Soluciones de gestión emergentes

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Mejora de los sistemas de tratamiento

El desarrollo de tecnologías innovadoras y las mejoras de los sistemas convencionales ofrecen métodos mejorados para el tratamiento de aguas residuales. Algunas de estas nuevas estrategias de gestión tienen como objetivo aumentar la eficiencia del tratamiento, mejorar la calidad del agua de descarga o generar ganancias a partir de un valioso recurso recuperado de las aguas residuales.

Mejorando los sistemas sépticos

El uso generalizado de sistemas sépticos ha resultado en el desarrollo de una variedad de modificaciones que abordan necesidades de tratamiento únicas. Estos pasos de tratamiento adicionales aseguran que las aguas residuales que ingresan al medio ambiente sean más limpias. Dado que estos sistemas generalmente se combinan con pozos como fuente de agua potable, esto también mejora la calidad del agua potable.

Sistemas sépticos de cámara

Un sistema de cámara es una alternativa al diseño séptico tradicional de grava / piedra, que es más fácil de construir. El campo de drenaje está formado por una serie de cámaras cerradas rodeadas de tierra. Las aguas residuales pasan a través del tanque séptico y luego a las cámaras, donde los microbios del suelo ayudan a eliminar los patógenos.

Sistema séptico de cámara US EPA

Sistema séptico de cámara. Fuente: EPA de EE. UU.

Sistemas sépticos de racimo

Un sistema séptico en racimo o comunitario aumenta la eficiencia del tratamiento de aguas residuales al combinar las aguas residuales de un grupo de casas. Cada casa tiene su propia fosa séptica que proporciona un tratamiento inicial. El efluente se junta y fluye a través de un campo de drenaje compartido. Estos sistemas funcionan mejor en comunidades rurales en crecimiento con casas cerca unas de otras.

Sistema séptico en racimo

Sistema séptico en racimo. Fuente: EPA de EE. UU.

Sistemas sépticos reductores de nutrientes

Reducir la carga de nutrientes en los cuerpos de agua locales es una alta prioridad cuando se desarrollan sistemas mejorados de tratamiento de aguas residuales. Las nuevas tecnologías de sistemas sépticos están aumentando la capacidad de eliminación de nutrientes del efluente antes de la descarga. Estas mejoras del sistema son cada vez más comunes e incluso necesarias en algunos lugares que son especialmente vulnerables a la eutrofización. Los filtros de arena, como se muestra en el diagrama a continuación, proporcionan un alto nivel de eliminación de nutrientes. Son más costosos que los sistemas convencionales, pero pueden ayudar a mitigar los niveles de nutrientes en los cuerpos de agua cercanos.

Sistema séptico con filtro de arena

Sistema séptico con filtro de arena. Fuente: EPA de EE. UU.

Unidades de tratamiento aeróbico
Unidad de tratamiento aeróbico

Unidad de tratamiento aeróbico. Fuente: EPA de EE. UU.

En lugares con ecosistemas acuáticos particularmente sensibles a la contaminación por nutrientes, las unidades de tratamiento aeróbico ofrecen una versión a pequeña escala de los tratamientos utilizados en las plantas de tratamiento centralizadas. Agregar oxígeno aumenta la actividad bacteriana para reducir los niveles de nutrientes. Algunos sistemas tienen tanques de tratamiento adicionales con un paso de desinfección para eliminar patógenos.

Consulta los estudio de caso de Long Island, Nueva York describiendo los esfuerzos para reemplazar los viejos sistemas sépticos con sistemas reductores de nitrógeno con campos de lixiviación poco profundos que pueden evitar que aproximadamente el 95% del nitrógeno del efluente de aguas residuales ingrese a la cuenca y permitir que los acuíferos subterráneos se recarguen.

Recuperación de recursos

La recuperación de recursos se refiere a la captura y reutilización de agua y sólidos de los desechos humanos. Algunas estrategias para la recuperación de recursos incluyen:

  • Recuperación de agua dulce para riego y otros usos no potables, que también pueden reducir el agua necesaria para el saneamiento y el tratamiento futuros
  • Biosólidos utilizado para agregar al suelo como fertilizante cuando se trata de acuerdo con los estándares adecuados (por ejemplo, Se abre en una nueva ventanaBiosólidos de bucle Seattle, EE. UU., Que utiliza microbios y calor para la digestión para crear un producto para usar en jardines y bosques)
  • Microfiltración, ósmosis inversa, y el UV (usado por Sistema de reabastecimiento de agua subterránea del Distrito de Agua del Condado de Orange, para agua potable en Los Ángeles, EE. UU.)
  • Generación de biogás mediante digestión anaeróbica y captura de metano - a menudo empleado por plantas de tratamiento de aguas residuales (PTAR) a gran escala para recuperar recursos, tratar biosólidos y mitigar las emisiones de gases de efecto invernadero

La recuperación de recursos está ganando terreno como solución tanto para sistemas pequeños y descentralizados como para grandes plantas de tratamiento centralizadas. Los beneficios de las estrategias de recuperación de recursos incluyen:

  • Eliminar nutrientes y contaminantes que son peligrosos para la salud humana y oceánica.
  • Recuperación de valiosos recursos de los residuos.
  • Se puede implementar como un sistema de saneamiento donde no existía uno o mejorar / reemplazar un sistema de tratamiento obsoleto.

