Funcionamiento de una fosa séptica: principio de operación y esquemas básicos de organización

Las casas de campo y las construcciones de veraneo, por lo general, están ubicadas lejos de la red de alcantarillado centralizada. Por lo tanto, la organización de un sistema de tratamiento local es muy relevante para muchos propietarios de viviendas. La solución óptima al problema es la instalación de un séptico en el terreno.

Sin embargo, al consumidor no informado le resulta difícil orientarse en la variedad de ofertas. Y, de hecho, estará de acuerdo en que la elección competente determina en gran medida el funcionamiento ininterrumpido del equipo y del alcantarillado en general.

Para facilitarle la tarea, hemos preparado un análisis detallado de los sistemas autónomos. Analicemos la estructura del séptico y el principio general de funcionamiento del sistema de tratamiento. También señalaremos las características de funcionamiento, instalación y operación de diferentes sépticos.

Con base en la información proporcionada y en la selección de fotos y videos, podrá determinar la modificación óptima del equipo según sus propias necesidades.

Elementos principales del séptico

El séptico es una instalación de tratamiento local, destinada a la construcción de un sistema de alcantarillado independiente de las redes centrales.

Las principales tareas del elemento son la acumulación temporal de aguas residuales y su posterior filtración. Los sépticos modernos se han convertido en una alternativa mejorada a los tradicionales pozos negros.

Comprender la estructura y el mecanismo de funcionamiento de un tanque séptico facilitará la elección de la instalación de tratamiento y su instalación.

Las estructuras de diferentes modificaciones tienen algunos componentes comunes. El sistema de tratamiento consiste en un tanque hermético que incluye uno o varios compartimentos.

Para evitar la contaminación del suelo, el volumen de desechos que ingresan al pozo debe estar dentro de 1 m³/día. Sin embargo, en una casa que tiene bañera, inodoro, lavabo y lavadora, este requisito es imposible de cumplir.

Las cámaras del tanque séptico están separadas por tabiques. El movimiento del líquido entre ellas se realiza a través de tuberías de desbordamiento.

Al primer compartimento se conecta la tubería de desagüe desde el alcantarillado interno de la casa, y desde la última cámara se extrae el agua tratada al suelo o semitratada para un postratamiento en el suelo.

Muchos modelos están equipados con un filtro mecánico: la separación de sedimentos ocurre sin reacción química ni adición de reactivos. Las aguas residuales se filtran a través de arena, grava o arcilla expandida (+)

Los componentes principales de todas las unidades de tratamiento son:

1. Depósitos para sedimentación de aguas residuales. Los tanques de almacenamiento se fabrican de plástico, metal, hormigón o ladrillo. Los modelos más preferibles son los de fibra de vidrio y polipropileno: los materiales son resistentes a la abrasión y garantizan la hermeticidad del tanque durante toda su vida útil.
2. Tubería de entrada y salida. Los tubos de desbordamiento se instalan en pendiente, asegurando el flujo sin obstáculos del líquido entre los tanques.
3. Elementos de mantenimiento. Pozos de inspección y tapas. Se instala al menos un pozo en el trazado exterior de la tubería de alcantarillado. Cuando la longitud del ramal supera los 25 m, se dispone una inspección adicional.
4. Sistema de ventilación. Independientemente de qué bacterias (anaeróbicas o aeróbicas) participen en el proceso de tratamiento de las aguas residuales, para la actividad normal de los microorganismos, la eliminación del metano y el mantenimiento de la temperatura adecuada, es necesario el intercambio de aire.

El esquema más simple de ventilación de la alcantarilla local incluye una tubería vertical al inicio del sistema y otra en la sección final del tanque séptico. Al instalar campos de filtración, se coloca una tubería de ventilación en cada tubo de drenaje.

