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Aguas grises (un tipo de aguas residuales) en un tanque de sedimentación

Las aguas residuales (o aguas residuales ) son cualquier agua que ha sido contaminada por el uso humano. Las aguas residuales son "aguas usadas de cualquier combinación de actividades domésticas, industriales, comerciales o agrícolas, escorrentías superficiales o aguas pluviales , y cualquier entrada de alcantarillado o infiltración de alcantarillado". [1] Por lo tanto, las aguas residuales son un subproducto de las actividades domésticas, industriales, comerciales o agrícolas . Las características de las aguas residuales varían según la fuente. Los tipos de aguas residuales incluyen: aguas residuales domésticas de los hogares, aguas residuales municipales de las comunidades (también llamadas aguas residuales ) y aguas residuales industriales.. Las aguas residuales pueden contener contaminantes físicos, químicos y biológicos .

Los hogares pueden producir aguas residuales de inodoros , lavabos , lavavajillas , lavadoras , bañeras y duchas. Los hogares que usan inodoros secos producen menos aguas residuales que los que usan inodoros con descarga.

Las aguas residuales pueden transportarse en un alcantarillado sanitario que transporta solo aguas residuales. Alternativamente, las aguas residuales se pueden transportar en una alcantarilla combinada que transporta tanto la escorrentía de aguas pluviales como las aguas residuales, y posiblemente también las aguas residuales industriales. Después del tratamiento en una planta de tratamiento de aguas residuales , las aguas residuales tratadas (también llamadas efluentes) se descargan en un cuerpo de agua receptor. Los términos "reutilización de aguas residuales" y " recuperación de agua " se aplican si los desechos tratados se utilizan para otro propósito. Las aguas residuales que se vierten al medio ambiente sin un tratamiento adecuado pueden contaminar el agua .

En los países en desarrollo y en las zonas rurales con baja densidad de población, las aguas residuales a menudo se tratan mediante varios sistemas de saneamiento in situ y no se conducen por alcantarillas. Estos sistemas incluyen tanques sépticos conectados a campos de drenaje , sistemas de alcantarillado en el sitio (OSS), sistemas de vermifiltros y muchos más.

Terminología [ editar ]

El término extremadamente amplio saneamiento incluye la gestión de aguas residuales, excrementos humanos , desechos sólidos y aguas pluviales . El término alcantarillado se refiere a la infraestructura física necesaria para transportar y tratar las aguas residuales.

Fuentes [ editar ]

Las fuentes de aguas residuales incluyen las siguientes actividades domésticas o domésticas:

  • Excrementos humanos ( heces , orina , sangre y otros fluidos corporales) a menudo mezclados con papel higiénico usado o toallitas húmedas ; esto se conoce como aguas negras si se recolecta de inodoros con cisterna
  • Agua de lavado (higiene personal, ropa, suelos, platos, coches, etc.), también conocida como aguas grises o sullage
  • Los excedentes de líquidos fabricados a partir de fuentes domésticas (bebidas, aceite de cocina, pesticidas , aceite lubricante , pintura , detergentes de limpieza, etc.)

Las actividades que producen aguas residuales industriales incluyen:

  • Drenaje de sitios industriales (limo, arena, álcali, aceite, residuos químicos);
  • Aguas de enfriamiento industrial ( biocidas , calor, lodos, limo)
  • Aguas de procesamiento industrial
  • Residuos orgánicos o biodegradables , incluidos residuos de hospitales , mataderos , lecherías y fábricas de alimentos .
  • Residuos orgánicos o no biodegradables de difícil tratamiento procedentes de la fabricación de productos farmacéuticos [2] o plaguicidas
  • Desperdicio de pH extremo de la fabricación de ácidos y álcalis
  • Residuos tóxicos del revestimiento metálico , la producción de cianuro , la fabricación de pesticidas , etc.
  • Sólidos y emulsiones de papeleras , fábricas productoras de lubricantes o aceites hidráulicos , alimentos, etc.
  • Agua utilizada en fracturación hidráulica
  • Agua producida a partir de la producción de petróleo y gas natural

Otras actividades o eventos relacionados:

