Introducción.
La correlación entre el agua contaminada de las enfermedades quedo firmemente establecida con la epidemia de cólera en 1854 en Londres, Inglaterra. La protección de la salud pública, que fue el propósito original del control de la contaminación, es todavía el objetivo primordial en muchas áreas. No obstante, la conservación de los recursos hidráulicos y la protección de las áreas de pesca y mantenimiento de las aguas recreativas son preocupaciones adicionales en la actualidad. Los problemas de contaminación del agua se intensificaron después de la Segunda Guerra Mundial, cuando se produjeron aumentos espectaculares en la densidad urbana y la industrialización. La preocupación respecto a la contaminación del agua alcanzó su máximo a mediados de la década de 1970. En Estados Unidos, donde el control nacional está a cargo del gobierno federal, la Public Law (ley pública) 92-500 (1972) constituido el reconocimiento oficial de esta inquietud. En Canadá, donde el control de la contaminación es una responsabilidad provincial, Ontario a través de la Water Resources Act (ley de recursos hidráulicos, 1970) fue la provincia más activa en inducir a los municipios a entrar en acción. La situación fue similar en Gran Bretaña, Europa, Japón y otros países industrializados, en donde la urbanización y la industrialización creciente se dieron acompañadas de grandes problemas de contaminación del agua. En regiones menos desarrolladas, los desperdicios de las poblaciones en pleno crecimiento constituyen una amenaza para la salud pública y ponen en peligro el curso ininterrumpido de reservas de agua en muchos casos e insuficientes.
Contaminación del agua es un término poco preciso que nada nos dice acerca ante el tipo de material contaminantes ni de su fuente. El modo de atacar el problema de los residuos depende de si los contaminantes demandan oxígeno, favorecen el crecimiento de algas, son infecciosos, tóxicos o simplemente de aspecto desagradable. La contaminación de nuestros recursos hidráulicos puede ser consecuencia directa del desagüe de aguas negras o de descargas industriales (fuentes puntuales), o indirecta de la contaminación del aire o desagües agrícolas o urbanos (fuentes no puntuales).
Está vez nos ocuparemos principalmente de las fuentes puntuales; proporcionan información respecto a los orígenes cantidades y características de las aguas residuales y también presentar los efectos de los contaminantes en el ambiente acuático. Se revisará el uso de estándares a puerta corriente, y por otro lado los objetivos de calidad de agua para controlar la contaminación, también se evalúan las características de los sistemas de alcantarillado combinados e independientes. Se explican los principios del tratamiento de aguas y los métodos disponibles para instalaciones tanto grandes como pequeñas. Los sistemas que se analizan van desde complejos municipales que emplean combinaciones de métodos físicos, biológicos y químicos hasta unidades idóneas para satisfacer las necesidades de una sola familia.
Los controles jurídicos y económicos son otras medidas que se emplean para controlar la contaminación del agua. Multas, recargos, incentivos financieros, acuerdos de subdivisión y reglamentos para el uso de alcantarillas son algunas de las herramientas disponibles. Se describen estas y también las tendencias actuales en el control de la contaminación. Los principios que se examinan en este tema se ilustran por medio de ejemplos.
Aguas residuales.
Las aguas residuales municipales, tambien llamadas aguas negras, son una mezcla compleja que contiene agua (por lo común más de 99%) mezclada con contaminantes orgánicos e inorgánicos, tanto en suspensión como disueltos. La concentración de estos contaminantes normalmente es muy pequeña y se expresa en mg/L, esto es miligramos de contaminante por litro de la mezcla. Está es una relación peso/volumen que se emplea para indicar concentraciones de componentes en agua, aguas residuales, desperdicios industriales y otras soluciones diluidas. Puesto que la densidad relativa (DR) de estas soluciones diluidas es similar a la del agua, las concentraciones también se pueden considerar relaciones de peso/peso, como mg/kg o ppm (partes por millón). Sin embargo, cuando la DR de la mezcla no es 1.0 mg/L y ppm no son términos indistintos.
Componentes.
Microorganismos.
