Sistemas de Tratamento Existentes

A gestão de resíduos sanitários tem sido uma preocupação desde as primeiras civilizações colonizadas. Historicamente, as águas residuais eram lançadas nos cursos de água mais próximos, aproveitando a diluição e a oxidação como tratamento. Esta ideia de “autopurificação” não era incorreta; muitos contaminantes podem ser removidos por processos naturais com exposição, tempo e diluição suficientes. No entanto, o crescimento populacional e o aumento da poluição das águas residuais tornaram esta abordagem inadequada. A descoberta de doenças transmitidas pela água resultou no desenvolvimento de sistemas de saneamento com o objetivo de separar as águas residuais da água potável para proteger a saúde humana. ref Desde então, muitos sistemas de tratamento foram desenvolvidos para diminuir a quantidade de resíduos humanos brutos que entram nos oceanos. Abaixo está uma introdução aos sistemas comuns de tratamento de águas residuais usados ​​atualmente.

Tipos de sistemas de tratamento de águas residuais

Sistemas de Tratamento Centralizados

As áreas densamente povoadas e as cidades industrializadas dependem principalmente de estações centralizadas de tratamento de águas residuais para receber e tratar esgotos. Redes intrincadas de canos de esgoto subterrâneos transportam o esgoto de casas e edifícios para a estação de tratamento por meio de gravidade e bombas. Quando o esgoto chega a uma estação de tratamento de esgoto, ele passa por diversas etapas de tratamento antes de ser descartado:

  • Primário, ou físico, o tratamento começa com a triagem: o esgoto passa por telas para remover grandes sólidos. Efluente é então levado para tanques de sedimentação onde a gravidade ajuda a sedimentar sólidos suspensos adicionais.
  • Secundário, ou biológico, o tratamento visa remover a matéria orgânica do esgoto antes da desinfecção. Oxigênio e microorganismos são usados ​​para catalisar e promover reações bioquímicas que quebram os contaminantes. Este processo modela sistemas naturais e se torna mais eficiente por aeração ou exposição a oxigênio adicional. O oxigênio é necessário para a decomposição e a aeração ajuda a eliminar os gases dissolvidos. Essas reações eventualmente encorajam as partículas restantes a se assentarem. As técnicas comuns de tratamento biológico incluem filtros de gotejamento e lodo ativado, que aumentam a área de superfície disponível para os microrganismos, bem como sua densidade.
  • Terciário, ou químico, o tratamento é usado para promover mais sedimentação e remoção de nutrientes. Os polímeros adicionados atraem poluentes para criar aglomerados, enquanto os filtros de carbono ou carvão catalisam a adsorção física para reduzir os nutrientes.
  • Finalmente, o efluente é desinfetado para neutralizar quaisquer patógenos remanescentes. Embora o cloro seja um dos desinfetantes mais comuns, UV ou ozônio pode ser preferido para minimizar as concentrações químicas residuais. ref
O fluxo de efluentes através de uma estação de tratamento de águas residuais, desde os tubos de entrada até a descarga. Fonte: Mallik e Arefin 2018

O fluxo de efluentes através de uma estação de tratamento de águas residuais, desde os tubos de entrada até a descarga. Fonte: Mallik e Arefin 2018

Os tipos de tratamentos utilizados e a qualidade da água tratada variam de acordo com a localização, as condições da água, a disponibilidade da tecnologia de tratamento, as metas de redução da poluição e outros fatores. O tratamento primário e secundário é necessário em alguns países e o número de instalações que incorporam tratamento terciário está a aumentar. ref Contudo, mesmo quando o tratamento é necessário, as falhas são comuns e não se deve presumir que os regulamentos garantam o tratamento adequado. Nos níveis municipal e de instalação, muitas vezes há limitações nas concentrações de nutrientes nos efluentes para lidar com a carga de nutrientes e a resultante eutrofização. Embora os critérios de tratamento sejam úteis, eles não são suficientes para proteger os ecossistemas marinhos da poluição sem a implementação generalizada de medidas de redução de nutrientes.