  • Escorrentía urbana de carreteras , caminos , vías férreas , aparcamientos , techos, pavimentos (contiene aceites, heces / estiércol de animales, desechos de alimentos , basura , gasolina , residuos de diésel o caucho de neumáticos, espuma de jabón, metales de escapes de vehículos , agentes descongelantes , herbicidas y pesticidas de jardines, etc.)
  • Contaminación agrícola , directa y difusa

Las aguas residuales se pueden diluir o mezclar con otros tipos de agua a través de los siguientes mecanismos:

  • Ingreso de agua de mar (altos volúmenes de sal y microbios )
  • Entrada directa de agua de río
  • Lluvia acumulada en techos, patios, terraplenes, etc. (generalmente limpia con trazas de aceites y combustibles )
  • Agua subterránea infiltrada en aguas residuales
  • Mezclar con otros tipos de aguas residuales o lodos fecales.

Contaminantes [ editar ]

La composición de las aguas residuales varía mucho. Esta es una lista parcial de contaminantes que pueden estar contenidos en las aguas residuales:

Contaminantes químicos o físicos [ editar ]

  • Metales pesados , incluidos mercurio , plomo y cromo
  • Partículas orgánicas como heces , pelos , desperdicios de comida , vómito , fibras de papel, material vegetal, humus , etc .;
  • Material orgánico soluble como urea , azúcares de frutas, proteínas solubles , fármacos , productos farmacéuticos , etc .;
  • Partículas inorgánicas como arena , arenilla, partículas metálicas, residuos de caucho de neumáticos, cerámica , etc .;
  • Material inorgánico soluble como amoniaco , sal de carretera, sal marina, cianuro , sulfuro de hidrógeno , tiocianatos , tiosulfatos , etc .;
  • Macro-sólidos tales como toallas sanitarias , pañales / pañales , condones , agujas , juguetes para niños, animales o plantas muertos, etc .;
  • Gases tales como sulfuro de hidrógeno , dióxido de carbono , metano , etc .;
  • Emulsiones como pinturas , adhesivos , mayonesa , colorantes para el cabello , aceites emulsionados, etc .;
  • Toxinas como pesticidas , venenos , herbicidas , etc.
  • Productos farmacéuticos , compuestos disruptores endocrinos, hormonas, compuestos perfluorados, siloxanos, drogas de uso indebido y otras sustancias peligrosas [3] [4] [5]
  • Microplásticos como perlas de polietileno y polipropileno, poliéster y poliamida [6]
  • Contaminación térmica de centrales eléctricas y fabricantes industriales

Contaminantes biológicos [ editar ]

Si las aguas residuales contienen heces humanas , como es el caso de las aguas residuales , también pueden contener patógenos de uno de los cuatro tipos: [7] [8]

  • Bacterias (por ejemplo , Salmonella , Shigella , Campylobacter , Vibrio cholerae ),
  • Virus (por ejemplo, hepatitis A , rotavirus , enterovirus , coronavirus ),
  • Protozoos (por ejemplo, Entamoeba histolytica , Giardia lamblia , Cryptosporidium parvum ) y
  • Parásitos tales como helmintos y sus huevos (por ejemplo, Ascaris (lombriz intestinal), Ancylostoma (anquilostomiasis) y Trichuris (tricocéfalos));

También puede contener bacterias y animales no patógenos como insectos , artrópodos y peces pequeños .

Indicadores de calidad [ editar ]

Artículo principal: Indicadores de calidad de las aguas residuales

Dado que todas las vías fluviales naturales contienen bacterias y nutrientes, casi cualquier compuesto de desecho introducido en dichas vías fluviales iniciará reacciones bioquímicas como las que se detallan anteriormente. Esas reacciones bioquímicas crean lo que se mide en el laboratorio como la demanda bioquímica de oxígeno (DBO). Estos productos químicos también pueden descomponerse utilizando agentes oxidantes fuertes y estas reacciones químicas crean lo que se mide en el laboratorio como la demanda química de oxígeno (DQO). Tanto las pruebas de DBO como de DQO son una medida del efecto relativo de agotamiento de oxígeno de un contaminante de desecho. Ambos han sido ampliamente adoptados como medida del efecto de la contaminación . La prueba de DBO mide la demanda de oxígeno de biodegradables contaminantes mientras que la prueba de DQO mide la demanda de oxígeno de los contaminantes oxidables.

