Calculo de tanque septico
- 1. REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITECNICO “SANTIAGO MARIÑO” EXTENSION MARACAIBO TANQUE SEPTICO EUTIMIO UMBRIA C.I: 12.445.301
- 2. Es una caja rectangular de uno o varios compartimientos que reciben las excretas y las aguas grises. Se construyen generalmente enterrados, utilizando el bloque revestido con mortero o en concreto. El tanque séptico tiene como objetivo reciclar las aguas grises y las excretas para eliminar de ellas los sólidos sediméntales en uno a tres días. TANQUE SEPTICO
- 3. LAS UNIDADES DE UNA FOSA SÉPTICA SON: Trampa de grasa Tanque séptico Caja de distribución Campo de oxidación Infiltración Pozo de absorción
- 4. TANQUE SÉPTICO. El tanque séptico es la unidad fundamental del sistema de fosa séptica. Para calcular la capacidad del tanque séptico se debe conocer el número de usuarios del sistema, luego se adopta un gasto de aguas servidas en términos de volumen por persona y por día sugiriendo como una medida un gasto de 150 litros/persona/día y un periodo de recepción de 24 horas, debiéndose tomar la proporción de esta en caso de no utilizar el sistema el otro día, como es el caso de escuelas rurales donde el lapso de utilización es de 6 a 8 horas diarias. Para determinar el volumen del tanque séptico se multiplica en número de usuarios por el gasto que V=nq Fórmula en la que q es el gasto proporcional con relación a las 24 horas, así si la escuela rural trabaja 8 horas diarias q será igual a 8/24 del gasto diario. TRAMPA DE GRASAS. Se instalan únicamente cuando se eliminan grasas en gran cantidad, como es el caso de hoteles restaurantes, cuarteles en zonas rurales. Para controlar su capacidad de Tratamiento de Aguas Residuales en Pequeñas Comunidades. se considera un gasto de 8 litros por persona y nunca esta capacidad será menor de 120 litros.
- 5. CAJA DE DISTRIBUCIÓN. Este implemento de la fosa séptica tiene por objeto distribuir el agua servida procedente del tanque séptico proporcionalmente a cada uno de los ramales del campo de oxidación, para lo cual se colocan todas las tuberías de salida a la misma altura. Se recomienda localizar la tubería de entrada a 5 cm del fondo de la caja y las tuberías de salida 1 cm del mismo fondo. La forma que se adopte para la caja depende del terreno que se obtenga para la oxidación y del número de salidas que se adopten. Tratamiento de Aguas Residuales en Pequeñas Comunidades. 7 En lo posible el ancho de la caja no exhereda de 45 cm. y la distancia mínima de los ejes de la tuberías de salida será 25 cm. Todas las cajas deberán estar provistas de una caja liviana apropiada para realizar limpieza CAMPO DE OXIDACIÓN O INFILTRACIÓN. En esta unidad de la fosa séptica se consigue oxidar el agua servida y eliminar por infiltración. Para lograr un optimo funcionamiento del campo de oxidación, debe escogerse el camino, con este objeto realizando una prueba de infiltración, consiste en hacer variar excavaciones en el área determinada, todas estas de 30 x 30 cm. de sección por la profundidad proyectada para las zanjas de absorción (será menor que 90 cm.). En estos fosos así abiertos se deposita grava fina al fondo de una altura de 5 cm, procediéndose luego a llenar con agua hasta una altura de 30 cm. sobre la grava; 24 horas después si el agua permanece o no se infiltro totalmente el terreno es inapropiado para campo de infiltración, en caso contrario se procederá a llenar el hoyo hasta 15 cm. de altura midiéndose el tiempo que demora en infiltrarse este dividido para 6 nos da la velocidad de absorción por .0.025m de profundidad, con la cual se determina la longitud de las tuberías del campo.
