disposición final de aguas residuales
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“DISPOSICION FINAL DE AGUAS RESIDUALES” USAT
UNIVERSIDAD CATÓLICA SANTO TORIBIO DE MOGROVEJO
“Disposición final de aguas residuales mediante tanques séptico más pozo percolador y biodigestores más zanjas de
percolación”
DOCENTE : Ing. Muñico Osorio, Edgar R.
ALUMNOS :
• Angulo Orozco, Kevin.• Briones Samamé, Danny.• Carrión Aguilar, Carlos.• Otiniano Ocampo, Juan.• Terrones Portocarrero, Héctor.• Zapata Pérez, Darwin.
ASIGNATURA : Saneamiento y alcantarillado.
FECHA DE PRESENTACION:
Chiclayo, miércoles 01 de julio del 2015
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FACULTAD DE INGENIERIAESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL
“DISPOSICION FINAL DE AGUAS RESIDUALES” USAT
INDICE:
GENERALIDADES._____________________________________________________________3
DEFINICIONES.________________________________________________________________5
“TANQUES SEPTICO MÁS POZO PERCOLADOR”_____________________________________7
COMPONENTES.___________________________________________________________________7
PROCESO.________________________________________________________________________10
VENTAJAS Y DESVENTAJAS__________________________________________________________12
“BIODIGESTORES CON ZANJAS PERCOLADORAS”___________________________________13
COMPONENTES DE BIODIGESTORES CON ZANJAS PERCOLADORAS_________________________13a) COMPONENTES DE UN BIODIGESTOR:___________________________________________________13b) ZANJAS PERCOLADORAS______________________________________________________________15
PROCESO DE UN BIODIGESTOR_______________________________________________________17
VENTAJAS Y DESVENTAJAS.__________________________________________________________20
CONCLUSIONES______________________________________________________________22
RECOMENDACIONES__________________________________________________________23
DISPOSICION FINAL DE AGUAS RESIDUALES MEDIANTE TANQUES SEPTICO MÁS POZO PERCOLADOR Y BIODIGESTORES MÁS ZANJAS DE PERCOLACIÓN
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“DISPOSICION FINAL DE AGUAS RESIDUALES” USATGENERALIDADES.
El tratamiento de aguas residuales (o agua servida, doméstica, etc.) incorpora procesos físicos
químicos y biológicos, que tratan y remueven contaminantes físicos, químicos y biológicos
introducidos por el uso humano cotidiano del agua. El objetivo del tratamiento es producir agua limpia
(o efluente tratado) o reutilizable al ambiente, y un residuo sólido o lodo que con un proceso
adecuado sirve como fertilizante orgánico para la agricultura o jardinería.
Las aguas residuales pueden ser tratadas dentro del terreno del hospedaje (por ejemplo: tanques
sépticos u otros medios de depuración) y en caso de zonas comunales, éstas son llevadas mediante
una red de tuberías y eventualmente pueden utilizar bombas para ser trasladados a una planta de
tratamiento municipal. Los esfuerzos para colectar y tratar las aguas residuales domésticas de la
descarga están típicamente sujetos a regulaciones locales y sectoriales (regulaciones y controles).
Un digestor de desechos orgánicos o biodigestor es, en su forma más simple, un contenedor cerrado,
hermético e impermeable (llamado reactor), dentro del cual se deposita el material orgánico a
fermentar (excrementos humanos) en determinada dilución de agua para que a través de la
fermentación anaerobia se produzca gas metano y fertilizantes orgánicos ricos en nitrógeno, fósforo y
potasio, y además, se disminuya el potencial contaminante de los excrementos.
Este sistema también puede incluir una cámara de carga y nivelación del agua residual antes del
reactor, un dispositivo para captar y almacenar el biogás y cámaras de hidrogenación y pos
tratamiento (filtro y piedras, de algas, secado, entre otros) a la salida del reactor.
