Acople de procesos fotocatalíticos y biológicos para el tratamiento de aguas residuales con residuos de plaguicidas

Becerra Moreno, Dorance | 2014-10-28

El cultivo de caña de azúcar es una actividad agrícola que por muchos años ha utilizado plaguicidas nocivos al ambiente. Como solución al manejo de estos tóxicos se realizó el tratamiento de una mezcla de los plaguicidas Diurón, Ametrina y 2,4-D mediante sistemas acoplados fotocatalíticos-biológicos. Se utilizó como fotorreactor una Placa Plana Inclinada (TiO2 como catalizador), y como reactores biológicos un Filtro Percolador y un Humedal de Flujo Subsuperficial. El reactor biológico de mayor eficiencia de reducción de la Demanda Química de Oxígeno (DQO) en el tratamiento fue el Filtro Percolador alcanzando un 44.8%, frente al 35.4% del Humedal. El estudio determinó que la mezcla de plaguicidas no es tratable en estos sistemas biológicos por sí solos, debido al efecto tóxico que ejercen sobre los microorganismos. En cuanto a la fotocatálisis se encontró que, para energías acumuladas inferiores a 75 kj.L-1, actúa sobre los plaguicidas transformándolos en sustancias menos tóxicas y de mayor biodegradabilidad, sin llegar a mineralizarlos (remoción de DQO del 57.0%, de Carbono Orgánico Disuelto - COD del 23.9% y de plaguicidas del 100%). Finalmente, se determinó que la fotocatálisis con TiO2 en un Reactor de Placa Plana Inclinada acoplada a procesos biológicos de tratamiento de elevado tiempo de retención (>30 días) constituye una alternativa viable para el tratamiento de aguas residuales agroindustriales con contenido de plaguicidas, pues logra altas eficiencia de remoción de contaminantes (DQO, COD y plaguicidas) en cortos periodos de tiempo.

Aplicación de la electrocoagulación y floculación sobre el tratamiento del drenaje ácido de minas de carbón [recurso electrónico]

Pantoja Piarpuzán, Evelyn Tiffany | 2012-11-09

El drenaje ácido de mina es un subproducto de la explotación minera, se caracteriza por tener un pH ácido y contenido de metales pesados. Estos drenajes afectan gravemente los cuerpos de agua receptores, eliminando de estos toda la fauna y flora natural. Este estudio evaluó el uso combinado de electrocoagulación y floculación como una alternativa para el tratamiento de estos drenajes. Se tomaron en cuenta factores como la carga aplicada, densidad de corriente, pH en la floculación, y cantidad de floculante. Los resultados se cuantificaron con la medición de parámetros tales como turbiedad, cantidad de sulfatos y pH final. Además se realizaron mediciones de las cantidades de metales removidos, demanda química de oxígeno, solidos totales, conductividad y color. Se obtuvo una remoción de 99% en la turbiedad, 36% de sulfatos, 99% de hierro, 96% manganeso y 94% zinc.

Comparación de dos tipos de estrategias para el control de la contaminación por aguas residuales en la cuenca alta del Río Cauca

Polanía Janzosoy, Ángela Vanessa | 2014-11-12

El impacto en la calidad del agua generado por las descargas de las aguas residuales municipales e industriales se ha convertido en un problema ambiental critico y creciente, potencializado por el rápido crecimiento poblacional, la urbanización y la inadecuada planificación, En los últimos años la comunidad internacional ha propuesto estrategias y lineamientos para enfrentar esta crisis, considerando la necesidad de optimizar las inversiones y mejorar su impacto en la calidad del recurso hídrico. En este contexto surge la estrategia de los tres pasos: 1) maximizar la prevención y la minimización, 2) maximizar el tratamiento para la reutilización y 3) aprovechar la capacidad de autodepuración (natural o estimulada) del cuerpo hídrico, El presente estudio estuvo orientado a comparar la estrategia de los tres pasos (estrategia no convencional) con la estrategia convencional la cual se fundamenta en la utilización de agua potable para todos los requerimientos de la vivienda y la implementación de plantas de tratamiento de aguas residuales como única estrategia para reducir los aportes de carga contaminante a los cuerpos hídricos y alcanzar la calidad requerida por sus diferentes usos, La zona de estudio, es la cuenca alta del rio Cauca en el tramo comprendido entre la Salvajina y Anacaro. La estrategia no convencional, considera además de los tres pasos, la priorización de las inversiones para optimizar el impacto en el mejoramiento de la calidad del agua del río Cauca en el tramo de estudio, focalizando las intervenciones en las cabeceras municipales (Cali y Buga) y las cuencas (ríos Palo, Guachal y Tuluá) de mayor aporte de carga contaminante. El estudio define una IInea base (2011, condición de verano) y proyecta las estrategias convencional y no convencional al año 2023. Los resultados de la investigación muestran el potencial de la estrategia de los tres pasos combinado con la priorización de las inversiones. Se logran mayores remociones de carga contaminante a un costo mucho menor en comparación con la estrategia convencional. Para la Une a base (2011) se tienen 169,54 Tórrida", mientras que en la estrategia convencional la carga es de 86,34 Ton*día-1 y en la no convencional es de 64,65 Ton*dia-1 Al hacer la simulación de calidad del agua para el tramo en estudio el OD mínimo en el río Cauca es de 3,5 mg*L-1 para la alternativa no convencional y de solo 2,5 mg*L ,1 para la alternativa convencional.

