EVALUACIÓN DE FILTROS ANAEROBIOS DE FLUJO ASCENDENTE (FAFAs) CON MEDIO DE SOPORTE EN GUADUA PARA LA REMOCIÓN DE MATERIA ORGÁNICA DE UN AGUA RESIDUAL SINTÉTICA YOLIMA CONSTANZA BATERO CORREA ERIKA MILENA CRUZ OLIVEROS UNIVERSIDAD TECNÓLOGICA DE PEREIRA FACULTAD DE TECNOLOGÍAS ESCUELA DE TECNOLOGÍA QUÍMICA PEREIRA, RISARALDA 2007 EVALUACIÓN DE FILTROS ANAEROBIOS DE FLUJO ASCENDENTE (FAFAs) CON MEDIO DE SOPORTE EN GUADUA PARA LA REMOCIÓN DE MATERIA ORGÁNICA DE UN AGUA RESIDUAL SINTÉTICA YOLIMA CONSTANZA BATERO CORREA ERIKA MILENA CRUZ OLIVEROS Tesis de grado presentada como requisito para optar el título de tecnólogo en química Director JUAN MAURICIO CASTAÑO ROJAS Ingeniero Químico M. Sc. UNIVERSIDAD TECNÓLOGICA DE PEREIRA FACULTAD DE TECNOLOGÍAS ESCUELA DE TECNOLOGÍA QUÍMICA PEREIRA, RISARALDA 2007 NOTA DE ACEPTACION DEL TRABAJO DE GRADO EVALUACIÓN DE FILTROS ANAEROBIOS DE FLUJO ASCENDENTE (FAFAs) CON MEDIO DE SOPORTE EN GUADUA PARA LA REMOCIÓN DE MATERIA ORGÁNICA DE UN AGUA RESIDUAL SINTÉTICA Presentado por: YOLIMA CONSTANZA BATERO CORREA ERIKA MILENA CRUZ OLIVEROS Los suscritos director y jurados del presente trabajo de grado, una vez revisada la versión escrita y presenciado la sustentación oral, decidimos otorgar: La nota de: ____________________ Con la connotación: ____________________ Para constancia firmamos en la ciudad de Pereira hoy: ____________________ El director: _______________________ Nombre: Juan Mauricio Castaño Rojas Jurado: __________________________ Nombre: Jurado: __________________________ Nombre: DEDICATORIA Erika: Al Creador por la sublime y maravillosa experiencia de existir y de disfrutar de todo lo grandioso que Él nos brinda, por su infinito amor, por su compañía y guía para conquistar niveles superiores, por permitirme ser un instrumento de su paz y cumplir con mi misión, porque la carrera que he emprendido sea para su honra y orgullo, para contribuir con la protección de este hermoso planeta y con el bienestar de todos sus seres. A mi abuela María Vargas, a mi madre Ligia Margarita Oliveros y a la memoria de mi padre Germán Cruz Castro, por sus valiosas enseñanzas que cada día florecen en mí, por sembrar en mí ese deseo inmenso de trascender, por su esmero y motivación para que yo alcance mis sueños e ideales. A mis hermanos Darío, Adriana y Hoover, a mis sobrinos Brandoon, Natalia y Santiago, y a mi novio Leonardo Arenas, por inspirarme, por brindarme su amor y apoyo. Mi gratitud para Ricardo López, Robinson Ramírez, Juan David Valencia, Adriana Barrientos, Diana Acevedo, Jaime Herrera, Jackeline Pulgarín, Katherine Rendón, familia Cruz, por brindarme su cariño, colaboración y motivación. Con todo mi Amor. Yolima: Doy gracias a Dios por darme la vida y por ser la razón de la misma, por la oportunidad de culminar esta etapa con tantas enseñanzas y satisfacciones. A mi familia por su amor, esfuerzo e inspiración para ser una mejor persona. A mi esposo por su amor incondicional y apoyo durante este proceso y a todos los compañeros que con su colaboración amenizaron el camino. AGRADECIMIENTOS Al director del trabajo de grado Ingeniero Juan Mauricio Castaño Rojas. A la Ingeniera Ambiental Janneth Cubillos. Al personal del laboratorio de Química Ambiental de la Universidad Tecnológica. Al operario de la planta de tratamiento de la UTP. John Fredy Herrera. A todos los profesores que contribuyeron con nuestra formación académica y personal. CONTENIDO 1 INTRODUCCIÓN............................................................................................................. 1 1.1 Justificación................................................................................................................. 1 1.2 Objetivo General......................................................................................................... 3 1.3 Objetivos Específicos.................................................................................................. 3 2 REVISIÓN DE LITERATURA........................................................................................ 4 2.1 Proceso Anaerobio...................................................................................................... 4 2.1.1 Hidrólisis................................................................................................................. 4 2.1.2 Acidogénesis........................................................................................................... 4 2.1.3 Acetogénesis........................................................................................................... 5 2.1.4 Metanogénesis......................................................................................................... 5 2.1.5 Estabilidad del proceso........................................................................................... 9 2.2 Reactores Anaeróbicos.............................................................................................. 10 2.3 El Filtro Anaeróbico de Flujo Ascendente.............................................................. 12 2.3.1 Configuración del filtro.………………………………………………………… 16 3 DESARROLLO EXPERIMENTAL DE LA EVALUACIÓN DEL SISTEMA DE FAFAs.................................................................................................................................. 