Un sistema de alcantarillado, o sistema de recolección de aguas residuales, es una red de tuberías, estaciones de bombeo y anexidades que conducen las aguas residuales desde sus puntos de origen hasta un punto de tratamiento y disposición.
Los sistemas que transportan una mezcla de aguas residuales domésticas y aguas residuales pluviales se denominan alcantarillas combinadas. Las alcantarillas combinadas suelen consistir en tuberías o túneles de gran diámetro, debido a los grandes volúmenes de tormentas. agua que debe llevarse durante los períodos de clima húmedo. Son muy comunes en las ciudades más antiguas, pero ya no se diseñan ni construyen como parte de nuevas instalaciones de alcantarillado. Debido a que las plantas de tratamiento de aguas residuales no pueden manejar grandes volúmenes de agua de lluvia, las aguas residuales deben pasar por alto las plantas de tratamiento durante el clima húmedo y descargarse directamente en el agua receptora. Estos desbordamientos combinados de alcantarillado, que contienen aguas residuales domésticas sin tratar, causan recurrentes la contaminación del agua problemas y son fuentes de contaminación muy problemáticas.
En algunas grandes ciudades, el problema del desbordamiento combinado de alcantarillado se ha reducido al desviar la primera descarga de aguas residuales combinadas hacia una gran cuenca o túnel subterráneo. Después del almacenamiento temporal, se puede tratar mediante sedimentación y desinfección antes de descargarse en un cuerpo de agua receptor, o se puede tratar en una planta de tratamiento de aguas residuales cercana a una velocidad que no sobrecargue la instalación. Otro método para controlar las aguas residuales combinadas implica el uso de concentradores de remolinos. Estos dirigen las aguas residuales a través de dispositivos de forma cilíndrica que crean un efecto de vórtice o remolino. El vórtice ayuda a concentrar las impurezas en un volumen mucho menor de agua para su tratamiento.
Las nuevas instalaciones de recolección de aguas residuales están diseñadas como sistemas separados, que transportan aguas residuales domésticas o aguas residuales pluviales, pero no ambas. Las alcantarillas pluviales suelen llevar la escorrentía superficial a un punto de disposición en un arroyo o río. Se pueden construir pequeñas cuencas de retención como parte del sistema, almacenando agua pluvial temporalmente y reduciendo la magnitud del caudal máximo. Las alcantarillas sanitarias, por otro lado, llevan las aguas residuales domésticas a una planta de tratamiento de aguas residuales. Las aguas residuales industriales pretratadas se pueden permitir en los sistemas de alcantarillado sanitario municipal, pero se excluyen las aguas pluviales.
Las alcantarillas pluviales generalmente se construyen con secciones de tubería de concreto reforzado. En algunos casos, se pueden utilizar tubos de metal corrugado. Las entradas de aguas pluviales o las cuencas de captación están ubicadas a intervalos adecuados en un derecho de paso de la calle o en servidumbres a través de una propiedad privada. Las tuberías generalmente se ubican para permitir el flujo por gravedad cuesta abajo hacia un arroyo cercano o hacia una cuenca de detención. Las estaciones de bombeo de aguas pluviales se evitan, si es posible, debido a la gran capacidad de bombeo que se necesitaría para manejar el intermitente fluye.
Un sistema de alcantarillado sanitario incluye laterales, subcanales e interceptores. A excepción de las conexiones domiciliarias individuales, los laterales son las alcantarillas más pequeñas de la red. Por lo general, tienen un diámetro de no menos de 200 mm (8 pulgadas) y transportan las aguas residuales por gravedad a subcanales más grandes o alcantarillas colectoras. Las alcantarillas colectoras se conectan a un interceptor principal, o línea troncal, que lleva las aguas residuales a una planta de tratamiento. Los interceptores generalmente se construyen con secciones prefabricadas de tubería de concreto reforzado, de hasta 5 metros (15 pies) de diámetro. Otros materiales utilizados para las alcantarillas sanitarias incluyen arcilla vitrificada, cemento de amianto, plástico, acero o hierro dúctil. El uso de plástico para laterales está aumentando por su ligereza y facilidad de instalación. Las tuberías de hierro y acero se utilizan para redes de fuerza o en estaciones de bombeo. Las redes de fuerza son tuberías que transportan aguas residuales a presión cuando deben bombearse.
A veces, el costo de las alcantarillas por gravedad convencionales puede ser prohibitivamente alto debido a las bajas densidades de población o las condiciones del sitio, como una alta mesa de agua o lecho de roca. Tres alternativa Los sistemas de recolección de aguas residuales que pueden usarse en estas circunstancias incluyen alcantarillas por gravedad de diámetro pequeño, alcantarillas a presión y alcantarillas al vacío.
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En los sistemas de gravedad de diámetro pequeño, los tanques sépticos se utilizan primero para eliminar los sólidos sedimentables y flotantes de las aguas residuales de cada casa antes de que fluyan a una red de colectores principales (normalmente de 100 mm o 4 pulgadas de diámetro); Estos sistemas son los más adecuados para pequeñas áreas rurales. comunidades . Debido a que no transportan grasa, arenilla ni sólidos de aguas residuales, las tuberías pueden ser de menor diámetro y colocarse en pendientes o pendientes reducidas para minimizar los costos de excavación de zanjas. Las alcantarillas a presión se utilizan mejor en áreas planas o donde se requeriría una costosa excavación de rocas. Las bombas trituradoras descargan las aguas residuales de cada hogar en la alcantarilla de presión principal, que puede seguir la pendiente del suelo. En un sistema de alcantarillado al vacío, las aguas residuales de uno o más edificios fluyen por gravedad a un sumidero o tanque del que se extraen mediante bombas de vacío ubicadas en una estación central de vacío y luego fluyen a un tanque de recolección. Desde el tanque de recolección de vacío, las aguas residuales se bombean a una planta de tratamiento.
Las estaciones de bombeo se construyen cuando las aguas residuales deben elevarse desde un punto bajo a un punto de mayor elevación o donde el topografía previene el flujo por gravedad cuesta abajo. Hay disponibles bombas especiales que no se obstruyen para manejar aguas residuales sin tratar. Se instalan en estructuras denominadas estaciones elevadoras. Hay dos tipos básicos de estaciones de bombeo: pozo seco y pozo húmedo. Una instalación de pozo húmedo tiene solo una cámara o tanque para recibir y retener las aguas residuales hasta que se bombee. Las bombas y motores sumergibles especialmente diseñados se pueden ubicar en la parte inferior de la cámara, completamente por debajo del nivel del agua. Las instalaciones de pozo seco tienen dos cámaras separadas, una para recibir las aguas residuales y otra para encerrar y proteger las bombas y los controles. La cámara seca protectora permite un fácil acceso para la inspección y el mantenimiento. Todas las estaciones de bombeo de aguas residuales, ya sean de pozo húmedo o de pozo seco, deben incluir al menos dos bombas. Una bomba puede funcionar mientras que la otra se retira para su reparación.
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