Comparación de dos tipos de estrategias para el control de la contaminación por aguas residuales en la cuenca alta del Río Cauca [recurso electrónico]

Polanía Janzasoy, Ángela Vanessa | 2015-02-04

El impacto en la calidad del agua generado por las descargas de las aguas residuales municipales e industriales se ha convertido en un problema ambiental critico y creciente, potencializado por el rápido crecimiento poblacional, la urbanización y la inadecuada planificación, En los últimos años la comunidad internacional ha propuesto estrategias y lineamientos para enfrentar esta crisis, considerando la necesidad de optimizar las inversiones y mejorar su impacto en la calidad del recurso hídrico. En este contexto surge la estrategia de los tres pasos: 1) maximizar la prevención y la minimización, 2) maximizar el tratamiento para la reutilización y 3) aprovechar la capacidad de autodepuración (natural o estimulada) del cuerpo hídrico, El presente estudio estuvo orientado a comparar la estrategia de los tres pasos (estrategia no convencional) con la estrategia convencional la cual se fundamenta en la utilización de agua potable para todos los requerimientos de la vivienda y la implementación de plantas de tratamiento de aguas residuales como única estrategia para reducir los aportes de carga contaminante a los cuerpos hídricos y alcanzar la calidad requerida por sus diferentes usos, La zona de estudio, es la cuenca alta del rio Cauca en el tramo comprendido entre la Salvajina y Anacaro. La estrategia no convencional, considera además de los tres pasos, la priorización de las inversiones para optimizar el impacto en el mejoramiento de la calidad del agua del río Cauca en el tramo de estudio, focalizando las intervenciones en las cabeceras municipales (Cali y Buga) y las cuencas (ríos Palo, Guachal y Tuluá) de mayor aporte de carga contaminante. El estudio define una IInea base (2011, condición de verano) y proyecta las estrategias convencional y no convencional al año 2023. Los resultados de la investigación muestran el potencial de la estrategia de los tres pasos combinado con la priorización de las inversiones. Se logran mayores remociones de carga contaminante a un costo mucho menor en comparación con la estrategia convencional. Para la Une a base (2011) se tienen 169,54 Tórrida", mientras que en la estrategia convencional la carga es de 86,34 Ton*día-1 y en la no convencional es de 64,65 Ton*dia-1 Al hacer la simulación de calidad del agua para el tramo en estudio el OD mínimo en el río Cauca es de 3,5 mg*L-1 para la alternativa no convencional y de solo 2,5 mg*L ,1 para la alternativa convencional.

Comparación del desempeño de dos configuraciones de lodos activados para la reducción de materia orgánica carbonácea y nitrógeno amonical total