El sistema de ventilación asegura la eliminación de los gases producidos por la descomposición de la materia orgánica. El intercambio de aire natural se basa en la diferencia de presión del aire: la abertura de entrada se encuentra por debajo de la de salida entre 2 y 4 m (+)

Principio general de funcionamiento de la instalación de tratamiento

El funcionamiento de cualquier tanque séptico se basa en los principios de sedimentación por gravedad y filtración biológica, ya sea de forma natural o forzada. Es posible utilizar preparados bioenzimáticos y biofiltros. De manera general, la secuencia de tratamiento de las aguas residuales se puede dividir en varias etapas estándar.

Etapa 1. Tratamiento primario. A través de la tubería de alcantarillado desde la casa, las aguas residuales ingresan al primer tanque o compartimento. Aquí se realiza una limpieza gruesa de partículas grandes en suspensión. Los sedimentos pesados (granos de arena y otras inclusiones insolubles similares) se depositan en el fondo de la cámara. Las fracciones ligeras (grasas y aceites) suben a la superficie y pasan al siguiente compartimento.

Etapa 2. Descomposición de partículas pesadas. Los residuos que se han depositado en el fondo de la primera cámara comienzan a fermentar y descomponerse; el proceso dura aproximadamente 3 días. Como resultado, las aguas residuales se descomponen en una masa espesa, dióxido de carbono y agua.

En el fondo del primer compartimento se acumula lodo, que debe eliminarse periódicamente. La eficiencia del tratamiento del líquido en la primera cámara es de aproximadamente el 60%. Esto no es suficiente para la descarga al suelo, por lo que se requiere un tratamiento adicional (+).

Etapa 3. Tratamiento secundario. En la segunda cámara tiene lugar una nueva descomposición de las aguas residuales. En algunos tanques sépticos, en esta etapa, mediante la acción de bacterias y preparados especiales, se descomponen compuestos químicos (residuos de productos de higiene personal) y orgánicos.

Etapa 4. Evacuación del líquido. El recorrido posterior del agua depende del tipo de sistema de tratamiento. El líquido tratado puede ir a un depósito para su posterior riego del huerto.

Si el grado de tratamiento es insuficiente, el agua pasa por un proceso de tratamiento adicional a través de un infiltrado, pozo de drenaje, campos de filtración de suelo, etc.

La descripción esquemática del principio tradicional de funcionamiento de la fosa séptica transmite las características generales del proceso. Cada modificación de la planta de tratamiento tiene matices constructivos y operativos en su ejecución.

Características del funcionamiento de diferentes tipos de sépticos

Todos los sistemas locales de tratamiento se dividen en tres categorías: tanques de almacenamiento, modelos decantadores con postratamiento en el suelo y fosas sépticas de tratamiento biológico profundo de aguas residuales. Veamos con más detalle cómo funciona cada tipo de fosa séptica.

Sistema de acumulación de aguas residuales

En esencia, un séptico de acumulación es un análogo de pozo negro – un depósito hermético y resistente de una sola cámara donde ingresan las aguas residuales. En las construcciones de tipo acumulativo, los desechos se recolectan y almacenan temporalmente. A medida que el tanque se llena, se realiza el bombeo de los efluentes mediante camiones de vacío.

El volumen del depósito varía entre 1 y 4 m³. Las dimensiones del tanque se seleccionan según las necesidades de la familia en particular, es decir, el volumen diario promedio de aguas residuales.

El esquema del sistema de alcantarillado es extremadamente simple y consta de un tanque de almacenamiento y una tubería exterior.

La fosa séptica puede equiparse adicionalmente con:

• válvula antirretorno – evita el movimiento de las aguas negras en dirección contraria;
• alarma con sensor de nivel de efluentes – avisa a los propietarios sobre el llenado del depósito y la necesidad de bombear las aguas negras.

Modelos populares de sépticos de acumulación: Bars-N, Zhuk, Rodlex, Chistok.

