Documento de Articulos Cientificos

8/15/2019 Documento de Articulos Cientificos

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JOSE ANDRES BAYAS URQUIZO06 DE JUNIO DEL 2015

TEMA: comparaci! "!#r" $#ra#ami"!#o %" a&'a( r"(i%'a)"( por'! (i(#"ma pi)o#o %" *'m"%a)"( ar#i+cia)"(: ",a)'aci! %" )ar"moci! %" )a car&a or&-!ica. / $"(#'%io %" comparaci! %")#ra#ami"!#o %" a&'a( r"(i%'a)"( %om(#ica( '#i)ia!%o )"!#"a(

/ 3'c*! %" a&'a "! *'m"%a)"( ar#i+cia)"(.

INTRODU44ION

El agua es un recurso crucial en el desarrollo de la vida por lo tanto se

necesita una dotación de agua en calidad y en cantidad sufciente parael consumo humano, debido al uso que le damos el agua proveniente de

viviendas industrias y de las lluvias, el agua está contaminada con

presencia de muchos contaminantes, donde uno de los más

desavorables y diíciles de eliminar es la materia orgánica entonces

teniendo en cuenta aspectos undamentales sobre contaminación en el

agua y a su vez daños ambientales que esta produce en la naturaleza se

han creado plantas procesadoras de agua contaminada las cuales son

muy efcaces pero a su vez son muy costosas, es por ello que se han

desarrollado nuevas técnicas y procesos mediante los cueles se

pretende obetivos principales de tener un costo económico y a la vez

ser efcientes !"ariana #omero $guilar, %&&'( !)uan *ablo #odríguez+

"iranda, %&-(



.ráfco/ 0umedal $rtifcial

1uente/ $rtículo científco de tratamiento de aguas residuales, Carlos A.

Arias I., Hans Brix !"ariana #omero $guilar, %&&'(

*ara un tratamiento de agua e2isten indicadores directos tanto ísicos

químicos y bilógicos que nos dan características del agua proveniente y

podremos establecer procesos para su depuración, en "é2ico

apro2imadamente se recibe un tratamiento de aguas residuales de un

3-4 de un apro2imado de %&&m35s que se generan por lo que se debeponer más énasis en el tratamiento de aguas residuales desarrollando

técnicas económicas sin bien el humedal es una transición artifcial del

agua que da prioridad a la eliminación de materia orgánica por lo que se

ve orientada a las aguas residuales domésticas6 !"ariana #omero

$guilar, %&&'(

7ebido a que los humedales artifciales inferen mucho al costo de

plantas de tratamiento tecnifcadas se a echo un atractivo como un

sistema natural de depuración de aguas residuales ya que tienen

componentes más sencillos y que a su vez se encuentran con acilidaden la naturaleza así como plantas población microbiana y en base al tipo

de planta se podrá identifcar el tipo de nutrientes e2istentes en las

aguas residuales para que las plantas consuman esos elementos

degradando a compuestos nitrogenados en elementos más simples y a

su vez degradando la materia orgánica, en este trabao mediante un

indicador de carga orgánica 789 compararemos la remoción de materia

%



orgánica que tuvo el agua tratada al culminar el tratamiento así como

nutrimentos como el nitrógeno y el ósoro, los cuales ueron analizados

en época de lluvias y de estiae6 $simismo, se calculó el tiempo de

retención hidráulico y la efciencia de remoción global del sistema6

!"ariana #omero $guilar, %&&'(

El tener agua de calidad no solo implica para un consumo humano sino

también tener agua de calidad para los ecosistemas, debido a que el

agua no tratada se a convertido en un problema ambiental y el agua es

un recurso renovable se intenta desarrollar técnicas con las cuales

podremos reutilizar el agua mediante plantas de tratamiento de agua

residual, las cuales son caras entonces podemos generar técnicas

eectivas con menor presupuesto aplicando humedales artifciales los

cuales implican a canales de agua e2puestos a la atmosera y el ondo,

constituido por un medio granular en grava de dierentes diámetros, conbarreras de vegetación que emergen y con niveles de agua poco