Cualquier material oxidable presente en una vía fluvial natural aeróbica o en un agua residual industrial se oxidará tanto por procesos bioquímicos (bacterianos) como químicos. El resultado es que se reducirá el contenido de oxígeno del agua.

Las pruebas de toxicología acuática se utilizan para proporcionar datos cualitativos y cuantitativos sobre los efectos adversos de un tóxico en los organismos acuáticos. Los tipos de pruebas incluyen pruebas agudas (exposición a corto plazo), crónicas (vida útil) y de bioacumulación. [9] Muchas instalaciones industriales en los EE. UU. Realizan pruebas de "toxicidad de efluentes completos" en sus descargas de aguas residuales, generalmente en combinación con pruebas químicas para contaminantes seleccionados. [10]

Tratamiento [ editar ]

Artículo principal: tratamiento de aguas residuales

A nivel mundial, alrededor del 80% de las aguas residuales producidas se vierten al medio ambiente sin tratamiento, lo que provoca una contaminación generalizada del agua . [11] : 2

Existen numerosos procesos que se pueden utilizar para limpiar las aguas residuales según el tipo y la extensión de la contaminación. Las aguas residuales pueden tratarse en plantas de tratamiento de aguas residuales que incluyen procesos de tratamiento físico, químico y biológico. Las aguas residuales municipales se tratan en plantas de tratamiento de aguas residuales (que también pueden denominarse plantas de tratamiento de aguas residuales ). Las aguas residuales agrícolas pueden tratarse en procesos de tratamiento de aguas residuales agrícolas , mientras que las aguas residuales industriales se tratan en procesos de tratamiento de aguas residuales industriales .

Para las aguas residuales municipales, el uso de tanques sépticos y otras instalaciones de alcantarillado en el lugar ( OSSF ) está muy extendido en algunas áreas rurales, por ejemplo, abasteciendo hasta el 20 por ciento de los hogares en los EE . UU. [12]

Un tipo de sistema de tratamiento aeróbico es el proceso de lodos activados , basado en el mantenimiento y recirculación de una biomasa compleja compuesta por microorganismos capaces de absorber y adsorber la materia orgánica transportada en las aguas residuales. Los procesos anaeróbicos de tratamiento de aguas residuales ( UASB , EGSB ) también se aplican ampliamente en el tratamiento de aguas residuales industriales y lodos biológicos. Algunas aguas residuales pueden tratarse en gran medida y reutilizarse como agua recuperada . También se están utilizando humedales artificiales.

Eliminación [ editar ]

Efluente de aguas residuales industriales con pH neutralizado por escorrentía de relaves en Perú.

En muchas ciudades, las 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 municipales se transportan por separado en las alcantarillas sanitarias y la escorrentía de las calles se transporta por los desagües pluviales . El acceso a estos sistemas, con fines de mantenimiento, se realiza normalmente a través de una boca de inspección .

Durante los períodos de alta precipitación, un sistema de alcantarillado combinado puede experimentar un evento de desbordamiento combinado de alcantarillado , lo que obliga a las aguas residuales no tratadas a fluir directamente a las aguas receptoras. Esto puede representar una seria amenaza para la salud pública y el medio ambiente circundante.

En las regiones rurales o menos desarrolladas, las aguas residuales pueden drenar directamente a las principales cuencas hidrográficas con un tratamiento mínimo o nulo. Esto suele tener graves repercusiones en la calidad del medio ambiente y en la salud humana. Los patógenos pueden causar una variedad de enfermedades. Algunas sustancias químicas plantean riesgos incluso en concentraciones muy bajas y pueden seguir siendo una amenaza durante largos períodos de tiempo debido a la bioacumulación en tejidos animales o humanos.

Las aguas residuales de fábricas, plantas de energía y otras actividades industriales están ampliamente reguladas en las naciones desarrolladas y se requiere un tratamiento antes de descargarlas a las aguas superficiales. ( Consulte Tratamiento de aguas residuales industriales ). A algunas instalaciones, como los pozos de petróleo y gas, se les puede permitir bombear sus aguas residuales bajo tierra a través de pozos de inyección . La inyección de aguas residuales se ha relacionado con la sismicidad inducida . [13]

Reutilizar [ editar ]

Artículos principales: Agua recuperada y Reutilización de excretas.