- 6. POZO DE ABSORCIÓN. Los pozos de absorción pueden sustituir o ser complementarios al campo de oxidación. Un pozo de absorción consiste en excavaciones de más o menos un diámetro y profundidad variable. En estos el agua se infiltra por paredes y piso que deberán ser tomados permeables, se recomienda llenar de grava a la altura aproximada de 1m para lograr una buena distribución de agua al fondo. Tratamiento de Aguas Residuales en Pequeñas Comunidades.
- 7. CARACTERÍSTICAS DEL TANQUE SÉPTICO 1) La relación largo-ancho del área superficial del tanque séptico deberá estar comprendida entre 2:1 a 5:1. 2) El espacio libre entre la capa superior de nata o espuma y la parte inferior de la losa de techo el tanque séptico no será menor a 0.30m. se deberá considerar que un tercio de la altura de la nata se encontrara por encima del nivel del agua. 3) El ancho del tanque séptico no deberá ser menor de 0.60m y la profundidad neta menor a 0.75m. 4) El diámetro mínimo de las tuberías de entrada y salida del tanque séptico será de 0.10m y 0.75m respectivamente. 5) El nivel de al tubería de salida del tanque séptico deberá estar situado a 0.05m por debajo de la tubería de entrada del tanque séptico. 6) Los dispositivos de entrada y salida del agua residual al tanque séptico estarán constituidos por tees o pantallas. 7) Cuando se usen pantallas, estas deberán estar distanciados de las paredes del tanque a no menos de 0.20m ni mayor a 0.30m. 8) Cuando el tanque tenga más de una cámara, las interconexiones entre las cámaras consecutivas se proyectaran de tal forma que evite el paso de natas y lodos al año horizonte del proyecto. 9) El fondo de los tanques sépticos tendrá pendiente de 2% orientada hacia el punto de ingreso de los líquidos. 10) En los casos en que el terreno lo permita, se colocara una tubería de 0.15m de diámetro para el drenaje de lodos, cuyo extremo se ubicara a 0.10m por encima de la sección mas profunda del tanque séptico. La tubería estará provista de válvula de tipo compuerta y la carga de agua sobre el mismo no deberá ser menos a 1.80m.
- 8. DISEÑO DE UN TANQUE SÉPTICO. Para el diseño del tanque séptico es necesario dominar los siguientes aspectos: 1) Tiempo de retención hidráulica del volumen de sedimentación. 2) Volumen de sedimentación. 3) Volumen de almacenamiento de lodos. 4) Volumen de natas. 5) Espacio de seguridad.
- 9. Tiempo de retención hidráulica del volumen de sedimentación: Será calculado mediante la siguiente formula. Pr = 1.5 – 0.3*log (P*q) Donde: PR= tiempo promedio de retención en días. P = población. q = caudal de aporte unitario de aguas residuales en lts/hab.dia En ningún caso, el tiempo de retención deberá ser menor a seis horas. Volumen de sedimentación Será calculado mediante la formula siguiente: Vs = 10-3 x (P*q) x Pr Donde: Vs = volumen de sedimentación en m3 Volumen de almacenamiento de lodos Será calculado mediante el empleo de la formula siguiente: Vd= G x P x N x 10-3 Donde: Vd= volumen de almacenamiento de lodos en m3 G= volumen de lodos producidos por persona y por año en lts. N= intervalo de limpieza o retiro de lodos en años. 1.6.4. Volumen de natas. Como valor normal se considera un volumen mínimo de 0.7 m3 Espacio de seguridad: Las distancia entre la parte inferior del ramal de la tee de salida y la superficie inferior de la capa de natas no deberá ser menor a 0.10 m
- 10. CONSIDERACIONES DE DISEÑO. Las principales consideraciones que se deben tener en cuenta para el diseño y operación de tanques sépticos son: 1. Su configuración. 2. Su integridad estructural. 3. Su impermeabilización 4. Su tamaño. 5. El empleo de grandes tanques sépticos. 6. La programación de inspecciones. 7. La limpieza del tanque séptico (Crites, 2000).