20 3.1 Materiales y Métodos................................................................................................ 20 3.1.1 Factores de estudio................................................................................................ 20 3.1.2 Descripción del sistema……................................................................................. 20 3.1.3 Características del agua residual sintética..……………………………………... 22 3.1.4 Inoculación…………............................................................................................ 23 3.1.5 Variables............................................................................................................... 23 3.1.6 Programa de muestreo........................................................................................... 23 3.1.7 Métodos analíticos................................................................................................ 24 3.2 Resultados y Discusión.............................................................................................. 26 3.2.1 Gráficos de barras: Parámetros - Unidad de Tratamiento………..……………... 26 3.2.2 Gráficos de barras: Eficiencia de Remoción – Unidad de Tratamiento…….…... 35 3.2.3 Gráficos de línea: Parámetros – Tiempo………………………………….…….… 38 3.2.4 Gráficos de línea: Eficiencia de Remoción- Tiempo………………………….….. 47 3.2.5. Análisis de resultados……………………………………………………….….… 53 4 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES…............................................................ 55 4.1 Conclusiones................................................................................................................. 55 4.2 Recomendaciones........................................................................................................ 56 5 BIBLIOGRAFÍA............................................................................................................... 57 LISTADO DE FIGURAS Figura 1. Formación de metano en la digestión anaerobia …………………….………... 10 Figura 2. Diferentes tipos de reactores anaeróbicos …………………….………………. 11 Figura 3. Filtro anaerobio de flujo ascendente (FAFA)………………….……………… 12 Figura 4. Configuraciones de entrada en Filtros Anaeróbicos. a) Sin falso fondo. b) Con falso fondo ………………………………………………………………….……………. 17 Figura 5. Tipos de medios de empaque……………………………...……….…….……. 18 Figura 6. Configuraciones de salida. a) Tubería Perforada, b) Vertedero……….…….… 19 Figura 7. Montaje experimental de los FAFAs ………………………………….……… 21 LISTADO DE GRÁFICAS Gráfica 1. DQO Total Entrada por Unidad de Tratamiento.……………………….……. 26 Gráfica 2. DQO Total Salida por Unidad de Tratamiento ……………………….……… 26 Gráfica 3. DQO Soluble Entrada por Unidad de Tratamiento.……………………….…. 27 Gráfica 4. DQO Soluble Salida por Unidad de Tratamiento.……………………………. 27 Gráfica 5. DBO5 Entrada por Unidad de Tratamiento……………………………….. ….28 Gráfica 6. DBO5 Salida por Unidad de Tratamiento………………………………….… 28 Gráfica 7. Nitrógeno Total Entrada por Unidad de Tratamiento.…………………………29 Gráfica 8. Nitrógeno Total Salida por Unidad de Tratamiento.………………………..… 29 Gráfica 9. Fósforo Total Entrada por Unidad de Tratamiento.…………………………... 30 Gráfica10. Fósforo Total Salida por Unidad de Tratamiento.……………………….…….30 Gráfica 11. SST Entrada por Unidad de Tratamiento.…………………………………..... 31 Gráfica 12. SST Salida por Unidad de Tratamiento.……………….…………………….. 31 Gráfica 13. pH Entrada por Unidad de Tratamiento.……………………………………... 32 Gráfica 14. pH Salida por Unidad de Tratamiento.…………………………………….… 32 Gráfica 15. Caudal Entrada por Unidad de Tratamiento.…………………………………. 33 Gráfica 16. Caudal Salida por Unidad de Tratamiento.…………………………………... 33 Gráfica 17. Temperatura Entrada por Unidad de Tratamiento.…………………………... 34 Gráfica 18. Temperatura Salida por Unidad de Tratamiento.…………………………….. 34 Gráfica 19. Eficiencia de Remoción DQO Total por Unidad de Tratamiento.…………… 35 Gráfica 20. Eficiencia de Remoción DQO Soluble por Unidad de Tratamiento…………. 35 Gráfica 21. Eficiencia de Remoción DBO5 por Unidad de Tratamiento.………………... 36 Gráfica 22. Eficiencia de Remoción SST por Unidad de Tratamiento.……………….…. 36 Gráfica 23. Eficiencia de Remoción Nitrógeno Total por Unidad de Tratamiento.……… 37 Gráfica 24. Eficiencia de Remoción Fósforo Total por Unidad de Tratamiento.………... 37 Gráfica 25. DQO Total Entrada Filtros Anaerobios – Tiempo.……………………….…. 38 Gráfica 26. DQO Total Salida Filtros Anaerobios – Tiempo.……………………………. 38 Gráfica 27. DQO Soluble Entrada Filtros Anaerobios – Tiempo.………………….......... 39 Gráfica 28. DQO Soluble Salida Filtros Anaerobios – Tiempo.…………………….…… 39 Gráfica 29. DBO Entrada Filtros Anaerobios – Tiempo.……………………………….... 40 Gráfica 30. DBO Salida Filtros Anaerobios – Tiempo.……………………………….…. 40 Gráfica 31. Nitrógeno Total Entrada Filtros Anaerobios – Tiempo.……………………... 41 Gráfica 32. Nitrógeno Total Salida Filtros Anaerobios – Tiempo.…………………….… 41 Gráfica 33. Fósforo Total Entrada Filtros Anaerobios – Tiempo.………………………... 42 Gráfica 34. Fósforo Total Salida Filtros Anaerobios – Tiempo.……………………….… 42 Gráfica 35. SST Entrada Filtros Anaerobios – Tiempo.