El fenómeno de indigestible ocurre porque existe un grupo de microorganismos
bacterianos anaeróbicos presentes en el material fecal que, al actuar sobre los desechos orgánicos de
origen vegetal y animal, producen una mezcla de gases con alto contenido de metano (CH4)
llamada biogás, que es utilizado como combustible. Como resultado de este proceso se generan
residuos con un alto grado de concentración de nutrientes y materia orgánica (ideales
como fertilizantes) que pueden ser aplicados frescos, pues el tratamiento anaerobio elimina los malos
olores y la proliferación de moscas.
Una de las características más importantes de la biodigestión es que disminuye el potencial
contaminante de los excrementos de origen animal y humano, disminuyendo la Demanda Química de
Oxígeno DQO y la Demanda Biológica de Oxígeno DBO hasta en un 90% (dependiendo de las
condiciones de diseño y operación).
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“DISPOSICION FINAL DE AGUAS RESIDUALES” USATSe deben controlar ciertas condiciones, como son: el pH, la presión y temperatura a fin de que se
pueda obtener un óptimo rendimiento.
El biodigestor es un sistema sencillo de implementar con materiales económicos y se está
introduciendo en comunidades rurales aisladas y de países subdesarrollados para obtener el doble
beneficio de conseguir solventar la problemática energética-ambiental, así como realizar un adecuado
manejo de los residuos tanto humanos como animales.
DEFINICIONES.
Afluente.- Aguas residuales sin tratar o parcialmente tratadas, que entra a un deposito o
estanque.
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“DISPOSICION FINAL DE AGUAS RESIDUALES” USATAguas residuales domesticas.- Aguas residuales derivadas principalmente de las casas, edificios
comerciales e instituciones similares, que no están mezcladas con aguas de lluvia o aguas
superficiales.
Efluente.- Agua que sale de un depósito o termina una etapa o el total de un proceso de
tratamiento.
Espacio libre.- Es la distancia vertical entre el máximo nivel de la superficie del líquido, en un
tanque.
Estabilidad.- Es la propiedad de cualquier sustancia, contenida en aguas residuales, o en el
afluente, o en los lodos digeridos, que impide la putrefacción, Es el antónimo de putrescibilidad.
Lodos.- Los sólidos depositados por las aguas residuales domesticas o desechos industriales
crudos o tratados, acumulados por sedimentación en tanques y que contienen más o menos agua
para formar una masa semilíquida.
Pendiente.- La inclinación o declive de una tubería o de la superficie natural del terreno,
usualmente expresada por la relación o porcentaje del número de unidades de elevación o caída
vertical, por unidad de distancia horizontal.
Percolación.- El flujo o goteo del líquido que desciende a través del medio filtrante. El líquido
puede o no llenar los poros del medio filtrante.
Pozo percolador.- Tratamiento secundario de las aguas residuales, instalándose de forma
complementaria al Tanque séptico o Imhoff.
Sedimentación.- El proceso de asentar y depositar la materia suspendida que arrastra el agua, las
aguas residuales u otros líquidos, por gravedad. Esto se logra usualmente disminuyendo la
velocidad del líquido por debajo del límite necesario para el transporte del material suspendido.
También se llama asentamiento.
Tanque séptico.- Es un tanque de sedimentación de acción simple, en el que los lodos
sedimentados están en contacto inmediato con las aguas residuales domesticas que entran al
tanque, mientras los sólidos orgánicos se descomponen por acción bacteriana anaerobia.
Tratamiento primario.- Proceso anaeróbico de la eliminación de solidos
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“DISPOSICION FINAL DE AGUAS RESIDUALES” USATTratamiento secundario.- Tratamiento donde la descomposición de los sólidos restantes es
realizada por organismos aeróbicos, este tratamiento se realiza mediante campos de percolación
o pozos.
Trampa de grasas.- A través de este componente se separa la grasa flotante o espuma de la
superficie de un tanque séptico.
Biodigestor.- Contenedor hermético e impermeable en el cual se deposita el material orgánico a
fermentar, produciendo gases y fertilizantes orgánicos
Fermentación Anaerobia.- La fermentación es un proceso catabólico de oxidación incompleto,
siendo el producto final un compuesto orgánico, se produce sin la presencia de oxígeno.
