Las aguas residuales (o aguas residuales domésticas , aguas residuales domésticas , aguas residuales municipales ) son un tipo de aguas residuales que son producidas por una comunidad de personas. Generalmente se transporta a través de un sistema de alcantarillado . [1] : 175 Las aguas residuales consisten en aguas residuales descargadas de residencias e instalaciones comerciales, institucionales y públicas que existen en la localidad. [2] : 10 Los subtipos de aguas residuales son las aguas grises (de lavabos, bañeras, duchas, lavavajillas y lavadoras de ropa) y aguas negras (el agua que se utiliza para descargar los inodoros , combinada con los desechos humanos que se eliminan). Las aguas residuales también contienen jabones y detergentes. Es posible que se produzcan residuos de alimentos al lavar los platos y las cantidades de alimentos pueden aumentar cuando se utilizan unidades de eliminación de basura . En las regiones donde se utiliza papel higiénico en lugar de bidé , ese papel también se añade a las aguas residuales. Las aguas residuales contienen macrocontaminantes y microcontaminantes, y también pueden incorporar algunos residuos sólidos municipales y contaminantes de aguas residuales industriales .
Las aguas residuales generalmente viajan desde las tuberías de un edificio hacia una alcantarilla , que las llevará a otra parte, o hacia una instalación de aguas residuales en el lugar . La recogida de aguas residuales de varios hogares juntos suele realizarse en alcantarillas sanitarias o en alcantarillas combinadas . El primero está diseñado para excluir los flujos de aguas pluviales , mientras que el segundo está diseñado para absorber también aguas pluviales. La producción de aguas residuales corresponde generalmente al consumo de agua. Una serie de factores influyen en el consumo de agua y, por tanto, en el caudal de aguas residuales por persona. Estos incluyen: disponibilidad de agua (lo opuesto a escasez de agua ), opciones de suministro de agua , clima (los climas más cálidos pueden conducir a un mayor consumo de agua), tamaño de la comunidad, nivel económico de la comunidad, nivel de industrialización , medición del consumo doméstico, costo del agua y presión del agua. [2] : 20
Los principales parámetros de las aguas residuales que se miden para evaluar la potencia o calidad de las aguas residuales, así como las opciones de tratamiento, incluyen: sólidos, indicadores de materia orgánica, nitrógeno, fósforo e indicadores de contaminación fecal. [2] : 33 Estos pueden considerarse los principales macrocontaminantes de las aguas residuales. Las aguas residuales contienen patógenos que provienen de la materia fecal . En las aguas residuales se encuentran los siguientes cuatro tipos de patógenos: bacterias patógenas , virus , protozoos (en forma de quistes u ooquistes) y helmintos (en forma de huevos). [3] [4] Para cuantificar la materia orgánica se utilizan comúnmente métodos indirectos: principalmente la Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO) y la Demanda Química de Oxígeno (DQO). [2] : 36
La gestión de aguas residuales incluye la recolección y el transporte para su liberación al medio ambiente, después de un nivel de tratamiento que sea compatible con los requisitos locales para su descarga en cuerpos de agua, al suelo o para aplicaciones de reutilización. [2] : 156 Las opciones de eliminación incluyen la dilución (autopurificación de los cuerpos de agua, aprovechando su capacidad de asimilación si es posible), emisarios marinos , eliminación en tierra y granjas de aguas residuales . Todas las opciones de eliminación pueden correr riesgos de causar contaminación del agua .
Las aguas residuales (o aguas residuales domésticas) consisten en aguas residuales vertidas desde residencias e instalaciones comerciales, institucionales y públicas que existen en la localidad. [2] : 10 Las aguas residuales son una mezcla de agua (del suministro de agua de la comunidad ), excrementos humanos ( heces y orina ), agua usada de los baños , desechos de preparación de alimentos, aguas residuales de lavandería y otros productos de desecho de la vida normal.