Gómez Rodríguez, Yuli Paola | 2015-01-06

Debido a que las fuentes superficiales de agua están recibiendo descargas de agua residual con concentraciones de nitrógeno que superan la capacidad que los ecosistemas pueden soportar, y que existe la necesidad de implementar sistemas de tratamiento que se ajusten a las condiciones socioecon6micas y ambientales del país, en este trabajo se compara el desempeño de dos nuevas configuraciones de Iodos activados para la reducción de la materia orgánica carbonácea (DQO) y el nitrógeno amoniacal total (NAT) de un agua residual. Este estudio fue desarrollado a escala laboratorio en las instalaciones de la Universidad del Valle, con prototipos elaborados en acrílicos que simularon dos nuevas configuraciones (C, y C2) de Iodos activados teniendo como base de proceso la modalidad de estabilización por contacto, durante la operación se utilizó agua residual sintética con las características del agua residual doméstica de la ciudad de Cali. Los resultados mostraron, que las dos configuraciones evaluadas obtuvieron eficiencias de reducción de DQO y NAT superiores al 80% y la calidad de los efluentes mostró la afinidad de la biomasa del sistema con el agua residual a tratar. Ambas configuraciones se caracterizaron porque en la primera Etapa de tratamiento, se presentó la mayor eliminación de la carga de DQO y NAT, estimulando procesos de reducción de carbono y nitrógeno de forma simultánea, y en la segunda Etapa de tratamiento, aunque fue operada con bajos valores de Tiempo de Retención Hidráulico (TRH), Tiempo de Retención Celular (TRC) y Sólidos Suspendidos del Licor Mixto (SSVLM), las condiciones de carga aplicada y ambientales, favorecieron el crecimiento de bacterias autótrofas que promovieron procesos de nitrificación. Teniendo en cuenta que no se encontraron diferencias estadísticamente significativas en las eficiencias de reducción de DQO y NAT obtenidas en C1, y C2, pero que en la C2, se presentó una mayor transformación de los subproductos derivados de los procesos de nitrificación (N-NO3), se concluyó que C2 ofrece un mejor desempeño debido a que su configuración de unidades de tratamiento, favorecieron procesos de asimilación del NAT, nitrificación y desnitrificación, potencializando los procesos de reducción de nitrógeno y mejorando la calidad del efluente.

Construcción, puesta en marcha y monitoreo de bioreactor con oxígeno limitado para el enriquecimiento de bacterias oxidantes de amonio [recurso electrónico]

Jímenez Orta, Julian Andrés | 2015-02-03

En la actualidad, la recuperación y tratamiento de las aguas residuales es compromiso fundamental para poder preservar los ecosistemas mundiales, la implementación de procesos de tratamiento y el mejoramiento de los procesos existentes es una necesidad, por esta razón se han generado numerosas investigaciones para un mejoramiento continuo de todos los procesos de tratamiento de aguas residuales. La contaminación generada por el avance industrial y el crecimiento demográfico va desde los desechos sólidos hasta la contaminación de las fuentes hídricas. Existen diversos tipos de tratamientos enfocados a la remoción de contaminantes de las aguas residuales, pero en su mayoría se enfocan en la remoción de la carga orgánica, dejando presentes en altas concentraciones compuestos como el fósforo o el nitrógeno (Ahn, 2006), la presencia de elevadas concentraciones de compuestos nitrogenados además de ser tóxicos, cambian las proporciones de los nutrientes en el cuerpo receptor poniendo en riesgo el equilibrio del ecosistema en el cual se están vertiendo las aguas residuales.

Costos ambientales en la planta de tratamiento de aguas residuales de la zona urbana del municipio de Suárez, Cauca

Grajales Quintero, Jhonny Steven | 2019-04-30

Degradación de materia orgánica por medio del progreso foto-fenton utilizando concentraciones bajas de hierro y un pH cercano a la neutralidad: efecto de la matriz de diferentes fuentes naturales de agua [recurso electrónico]

Herrera López, Karen Lizeth | 2015-02-04

Actualmente la población de muchas regiones de países en vía de desarrollo consume agua sin un tratamiento adecuado. El método de desinfección comúnmente utilizado es la cloración, sin embargo la presencia de materia orgánica conlleva a la formación de los subproductos de desinfección (DBPs), entre ellos los trihalometanos (THMs), considerados un peligro eminente para la salud humana por sus propiedades mutagénicas y carcinógenas. Por tanto, la reducción en la concentración de los DBPs es un tema de estudio para el tratamiento de agua potable, los cuales son disminuidos por la eliminación de sustancias precursoras como son los ácidos húmicos, componentes mayoritarios de la materia orgánica natural (MON) y de los cuales no se conoce una estructura definida.

Descontaminación de aguas sintéticas mediante el proceso foto-fenton en condiciones cercanas a las naturales

Benitez Vasquez, Norberto | 2015

El proceso foto-Fenton (Fe2+/Fe3+/H2O2/) a pH ácido ha sido ampliamente estudiado para la degradación de materia orgánica. Investigaciones recientes a pH cercanos al neutro han demostrado que, aunque la velocidad de degradación es disminuida significativamente, el proceso aun es eficiente (entiéndase como lograr el objetivo de degradar o descontaminar) para la descontaminación y desinfección de agua, convirtiéndose en una alternativa promisoria para los tratamientos de obtención de agua potable, sin embargo, todavía son desconocidos los mecanismos implicados en estos valores de pHs. El objetivo principal de este trabajo fue conocer el mecanismo del proceso foto-Fenton en la degradación de la materia orgánica, llevado a cabo en condiciones de pH cercano al neutro y concentraciones bajas del catalizador ([Fe2+] y [H2O2] = 0.7 y 40.0 mg L-1, respectivamente, concentraciones estandarizadas en trabajos previos dentro del grupo de procesos avanzados de investigación, GAOX de la universidad del Valle). Los efectos del pH y de la matriz en las fuentes de aguas sobre el proceso fueron estudiados a escala laboratorio usando un reactor mini-colector parabólico compuesto (mCPC), colocado en un simulador de la radiación solar.