Dondequiera que hay alimento adecuado, suficiente humedad y una temperatura idónea, los microrganismos prosperan. Las aguas negras proporcionan un ambiente ideal para una inmensa colección de microbios, sobre todo bacterias, más algunos virus y protozoarios. La mayor parte de los organismos de las aguas residuales son inofensivos y se pueden emplear en procesos biológicos para transformar materia orgánica en productos finales estables. No obstante, las aguas negras también pueden contener patógenos (organismos causantes de enfermedades) provenientes de los excrementos de personas con enfermedades infecciosas susceptibles a transmitirse en el agua contaminada. Enfermedades bacterianas de transmisión por agua como el cólera, la tifoidea y la tuberculosis, o enfermedades virales como la hepatitis infecciosa, y la disentería causada por protozoarios, rara vez constituyen un problema en la actualidad en los países desarrollados, sin embargo, todavía son una amenaza en los lugares donde no se dispone de agua tratada correctamente para uso público. Las pruebas para identificar los pocos patógenos que podrían estar presentes son difíciles y requieren tiempo, de modo que la práctica normal consiste en hacer pruebas para buscar otros organismos más abundantes que están presentes (en número de miles de millones) en el intestino de los animales de sangre caliente, entre ellos los humanos.
Sólidos.
Los sólidos totales (orgánicos más inorgánicos) de las aguas residuales son, por definición, los residuos que quedan una vez que la parte líquida se ha evaporado y el remanente se ha secado a un peso constante a 103ºC. se hace la distinción entre sólidos sueltos y sólidos no disueltos (esto es en suspensión), evaporando muestras residuales filtradas y sin filtrar. La diferencia de peso entre las dos muestras indica el contenido de sólidos en suspensión. A fin de clasificar aún mejor los resultados, se mantienen a 550ºC duran 15 min. Se considera que las cenizas residuales representan los sólidos inorgánicos y que la pérdida de la materia volátil es una medida del contenido orgánico.
Tabla 1 Categorías de sólidos en las aguas residuales.
|
Muestra
|
|
Sólidos totales (residuos a 103ºC)
|
Inorgánicos (residuos a 550ºC)
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Orgánicos (pérdida a 550ºC)
|
Sin filtrar (en suspensión + disueltos
|
Sólidos totales (ST)
|
Sólidos totales fijos
|
Sólidos totales volátiles
|
Filtrada (disueltos
|
Sólidos totales disueltos (STD)
|
Sólidos fijos disueltos
|
Sólidos volátiles disueltos
|
Por diferencia
|
Sólidos en suspensión (SS)
|
|
Sólidos volátiles en suspensión (SVS)
|
De las categorías que se muestran, los sólidos en suspensión (SS) y lo sólidos volátiles en suspensión (SVS) son los más útiles. Los SS y DBO (demanda bioquímica de oxígeno), se emplea como medidas de la concentración de las aguas residuales y del rendimiento del proceso. Los SVS pueden ser un indicador del contenido orgánico de los residuos crudos y también proporcionan una medida de la población microbiana activa en los procesos biológicos.
Componentes inorgánicos.
Los componentes inorgánicos comunes de las aguas residuales incluyen los siguientes:
1. Cloruros y sulfatos: presentes normalmente en el agua y en residuos generados por humanos.
2. Nitrógeno y fósforo: en sus diversas formas (orgánicas e inorgánicas) en residuos de humanos, con fósforo adicional de los detergentes.
3. Carbonatos y bicarbonatos: normalmente presentes en el agua y en los residuos como sales de calcio y de magnesio.
4. Sustancias tóxicas: arsénico, cianuro y metales pesados como Cd, Cr, Cu, Hg, Pb y Zn, pueden estar presentes en los residuos industriales.
Además de estos componentes químicos, la concentración de gases disueltos, en especial de oxígeno, y la concentración de iones de hidrógeno (expresada como pH) son otros parámetros de interés en las aguas residuales.
Materia orgánica.
Las proteínas y carbohidratos constituyen el 90% de la materia orgánica de las aguas negras domésticas. Las fuentes de estos contaminantes sido degradables que incluyen los excrementos y la orina humanos, los residuos de alimentos de los fregaderos, el polvo y la sociedad procedente del baño y de lavado de ropa, más varios jabones, detergentes y otros productos de limpieza.
Se utilizan diversos parámetros como medida de concentración orgánica de las aguas residuales. El método se basa en la cantidad de carbono orgánico (carbono orgánico total, o COT) presente los residuos. El COT se determina midiendo la cantidad de
Que se produce cuando el carbono orgánico de la muestra se oxida por medio de un oxidante fuerte y comparándolo con la cantidad que genera un estándar de COT conocido.
Ilustración 1 Analizador de Carbono Orgánico Total (COT). En este modelo se utiliza la oxidación química para determinar el COT en el agua y en aguas residuales.