Las aguas residuales de los municipios contienen aguas residuales de actividades e instituciones comerciales, por ejemplo, aguas residuales descargadas de restaurantes , lavanderías , hospitales , escuelas , prisiones , oficinas , tiendas y establecimientos que prestan servicios en el área local de comunidades más grandes. [2] : 21
Las aguas residuales se pueden distinguir en "aguas residuales no tratadas" (también llamadas "aguas residuales sin tratar") y "aguas residuales tratadas" (también llamadas "efluentes" de una planta de tratamiento de aguas residuales ).
Hoy en día, el término "aguas residuales" se utiliza a menudo indistintamente con "aguas residuales" (lo que implica "aguas residuales municipales") en muchos libros de texto, documentos políticos y literatura. [2] [5] [6] Para ser precisos, aguas residuales es un término más amplio, porque se refiere a cualquier agua después de haber sido utilizada en una variedad de aplicaciones. [5] : 1 Por lo tanto, también puede referirse a " aguas residuales industriales ", aguas residuales agrícolas y otros flujos que no están relacionados con las actividades domésticas.
Las aguas negras en un contexto de saneamiento denotan aguas residuales de los inodoros que probablemente contienen patógenos que pueden propagarse por vía fecal-oral . Las aguas negras pueden contener heces , orina , agua y papel higiénico de los inodoros . Las aguas negras se distinguen de las aguas grises , que provienen de lavabos, bañeras, lavadoras y otros electrodomésticos además de los inodoros. Las aguas grises resultan del lavado de alimentos, ropa, platos, así como de la ducha o el baño. [7]
Las aguas negras y las aguas grises se mantienen separadas en los "edificios ecológicos", como los edificios autónomos . Los vehículos recreativos suelen tener tanques de retención separados para las aguas grises de las duchas y lavabos, y para las aguas negras del inodoro.Las aguas grises (o aguas grises, sullage, también escritas como aguas grises en los Estados Unidos) se refieren a las aguas residuales domésticas generadas en hogares o edificios de oficinas a partir de arroyos sin contaminación fecal, es decir, todos los arroyos excepto las aguas residuales de los inodoros. Las fuentes de aguas grises incluyen lavabos , duchas , bañeras , lavadoras o lavavajillas . Como las aguas grises contienen menos patógenos que las aguas negras , generalmente son más seguras de manejar y más fáciles de tratar y reutilizar en el sitio para la descarga de inodoros , el riego de jardines o cultivos y otros usos no potables . Las aguas grises aún pueden tener algún contenido de patógenos provenientes del lavado de ropa sucia o de la limpieza del área anal en la ducha o el baño.
La aplicación de la reutilización de aguas grises en los sistemas de agua urbanos proporciona beneficios sustanciales tanto para el subsistema de suministro de agua , al reducir la demanda de agua dulce y limpia , como para los subsistemas de aguas residuales, al reducir la cantidad de aguas residuales transportadas y tratadas. [8] Las aguas grises tratadas tienen muchos usos, como la descarga de inodoros o el riego. [9].jpg/1280px-Pumping_station_lifting_the_wastewater_(6908385151).jpg)
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La apariencia general de las aguas residuales es la siguiente: [2] : 30 La temperatura tiende a ser ligeramente más alta que en el agua potable, pero es más estable que la temperatura ambiente. El color de las aguas residuales frescas es ligeramente gris, mientras que las aguas residuales más antiguas (también llamadas "aguas residuales sépticas") son de color gris oscuro o negro. El olor de las aguas residuales frescas es "aceitoso" y relativamente desagradable, mientras que las aguas residuales más viejas tienen un olor desagradable y desagradable debido al gas de sulfuro de hidrógeno y otros subproductos de la descomposición. [10] : 9–38 Las aguas residuales pueden tener una alta turbidez debido a los sólidos suspendidos.