Desempeño del proceso electroflox en aguas residuales de tintas

Machuca-Martinez, Fiderman | 2011

Se evaluó el desempeño del tratamiento electroquímico ex situ1 de un efluente contaminado con tintas flexográficas desde el punto de vista técnico-económico manipulando las variables de densidad de corriente (j=9.3 A/m2 y j=18.5 A/m2 ) y pH inicial (pH0=1.0 y pH0=3.0) en la etapa de disolución anódica frente al consumo eléctrico, para la etapa de floculación se valoró la incidencia del pH de floculación (pH=7.0, pH=9.0 y pH=11.0) y la cantidad de carga eléctrica específica suministrada (c), expresada en culombios por litro (100 c/ℓ, 200 c/ℓ, y 300 c/ℓ) en la reducción de color y la disminución del COT. Mediante el tratamiento propuesto se logró reducir el color real del efluente en un 100% y el COT en un 97%. Con una cantidad de carga eléctrica específica 10 veces menor a estudios anteriores empleando procesos in situ de electrocoagulación. El costo de los agentes coagulantes para tratamiento planteado se redujo en un 62% frente al costo de agentes coagulantes tradicionales en igual cantidad estequiométrica, sin embargo al incluir el costo de agentes controladores de pH, el valor total del tratamiento por Electroflox ($1 011/m3 ) fue similar a los procesos químicos tradicionales

Desinfección de aguas mediante el método Sodis mejorado con el proceso foto-fenton a pH neutro implementando tres reactores solares

Benítez Vásquez, Luis Norberto | 2015

En Colombia, la falta de saneamiento y la inaccesibilidad al agua potable constituye una enorme problemática. Las zonas rurales resultan ser las más afectadas, presentando una gran incidencia de enfermedades infecciosas y diarreicas debido a que la población ni siquiera cuenta con el sistema básico de acueducto. En el desarrollo de este trabajo, se implementó el proceso fotoFenton como sistema de bajo costo para la desinfección y la degradación de la carga orgánica en aguas de afluentes naturales en comunidades del suroccidente colombiano. Se estudió la incidencia del material de fabricación y la configuración del colector en tres reactores solares para la remoción bacteriana del agua. Además, se evidenció la utilización de volúmenes mayores de agua a tratar mediante el proceso fotocatalítico, utilizando reactores de mayor capacidad. Se demostró que concentraciones bajas de hierro y de peróxido de hidrógeno pueden actuar eficientemente en la remoción solar catalítica de E. coli, aún más cuando se utilizan reactores de material vítreo. La matriz del afluente se consideró como scavenger de los ROS, al determinar un aumento de la concentración de iones en estado oxidado como sulfatos, fosfatos y nitratos al finalizar el experimento. A pesar de que no se consiguió la desinfección total, la disminución de la concentración bacteriana permitió utilizar menores dosis de cloro que conlleva a reducir la formación de compuestos organoclorados. El proceso fotocatalítico manifiesta ser apto como Point of Use dentro del marco de la OMS, ya que permitió obtener agua de consumo utilizando una tecnología sencilla y ecológica.

Diseño y construcción de una celda de combustible microbiana de cátodo expuesto a escala piloto

Lizcano Valbuena, William Hernando | 2015

Este proyecto en particular se enfoca en mejorar las características estructurales de las celdas que se están implementando actualmente realizando el diseño y construcción de una celda de combustible microbiana de cátodo expuesto a un volumen de 0,01 m3. Para ello se construyó una celda a escala laboratorio en la cual se realizaron los diagnósticos que permitieron establecer las condiciones adecuadas frente a las cuales se obtiene una remoción de materia orgánica considerable del lodo tratado, por tanto, este proyecto permite tener un acercamiento con procesos de tratamiento de aguas residuales a una mayor escala.