Las aguas residuales tratadas pueden reutilizarse en la industria (por ejemplo, en torres de enfriamiento ), en la recarga artificial de acuíferos, en la agricultura y en la rehabilitación de ecosistemas naturales (por ejemplo, en humedales ). En casos más raros, también se utiliza para aumentar el suministro de agua potable. Existen varias tecnologías que se utilizan para tratar las aguas residuales para su reutilización. Una combinación de estas tecnologías puede cumplir con estrictos estándares de tratamiento y garantizar que el agua procesada sea higiénicamente segura, es decir, libre de bacterias y virus. Las siguientes son algunas de las tecnologías típicas: Ozonización , ultrafiltración , tratamiento aeróbico ( biorreactor de membrana ), ósmosis directa., ósmosis inversa , oxidación avanzada .

Algunas actividades que demandan agua no requieren agua de alto grado. En este caso, las aguas residuales se pueden reutilizar con poco o ningún tratamiento. Un ejemplo de este escenario es el entorno doméstico, donde los inodoros se pueden descargar con aguas grises de baños y duchas con poco o ningún tratamiento.

El riego con aguas residuales recicladas también puede servir para fertilizar las plantas si contiene nutrientes, como nitrógeno, fósforo y potasio. En los países en desarrollo, la agricultura utiliza aguas residuales no tratadas para el riego, a menudo de manera insegura. Puede haber importantes peligros para la salud relacionados con el uso de aguas residuales no tratadas en la agricultura. La Organización Mundial de la Salud elaboró ​​directrices para el uso seguro de las aguas residuales en 2006 [14].

Legislación [ editar ]

Más información: Agua recuperada § Directrices y reglamentos

Australia [ editar ]

Como parte de la Ley de Protección Ambiental de 1994, la Política de Protección Ambiental (Agua) de 2009 es responsable de la gestión del agua de Queensland, Australia. [15]

Nigeria [ editar ]

En Nigeria, la Ley de Recursos Hídricos de 1993 es la ley responsable de todo tipo de gestión del agua.

Filipinas [ editar ]

En Filipinas, la Ley de la República 9275, también conocida como Ley de Agua Limpia de Filipinas de 2004, [16] es la ley que rige la gestión de las aguas residuales. Afirma que es política del país proteger, preservar y reactivar la calidad de sus aguas dulces, salobres y marinas, para lo cual la gestión de las aguas residuales juega un papel especial. [dieciséis]

Estados Unidos [ editar ]

La Ley de Agua Limpia es la principal ley federal en los Estados Unidos que rige la contaminación del agua en las aguas superficiales. [17] Es implementado por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos en colaboración con estados, territorios y tribus. [18] Las disposiciones de protección del agua subterránea están incluidas en la Ley de Agua Potable Segura , la Ley de Conservación y Recuperación de Recursos y la Ley del Superfondo .

Ver también [ editar ]

  • Gestión de lodos fecales
  • Lista de tecnologías de tratamiento de aguas residuales
  • Saneamiento
  • Epidemiología basada en aguas residuales
  • Gestión de residuos
  • Administracion del Agua
  • La contaminación del agua

Referencias [ editar ]