En su mayoría, los otros métodos comunes se basan en la cantidad de oxígeno que se necesita para convertir el material oxidado y en productos finales estables. Puesto que el oxígeno que se consume es proporcional a la de material oxidable presente, sirve como medida relativa de la concentración de las aguas residuales. Los dos métodos de uso más frecuentes para determinar las necesidades de oxígeno de las aguas residuales son las pruebas de DQO Y DBO. La demanda química de oxígeno (DQO) de las aguas residuales en la cantidad de oxígeno necesario para oxidar químicamente las sustancias orgánicas presentes; la demanda bioquímica de oxígeno (DBO) está cantidad medida de oxígeno que requieren microorganismos aclimatados para degradar biológicamente la materia orgánica de las aguas residuales.
La DBO es el parámetro más importante en el control de contaminación del agua. Este dato se utiliza como una medida de la contaminación orgánica, como base para estimar el oxígeno necesario para los procesos biológicos, y como un indicador del rendimiento de los procesos.
Medición de la DBO.
La cantidad de materia orgánica que contiene el agua o las aguas residuales se puede medir de forma directa (como COT, por ejemplo), pero esto no nos dice si las sustancias orgánicas son, en términos biológicos, degradables o no. Para medir la cantidad de materia orgánica biodegradable se utiliza un método directo en el cual se mide la cantidad de oxígeno que consume la población microbiana en crecimiento para convertir (oxidar) la materia orgánica de
![clip_image002[1]](https://drive.google.com/uc?id=1up23LMec8aOQVnWbnB8hK1qIg77yHDVm "clip_image002[1]")
y
en un sistema cerrado. El oxígeno que se consume, o DBO, es proporcional a la materia transformada, y por tanto la DBO es una medida relativa de la materia orgánica biológicamente degradable presente en el sistema. Puesto que la oxidación biológica continua indefinidamente, la prueba de la DBO se ha limitado de manera arbitraria a 20 días, cuando se ha consumido quizá el 95% o más del oxígeno necesario. No obstante, incluso este periodo es demasiado largo para que la medición de la DBO sea útil, por lo cual una prueba de cinco días, la DBO
5, que se lleva a cabo a 20ºC, se ha convertido en la norma. La velocidad de la reacción de la DBO depende del tipo de residuos presentes y de la temperatura; se supone que varía directamente con la cantidad de materia orgánica (carbono orgánico) presente (una reacción de primer orden).
En la figura 2 mostramos una gráfica de L, la DBO carbonosa restantes, en función del tiempo
t. puesto que la cantidad de oxígeno consumido en función del tiempo representa la cantidad de materia organiza oxidada, la curva
muestran como líneas continuas en la figura son:
Y
Donde:
· L = carbonosa restante en el tiempo
t=t (
necesario para oxidar materia orgánica carbonosa restante)
· L
0 = demanda carbonosa de oxígeno última (esto es, DBO última:
![clip_image013[1]](https://drive.google.com/uc?id=1cDQMcwkPQJQVPZz-1qrSPoWxtyZ6PWS7 "clip_image013[1]")
necesario para oxidar materia orgánica carbonosa presente al principio)
· ![clip_image007[1]](https://drive.google.com/uc?id=1clhEa9BSyzOQ7-wfdBA6lhPjh02v982c "clip_image007[1]")
= demanda carbonosa de oxígeno (esto es, DBO satisfecha:
![clip_image013[2]](https://drive.google.com/uc?id=12pwFVwuRH8Ks7IWzwEjYpqFqKc6LZgBo "clip_image013[2]")
necesario para oxidar materia orgánica carbonosa en el tiempo
)
· 
tiempo (días)
· 
constante de velocidad (Base 10) (día
-1)
Ilustración 2 Curvas de DBO a 20ºC.
Las curvas L y
![clip_image007[2]](https://drive.google.com/uc?id=1Oh8ioPiYYNmE1XU-62Bylt3gsw_nKfk8 "clip_image007[2]")
indican la oxidación del carbono (DBO carbonosa) de la materia orgánica a
![clip_image002[2]](https://drive.google.com/uc?id=1f-kHcozr-snMQ6DYDvgDmr9vv2I3VIgx "clip_image002[2]")
y agua. Sin embargo, después de 5 a 10 días los compuestos nitrogenados comienzan a ser oxidados. La línea punteada de la figura indica el efecto en la demanda de oxígeno cuando el nitrógeno presente en los residuos se oxida en la conversión (nitrificación) del amoniaco de nitratos. Este ejercicio de la DBO en una segunda etapa puede inhibir en la prueba del DBO con la adición de agentes químicos apropiados. En la siguiente table se presentan valores representativos de la contante de velocidad
k (base 10) a 20ºC para la oxidación carbonosa.