………………………………….. 43 Gráfica 36. SST Salida Filtros Anaerobios – Tiempo.………………………………….... 43 Gráfica 37. pH Entrada Filtros Anaerobios – Tiempo.…………………………………… 44 Gráfica 38. pH Salida Filtros Anaerobios – Tiempo.………………………………….…. 44 Gráfica 39. Caudal Entrada Filtros Anaerobios – Tiempo.………………………….…… 45 Gráfica 40. Caudal Salida Filtros Anaerobios – Tiempo.……………………………….... 45 Gráfica 41. Temperatura Entrada Filtros Anaerobios – Tiempo.…………………………. 46 Gráfica 42. Temperatura Salida Filtros Anaerobios – Tiempo.…………………………... 46 Gráfica 43. Eficiencia de Remoción DQO Total.………………………………………… 47 Gráfica 44. Eficiencia de Remoción DQO Soluble.………………………………….........48 Gráfica 45. Eficiencia de Remoción DBO5.……………………………………………… 49 Gráfica 46. Eficiencia de Remoción Sólidos Suspendidos Totales.…..………………….. 50 Gráfica 47. Eficiencia de Remoción Nitrógeno Total.……………………………………. 51 Gráfica 48. Eficiencia de Remoción Fósforo Total.……………………………..……….. 52 LISTADO DE TABLAS Tabla 1. Características del Filtro Anaeróbico……………………………………….….. 21 Tabla 2. Características del medio de soporte de los filtros anaeróbicos.…………….…. 22 Tabla 3. Proporciones para la preparación del agua residual sintética alimentada a los filtros anaeróbicos………………………………………………………………………..….…... 22 Tabla 4. Eficiencia de remoción (promedio) de materia orgánica de los FAFAs………. 55 Tabla 5. Estadística descriptiva parámetros in situ de entrada.…………………………. 60 Tabla 6. Estadística descriptiva parámetros in situ de salida.……………………….…... 60 Tabla 7. Estadística descriptiva parámetros de entrada.………………………………… 61 Tabla 8. Estadística descriptiva parámetros de salida.……………………………….….. 63 Tabla 9. Estadística descriptiva eficiencias de remoción.………………………….……. 65 LISTADO DE CUADROS Cuadro 1. Condiciones para favorecer el equilibrio dinámico del proceso anaeróbico…… 9 Cuadro 2. Comparación entre el tratamiento aeróbico y anaeróbico.…………………..... 14 Cuadro 3. Ventajas y desventajas del proceso anaerobio…………………………….….. 15 Cuadro 4. Ventajas y desventajas del proceso aerobio………………………................... 16 Cuadro 5. Factores y niveles de estudio……………………………………………….… 20 Cuadro 6. Variables.………………………………………………………………….….. 23 Cuadro 7. Frecuencia y parámetros de evaluación de las muestras.……………………... 24 Cuadro 8. Métodos Analíticos.…………………………………………………………... 25 LISTADO DE ANEXOS ANEXO 1. Estadística descriptiva…………………………………………..…..……….. 60 ANEXO 2. Tabla de resultados de los análisis de laboratorio………………………..…... 69 1 INTRODUCCIÓN 1.1 Justificación Años atrás, cuando la población era menor y las industrias pocas, los desechos que llegaban a los ríos eran de menor cantidad, por lo tanto, la naturaleza se hacía cargo de los contaminantes por medio de las bacterias presentes en el agua las cuales degradaban los residuos depurando así el preciado líquido (Investigación y Desarrollo, 2000). En la actualidad, el crecimiento acelerado de las ciudades, no ha permitido un cubrimiento de servicios públicos adecuado para toda la población. Una de las consecuencias indeseables de esta situación es la descarga indiscriminada de las aguas residuales domésticas e industriales a los cuerpos de agua mas cercanos, siendo imposible para la naturaleza eliminar la inmensa cantidad de contaminantes del agua con su consecuente deterioro y con consecuencias desfavorables para la ecología y la salud pública. Los países desarrollados han controlado esta situación utilizando sistemas de depuración de las aguas residuales previamente a su descarga en la fuente receptora. Al igual que la tecnología de la evacuación de las aguas servidas, se han hecho numerosos esfuerzos para la aplicación de los sistemas de depuración utilizado en los países desarrollados a las condiciones socioeconómicas, climáticas y culturales de nuestro medio. Uno de los resultados obtenidos en estos esfuerzos es la incapacidad económica de las municipalidades para pagar los altos costos de inversión y de operación de los sistemas tradicionales para el tratamiento de las aguas residuales. A diferencia de otro tipo de servicios públicos, el tratamiento de las aguas residuales necesita de soluciones tecnológicas apropiadas para el medio climático y socioeconómico de los países en vías de desarrollo (Giraldo, 1993). Una de las alternativas tecnológicas para la depuración de las aguas residuales que ha tenido un gran desarrollo en las últimas décadas ha sido la de los tratamientos biológicos en ambientes anaerobios (Giraldo, 1993). 