El tratamiento de aguas residuales (o tratamiento de aguas residuales domésticas , tratamiento de aguas residuales municipales ) es un tipo de tratamiento de aguas residuales que tiene como objetivo eliminar los contaminantes de las aguas residuales para producir un efluente que sea adecuado para descargar en el medio ambiente circundante o en una aplicación de reutilización prevista, evitando así la contaminación del agua por materias primas. descargas de aguas residuales. [2] Las aguas residuales contienen aguas residuales de hogares y empresas y posiblemente aguas residuales industriales pretratadas . Existe una gran cantidad de procesos de tratamiento de aguas residuales para elegir. Estos pueden variar desde sistemas descentralizados (incluidos sistemas de tratamiento in situ) hasta grandes sistemas centralizados que involucran una red de tuberías y estaciones de bombeo (llamadas alcantarillado ) que transportan las aguas residuales a una planta de tratamiento. Para las ciudades que cuentan con un alcantarillado combinado , el alcantarillado también llevará el escurrimiento urbano (aguas pluviales) a la planta de tratamiento de aguas residuales. El tratamiento de aguas residuales suele implicar dos etapas principales, denominadas tratamiento primario y secundario , mientras que el tratamiento avanzado también incorpora una etapa de tratamiento terciario con procesos de pulido y eliminación de nutrientes. El tratamiento secundario puede reducir la materia orgánica (medida como demanda biológica de oxígeno ) de las aguas residuales, mediante procesos biológicos aeróbicos o anaeróbicos. También se puede añadir un paso de tratamiento cuaternario (a veces denominado tratamiento avanzado) para eliminar microcontaminantes orgánicos, como los productos farmacéuticos. Esto se ha implementado a gran escala, por ejemplo, en Suecia. [3]
Se han desarrollado una gran cantidad de tecnologías de tratamiento de aguas residuales, en su mayoría utilizando procesos de tratamiento biológico. Los ingenieros de diseño y los tomadores de decisiones deben tener en cuenta los criterios técnicos y económicos de cada alternativa al elegir una tecnología adecuada. [4] : 215 A menudo, los principales criterios de selección son: la calidad deseada del efluente, los costos esperados de construcción y operación, la disponibilidad de terreno, los requisitos energéticos y los aspectos de sostenibilidad . En los países en desarrollo y en las zonas rurales con baja densidad de población, las aguas residuales suelen ser tratadas mediante diversos sistemas de saneamiento in situ y no transportadas por alcantarillas. Estos sistemas incluyen tanques sépticos conectados a campos de drenaje , sistemas de alcantarillado in situ (OSS), sistemas de vermifiltro y muchos más. Por otro lado, las plantas de tratamiento de aguas residuales avanzadas y relativamente caras pueden incluir un tratamiento terciario con desinfección y posiblemente incluso una cuarta etapa de tratamiento para eliminar los microcontaminantes. [3]
A nivel mundial, se estima que se trata el 52% de las aguas residuales. [5] 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%. [5]
El tratamiento de aguas residuales forma parte del ámbito del saneamiento . El saneamiento también incluye la gestión de desechos humanos y sólidos , así como la gestión de aguas pluviales (drenaje). [6] El término planta de tratamiento de aguas residuales se utiliza a menudo indistintamente con el término planta de tratamiento de aguas residuales . [4] [ página necesaria ] [7]
El término planta de tratamiento de aguas residuales (PTAR) (o planta depuradora de aguas residuales ) hoy en día suele sustituirse por el término planta de tratamiento de aguas residuales (PTAR). [7] [8] Estrictamente hablando, este último es un término más amplio que también puede referirse al tratamiento de aguas residuales industriales.
Los términos centro de reciclaje de agua o plantas de regeneración de agua también se utilizan como sinónimos.
El objetivo general del tratamiento de aguas residuales es producir un efluente que pueda descargarse al medio ambiente causando la menor contaminación posible del agua, o producir un efluente que pueda reutilizarse de manera útil. [9] Esto se logra eliminando los contaminantes de las aguas residuales. Es una forma de gestión de residuos .
Con respecto al tratamiento biológico de aguas residuales, los objetivos del tratamiento pueden incluir varios grados de lo siguiente: transformar o eliminar materia orgánica, nutrientes (nitrógeno y fósforo), organismos patógenos y constituyentes orgánicos traza específicos (microcontaminantes). [7] : 548
Algunos tipos de tratamiento de aguas residuales producen lodos de aguas residuales que pueden tratarse antes de su eliminación o reutilización segura. En determinadas circunstancias, los lodos de depuradora tratados pueden denominarse biosólidos y utilizarse como fertilizante .
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). [10] : 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). [10] : 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. [11] 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.El alcantarillado (o sistema de alcantarillado) es la infraestructura que conduce las aguas residuales o la escorrentía superficial ( aguas pluviales , aguas de deshielo , agua de lluvia ) mediante alcantarillas. Abarca componentes como desagües receptores , pozos de registro , estaciones de bombeo , rebosaderos pluviales y cámaras de filtrado del alcantarillado combinado o alcantarillado sanitario . El alcantarillado termina en la entrada a una planta de tratamiento de aguas residuales o en el punto de vertido al medio ambiente . Es el sistema de tuberías, cámaras, arquetas, etc. que conduce las aguas residuales o pluviales.
En muchas ciudades, las aguas residuales (o aguas residuales municipales) se transportan junto con las aguas pluviales, en un sistema de alcantarillado combinado , a una planta de tratamiento de aguas residuales. En algunas áreas urbanas, las aguas residuales se transportan por separado en alcantarillados sanitarios y el escurrimiento de las calles se transporta en desagües pluviales . El acceso a estos sistemas, para fines de mantenimiento, suele realizarse a través de una boca de registro . Durante los períodos de alta precipitación, un sistema de alcantarillado puede experimentar un evento combinado de desbordamiento del alcantarillado o un evento de desbordamiento del alcantarillado sanitario , lo que obliga a las aguas residuales sin tratar a fluir directamente a las aguas receptoras. Esto puede suponer una grave amenaza para la salud pública y el medio ambiente circundante.Las aguas residuales se pueden tratar cerca de donde se generan, lo que puede denominarse sistema descentralizado o incluso sistema in situ ( instalación de alcantarillado in situ , fosas sépticas , etc.). Alternativamente, las aguas residuales pueden recogerse y transportarse mediante una red de tuberías y estaciones de bombeo hasta una planta de tratamiento municipal. A esto se le llama sistema centralizado (ver también alcantarillado y tuberías e infraestructura ).