El valor del pH de las aguas residuales suele ser casi neutro y puede oscilar entre 6,7 y 8,0. [2] : 57
Las aguas residuales se componen principalmente de agua y normalmente contienen menos de una parte de materia sólida por cada mil partes de agua. En otras palabras, se puede decir que las aguas residuales están compuestas por alrededor de un 99,9% de agua pura, y el 0,1% restante son sólidos, que pueden presentarse en forma de sólidos disueltos o sólidos suspendidos . [2] : 28 La proporción de mil a uno es una estimación de orden de magnitud en lugar de un porcentaje exacto porque, aparte de la variación causada por la dilución, los sólidos pueden definirse de manera diferente dependiendo del mecanismo utilizado para separar esos sólidos de la fracción líquida. . Los lodos de sólidos sedimentables eliminados mediante sedimentación o sólidos suspendidos eliminados mediante filtración pueden contener cantidades significativas de agua arrastrada, mientras que el material sólido seco que queda después de la evaporación elimina la mayor parte de esa agua, pero incluye minerales disueltos no capturados por filtración o separación gravitacional. [11] Los sólidos suspendidos y disueltos incluyen materia orgánica e inorgánica más microorganismos. [2] : 28
Aproximadamente un tercio de esta materia sólida está suspendida por turbulencia , mientras que el resto está disuelta o coloidal . Para la situación en los Estados Unidos en la década de 1950, se estimó que los desechos contenidos en las aguas residuales domésticas son aproximadamente la mitad orgánicos y la otra mitad inorgánicos . [10] : 9–38
La materia orgánica en las aguas residuales se puede clasificar en términos de forma y tamaño: suspendida (particulada) o disuelta (soluble). En segundo lugar, se puede clasificar en términos de biodegradabilidad : ya sea inerte o biodegradable. [2] : 35 La materia orgánica en las aguas residuales se compone de compuestos proteicos (alrededor del 40%), carbohidratos (alrededor del 25-50%), aceites y grasas (alrededor del 10%) y urea , tensioactivos , fenoles , pesticidas y otros (menor cantidad). ). [2] : 35 Para cuantificar el contenido de materia orgánica es común utilizar "métodos indirectos" que se basan en el consumo de oxígeno para oxidar la materia orgánica: principalmente la Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO) y la Demanda Química de Oxígeno. (BACALAO). [2] : 36 Estos métodos indirectos están asociados al mayor impacto del vertido de materia orgánica en los cuerpos de agua: la materia orgánica será alimento para los microorganismos, cuya población crecerá, y conducirá al consumo de oxígeno, lo que puede afectar organismos vivos acuáticos.
La carga másica de contenido orgánico se calcula como el caudal de aguas residuales multiplicado por la concentración de materia orgánica en las aguas residuales. [2] : 55
A continuación se proporcionan valores típicos de las características físico-químicas de las aguas residuales sin tratar.
Además de materia orgánica, las aguas residuales también contienen nutrientes. Los principales nutrientes de interés son el nitrógeno y el fósforo . Si las aguas residuales se vierten sin tratar, su contenido de nitrógeno y fósforo puede provocar la contaminación de lagos y embalses mediante un proceso llamado eutrofización . [2] : 77
En las aguas residuales sin tratar, el nitrógeno existe en dos formas de nitrógeno orgánico o amoníaco . El amoníaco proviene de la urea presente en la orina . La urea se hidroliza rápidamente y, por lo tanto, no suele encontrarse en las aguas residuales sin tratar. [2] : 43
El fósforo total está presente principalmente en las aguas residuales en forma de fosfatos . Son inorgánicos (polifosfatos y ortofosfatos) y su principal fuente son los detergentes y otros productos químicos domésticos. La otra forma es el fósforo orgánico, cuya fuente son los compuestos orgánicos a los que está unido el fósforo orgánico. [2] : 45
Las heces humanas en las aguas residuales pueden contener patógenos capaces de transmitir enfermedades. [10] : 9–38 Los siguientes cuatro tipos de patógenos se encuentran en las aguas residuales: [3] [4]
