Las aguas residuales se componen, básicamente, de un 99% de agua y un 1% de sólidos disueltos, suspendidos o coloidales.
El vertido de aguas residuales sin tratar o con tratamiento inadecuado tendrá consecuencias que se clasifican en tres grupos, según tengan:
- Efectos nocivos para la salud humana
- Efectos ambientales negativos
- Repercusiones desfavorables para las actividades económicas.
El fin último de la gestión de aguas residuales es el control y la regulación de sus diversos flujos. El ciclo de gestión de aguas residuales puede dividirse en cuatro fases básicas interconectadas.
Fases básicas interconectadas:
1) Prevención o reducción de la contaminación en la fuente
Se deberán priorizar, siempre que sea posible, aquellos métodos de control de la contaminación hídrica que se centren en la prevención y minimización de las aguas residuales, en lugar de los sistemas de tratamientos en la etapa final. Estos métodos incluyen la prohibición o la fiscalización del uso de ciertos contaminantes para evitar o controlar su ingreso en los flujos de aguas residuales, ya sea por medios normativos, técnicos u otros. Las medidas correctivas para la limpieza de los sitios y cursos de agua contaminados son generalmente mucho más costosas que las medidas destinadas a evitar la contaminación en primer lugar.
La vigilancia y presentación de informes sobre las descargas de contaminantes al medio ambiente y sobre la calidad del agua ambiental serán fundamentales para lograr avances. Si no se realizan mediciones, no se puede identificar el problema y no se puede evaluar la eficacia de las políticas.
2) Recolección y tratamiento de aguas residuales
Las redes centralizadas de eliminación de desechos por flujos de agua siguen siendo el método más común de saneamiento y evacuación de las aguas residuales de origen doméstico, comercial e industrial. En el mundo, cerca del 60% de las personas están conectadas a un sistema de alcantarillado. Otros sistemas de saneamiento son más apropiados para las zonas rurales y aquellas con baja densidad de población, pero pueden resultar costosos y difíciles de gestionar en las zonas urbanas densamente pobladas.
En muchos países, los sistemas de tratamiento de aguas residuales centralizados a gran escala ya no serían la opción más viable para la gestión de aguas urbanas. Se ha observado una creciente tendencia a contar con sistemas de tratamiento de aguas residuales descentralizados, que atienden establecimientos individuales o pequeños grupos de establecimientos. Permiten la recuperación de nutrientes y energía, el ahorro de agua dulce y garantizan el acceso al agua en tiempos de escasez. Se estima que estos tienen un costo de instalación que representa entre un 20 y 50% el valor de las plantas de tratamiento convencionales, y los costos operativos y de mantenimiento son aún más bajos, entre un 5 a 25% del valor de las plantas de tratamiento de lodos activados convencionales.
3) La utilización de aguas residuales como fuente alternativa de agua
Por muchos siglos se han utilizado aguas residuales sin tratar o diluidas para el riego. Las aguas regeneradas también sirven como un suministro de agua sostenible y confiable para la industria y las municipalidades, especialmente porque que cada vez más ciudades dependen de suministros lejanos y/o fuentes de agua alternativas para satisfacer la creciente demanda.
En general, la reutilización de agua es más viable desde el punto de vista económico si el punto de reutilización se encuentra cerca del punto de producción. Tratar el agua residual hasta alcanzar un nivel de calidad de agua apropiado para el usuario aumenta las posibilidades de recuperar costos. La utilización de aguas residuales es también una opción más competitiva si consideramos que los precios del agua dulce también manifiestan los costos de oportunidad por su utilización y las tasas por contaminación reflejan los costos de eliminación de los contaminantes de los flujos de aguas residuales.
El uso planificado de aguas residuales tratadas, completa o parcialmente, para los servicios de los ecosistemas puede aumentar la eficiencia del recurso y generar beneficios para los ecosistemas al reducir las extracciones de agua dulce y reciclar y reutilizar los nutrientes, permitiendo así el desarrollo de la industria pesquera y otros ecosistemas acuáticos gracias a la reducción de la contaminación del agua y la recarga de acuíferos agotados.
4) La recuperación de subproductos útiles
Se puede recuperar energía, por ejemplo, para la generación de energía eléctrica, calefacción y refrigeración. Hoy en día existen las tecnologías que hacen posible la recuperación de energía in situ mediante procesos de tratamiento de lodos/biosólidos integrados en las plantas de tratamiento de aguas residuales. Esto les permite pasar de ser grandes usuarios de energía a la neutralidad energética o, incluso, transformarse en productores netos de energía.
La recuperación energética también puede ayudar a las instalaciones a reducir tanto costos operativos como su huella de carbono, lo cual permitiría mayores fuentes de ingresos mediante créditos de carbono y programas de comercio de emisiones de carbono. La recuperación combinada de nutrientes y energía también tiene gran potencial. La recuperación energética ex situ comprende la incineración de lodos en plantas centralizadas
mediante procesos de tratamiento térmico.
Se registran avances en la creación de nuevas tecnologías para la recuperación de nitrógeno y fósforo de las aguas residuales o lodos. La recuperación de fósforo en instalaciones in situ como fosas sépticas y letrinas es posible tanto desde el punto de vista técnico como económico mediante la transformación de los residuos sépticos en fertilizante orgánico u orgánico-mineral. Por otra parte, los lodos fecales presentan un riesgo
de contaminación química relativamente menor en comparación con los biosólidos de las aguas residuales.