Se han desarrollado una gran cantidad de tecnologías de tratamiento de aguas residuales, en su mayoría utilizando procesos de tratamiento biológico (ver lista de tecnologías de tratamiento de aguas residuales ). En términos muy generales, pueden agruparse en opciones de alta tecnología (alto costo) y opciones de baja tecnología (bajo costo), aunque algunas tecnologías pueden caer en cualquiera de las dos categorías. Otras clasificaciones de agrupación son sistemas intensivos o mecanizados (más compactos y que frecuentemente emplean opciones de alta tecnología) versus sistemas extensivos o naturales o basados en la naturaleza (que generalmente usan procesos de tratamiento naturales y ocupan áreas más grandes). Esta clasificación puede estar a veces demasiado simplificada, porque una planta de tratamiento puede implicar una combinación de procesos, y la interpretación de los conceptos de alta y baja tecnología, procesos intensivos y extensivos, mecanizados y naturales pueden variar de un lugar a otro.
A continuación se muestran ejemplos de sistemas de tratamiento de aguas residuales de menor tecnología y, a menudo, menos costosos. A menudo utilizan poca o ninguna energía. Algunos de estos sistemas no proporcionan un alto nivel de tratamiento, o sólo tratan una parte de las aguas residuales (por ejemplo, sólo las aguas residuales de los inodoros ), o sólo proporcionan un tratamiento previo, como fosas sépticas. Por otro lado, algunos sistemas son capaces de proporcionar un buen rendimiento, satisfactorio para varias aplicaciones. Muchos de estos sistemas se basan en procesos de tratamiento naturales, requiriendo grandes superficies, mientras que otros son más compactos. En la mayoría de los casos, se utilizan en zonas rurales o en comunidades pequeñas y medianas.
Por ejemplo, las lagunas de estabilización de residuos son una opción de tratamiento de bajo costo que prácticamente no requiere energía pero requiere mucho terreno. [4] : 236 Debido a su simplicidad técnica, la mayor parte del ahorro (en comparación con los sistemas de alta tecnología) se produce en términos de costos de operación y mantenimiento. [4] : 220–243
Ejemplos de sistemas que pueden proporcionar tratamiento total o parcial únicamente para aguas residuales de inodoros:
A continuación se enumeran ejemplos de sistemas de tratamiento de aguas residuales de más alta tecnología, intensivos o mecanizados, a menudo relativamente costosos. Algunos de ellos también consumen mucha energía. Muchos de ellos proporcionan un nivel de tratamiento muy alto. Por ejemplo, en términos generales, el proceso de lodos activados logra una alta calidad del efluente pero es relativamente caro y consume mucha energía. [4] : 239
Existen otras opciones de proceso que pueden clasificarse como opciones de eliminación, aunque también pueden entenderse como opciones de tratamiento básico. Estos incluyen: aplicación de lodos , riego , pozo de absorción , campo de lixiviación , estanque de peces , estanque de plantas flotantes, eliminación de agua/ recarga de aguas subterráneas , eliminación y almacenamiento en superficie. [12] : 138
La aplicación de aguas residuales al suelo es a la vez: un tipo de tratamiento y un tipo de disposición final. [4] : 189 Conduce a la recarga de aguas subterráneas y/o a la evapotranspiración. Las aplicaciones terrestres incluyen sistemas de velocidad lenta, infiltración rápida, infiltración subsuperficial y flujo superficial. Se realiza mediante inundaciones, surcos, aspersores y goteos. Es un sistema de tratamiento/disposición que requiere una gran cantidad de terreno por persona.
_reactor_in_Brazil.png/1280px-Upflow_anaerobic_sludge_blanket_(UASB)_reactor_in_Brazil.png){kind=spacer}
La carga de materia orgánica por persona es un parámetro utilizado en el diseño de plantas de tratamiento de aguas residuales. Este concepto se conoce como población equivalente (PE). El valor base utilizado para PE puede variar de un país a otro. Las definiciones comúnmente utilizadas en todo el mundo son: 1 PE equivale a 60 gramos de DBO por persona por día, y también equivale a 200 litros de aguas residuales por día. [13] Este concepto también se utiliza como parámetro de comparación para expresar la fuerza de las aguas residuales industriales en comparación con las aguas residuales.
A la hora de elegir un proceso de tratamiento de aguas residuales adecuado, los responsables de la toma de decisiones deben tener en cuenta criterios técnicos y económicos. [4] : 215 Por lo tanto, cada análisis es específico del sitio. Se puede utilizar una evaluación del ciclo de vida (LCA) y se atribuyen criterios o ponderaciones a los distintos aspectos. Esto hace que la decisión final sea subjetiva hasta cierto punto. [4] : 216 Existe una variedad de publicaciones para ayudar con la selección de tecnología. [4] : 221 [12] [14] [15]
En los países industrializados , los parámetros más importantes en la selección de procesos suelen ser la eficiencia, la confiabilidad y los requisitos de espacio. En los países en desarrollo , podrían ser diferentes y la atención podría centrarse más en los costos de construcción y operación, así como en la simplicidad del proceso. [4] : 218
Elegir el proceso de tratamiento más adecuado es complicado y requiere aportaciones de expertos, a menudo en forma de estudios de viabilidad . Esto se debe a que los principales factores importantes a considerar al evaluar y seleccionar los procesos de tratamiento de aguas residuales son numerosos. Incluyen: aplicabilidad del proceso, flujo aplicable, variación de flujo aceptable, características del afluente, compuestos inhibidores o refractarios, aspectos climáticos, cinética del proceso e hidráulica del reactor , rendimiento, residuos del tratamiento, procesamiento de lodos, limitaciones ambientales, requisitos para productos químicos, energía y otros recursos. ; requisitos de personal, operación y mantenimiento; procesos auxiliares, confiabilidad, complejidad, compatibilidad, disponibilidad de área. [4] : 219
En cuanto a los impactos ambientales de las plantas depuradoras, se incluyen en el proceso de selección los siguientes aspectos: Olores, atracción de vectores , transporte de lodos, riesgos sanitarios, contaminación del aire , contaminación del suelo y subsuelo, contaminación de aguas superficiales o subterráneas , devaluación de áreas cercanas, molestias a la población cercana. [4] : 220
