Para hablar de aguas residuales y, por lo tanto, de su tratamiento, es importante mencionar los procesos básicos desde un punto de vista técnico, pero sencillo de entender. Existen dos tipos de sistemas de recolección y tratamiento de aguas residuales. El primer tipo es conocido como sistemas ex situ, donde todos los residuos son transportados a través de una red de alcantarillado a una planta tratadora de aguas residuales o a cualquier otro punto de eliminación. El segundo tipo, es conocido como sistema in situ, donde los residuos se quedan en una fosa séptica o letrina. Esta fosa es vaciada periódicamente. Cuando se vacía la fosa, las aguasa son transportados para que sean tratadas o simplemente se eliminan. Este tipo de sistemas puede ser que incluya un sistema de alcantarillado de proporciones pequeñas que transporte el agua a la planta tratadora de aguas residuales más cercana.
Las aguas residuales que generan las industrias pueden ser manejadas con cualquiera de los dos tipos de sistemas, sólo que en cada país cambian los permisos de descarga y los límites de calidad del agua. Por ejemplo, muchas veces las aguas residuales generadas en el sector agrícola, después de ser tratadas, se utilizan para distintos fines como lo puede ser el riego. El problema es que, en muchos países, la mayoría de las aguas residuales no son gestionadas de forma segura, por lo que no sirven para ser reutilizadas o, incluso, eliminadas.
Hablemos ahora sobre la red de alcantarillado. Estas redes pueden ser de dos tipos: separadas o combinadas. Cuando son sistemas separados se usan diversos conjuntos de tuberías para transportar las aguas residuales y la escorrentía urbana (escorrentía se refiere al agua de lluvia, principalmente, a la que circula sobre algún terreno). En los sistemas combinados, como lo dice su nombre, ambos flujos son transportados juntos. El punto final del sistema de alcantarillado es una planta tratadora de aguas residuales. El objetivo de estas plantas es eliminar los contaminantes del agua para que puedan volverse a usar de forma segura o, simplemente, asegurar un mínimo impacto ambiental.
Generalmente una planta tratadora de aguas residuales utiliza un método centralizado en el que las aguas son recolectadas de un gran número de usuarios. Este método resulta, aunque más costoso (tan sólo la recolección representa el 60 % de los costos), mucho más eficiente. También pueden utilizar un método descentralizado en el cual, se combinan los sistemas in situ y ex situ.
Lo que hace una planta tratadora de aguas residuales es combinar distintos procesos físicos, químicos y biológicos para quitar los residuos contaminantes del agua. Los procesos físicos usan fuerzas naturales como puede ser la gravedad, así como barreras físicas, tales como filtros, membranas y/o radiación ultravioleta. El uso de membranas ha sido muy común últimamente, ya que la calidad del agua después de este proceso es bastante buena; esto es porque elimina de forma efectiva muchos micro contaminantes orgánicos. Estas membranas utilizan mucha energía y tienen altos niveles de funcionamiento y mantenimiento.
Con frecuencia, los procesos químicos se utilizan para desinfectar y eliminar metales pesados contenidos en el agua. El tratamiento primario químicamente asistido puede eliminar sólidos, pero el lodo que produce tras el proceso es difícil de tratar y eliminar. Los procesos biológicos actúan como aceleradores naturales; es decir, reproducen la degradación que ocurre naturalmente en ríos, lagos y arroyos. El uso de procesos biológicos, además de eliminar contaminantes, estabiliza los lodos generados.
Los procesos que se generan en los biorreactores pueden ser aérobicos o anaeróbicos. Los procesos aeróbicos necesitan, generalmente, mucha más energía. Los desechos orgánicos se convierten en lodo y dióxido de carbono. Sin embargo, este proceso (aunque genera CO2), impide la formación de gas metano. Hay que mencionar que el metano tiene un mayor potencial de calentamiento global que el dióxido de carbono. Los procesos de tratamiento anaeróbico necesitan de menos energía que los procesos aeróbicos, generan menos lodo, pero producen gas metano. Generalmente, lo que se hace con el gas metano generado es almacenarlo y utilizarlo como una fuente de energía.
Todos estos procesos (físicos, químicos y biológicos), se combinan para que haya distintos niveles de aguas residuales: primarios, secundarios, terciarios y cuaternarios. Para poder elegir el proceso tecnológico más adecuado basta con analizar los tipos de componentes, qué tantos contaminantes tiene el agua, el uso anticipado de las aguas residuales tratadas y del presupuesto que se tiene para gastar y mantener la planta tratadora de aguas residuales.
Ya hemos comentado que muchos de los procesos generan biomasa (lodo). Algunos generan más que otros. Este lodo generado tiene muchos nutrientes y materia orgánica, por lo que es una buena idea utilizarlo como fertilizante o acondicionador de suelo. Muchas veces, los operadores y dueños de las plantas no se dan cuenta o no saben de los beneficios que pueden tener los lodos, debido a que estos pueden contener patógenos y/o metales compuestos. Otro de los residuos arrojados tras el proceso que podría servir es el bio gas generado.; es decir, gas metano y calor que pueden recuperarse, almacenarse y utilizarse de forma benéfica en la planta de tratamiento de aguas residuales o en la comunidad adyacente.
El uso, gestión y funcionamiento de los sistemas de tratamiento es complejo. Estas actividades podrían beneficiarse de un método de evaluación de riesgos que analice la cadena de componentes que conforman el sistema.
BOKOVA, IRINA. Aguas Residuales, el Recurso DesaprovechadoWOLLSTONECRAFT, M. A vindication of the rights of women [en línea]. París, Francia: Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura, 2017. [Consulta: 5 junio 2017]. Disponible en: Unesco.