La mayor parte de la población de mi país vive en pueblos pequeños y zonas rurales, y la contaminación de los cuerpos de agua por las aguas residuales rurales ha suscitado una creciente preocupación. Salvo en la región occidental, donde la tasa de tratamiento de aguas residuales es baja, en general ha aumentado en las zonas rurales. Sin embargo, mi país es muy extenso, y las condiciones ambientales, los hábitos de vida y la situación económica de los pueblos y ciudades varían considerablemente entre las distintas regiones. Por lo tanto, la experiencia de los países desarrollados es valiosa para aprender de cómo implementar eficazmente un tratamiento descentralizado de aguas residuales adaptado a las condiciones locales.
La principal tecnología descentralizada de tratamiento de aguas residuales de mi país
En mi país, existen principalmente las siguientes tecnologías para el tratamiento de aguas residuales rurales (véase la figura 1): tecnología de biopelículas, tecnología de lodos activados, tecnología de tratamiento ecológico, tecnología de tratamiento en suelos y tecnología combinada de tratamiento biológico y ecológico. Se han aplicado diversas tecnologías y se han implementado con éxito casos de gestión operativa. En cuanto a la escala de tratamiento de aguas residuales, la capacidad de tratamiento suele ser inferior a 500 toneladas.
1. Ventajas y desventajas de la tecnología de tratamiento de aguas residuales rurales
En la práctica del tratamiento de aguas residuales rurales, cada tecnología de proceso presenta las siguientes ventajas y desventajas:
Método de lodos activados: control flexible y automático, pero el coste medio por hogar es elevado y se requiere personal especializado para su funcionamiento y mantenimiento.
Tecnología de humedales artificiales: bajo coste de construcción, pero baja tasa de eliminación y operación y gestión complicadas.
Tratamiento del terreno: la construcción, operación y mantenimiento son sencillos y el costo es bajo, pero puede contaminar las aguas subterráneas y requiere una gestión de operación y mantenimiento a largo plazo.
Plataforma giratoria biológica + lecho de cultivo: adecuada para la región sur, pero difícil de operar y mantener.
Pequeña estación depuradora de aguas residuales: similar al método de tratamiento de aguas residuales domésticas urbanas. La ventaja es la buena calidad del agua efluente, pero la desventaja es que no satisface las necesidades de las aguas residuales agrícolas rurales.
Aunque en algunos lugares se promueve la tecnología de tratamiento de aguas residuales rurales sin energía eléctrica, la tecnología con energía eléctrica aún representa una gran proporción. Actualmente, en muchas zonas rurales, la tierra está destinada a los hogares y hay pocos terrenos públicos; además, en las zonas económicamente desarrolladas, la tasa de utilización de la tierra es muy baja, lo que reduce los recursos disponibles para el tratamiento de aguas residuales. Por lo tanto, la tecnología de tratamiento de aguas residuales dinámica tiene un buen potencial de aplicación en zonas con menor uso de la tierra, economías desarrolladas y altos requisitos de calidad del agua. La tecnología de tratamiento de aguas residuales que ahorra energía y reduce el consumo se ha convertido en la tendencia de desarrollo de la tecnología descentralizada de tratamiento de aguas residuales domésticas en pueblos y ciudades.
2. Modo combinado de tecnología de tratamiento de aguas residuales rurales
La tecnología combinada para el tratamiento de aguas residuales rurales de mi país se basa principalmente en los siguientes tres modos:
El primer método es el biorreactor de membrana (MBR), también conocido como oxidación por contacto o proceso de lodos activados. Las aguas residuales ingresan primero al tanque séptico, luego a la unidad de tratamiento biológico y finalmente se descargan al cuerpo de agua circundante para su reutilización. La reutilización de aguas residuales en zonas rurales es más común.