Tabla 2 Constante de velocidad de eliminación de DBO
Fuente de contaminación orgánica
|
Rapidez de cambio k de DBO por día (base 10)
|
Agua fluvial
|
0.10
|
Aguas negras domésticas
|
0.17
|
Solución de glucosa
|
0.25
|
La constante de velocidad k de la tabla es aplicable a 20ºc, para otras temperaturas se puede utilizar una versión simplificada de la expresión de Van’t Hoff-Arrhenius para modificar k:
En donde,
y T es la temperatura (ºC). El valor del coeficiente de temperatura adimensional
θ también depende de la temperatura, aunque para temperaturas de entre 10 y 25ºC el cambio de
θ es pequeño y se puede despreciar.
Aguas residuales municipales.
Los residuos que excretan los humanos se conocen comoaguas negras sanitarias. Las aguas residuales de aguas residenciales que se describen como aguas negras domésticas, incluye en residuos provenientes de cocinas, baños, lavado de ropa y drenaje de pisos. Que está es, junto con los ácidos líquidos de los establecimientos comerciales e industriales, se designan como aguas residuales municipales. Está normalmente se recogen en un sistema de alcantarillado público (alcantarillas, registros, estaciones de bombeo, etc.) Y se enviarán centro de tratamiento para su eliminación sin peligro.
La cantidad de aguas residuales municipales por lo común se determina a partir del uso de agua. Puesto que el agua es consumida por los humanos, se utiliza en productos industriales, se emplea como un medio de enfriamiento, y es necesario para actividades como el riego de parados y el lavado de las calles; sólo del 70 al 90% del agua suministrada llegar a las alcantarillas. No obstante, suele suponerse que la pérdida de agua se convenza por infiltración (fugas de aguas subterráneas hacia el sistema de alcantarillado a través de uniones defectuosas) o con aguas pluviales que entra al sistema de alcantarillas sanitarias por colecciones ilícitas (bajas pluviales de los techos y semilleros de caminos) o por las aberturas de los registros.
En Estados Unidos, el uso del agua municipal y el flujo de las aguas residuales resultantes variantes de alrededor de 280 litros (75 galones) per cápita por día en el caso de municipios residenciales pequeños hasta además de 900 litros por día (240 galones por día) en las grandes ciudades industrializadas. Esos promedios diarios se basan en cantidades anuales. Sin embargo, los flujos varían día con día. de los municipios más grandes (500,000 habitantes) a los más pequeños (10,000 habitantes) los flujos, como porcentaje de promedio diario anual, pueden variar desde 150 a 200% por día y de 200 a 300% por hora, hasta mínimos de 70 a 50% por día y 50 a 30% por hora, en conde los extremos dan cada caso (el según valor) se aplican al municipio más pequeño. La calidad de las aguas residuales municipales varía con la proporción de contribuyentes residenciales comerciales e industriales y con la naturaleza de los residuos industriales que el sistema recibe. La concentración de contaminantes de las aguas negras de áreas residenciales se puede estimar con base a la contribución diaria per cápita si se conoce el uso de agua.
Tabla 3 Características de las aguas negras domésticas con base en contribuciones típicas per cápita a las aguas residuales.
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|
|
DBO5
|
SS
|
SD
|
DQO
|
COT
|
P1
|
P2
|
N1
|
N2
|
Per cápita
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
76
|
90
|
180
|
128
|
54
|
1.6
|
4.0
|
16
|
0
|
|
0.17
|
0.20
|
0.40
|
0.28
|
0.12
|
0.003
|
0.009
|
0.035
|
|
Concentración
|
190
|
225
|
450
|
320
|
135
|
4.0
|
10
|
40
|
0
|
El peso seco total de los componentes de las aguas residuales de áreas residenciales es relativamente constante, pero su concentración varía con la cantidad de agua que se utiliza. A medida que la comunidad aumenta de tamaño y se diversifica, la adición de contaminantes procedentes de establecimientos comerciales e industriales modifica las características de las aguas residuales.
Aguas residuales industriales.
