Una laguna de tratamiento de aguas residuales es un estanque de tierra donde las aguas residuales se tratan mediante procesos naturales y bioquímicos. Son utilizados por algunas comunidades rurales debido a sus menores requisitos de mantenimiento y mayor eficiencia energética en comparación con otras opciones de tratamiento de aguas residuales.
Las lagunas de tratamiento de aguas residuales también son utilizadas por instalaciones industriales y comerciales como un componente de sus instalaciones de tratamiento de aguas residuales. La EPA identificó un total de 4.657 sistemas de lagunas de descarga en 2022, de los cuales el 83% fueron identificados como obras de tratamiento de propiedad pública . Estos sistemas de lagunas (84%) sirven a pequeñas comunidades que comprenden menos de 3.000 personas.
Tipos de lagunas: Aireadas y facultativas
Las lagunas de tratamiento de aguas residuales pueden ser lagunas aireadas o anaerobias dependiendo del tipo de residuos que están diseñadas para tratar.
Las lagunas anaeróbicas tratan principalmente los desechos animales de las granjas. Sin embargo, las lagunas aeróbicas son más comunes y pueden estar totalmente aireadas o parcialmente aireadas (también conocidas como lagunas facultativas). Las lagunas facultativas se utilizan para tratar aguas residuales de fuerza baja a media de fuentes municipales e industriales.
Tanto las lagunas aireadas como las facultativas contienen algas que son esenciales para el tratamiento de las aguas residuales de la laguna.
Niveles de oxígeno en lagunas aireadas y facultativas
La capa superior contiene oxígeno disuelto tanto en lagunas aireadas como facultativas. Este último también contiene una capa anóxica intermedia donde el nivel de oxígeno varía desde el nivel más alto en la parte superior hasta una zona anaeróbica en la parte inferior.
El oxígeno en las lagunas aireadas podría controlarse técnicamente mediante tecnologías mecánicas. Naturalmente, depende de factores estacionales, incluida la temperatura.
¿Cómo funciona una laguna de tratamiento de aguas residuales?
En las lagunas aeróbicas y facultativas, las células de algas en la capa superior utilizan la energía del sol y el dióxido de carbono (CO2) del agua para realizar la fotosíntesis y producir oxígeno que utilizan las bacterias aeróbicas y facultativas para tratar los químicos en las aguas residuales. Esto se ilustra en la Figura 1.
El nivel de oxígeno y también el pH (debido a la utilización de CO2) podrían fluctuar en el agua superficial. Durante los días soleados y cálidos, el nivel de oxígeno en el agua superficial y también posiblemente el pH es más alto que en la noche. El alto nivel de pH permite la eliminación de amoníaco a través de la volatilización.
La fermentación anaeróbica ocurre en la capa inferior de lagunas profundas. Las tasas de fermentación anaeróbica podrían reducirse significativamente en climas fríos, lo que resultaría en un tratamiento de aguas residuales más lento.
¿Por qué utilizar una laguna de aguas residuales para el tratamiento?
Es una forma sencilla de tratar las aguas residuales de descargas municipales, comerciales e industriales.
Las lagunas aireadas requieren menos terreno que las lagunas facultativas y, según el diseño operativo, podrían emplear dispositivos de aireación para eliminar los sólidos suspendidos totales , el amoníaco y el fósforo (Tabla 1).
Tabla 1. Ventajas y desafíos de las lagunas de tratamiento de aguas residuales aireadas y facultativas.
Las lagunas facultativas, si bien requieren menos energía para operar que las lagunas aireadas, podrían remover una cantidad significativa de amoníaco dependiendo de la temperatura, pH y tiempo de detención del efluente descargado en la laguna. Mientras que la eficiencia de remoción química es más baja en el invierno para las lagunas facultativas, se reportó aproximadamente un 50% de remoción debido a la reacción de precipitación que ocurre en condiciones de pH alto .
Asociaciones entre lagunas, sistemas sépticos y plantas de tratamiento
La descarga de efluentes de aguas residuales podría fluir desde un tanque séptico a una laguna y desde una planta de tratamiento de aguas residuales a una laguna. Esta asociación depende del tipo de laguna y de las instalaciones de tratamiento de aguas residuales.
Lagunas de aguas residuales residenciales
Las lagunas de aguas residuales residenciales en el centro y oeste de Oklahoma reciben descargas de efluentes de tanques sépticos. Las aguas residuales de las áreas residenciales ingresan al tanque séptico donde los lodos de las aguas residuales se depositan en el fondo. Las aguas residuales fluyen desde el tanque séptico hacia la laguna donde reciben tratamiento según los factores químicos y físicos, como la luz solar, la temperatura y el viento. Este sistema de tratamiento de aguas residuales utiliza la gravedad para el flujo de aguas residuales desde las fuentes hasta las fosas sépticas y las lagunas.