1 El filtro anaeróbico desarrollado a finales de los años sesenta es un reactor de cultivo fijo clasificado como de alta tasa, que alcanza la separación entre el tiempo de retención hidráulico (TRH) y el tiempo se retención celular (TRC) que puede ser del orden de 100 días, de esta manera se permite dentro del reactor un crecimiento lento de los microorganismos independientemente del flujo de agua residual. Este reactor ha encontrado aplicabilidad en el tratamiento de aguas residuales industriales y domésticas (Castaño, 2003). En el filtro el agua residual fluye de forma ascendente, sobre o a través de una masa de sólidos biológicos, contenidos en un reactor con material de empaque. La biomasa en el reactor puede estar adherida a la superficie del medio en forma de biopelícula, o estar en suspensión en el líquido como un lodo granular o floculento que se distribuye en los intersticios del medio empacado como función de la velocidad ascensional. Los compuestos orgánicos solubles y los nutrientes existentes en el agua residual afluente se difunden dentro de los sólidos biológicos, adheridos al medio o en suspensión, convirtiéndose en los productos intermedios y finales propios de la digestión anaeróbica (Castaño, 2003), depurando de esta manera el agua. El proyecto realizado es continuación de estudios previos y es el pretratamiento de humedales en el proyecto: Hidrodinámica y Cinética de Humedales Artificiales de Flujo Subsuperficial que busca contribuir con la preservación de los ecosistemas y la salud pública mediante la depuración de las aguas residuales producto de las actividades humanas. Este estudio presenta los resultados experimentales obtenidos en la evaluación de los FAFAs para la remoción de materia orgánica al variar la carga orgánica volumétrica (COV) aplicada y duplicar el tiempo de retención hidráulica (TRH). 2 1.2 Objetivo General Evaluar la eficiencia de remoción de materia orgánica, con variación de la carga orgánica volumétrica, de los filtros anaerobios de flujo ascendente. 1.3 Objetivos Específicos • Evaluar la eficiencia de remoción de materia orgánica de los filtros anaerobios de flujo ascendente operando bajo las cargas orgánicas volumétricas (COV) de 0.7 y 1.26 Kg DQO/m3día. • Evaluar el impacto de duplicar el tiempo de retención hidráulica. 3 2 REVISIÓN DE LITERATURA 2.1 Proceso Anaerobio El tratamiento anaerobio es el proceso de degradación u oxidación de la materia orgánica por la acción coordinada de cinco grupos diferentes de microorganismos en cuatro etapas secuenciales: Hidrólisis, acidogénesis, acetogénesis y metanogénesis, en ausencia de oxígeno u otros agentes oxidantes fuertes (SO=4, NO=3, etc), para obtener la energía requerida para el crecimiento y mantenimiento de los organismos anaerobios. El proceso microbial es muy complejo y está integrado por múltiples reacciones paralelas y en serie, interdependientes entre sí. Como subproducto se obtiene un gas, denominado usualmente biogás, cuya composición básica es metano CH4 y dióxido de carbono CO2 en un 95 %, pero con la presencia adicional de nitrógeno, hidrógeno, amoníaco y sulfuro de hidrógeno, usualmente en proporciones inferiores al 1%. La figura 1 muestra el proceso de producción del metano (Romero, 2004). 2.1.1 Hidrólisis Inicialmente las bacterias hidrolíticas, mediante transformaciones enzimáticas, fermentan los compuestos orgánicos complejos en compuestos de masa molecular baja como los azúcares, aminoácidos, ácidos grasos y glicerol, adecuados para emplearlos como fuente de energía y de carbón celular (Romero, 2004). 2.1.2 Acidogénesis Las bacterias acidogénicas transforman las moléculas pequeñas, producto de la hidrólisis, en ácidos orgánicos, por ejemplo acido acético, propiónico, butírico, valérico y fórmico, además de hidrógeno y dióxido de carbono. Durante esta etapa fermentativa no existe 4 realmente estabilización, sino una transformación de material orgánico complejo en compuestos más simples. (Romero, 2004). C6H12O6 + 3H2O Bacterias → CH3COCOOH + 3CO2 + 7 H2 Glucosa Piruvato Reacción 1 2.1.3 Acetogénesis Los productos de la acidogénesis son convertidos en acido acético, hidrógeno y dióxido de carbono mediante las bacterias acetogénicas (Romero, 2004). 2 CH3COCOOH + 2H2O Bacterias → Piruvato 2 CH3COOH + 2CO2 + 2 H2 Acetato Reacción 2 2.1.4 Metanogénesis En esta etapa a partir del ácido acético y fórmico, (CO2, H2) y metanol, las bacterias metanogénicas producen metano, dióxido de carbono y agua (Romero, 2004; Metcalf & Eddy, 1995). Estas bacterias son microorganismos estrictamente anaeróbicos muy sensibles a los cambios de temperatura y pH. 5 Sin embargo, en un digestor anaeróbico, las dos rutas principales de producción de metano son (Metcalf & Eddy, 1995): • La formación de metano por la reducción del CO2 con el H2 por intermedio de las bacterias metanogénicas hidrogenofílicas. 4H2 + CO2 Bacterias → ∆Gº = −130.69 CH4 + 2 H2O KJ reacción Reacción 3 • La producción de metano a partir del acetato por medio de las bacterias metanogénicas acetoclásticas. CH3COOH CH3COO - + H2O Bacterias → Bacterias → CH4 + CO2 CH4 + HCO3 - ∆G º = - 31 KJ reacción Reacción 4 Estas bacterias tienen tasas de crecimiento muy lentas, razón por la cual se considera que su metabolismo es un factor limitante del tratamiento anaerobio de los residuos orgánicos. En general todas las bacterias metanogénicas son de crecimiento muy lento y, por lo tanto, el tiempo de retención celular debe ser lo suficientemente largo para permitir su crecimiento e 6 impedir su extracción del sistema, se considera que la fermentación metanogénica controla la tasa del proceso (Metcalf & Eddy, 1995). La mayor parte del metano producido, el 70% proviene de la fermentación del ácido acético, el cual es el ácido predominante en la fermentación de carbohidratos, proteínas y grasas; el 30% restante, es el resultado de la reducción del CO2 por el H2 (Romero, 2004; Díaz, 1987). La estabilización