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Desafíos y soluciones aplicadas para el tratamiento del alcantarillado en Brasil

*por Marcos von Sperling

Brasil es un país de dimensiones colosales, resultando en una gran diversidad climática, económica y cultural. Así como para otros países en desarrollo, el tratamiento de aguas residuales es un gran desafío. Esto se refleja en la dificultad de tener una extensa cobertura de red de alcantarillado, pero también invita a adoptar un amplio abanico de tecnologías, englobando sistemas sencillos y sofisticados, procesos naturales y mecanizados, reactores anaeróbicos y aeróbicos.

Con respecto a la cobertura, alrededor del 40% de las aguas residuales que Brasil produce son tratadas, en aproximadamente 2.800 plantas de tratamiento. El informe “Tratamiento de Aguas Residuales Urbanas en Brasil” analiza los principales procesos de tratamiento, con especial atención en comunidades pequeñas y medianas con poblaciones menores a 100.000 habitantes, que representan aproximadamente al 95% de las 5.570 municipalidades del país.

Tomando una encuesta a 2.187 plantas de tratamiento, las configuraciones más comúnmente adoptadas son: lagunas anaeróbicas seguidas de lagunas facultativas; reactores UASB (upflow anaerobic sludge blanket); lodo activado; lagunas seguidas de lagunas de maduración; tanques sépticos seguidos de filtros anaeróbicos.

Se presenta una evaluación del desempeño actual de las 166 plantas de tratamiento ubicadas en los estados de São Paulo y Minas Gerais, divididas entre seis tecnologías principales y abarcando seis componentes de calidad de agua (DBO – demanda bioquímica de oxígeno, DQO – demanda química de oxígeno, TSS –Total de sólidos suspendidos, TN – nitrógeno total, TP – fósforo total, y FC – coliformes fecales o termo-tolerantes). La evaluación mostró una gran variabilidad entre concentraciones de vertidos y eficiencias de remoción, con desempeños que se encontraban generalmente por debajo que aquellos presentados en la literatura técnica.

Se utilizan diferentes configuraciones de tratamiento de alcantarillado en Brasil. El sistema más tradicional implica la estabilización de lagunas, presentes en muchas poblaciones de hasta 20.000 habitantes. Se han aplicado variantes del proceso de lodos activados para diversas poblaciones, en ciudades pequeñas, medianas y grandes en Brasil. Los reactores UASB constituyen la tendencia principal en todas las poblaciones, especialmente seguidos por una etapa de post-tratamiento. Existen múltiples opciones de post-tratamiento para el vertido de UASB, entre los que destacamos los filtros percoladores (trickling filters) que están implementándose en muchos lugares, especialmente en aquellos que no disponen de gran extensión de tierra, así como lagunas de maduración. Información disponible acerca de la inversión de capital indica valores entre R$60/habitante hasta R$650/habitante, dependiendo del proceso de tratamiento.

Dadas las condiciones climáticas favorables, no existen limitaciones técnicas para la adopción de tratamientos de alcantarillado biológico, lo que constituye un elemento muy positivo para la mejoría progresiva de la cobertura del tratamiento de aguas residuales en el país.

Conozca más descargando la publicación (disponible en inglés):

https://publications.iadb.org/handle/11319/7783

Acerca de Marcos von Sperling: Ingeniero civil, trabaja en los campos de tratamiento de aguas residuales (concepción, diseño, modelado matemático y control operativo) y calidad de aguas superficiales (modelado matemático y estudios de impacto ambiental). Profesor Titular del Departamento de Ingeniería de Saneamiento y Ambiental de la Universidad Federal de Minas Gerais, Brasil. Investigador nivel 1 del Consejo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico (CNPq). Miembro de la International Water Association (IWA). Coordinador del Grupo de Especialistas de IWA en Wastewater Pond Technology (2009-2013). Editor de la Publicación Saneamiento de Agua e Higiene para el Desarrollo (“Journal on Water Sanitation and Hygiene for Development”) de IWA. Doctorado en Ingeniería Ambiental (Imperial College, Londres, 1990); Maestría en Ciencias de Ingeniería Sanitaria (Universidad Federal de Minas Gerais, Brasil, 1983); Postgrado en Ingeniería Sanitaria (IHE, Delft, Países Bajos, 1981); Ingeniero Civil (Universidad Federal de Minas Gerais, Brasil, 1979). Experiencia previa como Analista Senior en Tynemarch Systems Engineering (Inglaterra, 1991), Asistente de Investigación del Imperial College (Londres, 1990-1991) e Ingeniero de Proyectos en SEEBLA (Brasil, 1979-1985). Consultor de empresas estatales y privadas. Autor de 5 manuales en Brasil, 5 manuales en inglés publicados por IWA, 2 manuales publicados en español, más de 100 papers en revistas científicas y 200 en actas de conferencias en las áreas de contaminación del agua y tratamiento de aguas residuales.

