llegue al tanque de almacenamiento vertiendo la botella de manera uniforme entre los cuatro tambores. He estado usando el digestor de jabón K-87 de Roebic Laboratories . La ferretería local tiene varios productos Roebic. Cuando comencé a construir este sistema, llamé a la empresa y les pregunté cuáles de sus productos contenían más bacterias digestivas aeróbicas. K-87 fue su respuesta. Al mirar su sitio web ahora, parece que han agregado el producto perfecto a su línea, Air-O-Pak.
Al final de la temporada
Cambie las válvulas de drenaje al sistema séptico.
Limpiar las piedras difusoras.
Frote las paredes de cada tambor y tanque de almacenamiento con un cepillo de mango largo. Drene completamente los tambores y el tanque de almacenamiento. Déjalos abiertos hasta que estén completamente secos, luego ciérralos hasta la próxima temporada de sequía. Apague el suministro de energía al sistema.
Mejoras potenciales
Estoy considerando agregar algunos medios bacterianos a los dos últimos tambores, creando una superficie significativamente mayor para que se adhieran las bacterias. Los requisitos de este sistema son un bajo costo de operación y un fácil mantenimiento. Una idea que escuché, que me gusta y que estoy considerando es reutilizar botellas de plástico viejas. Es necesario cortar los fondos para que pueda pasar el flujo de agua aireada. Las botellas más pequeñas tienen más superficie respecto al volumen que las botellas más grandes. Tirar las botellas directamente a los tanques haría que la limpieza y el mantenimiento fueran una molestia. Me pregunto si hay disponibles bolsas de malla de plástico grandes (alrededor de 10 galones), como una versión más grande de las que suelen venderse las cebollas en el supermercado. Llenar uno de esos con botellas de plástico sin fondo y colgarlas en el tambor con un gancho sujeto a la tapa podría funcionar bien. Sería fácil de quitar y fácil de reemplazar. Y las botellas vacías no cuestan nada.
Prueba de calidad del agua
Finalmente logré hacer que se analizara el laboratorio de efluentes de aguas grises. Tomé muestras de las aguas grises de la manguera que se usa para regar el jardín después de dejarla correr durante unos 5 minutos. Dejé correr el agua para eliminar el agua estancada que pudiera haber estado en la manguera y la plomería.
Elegí tres pruebas que darían una idea bastante clara de la calidad general del agua: la demanda biológica de oxígeno (DBO), la demanda química de oxígeno (DQO) y el recuento de coliformes fecales. Me gustaría haber tenido un recuento total de coliformes, además de realizar las cuatro pruebas en las aguas grises antes de que pasaran por el sistema para compararlas. Pero las tres pruebas por sí solas costaron 150 dólares, así que me comprometí. Las pruebas fueron tomadas el 5 de septiembre de 2007; El final del verano. El pozo de esta propiedad había estado seco durante un par de meses y se estaba comprando agua potable. Entonces el hogar estaba siendo muy conservador con el uso del agua. Generalmente, ser conservador significa una menor dilución de la suciedad y los jabones que van por el desagüe al sistema de aguas grises. Entonces podemos asumir que el agua tratada estaba sucia. No sé qué tan sucio porque nunca lo he probado; Probablemente fue peor de lo normal y mucho peor de lo que muestran los resultados aquí para el agua tratada.
Resultados de laboratorio
| Análisis | Resultados |
|---|---|
| DBO 5 a 20 grados C mg/L (Métodos estándar, 20.ª ed . 5210) | < 5,0 |
| DQO mg/L (HACH 8000) | 32 |
| Colifom Fecal MPN/100ml | 23 |
Pido disculpas por no haber investigado para decirles lo que significan estos números. Si alguno de los que leen esto está familiarizado con las pruebas de calidad del agua y pudiera ofrecer su experiencia, se lo agradeceríamos.
Fig 1: Válvulas de aguas grises y alcantarillado debajo de la casa.
Fig 2: Tubería que viene del sistema de aguas grises.
Fig 3: Tubería de aguas grises a lo largo de la cerca. (la pendiente es hacia abajo, pero se ve diferente porque la cerca es más empinada que la tubería)
Fig 4: Aguas grises en el primer tanque.
Fig 5: Los cuatro tanques de tratamiento de aguas grises de 55 galones.
Fig 6: Aireación en los primeros dos tanques de tratamiento de aguas grises de 55 galones. (Observe la mayoría de las burbujas en el primer tanque).
Fig 7: Tomas de asentamiento para los cuatro tanques de tratamiento de aguas grises con tambor de 55 galones.
Fig 8: Aguas grises procesadas saliendo del sistema de tratamiento y dirigiéndose hacia el tanque de retención aireado de 500 galones.