- 11. CONFIGURACIÓN DEL TANQUE. La mayoría de los tanques sépticos construidos en concreto son rectangulares, cuentan de un deflector que divide el tanque y con puntos de acceso que permiten la inspección y limpieza. La primera cámara ocupa aproximadamente las dos terceras partes del volumen total del tanque. No obstante, el uso de tabiques divisores en tanques sépticos es más de carácter histórico que científico. La ubicación de tabiques divisores limita el área superficial disponible para la acumulación de lodos y espuma. Una forma más racional para usar el tabique divisor consiste en ubicarlo longitudinalmente para mejorar la remoción de sólidos y nos permite aumentar la integridad estructural del tanque (Crites, 2000) INTEGRIDAD ESTRUCTURAL DEL TANQUE. El desempeño que puede lograrse con un tanque séptico a largo plazo depende directamente de su integridad estructural. La integridad estructural de un tanque séptico construido en concreto depende del método de construcción, del tipo de refuerzo en acero y de la composición de la mezcla del concreto. Para lograr una máxima integridad estructural, las paredes y el fondo del tanque deben ser fundidos monolíticamente, y la cubierta se debe fundir en el sitio, utilizando el refuerzo en acero que sobresale de los muros. En algunos casos se utiliza un sello hidráulico entre los muros y la cubierta. Se debe de evitar colocar la cubierta sobre el tanque puesto que se pueden presentar separaciones cuando ocurren asentamientos Prueba de permeabilidad. Los tanques impermeabilizados son necesarios para la protección tanto del medio ambiente como de las instalaciones de tratamiento o vertido, dispuestas a continuación del tanque séptico. diferenciales (Crites, 2000).
- 12. PRUEBA DE PERMEABILIDAD. Los tanques impermeabilizados son necesarios para la protección tanto del medio ambiente como de las instalaciones de tratamiento o vertido, dispuestas a continuación del tanque séptico. La comprobación de impermeabilidad e integridad estructural se debe realizar para cada uno de los tanques llenándolos con agua antes y después de su instalación, las pruebas hidrostáticas se realizan en el lugar de fabricación llenando el tanque con agua y aguardando 24 horas, si no presentan fugas de agua después de dicho tiempo, el tanque es aceptado. En el caso de que presenten pérdidas totales superiores a 1 galón de agua, el tanque es rechazado (Crites, 2000). TAMAÑO DEL TANQUE. Para calcular la capacidad del tanque séptico se deberá conocer el numero de personas que serán usuarios del sistema, además se dan una serie de recomendaciones para que éstos alcancen un eficiente desempeño con respecto a la remoción de DBO, SST y aceites y reduzcan la frecuencia de bombeo de los contenidos del tanque al exterior. Una o dos habitaciones 1000 gal Tres habitaciones 1500 gal Cuatro habitaciones 2000 gal Mas de cuatro habitaciones pedir asesoría Otra razón para usar tanques grandes estriba en la dificultad de ampliar el tamaño del tanque existente cuando la vivienda cambia de propietario o es ampliada (Crites, 2000).
- 13. EMPLEO DE GRANDES TANQUES SÉPTICOS. A pesar de que los tanques sépticos son usados principalmente para residencias y demás instalaciones de comunidades aisladas, los tanques sépticos de gran tamaño han servido también como sistemas de tratamiento de residuos Una regla común de diseño establece que la capacidad volumétrica de estos tanques debe ser aproximadamente igual a 5 veces el caudal promedio (Crites, 2000). líquidos provenientes de grupos de hogares, e incluso pequeñas comunidades. En general, los tanques sépticos de gran tamaño se diseñan como reactores de flujo pistón. Una regla común de diseño establece que la capacidad volumétrica de estos tanques debe ser aproximadamente igual a 5 veces el caudal promedio (Crites, 2000). Inspección. La inspección del tanque se realiza una o dos veces al año y contempla lo siguiente: → Impermeabilidad del tanque. → Revisión del ingreso de aguas extrañas al tanque. → Revisión de empaques en las conducciones, que conectan el tanque séptico con el sistema de disposición en campos de infiltración. → Revisión de la acumulación de lodo y espuma.
