Las instalaciones de alcantarillado en el sitio ( 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 no atendidas por infraestructura de alcantarillado público.
Una combinación de tanque séptico y campo de drenaje es un tipo bastante común de instalación de tratamiento de aguas residuales in situ en el mundo occidental. Las 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 biofiltración de pequeña escala, biorreactores de membrana o reactores discontinuos secuenciales . Estos pueden considerarse versiones reducidas de las plantas de tratamiento de aguas residuales municipales y también se conocen como " plantas paquete ". [1]
El mecanismo principal de reciclaje de los desechos biológicos en el entorno natural lo llevan a cabo otros organismos, como animales, insectos, microorganismos del suelo, plantas y hongos, que consumen todos los nutrientes disponibles en los desechos, dejando atrás sólidos totalmente descompuestos que pasan a formar parte de la capa superficial del suelo y agua potable pura a la que se le ha quitado todo lo que se puede consumir y utilizar. Esta depuración biológica natural requiere tiempo y espacio para procesar los desechos.
En prácticamente todas las instalaciones de tratamiento de aguas residuales in situ diseñadas, el reciclaje y la descomposición por organismos naturales siguen siendo el mecanismo principal de eliminación de aguas residuales. Para dar a los organismos el tiempo que necesitan para descomponer los desechos, se establecen tiempos mínimos de retención y sedimentación de las aguas residuales y distancias mínimas de flujo de líquido entre los lugares 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 desechos biológicos totalmente natural. Las instalaciones diseñadas por ingeniería generalmente intentan excluirlos para evitar explosiones demográficas e infestaciones fuera de control , y prevenir la propagación de plagas y enfermedades .
Aunque los sólidos recolectados por las instalaciones de tratamiento de aguas residuales in situ pueden potencialmente usarse como abono para construir la capa superficial del suelo, estos sólidos a menudo se descomponen de forma incompleta debido a la falta de espacio de almacenamiento in situ 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 retiran de una instalación de tratamiento de aguas residuales in situ, estos sólidos suelen denominarse lodos en lugar de abono , y tienen olores potentes y desagradables que surgen de los microorganismos que aún consumen nutrientes en los lodos.
Las instalaciones diseñadas que utilizan suspensión de agua para transportar sólidos (sistemas sépticos privados e instalaciones municipales) suelen formar una capa flotante en su tanque de sedimentación principal, que consiste en líquidos de baja densidad, como aceites, sólidos flotantes y espuma de jabón. Esto se conoce como espuma y es descompuesta lentamente por microorganismos, hasta que finalmente cae al fondo del tanque de sedimentación como parte del lodo. Cuando se vacían los sólidos de los tanques sépticos privados, normalmente se aspira el tanque y la espuma no digerida por completo se agrega al lodo no digerido por completo, lo que aumenta aún más su aroma y bioactividad.
Si se deja completamente intacto y se expone al aire libre a través de un respiradero, el lodo y la espuma de un tanque de sedimentación se convertirán en abono con poco olor. Si se construyen dos tanques uno al lado del otro y se desvían las aguas residuales entre ellos, se puede dejar que uno de los tanques descanse mientras se utiliza el otro, y el tanque de reposo se puede limpiar a mano de manera segura y sencilla antes de volver a usarlo. Esta ha sido propuesta como una solución para las instalaciones de tratamiento de aguas residuales in situ en economías de agricultura 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, las instalaciones municipales pueden verse obligadas a enterrar los sólidos recolectados en vertederos, debido al riesgo de que los contaminantes tóxicos se viertan en el sistema de alcantarillado comunitario compartido, por parte de humanos que no son conscientes del daño que están causando. Las instalaciones municipales también pueden recolectar escorrentías de las carreteras, que contienen rastros de todos los diversos productos químicos utilizados en los vehículos, como líquido de frenos y 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 de la vivienda es consciente directamente 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, que consiste en un tanque séptico y un sistema de infiltración de aguas residuales subterráneas (SWIS). Las limitaciones del sitio y los requisitos de rendimiento 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 los sistemas de tratamiento de aguas residuales in situ (OWTS) ha desarrollado muchas tecnologías de tratamiento nuevas que pueden lograr 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 de las tecnologías existentes se basan en la definición de los requisitos de rendimiento del sistema, la caracterización del flujo de aguas residuales y las cargas contaminantes, la evaluación de las condiciones del sitio, la definición de los límites de rendimiento y diseño, y la selección de un diseño de sistema que aborde estos factores.