Hidrolisis.- Descomposición de sustancias orgánicas por acción del agua.
Metanogenesis.- es la formación de metano por microbios. Es una forma de metabolismo
microbiano muy importante, en la mayoría de los entornos, es el paso final de la descomposición
de la biomasa.
Biomasa.- Cantidad de productos obtenidos por fotosíntesis, susceptibles de ser transformados
en combustible útil para el hombre y expresada en unidades de superficie y de volumen.
pH.- Coeficiente que indica el grado de acidez o basicidad de una solución acuosa.
Biol.- Abono orgánico para mejorar la producción agrícola.
Biogás.- Gas combustible que se genera en medios naturales o en dispositivos específicos, por las
reacciones de biodegradación de la materia orgánica, mediante la acción de microorganismos y otros
factores, en ausencia de oxígeno
“TANQUES SEPTICO MÁS POZO PERCOLADOR”
COMPONENTES.
Trampa de grasas
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“DISPOSICION FINAL DE AGUAS RESIDUALES” USATSe instalan únicamente cuando se eliminan grasas en gran cantidad, como es el caso de hoteles
restaurantes, cuarteles en zonas rurales. Se colocan antes de los tanques sépticos, deberán diseñarse
con una tapa liviana para hacer limpieza, la misma que debe ser frecuente; en lo posible deben
ubicarse en zonas sombreadas para mantener bajas temperaturas en su interior
Tanque Séptico
Es un depósito impermeable, generalmente subterráneo.
Constituido por una caja de cemento o concreto.
Las tuberías de entrada y salida del agua delos tanques sépticos será de 100mm (4’’) de
diámetro
Los dispositivos de entrada y salida estarán constituidos por tees
Si el sistema de desagüe de las viviendas 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 está dotado de ventilación, se debe prever una tubería desde
el tanque mismo, protegida con una malla.
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“DISPOSICION FINAL DE AGUAS RESIDUALES” USAT
El volumen del tanque séptico está constituido por lo siguiente:
Borde o espacio libre. natas o espuma líquidos solidos
Pozo percolador
Paredes formadas por muros de mampostería con juntas laterales separadas Grava de 2.5cm (1”).
Cuando el efluente de un tanque séptico está conectado directamente a dos o más pozos de absorción, se requerirá instalar caja de distribución de flujo como se muestra en la siguiente figura.
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“DISPOSICION FINAL DE AGUAS RESIDUALES” USAT
Caja de distribución
Este implemento que tiene por objeto distribuir el agua servida procedente del tanque séptico proporcionalmente a cada uno de los pozos percoladores, para lo cual se colocan todas las tuberías de salida a la misma altura.
PROCESO.Tanque séptico más pozo percolador
Eliminación de solidos
o Las aguas residuales al entrar al tanque séptico disminuirán su velocidad y
permanecerán en reposo durante 24 horas.
o Los sólidos más pesados, por sedimentación, se depositarán en el fondo formando
una capa de lodos
Formación de natas
La mayoría de los sólidos ligeros como las grasas, subirán a la superficie y formaran
una capa de natas, mientras el efluente llevara el resto de los sólidos al sistema final
de evacuación, pozo de absorción o pozo percolador.
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“DISPOSICION FINAL DE AGUAS RESIDUALES” USAT Descomposición de aguas residuales
Las aguas residuales en el pozo séptico serán sometidas a descomposición por
procesos naturales y bacteriólogos.
Las bacterias presentes permanecerán en el grupo de las bacterias anaerobias, porque
se desarrollaran es ausencia de aire al ser un recipiente hermético. Con el fondo, los
muros y la tapa impermeable. Esta descomposición de aguas residuales en condiciones
anaerobias es llamada séptica, de aquí el nombre del tanque.
Formación de gases
Durante la descomposición, el gas ascenderá constantemente en forma de burbujas a
la superficie. Las burbujas arrastraran o sembraran el líquido que entra con
organismos necesarios para la putrefacción. Estas partículas llegaran a la capa de natas
que se hará a su vez espesa y se hundirá en parte bajo del nivel del agua.