  1. ^ Tilley, E., Ulrich, L., Lüthi, C., Reymond, Ph., Zurbrügg, C. (2014). Compendio de sistemas y tecnologías de saneamiento - (2ª edición revisada). Instituto Federal Suizo de Ciencia y Tecnología Acuáticas (Eawag), Duebendorf, Suiza. pag. 175. ISBN 978-3-906484-57-0. Archivado desde el original el 8 de abril de 2016.CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  2. ↑ Naddeo, V .; Meriç, S .; Kassinos, D .; Belgiorno, V .; Guida, M. (septiembre de 2009). "Destino de productos farmacéuticos en efluentes de aguas residuales urbanas contaminadas bajo irradiación ultrasónica". Investigación del agua . 43 (16): 4019–4027. doi : 10.1016 / j.watres.2009.05.027 . PMID 19589554 . 
  3. ^ Arvaniti y Stasinakis, 2015. Revisión sobre la aparición, destino y eliminación de compuestos perfluorados durante el tratamiento de aguas residuales. Ciencia del Medio Ambiente Total vol. 524-525, agosto de 2015, pág. 81-92. Arvaniti y Stasinakis, 2015
  4. ^ Bletsou et al., 2013. Carga masiva y destino de siloxanos lineales y cíclicos en una planta de tratamiento de aguas residuales en Grecia. Ciencia y Tecnología Ambiental vol. 47, enero de 2015, pág. 1824-1832. Bletsou y col., 2013
  5. ^ Gatidou et al., 2016. Drogas de abuso y consumo de alcohol entre diferentes grupos de población en la isla griega de Lesbos a través de epidemiología basada en aguas residuales. Ciencia del Medio Ambiente Total vol. 563-564, septiembre de 2016, pág. 633-640. Gatidou et al., 2016
  6. ^ Gatidou y col. 2019. Revisión sobre la ocurrencia y destino de microplásticos en plantas de tratamiento de aguas residuales. Revista de materiales peligrosos, vol. 367, abril de 2019, pág. 504-512. Gatidou et al., 2019
  7. ^ Organización Mundial de la Salud (2006). Lineamientos para el uso seguro de aguas residuales, excretas y aguas grises . Organización Mundial de la Salud. pag. 31. ISBN 978-9241546850. OCLC  71253096 .
  8. ^ Andersson, K., Rosemarin, A., Lamizana, B., Kvarnström, E., McConville, J., Seidu, R., Dickin, S. y Trimmer, C. (2016). Saneamiento, gestión de aguas residuales y sostenibilidad: de la eliminación de residuos a la recuperación de recursos Archivado el 1 de junio de 2017 en Wayback Machine . Nairobi y Estocolmo: Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente e Instituto de Medio Ambiente de Estocolmo. ISBN 978-92-807-3488-1 , pág. 56 
  9. ^ Rand, Gary M., ed. (1995). Fundamentos de la toxicología acuática (2ª ed.). Londres: Taylor y Francis. ISBN 1-56032-091-5.
  10. ^ "Toxicidad total del efluente (WET)" . Sistema Nacional de Eliminación de Descargas Contaminantes (NPDES) . Washington, DC: Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA). 17 de septiembre de 2019.
  11. ^ WWAP (Programa de evaluación del agua mundial de las Naciones Unidas) (2017). Informe de las Naciones Unidas sobre el desarrollo de los recursos hídricos en el mundo 2017. Aguas residuales: el recurso sin explotar . París. ISBN 978-92-3-100201-4. Archivado desde el original el 8 de abril de 2017.
  12. ^ Agencia de protección del medio ambiente de Estados Unidos, Washington, DC (2008). "Hoja de datos de sistemas sépticos". Archivado el 12 de abril de 2013 en lapublicación de la EPA de Wayback Machine no. 832-F-08-057.
  13. ↑ van der Baan, Mirko; Calixto, Frank J. (1 de julio de 2017). "Sismicidad inducida por humanos y producción de hidrocarburos a gran escala en Estados Unidos y Canadá" . Geoquímica, Geofísica, Geosistemas . 18 (7): 2467–2485. Código Bib : 2017GGG .... 18.2467V . doi : 10.1002 / 2017gc006915 . ISSN 1525-2027 . 
  14. ^ OMS (2006). Directrices de la OMS para el uso seguro de aguas residuales, excretas y aguas grises - Volumen IV: Uso de excretas y aguas grises en la agricultura Archivado el 17 de octubre de 2014 en Wayback Machine . Organización Mundial de la Salud (OMS), Ginebra, Suiza
  15. ^ "Política y legislación ambiental" . Departamento de Protección Ambiental y Patrimonial . Gobierno de Queensland. 25 de septiembre de 2015. Archivado desde el original el 20 de octubre de 2017 . Consultado el 20 de octubre de 2017 .
  16. ^ a b "Una ley que prevé una gestión integral de la calidad del agua y para otros fines" . El Proyecto LawPhil . Archivado desde el original el 21 de septiembre de 2016 . Consultado el 30 de septiembre de 2016 .
  17. ^ Estados Unidos. Ley de Agua Limpia. 33 USC  § 1251 et seq. Pub.L. 92-500 Archivado el 16 de mayo de 2013 en Wayback Machine , el 18 de octubre de 1972; según enmendado.
  18. ^ Jim Hanlon, Mike Cook, Mike Quigley, Bob Wayland. "Calidad del agua: medio siglo de progreso". Asociación de Antiguos Alumnos de la EPA. Marzo de 2016.