La instalación de un tanque de almacenamiento está justificada en caso de imposibilidad de instalar un sistema de filtración posterior o en el uso estacional de la fosa séptica, por ejemplo, en una casa de campo.

Decantadores con sistemas de tratamiento posterior del suelo

Las unidades con postratamiento de suelo se clasifican en la categoría de estructuras de rebose. El sistema consta de dos o tres secciones y un dispositivo para la filtración adicional de aguas residuales. Al llegar al depósito de almacenamiento, las masas residuales se sedimentan y se descomponen por acción de bacterias anaerobias.

Al fluir de un depósito a otro, las masas residuales pasan por varias etapas de separación natural. Sin embargo, el grado de procesamiento puramente mecánico alcanza un máximo de 65 – 70%. Por lo tanto, para una depuración completa, los efluentes que salen de los sedimentadores deben someterse a un postratamiento adicional antes de su eliminación y vertido al terreno o al suelo.

La filtración inicial se realiza en un tanque hermético. Los efluentes semidepurados se descargan al sistema de postratamiento de suelo: depósitos de drenaje sin fondo con un «lecho filtrante» en el terreno.

Métodos de organización del postratamiento de suelo de aguas residuales:

• pozo de filtración;
• campo de depuración subterránea;
• zanja filtrante.

Pozo filtrante. Se instala en suelos arenosos de diferente granulometría y densidad de compactación. Es posible su uso en limos arenosos con un índice de plasticidad mínimo.

Se puede fabricar un pozo filtrante con elementos prefabricados de hormigón armado, piedra o ladrillo. La estructura no tiene fondo: la base del pozo se rellena con grava. La altura de la capa de drenaje es de 1 m.

Requisitos de instalación: la distancia desde el «lecho filtrante» hasta el nivel freático debe ser de al menos 100 cm. El área de filtración para arena es de 1,5 m², y para limo arenoso, de 3 m², por cada miembro de la familia.

Campo de filtración subterránea. Conjunto de tuberías perforadas colocadas sobre una plataforma filtrante: un relleno de arena y grava. El agua clarificada y sedimentada en la fosa séptica se suministra a las tuberías de riego con orificios.

El líquido se infiltra y llega al filtro de suelo. Las tuberías pueden conectarse mediante un puente colector con una salida de ventilación o disponerse con columnas de ventilación individuales.

Requisitos técnicos: la altura del lecho de grava y arena debe ser de al menos 20 cm, la profundidad de las tuberías de riego debe ser de 0,5 a 1,8 m desde la superficie del terreno, y debe haber al menos 1,0 m entre el fondo teórico del sistema y el nivel freático.

Sistema de zanjas filtrantes. Esta estructura se utiliza en suelos arcillosos y en terrenos donde es posible verter los efluentes tratados en un cuerpo de agua no utilizado. En las zanjas preparadas, de 1,5 a 1,7 m de profundidad, se colocan tuberías en dos niveles: la superior se denomina tubería de riego y la inferior, drenaje.

El agua decantada en la fosa séptica ingresa a la tubería superior, se filtra a través de la perforación y pasa por un tratamiento adicional mediante grava y arena. Luego, los efluentes que han pasado por el filtro natural del suelo se recogen con una tubería de drenaje inferior – dren –, a través de la cual se conducen al lugar de eliminación.

Después de la filtración, el agua llega a la tubería inferior y se descarga al terreno: una parte se infiltra en el suelo y otra parte va al cuerpo de agua o barranco más cercano.

El «elemento» principal del tratamiento adicional y la eliminación de aguas residuales no es la estructura de drenaje, sino el propio filtro multicapa del suelo. Solo es necesario ensamblar la interfaz para una distribución eficaz del líquido en el espesor del terreno.

Séptico con purificación biológica

Biofosa séptica: estación de tratamiento profundo basada en microorganismos. El sistema es un bloque único hermético, reforzado con nervaduras de rigidización y dividido en varias cámaras. El número de secciones determina la eficiencia del tratamiento.