Los olores emitidos por el tratamiento de aguas residuales suelen ser un indicio de una condición anaeróbica o séptica . [16] Las primeras etapas del procesamiento tenderán a producir gases malolientes, siendo el sulfuro de hidrógeno el más común en generar quejas. Las grandes plantas de proceso en áreas urbanas a menudo tratan los olores con reactores de carbón, un medio de contacto con bio-limos, pequeñas dosis de cloro o fluidos circulantes para capturar y metabolizar biológicamente los gases nocivos. [17] Existen otros métodos de control de olores, incluida la adición de sales de hierro, peróxido de hidrógeno , nitrato de calcio , etc. para controlar los niveles de sulfuro de hidrógeno . [18]
Los requisitos de energía varían según el tipo de proceso de tratamiento y la concentración de las aguas residuales. Por ejemplo, los humedales artificiales y los estanques de estabilización tienen bajos requisitos energéticos. [19] En comparación, el proceso de lodos activados tiene un alto consumo de energía porque incluye un paso de aireación. Algunas plantas de tratamiento de aguas residuales producen biogás a partir de su proceso de tratamiento de lodos de aguas residuales mediante un proceso llamado digestión anaeróbica . Este proceso puede producir suficiente energía para satisfacer la mayoría de las necesidades energéticas de la propia planta de tratamiento de aguas residuales. [7] : 1505
En las plantas de tratamiento de lodos activados de Estados Unidos, normalmente alrededor del 30 por ciento de los costes operativos anuales se destina a energía. [7] : 1703 La mayor parte de esta electricidad se utiliza para aireación, sistemas de bombeo y equipos para la deshidratación y secado de lodos de depuradora . Las plantas de tratamiento de aguas residuales avanzadas, por ejemplo para la eliminación de nutrientes, requieren más energía que las plantas que sólo logran un tratamiento primario o secundario. [7] : 1704
Las pequeñas plantas rurales que utilizan filtros percoladores pueden funcionar sin necesidades netas de energía; todo el proceso es impulsado por un flujo gravitacional, incluida la distribución del flujo con cangilones basculantes y el desenlodamiento de los tanques de sedimentación hacia los lechos de secado. Por lo general, esto sólo es práctico en terrenos montañosos y en áreas donde la planta de tratamiento está relativamente alejada de las viviendas debido a la dificultad para controlar los olores. [20] [21]
En los países desarrollados altamente regulados, las aguas residuales industriales generalmente reciben al menos un tratamiento previo, si no un tratamiento completo, en las propias fábricas para reducir la carga contaminante , antes de su descarga al alcantarillado. El pretratamiento tiene los siguientes dos objetivos principales: En primer lugar, evitar que compuestos tóxicos o inhibidores entren en la fase biológica de la depuradora y reduzcan su eficiencia. Y en segundo lugar, evitar que se acumulen compuestos tóxicos en los lodos de depuradora producidos, lo que reduciría sus beneficiosas opciones de reutilización. Algunas aguas residuales industriales pueden contener contaminantes que las plantas de tratamiento de aguas residuales no pueden eliminar. Además, el flujo variable de residuos industriales asociado con los ciclos de producción puede alterar la dinámica poblacional de las unidades de tratamiento biológico. [ cita necesaria ]
.jpg/1280px-Anaerobic_treatment_pond_(6910359715).jpg)
Los residentes urbanos en muchas partes del mundo dependen de sistemas de saneamiento in situ sin alcantarillado, como fosas sépticas y letrinas de pozo , y la gestión de lodos fecales en estas ciudades es un desafío enorme. [22]
Para el tratamiento de aguas residuales, el uso de fosas sépticas y otras instalaciones de alcantarillado in situ (OSSF, por sus siglas en inglés) está muy extendido en algunas zonas rurales y, por ejemplo, presta servicio a hasta el 20 por ciento de los hogares en EE. UU. [23]
El tratamiento de aguas residuales suele implicar dos etapas principales, denominadas tratamiento primario y secundario, mientras que el tratamiento avanzado también incorpora una etapa de tratamiento terciario con procesos de pulido. [13] Los diferentes tipos de tratamiento de aguas residuales pueden utilizar algunos o todos los pasos del proceso que se enumeran a continuación.
El tratamiento preliminar (a veces llamado pretratamiento) elimina los materiales gruesos que pueden recolectarse fácilmente de las aguas residuales sin tratar antes de que dañen u obstruyan las bombas y las líneas de aguas residuales de los clarificadores de tratamiento primario .
El afluente de las aguas residuales pasa a través de una rejilla para eliminar todos los objetos grandes como latas, trapos, palos, paquetes de plástico, etc., transportados por el flujo de aguas residuales. [24] Esto se hace más comúnmente con una criba de barras rastrillada mecánicamente en plantas modernas que atienden a grandes poblaciones, mientras que en plantas más pequeñas o menos modernas, se puede usar una criba limpiada manualmente. La acción de rastrillado de una criba de barras mecánica generalmente se controla según la acumulación en las cribas de barras y/o el caudal. Los sólidos se recogen y luego se eliminan en un vertedero o se incineran. Se pueden utilizar cribas de barras o cribas de malla de diferentes tamaños para optimizar la eliminación de sólidos. Si no se eliminan los sólidos gruesos, quedan atrapados en las tuberías y partes móviles de la planta de tratamiento y pueden causar daños sustanciales e ineficiencia en el proceso. [25] : 9
La arena se compone de arena , grava , rocas y otros materiales pesados. El tratamiento preliminar puede incluir un canal o cámara de eliminación de arena o arena, donde se reduce la velocidad de las aguas residuales entrantes para permitir el asentamiento de la arena. La eliminación de arena es necesaria para (1) reducir la formación de depósitos en tanques de sedimentación primaria, tanques de aireación, digestores anaeróbicos, tuberías, canales, etc. (2) reducir la frecuencia de limpieza de tanques causada por la acumulación excesiva de arena; y (3) proteger el equipo mecánico en movimiento de la abrasión y el desgaste anormal que la acompaña. La eliminación de arena es esencial para equipos con superficies metálicas muy mecanizadas, como trituradoras, cribas finas, centrífugas, intercambiadores de calor y bombas de diafragma de alta presión.