Efecto de la aplicación de biosólidos sobre algunas propiedades hidrodinámicas del suelo y agronómicas de un cultivo de caña (Saccharum Officinarum)

Urrutia Cobo, Norberto | 2013

Debido a la excesiva explotación agrícola y con el fin de mantener la capacidad productiva de los suelos, es evidente la necesidad de una constante reposición de nutrientes, por lo cual técnicas tradicionales de aporte de éstos a los suelos como la fertilización con agroquímicos, muchas veces pueden ser limitados ya que pueden lixiviarse al agua subterránea o ser arrastradas por aguas superficiales, además no mejoran la estructura del suelo, contrario con lo que pasa con los abonos de origen orgánico que tiene la capacidad de mejorar y mantener la estructura del suelo, aumentar la capacidad de retención de humedad y facilitar la disponibilidad de nutrimentos para las plantas (Castellanos, 1982), por ello el uso de abonos de origen orgánico es una alternativa favorable tanto económica como productiva. Debido al gran consumo interno de fertilizantes químicos y a sus altos costos, en Colombia, el aprovechamiento agrícola de los biosólidos es una opción considerable. Según Tovar (2007) Colombia es el tercer consumidor de fertilizantes después de Brasil y Argentina y su consumo representa el 0.5% del consumo mundial, de estos, el 85% son importados, mientras que el 15% son de producción nacional. No obstante, los estudios con relación a los efectos de los biosólidos tanto en las propiedades agronómicas de los cultivos, como en las propiedades físicas y químicas de los suelos, recién se están explorando. En este proyecto de investigación se realizó un análisis del efecto de los biosólidos generados en la planta de tratamiento de aguas residuales de Cañaveralejo (PTAR-C), perteneciente a la ciudad de Santiago de Cali, sobre algunas propiedades hidrodinámicas del suelo y algunas propiedades agronómicas deun cultivo de caña de azúcar.

Effects of Operational Strategies in the Performance of a Real Scale Vertical Flow Constructed Wetland for Septic Tank Sludge Treatment : Case Study in Minas Gerais, Brazil.

Madera Parra, Carlos Arturo | 2017-03-16

The septic tank is considered the most common onsite wastewater treatment technology; although not prioritized by many sanitation agencies, septic tank installations will continue to serve the ever growing peri-urban areas in developing countries as well as isolated small communities all over the world. As a consequence, the generation of septic sludge will continue increasing for years to come. On the other hand, the lack of knowledge in septic sludge management has cause serious pollution to terrestrial and aquatic environments. The use of VFCW for septage treatment has shown promising results since its first implementation and is of potential interest for developing countries, especially with tropical climates. Nonetheless, further research work in operational strategies and economic post treatment alternatives should be addressed in order to obtain acceptable effluent qualities according to the final disposal and agricultural reuse regulations In this research, it was evaluated the performance of two different operational strategies in full-scale sludge drying reed bed system, consisting of two VFCW units (W1 and W2) planted with Cynodon dactylon Pers, for the treatment and post treatment of septic tank sludge. For this reason, it was evaluated the removal of COD, BOD5, TKN, NH4+, TS, TVS and E. coli from the liquid fraction; as well as, the pathogenic contamination of the accumulated sludge layer in terms of Total coliforms (NMP/gTS), Escherichia coli (NMP/gTS) and viable Ascaris Lumbricoides eggs (viable egg/g). The two operational strategies (OS) were (i) OS2: after sludge application, the percolate from W1 was retained for 6 days inside this unit, after which it was sent to W2 for post-treatment, without any retention in this unit; (ii) OS3: the percolate from W1 was retained for 6 days inside this unit for initial treatment, after which it was sent to W2 for post-treatment, remaining there for another period of 6 days. The OS2 achieved global removal efficiencies (%), for the percolated fraction, of 89, 98, 78, 82, 56 and 73 for COD, BOD5, NH4+, TKN, TS and TVS respectively, as well as 2.4 log removal units of E. coli. While the OS3 achieved global removal efficiencies (%) for the percolated fraction of 94, 90, 68, 87, 68 and 82 for COD, BOD5, NH4+, TKN, TS and TVS respectively, as well as 4.2 log removal units of E. coli. According to the statistical analysis performed, the OS3 improved significantly the removal efficiencies of COD, TS, TVS and E. coli. It was concluded that OS3 is not worth it for peri-urban or urban regions where the land area is very expensive or not available at all. Nonetheless, for small remote communities this could be a worthwhile option in order to reuse the percolated effluent in restricted irrigation. Regarding the accumulated sludge layer, its pathogenic quality was not good enough during the operational stage, considerable concentrations of E. coli and viable eggs of Ascaris lumbricoides were present; therefore, it would require a treatment for reuse in agriculture or as soil conditioning