Las aguas residuales, al ingresar a la fosa séptica a través de la tubería de alcantarillado, se someten a diferentes métodos de tratamiento. El agua de salida está purificada en un 90 – 96% o más, lo que permite utilizarla para riego de plantas o verterla en un cuerpo de agua. No se requiere filtración adicional en sistemas de suelo.

Las instalaciones de tratamiento con biofiltración se pueden instalar en terrenos con cualquier condición geológica, independientemente del nivel freático. La fosa séptica está completamente lista para usar: solo es necesario montar e instalar el cuerpo con el «contenido» y conectarlo al alcantarillado (+)

Orden de funcionamiento de la «biofosa séptica»:

1. La primera cámara actúa como sedimentador. Aquí, las impurezas se dividen en partículas de fracción pesada y ligera, formando una película flotante y sedimento, y son procesadas por anaerobios que no requieren suministro de oxígeno.
2. En el segundo compartimento, los desechos orgánicos e inorgánicos se descomponen bajo la acción de microorganismos aerobios, que requieren un suministro regular de oxígeno para llevar a cabo el procesamiento y su propia actividad vital.
3. En la tercera cámara, los efluentes filtrados se desinfectan con componentes químicos o se someten nuevamente a la acción de bacterias aerobias.

Para activar los microorganismos aerobios, debe ingresar oxígeno a las cámaras de la fosa séptica: el dispositivo está equipado con un aireador. Por lo tanto, la mayoría de las estaciones de biotratamiento dependen de la energía.

Esquemas básicos de modelos populares

En el afán de mejorar la eficiencia del sistema séptico, los fabricantes perfeccionan constantemente el diseño de los equipos. Algunos intentan aligerar la estructura y hacer más comprensible el esquema de funcionamiento, mientras que otros aumentan la cantidad de ciclos y la calidad del tratamiento, implementando tecnologías innovadoras.

Tanque – tratamiento integral con infiltrador

El séptico Tank es un sistema de depuración con dispositivos de postratamiento en el suelo. El cuerpo de una pieza del dispositivo está reforzado con gruesas nervaduras de refuerzo de 17 mm de espesor. Gracias a su diseño, el séptico puede instalarse en diferentes tipos de suelo.

Gracias a su estructura de bloques modulares, si es necesario, se puede 'aumentar' el rendimiento del sistema.

El tanque séptico consta de dos o tres cámaras. Los filtros, los tabiques y los biogránulos permiten limpiar las aguas residuales mediante tres métodos: mecánico, biológico y químico.

El ciclo de limpieza del agua en el tanque séptico Tank se divide en las siguientes etapas:

1. En el receptor, las sustancias inorgánicas pesadas se sedimentan. El agua clarificada fluye hacia el segundo compartimento.
2. El líquido se somete a un procesamiento anaeróbico y, durante la fermentación, se descompone en compuestos simples. En la segunda cámara hay membranas que retienen las fracciones grasas.
3. En los tanques de sedimentación de dos compartimentos, el ciclo de limpieza termina en el infiltrador. En los tanques de tres cámaras, el agua pasa por una limpieza biológica. El último compartimento está lleno de una colonia de bacterias capaces de eliminar las impurezas.

A la salida, el agua se purifica en un 75-80% (depende del número de cámaras). Para una clarificación completa, el sistema se complementa con un infiltrador: un depósito sin fondo, instalado en una zanja sobre un 'lecho' de arena y grava.

Al pasar a través de la capa filtrante, las impurezas no descompuestas se depositan: ingresa al suelo agua purificada en un 95-98%. Una alternativa al infiltrado es un pozo de drenaje o una plataforma de filtración.

Topas – biofiltración de múltiples etapas

El séptico Topas es un sistema de alcantarillado de bio-purificación profunda. El diseño del equipo difiere fundamentalmente de la construcción de los sépticos «horizontales». El cuerpo orientado verticalmente está dividido en 4 secciones, y al circular entre ellas, las aguas residuales se purifican en un 98%.