Los desarenadores vienen en tres tipos: desarenadores horizontales, desarenadores aireados y desarenadores de vórtice. Las cámaras de arena Vortex incluyen separadores de vórtice inducido mecánicamente, vórtice inducido hidráulicamente y separadores de vórtice de múltiples bandejas. Dado que tradicionalmente los sistemas de eliminación de arena se han diseñado para eliminar partículas inorgánicas limpias de más de 0,210 milímetros (0,0083 pulgadas), la mayor parte de la arena más fina pasa a través de los flujos de eliminación de arena en condiciones normales. Durante los periodos de alto caudal la arena depositada se resuspende y la cantidad de arena que llega a la planta de tratamiento aumenta sustancialmente. [7]
Se pueden utilizar cuencas de ecualización para lograr la ecualización del flujo. Esto es especialmente útil para sistemas de alcantarillado combinados que producen flujos máximos en clima seco o flujos máximos en clima húmedo que son mucho más altos que los flujos promedio. [7] : 334 Dichos estanques pueden mejorar el rendimiento de los procesos de tratamiento biológico y de los clarificadores secundarios. [7] : 334
Las desventajas incluyen el costo de capital de las cuencas y los requisitos de espacio. Las cuencas también pueden proporcionar un lugar para contener, diluir y distribuir temporalmente descargas de lotes de aguas residuales tóxicas o de alta concentración que de otro modo podrían inhibir el tratamiento biológico secundario (como las aguas residuales de los baños portátiles o los lodos fecales que se llevan a la planta de tratamiento de aguas residuales en camiones aspiradores). ). Los estanques de ecualización de flujo requieren control de descarga variable, generalmente incluyen disposiciones para derivación y limpieza, y también pueden incluir aireadores y control de olores. [26]
En algunas plantas más grandes, la grasa y la grasa se eliminan haciendo pasar las aguas residuales a través de un pequeño tanque donde los skimmers recogen la grasa que flota en la superficie. También se pueden usar sopladores de aire en la base del tanque para ayudar a recuperar la grasa en forma de espuma. Sin embargo, muchas plantas utilizan clarificadores primarios con desnatadores de superficie mecánicos para eliminar grasas y grasas.
El tratamiento primario es la "eliminación de una parte de los sólidos en suspensión y la materia orgánica de las aguas residuales". [7] : 11 Consiste en dejar pasar las aguas residuales lentamente a través de una cubeta donde los sólidos pesados pueden depositarse en el fondo mientras que el aceite, la grasa y los sólidos más ligeros flotan hacia la superficie y son desnatados. Estas cuencas se denominan tanques de sedimentación primaria o clarificadores primarios y normalmente tienen un tiempo de retención hidráulica (TRH) de 1,5 a 2,5 horas. [7] : 398 Se retiran los materiales sedimentados y flotantes y el líquido remanente puede ser vertido o sometido a tratamiento secundario. Los tanques de sedimentación primaria generalmente están equipados con raspadores accionados mecánicamente que impulsan continuamente el lodo recolectado hacia una tolva en la base del tanque desde donde se bombea a las instalaciones de tratamiento de lodos. [25] : 9-11
Las plantas de tratamiento de aguas residuales que están conectadas a un sistema de alcantarillado combinado a veces tienen una disposición de derivación después de la unidad de tratamiento primario. Esto significa que durante eventos de lluvias muy intensas, los sistemas de tratamiento secundario y terciario se pueden evitar para protegerlos de la sobrecarga hidráulica, y la mezcla de aguas residuales y pluviales recibe únicamente tratamiento primario. [27]
Los tanques de sedimentación primaria eliminan entre el 50% y el 70% de los sólidos suspendidos y entre el 25% y el 40% de la demanda biológica de oxígeno (DBO). [7] : 396
Los principales procesos involucrados en el tratamiento secundario de aguas residuales están diseñados para eliminar la mayor cantidad posible de material sólido. [13] Utilizan procesos biológicos para digerir y eliminar el material soluble restante, especialmente la fracción orgánica. Esto se puede hacer con procesos de crecimiento suspendido o de biopelículas. Los microorganismos que se alimentan de la materia orgánica presente en las aguas residuales crecen y se multiplican constituyendo los sólidos biológicos o biomasa. Estos crecen y se agrupan en forma de flóculos o biopelículas y, en algunos procesos específicos, como gránulos. El flóculo biológico o biopelícula y los sólidos finos restantes forman un lodo que puede sedimentarse y separarse. Tras la separación queda un líquido casi libre de sólidos y con una concentración de contaminantes muy reducida. [13]
El tratamiento secundario puede reducir la materia orgánica (medida como demanda biológica de oxígeno) de las aguas residuales, mediante procesos aeróbicos o anaeróbicos. Los organismos involucrados en estos procesos son sensibles a la presencia de materiales tóxicos, aunque no se espera que estén presentes en altas concentraciones en las aguas residuales municipales típicas.
El tratamiento avanzado de aguas residuales generalmente implica tres etapas principales, denominadas tratamiento primario, secundario y terciario, pero también puede incluir etapas intermedias y procesos de pulido final. El propósito del tratamiento terciario (también llamado tratamiento avanzado ) es proporcionar una etapa de tratamiento final para mejorar aún más la calidad del efluente antes de su descarga al cuerpo de agua receptor o su reutilización. En cualquier planta de tratamiento se podrá utilizar más de un proceso de tratamiento terciario. Si se practica la desinfección, siempre es el proceso final. También se le llama pulido de efluentes . El tratamiento terciario puede incluir la eliminación de nutrientes biológicos (alternativamente, esto puede clasificarse como tratamiento secundario), la desinfección y la eliminación de microcontaminantes, como los contaminantes farmacéuticos ambientales persistentes .
El tratamiento terciario a veces se define como algo más que el tratamiento primario y secundario para permitir la descarga en un ecosistema altamente sensible o frágil como estuarios , ríos de bajo caudal o arrecifes de coral . [28] El agua tratada a veces se desinfecta química o físicamente (por ejemplo, mediante lagunas y microfiltración ) antes de descargarla en un arroyo , río , bahía , laguna o humedal , o puede usarse para el riego de un campo de golf, vía verde o parque. Si está lo suficientemente limpio, también se puede utilizar para recarga de aguas subterráneas o con fines agrícolas.
La filtración con arena elimina gran parte de la materia residual en suspensión. [25] : 22–23 La filtración sobre carbón activado , también llamada adsorción de carbón, elimina las toxinas residuales . [25] : 19 La microfiltración o membranas sintéticas se utilizan en biorreactores de membrana y también pueden eliminar patógenos. [7] : 854
El asentamiento y la mejora biológica adicional de las aguas residuales tratadas se pueden lograr mediante el almacenamiento en grandes estanques o lagunas artificiales. Estas lagunas son altamente aeróbicas y a menudo se fomenta la colonización por macrófitos nativos , especialmente juncos.
