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Para una cobertura más amplia de este tema, consulte Tratamiento de aguas residuales .
Humedal construido para el tratamiento descentralizado de aguas residuales en una escuela en Lusaka , Zambia

Los sistemas descentralizados de aguas residuales (también conocidos como sistemas descentralizados de tratamiento de aguas residuales ) transportan, tratan y eliminan o reutilizan las aguas residuales de comunidades pequeñas y de baja densidad, edificios y viviendas en áreas remotas, propiedades públicas o privadas individuales. [1] El flujo de aguas residuales se genera cuando se dispone de un suministro de agua adecuado dentro de los edificios o cerca de ellos.

Los sistemas descentralizados de aguas residuales tratan, reutilizan o eliminan el efluente en una vecindad relativamente cercana a su fuente de generación. Tienen el propósito de proteger la salud pública y el medio ambiente natural reduciendo sustancialmente los peligros para la salud y el medio ambiente.

También se denominan "sistemas descentralizados de tratamiento de aguas residuales" porque el principal desafío técnico es la elección adecuada de una instalación de tratamiento y / o disposición. [2] [3] Un acrónimo comúnmente utilizado para sistema descentralizado de tratamiento de aguas residuales es DEWATS. [3]

Antecedentes [ editar ]

Comparación con sistemas centralizados [ editar ]

Los sistemas centralizados de aguas residuales son los que se aplican más ampliamente en entornos urbanos bien desarrollados y el enfoque más antiguo para la solución de los problemas asociados con las aguas residuales. [4]  Recogen las aguas residuales en redes de tuberías grandes y a granel, también denominadas alcantarillado , que las transportan a largas distancias hasta una o varias plantas de tratamiento. El agua de lluvia se puede recolectar en alcantarillas combinadas o en desagües de aguas pluviales separados. Este último consta de dos sistemas de tuberías separados, uno para las aguas residuales y otro para las aguas pluviales. El efluente tratado se elimina de diferentes maneras, la mayoría de las veces se vierte en cuerpos de agua naturales. El efluente tratado también se puede utilizar con fines beneficiosos y en este caso se denominaagua recuperada .

La principal diferencia entre los sistemas descentralizados y centralizados está en la estructura de transporte. En los sistemas descentralizados el tratamiento y disposición o reutilización del efluente está cerca de la fuente de generación. Esto da como resultado una pequeña red de transporte, en algunos casos limitada solo a una tubería. El tamaño de la red permite aplicaciones de diferentes métodos de transporte, además de las conocidas alcantarillas por gravedad, como alcantarillas presurizadas y alcantarillas al vacío . La cantidad de efluente es baja y se caracteriza por fluctuaciones importantes.

Aplicaciones [ editar ]

En lugares con infraestructura desarrollada, los sistemas descentralizados de aguas residuales podrían ser una alternativa viable al sistema centralizado convencional, especialmente en los casos de actualización o reacondicionamiento de los sistemas existentes. [5] Son posibles muchas combinaciones y variaciones diferentes de sistemas híbridos . El desarrollo de nuevas tecnologías de tratamiento permite soluciones descentralizadas, que son técnica y estéticamente sólidas y aceptables.

Las aplicaciones descentralizadas son una necesidad en los casos de nuevos desarrollos urbanos, donde la construcción de la infraestructura no está lista o se ejecutará en el futuro. En muchos países y lugares, el desarrollo de la infraestructura (carreteras, suministro de agua y especialmente sistemas de alcantarillado / drenaje) se ejecuta años después del desarrollo de la vivienda. En tales casos, las instalaciones de aguas residuales descentralizadas se consideran una solución temporal, pero son obligatorias para prevenir problemas ecológicos y de salud pública.