proundos6 En ellos se da una interacción entre plantas, medio de

soporte, bacterias y agua, de tal orma que los contaminantes son

degradados a través de diversos procesos fsicoquímicos y biológicos6

!)uan *ablo #odríguez+"iranda, %&-(

:on el presente análisis e2perimental obtendremos porcentaes de

remoción de materia orgánica y a su vez los procesos de estabilización

mediante dos plantas de tratamiento con undamentación en buchón de

agua y en lentea de agua respectivamente6 !)uan *ablo #odríguez+"iranda, %&-(

DIS4USIN

$rticulo *rincipal/ ;ratamiento de aguas residuales por un sistema piloto

de humedales artifciales/ evaluación de la remoción de la carga

orgánica

3



#E<=>;$79<

RESULTADOS

<e permitió determinar el tiempo de retención

hidráulica en el humedal artifcial, que para este

trabao ue de cinco días, ya que al fnal de este

período se presentó la menor concentración !?& mg5>(,

con una remoción de la carga orgánica mayor a ?& 4

con respecto a la concentración inicial en el agua6

7espués de los cinco días de retención en el sistema se

presentaron incrementos en la concentración de la

7896

*or otra parte, los contenidos de 789 suben debido al

arrastre de raíces o desprendimiento de la biopelícula

ormada alrededor de los rizomas, las concentraciones

de los nutrimentos y de la carga orgánica en el

in@uente y el e@uente son aectadas por cambios en el

volumen del agua en el sistema, debido a los eectos

de la precipitación pluvial, de la evaporación y de la

evapotranspiración6

RESULTADOS

A



OIDA4ION

En condiciones naturales, dicha materia orgánica puede

ser biodegradada lentamente !o2idada( hasta :9% y

0%9 mediante un proceso que puede tardar desde unas

pocas semanas hasta unos cuantos cientos de años,

dependiendo del tipo de materia orgánica presente y

de las condiciones de la o2idación6 En las pruebas de

789 se acelera artifcialmente la biodegradación que

realizan los microorganismos, mediante un proceso de

o2idación orzada se presentó una concentración inicial

de -A mg5>, y después de su paso por el sistema, de B

mg5>, lo que signifca una remoción de '?6B3 46 *ara el

muestreo realizado en la temporada de lluvias, la

concentración inicial en el agua residual ue de 3&-

mg5> y a la salida del sistema, de 3& mg5>, lo que

representa '&6% 4 de remoción

OIDA4ION

7(8oro #o#a) El ósoro en aguas residuales se encuentra

principalmente como osatos y en ormas orgánicas6

En concentraciones elevadas por la incorporación de

aguas residuales o tratadas, estimula el crecimiento

acelerado de macro y microorganismos, provocando

eutrofzación la concentración de la muestra que

ingresó al sistema ue de &6' mg5> de la cual se

remueve 363 4 en el primer humedal !&6CB mg5>(6 Enel caso del segundo humedal, la concentración del

ósoro total aumenta a &6' mg5>6 $l fnal del sistema,

se presenta una remoción total de %6CB 4 !&6B mg5>(6

En la época de lluvias, la concentración del ósoro total

presentó una concentración de 6'- mg5> antes de su

entrada al sistema y se removió A&63? 4 al fnal del

?



tratamiento

7OS7OROTOTAL

>os procesos pueden perder su efcacia debido a que la

planta e2istente en los humedales ya que las plantas se

saturan en del nutriente y cada vez son menos efcaces

los procesos de fltración6

ES9E4IESNITROENADAS

:omo puede observarse en los resultados de este

trabao, el nitrógeno in@uente en el humedal artifcial

se encuentra como nitrógeno orgánico o amoniacal,

con escasas cantidades de nitratos6 >os procesos de

descomposición y mineralización llevados a cabo por

los microorganismos, transorman este nitrógeno a

nitritos o nitratos !nitrifcación( y fnalmente a D%

!denitrifcación(6

En este trabao y en la época de estiae, la

concentración de DD0AF antes de la entrada de agua

residual al sistema de tratamiento ue de ?C6-' mg5>6

$l fnal del tratamiento, se presentó una remoción del

B36C? 4, con una concentración de ?63? mg5>6 *ara elcaso de la temporada de lluvias, la concentración D