Electrodisolución de magnesio en una celda electrolítica agitada

Marriaga Cabrales, Nilson de Jesús | 2015

Los lixiviados que se producen en los rellenos sanitarios acarrean consigo una gran carga de contaminantes, entre ellos el amonio. Para reducir los contenidos de amonio en los lixiviados se dispone de una alternativa que consiste en precipitarlo como una sal insoluble llamada estruvita ((MgNH4PO46H2O), este proceso requiere la presencia de Mg2+, motivo por el cual los investigadores han buscado métodos para suministrarlo. En este estudio se evaluó el desempeño de la dosificación electroquímica de Mg2+ frente a variaciones en la carga suministrada (C/L), la agitación (rpm), la conductividad de la solución modificada mediante la adición de NaCl, el pH y la densidad de corriente (J), empleando un electrodo de aleación de magnesio AZ31 como ánodo. Se simuló computacionalmente la dinámica de fluidos al interior de la celda lo que ayudó en la selección de los niveles de agitación. La concentración de Mg2+ dosificado se midió en ppm mediante absorción atómica, el desempeño del proceso se midió como ppm Mg2+/kWh y se encontró que éste es fuertemente influenciado por el consumo del agitador teniendo en cuenta que se usó un agitador tipo turbina de 3 aspas, que se situó a una distancia desde el fondo de la celda igual a 1/3 del diámetro de la misma, el desempeño más alto se encontró a condiciones de 300 rpm, 3.5 mA/cm2 y 2500 C/L. A estas condiciones el consumo por electrodisolución fue de 1.31 kWh/m3.

Especiación de hierro durante la aplicación del proceso foto-fenton para la degradación de materia orgánica en aguas A ph cercano al neutro

Benítez, Luis Norberto | 2012

La problemática de la escasez de agua que afecta a millones de personas en todo el mundo ha llevado a la búsqueda de nuevos enfoques para la reducción costos y la solución de inconvenientes asociados a las tecnologías existentes para el tratamiento y purificación de aguas. Actualmente, se plantea el uso de la fotodegradación de materia orgánica en agua proveniente de fuentes naturales mediante el proceso Fenton a pH cercano al neutro y bajas concentraciones de catalizador, lo cual, además de recurrir a una fuente de energía renovable como la luz solar para ejecutar el proceso, supone una menor exigencia en el acondicionamiento del agua para el tratamiento y con ello mayor aplicabilidad. Con el fin de conocer el mecanismo de acción del catalizador en esta nueva alternativa, este proyecto estudió la especiación del catalizador hierro durante el proceso. En los ensayos en los que se inició con Fe insoluble (sistema heterogéneo) se evidenció un aporte de éste en la degradación de resorcinol (molécula modelo de materia orgánica natural). Los subproductos de la degradación del resorcinol se asociaron con una disminución del pH y la consecuente solubilización del Fe obteniéndose un sistema homogéneo (paralelo al heterogéneo) que condujo a una mayor velocidad de degradación del resorcinol.

Estructura y dinámica de comunidades microalgales asociadas a lagunas facultativas secundarias en la estación de investigación y transferencia de tecnología en aguas residuales y reuso, municipio de Ginebra, Valle del Cauca [recurso electrónico]

Cerón Hernández, Víctor Alfonso | 2013-07-16

Con el fin de conocer la estructura y diversidad de microalgas en sistemas lagunares para el tratamiento de aguas residuales a nivel tropical, se hicieron muestreos a la comunidad de microalgas presente en las tres lagunas facultativas secundarias: Bafles-Malla (BM); Convencional (C) y Bafles (B) a escala piloto en la Estación de Investigación y Transferencia de Tecnología en Aguas Residuales y Reuso, del municipio de Ginebra, Valle del Cauca. Se encontraron organismos de los grupos Cianophyta, Bacillariophyta, Euglenophyta, Zygnemaphyceae, Chlamydophyceae y Clorophyta; este último grupo presentó una gran abundancia y dominancia de la microalga de la taxa Chlorococcal del género Chlorococcum sp. en los tres sistemas implementados para el tratamiento.

Estudio de factibilidad para la creación de una empresa comercializadora de recicladores de agua que permita reducir el consumo de agua potable.