Los sistemas descentralizados permiten la separación de flujo o de fuente, que segrega diferentes tipos de aguas residuales, según su origen, tales como: aguas negras , aguas grises y orina . [5] Este enfoque requiere sistemas de tuberías / plomería paralelos separados para transportar los flujos separados y el propósito es aplicar diferentes niveles de tratamiento y manejo de cada flujo y mejorar la reutilización y eliminación seguras de los productos finales. [6]

En el caso específico de los países en desarrollo , donde las localidades con infraestructura deficiente son comunes, se ha promovido ampliamente el tratamiento descentralizado de aguas residuales debido a la posibilidad de aplicar tecnologías con bajos requisitos de operación y mantenimiento. [7] Además, los enfoques descentralizados requieren inversiones a menor escala, en comparación con las soluciones centralizadas.

Tipos [ editar ]

Sistema descentralizado de aguas residuales en la ecoaldea de Torvetua en Noruega . Las aguas residuales se recogen mediante una alcantarilla al vacío . Las aguas grises se tratan localmente.

Según el tamaño del área de servicio, se pueden encontrar diferentes escalas de descentralización:

  • Descentralización a nivel de un suburbio o municipio satélite en un área urbana: estos sistemas podrían definirse como pequeños sistemas centralizados cuando se aplican a pueblos pequeños o comunidades rurales. Pero si se aplican solo a suburbios o distritos seleccionados en centros de población medianos o grandes, con un sistema centralizado existente, todo el sistema podría definirse como un sistema híbrido , donde la descentralización se aplica a partes de toda el área drenada. [5]
  • Descentralización a nivel de vecindario: esta categoría incluye grupos de hogares, comunidades cerradas, pequeños distritos y áreas, que son servidas por alcantarillas de vacío.
  • Descentralización a nivel “en el sitio” ( saneamiento en el sitio ): en estos casos, todo el sistema se ubica dentro de una propiedad y sirve a uno o varios edificios.

Opciones de tratamiento de aguas residuales [ editar ]

Digestor de biogás para el tratamiento descentralizado de aguas residuales en la prisión de Meru, Kenia

Instalaciones de tratamiento / disposición que requieren infiltración de efluentes: generalmente se aplican a nivel de sitio y son adecuadas debido a la muy baja cantidad de aguas residuales generadas. Sin embargo, requieren condiciones de suelo adecuadas que permitan la infiltración del exceso de agua y un nivel freático bajo . Si no se aplican correctamente, pueden ser una fuente grave de contaminación de las aguas subterráneas. [8]

  • Las letrinas de pozo se aplican cuando el suministro de agua es muy escaso y difícilmente se puede generar flujo de aguas residuales. Son la técnica de saneamiento más común en áreas subdesarrolladas.
  • Los tanques sépticos son la tecnología de tratamiento in situ más común utilizada, que se puede aplicar con éxito cuando se dispone de un suministro de agua adecuado y las condiciones del suelo / agua subterránea son aceptables. [2] [5]

Instalaciones de tratamiento que se asemejan a los procesos de depuración natural: su aplicación requiere una superficie significativa, debido a la lentitud de los procesos biológicos aplicados. Por la misma razón, son más adecuados para climas más cálidos, porque la velocidad del proceso de purificación depende de la temperatura. Estas tecnologías son más resistentes a las cargas fluctuantes y no requieren un mantenimiento y operación complejos. [9] Los humedales artificiales son más adecuados para aplicaciones en el sitio o a nivel de vecindario, mientras que los estanques de estabilización podrían ser una alternativa viable para sistemas descentralizados a nivel de pequeñas ciudades o comunidades rurales.

Tecnologías de tratamiento de aguas residuales diseñadas: existe una gran variedad de plantas de tratamiento de aguas residuales donde se aplican diferentes procesos y tecnologías de tratamiento. [10] Las instalaciones de tratamiento a pequeña escala en sistemas descentralizados aplican tecnologías similares a las de las plantas medianas o grandes. [11]Para aplicaciones en sitio se desarrollan plantas empaquetadas, las cuales son compactas y tienen diferentes compartimentos para los diferentes procesos. Sin embargo, el diseño y operación de pequeñas plantas de tratamiento, especialmente a nivel de vecindario o en el sitio, presenta desafíos significativos para los ingenieros de aguas residuales, relacionados con las fluctuaciones de flujo, la necesidad de operación y mantenimiento competentes y especializados, requeridos para lidiar con una gran cantidad de pequeños plantas, y un costo per cápita relativamente alto. [12]

