Las instalaciones de alcantarillado in situ ( OSSF ), también llamadas sistemas sépticos , son sistemas de aguas residuales diseñados para tratar y eliminar efluentes en la misma propiedad que produce las aguas residuales, en áreas que no cuentan con infraestructura pública de alcantarillado.
Una combinación de tanque séptico y campo de drenaje es un tipo bastante común de instalación de alcantarillado in situ en el mundo occidental. Los OSSF representan aproximadamente el 25% de todo el tratamiento de aguas residuales domésticas en los EE. UU. Las instalaciones de tratamiento de aguas residuales in situ también pueden basarse en unidades aeróbicas y de biofiltro de pequeña escala , biorreactores de membrana o reactores discontinuos de secuenciación . Se pueden considerar como versiones reducidas de plantas de tratamiento de aguas residuales municipales y también se las conoce como " plantas paquete ". [1]
El mecanismo principal de reciclaje biológico de desechos en el ambiente natural lo realizan otros organismos como animales, insectos, microorganismos del suelo, plantas y hongos, que consumen todos los nutrientes disponibles en los desechos, dejando sólidos completamente descompuestos que pasan a formar parte de la capa superior del suelo . y agua potable pura , despojada de todo lo que pueda consumirse y utilizarse. Esta depuración biológica natural requiere tiempo y espacio para procesar los residuos.
En prácticamente todas las instalaciones de tratamiento de aguas residuales in situ, el reciclaje y la descomposición por parte de organismos naturales sigue siendo el principal mecanismo de eliminación de aguas residuales. Dar a los organismos el tiempo que necesitan para descomponer los desechos se logra estableciendo tiempos mínimos de retención y sedimentación de las aguas residuales, y distancias mínimas de flujo de líquido entre los sitios de eliminación de aguas residuales y las aguas superficiales o los pozos de agua .
Es normal que animales como ratones, ratas, moscas y parásitos participen en el proceso de reciclaje de residuos biológicos de forma totalmente natural. Las instalaciones diseñadas normalmente intentan excluirlos para evitar explosiones e infestaciones demográficas fuera de control y evitar la propagación de alimañas y enfermedades .
Aunque los sólidos recolectados por las instalaciones de alcantarillado en el sitio pueden usarse potencialmente como abono para construir la capa superior del suelo, estos sólidos a menudo se descomponen de manera incompleta debido a la falta de espacio de almacenamiento en el sitio para esperar la descomposición (instalaciones municipales) o porque los sólidos se apilan en una estructura en capas de nuevos sólidos de desecho sobre sólidos previamente descompuestos (fosas sépticas y letrinas). Debido al estado incompleto de descomposición, cuando se eliminan de una instalación de alcantarillado en el sitio, estos sólidos generalmente se denominan lodo en lugar de abono , y tienen olores ofensivos poderosos que surgen de los microorganismos que aún consumen nutrientes en el lodo.
Las instalaciones diseñadas que utilizan suspensión de agua para transportar sólidos (sistemas sépticos privados e instalaciones municipales) generalmente forman una capa flotante en su tanque de sedimentación primario, que consiste en líquidos de baja densidad como aceites, sólidos flotantes y espuma de jabón. Esto se conoce como espuma y los microorganismos la descomponen lentamente y eventualmente caen al fondo del tanque de sedimentación como parte del lodo. Cuando los tanques sépticos privados se vacían de sólidos, el tanque generalmente se aspira y la espuma no digerida por completo se agrega al lodo no completamente digerido, lo que aumenta aún más su aroma y bioactividad.
Si se dejan completamente tranquilos y se exponen al aire libre a través de un respiradero, el lodo y la espuma en un tanque de sedimentación eventualmente se convertirán completamente en abono de bajo olor. Al construir dos tanques uno al lado del otro y desviar las aguas residuales entre ellos, se puede permitir que un tanque descanse mientras el otro está en uso, y el tanque en reposo se puede limpiar a mano de manera fácil y segura antes de volver a usarlo. Esto se ha propuesto como una solución para las instalaciones de alcantarillado in situ en economías agrícolas de subsistencia donde la mano de obra es más abundante.