En la mayoría de los casos prácticos, los organismos patógenos no se investigan directamente en análisis de laboratorio. Una manera más fácil de evaluar la presencia de contaminación fecal es evaluando las cantidades más probables de coliformes fecales (llamados coliformes termotolerantes), especialmente Escherichia coli . Escherichia coli es una bacteria intestinal excretada por todos los animales de sangre caliente, incluidos los seres humanos, por lo que es fácil rastrear su presencia en las aguas residuales debido a sus concentraciones sustancialmente altas (alrededor de 10 a 100 millones por 100 ml). [2] : 52
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Los niños pequeños pronto reconocen la capacidad de un inodoro con cisterna para hacer que las cosas "desaparezcan", y pueden experimentar con prácticamente cualquier cosa que puedan llevar al baño. [13] Los adultos pueden verse tentados a deshacerse del papel higiénico , toallitas húmedas , pañales , toallas sanitarias , tampones , aplicadores de tampones, condones y medicamentos vencidos , incluso a riesgo de causar obstrucciones. La privacidad de un baño ofrece un medio clandestino de eliminar pruebas embarazosas tirando por la cadena cosas como parafernalia de drogas , kits de pruebas de embarazo , dispensadores de píldoras anticonceptivas orales combinadas y el embalaje de esos dispositivos. Puede haber renuencia a recuperar artículos como juguetes infantiles o cepillos de dientes que caen accidentalmente en los inodoros, y se pueden encontrar prendas de vestir en las aguas residuales de prisiones u otros lugares donde los ocupantes pueden ser descuidados. [14] La basura y la basura en las calles pueden ser transportadas a alcantarillas combinadas por el escurrimiento de aguas pluviales.
Las aguas residuales contienen contaminantes farmacéuticos persistentes en el medio ambiente . Los trihalometanos también pueden estar presentes como resultado de una desinfección anterior . Las aguas residuales pueden contener microplásticos como perlas de polietileno y polipropileno, o fragmentos de poliéster y poliamida [15] de ropa sintética y tejidos de cama desgastados por el uso y el lavado, o de envases de plástico y productos de papel recubiertos de plástico desintegrados por las bombas de las estaciones de bombeo . Los productos farmacéuticos , los compuestos que alteran el sistema endocrino y las hormonas [16] [17] [18] pueden excretarse en la orina o las heces si no se catabolizan en el cuerpo humano.
Algunos usuarios residenciales tienden a verter líquidos no deseados como aceite de cocina usado , [19] : 228 lubricantes , [19] : 228 adhesivos , pintura , solventes , detergentes , [19] : 228 y desinfectantes en sus conexiones de alcantarillado. Este comportamiento puede provocar problemas en el funcionamiento de la planta de tratamiento y, por tanto, no se recomienda.
La composición de las aguas residuales varía según el clima, la situación social y económica y los hábitos de la población. [2] : 28 En regiones donde el uso de agua es bajo, la fuerza de las aguas residuales (o concentraciones de contaminantes) es mucho mayor que en los Estados Unidos, donde el uso de agua por persona es alto. [5] : 183 Los ingresos del hogar y la dieta también juegan un papel: por ejemplo, para el caso de Brasil, se ha encontrado que cuanto mayor es el ingreso del hogar, mayor es la carga de DBO por persona y menor es la concentración de DBO. [2] : 57
Los valores típicos de las características físico-químicas de las aguas residuales sin tratar en los países en desarrollo se han publicado de la siguiente manera: 180 g/persona/d para sólidos totales (o 1100 mg/L cuando se expresa como concentración), 50 g/persona/d para DBO ( 300 mg/L), 100 g/persona/d para DQO (600 mg/L), 8 g/persona/d para nitrógeno total (45 mg/L), 4,5 g/persona/d para N-amoniaco (25 mg /L) y 1,0 g/persona/d para el fósforo total (7 mg/L). [2] : 57 Los rangos típicos para estos valores son: 120–220 g/persona/d para sólidos totales (o 700–1350 mg/L cuando se expresa como concentración), 40–60 g/persona/d para DBO ( 250 a 400 mg/L), 80 a 120 g/persona/día para DQO (450 a 800 mg/L), 6 a 10 g/persona/día para nitrógeno total (35 a 60 mg/L), 3,5 a 6 g/persona/día para N-amoniaco (20 a 35 mg/L) y 0,7 a 2,5 g/persona/día para fósforo total (4 a 15 mg/L). [2] : 57
Para los países de altos ingresos, se ha descubierto que la "carga de materia orgánica por persona" es de aproximadamente 60 gramos de DBO por persona por día. [6] Esto se llama equivalente de población (PE) y también se utiliza como parámetro de comparación para expresar la fuerza de las aguas residuales industriales en comparación con las aguas residuales.
