14. aguas tratamiento de aguas residuales domésticas
TRANSCRIPT
Más información en: [email protected] www.upla.cl/jovenesinvestigadores
14. Aguas
Tratamiento de aguas residuales domésticas grises con filtro
lento y macrófitas flotantes libres.
Jara Ortiz, Eliana Gabriela.
Orientador: Duarte Armoa, Hugo César
Universidad Nacional del Este
Facultad de Ingeniería Agronómica
Μinga Guazú – Alto Paraná - Paraguay
[email protected], [email protected]
RESUΜEN
El trabajo fue realizado en el barrio San José de Ciudad del Este, Alto Paraná –
Paraguay y consistió en un sistema de tratamiento del agua generada después de las actividades de limpieza del hogar para mejorar su calidad en sus propiedades físicas, químicas y microbiológicas para su posterior reutilización. Se ha comparado
los resultados con la resolución 222/02 de la SEAΜ y reglamentaciones Internacionales, para definir a qué tipo de agua pertenece luego de culminar el
tratamiento. El sistema de tratamiento constó de tres secciones, el primer tanque actuaba como registro conectado a un fregadero por medio de tubos de PVC y el mismo conectado al otro tanque que actuaba como filtro con arena y grava. El
agua filtrada por este sistema pasó al humedal artificial constituido por macrófitas flotantes libres con el objetivo de que las mismas mejoren la calidad del agua. El
tipo de investigación fue de carácter descriptivo con diseño no experimental de corte transversal. Los resultados obtenidos con este sistema de tratamiento, comparados con las reglamentaciones nacionales e internacionales arrojaron
resultados considerando al agua tratada apta para el uso asignado en cuanto a sus propiedades físicas y químicas analizadas. Sin embargo las propiedades
microbiológicas evidencian resultados positivos en los primeros 8 días de tratamiento; no así en los siguientes 8 días, lo que indica que se debe seguir un
tratamiento de cloración para la posterior utilización del agua.
Palabras claves:
Tratamiento, agua, macrófitas, filtro.
Más información en: [email protected] www.upla.cl/jovenesinvestigadores
1. INTRODUCCION
Existe una presión sobre los recursos hídricos a nivel mundial. Según la
UNESCO (2003) el 60% del agua dulce disponible en el planeta se destina a la
agricultura, representa el 23 % a la industria y el 8% al consumo doméstico.
La disposición final de las aguas residuales producidas por las diferentes
actividades humanas (principalmente usos domésticos e industriales) representa
un problema cuya magnitud está en constante incremento y que se ve agravado
cuando se trata de grandes urbes. (Delgadillo, O. 2010: 7).
Para atenuar los contaminantes presentes en las aguas residuales existen
tratamientos tales como el uso de las plantas acuáticas, denominadas macrófitas y
como la grava. Este sistema de tratamiento se denomina fitodepuración.
La relevancia del trabajo, radica en el abordaje del problema de los
desechos líquidos producidos por las actividades domésticas, planteando una
solución para el manejo posterior de dichos desechos. Este tratamiento es una
opción para disminuir la contaminación de las aguas superficiales, subterráneas y
el suelo, así como también reutilizar el agua tratada aprovechando los nutrientes
presentes en ellos; siendo el factor motivador para la elección del tema de
investigación.
Es importante destacar que el procedimiento utilizado en los tratamientos
tuvo como fin imitar a la naturaleza, tanto en la aplicación del filtro lento de arena,
como en el humedal artificial en sus diferentes procesos: físico, químico y
biológico.
Fue necesario comprobar la eficacia de este sistema de tratamiento de
aguas residuales domésticas, siendo referencia las reglamentaciones.
Más información en: [email protected] www.upla.cl/jovenesinvestigadores
2. OBJETIVOS
2.1 General
Analizar los tratamientos de aguas residuales domésticas grises con filtro lento y
macrófitas flotantes libres.
2.2 Especifico
Identificar los compuestos disueltos en las aguas residuales domésticas grises.
Determinar las propiedades físicas, químicas y microbiológicas del agua residual
doméstica antes del tratamiento.