La mayor parte del tratamiento de las aguas residuales se realiza mediante microorganismos aeróbicos. Para la actividad de las bacterias, en cada cámara se tiene un aireador. Los filtros capturan partículas poco solubles de diferentes fracciones (+).

En el diagrama del dispositivo del tanque séptico aeróbico se ve que todas las secciones de la planta de tratamiento están conectadas entre sí por mangueras. El airlift es un tipo de bomba de tubería que transporta agua purificada, lodo y otras impurezas de un compartimento a otro.

El tanque séptico funciona con energía eléctrica. Todo el proceso de tratamiento de las aguas residuales dentro de la estructura ocurre de acuerdo con un ciclo determinado, gracias a la estructura interna claramente diseñada.

Compartimento 1. Las aguas residuales primarias llegan a la cámara y, bajo la acción de bacterias aeróbicas, se descomponen en componentes ligeros, agua y lodo.

Compartimento 2. En la cámara entran aguas residuales purificadas en un 45-50%. En el tanque de aireación, el flujo de aire levanta las partículas finas a la superficie del agua. El compartimento tiene forma piramidal, lo que favorece la rápida sedimentación del lodo. A través del airlift, el líquido fluye hacia la siguiente cámara.

Compartimento 3. En el decantador secundario, las aguas residuales se transforman nuevamente en agua y lodo.

Compartimento 4. En la cámara se acumula agua purificada. A medida que se llena el tanque, se eleva el sensor de nivel de líquido, que envía una señal a la bomba de drenaje indicando que el depósito está lleno.

Tritón – sistema de tratamiento independiente de energía

Los sépticos Tritón realizan una filtración mecánica y biológica con postratamiento en el suelo. Ventajas importantes de los modelos Tritón: compacidad y simplicidad de diseño. Para una parcela de campo, una pequeña finca suburbana o un terreno con casa de baños, a menudo se elige el séptico Tritón-Mini.

Dos depósitos están conectados entre sí en los tubos superiores y en el fondo. Esta solución aumentó el espacio para la acumulación de lodo en el fondo común, y permitió que el agua semipurificada fluyera libremente al compartimento adyacente.

La segunda cámara está equipada con un biofiltro – un dispositivo de tipo flotante con relleno biológicamente activo. A pesar de la presencia del filtro, el grado de tratamiento de la masa residual es insuficiente para su descarga en el suelo (+).

Para el postratamiento de las aguas residuales en el sistema de depuración local Tritón-Mini se proporciona un infiltrado Tritón-400.

Ekopan – filtración de seis etapas de las aguas residuales

El séptico Ekopán es una estación local con un ciclo completo de limpieza biológica de aguas residuales. Su diseño está desarrollado para condiciones de operación difíciles: suelo expansivo, arcilloso, nivel freático alto, gran profundidad de instalación de la tubería de entrada.

Depósito de forma cilíndrica con fondo reforzado. La rigidez del tanque se incrementa con tabiques transversales. En el interior, el séptico está dividido en seis cámaras.

Función de los compartimentos: 1 – decantador primario, 2 – biorreactor anaeróbico, 3 – tanque de aireación, 4 – decantador secundario, 5 – biorreactor de postratamiento, 6 – decantador terciario

Principio de funcionamiento:

1. En la cámara séptica, las masas de aguas residuales se sedimentan y las fracciones sólidas se depositan.
2. En el compartimento anaeróbico, los microorganismos procesan las aguas residuales, purificándolas y clarificándolas.
3. En el tanque de aireación, entran en acción las bacterias aeróbicas. El aireador satura las impurezas con oxígeno, activando la acción de los microorganismos y acelerando la descomposición de sustancias orgánicas e inorgánicas.
4. El decantador secundario acumula los residuos de lodo, que mediante un airlift se bombean a la primera cámara para un nuevo tratamiento.
5. El biorreactor de postratamiento contiene dolomita. Este mineral favorece una mejor filtración de las aguas residuales.
6. En el tercer decantador también hay un airlift que extrae el sedimento hacia la primera cámara.