Aunque los desechos del cuerpo humano no son diferentes de los desechos de cualquier otro animal, es posible que se requiera que las instalaciones municipales entierren los sólidos recolectados en vertederos, debido al riesgo de que los contaminantes tóxicos sean depositados en el sistema de alcantarillado comunitario compartido, por parte de humanos que no son conscientes del daño que causan. están provocando. Las instalaciones municipales también pueden recolectar escorrentías de las carreteras, que contienen trazas de todos los diversos productos químicos utilizados en los vehículos, como el líquido de frenos y el aceite de motor, y los que se utilizan para derretir el hielo y la nieve. Los sistemas sépticos privados normalmente no experimentan estos problemas, ya que el propietario es directamente consciente de que no debe verter productos químicos tóxicos por el desagüe.
La mayoría de los sistemas de tratamiento de aguas residuales in situ son del tipo convencional y consisten en un tanque séptico y un sistema de infiltración de aguas residuales subterráneo (SWIS). Las limitaciones del sitio y los requisitos de desempeño más estrictos han llevado a mejoras significativas en el diseño de los sistemas de tratamiento de aguas residuales y en su gestión. Durante los últimos 20 años, la industria de sistemas de tratamiento de aguas residuales in situ (OWTS) ha desarrollado muchas tecnologías de tratamiento nuevas que pueden alcanzar altos niveles de rendimiento en sitios con limitaciones de tamaño, suelo, agua subterránea y paisaje que podrían impedir la instalación de sistemas convencionales. Las nuevas tecnologías y las mejoras a las tecnologías existentes se basan en definir los requisitos de desempeño del sistema, caracterizar el flujo de aguas residuales y las cargas contaminantes, evaluar las condiciones del sitio, definir los límites de desempeño y diseño y seleccionar un diseño de sistema que aborde estos factores.
Los requisitos de desempeño pueden expresarse como criterios numéricos (p. ej., concentración de contaminantes o límites de carga de masa) o criterios narrativos (p. ej., ausencia de olores o brillo visible) y se basan en la capacidad de asimilación de las aguas subterráneas o superficiales regionales, los objetivos de calidad del agua y objetivos de salud pública. El flujo de aguas residuales y el contenido de contaminantes ayudan a definir el diseño y el tamaño del sistema y pueden estimarse comparando el tamaño y el tipo de instalación con la producción de efluentes medidas de instalaciones similares existentes. Las evaluaciones del sitio integran análisis detallados de hidrología, geología y recursos hídricos regionales con una caracterización específica del sitio de suelos, pendientes, estructuras, límites de propiedad y otras características del sitio para definir aún más los requisitos de diseño del sistema y determinar la ubicación física de los componentes del sistema.
La mayoría de las tecnologías de tratamiento alternativas que se aplican hoy en día tratan los desechos después de que salen del tanque séptico; el tanque retiene sólidos sedimentables, grasas y aceites y proporciona un ambiente para la digestión parcial de los desechos orgánicos sedimentados. El tratamiento posterior al tanque puede incluir tratamiento biológico aeróbico (con oxígeno) o anaeróbico (sin oxígeno o con poco oxígeno) en reactores de película fija o suspendida, tratamiento físico/químico, infiltración del suelo, filtración de medios fijos y/o desinfección. La aplicación y el tamaño de las unidades de tratamiento basadas en estas tecnologías están definidos por los requisitos de desempeño, las características de las aguas residuales y las condiciones del sitio.