Las aguas residuales industriales incluyen los residuos sanitarios de los empleados, los residuos de proceso derivado de la manufactura, aguas de lavado, y aguas relativamente poco contaminadas procedentes de las operaciones de calentamiento y enfriamiento, las aguas residuales de los procesos son las que causan más preocupación, y varían con amplitud según el tipo de industria. En ciertos casos puede ser obligatorio un tratamiento previo para quitar ciertos contaminantes o una compensación para reducir la carga hidráulica a fin de que las aguas residuales sean aceptables en el sistema municipal. En contraste con las cualidades relativamente congruentes de las aguas negras domésticas, las aguas residuales residenciales suelen tener características muy variadas, incluso cuando las industrias son similares. Por esta razón, es posible que se requieran estudios más extensos para valorar los requisitos de pretratamiento y el efecto de las aguas residuales en los procesos biológicos.
Los residuos son específicos de cada industria y varias desde fuertes residuos biodegradables (de DBO5 alta) como los que preceden del empacado de carnes, hasta residuos como los de talleres de recubrimiento con metales y de fábricas textiles, los cuales pueden ser inorgánicos y tóxicos y requerir un tratamiento físico y químico local antes de su descarga al sistema municipal. El volumen o la concentración de las aguas residuales industriales suele compararse con la de las aguas negras en términos de un equivalente de población (EP), con base en contribuciones per cápita representativas.
Agua pluvial.
El desagüe de la precipitación pluvial, de la fusión de la nieve y de lavado de calles está menos contaminado que las aguas municipales razón por la col recibe poco o ningún tratamiento antes de su descarga en colectores de agua lluvia (para su liberación directa en agua receptoras) o antes de combinarlo con las aguas residuales municipales para entregarlo a la planta de tratamiento de agua residual.
La cantidad de desagüe de aguas pluviales de un municipio varía una gran medida con la época del año, el tipo de terreno y la intensidad y duración de las tormentas que se producen. En Estados Unidos y se excluyen las áreas desérticas existe un intervalo de oración de 250 a 2000 mm (10 a 80 pulgadas) de precipitación anual en todo el continente. Henares templadas, por ejemplo, de 750 a 900 milímetros (30 a 36 pulgadas) de precipitación pluvial por año el desagüe de agua pluvial equivaldría a cerca del 25% del volumen total anual de agua residuales municipales. Sin embargo, durante una tormenta el régimen de desagüe de agua pluvial S muchos casos de varias veces y en ocasiones hasta de 100, el flujo normal de las aguas hacia las alcantarillas sanitarias. Esto explica por qué y, para reducir al mínimo la posibilidad de retorno de agua las alcantarillas de inundación de sótanos, se debe prohibir la admisión de aguas pluviales en un sistema de alcantarillas sanitarias independiente.
De la precipitación pluvial total por año en el mundo, quizás 2/3 se pierden por evaporación y transpiración, y el resto queda almacenado como aguas superficiales y aguas subterráneas. incluso durante las tormentas no toda el agua de lluvia se convierte en desagüe. La proporción que lo hace varía alrededor del 20% en parques y parados hasta el 100% en techos y áreas pavimentadas. Un valor promedio global para un municipio puede estar entre el 30 y el 50% durante las tormentas intensas.
El desagüe de agua pluvial, en particular en las ciudades, contiene aceite, grasa, polvo y otros particulados procedentes de caminos, hojas de árboles, recortes de hierba de prados y parques, así como precipitación de contaminantes del aire. La concentración de estos contaminantes es más alta cuando los mismos son arrastrados inicialmente al sistema de alcantarillas durante las primeras etapas de la precipitación y después disminuye conforme la lluvia continua.
Tabla 4 Valores representativos de contaminantes en aguas residuales.