Existen regulaciones estatales para lagunas residenciales de tratamiento de aguas residuales en el sitio. Por ejemplo, el Departamento de Calidad Ambiental de Nebraska incluye especificaciones para la ubicación y el diseño. La Asamblea General de Kentucky para los sistemas de eliminación de aguas residuales in situ incluye los requisitos de tamaño para las lagunas de evaporación y absorción.
La descarga de aguas residuales de la laguna depende de las normas estatales. Por ejemplo, en Nebraska, no hay salida y la evaporación se produce en lagunas residenciales de aguas residuales en el sitio.
Plantas de tratamiento de aguas residuales y lagunas
En la ciudad de Troutdale, Oregón, las aguas residuales se tratan en una planta de tratamiento de aguas residuales antes de descargarlas en una laguna de aproximadamente 560 pies de largo, 225 pies de ancho y 7,5 pies de profundidad. El sólido sedimentado de esta laguna luego se transporta para aplicaciones terrestres a campos agrícolas de conformidad con las regulaciones del Departamento de Calidad Ambiental de Oregón.
El tratamiento de las aguas residuales en la laguna depende de las normas estatales. En la ciudad de Davie, Florida, las aguas residuales se bombean a las unidades de tratamiento de aguas residuales y se tratan antes de ingresar a las cuencas de las lagunas. Se desinfecta en las lagunas antes de usarse para riego.
¿Huelen las lagunas de aguas negras?
Podrían emitir un olor estacional debido a la descomposición de los componentes biológicos y las reacciones químicas subyacentes, incluida la eliminación de compuestos de nitrógeno.
Los olores fuertes pueden ser un signo de falla del sistema de la laguna, sobrecarga o ambos. Sin embargo, el control de olores está incluido en algunas normas estatales para el mantenimiento de lagunas.
¿Cómo se mantiene una laguna de aguas residuales?
Las reglamentaciones estatales para los sistemas de lagunas de alcantarillado residenciales en el sitio que incluyen tanques sépticos requieren el mantenimiento del tanque séptico. Según el tamaño del tanque y el volumen de aguas residuales, el tanque séptico se debe bombear periódicamente no solo para evitar el desbordamiento y permitir que los procesos de tratamiento continúen normalmente, sino también para controlar los olores. Además, algunas regulaciones estatales no permiten plantar vegetación alrededor de las lagunas.
Las regulaciones estatales para el mantenimiento de lagunas están disponibles en línea. Los ejemplos incluyen el manual de tratamiento de aguas residuales de la laguna del Departamento de Calidad Ambiental de Montana .
El Plan de Acción de la EPA de EE. UU. para las lagunas
Además de las regulaciones estatales, la EPA de EE. UU. tiene un plan de acción de tratamiento de aguas residuales de lagunas para 2022-2026 . Los objetivos de este plan son brindar asistencia técnica y financiera equitativa y accesible a las comunidades rurales y tribales que dependen de los sistemas de tratamiento de aguas residuales de las lagunas.
Además de proporcionar las herramientas a las comunidades desatendidas para lograr esto, las cinco áreas prioritarias también incluyen la identificación del universo nacional de sistemas de tratamiento de aguas residuales de lagunas, el desarrollo de datos de costos y rendimiento para tecnologías para tratar el amoníaco y los nutrientes en estos sistemas de aguas residuales, herramientas para respaldar las regulaciones y planes para involucrar a la comunidad en este plan de acción.
Si bien los sistemas de tratamiento de aguas residuales de las lagunas pueden proporcionar un tratamiento eficaz de las aguas residuales, también tienen desafíos en la búsqueda de fondos para invertir en infraestructura para lograr mejoras en la calidad del agua. Y el plan de acción de lagunas de la EPA hace exactamente esto y mucho más, como se mencionó anteriormente, para apoyar a las comunidades que usan lagunas para el tratamiento de aguas residuales.
Fuente:
WASTEWATER TREATMENT What is a wastewater treatment lagoon? May 24, 2023 The basics of wastewater treatment lagoons, why they are used, and how to maintain them. Saleha Kuzniewskindeavor.omeclk.com/portal/wts/ugmc%7C9ehfC%7Cqe%7C%7Cw-6jCAts92gwswE6Db872TT-De~f4%7CgkfO98s6sPvT6yDxoojkblrx8a (29/05/2023)
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