Definición de Aguas Residuales

1. Por aguas residuales se entienden las impuras y no potables, procedentes tanto de las viviendas como de los establecimientos industriales y comerciales, a las que pueden incorporarse las superficiales y pluviales que vayan a parar a las alcantarillas.
   
   Su composición depende de su procedencia. Las domésticas o sanitarias, es decir, las procedentes de viviendas, hoteles, establecimientos comerciales y edificios públicos, se componen generalmente de agua usada y excrementos humanos. Las industriales consisten en agua mezclada con detritos procedentes de mataderos, lecherías, curtidurías y otras industrias como resultado de sus actividades. Las aguas residuales ofenden la vista y el olfato, además de constituir un peligro para la salud pública. Por cada 1000 h se calcula que, en el periodo de un año, arrastran 45 t de materia sólida. Como la contaminación del
   
   abastecimiento de agua potable por las residuales puede provocar enfermedades contagiosas, la depuración de las aguas negras constituye un factor principalísimo en el mantenimiento de la salud pública.
   
   Físicamente, las aguas negras contienen substancias en suspensión y solución. Parte de esta materia sólida va sedimentándose en el agua semiestancada o que se mueve con fluir lento, mientras que otra parte continúa en suspensión. Si las aguas residuales descargan en una masa de agua sin haber sido sometidas a tratamiento previo, darán lugar a la formación de bancos de cieno y a la acumulación de materias ligeras que quedarán flotando a lo largo de las orillas.
   
   Químicamente, las aguas negras contienen substancias de origen animal, vegetal y mineral. La materia orgánica, es decir, la de origen vegetal y animal, representa del 40 al 70 % de la masa sólida contenida en las aguas residuales domésticas y se reduce fácilmente a compuestos más simples mediante la acción química o biológica. La descomposición de las substancias orgánicas origina olores repugnantes y condiciones peligrosas para la salud humana y la vida acuática en los lugares de descarga de las aguas residuales.
   
   - Alcantarillado.
   
   Las aguas de albañal son recogidas y transportadas hasta su destino final mediante sistemas de tuberías o conducciones subterráneas llamados alcantarillas. Las de diámetro relativamente pequeño pueden estar formadas por tubos de arcilla vitrificada, cemento, etc. Cuando se necesita una impermeabilidad absoluta, se recurre al tubo de hierro fundido y hasta de acero si los conductos han de soportar choques o vibraciones.
   
   Las grandes alcantarillas se construyen de mampostería de hormigón o ladrillo en forma de túnel o de zanja abierta. Su configuración y sección vertical dependerán de las condiciones del suelo, resistencia estructural necesaria, economía de coste y relación entre el caudal de aguas máximo y mínimo. En general son circulares, semielípticas, de herradura, en «U» y rectangulares. Cada tipo posee propiedades peculiares recomendables según los casos.
   
   
   - Tuberías de alcantarillado.
   
   Instalaciones accesorias. Un alcantarillado completo requiere la instalación de registros o pozos de visita que permitan realizar inspecciones, colectores o sumideros para interrumpir la corriente y detener las substancias flotantes que obstruyan los conductos, bocas en las calles que den acceso a las aguas superficiales y pluviales y depósitos donde se almacena agua para la limpieza de planos horizontales. Para salvar obstáculos, como edificios, tuberías o corrientes de agua, pueden utilizarse sifones invertidos, consistentes en dos o más tubos, el más pequeño de los cuales transporta el caudal normal y lo demás, el adicional procedente de las precipitaciones. El sifón se dispone de suerte que el nivel de las aguas residuales se mantenga relativamente elevado y permita la limpieza y desagüe rápido de los tubos.
   
   Para evitar la sobrecarga de los conductos en época de lluvias se utilizan varias clases de reguladores que vierten el exceso de agua a un conducto de alivio, que lo hace desembocar en una masa de agua donde no pueda ocasionar perjuicios el líquido vertido.
   
   Éste se compone de un 99 % de agua y posee una gravedad específica ligeramente superior a la unidad, por lo que sus propiedades hidráulicas se consideran las mismas que las del agua pura. El desnivel del alcantarillado viene determinado por el talud del terreno, la velocidad mínima requerida por la autolimpieza y la velocidad máxima admisible. La velocidad mínima ha de ser suficiente para impedir la sedimentación de las materias sólidas y la máxima no tanto que provoque la erosión del alcantarillado. La velocidad mínima de la corriente en el estiaje suele ser de unos 30 cm/s y la máxima rara vez superior a los 3 metros.
   
   
   - Tratamiento de aguas residuales urbanas.
   
   Todas las aguas de albañal van a parar finalmente a una masa de agua o a tierra y son sometidas siempre a alguna clase de tratamiento que salvaguarde la salud pública y evite la formación de olores desagradables. Los métodos y grado de tratamiento dependen de las condiciones locales, como volumen relativo de las aguas negras, y de la que recibe el vertido, así como del empleo que de ésta haya de hacerse. El fin primordial que todo tratamiento de aguas residuales persigue es la eliminación de las materias sólidas en suspensión, la transformación de la materia disuelta putrescible en substancias inocuas y la eliminación de las bacterias que contiene. El tratamiento puede ser físico, por paso a través de rejillas o sedimentación; químico, por adición de productos que aceleran la velocidad de sedimentación; y bacteriológico, por depuración con filtros de arena, filtros percoladores o activación de fangos.
   
   La eliminación de las aguas residuales por disolución consiste en efectuar la descarga en una masa de agua de suficiente volumen para que desaparezca todo olor y aspecto desagradables y el peligro para la salud pública. El proceso dependerá del uso a que se destine el agua que ha de recibir los vertidos.
   