El segundo modo es anaeróbico + humedal artificial o anaeróbico + estanque o anaeróbico + tierra, es decir, la unidad anaeróbica se utiliza después del tanque séptico, y después del tratamiento ecológico, se descarga al medio ambiente o se destina a uso agrícola.
El tercer modo es lodos activados + humedal artificial, lodos activados + estanque, oxidación por contacto + humedal artificial u oxidación por contacto + tratamiento del suelo; es decir, se utilizan dispositivos aeróbicos y de aireación después del tanque séptico y se añade una unidad de tratamiento ecológico para reforzar la eliminación de nitrógeno y fósforo.
En las aplicaciones prácticas, el primer modo representa la mayor proporción, alcanzando el 61%.
De los tres modos mencionados, el biorreactor de membrana (MBR) ofrece un mejor tratamiento y es adecuado para zonas con altos requisitos de calidad del agua, aunque su coste operativo es relativamente elevado. Los costes operativos y de construcción de los humedales artificiales y la tecnología anaeróbica son muy bajos, pero, en conjunto, es necesario aumentar la aireación para lograr un efluente más óptimo.
Tecnología descentralizada de tratamiento de aguas residuales aplicada en el extranjero
1. Estados Unidos
En lo que respecta al sistema de gestión y los requisitos técnicos, el tratamiento descentralizado de aguas residuales en Estados Unidos opera bajo un marco relativamente completo. Actualmente, el sistema de tratamiento descentralizado de aguas residuales en Estados Unidos cuenta principalmente con las siguientes tecnologías:
Fosas sépticas. Las fosas sépticas y el tratamiento de aguas residuales en terrenos son tecnologías comunes en el extranjero. Según datos de un estudio alemán, aproximadamente el 32 % de las aguas residuales son aptas para el tratamiento en terrenos, de las cuales entre el 10 % y el 20 % no lo son. Las causas de este fallo pueden ser la contaminación de las aguas subterráneas por parte del sistema, debido a factores como: un tiempo de uso excesivo; una carga hidráulica excesiva; problemas de diseño e instalación; y problemas de gestión operativa, entre otros.
Filtro de arena. La filtración con arena es una tecnología de tratamiento de aguas residuales muy utilizada en los Estados Unidos, que puede lograr un buen efecto de eliminación.
Tratamiento aeróbico. El tratamiento aeróbico se aplica en numerosas regiones de Estados Unidos, generalmente a una escala de 1,5 a 5,7 t/d, mediante el método de tanque rotatorio biológico o el de lodos activados. En los últimos años, Estados Unidos ha dado gran importancia al manejo eficaz del nitrógeno y el fósforo. La mayor parte del nitrógeno en Estados Unidos se encuentra en las aguas residuales. Por lo tanto, es fundamental reducir los costos de procesamiento posteriores mediante la separación temprana.
Además, se incluyen la desinfección, la eliminación de nutrientes, la separación en origen y la eliminación y recuperación de N y P.
2. Japón
La tecnología japonesa de tratamiento descentralizado de aguas residuales es relativamente conocida por su sistema de fosas sépticas. Las fuentes de aguas residuales domésticas en Japón difieren un tanto de las de mi país. Se recogen principalmente según la clasificación de aguas residuales de lavandería y aguas residuales de cocina.
En Japón, las fosas sépticas se instalan en zonas no aptas para la red de alcantarillado y con baja densidad de población. Su diseño se adapta a diferentes poblaciones y parámetros. Si bien las fosas sépticas actuales se reemplazan generación tras generación, siguen predominando los fregaderos. Tras el reactor AO, los procesos anaeróbico, de desoxidación, aeróbico, de sedimentación y desinfección, entre otros, se considera que la fosa séptica entra en funcionamiento normal. El éxito de las fosas sépticas en Japón no se debe solo a una cuestión técnica, sino a un sistema de gestión integral dentro de un marco legal completo, lo que constituye un caso de éxito. Actualmente, existen casos de aplicación de fosas sépticas en Japón, y cabe mencionar que también hay mercados en el sudeste asiático. Países como Indonesia y Filipinas, en el sudeste asiático, también se ven influenciados por la política japonesa de tratamiento descentralizado de aguas residuales. Malasia e Indonesia han formulado sus propias especificaciones y directrices técnicas nacionales para fosas sépticas, pero en la práctica, estas podrían no ser adecuadas para su actual situación de desarrollo económico.
