Tratamiento de aguas residuales usando suspensión de sólidos en fosa séptica, biofiltros con material inorgánico, humedales artificiales de flujo sub-superficial y aireado, para la remoción de contaminantes.

Abstract

Este Megaproyecto consistió en desarrollar y evaluar una planta piloto para el tratamiento de aguas residuales con tecnología natural/biológica para la Universidad del Valle de Guatemala. La planta piloto constaba de una fosa séptica, dos biofiltros con material filtrante inorgánico, humedales artificiales con plantas emergentes y un aireador difusor. La fosa séptica tenía como objetivo tratar el agua residual removiendo diferentes contaminantes que se evaluaron a lo largo del tiempo. Para los contaminantes evaluados, la fosa séptica tuvo una eficiencia promedio de 86.44 ± 9.70 % para la remoción de sólidos suspendidos totales, 32.94 ± 36.05% para el nitrógeno en forma de nitratos y 79.23 ± 30.68% de la demanda bioquímica de oxígeno. Se verificó si el material filtrante inorgánico CPVC tenía altos niveles de remoción de contaminantes, al igual que con el material filtrante “BioBalls”. El biofiltro con material filtrante CPVC tuvo una eficiencia de remoción de 65.82% ±0.19 para DBO, 79.35% ±7.6057x 10ˉ³ para DQO, 89.24 ±2.5213x 10ˉ³ para el nitrógeno total, 85.78% ±1.8239x 10ˉ³ para fósforo total y 86.46% ±1.7039x 10ˉ⁶ para SST. El sistema de humedales presentó una eficiencia de remoción de contaminantes en el primer paso de 87.59 ± 6.19% para SST, 83.19 ± 13.00% para el nitrógeno total, 67.70 ± 18.83% para el fósforo total, 38.31±6.19% para el DBO₅ y un 53.80 ± 40.74% de eficiencia para la remoción de coliformes fecales. En el segundo paso la eficiencia de remoción de los contaminantes fue de 52.00 ± 21.76% para SST, 48.69 ± 22.68% para nitrógeno total, 40.98 ± 17.85% para fósforo total, 25.35±10.72% para el DBO₅ y 23.61 ± 0.98% para la remoción de coliformes fecales. El aireador difusor de tubo perforado y lecho de anillos tuvo como objetivo completar la purificación del agua tratada, oxidando los metales presentes y eliminando los gases de CO₂, CH₄ y el azufre proveniente de la descomposición de proteínas. Se determinó que el valor de KLaes de 0.0105 ± 7.503*10ˉ⁴ minˉ¹, a un flujo de operación de 30.45 m³/día y a las condiciones ambientales promedio de la ciudad de Guatemala,102.2 kPa de presión y temperatura de 18°C a 30°C. La constante K˕ del aireador es -­6.14x10ˉ³± 1.159x10ˉ³ minˉ¹, siendo posible ajustar la constante de transferencia de masa para la operación del mismo sistema a diferentes temperaturas. Se concluyó que el sistema de tratamiento natural de agua residual podría ser eficiente para la remoción de los contaminantes en el agua residual generada en la Universidad del Valle de Guatemala de acuerdo a las mediciones realizadas piloto y se recomienda operar el sistema de tratamiento natural de aguas residuales por un período de aproximadamente un año. Para obtener el comportamiento del agua residual dentro del sistema de tratamiento expuesto a los cambios climáticos que ocurren en el trascurso de un año y ampliar las posibilidades de uso del sistema, como para tratar aguas de otras instalaciones y obtener datos tanto de los contaminantes como recomendaciones para su tratamiento, cobrando por los resultados obtenidos.