o remoción biológica anaerobia de DBO ocurre en la etapa de formación de metano, porque este es poco soluble en el agua y se evapora con el gas que sale del reactor. El CO2 producido también escapa como gas o es convertido en alcalinidad bicarbonácea (Romero, 2004; Metcalf & Eddy, 1995). Para mantener una digestión eficiente debe haber producción de metano y mantenerse una concentración baja de hidrógeno. Lo anterior ocurre debido a la relación simbiótica sintrófica (mutuamente beneficiosa) obligada entre las bacterias metanogénicas utilizadoras de hidrógeno que contribuyen a mantener bajas presiones parciales de H2 en el sistema. Esto desplaza el equilibrio de la fermentación hacia la formación de acetato, mediante las bacterias acetogénicas, sustrato a su vez de las bacterias acetoclásticas, controlantes de la velocidad neta de la digestión (Metcalf & Eddy, 1995). La formación de metano también puede verse afectada por la concentración de sulfatos en el afluente. Al comparar las constantes de saturación media (Ks) de las bacterias metanogénicas utilizadoras de hidrógeno (6.6 M), y la de las bacterias reductoras del sulfato (1.3 M) puede observarse que la reducción de sulfatos a sulfuros de hidrógeno se encuentra energéticamente favorecida. Asimismo, la comparación de sus constantes de saturación media en la metabolización del acetato, muestran una amplia diferencia, 0.2 mM para las reductoras del sulfato y 3 mM para las metanogénicas (Díaz, 1987); en las reacciones 3 a 6 también se puede apreciar que las bacterias sulforeductoras tienen más afinidad por el H2 y el acetato como sustrato que las metanogénicas (Comparando las energías libres); Por tanto, cuando las concentraciones de acetato e hidrógeno son 7 limitantes, la reducción del sulfato prevalecerá sobre la formación de metano. Sin embargo la concentración de sulfatos básicamente no tiene efecto en la eficiencia de remoción de DQO, debido a que la existencia de bacterias sulfato reductoras compensan la inactividad de las metanógenas, dado que consumen H2 y metabolizan acetato (Castaño, 2003) . Bacterias ctoras 4H 2 + SO 4 + 2H + Sulforredu → H 2 S + 4H 2 O -2 ∆G º = - 151.21 KJ reacción Reacción 5 + Bacterias Sulforreductoras CH3COO + SO4 + 3H → 2 CO2 + H2 S + 2 H2O ∆G º = - 57.5 - 2- KJ reacción Reacción 6 No obstante, en reactores anaeróbicos la etapa limitante está relacionada con factores como: la naturaleza del sustrato, la configuración del reactor, la temperatura, o la velocidad de carga al sistema, por lo cual la etapa limitante estará determinada en mayor o menor grado por estos factores. Así, para sustratos con alto contenido de celulosa o lignina, la limitación se presentará en la hidrólisis de estos compuestos. La hidrólisis también podrá ser limitante con residuos de alto contenido de grasas o lípidos, por tanto, la limitación será mucho mayor si el proceso se efectúa a bajas temperaturas. La fase de formación de ácidos también podrá constituirse en la fase controladora del proceso. Por ejemplo, residuos con alto contenido de sustratos fácilmente hidrolizables dan lugar a la formación acelerada de ácidos. Estos no podrán removerse a la misma velocidad de producción, por lo que existirá una acumulación de ácidos en el sistema, y en consecuencia se presentará inhibición de la formación de metano. De manera similar, esta etapa será limitante cuando la carga orgánica en el sistema es muy baja. La poca concentración de ácidos volátiles afecta la velocidad de 8 formación de metano, pero a medida que se aumente la carga, la metanogénesis se incrementará (Díaz, 1987). 2.1.5 Estabilidad del proceso Con objeto de mantener un sistema de tratamiento anaerobio que estabilice correctamente el residuo orgánico, los microorganismos formadores de ácidos y de metano se deben encontrar en un estado de equilibrio dinámico. Las condiciones óptimas para favorecer dicho estado y por lo tanto tener un proceso anaerobio eficiente se encuentran descritas en el cuadro 1. (Romero, 2004; Metcalf & Eddy, 1995): Cuadro 1. Condiciones para favorecer el equilibrio dinámico del proceso anaeróbico. PARÁMETRO CONDICIÓN Equilibrio dinámico entre no metanogénicas Bacterias y metanogénicas Temperatura Intervalo óptimo mesofílico (20 – 40 ºC). Medio Anaerobio, OD (oxígeno disuelto) = 0 Sustancias tóxicas Como metales pesados y sulfuros, ausentes. Nitrógeno, Fósforo, trazas de Ca, Mg, Fe, Nutrientes para asegurar el crecimiento de los microorganismos. pH 6.5 - 7.6 Alcalinidad 1000 - 5000 mg/l – CaCO3 * Ácidos volátiles Inferior a 250 mg/l * *Para evitar que el pH descienda por debajo de 6.2, que es límite de la actividad de la bacterias formadoras de metano. 9 Figura 1. Formación de metano en la digestión anaerobia (Tomado de Romero (2004)) 2.2 Reactores Anaeróbicos Como el crecimiento de los microorganismos involucrados en la producción de metano es muy lento, la retención de la biomasa en el reactor es uno de los factores más importantes para su funcionamiento. El desarrollo y mantenimiento de una alta concentración de biomasa es elemento fundamental para el diseño y operación de estos reactores. Afortunadamente, muchas de las bacterias involucradas en el proceso tienen la capacidad de adherirse unas a otras formando “flocs”, o adherirse a superficies, lo que facilita su retención en el reactor. Es así como la utilización de esta característica ha permitido el desarrollo de procesos estables y eficientes. 