Subsurface flow constructed wetland for greywater/es

Aguas grises

Las aguas grises , también conocidas como aguas grises, son todos los efluentes de un hogar, excepto los de los inodoros, que a veces se denominan "aguas negras". En algunos lugares, los efluentes de los fregaderos de la cocina tampoco se consideran aguas grises debido a su alta DBO . Además, si las aguas grises se retienen durante demasiado tiempo (más de 24 horas en climas templados), se convierten en aguas negras.

El agua que sale de nuestros hogares contiene nutrientes y valor. También puede contener patógenos o sustancias químicas agresivas, por lo que debemos tener cuidado. Reutilizar el agua que usamos para tareas como ducharnos nos permite recuperar parte de ese valor para cultivar plantas y recargar el nivel freático.

Humedal subterráneo

Como su nombre lo indica, un humedal artificial de flujo subterráneo significa que las aguas grises fluyen por debajo del medio de cultivo. Generalmente, un humedal de flujo subterráneo es un sistema de absorción; en la celda contenedora hay una capa base de piedra grande (de 10 cm o más), una capa de grava (de 9,5 a 19,5 cm), una tela filtrante, una capa de arena (la absorción), y una capa de sustrato de cultivo con plantas. Con el tiempo, se forma una película biológica sobre la filtración de grava y arena y las raíces de las plantas dentro del sistema; esto, junto con la absorción de las plantas, es lo que proporciona el tratamiento de las aguas grises. Una vez que pasa por el sistema, el agua generalmente sale clara y puede utilizarse para riego, cisternas de inodoros u otros usos no potables.

Componentes

Fontanería

El sistema de plomería depende en gran medida de sus necesidades y del sistema de plomería existente. Existen muchas posibilidades, como simplemente captar la plomería del lavabo del baño. Otra buena opción para captar gran parte del agua es la plomería dual para captar las aguas grises, pero que permite instalar una válvula para que las aguas grises se desvíen al alcantarillado si es necesario.

de pendiente

Las normas exigen que cualquier tubería con un diámetro menor o igual a 2" tenga una pendiente de 1/4" de caída por pie. Y cualquier tubería con un diámetro mayor o igual a 3" tenga una pendiente de 1/8" de caída por pie. ^{[ Se requiere verificación ]}

Tanque de compensación

El tanque de compensación tiene cierto volumen para absorber un flujo alto, como cuando todos se duchan y se lavan a la vez. Esto es necesario porque la contrapresión de un sistema subterráneo es relativamente alta y, por lo tanto, ralentiza el flujo de agua. La tubería del sistema de aguas grises proporcionará cierta capacidad de compensación, pero existe el riesgo de que el agua se desborde hacia la casa. No conviene correr el riesgo de que se desborde hacia la casa.

Tratamiento primario

El tratamiento primario de sólidos filtrados y la captura de grasas es importante para mantener un flujo subterráneo eficiente y un humedal artificial para el tratamiento de aguas grises. Es posible combinar el filtro, la trampa de grasas y el tanque de sedimentación en un solo sistema. Cada componente cumple una función diferente y presenta distintas necesidades de mantenimiento.

Filtrar

Un filtro mantiene los trozos de materia orgánica fuera del humedal construido filtrándolos directamente.

Estos trozos orgánicos pueden obstruir el humedal si se les permite entrar. Además, tienen una DBO muy alta .

Los filtros suelen necesitar limpieza semanal o según sea necesario. Construya el filtro de forma que sea fácil de desmontar.

Trampa de grasa

Una trampa de grasa evita que la grasa y la grasa entren en el humedal construido, al proporcionar una barrera para el material flotante.

La grasa y la manteca pueden cubrir las superficies del humedal construido y reducir en gran medida la capacidad de tratamiento del sistema, si se permite que entren en el humedal.

El colector de grasa debe limpiarse semanalmente o según sea necesario. Empezará a tener mal aspecto rápidamente.

Tanque de sedimentación

Un tanque de sedimentación permite que partículas más pequeñas se sedimenten antes de ingresar al humedal, al proporcionar un tiempo de velocidad de agua lenta.

Estas partículas más pequeñas pueden obstruir lentamente la entrada del sistema, si se les permite pasar a través del pretratamiento.