Determinar las propiedades físicas, químicas y microbiológicas del agua residual
doméstica después del tratamiento con filtro lento.
Determinar las propiedades físicas, químicas y microbiológicas del agua residual
doméstica tratada con filtro lento y macrófitas flotantes libres (Pistia stratiotes y
Eichhornia crassipes).
Describir los resultados de los análisis de las comparaciones con reglamentaciones
Nacionales e Internacionales
3. ΜATERIALES Y ΜÉTODOS
a. Localización
La instalación de los dos sistemas de tratamientos se realizó en la casa del Señor
Ramón Ortiz, localizado en el barrio San José, Fracción Victoria, avenida Dr.
Amado Benítez Gamarra, Distrito de Ciudad del Este, Departamento del Alto
Paraná de la República del Paraguay.
Más información en: [email protected] www.upla.cl/jovenesinvestigadores
Los análisis laboratoriales de agua se realizaron en la Facultad de Ingeniería
Agronómica, ubicada en el km 17,5 en el Distrito de Minga Guazú, Departamento
del Alto Paraná del citado país.
b. Tipo y diseño de la Investigación
La investigación fue de carácter descriptiva con diseño no experimental de corte
transversal. (Sampieri, H. 2006)
c. Método
Fue aplicado el método cuantitativo. La investigación aplicó la metodología de
campo y documental para la recopilación de los datos correspondientes.
Se instaló un sistema de tratamiento de agua residual que constó de las siguientes
partes:
Gráfico Nº 1. Flujograma del proceso de generación y tratamiento de aguas
residuales grises. Fuente: Elaboración propia (2013).
4. RESULTADO Y DISCUSIÓN
Los compuestos dispuestos encontrados en el agua residual doméstica gris son:
(Silva, J. 2008).
• Sólidos suspendidos y coloidales: el agua residual contiene una variedad de
materiales sólidos que varían desde hilachas hasta materiales coloidales (Crites,
R. 2004: 33)
Más información en: [email protected] www.upla.cl/jovenesinvestigadores
• Materia orgánica: Es la materia procedente de los seres vivos. La materia
orgánica en aguas residuales se constituye básicamente de proteínas, aceites y
grasas. (Crites, R. 2004: 57)
• Materia inorgánica: Está constituida por trozos de rocas, minerales. (Crites, R.
2004: 48).
• Fósforo: es importante en el crecimiento de algas y otros organismos biológicos.
Debido al nocivo crecimiento incontrolado de algas en aguas superficiales, se han
realizado controles en la cantidad de compuestos del fósforo provenientes de
descargas de aguas residuales domésticas. (Crites, R. 2004: 52)
Así como también se encuentran presentes microorganismos en el medio. Estos
son:
• Bacterias: uno de los principales grupos de bacterias patógenas presentes en
aguas residuales escherichia colli, el cual contiene una gran variedad de especies
que pueden causar enfermedades en humanos y animales. (Crites, R. 2004: 80)
La cuantificación de estos componentes es condición necesaria para definir una
estrategia de tratamiento que garantice técnica y económicamente una calidad del
agua residual tratada adecuada para su uso posterior y para minimizar el riesgo
potencial para la salud pública y el ambiente ( Silva, J. 2008).
Los resultados laboratoriales en cuanto a los parámetros físicos antes del
tratamiento evidencian que el olor se le calificó como virtualmente ausente. El olor
durante el tratamiento con el filtro lento solo en una oportunidad se presentó de
forma putrefacta debido al metabolismo de ciertas bacterias anaeróbicas presentes
en el agua residual y por la existencia de altas concentraciones de sulfuros y
sulfatos por la descomposición microbiológica de la materia orgánica contenida en
el agua. (Μorgan, J. 2002: 2).
Más información en: [email protected] www.upla.cl/jovenesinvestigadores
El olor la final del tratamiento solo en una oportunidad nuevamente se presentó en
forma putrefacta por las mismas razones presentadas en el filtro lento.
Gráfico Nº 2. Variación de la Turbidez. Fuente: Elaboración propia. 2014.