D0AF ue de B36%- mg5> y después del sistema de

tratamiento se presentó una remoción de C'6B& 46

las concentraciones de DD0AF del agua residual bao

tratamiento, que demuestran valores menores durante

el estiae, al igual que en el caso de la 789 y del

-



ósoro total6 <in embargo, en ambas temporadas se

obtiene una remoción importante en la concentración

de DD0AF6

<egundo $rtículo/ Estudio de comparación del tratamiento de aguasresiduales domésticas utilizando lenteas y buchón de agua en

humedales artifciales

RESULTADOS

4o!(#a!#"(ci!#ica(:

>os datos recolectados durante la e2perimentación, y

especialmente en los parámetros de la 789 y 7G9? para

a@uente y e@uente !en ambos humedales(, se sometieron a

un análisis estadístico es decir se determinó una muestra

promedio de contaminantes con los que trabaaremos y en

base a contaminantes iniciales verifcaremos en la salida del

tratamiento de aguas que tan eectivo es la técnica usada, yaque de acuerdo con la necesidad cada tipo de humedal va a

tener distintos rendimientos para la depuración de materia

orgánica

4o!(#a!#"(

ci!#ica(

)"!#"a

%"a&'a

4o!(#a!#"(

ci!#ica(

)"!#"a

>os valores de 7G9? y 788 prácticos varían un ?4 rente a

los valores estadísticos que se pensó y puede ser generado

por la posible asimilación de nutrientes ya que no se quedan

suspendidos y retenidos en el humedal como se planifco por

lo que el estudio se guía a un modelo @uo piston in@uenciado

B



%"a&'a

en gran manera por el movimiento de la masa de agua a

través las raíces de la lentea dentro del reactor6

4o!(#a!#"(

ci!#ica

( para3'c*!%"

a&'a:

El buchón de agua también asimila un @uo pistón pero en la

concentración de materia orgánica es estable a comparación

del anterior

C



R"moci! %"car&a

or&-!ica

>a variabilidad de los dos reactores radica en el tiempo de

retención que se logra a partir de las raíces que retienen

mayor cantidad de nutrientes y descomponen la materia

orgánica ya que e2iste una alta tasa de partículas que no se

retromezclan con las plantas, entonces es la capacidad que

tienen las raíces para absorber y biodegradar materia6

En el estudio de la remoción de materia orgánica el buchón

de agua se asocia meor con el ambiente y los humedales nos

presentan picos má2imos y mínimos correspondientes alclima, en las primeras semanas podemos ver como el

crecimiento de la planta porta materia orgánica y se estabiliza

apro2imadamente en la quinta semana esto es un enómeno

que ocurre por la adaptación de la planta6 $ partir de la

estabilización el buchón de agua contribuye con más del B&4

en remoción orgánica con el buchón de agua y con el uso de

lentea apro2imadamente un ?&4 que son obeto de la

in@uencia del tiempo de retención hidráulico de cada reactor,

el reactor presenta un paso del elemento del @uido muy corto,lo cual genera, en el caso de la lentea, que pierda efciencia

de uncionamiento metabólico, por ello la baa efcacia de la

bioconversión del sustrato en el tiempo de muestreo

'



R"moci! %"car&a

or&-!ica

E8"c#i,i%a% %"

)o(*'m"%

a)"( "!r"moci! %"

(o)i%o(%i('")#

o(

El momento en que el agua circula por los humedales sirve

con un fltro de depuración de solidos disueltos totales lo cual

es gracias a la conormación de los humedales siendo el

buchón de agua el reactor con el cual se absorbe mayor

cantidad de solidos presentes

E8"c#i,i%a% %" )o(*'m"%a)

"( "!

&



r"moci!