Regulaciones y gestión [ editar ]

Las regulaciones de contaminación del agua en forma de documentos legislativos , pautas u ordenanzas prescriben el nivel de tratamiento necesario, para que el efluente tratado cumpla con los requisitos para su eliminación o reutilización segura. El efluente puede eliminarse descargándolo en un cuerpo de agua natural o infiltrándose en el suelo. Además, los reglamentos mencionan requisitos relacionados con el diseño y operación de sistemas de aguas residuales, así como las sanciones y otras medidas para su cumplimiento. Los sistemas centralizados se diseñan, construyen y operan para cumplir con las regulaciones existentes. Su gestión suele estar a cargo de las autoridades locales.. En sistemas híbridos y pequeños sistemas centralizados en pueblos o comunidades rurales la gestión se puede ejecutar de la misma forma. [11] [ cita requerida ]

En el caso de la descentralización a nivel de sitio y grupos de edificios, todo el sistema de aguas residuales se ubica dentro de locales privados. Los costos y la responsabilidad del diseño, construcción, operación y mantenimiento son responsabilidad del propietario. En muchos casos empresas especializadas pueden ejecutar los procedimientos de operación y mantenimiento. Las autoridades locales emiten permisos y pueden brindar apoyo para la operación y gestión en forma de recolección de desechos, emisión de certificados / licencias para equipos de tratamiento estandarizados o para empresas privadas calificadas seleccionadas. Desde el punto de vista regulatorio, el control de la calidad del efluente tratado para su reutilización, descarga o eliminación es responsabilidad exclusiva de las autoridades gubernamentales locales o nacionales.Esto podría ser un desafío si se debe controlar e inspeccionar una gran cantidad de sistemas. Es de interés del propietario operar y mantener el sistema adecuadamente, especialmente en el caso de reutilización del efluente tratado. La mayoría de las veces, los problemas operativos están asociados con la obstrucción de las instalaciones de tratamiento como resultado de la eliminación irregular de los lodos o la sobrecarga hidráulica debido al aumento del número de población atendida o al aumento del consumo de agua.[8] [ cita requerida ]

Problemas de infraestructura y planificación urbana [ editar ]

Los sistemas de aguas residuales son parte de la infraestructura de las comunidades urbanas o rurales y del proceso de planificación urbana . Los datos e información de planificación urbana, como parcelas de viviendas individuales, caminos / calles, drenaje de aguas pluviales, suministro de agua y sistemas de electricidad son esenciales para el diseño e implementación de un sistema de aguas residuales sostenible. En los sistemas descentralizados de aguas residuales, que recolectan y tratan solo las aguas residuales, las aguas pluviales pueden pasarse por alto y causar problemas de inundaciones. Si se aplican las soluciones descentralizadas planificadas, el drenaje de aguas pluviales debe ejecutarse junto con el sistema de carreteras.

En los centros de población subdesarrollados donde no hay infraestructura disponible, es difícil proporcionar medidas de saneamiento sostenibles; Por ejemplo, las letrinas de pozo / fosas sépticas necesitan una limpieza periódica, generalmente ejecutada por camiones de vacío, que deben acceder a la letrina y necesitan una carretera básica para este propósito. [13] La gestión de lodos fecales se ocupa de la organización e implementación de esta práctica de manera sostenible, incluida la recolección, transporte, tratamiento y eliminación / reutilización de lodos fecales de letrinas de pozo y fosas sépticas. [14]