N.D. | 2019-01-15

El clima, el paisaje, el turismo y la escasez de los recursos hídricos son características comunes de diferentes países. Sin embargo, una diferencia notable entre ellos es el gran auge que la reutilización de aguas residuales tratadas ha alcanzado durante las últimas décadas, tanto para el riego de las plantas y campos agrícolas, para refrigeración industrial, entre otros reúsos. En lugar de utilizar agua potable de consumo público, actualmente se están reutilizando aguas residuales tratadas, con una calidad sanitaria y estética similar a la del agua del abastecimiento residencial. La reutilización del agua es un fenómeno que se produce en el planeta desde que los seres vivos existen sobre él, lo cual se conoce como el Ciclo Hidrológico. El agua evapotraspirada por las plantas se acumula en la atmósfera en forma de vapor de agua, desde donde cae posteriormente sobre el suelo en forma de lluvia, para ser utilizada de nuevo por otros seres vivos. Se estima aproximadamente que en el ciclo del agua, ésta experimenta de 5 a 6 usos antes de evaporarse en el follaje, la tierra, los ríos, lagos y el océano donde se cierra el ciclo hidrológico. En definitiva, la recuperación del agua no es más que una manifestación del proceso cíclico continuo que experimentan los recursos naturales del planeta.

Estudio de la capacidad de biofijación de CO2 de una laguna algal de alta tasa en condiciones del trópico

Cerón Hernández, Víctor Alfonso | 2014-10-23

Se denominan sistemas de algal de alta tasa por la mejora en el rendimiento o productividad en la biomasa y en la capacidad de tratamiento de aguas residuales. En este, la fotosíntesis es un proceso fundamental, en donde las algas verdes y cianobacterias reducen el CO2 a expensas del agua con la energía solar capturada por los pigmentos clorofílicos. Con base a estos conceptos se diseñó y construyó un sistema algal de alta tasa que recibía una carga volumétrica de 6.5 gr m-3.d-1 y un caudal promedio de 0,1 m3d-1 provenientes de un acople tecnológico (Laguna anaerobia de alta tasa + Humedal de Flujo Sub-superficial) para el tratamiento de lixiviado de relleno sanitario. En este sistema se monitoreo variables fisicoquímicas como pH, Oxígeno Disuelto (OD), Conductividad Eléctrica (CE) y Potencial de Oxido-reducción (PotRedox) empleando una sonda multiparametrica WTW Modelo 340i. La Clorofila a se determinó empelando un Fluorometro AquaFluorTMTuner y de estableció la productividad en biomasa. Así mismo, semanalmente se determinó COD (Carbono Orgánico Disuelto), Alcalinidad, Fosfatos (PO4-P), DQO total y filtrada (Demanda Química de Oxigeno), NTK (Nitrógeno Total Kjeldahl), N-NH4 (Nitrógeno Amoniacal), N-NO3 (Nitratos) y Cromo IV (Cr+6) durante el periodo de Enero-Julio de 2013. El potencial de Fijación de CO2 de las algas se determinó mediante balances de masa. Por otro lado, se determinó hasta la taxa más específica posible las células algales establecidas, empleando técnicas de microscopia clásica (Taxonomía) y métodos moleculares (DGGE y Secuenciación). Para el análisis de los datos recolectados durante el periodo de muestreo se empleó un test de Friedman y el Test de Wilcoxon, para analizar los Flux de gas y las concentraciones de entrada y salida del Cromo VI. Según el análisis de las variables físicas, el sistema se comportó como un sistema aerobio, presentando todas las condiciones para que se genera un fotooxidación de los compuestos orgánicos e inorgánicos, alcanzando concentraciones de oxígeno disuelto superiores a 20 mgL-1, niveles de pH superiores a 8 y potenciales redox superiores a 300 mV. Estas condiciones, permitieron un crecimiento algal similar a lo reportado por otros sistemas. Alcanzando una productividad de 7.2 g.m-2.día-1 de biomasa algal, valor que puede considerarse alto considerando que la unidad estaba tratando lixiviado de relleno sanitario. Por otro lado el sistema alga de alta tasa, presentó una buena eliminación de NTK filtrado, N-NH4 Filtrada y Nitratos con 38.4 %, 36.7 % y 25 % en carga aplicada, respectivamente. El ortofosfato (P-PO4-2) por su parte, presentó una eliminación del 8,2 % siendo alta según los reportes para esta clase de sistemas. En términos de materia orgánica el bioreactor obtuvo una eficiencia de eliminación de 71 % en DBO5 y 31.5 % de DOQ filtrada. La cantidad de carbono fijado por la las algas a través de la Fotosíntesis en el reactor durante el tiempo de la experimentación, fue de 26.1 g de C d-1 y -18.1 g de C. d-1.m-2, valores similar a lo reportado por en otros estudios. Mediante el Test de Friedman se encontraron diferencias significativas en las variables como materia orgánica (COD, DQOF) y nitrógenos (NTK, NTKF, N-NH4, N-NO3) dado que el valor-p es menor que 0.05, siendo la entrada la que más diferencias tenía con respecto a los demás puntos de muestreo, comprobando así que el sistema algal de alta tasa realizó una transformación de los contaminantes. Así mimo, se encontraron diferencias significativas (p-valor < 0.05) en los flux diurnos y nocturnos, demostrando estadísticamente que el sistema tiene dos comportamientos en términos del CO2, el cual depende de la luz solar. Respecto al Cromo hexavalente, la laguna alcanzó una eliminación superior al 80 % y diferencias significativas (p-valor < 0.05) en las concentraciones de este metal en la entrada y salida del sistema. Al presentarse una mayor concentración a la entrada del sistema. Esta eliminación o retención del Cromo hexavalente, se pudo haber presentado por procesos mediados por la actividad fotosintética y microorganismos presentes mediante adsorción física, intercambio de iones y quimiosorción, precipitación química, reacciones redox o cristalización en la superficie celular, entre otros mecanismos. En lo relacionado a la identificación de organismos algales y bacterias del sistema, se encontraron 16 especies algales diferentes, de estos 10 pertenecen a la Clase Chlorophyceae, dos a la Chlamydophyceae y dos a la Cryptophyceae. De estas especies, se encontró que para Chilomonas insignis y Chroomonas coeruelea no existen reportes científicos de la presencia de estos organismos en este tipo de unidades tratando aguas residuales. Por otro lado, se determinó la presencia de bacterias pertenecientes a consorcios de oxidadoras de Nitritos y Amonio, quienes guardan una posible relación comensalista con los grupos algales en el sistema. En conclusión a pesar de que se trató de un residuo muy complejo y heterogéneo como lo es el lixiviado de relleno sanitario, el sistema algal de alta tasa operó durante el periodo del estudio sin grandes inconvenientes, presentado unas adecuadas eficiencias de eliminación de contaminantes (materia orgánica, nutrientes, Cr VI) y aportando grandes beneficios con la bio-fijación de CO2.