Tipos de aguas residuales
|
Municipal (R+C+I)
|
Industrial (de proceso)
|
Agua pluvial (desagüe anual)
|
Parámetro
|
Pequeña
|
Mediana
|
Grande
|
Alimentos
|
Carnes
|
Recubrimientos con metales
|
Textil
|
Pequeña/mediana
/grande
|
Volumen (L)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/cápita/día
|
400
|
500
|
600
|
--
|
--
|
--
|
--
|
--
|
/Tonelada/producto
|
--
|
--
|
--
|
10,000
|
12,000
|
--
|
100,000
|
--
|
% desagüe
|
--
|
--
|
--
|
--
|
--
|
--
|
--
|
30/35/45
|
MPN (106/100 ML)
|
100
|
80
|
70
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0.008
|
DBO5
|
190
|
240
|
300
|
1200
|
640
|
0
|
400
|
14
|
DQO
|
320
|
400
|
500
|
--
|
--
|
--
|
--
|
100
|
COT
|
135
|
170
|
215
|
--
|
--
|
--
|
--
|
--
|
Sólidos en suspensión
|
225
|
300
|
350
|
700
|
300
|
0
|
100
|
170
|
Sólidos disueltos
|
450
|
600
|
700
|
--
|
200
|
--
|
1,900
|
170
|
N total
|
40
|
30
|
25
|
0
|
3
|
0
|
0
|
3.5
|
P total
|
10
|
8
|
7
|
0
|
--
|
0
|
0
|
0.35
|
pH
|
7.0
|
7.0
|
7.0
|
--
|
7.0
|
4 o 10
|
10
|
--
|
Cobre
|
0.14
|
0.17
|
0.27
|
0.29
|
0.09
|
6
|
0.31
|
0.46
|
Cadmio
|
0.003
|
0.010
|
0.016
|
0.006
|
0.011
|
1
|
0.03
|
0.025
|
Cromo
|
0.04
|
0.08
|
0.16
|
0.15
|
0.15
|
11
|
0.82
|
0.16
|
Níquel
|
0.01
|
0.06
|
0.11
|
0.11
|
0.07
|
12
|
0.25
|
0.15
|
Plomo
|
0.05
|
0.1
|
0.2
|
--
|
--
|
--
|
--
|
--
|
zinc
|
0.19
|
0.29
|
0.38
|
1.08
|
0.43
|
9
|
0.47
|
1.6
|
Contaminación de aguas receptoras.
Efectos de los contaminantes.
El agua se contamina cuando la descarga de residuos perjudica la calidad del agua o perturba el equilibrio ecológico natural. Los contaminantes que causan problemas comprenden organismos causantes de enfermedades (patógenos), materia orgánica, sólidos, nutrientes, sustancias tóxicas, color, espuma, calor y materiales radiactivos. La descarga de los contaminantes específicos no es la única causa de contaminación del agua. La construcción de presas, embalses y desviaciones de ríos también puede degradar seriamente la calidad del agua.
Patógenos.
Surge la preocupación por la salud pública cuando se descargan aguas negras, que pueden contener patógenos en aguas receptores que se utilizan con fines de abastecimiento de agua o la recreación. Aunque las limitaciones para la densidad de los organismos que “indicadores” controlan el grado de contaminación por residuos de origen humano, no aseguran la inocuidad absoluta del agua.
Materia orgánica (DBO)
Cuanto mayor es la DBO esto es, cuanta más materia orgánica está presente, mayor es el problema que crea la descomposición de esta. La actividad metabólica en las bacterias que necesitan oxígeno puede reducir el contenido normal de oxígeno disuelto (OD) en una corriente o lago hasta menos de 1mg/L, abajo del cual la mayor parte de los peces son incapaces de sobrevivir. Cuando todo el oxígeno disuelto desaparecer, se presentan condiciones han aeróbicas y se generan olores desagradables. Puesto que la cantidad de oxígeno disuelto en agua disminuye al aumentar la temperatura, la cantidad de oxígeno en las corrientes es más crítica para la vida acuática en el verano (cuando los flujos son bajos y las temperaturas altas) que en el invierno.
Sólidos.
Los particulados orgánicos e inorgánicos en las aguas residuales son sólidos Sedimentables, flotantes y en suspensión capaces de formar depósitos de aspecto desagradable y bancos de lodos olorosos, y de reducir la penetración de la luz solar en el agua.
Nutrientes
Los nitratos y fosfatos procedentes de las aguas residuales municipales a nutrientes e inorgánicos que favorecer el crecimiento de plantas y algas. Las cantidades necesarias para generar floraciones algaceas no están bien establecidas, pero concentraciones tan bajas no están bien establecidas, pero concentraciones tan bajas como 0.01 mg/L de fósforo y 0.1 mg/L de nitrógeno que pueden ser suficientes para ocasionar eutroficación cuando otros elementos se encuentran en exceso. Además de su efecto antiestético en los lagos (olor y aspecto), las algas pueden ser tóxicas para el ganado, perjudicar el sabor del agua, obstruir Las unidades filtrantes de aumentar las necesidades químicas en el tratamiento del agua.
Sustancias tóxicas y peligrosas.
Concentraciones bajas de ácidos, cáusticos, cianuro, arsénico, muchos metales pesados y numerosas sustancias químicas son tóxicas Para los organismos vivos, incluso para los humanos, y para la población microbiana que se utiliza en los procesos de tratamiento de aguas residuales. dos de los metales más dañinos son el cadmio y el mercurio los cuales se bioacumulan. Las sustancias orgánicas tóxicas y persistentes, en particular los compuestos orgánicos clorados, constituyen una seria amenaza para la calidad del agua a causa de su industrial generalizado.