La desinfección de las aguas residuales tratadas tiene como objetivo matar los patógenos (microorganismos que causan enfermedades) antes de su eliminación. Es cada vez más eficaz después de que se hayan completado más elementos de la secuencia de tratamiento anterior. [29] : 359 El objetivo de la desinfección en el tratamiento de aguas residuales es reducir sustancialmente el número de patógenos en el agua que se vierte al medio ambiente o se reutiliza. El nivel objetivo de reducción de contaminantes biológicos como los patógenos suele estar regulado por la autoridad gubernamental que preside. La efectividad de la desinfección depende de la calidad del agua que se está tratando (por ejemplo, turbidez , pH, etc.), el tipo de desinfección que se utiliza, la dosis de desinfectante (concentración y tiempo) y otras variables ambientales. El agua con alta turbidez será tratada con menos éxito, ya que la materia sólida puede proteger a los organismos, especialmente de la luz ultravioleta o si los tiempos de contacto son cortos. Generalmente, los tiempos de contacto cortos, las dosis bajas y los flujos elevados impiden una desinfección eficaz. Los métodos comunes de desinfección incluyen ozono , cloro , luz ultravioleta o hipoclorito de sodio . [25] : 16 La monocloramina , que se utiliza para el agua potable, no se utiliza en el tratamiento de aguas residuales debido a su persistencia.
La cloración sigue siendo la forma más común de desinfección de aguas residuales tratadas en muchos países debido a su bajo costo y su largo historial de efectividad. Una desventaja es que la cloración de material orgánico residual puede generar compuestos orgánicos clorados que pueden ser cancerígenos o perjudiciales para el medio ambiente. El cloro residual o las cloraminas también pueden clorar material orgánico en el ambiente acuático natural. Además, debido a que el cloro residual es tóxico para las especies acuáticas, el efluente tratado también debe declorarse químicamente, lo que aumenta la complejidad y el costo del tratamiento.
Se puede utilizar luz ultravioleta (UV) en lugar de cloro, yodo u otros productos químicos. Debido a que no se utilizan químicos, el agua tratada no tiene efectos adversos sobre los organismos que luego la consumen, como puede ocurrir con otros métodos. La radiación ultravioleta daña la estructura genética de bacterias, virus y otros patógenos , dejándolos incapaces de reproducirse. Las desventajas clave de la desinfección UV son la necesidad de mantenimiento y reemplazo frecuente de las lámparas y la necesidad de un efluente altamente tratado para garantizar que los microorganismos objetivo no estén protegidos de la radiación UV (es decir, cualquier sólido presente en el efluente tratado puede proteger a los microorganismos de la radiación UV). la luz ultravioleta). En muchos países, la luz ultravioleta se está convirtiendo en el medio de desinfección más común debido a las preocupaciones sobre los impactos del cloro en la cloración de los orgánicos residuales en las aguas residuales tratadas y en la cloración de los orgánicos en el agua receptora.
Al igual que con el tratamiento UV, la esterilización por calor tampoco agrega productos químicos al agua que se trata. Sin embargo, a diferencia de los rayos UV, el calor puede penetrar líquidos que no son transparentes. La desinfección por calor también puede penetrar materiales sólidos dentro de las aguas residuales, esterilizando su contenido. Los sistemas de descontaminación térmica de efluentes proporcionan una descontaminación de efluentes de bajos recursos y mantenimiento una vez instalados.
El ozono ( O 3 ) se genera al hacer pasar oxígeno ( O 2 ) a través de un potencial de alto voltaje , lo que da como resultado que un tercer átomo de oxígeno se una y forme O 3 . El ozono es muy inestable y reactivo y oxida la mayor parte del material orgánico con el que entra en contacto, destruyendo así muchos microorganismos patógenos. El ozono se considera más seguro que el cloro porque, a diferencia del cloro, que debe almacenarse in situ (muy tóxico en caso de liberación accidental), el ozono se genera in situ según sea necesario a partir del oxígeno del aire ambiente. La ozonización también produce menos subproductos de desinfección que la cloración. Una desventaja de la desinfección con ozono es el alto coste del equipo generador de ozono y la necesidad de operadores especiales. El tratamiento de aguas residuales con ozono requiere el uso de un generador de ozono , que descontamina el agua a medida que las burbujas de ozono se filtran a través del tanque.
Las membranas también pueden ser desinfectantes eficaces, porque actúan como barreras evitando el paso de los microorganismos. Como resultado, el efluente final puede estar desprovisto de organismos patógenos, dependiendo del tipo de membrana utilizada. Este principio se aplica en biorreactores de membrana .
Las aguas residuales pueden contener altos niveles de los nutrientes nitrógeno y fósforo . Los valores típicos de cargas de nutrientes por persona y concentraciones de nutrientes en las aguas residuales sin tratar en los países en desarrollo se han publicado de la siguiente manera: 8 g/persona/d para nitrógeno total (45 mg/L), 4,5 g/persona/d para amoníaco -N (25 mg/L) y 1,0 g/persona/d para el fósforo total (7 mg/L). [4] : 57 Los rangos típicos para estos valores son: 6-10 g/persona/d para nitrógeno total (35-60 mg/L), 3,5-6 g/persona/d para N-amoniaco (20-35 mg /L) y 0,7-2,5 g/persona/d para el fósforo total (4-15 mg/L). [4] : 57
La liberación excesiva al medio ambiente puede provocar contaminación por nutrientes , que puede manifestarse en eutrofización . Este proceso puede conducir a la proliferación de algas , un rápido crecimiento y posterior decadencia de la población de algas. Además de provocar desoxigenación, algunas especies de algas producen toxinas que contaminan los suministros de agua potable .
El nitrógeno amoniacal, en forma de amoníaco libre (NH 3 ), es tóxico para los peces. El nitrógeno amoniacal, cuando se convierte en nitrito y luego en nitrato en un cuerpo de agua, durante el proceso de nitrificación, se asocia con el consumo de oxígeno disuelto. Los nitritos y nitratos también pueden tener importancia para la salud pública si las concentraciones son altas en el agua potable , debido a una enfermedad llamada metahemoglobinemia . [4] : 42
La eliminación de fósforo es importante ya que el fósforo es un nutriente limitante para el crecimiento de algas en muchos sistemas de agua dulce. Por tanto, un exceso de fósforo puede provocar eutrofización. También es particularmente importante para los sistemas de reutilización de agua donde las altas concentraciones de fósforo pueden provocar contaminación de los equipos posteriores, como la ósmosis inversa .