Evaluación a escala de laboratorio del proceso foto-fenton a ph circumneutral para la eliminación de compuestos farmacéuticos en agua residual doméstica

Madera-Parra, Carlos Arturo | 2022

Se ha demostrado que la presencia de contaminantes emergentes de origen farmacéutico en el agua genera impactos negativos en la salud humana y animal. Una de las principales razones que asegura la presencia de estos contaminantes es que las barreras de tratamiento en una planta de aguas residuales no son suficientes para su eliminación. Es por esto que se ve en la necesidad de buscar un tratamiento adicional que permita su eliminación. En el presente trabajo se evaluó el proceso de Foto-Fenton a pH circumneutral usando ácido húmico como agente quelante. Se aplicó la metodología de superficie respuesta (MSR) para definir las mejores condiciones de operación en términos de la relación molar Fe+3: ácido húmico (1:2 a 1:10) y concentración de peróxido (50 a 150 mg/L), usando la eficiencia de remoción de COT como variable de respuesta; sin embargo debido a que no se encontró un resultado concluyente desde el punto de vista estadístico se seleccionó la condición de operación a partir de las eficiencias de eliminación de COT más altas (relación molar 1:6.8 para Fe+3: ácido húmico y 100 mg/L para H2O2). Esto teniendo en cuenta que el 50% de los datos de eliminación de COT fueron negativos, asociado a la adición de ácido húmico, a la fluctuación en el contenido de materia orgánica debido a que se trabajó con agua residual real sin acondicionamiento previo y la influencia del método de detección analítica para determinar COT. Como unidad experimental se usaron erlenmeyers de 250 ml, operando bajo condiciones batch, sometidos a agitación constante y bajo una lámpara de luz fluorescente (SYLVANIA F325 - 32W T8 Luz Día) funcionando durante un periodo de 3 horas. Los ensayos a escala de laboratorio se realizaron con muestras de efluente de la PTAR Cañaveralejo. Se aplicó el tratamiento con la condición de operación seleccionada tomando como variable respuesta la eficiencia de eliminación de compuestos farmacéuticos. Los resultados arrojaron eficiencias de eliminación máximas para diclofenaco de 92%, ibuprofeno de 51%, naproxeno 38%, y paracetamol de 50% pero también, unos resultados no tan favorables para gabapentina de 19% y gemfibrozil de 18%. Los resultados de eficiencias de eliminación de compuestos farmacéuticos fueron variables y bajos en comparación con otros estudios similares, lo cual se pudo asociar con la complejidad del agua residual, la presencia de interferentes y la baja concentración de hierro en el efluente de la PTAR-C.