Los valores para los hogares en los Estados Unidos se han publicado de la siguiente manera, según las cuales las estimaciones se basan en el supuesto de que el 25% de los hogares tienen trituradores de desechos de cocina (las aguas residuales de dichos hogares contienen más desechos): 95 g/persona/día para sólidos suspendidos totales (concentración de 503 mg/L), 85 g/persona/d para DBO (450 mg/L), 198 g/persona/d para DQO (1050 mg/L), 13,3 g/persona/d para la suma de nitrógeno orgánico y nitrógeno amoniacal (70,4 mg/L), 7,8 g/persona/d de N-amoniaco (41,2 mg/L) y 3,28 g/persona/d de fósforo total (17,3 mg/L). Los valores de concentración indicados aquí se basan en un caudal de 190 litros por persona y día. [5] : 183
Una fuente estadounidense publicada en 1972 estimó que el peso seco diario de desechos sólidos per cápita en las aguas residuales se estima en 20,5 g (0,72 oz) en heces, 43,3 g (1,53 oz) de sólidos disueltos en orina, 20 g (0,71 oz) de papel higiénico, 86,5 g (3,05 oz) de sólidos de aguas grises, 30 g (1,1 oz) de sólidos alimentarios (si se utilizan unidades de eliminación de basura ) y cantidades variables de minerales disueltos dependiendo de la salinidad de los suministros de agua locales y el volumen de uso de agua. per cápita y grado de uso de ablandadores de agua . [19] : 234
Las aguas residuales contienen orina y heces. La masa de las heces varía según la ingesta de fibra dietética. Una persona promedio produce 128 gramos de heces húmedas por día, o una masa seca promedio de 29 g/persona/día. [20] La tasa media de generación de orina es de aproximadamente 1,42 L/persona/día, como lo determinó una revisión de la literatura global. [20]
El volumen de aguas residuales domésticas producido por persona (o " per cápita ", abreviado como "cap") varía según el consumo de agua en la localidad respectiva. [2] : 11 Una serie de factores influyen en el consumo de agua y, por tanto, en el caudal de aguas residuales por persona. Estos incluyen: disponibilidad de agua (lo opuesto a escasez de agua ), opciones de suministro de agua , clima (los climas más cálidos pueden conducir a un mayor consumo de agua), tamaño de la comunidad, nivel económico de la comunidad, nivel de industrialización , medición del consumo doméstico, costo del agua y presión del agua. [2] : 20
La producción de aguas residuales corresponde generalmente al consumo de agua. Sin embargo, el agua utilizada para el riego de jardines no ingresará al sistema de alcantarillado, mientras que el agua subterránea y las aguas pluviales pueden ingresar al sistema de alcantarillado además de las aguas residuales. [2] : 22 Generalmente hay dos caudales máximos de aguas residuales que llegan a una planta de tratamiento por día: un pico es al comienzo de la mañana y otro pico es al comienzo de la tarde. [2] : 24
En cuanto al consumo de agua, una cifra de diseño que puede considerarse como "media mundial" es de 35 a 90 litros por persona y día (datos de 1992). [5] : 163 La misma publicación enumeró el consumo de agua en China como 80 L por persona por día, África entre 15 y 35 L por persona por día, el Mediterráneo Oriental en Europa entre 40 y 85 L por persona por día y América Latina y Caribe entre 70 y 190 litros por persona y día. [5] : 163 Incluso dentro de un país, puede haber grandes variaciones de una región a otra debido a los diversos factores que determinan el consumo de agua enumerados anteriormente.