%"(o)i%o(

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4o!%'c#i,i%a%

7ebido a la dinámica del cuerpo que circula por el humedal

se presenta una variabilidad en la conductividad del agua

residual

4o!%'c#i,i%a%

p*El p0 obtenido durante en el periodo de operación del

sistemaH en el agua residual a@uente se registran valores

tendientes a la neutralidad, al igual que en el e@uente del

reactor con buchón de agua, lo cual no muestra cambiorelevante en el paso del agua por el sistema, pero sí de la

presencia del nitrógeno amoniacal de orma ionizada

aumentando de esta orma los sólidos disueltos totales6 *or

otra parte, se puede observar el aumento de p0 !mayor que

C6?( en el reactor de la lentea, generando una volatilización

del amoniaco que puede dar lugar a una posible remoción



del nitrógeno6 ;ambién es importante señalar que,

usualmente, al operar un sistema de humedal artifcial, se

puede encontrar un a@uente con concentraciones

predominantemente altas de p06

p;

A)ca)i!i%a%

En la alcalinidad en los reactores se observa una

variabilidad en los valores del a@uente y aporte de

alcalinidad de la lentea en los valores del e@uente, lo cual

no ocurre con el buchón6

4ON4LUSIONES

%



>a carga orgánica del sistema se comportó de la siguiente manera/ la

789 presentó una mayor remoción durante temporada de estiae !'?6B3

4 comparativamente con '&6% 4 en temporada de lluvias(6 En términos

globales, la remoción de la materia orgánica en el tercer módulo es

mayor, probablemente como producto de la descomposición de lamisma por las biopelículas microbianas ormadas sobre el tezontle y por

la presencia de las dos especies de plantas instaladas en este módulo6

El diseño del 0$ aplicado en el sistema no incluyó el análisis del

comportamiento de la carga orgánica, de los nutrimentos y de los

microorganismos del agua residual en un módulo sin plantas !sólo

sustrato(6 El sustrato es un material importante ya que cumple con

varias unciones como ser el medio de soporte de los microorganismos y

de las plantas, además de uncionar como medio fltrante para retenerlos sólidos suspendidos que se depositan en la superfcie del sustrato,

para luego ser degradados por los microorganismos6

>os resultados obtenidos durante el tiempo de operación del sistema

permiten concluir que el reactor con meor rendimiento ue el diseñado

con buchón de agua, debido a que el porcentae de remoción de

7G9? que éste presentó a partir de su periodo de estabilización obtuvo

rangos entre el B& y C-4, en comparación con el reactor con lentea de

agua, que alcanzó remociones promedio de ?C4 para el mismo periodo6

El reactor con lentea le aporta elementos que aumentan el p0 al agua,

dado que presentó valores má2imos de , debido a condiciones

biológicas propias de la plantaH a dierencia del reactor con buchón, que

presentó valores de p0 de - a C, avoreciendo así la estabilización del

sistema y remociones óptimas de la materia orgánica6

*ara lograr remociones óptimas en el reactor con lentea de agua, se

hace necesario operar por un mayor tiempo el sistema, hasta lograr su

completa estabilización, evidenciando con ello que el reactor con buchón

de agua requiere periodos de tiempo más cortos para lograr elrendimiento esperado6

>a implementación de humedales artifciales es una alternativa viable

para el tratamiento de agua residual doméstica, debido a que no

requiere altos costos de operación y mantenimiento, acilitando la

3



implementación en nIcleos sociales con baos recursos económicos, los

cuales no tienen acceso a tratamientos más avanzados6

En términos de los modelos hidráulicos de @uo en los humedales, se

puede establecer que con una constante cinética real, el buchón y la

lentea presentan un modelo de @uo pistónH esto, segIn los resultadosde comparación obtenidos, lo cual establece que para el diseño a escala

real en estas condiciones, se deben diseñar bao estas consideraciones

hidráulicas y de estabilización de la materia orgánica6

RE7EREN4IAS

)uan *ablo #odríguez+"iranda, E6 .6 !%&-(6 Estudio de comparación deltratamiento de aguas residuales domésticas utilizando lenteas y

buchón de agua en humedales artifciales6 SCIELO, '6

"ariana #omero $guilar, $6 :606 !%&&'(6 ;ratamiento de aguas

residuales por un sistema piloto de humedales artifciales/

evaluación de la remoción de la carga orgánica6 SCIELO, %&6

A

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