manual lombrifiltro

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TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES LOMBRIFILTRO Diseño, Implementación y mantenimiento Bach. Kelly A. Coila C. 01/01/2015 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

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Generalidades sobre la instalación de un Lombrifiltro basado en el trabajo de investigación del Dr. Toha (Chile)

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Page 1: Manual Lombrifiltro

TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

LOMBRIFILTRO

Diseño, Implementación y mantenimiento

Bach. Kelly A. Coila C.

01/01/2015

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

Page 2: Manual Lombrifiltro

ContenidoPRESENTACIÓN............................................................................................................................3

1 GLOSARIO.............................................................................................................................4

2 GENERALIDADES...................................................................................................................8

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

3 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

4 OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO........................................................................................17

4.1 Descripción del proceso.............................................................................................17

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 Mantenimiento..........................................................................................................20

5 REFERENCIAS......................................................................................................................22

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Page 3: Manual Lombrifiltro

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

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Page 4: Manual Lombrifiltro

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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Page 5: Manual Lombrifiltro

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 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.

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Page 6: Manual Lombrifiltro

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 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.

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Page 7: Manual Lombrifiltro

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.

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

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Page 8: Manual Lombrifiltro

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 (UV) transfiere energía electromagnética desde una lámpara

de vapor de mercurio al material genético del organismo (ADN o ARN). Cuando la radiación

UV penetra en las paredes de 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 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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Page 9: Manual Lombrifiltro

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)

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Page 10: Manual Lombrifiltro

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.

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

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Page 11: Manual Lombrifiltro

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 Eficiencia

Coliformes fecales 99%

DBO5 95%

Sólidos Totales 95%

Sólidos suspendidos totales 93%

Nitrógeno Total 60-80%

Aceites y Grasas 80%

Fósforo Total 60-70%

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Page 12: Manual Lombrifiltro

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 m3 se sugiere una superficie de 6 000m2

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/m3)

Q = Caudal (m3/seg)

Ht = altura manométrica

Fr = Rendimiento de la Bomba (teórico 60%)

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Page 13: Manual Lombrifiltro

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.

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Page 14: Manual Lombrifiltro

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)

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%).

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Page 15: Manual Lombrifiltro

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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Page 16: Manual Lombrifiltro

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 25m3/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)

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/cm2

Ilustración 7: Lombrifiltro: Modelo Toha (Kusanovic, 2009)

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Page 17: Manual Lombrifiltro

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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Page 18: Manual Lombrifiltro

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.

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.

4.1.3.1 Condiciones 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

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Page 19: Manual Lombrifiltro

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)

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.

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Page 20: Manual Lombrifiltro

4.1.6 Flujo de Proceso del Sistema

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Page 21: Manual Lombrifiltro

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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Page 22: Manual Lombrifiltro

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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Page 23: Manual Lombrifiltro

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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