En los países de ingresos altos se suele utilizar como estimación un valor de caudal de 200 litros de aguas residuales por persona y día , y se utiliza, por ejemplo, en el diseño de plantas de tratamiento de aguas residuales. [6]
A modo de comparación, los caudales típicos de aguas residuales de fuentes residenciales urbanas en los Estados Unidos se estiman de la siguiente manera: 365 L/persona/día (para hogares de una sola persona), 288 L/persona/día (hogares de dos personas), 200 L/persona/día (hogares de cuatro personas), 189 L/persona/día (hogares de seis personas). [5] : 156 Esto significa que el rango total para este ejemplo sería de 189 a 365 L (42 a 80 imp gal; 50 a 96 gal EE.UU.).
Las aguas residuales se pueden monitorear para detectar organismos benignos y causantes de enfermedades con una variedad de técnicas. Las técnicas tradicionales implican filtrar, teñir y examinar muestras bajo un microscopio. Se pueden realizar pruebas mucho más sensibles y específicas con la secuenciación del ADN , como cuando se buscan organismos raros, se intenta la erradicación , se realizan pruebas específicas para detectar cepas resistentes a los medicamentos o se descubren nuevas especies. [22] [23] [24] La secuenciación de ADN de una muestra ambiental se conoce como metagenómica .
También se han analizado las aguas residuales para determinar las tasas relativas de uso de drogas recetadas e ilegales entre las poblaciones municipales. [25] También se puede inferir la demografía socioeconómica general. [26]
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Las aguas residuales comúnmente se recolectan y transportan en alcantarillas por gravedad , ya sea en un alcantarillado sanitario o en un alcantarillado combinado . Este último también transporta la escorrentía urbana ( aguas pluviales ), lo que significa que las aguas residuales se diluyen durante las lluvias. [2] : 9
La infiltración es agua subterránea que ingresa a las tuberías de alcantarillado a través de tuberías, conexiones, juntas o pozos de acceso defectuosos . [2] : 26 [5] : 164 El agua subterránea contaminada o salina puede introducir contaminantes adicionales a las aguas residuales. La cantidad de dicha agua infiltrada depende de varios parámetros, como la longitud de la red de recolección, los diámetros de las tuberías, el área de drenaje, el tipo de suelo, la profundidad del nivel freático, la topografía y el número de conexiones por unidad de área. [2] : 26 La infiltración aumenta debido a malos procedimientos de construcción y tiende a aumentar con la edad de la alcantarilla. La cantidad de infiltración varía con la profundidad de la alcantarilla en comparación con el nivel freático local . [10] : 9–1, 9–9 Los sistemas de alcantarillado más antiguos que necesitan rehabilitación también pueden exfiltrar aguas residuales al agua subterránea desde las juntas de alcantarillado y las conexiones de servicio con fugas. [5] : 167 Esto puede provocar la contaminación de las aguas subterráneas . [28]
Las alcantarillas combinadas están diseñadas para transportar aguas residuales y pluviales juntas. Esto significa que las aguas residuales se diluyen durante las lluvias. Hay otros tipos de afluencia que también diluyen las aguas residuales, por ejemplo, "agua descargada de los desagües de sótanos y cimientos, descargas de agua de refrigeración y cualquier conexión directa de escorrentía de aguas pluviales al sistema de recogida sanitaria". [5] : 163 Las "entradas directas" pueden dar como resultado caudales máximos de aguas residuales similares a los de alcantarillas combinadas durante eventos de clima húmedo. [5] : 165
Las aguas residuales de comunidades con instalaciones industriales pueden incluir algunas aguas residuales industriales , generadas por procesos industriales como la producción o fabricación de bienes. Los volúmenes de aguas residuales industriales varían ampliamente según el tipo de industria. [2] : 27 Las aguas residuales industriales pueden contener contaminantes muy diferentes en concentraciones mucho más altas que las que normalmente se encuentran en las aguas residuales. [5] : 188 Los contaminantes pueden ser desechos tóxicos o no biodegradables , incluidos productos farmacéuticos , [29] biocidas , metales pesados , radionúclidos o contaminación térmica .