Sistemas Combinados de Esgoto

Em grandes cidades urbanas, muitas paisagens carecem de absorção e capacidades de retenção que os solos, pastagens, florestas e outras características naturais oferecem. Quando chove, a água flui sobre superfícies impermeáveis ​​(ou seja, pavimentadas), coletando detritos e contaminantes e tornando-se o escoamento poluído comumente referido como águas pluviais. Para minimizar os impactos nas massas de água, muitas cidades construíram sistemas combinados de esgotos para recolher e transportar águas pluviais de vários locais para as mesmas estações centralizadas de tratamento de águas residuais que os esgotos. Isso permite que a estação de tratamento remova óleos, pesticidas, bactérias, sedimentos e outros contaminantes contidos nas águas pluviais. Embora um sistema de esgoto combinado pareça eficiente, tempestades fortes, grandes derretimentos de neve e, às vezes, até chuvas leves podem exceder a capacidade dessas tubulações, tanques de retenção e sistemas de tratamento. O sistema sobrecarregado descarrega grandes quantidades de águas residuais não tratadas, incluindo esgoto bruto, nos cursos de água. Nos Estados Unidos, 40 milhões de pessoas são atendidas por esgotos combinados, que descarregam anualmente mais de 3 trilhões de litros de esgoto não tratado e escoamento de águas pluviais em eventos combinados de transbordamento de esgoto. ref

Veja este estudo de caso da obra de centralização do tratamento de águas residuais na ilha de Roatan, Honduras.

Resumo dos sistemas de tratamento centralizado

  • Os sistemas centralizados aumentam a eficiência do tratamento, consolidam os custos de manutenção e minimizam poluição de fonte difusa
  • As deficiências dos sistemas centralizados incluem investimento inicial significativo, manutenção cara e técnica, limitações de capacidade, suscetibilidade a vazamentos, vulnerabilidade ao clima e remoção inadequada de nutrientes

 

Sistemas de tratamento descentralizados

Os sistemas descentralizados de tratamento de águas residuais, ou sistemas de saneamento sem esgoto, são sistemas locais de pequena escala para a gestão de dejetos humanos.

Um sistema séptico convencional. Fonte: EPA 2018

Um sistema séptico convencional. Fonte: EPA 2018

Os sistemas descentralizados de tratamento de águas residuais coletam, tratam e descartam os efluentes de águas residuais no local onde são gerados. Existem muitos tipos de sistemas de tratamento no local. Os seguintes tipos são os mais comuns globalmente:

  • Sistemas sépticos normalmente incluem uma fossa séptica e um campo de drenagem. O tanque é um recipiente enterrado e à prova d'água, geralmente feito de concreto, fibra de vidro ou polietileno. A matéria orgânica é digerida no tanque e o processo separa a matéria flutuante (por exemplo, óleos e graxas) e os sólidos das águas residuais. O efluente é descarregado lentamente do tanque em uma série de tubos perfurados enterrados em um campo de lixiviação, câmaras ou outras unidades especiais.
  • Campos de drenagem, parte de um sistema séptico, promovem oportunidades para tratamento adicional de efluentes por microrganismos no solo, cascalho ou outros materiais antes da descarga nas águas subterrâneas ou superficiais.
  • Poças tem uma etapa de contenção e tratamento. Poços cavados ou construídos coletam efluentes para sedimentação natural. As fossas podem ser sem revestimento ou separadas do solo e das águas subterrâneas por uma barreira de pedra ou concreto. As fossas não proporcionam tratamento adequado e estão a ser substituídas em muitos locais por sistemas de tratamento mais eficazes.
  • Sistemas baseados em contêineres coletar e armazenar águas residuais no local e exigir que os resíduos sejam transportados para outro local para tratamento. Esses sistemas são encontrados predominantemente em áreas com infraestrutura limitada e incluem latrinas de fossa, que precisam ser esvaziadas quando estão cheias, e banheiros com balde, que são esvaziados diariamente. O tratamento de resíduos coletados em opções baseadas em contêineres pode variar de processos de tratamento convencionais, novas práticas de recuperação de recursos ou nenhum tratamento.

O vídeo abaixo da The Nature Conservancy Long Island fornece uma explicação mais detalhada dos sistemas sépticos e de fossas.

