Tanque Imhoff

El tanque Imhoff consiste en un compartimiento de sedimentación sobre una cámara de digestión de lodo estrecha con respiraderos para gas. El compartimiento de sedimentación tiene forma circular o rectangular, con paredes en forma de V y una ranura en el fondo que permite que los sólidos se asienten en el compartimiento de digestión, evitando que el gas fétido suba y perturbe el proceso de sedimentación. El gas producido en la cámara de digestión sube hacia los respiraderos en el borde del reactor y transporta las partículas de lodo a la superficie del agua, creando una capa de espuma. El lodo se acumula en el compartimiento de digestión de lodo, donde es compactado y parcialmente estabilizado mediante digestión anaerobia (TILLEY et al. 2018). Esta tecnología reduce los sólidos suspendidos de 50 a 70% y la demanda química de oxígeno (DQO) de 25 a 50%, además conduce a una adecuada estabilización del lodo, si está bien diseñada y adecuadamente operada.

 De acuerdo con el Inventario Nacional de Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales, el tanque Imhoff es una tecnología bastante utilizada en México, ya que en 2015, existían 51 plantas de tanque Imhoff, 20 plantas de tanque Imhoff con filtro biológico y 3 plantas de tanque Imhoff con humedales en el país (CONAGUA s.f.;  CONAGUA 2015). Los estados en donde más se utiliza esta tecnología son Tabasco, Veracruz y Chiapas (CONAGUA 2015). En Tabasco, el 56,6% de los sistemas de tratamiento son tratamientos con tanque Imhoff (VÁZQUEZ y LÓPEZ 2011). Se utiliza esta tecnología en pequeñas y medianas comunidades de Tabasco como el ejido Habanero de 624 habitantes, municipio de Cárdenas y las localidades Norte Primera y Segunda Sección en el municipio de Comalcalco (SEMARNAT 2011a; SEMARNAT 2011b). En Chiapas, se ha implementado esta tecnología en las localidades rurales de Ignacio Zaragoza, municipio de Ixhuatán y de Pinabeto municipio de Rayón (SEMARNAT 2011c). Sin embargo, los tanques Imhoff no siempre operan de manera adecuada debido a problemas de diseño y construcción, la falta de mantenimiento, así como deficientes condiciones de bombeo que inciden sobre el tiempo de retención hidráulica necesario para la remoción de sólidos (RODRÍGUEZ y SANTIAGO 1999; VÁZQUEZ y LÓPEZ 2011).

El tanque Imhoff se utiliza para el tratamiento semi-centralizado de las aguas residuales, aunque ciertas empresas como Rotoplas comercializan pequeños tanques Imhoff prefabricados para el tratamiento de las aguas residuales en la vivienda (ROTOPLAST s.f.). El tanque Imhoff suele construirse bajo tierra con concreto reforzado, a una profundidad de más de 6 metros. En ciertos casos, puede construirse sobre la tierra para facilitar la eliminación de lodo por gravedad, pero de igual manera, el afluente deberá ser bombeado. El tiempo de retención hidráulica suele ser de 2 a 4 horas para conservar un efluente aerobio para el tratamiento adicional o descarga (TILLEY et al. 2018).

La profundidad total del agua en el tanque, del fondo a la superficie, puede ser de a 7 a 9,5 m. El fondo del compartimiento de asentamiento suele tener una pendiente vertical/horizontal de 1.25:1 a 1.75:1. La abertura de la ranura puede ser de 150 a 300 mm de ancho (TILLEY et al. 2018). Las paredes del compartimiento de digestión de lodo deben tener una inclinación de 45º o más. Esto permite que el lodo se deslice hasta el centro, donde se puede remover. El dimensionamiento del compartimiento de digestión anaerobia depende principalmente de la producción de lodo por población equivalente, del grado deseado de estabilización de lodo (vinculado a la frecuencia de desenlodado) y de la temperatura. En general, la cámara de digestión está diseñada para almacenar lodo de 4 a 12 meses para permitir suficiente digestión anaerobia. En climas fríos es necesario mayor tiempo de retención y volumen (TILLEY et al. 2018).