- 14. PRINCIPIOS DE DISEÑO DE UN TANQUE SÉPTICO. Los principios que han de orientar el diseño de un tanque séptico son los siguientes: 1. Prever un tiempo de retención de las aguas servidas, en el tanque séptico, suficiente para la separación de los sólidos y la estabilización de los líquidos. 2. Prever condiciones de estabilidad hidráulica para una eficiente sedimentación y flotación de sólidos. Tratamiento de Aguas Residuales en Pequeñas Comunidades. 3. Asegurar que el tanque sea lo bastante grande para la acumulación de los lodos y espuma. 4. prevenir las obstrucciones y asegurar la adecuada ventilación de los gases.
- 15. VENTAJAS. • Apropiado para comunidades rurales, edificaciones, parques y moteles. • Limpieza no frecuente. • Tiene un bajo costo de construcción y operación. • Mínimo grado de dificultad en operación y mantenimiento si se cuenta con infraestructura de remoción de lodos. DESVENTAJAS. • Uso limitado para un máximo de 350 habitantes. • También de uso limitado a la capacidad de infiltración del terreno que permita disponer adecuadamente los efluentes en el suelo. • Requiere facilidades para la remoción de lodos (bombas, camiones con bombas de vacío).
- 16. MANTENIMIENTO DEL TANQUE SÉPTICO. Dado que los tanques sépticos se encuentran enterrados y por tanto no están a la vista, las personas olvidan que estos sistemas necesitan mantenimiento periódico. Con frecuencia, los residentes de zonas pobladas que cuentan con red de alcantarillado por gravedad se reubican en zonas que utilizan tanques sépticos, suponiendo entonces que pueden descargar cualquier material y cualquier cantidad Tratamiento de Aguas Residuales en Pequeñas Comunidades. 15 de volumen de agua dentro del sistema, como lo hacían cuando contaban con la red de alcantarillado. Sin embargo, los sistemas de tanque séptico sometidos a estas condiciones se pueden ver afectados por la descarga de algunos constituyentes, ya que su capacidad de manejo de caudal es finita. El abuso de dichos sistemas ocasiona inevitables fallas, creando condiciones indeseables y posibles riesgos para la salud (Crites, 2000).
- 17. RECOMENDACIONES. Utilice agua de manera conservadora para no saturar el sistema séptico. Evitar tener compuestos como acetona, aceites, alcohol o líquidos en seco del tanque séptico, pues no se descomponen fácilmente. Nunca utilizar cerillos o antorchas para inspeccionar un tanque séptico. Cuando se haga la limpieza no se debe extraer la totalidad de los lodos, dejar un volumen que sirva de semilla. No se debe de lavar ni desinfectar el tanque después de la extracción de lodos. La adición de desinfectantes u otras sustancias químicas perjudican su funcionamiento, por lo que no se recomienda su empleo. Los lodos extraídos deben ser con cal para su manejo, transportación y ser dispuestos adecuadamente, pueden ser en zanjas de unos 60 cms de profundidad). → Las fosas sépticas que se abandonan o clausuren, deben rellenarse con tierra o piedra. El líquido que sale del tanque séptico tiene altas concentraciones de materia orgánica y organismos patógenos por lo que se recomienda no descargar dicho líquido directamente a drenajes superficiales sino conducirlo al campo de oxidación para tratamiento. Los tanques sépticos deben ser herméticos al agua, durables y estructuralmente estables. El concreto reforzado y el ferro cemento son los materiales más adecuados para su construcción. Al tanque séptico se le deben colocar tapas para la inspección y el vaciado. Se deben tomar precauciones para que salgan los gases que se producen dentro del tanque. Para esto se puede colocar un tubo de ventilación.