El tanque de sedimentación debe inspeccionarse semanalmente y limpiarse cada pocos meses o según sea necesario.

Humedal construido subterráneo

Las aguas grises se vierten en el humedal subterráneo construido, donde se filtran mediante procesos biológicos. Estos procesos incluyen las plantas del humedal, las bacterias que viven sobre y alrededor de la vegetación, y la descomposición de los sólidos sedimentados.
El compartimento principal está compuesto por grava y arena, y la vegetación crece sobre la capa superior de mantillo o tierra fértil. Las aguas grises fluyen por el sistema bajo la superficie del suelo, lo que elimina el riesgo de charcas estancadas y la reproducción de mosquitos. El agua fluye desde la fuente hasta el nivel de grava del humedal, pasando lentamente por él y saliendo al mismo nivel que entra. El efluente se vierte por gravedad al suelo, donde se utiliza para riego y para el suministro de aguas superficiales o subterráneas.

Existen numerosos diseños diferentes de humedales artificiales subterráneos. A continuación se presentan algunos ejemplos:

Zona de humedal

La superficie del humedal debe ser suficiente para tratar las aguas grises hasta alcanzar la calidad deseada. El nivel de tratamiento debe basarse en el uso final previsto del agua tratada. Consulte la sección "Dimensionamiento del sistema" para obtener más información y consultar varios métodos de cálculo.

Revestimiento de estanque

El revestimiento del estanque protege el agua subterránea de la contaminación y puede no ser necesario en lugares con suelos arcillosos y de baja percolación.

Deflectores

Los deflectores pueden ayudar a proteger el sistema contra cortocircuitos, es decir, que el agua encuentre una ruta rápida desde la entrada hasta el escape.

de grava

La grava asegura que el sistema permanezca bajo la superficie, proporcionando más área de tratamiento (en la superficie de las rocas), reduciendo la atracción de vectores y protegiendo del contacto accidental con humanos.

Plantas

Las plantas deben ser plantas de humedales locales. Tales como:

• Botón de latón
• Junco
• Espadaña de hoja ancha
• Cola de caballo común
• Junco común
• Espartillo
• Lenteja de agua
• Jaumea
• Centella de los pantanos
• Romero de los pantanos
• Hierba de salmuera
• Hierba de sal
• Hierba flecha marina
• Juncia paraguas
• Perejil de agua
• Llantén de agua

Para encontrar plantas de humedales locales, busque zonas húmedas bajas. En climas secos, esto puede estar cerca de una fábrica, negocio o residencia con una corriente de efluentes semiconstante. Además, consulte Plantas emergentes para humedales artificiales para obtener más información

de toma descartada

Las tomas de agua de los humedales pueden variar según el uso final. El humedal puede alimentar un sistema de riego de drenaje francés (zanja cubierta con grava o roca), abastecer una caja de desagüe o alimentar un estanque. Algunos países y estados tienen normas y regulaciones sobre el uso de aguas grises. Es importante consultar los requisitos de su zona para determinar el tipo de sistema adecuado.

Dimensionamiento del sistema

Muchas variables afectan el dimensionamiento de un sistema de tratamiento de aguas grises en humedales artificiales . Por ejemplo, las altas temperaturas aceleran el procesamiento, la DBO alta requiere un mayor tiempo de retención, el uso superficial del efluente requiere un mayor tiempo de retención, etc. Asimismo, existen muchas maneras de dimensionar un sistema. En opinión de Lonny , dimensionar un sistema basándose en el tiempo de retención es engañoso, ya que la eficacia del tratamiento varía según el tipo de sistema y el entorno. En su lugar, se pueden utilizar reglas generales. Como alternativa, los cálculos de DBO y carga hidráulica se pueden utilizar de forma similar a como se hacen para dimensionar los pantanos de tratamiento de aguas residuales municipales. Este método se puede adaptar a aguas grises a pequeña escala.

Reglas generales

Algunas reglas generales simples pueden hacer que el dimensionamiento del sistema sea un procedimiento muy breve.

• Según Oasis Designs: de 1/2 a 1 pie cuadrado de humedal subterráneo por cada galón de aguas grises por día
• Según el Manual de Humanure 1ft3de humedales artificiales por cada 1 galón de aguas grises por día

Para que estas reglas generales coincidan, el manual de humedales debe referirse a una profundidad máxima de dos pies.