Después del tratamiento, el agua purificada se vierte en el suelo natural o se descarga en un depósito de almacenamiento para su uso con fines técnicos.

Rodlex – séptico de tipo acumulativo

El depósito de almacenamiento Rodlex está fabricado en polímero mediante moldeo rotacional. El recipiente de una sola pieza se suministra con cuellos alargados y tapas (diámetro de la escotilla: 80 cm). La fosa séptica se utiliza como pozo negro.

En la construcción se incluyen plataformas de asentamiento que se colocan en los laterales y en el cuello de la fosa séptica. La entrada de la tubería se puede ajustar en altura (+)

Si es necesario ampliar el volumen de trabajo, varios depósitos se conectan sucesivamente entre sí para formar un sistema de almacenamiento unificado.

Fast – tecnología aeróbica de tratamiento

El séptico Fast es una solución innovadora para el tratamiento de aguas residuales domésticas. El equipo está diseñado de manera que el procesamiento de la masa de aguas residuales se realiza lo más rápido posible.

La planta de tratamiento consta de un bloque receptor, un decantador secundario, un tanque de aireación incorporado, una bomba y un módulo donde se realiza el tratamiento de las aguas residuales mediante aerobios. El hábitat de los microorganismos son panales especiales (+)

Las aguas residuales, al entrar en el compartimento receptor, son tratadas inmediatamente por microorganismos aeróbicos. Mediante un compresor y un ventilador, se introduce aire en la fosa séptica – las biomasas se activan y descomponen los desechos. En la estructura celular del módulo, las aguas residuales, el aire y los microorganismos activos se mezclan – las aguas residuales se convierten en agua y sedimentos.

Al mismo tiempo, se pone en funcionamiento el airlift, que asegura el movimiento del líquido al segundo compartimento. Allí, el agua se decanta y se clarifica de forma natural – el lodo se deposita en el fondo. El trabajo de descomposición de las aguas residuales continúa a cargo de las bacterias anaeróbicas.

El líquido clarificado se extrae a través del orificio de salida. Paralelamente a la descarga, se recibe una nueva porción de aguas residuales.

La fosa séptica Fast es un sistema autorregulable que se adapta a aguas residuales con fracciones grandes o a aguas residuales con componentes químicos. Gracias a la estructura celular del módulo, las bacterias son capaces de autoregenerarse.

Debido a la acción de productos químicos agresivos, mueren los microorganismos depositados en las paredes de la fosa séptica y en la superficie de las aguas residuales. Las bacterias dentro de las celdas sobreviven y continúan multiplicándose activamente.

Conclusiones y video útil sobre el tema

Los videos ilustrativos ayudarán a formarse una idea completa sobre la estructura y el principio de funcionamiento de las plantas de tratamiento.

Componentes principales de un sistema de alcantarillado local basado en la fosa séptica Tank y su principio de funcionamiento:

Principio del movimiento del líquido en el sistema de alcantarillado autónomo Topas:

Proceso de tratamiento profundo de aguas residuales en el ejemplo de la fosa séptica Unilos Astra:

Al comprender la estructura y el principio de organización del proceso de depuración, se podrá seleccionar el modelo de séptico más óptimo. A pesar de la similitud externa, cada modificación tiene sus propias características técnicas y operativas que deben tenerse en cuenta durante la instalación y el mantenimiento del sistema.

¿Está buscando un séptico para su casa de campo o casa de verano? ¿O tiene experiencia en el uso de dichas instalaciones? Por favor, deje comentarios en el artículo y comparta sus impresiones sobre el uso de sistemas de tratamiento autónomos.