Los materiales radiactivos, que también son dañinos para la vida biológica y bioacumulativos, se manejan con más cuidado que los residuos industriales, y son raros los casos de sistemas de abastos de agua que se han vuelto inadecuados a causa de radiactividad.
Otros contaminantes.
El color, la espuma y el calor son otros contaminantes que causan problemas. El color (de la tintura textil, por ejemplo) y la espuma (residuos de fábricas de pulpa y papel) no son objetables solo por razones estéticas; tambi9en limitan la penetración de la luz y pueden reducir los niveles de OD, todo lo cual altera el equilibrio ecológico natural del agua. Las descargas térmicas, en primer término, el agua de enfriamiento de las plantas de energía eléctrica, tienen un potencial de recuperación de calor; también causan un aumento en el régimen de utilización de oxígeno porque a una temperatura más alta el crecimiento de la vida acuática es más rápido y la descomposición orgánica se acelera. Al mismo tiempo, existe menos OD disponible en el agua a temperaturas más altas. Un aumento permanente de la temperatura puede dar por resultado la aclimatación de clases inferiores de peces y un estímulo al crecimiento de algas azules problemáticas.
Requisitos de calidad del agua.
En el pasado, cuando el agua era un dato y el desarrollo escaso, el derecho consuetudinario (el tácito uno legislado) determinada los derechos de agua. Los derechos de los propietarios que habitaban en las orillas (derechos ribereños no enajenables) permitían un hermoso “razonable del agua”, con la condición de que no se afectará a los usuarios ubicados corriente abajo. Más tarde, conforme humos desarrollo, ciertas autoridades asignaban derechos de agua enajenables a industrias, compañías mineras y otras entidades en tanto continuarán utilizando el agua ya sean fueran uno propietarios ribereños.
La sencillez enfoques del pasado, con base en el derecho consuetudinario, no son adecuados para la sociedad es muy desarrolladas con recursos limitados que es preciso proteger de la contaminación. El control de la calidad del agua puede hallarse sujeto a jurisdicción federal, como en Estados Unidos y la mayor parte de los demás países, o bajo una autoridad regional (por ejemplo, un estado, provincia o condado) como en Canadá. Cualquiera que sea la base es indispensable que se establezcan estándares (límites rígidos que se deben respetar por ley) hubo objetivos (pautas o criterios para alcanzar metas deseables). La calidad del agua receptora o la del afluente puede ser el requisito para proporcionarles control. Sí, como parece razonable en teoría, el agua receptora es la que gobierna, entonces de necesario administrar y hacer valer estándares o criterios de calidad del agua. La calidad de las descargas municipales e industriales debe tener relación con los estándares de la corriente o lago y debe hacerse respetar, por difícil que pueda ser. Por otra parte, cero requisitos regulan la calidad del afluente, la vigilancia y el control se simplifica mucho en la práctica. A está ventaja se contrapone el programa de los requisitos de tratamiento que no tienen relación con la calidad del agua de la corriente o lago. El resultado puede ser un tratamiento más costoso de lo necesario cuando se dispone de una amplia posibilidad de dilución como un tratamiento insuficiente en caso contrario. Quizá una combinación de requisitos de corriente y de efluente represente el compromiso óptimo. Por medio de estudios de asimilación se podrían establecer las cargas permisibles para una corriente o lago, y está capacidad se asignaría a los usuarios por orden de prioridad. Cualquiera de descargarse aguas residuales a estas aguas tendría que satisfacer estos requisitos o los estándares mínimos del frente aplicables, lo que sea menos perjudicial para de las aguas receptoras.
Bajo la Clean Water Act (ley para el agua limpia) enmendada en 1977, EE. UU. ha exigido, a partir del 1.º de julio de 1988, que toda la descarga reciba la “mejor tecnología convencional para el control de la contaminación” con independencia de la capacidad de asimilación de la corriente. Este requisito que implica un tratamiento secundario se puede modificar como el plan original que parecería una escalada nula de contaminantes cuando se dispone de una amplia capacidad de disolución, la ubicación es remota, intervienen industrias indispensables o se proporcionan empleos que son necesarios, o cuando otras razones justificables políticamente lo hacen oportuno. De hecho, varios miles de plantas no cumplieron con el plazo de 1988.