Bajo el federalismo canadiense , el medio ambiente es un poder compartido entre los gobiernos federal y provinciales . [2] Sin embargo, la gestión de aguas residuales cae principalmente dentro de la jurisdicción provincial, territorial y municipal, mientras que el gobierno federal tiene jurisdicción sobre las aguas residuales en tierras federales y en reservas de las Primeras Naciones . [3] Cada provincia y territorio tiene sus propias normas y regulaciones relativas al diseño e instalación de instalaciones de alcantarillado en el sitio, como por ejemplo si se requiere un permiso para hacerlo y cómo obtenerlo, el tipo, tamaño y ubicación del sistema (generalmente según las características del suelo en el sitio y otros factores), etc.: [4]
Se sugiere que el volumen de mercado potencial del tratamiento in situ es de unos 35 millones de habitantes equivalentes para Europa. [5]
En los Estados Unidos, las instalaciones de alcantarillado in situ recolectan, tratan y liberan alrededor de 4 mil millones de galones estadounidenses (15.000.000 m 3 ) de efluentes tratados por día de aproximadamente 26 millones de hogares, negocios e instalaciones recreativas en todo el país (Oficina del Censo de los EE. UU., 1997). . El reconocimiento de los impactos de los sistemas in situ sobre la calidad de las aguas subterráneas y superficiales (por ejemplo, contaminación por nitratos y bacterias, aportes de nutrientes a las aguas superficiales) ha aumentado el interés en optimizar el rendimiento de los sistemas. Los funcionarios de salud pública y protección ambiental ahora reconocen que los sistemas in situ no son sólo instalaciones temporales que eventualmente serán reemplazadas por servicios centralizados de tratamiento de aguas residuales, sino enfoques permanentes para tratar las aguas residuales para su liberación y reutilización en el medio ambiente. Los sistemas in situ son reconocidos como enfoques descentralizados, viables, de bajo costo y de largo plazo para el tratamiento de aguas residuales si se planifican, diseñan, instalan, operan y mantienen adecuadamente (USEPA, 1997). NOTA: Además de la supervisión estatal y local existente, los sistemas descentralizados de tratamiento de aguas residuales que abastecen a más de 20 personas podrían quedar sujetos a regulación bajo el Programa de Control de Inyección Subterránea de la USEPA, aunque la EPA ha propuesto no incluirlos (64FR22971:5/7/01 ).
Aunque algunos programas de gestión de aguas residuales in situ han funcionado con éxito en el pasado, los problemas persisten. La mayoría de los programas regulatorios in situ actuales se centran en los permisos y la instalación.
Pocos programas abordan la operación y el mantenimiento del sistema in situ, lo que genera fallas que generan costos innecesarios y riesgos para la salud pública y los recursos hídricos. Además, la falta de coordinación entre las agencias que supervisan la planificación del uso de la tierra, la zonificación, el desarrollo, la protección de los recursos hídricos, las iniciativas de salud pública y los sistemas in situ causa problemas que podrían prevenirse mediante un enfoque más cooperativo. La gestión eficaz de los sistemas in situ requiere planificación, diseño, instalación, operación, mantenimiento, seguimiento y controles rigurosos.
Las agencias estatales y tribales informan que los sistemas sépticos in situ constituyen actualmente la tercera fuente más común de contaminación de las aguas subterráneas y que estos sistemas han fallado debido a una ubicación o diseño inadecuado o a un mantenimiento inadecuado a largo plazo (USEPA, 1996a). En la Encuesta de Necesidades de Agua Limpia de 1996 (USEPA, 1996b), los estados y tribus también identificaron más de 500 comunidades con sistemas sépticos defectuosos que han causado problemas de salud pública. La descarga de aguas residuales parcialmente tratadas provenientes de sistemas in situ que funcionan mal se identificó como una fuente principal o contribuyente a la degradación en el 32 por ciento de todas las áreas de cultivo de mariscos con captura limitada. Los sistemas de tratamiento de aguas residuales in situ también han contribuido a una sobreabundancia de nutrientes en estanques, lagos y estuarios costeros, lo que ha llevado al crecimiento excesivo de algas y otras plantas acuáticas molestas (USEPA, 1996b). Además, los sistemas in situ contribuyen a la contaminación de las fuentes de agua potable. La USEPA estima que cada año se producen 168.000 enfermedades virales y 34.000 enfermedades bacterianas como resultado del consumo de agua potable de sistemas que dependen de aguas subterráneas tratadas inadecuadamente. Se ha identificado el mal funcionamiento de los sistemas sépticos como una fuente potencial de contaminación del agua subterránea (USEPA, 2000).
En 2022, se estaban realizando pruebas en Cape Cod, Massachusetts, de sistemas sépticos que reducen la contaminación por nitrógeno utilizando astillas de madera y piedra caliza. [6]
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Este artículo incorpora material de dominio público del Manual de sistemas de tratamiento de aguas residuales in situ (PDF) . Agencia de Protección Ambiental . Consultado el 8 de febrero de 2015 .