La turbidez al final del tratamiento evidencia un resultado positivo reduciéndolo
hasta un 82% luego de haber pasado por el filtro, pero considerando el resultado
antes del tratamiento y realizando la diferencia con el tratamiento final, evidencian
que se redujo hasta un 90.1 %
Más información en: [email protected] www.upla.cl/jovenesinvestigadores
Gráfico Nº3. Variación de Solido Disuelto. Fuente: Elaboración propia. 2014.
Al culminar el tratamiento con las macrófitas los resultados de los sólidos disueltos
evidencian que se redujeron hasta un 46% luego de haber pasado por el filtro,
pero considerando el resultado antes del tratamiento y realizando la diferencia con
el resultado del tratamiento final, evidencian que se redujo en un total de 61%.
Más información en: [email protected] www.upla.cl/jovenesinvestigadores
Gráfico Nº4. Variación de la conductividad eléctrica Fuente: Elaboración Propia.
2014.
La conductividad eléctrica al finalizar el tratamiento con las macrófitas esta se
redujo en 45.3% luego de haber pasado por el filtro, pero considerando el
resultado antes del tratamiento y realizando la diferencia con el tratamiento final
esta se redujo en un 62%. Estas reducciones se deben a que la conductividad
eléctrica es un parámetro sustituto de la concentración de solidos disueltos y estos
se fueron disminuyendo al pasar por la secciones de la planta de tratamiento.
Al culminar el tratamiento con las macrófitas flotantes libres, el resultado
evidencia que aumento el pH 0.2 % no afectando ya que se encuentra dentro del
límite admisible luego de haber pasado por el tratamiento del filtro. Las
características de un efluente doméstico alcanzan un pH de 6.5 a 8.5, la cual
ayuda a que se realice con facilidad su tratamiento. (Crites, R. 2004: 49).
-100
0
100
200
300
1 2 3 4 5
82,5 82,5 82,5 82,5 82,542
72 55
172
58
250
26
9060 78
-22,2 -22,2 -22,2 -22,2 -22,2
DUREZA TOTAL
REGISTRO
FILTRO
HUMEDAL
% DE VARACION
Gráfico Nº 6. Variación de la Dureza Total Fuente: Elaboración propia. 2014.
Al culminar el tratamiento con las macrófitas, luego de haber pasado por el filtro el
resultado evidencia que aumentó un 26.3%, siempre manteniéndose dentro del
límite admisible de la Resolución 222/02. La dureza del agua es beneficiosa en
agua de riego, porque los iones alcalinotérreos tienden a flocular (producir
agregado), las partículas coloidales del suelo, y por consiguiente aumenta la
Más información en: [email protected] www.upla.cl/jovenesinvestigadores
permeabilidad del suelo. La dureza total va directamente relacionada con la
cantidad de calcio y magnesio demostró niveles bajos caracterizándola como agua
blanda, ya que se encuentran cantidades mínimas de sales (Gavidia, V. 2006) no
afectará a las plantas pero si a las conexiones de tubería.
Gráfico Nº 7. Variación del Calcio Fuente: Elaboración propia. 2014.
Los resultados del calcio después del tratamiento con las macrófitas flotantes libres
evidencian valores permisibles según la Legislación Venezolana que establece una
concentración de 200 mg/l de calcio para aguas destinadas al riego de vegetales,
lo cual especifica que son aptas para riego de hortalizas, legumbres consumidas en
crudo, frutas sin remoción de piel, riego de cultivos arbóreos, cereales y de forraje.
Más información en: [email protected] www.upla.cl/jovenesinvestigadores
Gráfico Nº 8. Variación del Magnesio. Fuente: Elaboración propia. 2014.
La Norma para el Control de la Calidad de los cuerpos de agua de Venezuela,
establece para el Magnesio 70 mg/l como límite máximo de concentración, en
aguas destinadas al riego de hortalizas, legumbres consumidas en crudo, cereales,
y cultivos arbóreos. La aportación de este elemento por parte del agua de riego,
hay que tenerla presente en la fertilización magnésica.
Más información en: [email protected] www.upla.cl/jovenesinvestigadores
Gráfico Nº 9. Variación del Oxígeno Disuelto. Fuente: Elaboración propia 2014.