Casi todos los países desarrollados tienen requisitos de calidad de efluentes y de agua ambiental que varía según las características de las aguas residuales y con el hecho de que, si las aguas receptoras utilizan para vaso de agua, recreación, la relación o financieros cereales en la siguiente tabla mostraremos ejemplos de requisitos de la calidad de efluentes y de agua ambiental para Ontario, Estados Unidos y Japón. Los requisitos de efluentes en General se aplicará las aguas residuales municipales en donde se elimina al menos el 85% de la materia orgánica. Los criterios de calidad de corriente se refieren a aguas receptoras que son idóneas (coa filtración) como suministro de agua sin tratar o aceptables para la natación.
Parámetro
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efluente de aguas residuales
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Calidad de la corriente
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DBO5
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4 mg/L máx.
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SS
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15 mg/L máx..
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OD
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2 mg/L min.
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4 mg/L min.
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Coliformes totales
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5000/100 mg/L máx. (abasto de agua)
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1000/100 mg/L máx. (área de natación)
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Coliformes fecales
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200/100 ml máx..
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100/100 ml máx. (área de natación)
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Estándares de Estados Unidos
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DBO5
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30 mg/L máx..
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4 mg/L máx.
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SS
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30 mg/L máx..
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OD
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---
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4 mg/L min.
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Coliformes totales
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5000/100 mg/L máx. (abasto de agua)
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1000/100 mg/L máx. (área de natación)
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Coliformes fecales
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200/100 ml máx..
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100/100 ml máx. (área de natación)
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Estándares japoneses
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DBO5
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20 mg/L máx..
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SS
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70 mg/L máx..
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25 mg/L máx.
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OD
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7.5 mg/L min.
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Coliformes totales
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5000/100 mg/L máx. (abasto de agua)
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1000/100 mg/L máx. (área de natación)
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Coliformes fecales
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30/100 ml máx..
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Necesidad control de la contaminación.
Se ha echado muchas ocasiones, y en parte sólo en broma, que la solución de la contaminación en la dilución. Para contaminantes convencionales como SBO, SS y fósforo, está afirmación tienen lógica. Cuando se descargan cantidades pequeñas de aguas negras en ríos o cuerpos de aguas relativamente grandes, los incidentes de abasto de agua contaminada o peligros para la salud pública son poco frecuentes. La razón de esto es la dilución de los contaminantes y la purificación natural que se lleva a cabo. Al aumentar la población, esos factores mitigantes pierden la eficacia y, tarde o temprano, se hace necesaria alguna forma de tratamiento de agua residual. Al principio, un tratamiento parcial (primario) por lo común consiste en tamizado y sedimentación, basta para impedir los indicios más sobrios de contaminación; sin embargo, al continuar la urbanización puede ser necesario un tratamiento adicional (secundario) por métodos biológicos. La eficiencia del tratamiento necesario se puede correlacionar con la capacidad así vida activa de las aguas receptoras, esto es, con su capacidad de aceptar materia orgánica, nitrógeno y otros contaminantes sin que se creen problemas. Esto se determina con base en estudios de campo.
La danza así dar el tratamiento de las aguas residuales surge en todos los países. Era regiones menos desarrolladas, de tratamiento de los residuos domésticos para la protección de la salud todavía constituye la preocupación principal. Por ejemplo, en grandes áreas de la India, áfrica y Sudamérica, los residuos y tratamiento se introducen en agua receptoras que son utilizadas directamente por grandes poblaciones para propósitos de lavado, baño y como agua potable. En la mayor parte de los países desarrollados la necesidad está cambiando, de las consideraciones tan solo de salud pública, al control de la eutroficación, la protección de la vida acuática y la preocupación por las sustancias químicas presentes en el ambiente.
Los métodos de tratamiento o en un país o región varían con la densidad de población y el estado de desarrollo tecnológico. Las comunidades rurales escasamente pobladas pueden emplear en procesos de tratamiento sencillo a fin de reducir la concentración de DBO, SS y patógenos en las aguas negras domésticas. C en embargo, en los centros urbanos, a medida que aumenta la complejidad de los residuos industriales y municipales E se incrementa la necesidad de proteger a las aguas receptoras, los métodos de tratamiento deben de ser más refinados y eficientes.
Referencias
J. Gleen Henry (1997). Capitulo 12 Contaminación del agua. En
Ciencia Ambiental y Desarrollo Sostenible (págs. 527 - 538). México: International Thompsom. Recuperado el 16 de diciembre de 2019