En los casos de nuevos desarrollos urbanos / rurales, o la adecuación de los existentes, es recomendable considerar diferentes alternativas en cuanto al diseño del sistema de aguas residuales, incluyendo soluciones descentralizadas. Un enfoque sostenible requeriría soluciones técnicas óptimas en términos de fiabilidad y rentabilidad. [15] [16] Desde esta perspectiva, las soluciones centralizadas pueden ser más apropiadas en muchos casos, dependiendo de los tamaños existentes de parcelas, topografía , geología, niveles freáticos y condiciones climáticas. Pero cuando se aplican de manera adecuada, los sistemas descentralizados permiten la aplicación de soluciones amigables con el medio ambiente y la reutilización del efluente tratado, incluida la recuperación de recursos. De esta manera, se proporcionan recursos hídricos alternativos y se protege el medio ambiente. la conciencia pública , las percepciones y el apoyo juegan un papel importante en el proceso de planificación urbana para elegir sistemas de aguas residuales adecuados que se ajusten al contexto específico. [15] [17]

Ejemplos [ editar ]

Un ejemplo de tratamiento descentralizado es la "tecnología DEWATS" que ha sido promovida con este nombre por la ONG alemana BORDA . [3] [7] Se ha aplicado en muchos países del sudeste asiático y en Sudáfrica. [18] [19] Aplica procesos de tratamiento anaeróbico , incluidos los reactores con deflectores anaeróbicos (ABR) y filtros anaeróbicos , seguidos de un tratamiento aeróbico en estanques o en humedales artificiales . Esta tecnología fue investigada y probada en Sudáfrica, donde se demostró que la eficiencia del tratamiento fue menor de lo esperado. [20]

En el Centro de Tecnología de Botswana en Gaborone, Botswana, se realizó un estudio de caso de un sistema descentralizado de aguas residuales a nivel in situ con reutilización de efluentes tratados. [21] Es un ejemplo de un sistema de alcantarillado descentralizado, que sirve a un edificio institucional, ubicado en un área servida por alcantarillado municipal. Las aguas residuales del edificio se tratan en una planta que consta de: tanque séptico, seguido de filtro de roca plantada, biofiltroy un humedal de flujo superficial. El efluente tratado se reutiliza para el riego de las áreas verdes circundantes, pero el estudio registró la salida del humedal solo durante los períodos de fuertes lluvias. Este ejemplo muestra la necesidad de una estimación cuidadosa de la cantidad, calidad y fluctuaciones esperadas de las aguas residuales generadas al diseñar sistemas descentralizados de aguas residuales.

Ver también [ editar ]

  • Historia del abastecimiento de agua y el saneamiento
  • Instalación de alcantarillado en el lugar
  • Saneamiento
  • Minería de alcantarillado
  • Tratamiento de aguas residuales

Referencias [ editar ]