Los requisitos de desempeño se pueden expresar como criterios numéricos (por ejemplo, límites de concentración de contaminantes o de carga de masa) o criterios narrativos (por ejemplo, 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 las metas de salud pública. El flujo de aguas residuales y el contenido de contaminantes ayudan a definir el diseño y el tamaño del sistema y se pueden estimar comparando el tamaño y el tipo de instalación con las salidas de efluentes medidas de instalaciones similares existentes. Las evaluaciones del sitio integran análisis detallados de la hidrología, la geología y los recursos hídricos regionales con la 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 alternativo 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 entorno 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 suspendida o fija, tratamiento físico/químico, infiltración de suelo, filtración con medios fijos y/o desinfección. La aplicación y el tamaño de las unidades de tratamiento basadas en estas tecnologías se definen en función de los requisitos de rendimiento, las características de las aguas residuales y las condiciones del sitio.
En el federalismo canadiense , el medio ambiente es un poder compartido entre los gobiernos federal y provincial . [2] Sin embargo, la gestión de las aguas residuales recae principalmente en la jurisdicción provincial, territorial y municipal, mientras que el gobierno federal tiene jurisdicción sobre las aguas residuales en tierras federales y en las 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 in situ, como si se requiere un permiso para hacerlo y cómo obtenerlo, el tipo, el tamaño y la ubicación del sistema (normalmente de acuerdo con las características del suelo in situ y otros factores), etc. : [4]
Se estima que el volumen potencial del mercado de tratamiento in situ sería de aproximadamente 35 millones de equivalentes de población para Europa. [5]
En los Estados Unidos, las instalaciones de tratamiento de aguas residuales in situ recogen, tratan y liberan alrededor de 4 mil millones de galones estadounidenses (15.000.000 m3 ) de efluentes tratados por día de aproximadamente 26 millones de hogares, empresas 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 en 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 solo instalaciones temporales que serán reemplazadas eventualmente 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 se reconocen como enfoques viables, de bajo costo, a largo plazo y descentralizados 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 prestan servicio a más de 20 personas podrían quedar sujetos a regulación según el Programa de Control de Inyección Subterránea de la USEPA, aunque la EPA ha propuesto no incluirlos (64FR22971:5/7/01).
Si bien 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 la obtención de permisos y la instalación.
Son pocos los programas que abordan la operación y el mantenimiento de los sistemas in situ, lo que da lugar a fallos que generan costes innecesarios y riesgos para la salud pública y los recursos hídricos. Además, la falta de coordinación entre los organismos 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 provoca problemas que podrían evitarse mediante un enfoque más cooperativo. La gestión eficaz de los sistemas in situ requiere una planificación, un diseño, una instalación, una operación, un mantenimiento, una supervisión y unos controles rigurosos.
Los organismos 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 inadecuados o a un mantenimiento inadecuado a largo plazo (USEPA, 1996a). En la Encuesta sobre las necesidades de agua limpia de 1996 (USEPA, 1996b), los estados y las 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 de sistemas in situ defectuosos se identificó como una fuente principal o contribuyente de degradación en el 32 por ciento de todas las áreas de cultivo de mariscos con cosechas limitadas. 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 lleva 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 EPA estima que cada año se producen 168.000 enfermedades virales y 34.000 enfermedades bacterianas como resultado del consumo de agua potable proveniente de sistemas que dependen de aguas subterráneas tratadas de manera inadecuada. Los sistemas sépticos defectuosos se han identificado como una fuente potencial de contaminación de las aguas subterráneas (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 en el sitio (PDF) . Agencia de Protección Ambiental . Consultado el 8 de febrero de 2015 .