Urban Wastewater Treatment in Brazil

Challenges and solutions applied for sewage treatment in Brazil

*by Marcos von Sperling

Brazil is a country with continental dimensions and, as a result, has a large diversity in climatic, economic and cultural characteristics. As for other developing countries, sewage treatment is a major challenge. This is reflected in the difficulties in having a high coverage of sewage treatment, but also brings the opportunities of adopting a large array of different technologies, encompassing simple and sophisticated systems, natural and mechanized processes, anaerobic and aerobic reactors.

In terms of coverage, around 40% of the sewage generated in Brazil is treated, with an estimated number of treatment plants in the order of 2,800. The report “Urban Wastewater Treatment in Brazil” analyzes the main wastewater treatment processes used in Brazil. Special emphasis is given to small – medium size communities with populations lower than 100,000 inhabitants, which represent approximately 95% of the 5,570 Brazilian municipalities.

Based on a survey of 2,187 treatment plants, the configurations most widely adopted are: anaerobic pond followed by facultative pond; UASB (upflow anaerobic sludge blanket) reactor; activated sludge; ponds followed by maturation ponds; septic tank followed by anaerobic filter.

An assessment of the actual performance of 166 treatment plants located in the states of São Paulo and Minas Gerais, divided into six major technologies and comprising six water quality constituents (BOD – biochemical oxygen demand, COD – chemical oxygen demand, TSS – total suspended solids, TN – total nitrogen, TP – total phosphorus and FC – fecal or thermotolerant coliforms) is presented. The evaluation indicated a great variability in the effluent concentrations and in the removal efficiencies, with performances that were usually inferior to those reported in the technical literature.

Several different sewage treatment configurations are being used in Brazil. The most traditional system involves stabilization ponds, which are present in large numbers for populations up to around 20,000 inhabitants. Variants of the activated sludge process have been used for many population ranges, covering small, medium and large cities in Brazil. UASB reactors represent the main trend for all population ranges, especially when they are followed by a post-treatment stage. Several post-treatment options for the UASB effluent are available, with a special mention to trickling filters, which are being implemented in many locations, particularly when land availability is not large, and also polishing (maturation) ponds. Data on capital cost expenditures indicated values ranging from R$60/inhabitant to R$650/inhabitant, depending on the treatment process.

Due to the favorable climatic conditions, there are no technical limitations for the adoption of biological sewage treatment, and this is a very positive element for the progressive improvement of the coverage of wastewater treatment in the country.

To learn more, please download the publication here:

https://publications.iadb.org/handle/11319/7783

About Marcos von Sperling: Civil engineer, working in the field of wastewater treatment (conception, design, mathematical modeling and operational control) and surface water quality (mathematical modeling and environmental impact studies). Full professor at the Department of Sanitary and Environmental Engineering, Federal University of Minas Gerais, Brazil. Researcher level 1 of the Brazilian Research Council (CNPq). Fellow of the International Water Association (IWA). Coordinator of the IWA Specialist Group on Wastewater Pond Technology (2009-2013). Editor of the IWA Journal on Water Sanitation and Hygiene for Development. PhD in Environmental Engineering (Imperial College, London, 1990), MSc in Sanitary Engineering (Federal University of Minas Gerais, Brazil, 1983); Post-Graduation in Sanitary Engineering (IHE, Delft, The Netherlands, 1981); Graduation in Civil Engineering (Federal University of Minas Gerais, Brazil, 1979). Previous experience as a senior analyst at Tynemarch Systems Engineering (England, 1991), research assistant at Imperial College (London, 1990-1991) and project engineer in SEEBLA (Brazil, 1979-1985). Consultant to state and private companies. Author of 5 textbooks in Brazil, 5 textbooks in English published by IWA, 2 textbooks published in Spanish, more than 100 papers in scientific journals and 200 papers in conference proceedings in the areas of water pollution and wastewater treatment.

Comentarios
  • Carlos
    Responder

    Los datos son interesantes. Como es la disposición de sólidos y lodos de las plantas de tratamiento mencionadas ?

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