10 En la actualidad una serie de reactores avanzados de alta tasa que aseguran una eficiente retención de la biomasa, se presentan como nuevas alternativas de tratamiento. Dentro de estos se pueden mencionar los presentes en la figura 2. (Díaz, 1987). descendente Figura 2. Diferentes tipos de reactores anaeróbicos (Tomado de Díaz (1987)) 11 2.3 El Filtro Anaeróbico de Flujo Ascendente (Tomado de Romero (2004)) El filtro anaerobio de flujo ascendente es un proceso de crecimiento adherido propuesto por Young y McCarty en 1969, para el tratamiento de residuos solubles. De los sistemas de tratamiento anaerobio es el más sencillo de mantener porque la biomasa permanece como una película microbial adherida y porque como el flujo es ascensional, el riesgo de taponamiento es mínimo. El filtro anaerobio está constituido por un tanque o columna, relleno con un medio sólido para soporte del crecimiento biológico anaerobio (figura 3). El agua residual es puesta en contacto con el crecimiento bacterial anaerobio adherido al medio y como las bacterias son retenidas sobre el medio y no salen en el efluente, es posible obtener tiempos de retención celular del orden de cien días con tiempos de retención hidráulica cortos. Los filtros anaerobios también pueden ser útiles para desnitrificar efluentes ricos en nitratos o como pretratamiento en plantas de purificación de agua. Figura 3. Filtro anaerobio de flujo ascendente (FAFA) 12 El proceso no utiliza recirculación ni calentamiento y produce una cantidad mínima de lodo; las pérdidas de energía a través del lecho son mínimas. El filtro anaerobio usa como medio de soporte de crecimiento piedras, anillos de plástico o bioanillos plásticos, colocados al azar. La mayor parte de la biomasa se acumula en los vacíos intersticiales existentes entre el medio. La acumulación de biomasa y de sólidos inertes puede causar canalización y cortocircuito. El medio permanece sumergido en el agua residual, permitiendo una concentración de biomasa alta y un efluente clarificado; el proceso se ha usado a bajas temperaturas, pero preferiblemente la temperatura debe ser mayor de 25 ºC. El espesor observado de biopelícula sobre diferentes medios plásticos es de 1 a 3 mm. El residuo debe contener alcalinidad suficiente para mantener un pH, en la zona de lodos, mayor de 6.5; Sin embargo, el amonio liberado en la hidrólisis de las proteínas puede reducir la alcalinidad requerida de fuentes externas. El arranque de un proceso de crecimiento adherido puede ser más lento que el de un proceso de crecimiento suspendido, puede demorar unos seis meses en aguas residuales de baja concentración y de temperatura baja. Sin embargo, el filtro anaerobio es poco sensible a variaciones de carga hidráulica y a la operación discontinua pues el medio retiene los sólidos y la biomasa formada en él. En estudios hechos en Brasil se indica que estos filtros logran remociones de DBO del 80%, con lechos de piedra de 4 a 7 mm y altura de 1.20 m. Otros estudios con residuo de DQO igual a 12000 mg/l, carga orgánica volumétrica menor de 4 Kg DQO/m3 d, tiempo de retención hidráulica de 1 día, edad de los lodos de 56 días y temperaturas de 20 a 25 ºC, indicaron remociones del 88 % de DQO. Es destacable el uso actual de los sistemas anaeróbicos en zonas rurales y comunidades dispersas, dado que precisan de menor suministro de energía externa y, eventualmente, podrían obtenerse subproductos de utilidad como el caso del biogás (ver cuadro 2), (Castaño, 2003). 13 Cuadro 2. Comparación entre el tratamiento aeróbico y anaeróbico (Fuente: Castaño, 2003) COMPARACIÓN Modelo de mineralización del sustrato Balance de carbono Balance de energía Requerimientos de energía Requerimientos de nutrientes Arranque Estado de desarrollo Remoción de nutrientes Remoción de patógenos TRATAMIENTO TRATAMIENTO AERÓBICO ANAERÓBICO C6H12O6 + 6O2 ↔ 6CO2 + 6H2O C6H12O6 ↔ 3CO2 + 3CH4 ∆Go = -2840 KJ/mol Glucosa ∆Go = -393 KJ/mol Glucosa 50-60 % es convertido a CO2 95% es convertido a biogás; 40-50 % es incorporado como 5% es incorporado como tejido celular tejido celular 60% de la energía es almacenada en la nueva biomasa; 40% se disipa como calor Alta demanda de energía para aireación A menudo se requiere adición de nutrientes Cortos tiempos de arranque Tecnología establecida Se puede incorporar remoción de nutrientes Baja 14 90% se retiene como CH4, 3-5% se disipa como calor, 5-7% almacenada en la nueva biomasa No se requieren entradas extremas de energía Bajos requerimientos de nutrientes Mayores tiempos de arranque Tecnología recientemente establecida, aun bajo investigación para aplicaciones específicas la Remoción de nutrientes a través de postratamientos Baja Cuadro 3. Ventajas y desventajas del proceso anaerobio (Fuente: Romero, 2004) VENTAJAS - - DESVENTAJAS Tasa baja de síntesis celular y, por - consiguiente, poca producción de tratamiento requiere temperaturas lodos. altas. es - El medio es corrosivo. razonablemente estable y puede - Tiene riesgos de salud por H2S. secarse y disponerse por métodos - Exige un intervalo de operación de El lodo producido convencionales. - pH bastante restringido. No requiere oxígeno. Por tanto, - usa poca energía eléctrica y es - Es sensible a la contaminación con oxígeno. residuales de alta concentración orgánica. - Requiere concentraciones altas de alcalinidad. especialmente adaptable a aguas - Para obtener grados altos de - Puede presentar olores Produce metano, el cual puede ser desagradables por H2S, ácidos útil como energético grasos y amidas. Tiene requerimientos nutricionales bajos. 