El oxígeno disuelto se mantuvo superior a 6mg/l hasta al final del tratamiento
evidenciando un resultado favorable para las actividades de la clase de agua
clasificada. Se establece una concentración de 7-5 a 9.0 mg/l de oxígeno disuelto
para aguas destinadas al riego de vegetales.
Gráfico Nº 10. Variación del Fosfato. Fuente: Elaboración propia. 2014.
Las aguas residuales domésticas tienen una concentración de fósforo total de
aproximadamente 5-15mg/l, en exceso causa al igual que los nitratos, los
fenómenos de Eutrofización. (Bódalo, A. 2002). El fosfato al final el tratamiento
con las macrófitas realizando la diferencia con el resultado antes del tratamiento
este se redujo en un 27.9% manteniéndose fuera del límite admisible.
Más información en: [email protected] www.upla.cl/jovenesinvestigadores
Gráfico Nº 11. Variación de Coliformes Fecales. Fuente: Elaboración propia.
2014.
Gráfico Nº 12. Variación de Coliformes Totales. Fuente: Elaboración propia.
2014.
Los resultados de coliformes fecales y totales en los primeros 8 días de la
extracción de las muestras evidencian que se encuentran dentro del límite
admisible establecida por la Resolución 222/02 de la SEAΜ debido a que la
Más información en: [email protected] www.upla.cl/jovenesinvestigadores
capacidad de reproducción de los coliformes fecales fuera del intestino de los
animales homeotermos es favorecida por la existencia de condiciones adecuadas
de materia orgánica, pH, humedad. Algunos son autóctonos de aguas con residuos
vegetales, como hojas en descomposición.
4. CONCLUSION
El tipo de agua obtenida después del tratamiento utilizando como referencia la
resolución 222/02 de la SEAΜ y los parámetros Internacionales que la DIGESA
recomienda, el agua pertenece a la clase 1.
La determinación de las propiedades físicas antes del tratamiento demostró que
solo la turbidez se encontraba fuera del límite admisible, pero al ser tratado con el
filtro lento y las macrófitas flotantes libres estas se redujeron considerablemente.
En la determinación de las propiedades químicas antes del tratamiento y al final,
los resultados de la dureza total que va directamente relacionada con la cantidad
de calcio y magnesio demostraron niveles bajos caracterizándola como agua
blanda.
El fosfato al final el tratamiento con las macrófitas realizando la diferencia con el
resultado antes del tratamiento este se redujo en un 27.9% manteniéndose fuera
del límite admisible.
Se evidencia el aumento del pH 0.2 % no afectando ya que se encuentra dentro
del límite admisible luego de haber pasado por el tratamiento del filtro El oxígeno
disuelto se mantuvo superior a 6mg/l hasta al final del tratamiento.
Mientras que la determinación de los coliformes fecales y totales en los primeros 8
días del tratamiento dieron resultados positivos, considerándole apto para riego,
los 8 días restantes el agua queda inutilizable por la proliferación de coliformes.
Considerando que el agua no es apta en cuanto a sus propiedades microbiológicas.
Más información en: [email protected] www.upla.cl/jovenesinvestigadores
5. REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS
Bódalo, A. (2002). Química en Murcia. 50 Aniversarios de los Químicos en España.
479p
Crites, R. (2004). Tratamiento de Aguas Residuales en Pequeñas Poblaciones.
McGraw Hill. México. 576p.
Delgadillo, O. (2010). Depuración de Aguas Residuales por Medio de Humedales
Artificiales. Seria técnica. Bolivia. 438p.
Μorgan, J. (2002). Malos olores en plantas de tratamiento en aguas residuales, su
control a través de procesos Biotecnológicos. Sagastune, México 2002.
Sampieri, H. (2006). Metodología de la investigación. McGraw-Hill Interamericana.
México.736p.
Silva, J. (2008). Reuso de aguas residuales domésticas en Agricultura. Colombia.
352p.
UNESCO. 2003. Depuración de Aguas Residuales por (MarcadorDePosición1) Medio
de Humedales Artificiales. Seria técnica. Bolivia. 754p.