Una industria puede tratar sus aguas residuales y descargarlas al medio ambiente (o incluso utilizar las aguas residuales tratadas para aplicaciones específicas) o, en caso de estar ubicada en el área urbana, puede descargar las aguas residuales al sistema público de alcantarillado. En este último caso, las aguas residuales industriales podrán recibir un tratamiento previo en las fábricas para reducir la carga contaminante . [2] : 27 Mezclar aguas residuales industriales con aguas residuales no hace nada para reducir la masa de contaminantes a tratar, pero el volumen de aguas residuales reduce la concentración de contaminantes exclusivos de las aguas residuales industriales, y el volumen de aguas residuales industriales reduce la concentración de contaminantes exclusivos de aguas residuales.
Cuando las aguas residuales se vierten a un cuerpo de agua (río, lago, mar) o al suelo, su impacto relativo dependerá de la capacidad de asimilación del cuerpo de agua o ecosistema . [2] : 78 Los cuerpos de agua tienen capacidad de autodepuración, por lo que la concentración de un contaminante puede disminuir a lo largo de la distancia desde el punto de descarga. Además, los cuerpos de agua aportan una dilución a las concentraciones de contaminantes vertidos, aunque no disminuye su masa. En principio, cuanto mayor sea la capacidad de dilución (relación entre volumen o caudal del agua receptora y volumen o caudal de aguas residuales vertidas), menor será la concentración de contaminantes en el agua receptora, y probablemente menores serán los impactos negativos. Pero si la masa de agua ya llega muy contaminada al punto de vertido, la dilución tendrá un valor limitado. [30]
En varios casos, una comunidad puede tratar parcialmente sus aguas residuales y aún contar con la capacidad de asimilación del cuerpo de agua. Sin embargo, esto debe analizarse con mucho cuidado, teniendo en cuenta la calidad del agua en el cuerpo receptor antes de recibir la descarga de aguas residuales, la calidad del agua resultante después de la descarga y el impacto en los usos previstos del agua después de la descarga. También existen requisitos legales específicos en cada país. Diferentes países tienen diferentes regulaciones con respecto a las especificaciones de la calidad de las aguas residuales que se descargan y la calidad que se debe mantener en el cuerpo de agua receptor. [2] : 152 La combinación de tratamiento y eliminación debe cumplir con las regulaciones locales vigentes.
La capacidad de asimilación depende, entre varios factores, de la capacidad del agua receptora para mantener las concentraciones de oxígeno disuelto necesarias para sustentar los organismos que catabolizan los desechos orgánicos. [19] : 9, 673 Por ejemplo, los peces pueden morir si los niveles de oxígeno disuelto se reducen por debajo de 5 mg/L. [31] : 573
La aplicación de aguas residuales al suelo puede considerarse como una forma de disposición final o de tratamiento, o ambas. [2] : 189 Las alternativas de eliminación en el suelo requieren la consideración de la disponibilidad de la tierra, la calidad del agua subterránea y el posible deterioro del suelo. [32]
Las aguas residuales pueden descargarse a una cuenca de evaporación o de infiltración . [10] : 9–41 La recarga de agua subterránea se utiliza para reducir la intrusión de agua salada o reponer los acuíferos utilizados para el riego agrícola . Generalmente se requiere tratamiento para mantener la capacidad de percolación de las cuencas de infiltración, y puede ser necesario un tratamiento más extenso para los acuíferos utilizados como suministro de agua potable . [19] : 700–703
Antes del siglo XX en Europa, las alcantarillas generalmente descargaban en una masa de agua como un río, lago u océano. No hubo tratamiento, por lo que la descomposición de los desechos humanos quedó en manos del ecosistema . Esto podría conducir a resultados satisfactorios si la capacidad de asimilación del ecosistema es suficiente, lo que hoy en día no suele ser el caso debido al aumento de la densidad de población. [35] : 78