- 18. NORMA TÉCNICA I.S. 020 TANQUES SÉPTICOS CAPITULO I GENERALIDADES Artículo 1°.- OBJETIVOS El objetivo de la presente norma, es establecer los criterios generales de diseño, construcción y operación de un tanque séptico, como una alternativa para el tratamiento de aguas residuales. Artículo 2°.- ALCANCE Se utilizará el Tanque Séptico como una alternativa para el tratamiento de aguas residuales en zonas rurales o urbanas que no cuentan con redes de captación de aguas residuales, o se encuentran tan alejadas como para justificar su instalación. Artículo 4°.- INVESTIGACIÓN Y PRESENTACIÓN DEL PROYECTO Las investigaciones básicas para el diseño de los tanques sépticos y la presentación del proyecto serán: 5 a) Estudio del subsuelo Deberá realizarse un estudio del subsuelo que incluirá: Tipo, Nivel freático y capacidad de infiltración del subsuelo b) Esquema General de Localización El levantamiento topográfico se elaborara para indicar la localización del tanque séptico con respecto a cuerpos de agua tales como ríos, canales de agua de lluvia, lagos, pozos de agua potable existentes; y en general, todos aquellos datos necesarios para la correcta localización del tanque séptico y el tratamiento complementario del efluente. Artículo 5°.-TUBERÍAS DE RECOLECCIÓN Y CONDUCCIÓN AL TANQUE SÉPTICO Su función es de conducir las aguas servidas desde las viviendas al tanque séptico, debiendo tener cuidado en su construcción de no contaminar el suelo o el abastecimiento de agua y de impedir la entrada de aguas de infiltración que recargarían la capacidad del tanque.
- 19. CAPITULO II DISEÑO DE TANQUES SÉPTICOS Artículo 5°.- GENERALIDADES a) El tanque séptico es una estructura de separación de sólidos que acondiciona las aguas residuales para su buena infiltración y estabilización en los sistemas de percolación que necesariamente se instalan a continuación. b) Los tanques sépticos solo se permitirán en las zonas rurales o urbanas en las que no existen redes de alcantarillado, o ésta se encuentren tan alejadas, como para justificar su instalación. c) En las edificaciones en las que se proyectan tanques sépticos y sistemas de zanjas de percolación, pozos de absorción o similares, requerirán, como requisito primordial y básico, suficiente área para asegurar el normal funcionamiento de los tanques durante varios años, sin crear problemas de salud pública, a juicio de las autoridades sanitarias correspondientes. d) No se permitirá la descarga directa de aguas residuales a un sistema de absorción e) El afluente de los tanques sépticos deberá sustentar el dimensionamiento del sistema de absorción de sus efluentes, en base a la presentación de los resultados del test de percolación. Artículo 6°.- TIEMPO DE RETENCIÓN El período de retención hidráulico en los tanques sépticos será estimado mediante la siguiente fórmula: PR = 5,1 − 3,0 ⋅Log(P⋅ q) Donde: PR = Tiempo promedio de retención hidráulica, en días P = Población servida q = Caudal de aporte unitario de aguas residuales, Lt/habitante.dia. El tiempo mínimo de retención hidráulico será de 6 horas.