Os sistemas sépticos e fossas convencionais não são concebidos para remover nutrientes ou outros contaminantes dos efluentes, que podem representar ameaças perigosas aos ambientes marinhos nas zonas costeiras. Foram recentemente desenvolvidas tecnologias para abordar a remoção de nutrientes em sistemas descentralizados, mas estas novas soluções não foram amplamente implementadas devido à falta global de regulamentação sobre nutrientes nos efluentes de águas residuais. A actualização de sistemas descentralizados para incluir uma maior redução de nutrientes é dispendiosa, mas tem demonstrado maior eficiência em termos de custos do que a construção de novas instalações de tratamento de águas residuais em grande escala. Saiba mais sobre essas novas tecnologias no Soluções de gerenciamento emergentes seção deste kit de ferramentas. Outras desvantagens dos sistemas descentralizados incluem fugas e avarias que podem resultar em fontes difusas de poluição e muitas vezes passam despercebidas; e poucas consequências para o incumprimento, mesmo quando as fontes de poluição são rastreadas, o que deixa poucas oportunidades para a aplicação da lei.

Resumo dos Sistemas de Tratamento Descentralizados

  • Os tratamentos descentralizados são individualizados, operando em escalas menores e atendendo a uma variedade de densidades populacionais
  • As deficiências dos sistemas descentralizados incluem má gestão frequente ou supervisão que conduzem à não conformidade, remoção inadequada de nutrientes e contaminantes emergentes e nenhum tratamento de águas pluviais

Quitação

Descarregue de um tubo emissário. Foto © pixabay

Após o tratamento de sistemas centralizados ou descentralizados, o efluente tratado é despejado diretamente em corpos d'água próximos ou no solo. Os tipos de tratamento aplicados às águas residuais e a localização da descarga afetam até que ponto o efluente das águas residuais polui o oceano. Tubulações emissoras descarregar efluentes diretamente em rios e oceanos. Alternativamente, drenar campos, solos, zonas húmidas e vegetação retarda a percolação de efluentes nas águas subterrâneas, o que ajuda a remover poluentes. Isto levou ao desenvolvimento de técnicas avançadas de redução de nutrientes e soluções baseadas na natureza para retardar o fluxo de efluentes. O estudo de caso de Santiago na República Dominicana demonstra grande sucesso no uso de áreas úmidas construídas para reduzir os poluentes orgânicos lançados na bacia hidrográfica. Veja o Soluções de gerenciamento emergentes seção para obter mais informações sobre técnicas inovadoras de redução de nutrientes e soluções baseadas na natureza.

A descarga de águas residuais tratadas de forma inadequada aumenta os riscos perigosos para as pessoas, os animais e os ecossistemas. É relativamente fácil determinar se uma estação de tratamento costeira de grande escala está descarregando efluentes tratados ou brutos diretamente no oceano. É mais difícil detectar a lixiviação proveniente de sistemas de contenção mais pequenos e descargas de águas subterrâneas. Veja o estudo de caso de Dar es Salaam, Tanzânia, África Oriental para obter um exemplo de como combater a questão do conteúdo das latrinas ser despejado no meio ambiente.

Como selecionar um sistema de gerenciamento de águas residuais

Existem várias maneiras de gerenciar águas residuais. A seleção de um método de tratamento de águas residuais depende altamente do local e do contexto. Muitos factores determinam que tipo de sistema é mais apropriado: um sistema de tratamento centralizado e com esgotos ou um sistema de tratamento descentralizado no local. A melhor solução para uma comunidade pode não funcionar para outra. As considerações para a seleção de um sistema de gestão de águas residuais devem incluir:

  • Recursos comunitários
  • Tamanho da população
  • Normas e expectativas sociais e culturais
  • Apoio político ou restrições regulatórias
  • Geologia e hidrologia local
  • Metas de redução da poluição
  • Infraestrutura existente

Ao determinar o sistema ou tecnologia de saneamento mais adequado para o seu local e contexto, os gestores marinhos podem consultar ferramentas de apoio à decisão que tenham em conta critérios sociais, de saúde humana e ambientais. Exemplos incluem o Caixa de ferramentas de saneamento sustentável e gestão de água o que ajuda a destacar diferentes opções de saneamento com base em entradas ou saídas selecionadas ref e este diagrama de fluxo da WaterAid, que mapeia o fluxo de excrementos da fonte para o mar, destacando áreas onde as ações de gestão estão a funcionar bem e áreas onde são necessárias melhorias.

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