Escape de los gases formados
Los gases formados se escaparan por el tubo de entrada, el cual estará conectado a un
sistema de ventilación en la casa y por el tubo de salida para ir a dar al subsuelo.
Asentamiento de natas
Se experimentara más descomposición en la capa de natas y una porción se asentara
nuevamente hacia el manto de lodos en el fondo.
Almacenamiento de lodos y natas
El resultado más importante de la descomposición anaerobia, la cual afectara no solo
a los sólidos sino también a la materia orgánica, disuelta y coloidal, que contiene las
aguas residuales, será una considerable reducción en volumen de los sedimentos que
permitirá que el tanque funcione por un periodo de uno a cuatro años.
Disposición final
o Los lodos y nata después de este procedimiento, podrán ser utilizados como abono,
mezclados con basura, hierba cortada, etc.; teniendo en cuenta que no servirán
para productos que se ingieran crudos.
o Y si no se una como abono, deberá ser enterrado en zanjas de 60cm en sitios o
habitados.
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“DISPOSICION FINAL DE AGUAS RESIDUALES” USATo Se podrán vaciar a un sistema de alcantarillado con permiso de la autoridad
competente.
o No deberán ser descargados a una corriente de agua, ni esparcir sobre el suelo
VENTAJAS Y DESVENTAJAS
Tanque séptico más pozo percolador
Ventajas
Simplicidad, confiabilidad y bajo costo.
Limpieza no frecuente.
Pocos requisitos para el mantenimiento.
Los nutrientes de los residuos regresan al suelo.
Un sistema diseñado y mantenido correctamente puede durar más de veinte años.
Desventajas
También de uso limitado a la capacidad de infiltración del terreno que permita
disponer adecuadamente los efluentes en el suelo.
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“DISPOSICION FINAL DE AGUAS RESIDUALES” USAT Uso limitado para un máximo de 350 habitantes.
Los sistemas que no son operados correctamente pueden introducir nitrógeno,
fósforo, materia orgánica y patógenos bacterianos y virales a áreas cercanas y al agua
subterránea.
“Biodigestores con zanjas percoladoras”
COMPONENTES DE BIODIGESTORES CON ZANJAS PERCOLADORASa) COMPONENTES DE UN BIODIGESTOR:
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“DISPOSICION FINAL DE AGUAS RESIDUALES” USAT1. Cámara de digestión. Es la parte central del biodigestor o fermentador. Aquí ocurren los
procesos bioquímicos que transforma en la carga o materia orgánica alimentada en biogás
y bioabonos. Puede ser de ladrillo, hormigón, hormigón armado, plástico u otro material
que asegure las condiciones requeridas de resistencia e impermeabilidad
2. Cámara de gas o gasómetro. Es la parte del sistema donde se almacena el biogás
producido durante la fermentación, por lo que debe construirse a prueba de fugas. Los
gasómetros pueden ser:
De cúpula fija. El gasómetro es parte integrante de la cámara de digestión. La presión
se mantiene e incrementa por la producción de biogas durante la fermentación, con el
correspondiente desplazamiento del líquido que se está fermentando hacia el sistema
de salida de efluente líquido.
De depósito flotante. El gasómetro puede estar instalado fuera del biodigestor sobre
un lecho de agua, o se puede instalar directamente sobre el biodigestor. El depósito o
campana flotante puede ser de fierro o de plástico rígido.
De material plástico. El biogás se recoge en una bolsa plástica hecha de caucho,
polietileno o geo membrana de PVC. Tiene el inconveniente de una presión irregular,
lo cual influye negativamente s obre la utilización del biogas. Este tipo de gasómetro se
puede instalar directamente sobre el biodigestor.
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“DISPOSICION FINAL DE AGUAS RESIDUALES” USAT Figura 1. Gasómetros fijo (rojo), flotante (azul) y de geomembrana de PVC.