Hoy en día, la situación en las zonas urbanas de los países industrializados suele ser que las alcantarillas dirigen su contenido a una planta de tratamiento de aguas residuales en lugar de directamente a una masa de agua. Sin embargo, en muchos países en desarrollo la mayor parte de las aguas residuales municipales e industriales se vierten a los ríos y al océano sin ningún tratamiento o después de un tratamiento preliminar o sólo un tratamiento primario. Hacerlo puede provocar la contaminación del agua . Existen pocas cifras fiables sobre la proporción de aguas residuales recogidas en las alcantarillas que se tratan en el mundo. Una estimación global del PNUD y ONU-Hábitat en 2010 fue que el 90% de todas las aguas residuales generadas se libera al medio ambiente sin tratamiento. [36] Un estudio más reciente de 2021 estimó que, a nivel mundial, alrededor del 52% de las aguas residuales se tratan. [37] Sin embargo, las tasas de tratamiento de aguas residuales son muy desiguales entre los diferentes países del mundo. Por ejemplo, mientras que los países de altos ingresos tratan aproximadamente el 74% de sus aguas residuales, los países en desarrollo tratan un promedio de sólo el 4,2%. [37] A partir de 2022, sin un tratamiento suficiente, más del 80% de todas las aguas residuales generadas a nivel mundial se liberarán al medio ambiente. Los países de altos ingresos tratan, en promedio, el 70% de las aguas residuales que producen, según ONU Agua. [38] [39] [40] Sólo el 8% de las aguas residuales producidas en países de bajos ingresos recibe algún tipo de tratamiento. [38] [41] [42]El tratamiento de aguas residuales es beneficioso para reducir la contaminación ambiental. Las cribas de barras pueden eliminar grandes desechos sólidos de las aguas residuales, [19] : 274–275 y el tratamiento primario puede eliminar la materia flotante y sedimentable . [19] : 446 Las aguas residuales tratadas primariamente generalmente contienen menos de la mitad del contenido de sólidos originales y aproximadamente dos tercios de la DBO en forma de coloides y compuestos orgánicos disueltos . [43] El tratamiento secundario puede reducir la DBO de los desechos orgánicos en las aguas residuales sin diluir, [31] : 575 pero es menos efectivo para las aguas residuales diluidas. [44] Se puede intentar desinfectar el agua para matar los patógenos antes de su eliminación, y es cada vez más eficaz una vez que se han completado más elementos de la secuencia de tratamiento anterior. [19] : 359
Una alternativa de vertido al medio ambiente es la reutilización de las aguas residuales de forma productiva (para usos agrícolas, urbanos o industriales), cumpliendo con las regulaciones y requisitos locales para cada aplicación específica de reutilización. Los riesgos para la salud pública derivados de la reutilización de aguas residuales en la agricultura se pueden minimizar siguiendo un "enfoque de barreras múltiples" según las directrices de la Organización Mundial de la Salud . [45]
También existe la posibilidad de recuperar recursos que podrían hacer que la agricultura sea más sostenible mediante el uso de carbono , nitrógeno , fósforo , agua y energía recuperada de las aguas residuales. [46] [4]
La gestión de aguas residuales incluye la recolección y el transporte para su liberación al medio ambiente, después de un nivel de tratamiento que sea compatible con los requisitos locales para su descarga en cuerpos de agua, al suelo o para aplicaciones de reutilización. [2] : 156 En la mayoría de los países, la ley no permite las descargas incontroladas de aguas residuales al medio ambiente y se deben cumplir estrictos requisitos de calidad del agua. Para conocer los requisitos en los Estados Unidos, consulte Ley de Agua Limpia .
Las normas de gestión de aguas residuales suelen formar parte de políticas sanitarias más amplias de un país. Estos también pueden incluir el manejo de excrementos humanos (de sistemas de recolección sin alcantarillado ), desechos sólidos y aguas pluviales.
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