3. Unión Europea
De hecho, dentro de la UE existen países económica y tecnológicamente desarrollados, así como regiones con un desarrollo económico y tecnológico inferior. En términos de desarrollo económico, su situación es similar a la de China. Tras lograr un avance económico significativo, la UE también se ha esforzado por mejorar el tratamiento de aguas residuales y, en 2005, aprobó la norma europea EN12566-3 para el tratamiento descentralizado de aguas residuales a pequeña escala. Esta norma permite adaptar las medidas a las condiciones locales y geográficas, entre otros factores, y seleccionar diferentes tecnologías de tratamiento, principalmente fosas sépticas y tratamiento de suelos. Entre otras normas, también se incluyen instalaciones integrales, pequeñas plantas de tratamiento de aguas residuales y sistemas de pretratamiento.
4. India
Tras una breve introducción a los casos de varios países desarrollados, permítanme presentar la situación de los países en desarrollo del Sudeste Asiático, relativamente cercanos a las regiones económicamente menos desarrolladas de mi país. Las aguas residuales domésticas en India provienen principalmente de los desechos de cocina. En cuanto al tratamiento de aguas residuales, la tecnología de fosas sépticas es actualmente la más utilizada en el Sudeste Asiático. Sin embargo, el problema general es similar al de nuestro país: la contaminación del agua es muy evidente. Con el apoyo del Gobierno de India, se están llevando a cabo acciones y programas para ampliar eficazmente el uso de fosas sépticas, con especificaciones establecidas para el tratamiento de aguas residuales y la tecnología de oxidación por contacto.
5. Indonesia
Indonesia se encuentra en la zona tropical. Si bien el desarrollo económico rural es relativamente atrasado, las aguas residuales domésticas de los residentes locales se vierten principalmente a los ríos. Por consiguiente, las condiciones sanitarias rurales en países como Malasia, Tailandia y Vietnam no son óptimas. En Indonesia, el 50 % de la población utiliza fosas sépticas, y se han formulado políticas para promover su uso conforme a las normas y estándares establecidos.
Experiencia extranjera avanzada
En resumen, los países desarrollados cuentan con una amplia experiencia de la que mi país puede aprender: su sistema de normalización es muy completo y está estandarizado, y poseen un sistema de gestión operativa eficiente que incluye formación profesional y educación cívica; además, los principios del tratamiento de aguas residuales en los países desarrollados son muy claros.
En concreto, se incluyen: (1) Aclarar la responsabilidad del tratamiento de aguas residuales y, al mismo tiempo, que el Estado apoye el tratamiento descentralizado de aguas residuales mediante fondos y políticas; formular normas correspondientes para regular y orientar el tratamiento descentralizado de aguas residuales; (2) establecer un sistema de gestión administrativa e industrial justo, estandarizado y eficiente para garantizar el desarrollo efectivo y el funcionamiento a largo plazo del tratamiento descentralizado de aguas residuales; (3) mejorar la escala, la socialización y la especialización de la construcción y operación de las instalaciones de tratamiento de aguas residuales descentralizadas para garantizar beneficios, reducir costos y facilitar la supervisión; (4) Especialización; (5) proyectos de divulgación, educación y participación ciudadana, etc.
En el proceso de aplicación práctica, las experiencias exitosas y las lecciones aprendidas de los fracasos se suman para lograr el desarrollo sostenible de la tecnología descentralizada de tratamiento de aguas residuales de mi país.
Cr.antop
Hora de publicación: 13 de abril de 2023