3. Alimentación o entrada de la materia orgánica (sistema de carga). Permite la alimentación
del biodigestor. En algunos casos se diseña para permitir la homogenización del material de
carga, y a la vez se pueda realizar el control de sólidos totales y pH del sustrato; de lo
contrario, debe contarse con un tanque de metal o de plástico de 200 litros donde se mezclará
la materia orgánica con el agua, permitiendo además la eliminación de los sólidos que floten,
los que pueden obstruir el tubo de entrada del biodigestor o causar problemas de
funcionamiento del sistema.
4. Salida del efluente (sistema de descarga). Su función es garantizar la descarga del líquido
(biol) o de los lodos digeridos (biosol) para su posterior utilización como abonos orgánicos. Debe
estar más abajo del nivel de carga, para facilitar su salida por diferencia de presión hidráulica
b) ZANJAS PERCOLADORAS
ZANJA DE INFILTRACIÓN
La fabricación de las zanjas depende de la forma y tamaño del área disponible, de la
capacidad requerida, de la topografía del terreno y de la tasa de infiltración del subsuelo,
debe realizarse un análisis cualitativo de las principales propiedades de la capacidad
absorbente del suelo, tales como: textura, estructura, color y espesor de los estratos
permeables. Para construir una zanja de infiltración es necesario el siguiente material:
grava o piedras trituradas de granulometría variable entre 20 y 50 mm, tubería de 100 mm
de diámetro con perforaciones y cubierta permeable de polietileno. Una vez excavada la
sección de la zanja efectuar un raspado a las paredes y fondo para eliminar el remoldeo del
área absorbente, retirar el material sobrante y rellenar la zanja con una capa de .15 cm de
espesor mínimo de grava, hasta obtener el nivel sobre el cual deben colocarse las tuberías,
la tubería se instala sin juntear con aberturas de .05 m, una vez colocada la tubería recubrir
nuevamente con grava hasta cubrir totalmente y dejar una capa de 50 mm de espesor
mínimo por encima del borde superior de la tubería. Posteriormente se coloca la cubierta
impermeable de polietileno, la cual funciona para evitar la entrada de partículas de tierra y
no se tapen las tuberías, para finalizar cubrir totalmente las zanjas con una capa de tierra
compactada de .30 m de espesor mínimo.
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“DISPOSICION FINAL DE AGUAS RESIDUALES” USAT
POZO DE ABSORCIÓN
Es un sistema vertical de infiltración al subsuelo a través de sus paredes y piso permeable,
el cual proporciona al agua un tratamiento físico y biológico a través de la infiltración en un
medio poroso. El pozo de absorción se puede instalar cuando no se dispone del terreno
suficiente para un filtro subterráneo. Sus dimensiones y número de pozos dependen de la
permeabilidad del terreno, para la instalación de pozo de absorción.
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“DISPOSICION FINAL DE AGUAS RESIDUALES” USAT
PROCESO DE UN BIODIGESTOR
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“DISPOSICION FINAL DE AGUAS RESIDUALES” USAT Las aguas negras se introducen al Biodigestor por la conexión al desagüe y se dirigen al
fondo de lodos.
En esta área de lodos se va a formar una colonia de bacterias anaeróbicas, que van a
alimentarse con las ESCRETAS, produciendo así el proceso séptico.
Proceso Séptico. El fondo permite reducir las áreas muertas y hace mas eficiente este
proceso y permite la AUTOLIMPIEZA. Las aguas tratadas, al pasar por el filtro, realizan
nuevamente el proceso séptico con una segunda colonia formada en los aros plásticos.
Al descargarse -las aguas- al área de percolación, culmina el proceso eliminando la
presencia de olores y contaminantes.
Los lodos resultantes de este proceso se limpian cada 12 o 18 meses dejando salir los
lodos a través de la válvula.
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“DISPOSICION FINAL DE AGUAS RESIDUALES” USATVENTAJAS Y DESVENTAJAS.
VENTAJAS.
Un biodigestor es el recipiente dentro del cual, se transforma la materia orgánica en la
producción de gas, permite integrar la producción energética con la producción agrícola-
alimentaría, recirculando eficientemente los nutrientes necesarios al sistema
Favorece el reciclaje y disminución de residuos. Canaliza, por tanto, los excedentes
agrícolas alimentarios, permitiendo el aprovechamiento de las tierras de retirada.