- 20. Artículo 9°.- Materiales Para los tanques sépticos pequeños, el fondo se construye por lo general de concreto no reforzado, lo bastante grueso para soportar la presión ascendente cuando el tanque séptico esta vacío. Si las condiciones del suelo son desfavorables o si el tanque es de gran tamaño, puede ser necesario reforzar el fondo. Las paredes son, por lo común, de ladrillo o bloques de concreto y deben enlucirse en el interior con mortero para impermeabilizarlas. Artículo 10°.- Accesos Todo tanque séptico tendrá losas removibles, de limpieza y registros de inspección. Existirán tantos registros como cámaras tenga el tanque. Las losas removibles deberán estar colocadas principalmente sobre los dispositivos de entrada y salida. Artículo 11°.- Dispositivos de entrada y salida del agua a) El diámetro de las tuberías de entrada y salida de los tanques sépticos será de 100 mm (4”) 7 b) La cota de salida del tanque séptico estará a 0,05 m por debajo de la cota de entrada, para evitar represamientos. c) Los dispositivos de entrada y salida estarán constituidos por Tees o cortinas d) El nivel de fondo de cortinas o las bocas de entrada y salida de las Tees, estarán a –0,3 m y – 0,4 m respectivamente, con relación al nivel de las natas y espumas y el nivel de fondo del dispositivo de salida. e) La parte superior de los dispositivos de entrada y salida estarán a por lo menos 0,20 m con relación al nivel de las natas y espumas. Artículo 12°.- Muro o tabique divisorio Cuando el tanque tenga mas de una cámara, se deben prever aberturas o pases cortos sobre el nivel el lodo y por debajo de la espuma. Las ranuras o pases deben ser dos, por lo menos, a fin de mantener la distribución uniforme de la corriente en todo el tanque séptico
- 21. Artículo 13°.- Ventilación del tanque Si el sistema de desagüe de la vivienda u otra edificación posee una tubería de ventilación en su extremo superior, los gases pueden salir del tanque séptico por este dispositivo. Si el sistema no ésta dotado de ventilación, se debe prever una tubería desde el tanque séptico mismo, protegida con una malla. Artículo 14°.- Fondo del tanque séptico El fondo de los tanques sépticos tendrá pendiente de 2% orientada hacia el punto de ingreso de los líquidos. Si hay dos compartimientos, el segundo debe tener la parte inferior horizontal y el primero puede tenerla inclinada hacia la entrada. En los casos en que el terreno lo permita, se colocará tubería para el drenaje de lodos, la que estará ubicada en la sección mas profunda. La tubería estará provista de válvula de limpieza. Artículo 15°.- OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DEL TANQUE SÉPTICO a) Para una adecuada operación del sistema, se recomienda no mezclar las aguas de lluvia con las aguas residuales; así mismo, se evitara el uso de químicos para limpieza del tanque séptico y el vertimiento de aceites. Los tanques sépticos deben ser inspeccionados al menos una vez por año ya ue ésta es la única manera de determinar cuándo se requiere una operación de mantenimiento y limpieza. Dicha inspección deberá limitarse a medir la profundidad de los lodos y de la nata. Los lodos se extraerán cuando los sólidos llegan a la mitad o a las dos terceras partes de la distancia total entre el nivel del liquido y el fondo. b) La limpieza se efectúa bombeando el contenido del tanque a un camión cisterna. Si no se dispone de un camión cisterna aspirador, los lodos deben sacarse manualmente con cubos. Es este un trabajo desagradable, que pone en peligro la salud de los que lo realizan. c) Cuando la topografía del terreno lo permita se puede colocar una tubería de drenaje de lodos, que se colocara en la parte mas profunda del tanque (zona de ingreso). La tubería estará provista de una válvula. En este caso, es recomendable que la evacuación de lodos se realice hacia un lecho de secado. d) Cuando se extrae los lodos de un tanque séptico, este no debe lavarse completamente ni desinfectarse. Se debe dejar en el tanque séptico una pequeña cantidad de fango para asegurar que le proceso de digestión continúe con rapidez. e) Los lodos retirados de los tanques sépticos se podrá transportar hacia las plantas de tratamiento de aguas residuales, En zonas donde no exista fácil acceso a las plantas de tratamiento o estas no existan en lugares cercanos, se debe disponer de lodos en trincheras y una vez secos proceder a enterrarlos o usarlos como mejorador de suelo. Las zonas de enterramiento deben estar alejadas de las viviendas (por lo menos 500 metros de la vivienda mas cercana)