   
   Desbaste. La primera fase en el tratamiento de aguas negras consiste en retirar con rejillas todo sólido flotante o materia en suspensión. A veces se utilizan para ello trituradores, solos o en unión de las rejillas. El triturador consiste en un tambor ranurado qúe gira en el canal de aguas sucias. Los residuos sólidos más grandes contenidos en éstas quedan desmenuzadas por unas cuchillas dispuestas en el tambor giratorio hasta convertirse en pequeñas partículas que atraviesan las ranuras del tambor y vuelven a la corriente del canal.
   
   A veces penetra en la corriente residual considerable cantidad de cuerpos extraños y materia granular pesada, cuya eliminación se verifica haciendo pasar las aguas negras por un canal largo y estrecho, cámara de sedimentación preliminar donde se depositan tales impurezas mientras los sólidos orgánicos menos pesados se ven arrastrados en suspensión por la corriente. El sedimento es sometido luego a un lavado mecánico que se encarga de eliminar las substancias orgánicas y arrojado a un vertedero.
   
   Sedimentación simple. Después del desbaste y el paso por la cámara de sedimentación preliminar (o sólo una de ambas cosas), la materia sólida que todavía se mantiene en la corriente residual es generalmente sometida a un proceso de decantación en depósitos, o clarificadores, donde se deja reposar algún tiempo. De esta forma puede separarse del 30 al 60 % de los sólidos en suspensión, que se retiran en forma de lodo con colectores mecánicos.
   
   Precipitación química. La adición de ciertos agentes químicos, aislados o combinados, perfecciona y acelera la sedimentación. Los productos químicos (que pueden ser cal, hierro o sales de aluminio) se combinan con los residuos para formar un precipitado espeso que se sedimenta con rapidez. El tratamiento químico suele eliminar hasta un 80 % de los sólidos en suspensión y reduce drásticamente la absorción bioquímica de oxígeno en las aguas residuales.
   
   Filtros. El efluente de los depósitos de sedimentación contiene algunas materias suspendidas y bastantes disueltas, que, por ser susceptibles de descomposición, necesitan ulterior tratamiento. En el proceso se emplea hoy por lo común el filtro percolador de escurrimiento, consistente en un lecho de piedras u otros materiales ásperos a través de los cuales se escurren lentamente las aguas residuales en contacto con la atmósfera. La eficacia del procedimiento se explica por el hecho de que en la superficie del lecho pétreo se multiplican las bacterias y microorganismos capaces de oxidar las materias putrescibles al atravesar el filtro. El tratamiento verificado con filtros de esta clase suele complementarse con un decantado destinado a retirar las materias suspendidas que a veces atraviesan el filtro.
   
   
   Fangos activados. En el proceso de activación de sedimentos, las aguas residuales, después de un tratamiento previo para eliminar parte de los sólidos en suspensión, se mezclan con lodo activado para formar el llamado «licor mezclado». El lodo activado no es sino fango decantado de las aguas inmundas previamente agitadas en presencia de abundante oxígeno. El «licor» atraviesa un depósito en el que es sometido a una aireación prolongada para, finalmente, ser transvasado a un tanque de sedimentación definitiva. En éste se separa el líquido claro, que ocupa la parte superior, para su transporte al lugar de su final aprovechamiento. Los residuos quedan en el fondo y se dividen en dos partes: una, que vuelve al depósito de aireación, y otra, que sufrirá un tratamiento complementario para su definitiva utilización. Existen tipos de decantadores en los que pueden realizarse la aireación y la decantación en un mismo aparato.
   
   
   Aprovechamiento de sedimentos. Los lodos conseguidos de la forma indicada contienen substancias minerales y orgánicas. El propio sedimento es tratado por diversos métodos, entre los cuales figura el de digestión, seguido del de deshidratación e incineración, y el de deshidratación con filtros de vacío, con posterior incineración o secado por calor. Los sedimentos así tratados se utilizan como fertilizantes.
   
   La digestión se verifica por acción biológica en depósitos generalmente circulares calentados a temperaturas de 27 a 32 °C. El proceso, que dura de 30 a 90 días, comprende las siguientes fases: licuefacción y gasificación de la materia orgánica, reducción del volumen de los sedimentos, desecación del lodo mediante un tratamiento posterior y obtención de gases aprovechables. Estos gases se producen a razón de 14-28 dm3 por persona y día y poseen un valor calórico de 6,23 cal/cm3. Se utilizan para calentar los depósitos de digestión y motores de gas.
   
   Los sedimentos digeridos van a parar a lechos secadores formados por una capa de arena gruesa de 30 a 60 cm de grosor, dispuesta sobre tosca grava, y por un sistema inferior de desagüe. Los sedimentos se dejan reposar durante dos semanas y finalmente se retiran con pala para su uso como fertilizante pobre, que en apariencia y olor se asemeja al mantillo o a la fértil tierra margosa de las huertas. El desagüe subterráneo suele regresar a los depósitos de sedimentación primarios.
   
   Aunque el poder fertilizante de los sedimentos residuales es inferior al de los abonos comerciales por no contener suficiente cantidad de ácido fosfórico y potasa, pueden utilizarse combinados con dichas substancias y sulfato amónico. Producen muy buenos resultados en la fertilización de prados, huertas e invernaderos.
   
   
   Incineración de residuos. Actualmente se practica mucho la incineración de sedimentos desecados, que permite el aprovechamiento de los residuos sólidos sin necesidad de la digestión.

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