Reducción de la producción del gases de efecto invernadero. El excremento en estado
natural expulsa grandes cantidades al espacio de este gas, que es uno de los más
perjudiciales para la capa de ozono.
Evita los malos olores entre el 90 y 100%.Esta situación es la que perjudica a los vecinos
que habitan cerca de las actividades pecuarias (porquerizas) y provoca gran cantidad de
quejas ante el Ministerio de Salud.
Producción de fertilizante orgánico rico en nitrógeno, fósforo y potasio, capaz de competir
con los fertilizantes químicos, que son más caros y dañan el medio ambiente. Es una
opción para cambiar la agricultura tradicional por una orgánica, el afluente del biodigestor
es una excelente alternativa. Evita el uso de fertilizantes químicos, que necesitan de
combustibles fósiles para su producción
Recupera tierras agrícolas empobrecidas en nutrientes por el exceso o uso continuo de
fertilizantes inorgánicos o sea sustancias químicas.
Se reduce el riesgo de transmisión de enfermedades , ya que al reciclar en conjunto las
excretas animales y humanas en biodigestores que operan en rangos de temperatura
interna entre 30 ºC y 35 ºC es posible destruir hasta el 95% de los huevos de parásitos y
casi todas las bacterias y protozoarios causantes de enfermedades gastrointestinales.
DESVENTAJAS.
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“DISPOSICION FINAL DE AGUAS RESIDUALES” USAT El digestor debe encontrarse cercano a la zona donde se recoge el sustrato de partida y a
la zona de consumo.
Debe mantenerse una temperatura constante y cercana a los 35ºC. Esto puede encarecer
el proceso de obtención en climas fríos
Riesgo de explosión, en caso de no cumplirse las normas de seguridad para gases
combustibles
Dependiendo del modelo, requieren de mucho cuidado sobre todo cuando son
construidos con plásticos, ya que éstos pueden ser fácilmente cortados y quedar
inutilizados
Otros modelos pueden ser también de costos elevados aunque de mayor duración
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“DISPOSICION FINAL DE AGUAS RESIDUALES” USAT
CONCLUSIONES
Para incrementar la confiabilidad de este cálculo conviene obtener mejor información sobre las características del lodo retenido en el tanque.
La utilización de biodigestores ofrece grandes ventajas para el tratamiento de los
desechos orgánicos, además de disminuir la carga contaminante de los mismos, extrae
gran parte de la energía contenida en el material mejorando su valor fertilizante
controlando, de manera considerable, los malos olores.
El biodigestor es una tecnología que puede implantarse no solo en la parte rural sino
también en la urbana porque no solo beneficia a los individuos sino que además se
convierte en un proyecto ventajoso para la biodiversidad y la sostenibilidad de la
misma.
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“DISPOSICION FINAL DE AGUAS RESIDUALES” USAT
RECOMENDACIONES
Se debe solicitar los servicios de un ingeniero y el apoyo de un equipo de albañil para las
labores de construcción.
En el caso que en la zona exista un pozo de agua, el tanque séptico debe ubicarse al menos 30
m. de distancia.
Realizar mantenimiento del tanque séptico cada 2 años.
Cuando se haga la limpieza no se debe extraer la totalidad de los lodos, dejar un volumen que
sirva de semilla
No encender fuego cerca de un biodigestor, pues al contener metano, el biogás es un
combustible que al contacto con una fuente de combustión puede inflamarse y
generar una llama
No desconectar los tubos por donde circula el biogás. Mientras el reactor esté
cargado, desconectar la tubería de biogás generará que éste se libere y se pierda; sin
embargo, también podría inflamarse y generar una llama al contacto con una fuente
de combustión en el interior de la vivienda.
No inhalar el biogás porque es dañino para la salud. Por ningún motivo se debe inhalar
biogás, ya que antes de ser filtrado, algunos de sus compuestos son profundamente
dañinos.
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