Se usan tubos en forma de T o separadores en la entrada y la salida para reducir la velocidad y evitar que la espuma abandone el sistema. Se recomienda tener una rejilla o un desarenador antes del tanque Imhoff para evitar que haya material grueso que perturbe el sistema (TILLEY et al. 2018). El diámetro mínimo de la tubería para la remoción de lodos es de 200 mm y debe estar ubicado 15 cm por encima del fondo del tanque (OPS 2005). Para el desenlodado se debe instalar una bomba y un tubo, o bien, se debe contar con acceso para camiones aspiradores y bombas móviles (TILLEY et al. 2018).

El tanque Imhoff es una tecnología de tratamiento primario por lo que sólo es adecuado para las comunidades que cuentan con tecnologías de tratamiento secundario para tratar el efluente y los lodos. El tanque Imhoff se recomienda para flujos de aguas residuales de viviendas o mixtas, con equivalentes poblacionales de 50 a 20 000 habitantes. Puede tratar altas cargas orgánicas y resiste choques de carga orgánicos (TILLEY et al. 2018). El tanque Imhoff puede utilizarse en climas fríos y cálidos. Tiene la ventaja de no requerir mucho espacio. Dado que es muy alto, sólo se puede construir bajo tierra si la capa freática es baja y la ubicación no es propensa a inundaciones (TILLEY et al. 2018). Debido al tipo de infraestructuras y la necesidad de contar con vaciado y transporte motorizado, esta tecnología sólo puede adaptarse para poblados que cuentan con capacidades y recursos con disposición suficiente de agua. Puede incluirse en el tren de tratamiento de los sistemas de saneamiento de tratamiento de aguas negras con infiltración, con conducción del efluente y de tratamiento (semi)centralizado. El tanque Imhoff forma parte de la batería de tecnologías para tratar el efluente de la separación líquido-sólido de los lodos en una planta de tratamiento de lodos, por lo que también forma parte del sistema de cámara simple. Sin embargo, esto es posible sólo si la comunidad cuenta con una entidad que vacíe las cámaras, transporte y trate el lodo.

Aunque los pocos gases que se producen pueden generar olores localmente, el tanque Imhoff es una buena opción para tratamiento primario ya que el efluente prácticamente no tiene olor. Como suele ser enterrado en el suelo, no genera molestia visual y no deberá presentar problemas de aceptación de la población (TILLEY et al. 2018). Sin embargo, la eliminación de patógenos es baja, por lo que todos los efluentes deben recibir un tratamiento posterior, por ejemplo, en lagunas de estabilización, humedales artificiales o filtros percoladores (TILLEY et al. 2018). La gente que entra en contacto con el efluente, la espuma o el lodo debe usar ropa de protección adecuada (TILLEY et al. 2018).

La operación y el mantenimiento son de bajo costo si el personal a cargo está capacitado. Las rutas del flujo deben mantenerse abiertas y limpiarse cada semana, mientras que la espuma en el compartimiento de asentamiento y los respiraderos de gas deben limpiarse diariamente, si fuera necesario (TILLEY et al. 2018). Esta tecnología no requiere tareas complejas de mantenimiento, pero debe ser desenlodado de manera periódica, por lo que debe existir equipo apropiado y personal capacitado para esta tarea. La falta de mantenimiento preventivo puede causar el corto circuito del sistema, como ocurrió en el Fraccionamiento Lomas de Ocuiltzapotlan II en el Estado de Tabasco en donde el tanque Imhoff ya no pudo tratar el volumen de agua para el cual fue diseñado porque más del 40% de su capacidad estaba ocupado con sedimentos (VÁZQUEZ y LÓPEZ  2011).

El lodo estabilizado en el fondo del compartimiento de digestión debe retirarse periódicamente (TILLEY et al. 2018; OPS 2005). La frecuencia de retiros de lodos varía según el diseño, pero dado que en el fondo del compartimento se mezclan lodos frescos y lodos digeridos, el intervalo de tiempo entre extracciones de lodos sucesivas deberá ser por lo menos el tiempo de digestión, a excepción de la primera extracción en la que se deberá esperar el doble de tiempo de digestión (OPS 2005). Siempre debe haber un espacio mínimo de 50 cm entre la manta de lodo y la ranura de la cámara de sedimentación (TILLEY et al. 2018).