Técnicas de muestreo
El muestreo de aguas residuales generalmente se realiza mediante uno de dos métodos, muestreo por agarre o muestreo compuesto. Toma de muestras es justo lo que parece; todo el material de prueba se recoge a la vez. Como tal, una muestra de agarre refleja el rendimiento solo en el momento en que se recogió la muestra, y solo si la muestra se recogió correctamente. El muestreo compuesto consiste en una colección de numerosas muestras individuales discretas tomadas a intervalos regulares durante un período de tiempo, generalmente de 24 horas. El material objeto de muestreo se recoge en un recipiente común durante el período de muestreo. Por lo tanto, el análisis de este material, recogido durante un período de tiempo, representará el rendimiento promedio de una planta de tratamiento de aguas residuales durante el período de recolección.
Numerosas referencias de la industria enumeran varios parámetros para las pruebas de aguas residuales y si las muestras deben recolectarse utilizando métodos de muestreo por agarre o de muestreo compuesto. Por ejemplo, el muestreo por grap permite el análisis de tipos específicos de parámetros inestables, como el pH, el oxígeno disuelto, el cloro residual, los nitritos y la temperatura. Sin embargo, los indicadores de rendimiento de la planta de tratamiento más utilizados, incluidos CBOD5 (demanda bioquímica de oxígeno carbonoso de cinco días), TSS (sólidos en suspensión totales) y TN (nitrógeno total), requieren el uso de técnicas de muestreo compuestas. LOS MÉTODOS ESTÁNDAR (20a Edición, Sección 1060 § B, “Recolección y muestreo”) establecen que “Una muestra solo puede representar la composición de su fuente en el momento y lugar de recolección.”Las muestras de agarre se pueden usar para representar” algunas aguas superficiales bien mezcladas, pero rara vez, corrientes de aguas residuales” para la evaluación de la calidad del agua. Los patrones de flujo ampliamente variables de las plantas de tratamiento residenciales hacen que sea imposible evaluar el rendimiento mediante el análisis de una sola muestra de efluente. Las plantas de tratamiento residenciales reciben un número frecuente de sobretensiones hidráulicas cortas a lo largo del día, seguidas de períodos intermitentes sin flujo alguno.
Las variaciones rutinarias en las características de volumen y resistencia de las aguas residuales entrantes crean fluctuaciones en la calidad de los efluentes de la planta de tratamiento. Por lo tanto, una muestra de captura de efluentes tomada en un momento específico a lo largo del patrón de flujo diario no será representativa del rendimiento del sistema durante todo el día. El CÓDIGO DE REGULACIONES FEDERALES (Título 40, Capítulo 1, § 133.102) estipula que el rendimiento de la planta de tratamiento debe evaluarse tabulando promedios de 30 días de efluente de la planta. Por definición, nunca se puede utilizar una sola muestra de agarre para evaluar el rendimiento a largo plazo de ninguna planta de tratamiento de aguas residuales.
Si bien las limitaciones para determinar el rendimiento del sistema mediante muestreo por grap son evidentes, el uso de muestras por grap para la evaluación de una unidad de tratamiento residencial se ve comprometido aún más si la muestra se recoge en un lugar donde el efluente no tiene la velocidad suficiente para mantener los sólidos efluentes en suspensión. MUESTREO DE AGUAS RESIDUALES PARA EL CONTROL DE PROCESOS Y CALIDAD (Manual de Práctica No. OM-1, § “Muestreo representativo”) ordena que las muestras se recojan ” en puntos donde el flujo de muestras o el tanque esté bien mezclado.”El manual continúa diciendo:” evite tomar muestras en puntos donde se produce la sedimentación de sólidos o hay restos flotantes presentes. Estas situaciones ocurren normalmente en áreas quietas, donde la velocidad del flujo ha disminuido.”Por esta razón, el rendimiento de la planta nunca puede evaluarse mediante una muestra de efluente tomada de una cámara de bomba, caja de distribución, sumidero, zanja al borde de la carretera o cualquier dispositivo que contenga efluentes por debajo de la línea de flujo. El patrón de flujo intermitente de una residencia individual intensifica este problema al permitir que los sólidos efluentes se depositen dentro de un sumidero durante períodos de flujo bajo. Incluso los pocos sólidos presentes en un efluente de alta calidad se depositarán cuando se mantengan dentro de un sumidero. Si solo unos pocos sólidos se asientan dentro de un sumidero durante un período de flujo bajo hoy, permanecen y se acumulan con sólidos adicionales que se asientan en días sucesivos. Cualquier muestra extraída de un sumidero contendrá sólidos en suspensión de efluentes combinados con sólidos acumulados por días, semanas, meses o años. Una muestra de líquido de tal sumidero no puede analizarse para determinar el rendimiento general del sistema, ya que es científicamente imposible determinar qué parte de los sólidos se suspendió en el efluente y qué parte de los sólidos se había acumulado en el sumidero durante un período de tiempo. El uso de cualquier muestra extraída de un sumidero para evaluar el rendimiento de una planta de tratamiento de aguas residuales residenciales es simplemente inapropiado. Las muestras se tomarán de un lugar donde el efluente fluya libremente y tenga la velocidad suficiente para mantener los sólidos del efluente en suspensión.
Las muestras compuestas de efluentes recogidas, almacenadas, analizadas, tabuladas y promediadas durante un período de tiempo prolongado proporcionan la única indicación verificable del rendimiento de la planta de tratamiento. La recolección y el análisis de estas muestras compuestas a menudo es un proceso costoso y que consume mucho tiempo. Por estas razones, la mayoría de las organizaciones reguladoras reconocen a los certificadores independientes de terceros, que utilizan métodos de muestreo compuesto para llevar a cabo la evaluación del rendimiento y medir con precisión el rendimiento del sistema en un entorno estandarizado y reproducible. Intentar evaluar un sistema de tratamiento residencial en el campo mediante el análisis de una muestra de agarre tomada de un sumidero o cualquier otro recipiente de contención proporciona un grado de error compuesto y arrojará conclusiones erróneas sobre el rendimiento del sistema.
Referencias de la industria
En diferentes momentos y por diversas razones, puede ser conveniente tomar muestras de efluentes de un sistema de tratamiento de aguas residuales. Para ser precisos, especialmente para determinar el rendimiento del sistema, cualquier muestreo de aguas residuales debe seguir procedimientos y directrices específicos. Los parámetros y procedimientos de muestreo específicos se describen en MÉTODOS ESTÁNDAR PARA EL EXAMEN DEL AGUA Y LAS AGUAS RESIDUALES, publicados por la Asociación Estadounidense de Salud Pública, la Asociación Estadounidense de Obras Hidráulicas y la Federación Ambiental del Agua. EL CÓDIGO DE REGULACIONES FEDERALES, TÍTULO 40, PROTECCIÓN DEL MEDIO AMBIENTE, publicado por la Oficina del Registro Federal, describe cómo las muestras deben analizarse y evaluarse para que las agencias reguladoras las consideren válidas.
MUESTREO DE AGUAS RESIDUALES PARA CONTROL DE PROCESOS Y CALIDAD, MANUAL DE PRÁCTICA NO. OM-1, publicado por la Water Environment Federation, proporciona instrucciones específicas sobre técnicas de muestreo y las conclusiones que se pueden extraer. Con el fin de tomar muestras adecuadas de los flujos de agua o aguas residuales y extraer conclusiones precisas, todos estos procedimientos deben seguirse estrictamente.