Se encuentra disponible una variedad de procesos de tratamiento para eliminar nitrógeno y fósforo. Algunos consideran la eliminación biológica de nutrientes (BNR) como un tipo de proceso de tratamiento secundario, [7] y otros como un proceso de tratamiento terciario (o avanzado ).
El nitrógeno se elimina mediante la oxidación biológica del nitrógeno de amoníaco a nitrato ( nitrificación ), seguida de la desnitrificación , la reducción del nitrato a nitrógeno gaseoso. El gas nitrógeno se libera a la atmósfera y, por tanto, se elimina del agua.
La nitrificación en sí es un proceso aeróbico de dos pasos, cada paso facilitado por un tipo diferente de bacteria. La oxidación de amoníaco (NH 4 + ) a nitrito (NO 2 − ) suele ser facilitada por bacterias como Nitrosomonas spp. ( nitroso se refiere a la formación de un grupo funcional nitroso ). La oxidación de nitrito a nitrato (NO 3 − ), aunque tradicionalmente se cree que es facilitada por Nitrobacter spp. (nitro, que se refiere a la formación de un grupo funcional nitro ), ahora se sabe que es facilitado en el medio ambiente predominantemente por Nitrospira spp.
La desnitrificación requiere condiciones anóxicas para fomentar la formación de comunidades biológicas apropiadas. Las condiciones anóxicas se refieren a una situación en la que falta oxígeno pero hay nitrato presente. La desnitrificación se ve facilitada por una amplia diversidad de bacterias. El proceso de lodos activados , los filtros de arena , los estanques de estabilización de residuos , los humedales artificiales y otros procesos se pueden utilizar para reducir el nitrógeno. [25] : 17-18 Dado que la desnitrificación es la reducción de nitrato a gas dinitrógeno (nitrógeno molecular), se necesita un donante de electrones . Esto puede ser, dependiendo del agua residual, materia orgánica (de las propias aguas residuales), sulfuro o un donante añadido como metanol . El lodo en los tanques anóxicos (tanques de desnitrificación) debe mezclarse bien (mezcla de licor mezclado recirculado, lodo activado de retorno y afluente crudo), por ejemplo, usando mezcladores sumergibles para lograr la desnitrificación deseada.
Con el tiempo, han evolucionado diferentes configuraciones de tratamiento para los procesos de lodos activados para lograr altos niveles de eliminación de nitrógeno. Un plan inicial se denominó Proceso Ludzack-Ettinger. No pudo alcanzar un alto nivel de desnitrificación. [7] : 616 El proceso Ludzak-Ettinger modificado (MLE) llegó más tarde y fue una mejora del concepto original. Recicla el licor mezclado desde el extremo de descarga del tanque de aireación hasta la cabeza del tanque anóxico. Esto proporciona nitrato para las bacterias facultativas. [7] : 616
Existen otras configuraciones de proceso, como variaciones del proceso de Bardenpho. [30] : 160 Pueden diferir en la ubicación de los tanques anóxicos, por ejemplo, antes y después de los tanques de aireación.
Los estudios de las aguas residuales de los Estados Unidos a fines de la década de 1960 estimaron contribuciones medias per cápita de 500 gramos (18 oz) en orina y heces, 1000 gramos (35 oz) en detergentes sintéticos y cantidades variables menores utilizadas como productos químicos para el control de la corrosión y las incrustaciones en los suministros de agua. . [31] El control de fuentes mediante formulaciones de detergentes alternativas ha reducido posteriormente la mayor contribución, pero, naturalmente, el contenido de fósforo de la orina y las heces se mantuvo sin cambios.
El fósforo se puede eliminar biológicamente mediante un proceso llamado eliminación biológica mejorada de fósforo . En este proceso, bacterias específicas, llamadas organismos acumuladores de polifosfatos (PAO), se enriquecen selectivamente y acumulan grandes cantidades de fósforo dentro de sus células (hasta el 20 por ciento de su masa). [30] : 148-155
La eliminación del fósforo también se puede lograr mediante precipitación química , normalmente con sales de hierro (p. ej., cloruro férrico ) o aluminio (p. ej., alumbre ), o cal. [25] : 18 Esto puede conducir a una mayor producción de lodos a medida que los hidróxidos precipitan y los productos químicos añadidos pueden ser costosos. La eliminación química de fósforo requiere un espacio de equipo significativamente menor que la eliminación biológica, es más fácil de operar y, a menudo, más confiable que la eliminación biológica de fósforo. Otro método para la eliminación de fósforo es utilizar laterita o zeolita granular . [32] [33]
Algunos sistemas utilizan tanto la eliminación biológica de fósforo como la eliminación química de fósforo. La eliminación química de fósforo en esos sistemas se puede utilizar como sistema de respaldo, cuando la eliminación biológica de fósforo no elimina suficiente fósforo, o se puede utilizar de forma continua. En cualquier caso, utilizar la eliminación de fósforo tanto biológica como química tiene la ventaja de no aumentar la producción de lodos tanto como la eliminación química de fósforo por sí sola, con la desventaja del mayor costo inicial asociado con la instalación de dos sistemas diferentes.
Una vez eliminado, el fósforo, en forma de lodos de depuradora ricos en fosfato , puede enviarse a un vertedero o utilizarse como fertilizante mezclado con otros lodos de depuradora digeridos. En este último caso, los lodos de depuradora tratados también se denominan a veces biosólidos. El 22% de las necesidades mundiales de fósforo podrían satisfacerse reciclando las aguas residuales residenciales. [34] [35]
Los microcontaminantes como los productos farmacéuticos, los ingredientes de los productos químicos domésticos, los productos químicos utilizados en pequeñas empresas o industrias, los contaminantes farmacéuticos persistentes (EPPP) ambientales o los pesticidas no pueden eliminarse en los procesos de tratamiento de aguas residuales comúnmente utilizados (tratamiento primario, secundario y terciario) y, por lo tanto, conducen a la contaminación del agua. [36] Aunque las concentraciones de esas sustancias y sus productos de descomposición son bastante bajas, todavía existe la posibilidad de dañar los organismos acuáticos. En el caso de los productos farmacéuticos , se han identificado como toxicológicamente relevantes las siguientes sustancias: sustancias con efectos alteradores endocrinos , sustancias genotóxicas y sustancias que favorecen el desarrollo de resistencias bacterianas . [37] Pertenecen principalmente al grupo del EPPP.