  1. ^ "Aprenda sobre pequeños sistemas de aguas residuales" . Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos . Consultado el 15 de octubre de 2020 .
  2. ^ a b "Sistemas descentralizados de aguas residuales: una estrategia de programa, EPA, Washington DC, Estados Unidos" (PDF) . Consultado el 20 de marzo de 2017 .
  3. ^ a b c "DEWATS / Tratamiento de aguas residuales descentralizado, BORDA, Sudeste de Asia" . Consultado el 20 de marzo de 2017 .
  4. ^ Karman D. (2007) La 'Cloaka Maxima' y la monumental manipulación del agua en la Roma arcaica , Revista en línea  The Water of Rome, recuperado el 18 de marzo de 2017
  5. ^ a b c d Tchobanoglous G., Leverenz H. (2013) El fundamento de la descentralización de la infraestructura de aguas residuales, en: Separación de fuentes y descentralización para la gestión de aguas residuales , ed: Larsen TA, Udert KM, Lienert J., IWA publishing , Londres Reino Unido
  6. ^ OMS (2006). Directrices de la OMS para el uso seguro de aguas residuales, excretas y aguas grises . Organización Mundial de la Salud (OMS), Ginebra, Suiza
  7. ↑ a b Sasse, L. (1998). DEWATS Tratamiento descentralizado de aguas residuales en países en desarrollo . Asociación de Investigación y Desarrollo de Ultramar de Bremen (BORDA), Alemania
  8. ^ a b Manual de sistemas de tratamiento de aguas residuales in situ (2002), EPA 625 / R-00/008, Washington DC, EE. UU.
  9. ^ Scholzel & Bowel (1999) Proyecto de planta de tratamiento a pequeña escala: informe sobre criterios, directrices y tecnologías del proyecto , SOPAC TR288, recuperado el 18 de marzo de 2017
  10. ^ Ingeniería de aguas residuales: tratamiento y reutilización (4ª ed.). Metcalf & Eddy, Inc., McGraw Hill, Estados Unidos. 2003.   ISBN 0-07-112250-8 . 
  11. ^ a b Crites R., Tchobanoglous G. (1998) Gestión de aguas residuales pequeñas y descentralizadas, WCB / McGraw-Hill , ISBN 0-07-289087-8 
  12. ^ Boller. M. (1997) Pequeñas plantas de aguas residuales: un desafío para los ingenieros de aguas residuales, Ciencia y tecnología del agua, Vol 35, número 6, p.1-12
  13. ^ Eggimann S., Truffer, B., Maurer, M. (2016). "Economías de densidad para el tratamiento de aguas residuales in situ". Investigación del agua . 101 : 476–489. doi : 10.1016 / j.watres.2016.06.011 . PMID 27295622 . CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  14. ^ WSTF (2015). Diseño y tecnologías de instalaciones de tratamiento descentralizadas - Manuales y documentos adicionales desarrollados en el contexto del Programa de Reforma del Sector del Agua de la GIZ. Fondo Fiduciario de Servicios de Agua (WSTF), Nairobi, Kenia
  15. ^ a b Andersson, Kim; Dickin, Sarah; Rosemarin, Arno (8 de diciembre de 2016). "Hacia un saneamiento" sostenible ": retos y oportunidades en las zonas urbanas" . Sustentabilidad . 8 (12): 1289. doi : 10.3390 / su8121289 . ISSN 2071-1050 . 
  16. ^ Eggimann, S. El grado óptimo de centralización de las infraestructuras de aguas residuales. Un análisis económico geoespacial basado en modelos Tesis Doctoral. ETH Zurich. , 30 de noviembre de 2016.
  17. ^ Aguas residuales: el recurso sin explotar , Informe sobre el desarrollo del agua en el mundo de las Naciones Unidas 2017, UNESCO
  18. ^ CESPAP, ONU-Hábitat, AIT (2015). Manual de orientación de políticas sobre gestión de aguas residuales con especial énfasis en sistemas descentralizados de tratamiento de aguas residuales . Comisión Económica y Social de las Naciones Unidas para Asia y el Pacífico (CESPAP), Programa de las Naciones Unidas para los Asentamientos Humanos (ONU-Hábitat) e Instituto Asiático de Tecnología (AIT), Bangkok, Tailandia
  19. ^ WRC (2014). Proceso DEWATS para el tratamiento descentralizado de aguas residuales: lecciones técnicas del municipio de eThekwini . Comisión de Investigación del Agua (WRC), Gezina ZA, Sudáfrica
  20. ^ Reynaud, N. (2015). Operación de sistemas descentralizados de tratamiento de aguas residuales (DEWATS) en condiciones de campo tropical. Tesis de doctorado, Facultad de Ciencias Ambientales, Universidad Técnica, Dresde
  21. ^ Hranova R (2005) La práctica de reutilización de aguas residuales en Botswana - un desafío para el desarrollo del sector del agua, Actas de la conferencia anual de BIE - 19-21 de octubre de 2005, Gaborone, Botswana. (Actas en formato CD)

Enlaces externos [ editar ]

  • Biblioteca de la Alianza de Saneamiento Sostenible que contiene más información
  • Alcantarillado presurizado explica el principio de alcantarillado presurizado.
  • Código de práctica: gestión de aguas residuales en el sitio, publicación 891.4, julio de 2016, Agencia de Protección Ambiental, Victoria, Au , un ejemplo completo de una práctica reguladora de sistemas descentralizados de aguas residuales.