15 Cuadro 4. Ventajas y desventajas del proceso aerobio (Fuente: Romero, 2004) VENTAJAS - Ausencia de olores. - Mineralización de DESVENTAJAS todos los Tasa alta de síntesis celular y, por consiguiente, alta producción de compuestos biodegradables lodos. - Requiere mucha energía eléctrica para oxigenación y mezcla. - Gran proporción de células en los lodos que hace, en algunos casos, necesaria su digestión, antes de secarlos y disponerlos. 2.3.1 Configuración del filtro (Tomado de Castaño (2003)) El filtro anaeróbico de flujo ascendente se constituye de tres zonas funcionales: zona de entrada, zona empacada y zona de salida. 2.3.1.1 Zona de entrada En el filtro anaeróbico se pueden tener dos tipos de configuración de entrada: sin falso fondo y con falso fondo (ver figura 4). En la configuración sin falso fondo, todo el volumen del reactor es ocupado por el medio, en este caso es importante cuidar que el material del fondo sea uniforme y de alta porosidad con el fin de evitar taponamientos. Cuando la configuración es con falso fondo, se promueve una zona en la que se forma un floc granular de buena sedimentabilidad. La distribución del caudal se hace por medio de una tubería perforada (generalmente PVC) y debe ser uniforme, con el fin de evitar zonas muertas dentro del reactor. 16 GASES GASES EFLUENTE EFLUENTE MEDIO MEDIO BIOMASA SUSPENDIDA AFLUENTE a) AFLUENTE b) Figura 4. Configuraciones de entrada en filtros anaeróbicos. a) Sin falso fondo. b) Con falso fondo (Tomado de Castaño (2003)) 2.3.1.2 Zona empacada Parte del filtro en la cual se encuentra el medio filtrante y se presenta el crecimiento de los microorganismos con la consiguiente remoción de contaminantes orgánicos. El medio filtrante sirve de soporte para que la población biológica se desarrolle, por lo cual una principal característica que este debe poseer es una relativamente alta área superficial. Sin embargo estudios han demostrado que a pesar de ocurrir una adherencia del filme biológico al medio de soporte, una mayor porción de los microorganismos se encuentran suspendidos en los intersticios del medio dejando de ser la superficie específica una variable de importancia que afecte la eficiencia desde la perspectiva de la concentración de biomasa activa. No obstante, el tipo, forma y características del lecho filtrante ejercen influencia sobre la eficiencia, en aspectos diferentes a la cantidad de biomasa activa fija: el medio actúa como separador líquido – gas - sólido; también ayuda a proveer un flujo uniforme del agua residual, propiciando un mayor contacto del residuo con la masa biológica; el medio retiene la biomasa adherida o en suspensión, generando altos tiempos de retención celular, además del efecto en los tiempos de arranque, la rugosidad del material de soporte, su grado de 17 porosidad, así como el tamaño del poro, afecta a la tasa de colonización de la población microbiana. Tipos de medios Entre los tipos de medios más utilizados se encuentran la piedra triturada angulosa o redonda (grava sin picos, de tamaño entre 4-7 cm), materiales cerámicos, vidrios, ladrillos, poliésteres, poliuretano. Actualmente se han estudiado otras alternativas no convencionales como son la guadua, el bambú, la cáscara de coco, tejas de barro; y otros más sofisticados como los anillos sintéticos, las matrices plásticas de flujo cruzado o tubular; estos últimos de mayores costos por ser mas eficientes. Estas nuevas alternativas han suprimido inconvenientes como atascamientos y colmatación que se presentaban en los tratamientos con grava, sobre todo cuando esta es pequeña, afectando negativamente la eficiencia con el paso del tiempo. Figura 5. Tipos de medios de empaque (Tomado de Castaño (2003)) 18 2.3.1.3 Zona de salida Esta zona cumple varias funciones importantes las cuales son: recibir el efluente del filtro, evacuarlo y garantizar una correcta y homogénea circulación del mismo a través de todo el sistema, así se evitarán cortos circuitos o zonas muertas lo que proporcionará una adecuada eficiencia hidráulica. Cuando se presentan este tipo de inconvenientes los tiempos de retención hidráulicos calculados en el diseño serán mayores que los reales, como consecuencia podríamos obtener una baja eficiencia del sistema. Tomando en cuenta todos estos aspectos la zona de salida puede ser a través de una tubería perforada o por medio de un vertedero (ver figura 6). Estas dos configuraciones garantizan una recolección homogénea a lo largo del sistema. Figura 6. Configuraciones de salida. a) Tubería perforada, b) Vertedero (Tomado de Castaño (2003)) 19 3 DESARROLLO EXPERIMENTAL DE LA EVALUACIÓN DEL SISTEMA DE FAFAs El proyecto de investigación se realizó en las instalaciones de la Universidad Tecnológica de Pereira, específicamente en un sistema de FAFAs, (pretratamiento de humedales; parte del proyecto: Hidrodinámica y Cinética de Humedales Artificiales de Flujo Subsuperficial) ubicado en la planta de tratamiento de aguas residuales. 