En Alemania, Suiza, Suecia [3] y los Países Bajos se aplican técnicas para la eliminación de microcontaminantes mediante una cuarta etapa de tratamiento durante el tratamiento de aguas residuales, y se están realizando pruebas en varios otros países. [38] Estos pasos del proceso consisten principalmente en filtros de carbón activado que adsorben los microcontaminantes. La combinación de oxidación avanzada con ozono seguida de carbón activado granular (GAC) se ha sugerido como una combinación de tratamiento rentable para residuos farmacéuticos. Para una reducción total de los microplastos se ha sugerido la combinación de ultrafiltración seguida de GAC. También se está investigando el uso de enzimas como la lacasa secretada por hongos. [39] [40] Las células microbianas de biocombustible se investigan por su propiedad para tratar la materia orgánica en las aguas residuales. [41]
Para reducir los productos farmacéuticos en las masas de agua, también se están investigando medidas de control de fuentes, como innovaciones en el desarrollo de medicamentos o un manejo más responsable de los medicamentos. [37] [42] En los EE. UU., la Iniciativa Nacional de Devolución es un programa voluntario con el público en general, que alienta a las personas a devolver los medicamentos excedentes o vencidos y evitar tirarlos al sistema de alcantarillado. [43]
_at_a_large_sewage_treatment_plant.jpg/1280px-Mechanical_dewatering_(centrifuge)_at_a_large_sewage_treatment_plant.jpg)
El tratamiento de lodos de depuradora describe los procesos utilizados para gestionar y eliminar los lodos de depuradora producidos durante el tratamiento de aguas residuales. El tratamiento de lodos se centra en reducir el peso y el volumen de los lodos para reducir los costos de transporte y eliminación, y en reducir los riesgos potenciales para la salud derivados de las opciones de eliminación. La eliminación de agua es el principal medio de reducción de peso y volumen, mientras que la destrucción de patógenos se logra frecuentemente mediante calentamiento durante la digestión termófila, el compostaje o la incineración . La elección de un método de tratamiento de lodos depende del volumen de lodos generados y de la comparación de los costos de tratamiento necesarios para las opciones de eliminación disponibles. El secado al aire y el compostaje pueden resultar atractivos para las comunidades rurales, mientras que la disponibilidad limitada de tierra puede hacer que la digestión aeróbica y la deshidratación mecánica sean preferibles para las ciudades, y las economías de escala pueden fomentar alternativas de recuperación de energía en las áreas metropolitanas.
El lodo es principalmente agua y se eliminan algunas cantidades de material sólido de las aguas residuales líquidas. Los lodos primarios incluyen los sólidos sedimentables eliminados durante el tratamiento primario en los clarificadores primarios . Los lodos secundarios son lodos separados en clarificadores secundarios que se utilizan en biorreactores de tratamiento secundario o en procesos que utilizan agentes oxidantes inorgánicos . En procesos intensivos de tratamiento de aguas residuales, los lodos producidos deben retirarse de la línea de líquido de forma continua porque los volúmenes de los tanques en la línea de líquido no tienen volumen suficiente para almacenar lodos. [44] Esto se hace para mantener los procesos de tratamiento compactos y en equilibrio (producción de lodos aproximadamente igual a eliminación de lodos). Los lodos extraídos de la línea de líquido pasan a la línea de tratamiento de lodos. Los procesos aeróbicos (como el proceso de lodos activados ) tienden a producir más lodos en comparación con los procesos anaeróbicos. Por otro lado, en procesos de tratamiento extensivos (naturales), como estanques y humedales artificiales , los lodos producidos permanecen acumulados en las unidades de tratamiento (línea de líquido) y solo se eliminan después de varios años de funcionamiento. [45]
Las opciones de tratamiento de lodos dependen de la cantidad de sólidos generados y otras condiciones específicas del sitio. El compostaje se aplica con mayor frecuencia en plantas de pequeña escala con digestión aeróbica para operaciones de tamaño mediano y digestión anaeróbica para operaciones de mayor escala. A veces, el lodo pasa a través de un llamado preespesador que lo deshidrata. Los tipos de preespesantes incluyen espesadores de lodos centrífugos, [46] espesadores de lodos de tambor giratorio y filtros prensa de banda. [47] Los lodos deshidratados pueden incinerarse o transportarse fuera del sitio para su eliminación en un vertedero o su uso como enmienda agrícola del suelo. [48]Las plantas de tratamiento de aguas residuales pueden tener efectos significativos sobre el estado biótico de las aguas receptoras y pueden causar cierta contaminación del agua, especialmente si el proceso de tratamiento utilizado es sólo básico. Por ejemplo, en el caso de las plantas de tratamiento de aguas residuales sin eliminación de nutrientes, la eutrofización de las masas de agua receptoras puede ser un problema.