Entonces, para un sistema de 150 galones/día de aguas grises se necesitaría un sistema de humedal construido con una superficie de 75 a 150 pies cuadrados.

Método simple de carga de DBO

Pasos para determinar el tamaño según la carga de DBO:

1. Determinar la DBO del influente (convertir mg/l a lb/gal)
2. Reducir esa DBO para el tratamiento primario (%)
3. Determinar el caudal diario de aguas grises (gal/día)
4. Utilice la capacidad de tratamiento de humedales (45 lb/acre*día) ^{[ 1 ]}
5. Calcula el tamaño de tu sistema.

Entonces, para un sistema con 150 galones por día de aguas grises a 100 mg/l de DBO y una reducción de DBO del tratamiento primario del 40 %:

Porcentaje de reducción de DBO* para el tratamiento primario

100 mg/l * .6 = 60 mg/l

DBO en mg/l convertido a lb/gal

60 mg/l * 8,35x10 ^-6 (l*lb)/(mg*gal) = 5,01x10 ^-4 lb/gal

Caudal * DBO / Tratamiento

[150 gal/día * 5,01x10 ^-4 lb/gal] / [45 lb/(acre*día)] = 0,001669 acres

Convertir acres a pies cuadrados

.001669 acres * 43,560 pies ^cuadrados /acre = 72.7 pies cuadrados

El hecho de que esta cifra sea inferior a los 75 pies cuadrados calculados según las reglas generales, probablemente se deba a un tratamiento primario que no está incluido en las cifras de Oasis Design.

Método de carga de DBO (más riguroso)

El diseño y dimensionamiento de un humedal construido subterráneo se basa en la reducción de la demanda bioquímica de oxígeno (DBO). La DBO es un parámetro de calidad del agua que mide la cantidad de oxígeno necesaria para el funcionamiento de la actividad bioquímica (p. ej., bacterias aeróbicas) presente en el agua. Los niveles elevados de DBO en un sistema pueden reducir el oxígeno disponible y ser perjudiciales para la vida acuática. ^{[ 2 ]} La DBO promedio que ingresa al humedal de aguas grises se ha medido en 65 mg/L. ^{[ 3 ]} La DBO final en un sistema natural generalmente oscila entre 2 y 7 mg/L. ^{[ 4 ]}

Las tasas de eliminación de DBO se pueden calcular en función de la constante de velocidad de reacción para la temperatura adecuada utilizando la siguiente ecuación: ^{[ 5 ]}

kr=k20(1.06T−20)

donde

k _r = velocidad de reacción para una temperatura específica

k ₂₀ = velocidad de reacción a 20 °C

T = temperatura más baja en el sistema de humedales (°C)

La constante de velocidad de reacción varía según el sistema y las bacterias presentes. Un valor k mayor indica una descomposición más rápida de la DBO. ^{[ 2 ]} Para el diseño del humedal, se utilizó un valor _k₂ de 1,1 día⁻¹ ^{para la constante de velocidad de reacción. [ 4 ]} El área requerida para la reducción deseada de la DBO se puede calcular con base en el tiempo de retención, que es una remoción de orden logarítmico basada en la constante de velocidad de reacción e incluye el flujo, la profundidad y la porosidad del medio.

A=LW=Q[ln(C0/Cc)]krdn

donde:

A = Área (m)

L = Longitud (m)

W = Ancho (m)

Q = Caudal (m3/día)

CO ₌ Concentración inicial (mg/L)

C _c = Concentración deseada de efluente (mg/L)

d = Profundidad del medio de grava (m)

n = Porosidad del medio (-)

Calculadora de carga de DBO

Se ha diseñado una calculadora de Excel para humedales artificiales subterráneos residenciales que permite dimensionar un humedal según la carga de DBO y el clima de California. Esta calculadora puede utilizarse para residencias fuera de California; sin embargo, la información sobre las necesidades de agua de riego será irrelevante.

Para descargar la calculadora haga clic aquí , el archivo debe estar guardado y habilitado antes de su uso.

Advertencias

• No utilice un triturador de alimentos en el fregadero (también conocido como triturador de basura)
• Utilice jabones aptos para el jardín (sin bórax, etc.)
• más

Imágenes finales

Referencias