A continuación, se presentan dos operaciones con más detalle, ofreciendo ejemplos de innovaciones a escala municipal y basadas en contenedores.

SUELO

En Haití, la organización no gubernamental SUELO (Medios de vida integrados orgánicos sostenibles) está aplicando tecnología de recuperación de recursos para proporcionar saneamiento basado en contenedores. Este sistema proporciona inodoros de forma segura a quienes no tienen acceso y ofrece una solución a la contaminación y la erosión. Los inodoros desvían la orina y aíslan los desechos sólidos para su recolección semanal.

Ilustración del proceso de recuperación de recursos y saneamiento basado en contenedores SOIL

Ilustración del proceso de recuperación de recursos y saneamiento basado en contenedores SOIL. Fuente: SOIL

SOIL recolecta y transporta desechos a una instalación de compostaje donde se tratan según los estándares definidos por la Organización Mundial de la Salud. El fertilizante terminado se vende a los agricultores para aumentar el rendimiento de sus cultivos y reducir la erosión.

Bioenergía Janicki

Idealmente, la recuperación de recursos crea valor a partir de los desechos a través de un sistema de circuito completamente cerrado, como lo ejemplifica el procesador Janicki Omni. El Omni Processor recoge los desechos humanos y la basura y los convierte en energía eléctrica y agua potable limpia. Funciona como una central eléctrica de vapor, un incinerador y un sistema de filtración de agua combinados en uno. Aunque todavía es un prototipo en Dakar, Senegal, el sistema demuestra el potencial para compensar los costos asociados con las operaciones (ya que produce su propia energía para funcionar) y los insumos de recursos naturales (ya que las aguas residuales y la basura son gratuitas). Reconociendo los altos costos iniciales para construir este sistema, el Procesador Omni es un posible reemplazo para las plantas de tratamiento de aguas residuales a gran escala que prestan servicios a ciudades de todo el mundo.

Procesador Janicki Omni

Procesador Janicki Omni. Fuente: Janicki Bioenergy

Soluciones basadas en la naturaleza

Los procesos de tratamiento natural utilizan plantas y microbios para descomponer, absorber, atrapar y / o oxigenar contaminantes en el agua contaminada a medida que se mueve por el medio ambiente. Estos procesos naturales capturan y filtran eficazmente las aguas superficiales y subterráneas contaminadas, incluida la escorrentía contaminada de la lluvia, antes de que se descarguen en el océano.

Infraestructura natural para la gestión del agua

Oportunidades y beneficios de soluciones basadas en la naturaleza. Fuente: IUCN Water

Soluciones basadas en la naturaleza. incluyen humedales artificiales, bioswales, depósitos de carbón activado, estanques de asentamiento, zonas de amortiguamiento ribereñas y más. Los críticos de las soluciones basadas en la naturaleza afirman que es posible que no proporcionen el tratamiento adecuado y la eliminación de patógenos. Sin embargo, una estrategia eficaz para mejorar la eliminación de patógenos es garantizar que el sistema proporcione una interacción prolongada con el oxígeno y los microbios al reducir la velocidad de flujo y acoplar las soluciones basadas en la naturaleza con pasos de tratamiento adicionales de un sistema centralizado o descentralizado. Estas estrategias tienen el beneficio adicional de proporcionar un hábitat para apoyar la biodiversidad, apoyar la recreación (incluida la pesca y el turismo) y beneficios estéticos sobre otras tecnologías de tratamiento.

Explore estos dos ejemplos para ver más de cerca los procesos de tratamiento natural:

  1. Se utilizó infraestructura verde para proporcionar tratamiento adicional a la descarga de fosas sépticas, mejorando la eliminación de contaminantes y reduciendo significativamente el volumen de aguas residuales que ingresan Bahía de Guánica, Puerto Rico.
  2. El biocarbón (carbón vegetal producido a partir de materia orgánica) y el pasto vetiver se utilizaron para el control de la erosión y para eliminar los nutrientes en Samoa Americana.
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