Cada vez más, la gente utiliza aguas residuales tratadas o incluso sin tratar para irrigar y producir cultivos. Las ciudades ofrecen mercados lucrativos para productos frescos, por lo que son atractivas para los agricultores. Debido a que la agricultura tiene que competir por recursos hídricos cada vez más escasos con la industria y los usuarios municipales, a menudo no hay otra alternativa para los agricultores que utilizar agua contaminada con aguas residuales directamente para regar sus cultivos. Puede haber importantes riesgos para la salud relacionados con el uso de agua cargada de patógenos de esta manera. La Organización Mundial de la Salud desarrolló directrices para el uso seguro de las aguas residuales en 2006. [52] Abogan por un enfoque de 'barreras múltiples' para el uso de las aguas residuales, donde se alienta a los agricultores a adoptar diversos comportamientos para reducir los riesgos. Estas incluyen suspender el riego unos días antes de la cosecha para permitir que los patógenos mueran con la luz del sol, aplicar agua con cuidado para no contaminar las hojas que probablemente se comerán crudas, limpiar las verduras con desinfectante o permitir que los lodos fecales utilizados en la agricultura se sequen antes de usarse. como estiércol humano. [53]
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. [4] : 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. [57] Un estudio más reciente de 2021 estimó que, a nivel mundial, alrededor del 52% de las aguas residuales se tratan. [5] 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%. [5] 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. [34] [58] [59] Sólo el 8% de las aguas residuales producidas en países de bajos ingresos recibe algún tipo de tratamiento. [34] [60] [61]
El Programa Conjunto de Monitoreo (JMP) para el Abastecimiento de Agua y Saneamiento de la OMS y UNICEF informa en 2021 que el 82% de las personas con conexiones de alcantarillado están conectadas a plantas de tratamiento de aguas residuales que proporcionan al menos un tratamiento secundario. [62] : 55 Sin embargo, este valor varía ampliamente entre regiones. Por ejemplo, en Europa, América del Norte, África del Norte y Asia Occidental, un total de 31 países contaban con tratamiento universal (>99%) de aguas residuales. Sin embargo, en Albania, Bermuda, Macedonia del Norte y Serbia "menos del 50% de las aguas residuales recibieron tratamiento secundario o mejor" y en Argelia, Líbano y Libia el valor fue inferior al 20% de las aguas residuales que estaban siendo tratadas. El informe también encontró que "a nivel mundial, 594 millones de personas tienen conexiones de alcantarillado que no reciben suficiente tratamiento. Muchas más están conectadas a plantas de tratamiento de aguas residuales que no proporcionan un tratamiento eficaz ni cumplen con los requisitos de efluentes". [62] : 55
El Objetivo de Desarrollo Sostenible 6 tiene una Meta 6.3 que está formulada de la siguiente manera: "Para 2030, mejorar la calidad del agua reduciendo la contaminación, eliminando los vertidos y minimizando la liberación de productos químicos y materiales peligrosos, reduciendo a la mitad la proporción de aguas residuales no tratadas y aumentando sustancialmente el reciclaje y la reutilización segura a nivel mundial. ". [56] El indicador 6.3.1 correspondiente es la "proporción de aguas residuales tratadas de forma segura". Se prevé que la producción de aguas residuales aumentará un 24 % para 2030 y un 51 % para 2050. [34] [63] [64]
Los datos de 2020 mostraron que todavía hay demasiadas aguas residuales domésticas sin recolectar: solo el 66% de todos los flujos de aguas residuales domésticas se recogieron en instalaciones de tratamiento en 2020 (esto se determina a partir de datos de 128 países). [8] : 17 Basado en datos de 42 países en 2015, el informe indicó que "el 32 por ciento de todos los flujos de aguas residuales generados a partir de fuentes puntuales recibieron al menos algún tratamiento". [8] : 17 De las aguas residuales que efectivamente se recolectaron en plantas centralizadas de tratamiento de aguas residuales, alrededor del 79% fueron tratadas de manera segura en 2020. [8] : 18
La historia del tratamiento de aguas residuales tuvo los siguientes desarrollos: comenzó con la aplicación al suelo ( granjas de aguas residuales ) en la década de 1840 en Inglaterra, seguida por el tratamiento químico y la sedimentación de las aguas residuales en tanques, luego el tratamiento biológico a finales del siglo XIX, que condujo al desarrollo de el proceso de lodos activados a partir de 1912. [65] [66]
No fue hasta finales del siglo XIX que fue posible tratar las aguas residuales descomponiendo biológicamente los componentes orgánicos mediante el uso de microorganismos y eliminando los contaminantes. El tratamiento de la tierra también se estaba volviendo cada vez menos factible a medida que las ciudades crecían y el volumen de aguas residuales producidas ya no podía ser absorbido por las tierras de cultivo de las afueras.
Edward Frankland realizó experimentos en la granja de aguas residuales de Croydon , Inglaterra, durante la década de 1870 y pudo demostrar que la filtración de aguas residuales a través de grava porosa producía un efluente nitrificado (el amoníaco se convertía en nitrato) y que el filtro permanecía sin obstruir durante largos períodos de tiempo. tiempo. [67] Esto estableció la entonces revolucionaria posibilidad del tratamiento biológico de las aguas residuales utilizando un lecho de contacto para oxidar los residuos. Este concepto fue retomado por el químico jefe del London Metropolitan Board of Works , William Libdin, en 1887:
En la mayoría de los países, la recolección y el tratamiento de aguas residuales están sujetos a regulaciones y estándares locales y nacionales .
En la Unión Europea, el 0,8% del consumo total de energía se destina a instalaciones de tratamiento de aguas residuales. [34] [70] La Unión Europea necesita realizar inversiones adicionales de 90 mil millones de euros en el sector del agua y los residuos para cumplir sus objetivos climáticos y energéticos para 2030. [34] [71] [72]
En octubre de 2021, los miembros del Parlamento británico votaron a favor de seguir permitiendo que las aguas residuales no tratadas procedentes de desbordamientos combinados de alcantarillado se viertan en las vías fluviales. [73] [74]
La ' Delhi Jal Board ' (DJB) trabaja actualmente en la construcción de la mayor planta de tratamiento de aguas residuales de la India. Estará operativo a finales de 2022 con una capacidad estimada de 564 MLD. Se supone que solucionará la situación actual en la que las aguas residuales sin tratar se vierten directamente al río Yamuna.
En Libia, el tratamiento de las aguas residuales municipales lo gestiona la empresa general de agua y aguas residuales de Libia, que es competencia del Ministerio del Gobierno de Vivienda y Servicios Públicos. Hay aproximadamente 200 plantas de tratamiento de aguas residuales en todo el país, pero pocas están en funcionamiento. De hecho, las 36 plantas más grandes están en las principales ciudades; sin embargo, sólo nueve de ellos se encuentran operativos y el resto se encuentran en reparación. [81]
Las mayores plantas de tratamiento de aguas residuales en funcionamiento están situadas en Sirte, Trípoli y Misurata, con una capacidad de diseño de 21.000, 110.000 y 24.000 m3/día, respectivamente. Además, la mayoría de las instalaciones de aguas residuales restantes son plantas pequeñas y medianas con una capacidad de diseño de aproximadamente 370 a 6700 m3/día. Por lo tanto, en realidad se tratan 145.800 m3/día o el 11 por ciento de las aguas residuales, y el resto se vierte al océano y a lagunas artificiales aunque no se tratan. De hecho, las plantas de tratamiento de aguas residuales no operativas en Trípoli provocan un vertido de más de 1.275.000 metros cúbicos de agua sin procesar al océano cada día. [81]
El texto fue copiado de esta fuente, que está disponible bajo una licencia internacional Creative Commons Attribution 4.0.El texto fue copiado de esta fuente, que está disponible bajo una licencia internacional Creative Commons Attribution 4.0.El texto fue copiado de esta fuente, que está disponible bajo una licencia internacional Creative Commons Attribution 4.0.