3.1 Materiales y Métodos 3.1.1 Factores de estudio El cuadro 5 muestra los factores de estudio y los niveles para cada factor: Cuadro 5. Factores y niveles de estudio. FACTOR NIVELES A Carga orgánica volumétrica 0.7 Kg DQO/m3día (CO II) 1.26 Kg DQO/m3día (CO III) B Tiempo de retención hidráulica Duplicado 3.1.2 Descripción del sistema Para el desarrollo del proyecto se trabajó en un montaje de dos FAFAs ubicados en serie con medio de soporte en guadua. El montaje posee un sistema de alimentación de agua residual sintética, la cual es llevada a los filtros por medio de una bomba peristáltica que a 20 su vez reguló el caudal de la solución de 312 ml/min. (Figura 7). El tiempo de retención hidráulica de los filtros fue de 12 horas. Las dimensiones y características de los filtros anaeróbicos y del medio de soporte se presentan en las tablas 1 y 2. Figura 7. Montaje experimental de los FAFAs Tabla 1. Características del filtro anaeróbico FILTROS ANAERÓBICOS CARACTERÍSTICAS Material Canecas plásticas de 56 cm de diámetro y 83 cm de altura Zona de entrada Se utilizó una parrilla metálica como falso fondo. La distribución del agua residual se hizo a través de un marco de 25 cm de lado en pvc de 1/2 pulgada, perforado lateralmente cada 2.5 cm. 21 Tabla 2. Características del medio de soporte de los filtros anaeróbicos PARÁMETRO GUADUA Volumen empacado, L 148 Porosidad 0.60 Volumen de vacíos, L 59 Altura del lecho, m 0.60 Forma Anillos Diámetro, cm ≈ 2.5 Longitud, cm ≈ 2.5 3.1.3 Características del agua residual sintética El agua residual sintética se preparó en un tanque de 800 litros al cual se le agregó: agua limpia, agua residual proveniente de la Universidad Tecnológica de Pereira como suministro de micro y macronutrientes y sangre de bovino obtenida del matadero metropolitano de la ciudad de Pereira como fuente de materia orgánica, en las proporciones dadas en la tabla 3. Tabla 3. Proporciones para la preparación del agua residual sintética alimentada a los filtros anaeróbicos DQO COV (Kg Afluente DQO/m3día) (mg/l) 0.7 (CO II) 1.26 (CO III) Volumen Volumen Volumen Agua Agua Limpia (L) Residual (L) Dilución Sangre (ml) 350 800 1000 639.0 160 630 400 2000 638.0 160 22 3.1.4 Inoculación El proyecto se inició sobre un sistema ya arrancado. La inoculación se realizó en un estudio previo con el fin de minimizar el período de arranque de los filtros, suministrando una población inicial de lodos provenientes de la planta de tratamiento de agua residual de Postobón de la siguiente manera: una capa de guadua, una capa de lodo y una capa de cal hasta completar 60 cm de lecho. 3.1.5 Variables La materia orgánica en el agua residual sintética, se midió en términos de Demanda Química de Oxígeno (DQO) total y soluble y Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO5). Para los análisis estadísticos se tomó como variable de respuesta principal el porcentaje de remoción de DQO (Total y Soluble) y DBO5. Cuadro 6. Variables VARIABLES NO CONTROLADAS Calidad del agua cruda que entra a los reactores Condiciones ambientales pH Temperatura VARIABLES DE CONTROL VARIABLES DE RESPUESTA Demanda Química de Oxígeno, DQO (total y soluble) Caudal de entrada a los Demanda Bioquímica de reactores (TRH) Oxígeno, DBO5 Sólidos Suspendidos Totales, SST Fósforo Total, PT Nitrógeno Total, NTK. 3.1.6 Programa de muestreo Durante el trabajo de campo se realizaron 16 muestreos, uno por semana, en cada punto reseñado en la figura 7, se hizo toma de muestra compuesta de la siguiente manera: se tomó 23 una alícuota de 84 ml en cada punto con intervalos de media hora secuencialmente, de esta forma hasta completar 1 litro de muestra en 6 horas. La frecuencia y parámetros evaluados en las muestras se encuentran descritos en el cuadro 7. Cuadro 7. Frecuencia y parámetros de evaluación de las muestras PARÁMETRO FRECUENCIA pH Semanal (in situ) Temperatura Semanal (in situ) Caudal Semanal (in situ) Demanda Bioquímica de Oxígeno - DBO5 Semanal Demanda Química de Oxígeno Total - DQOt Semanal Demanda Química de Oxígeno Soluble - DQOs Semanal Sólidos Suspendidos Totales - SST Semanal Nitrógeno Total Kjeldahl - NTK Semanal Fósforo Total – PT Semanal 3.1.7 Métodos analíticos Los análisis de laboratorio se desarrollaron con base en el manual Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. El cuadro 8 presenta los métodos analíticos utilizados. 24 Cuadro 8. Métodos analíticos PARÁMETRO Demanda Bioquímica de Oxígeno - DBO5 Demanda Química de Oxígeno – DQO Nitrógeno Total – NTK Fósforo Total – PT Sólidos Suspendidos Totales – SST pH Temperatura Caudal MÉTODO ANALÍTICO Incubación a 20 ºC por 5 días, luego medida de oxígeno por método potenciométrico Reflujo cerrado, método titulométrico Kjeldahl Digestión y método fotométrico Gravimétrico pH-metro Termómetro digital y de columna de mercurio. Volumétrico 25 3.2 Resultados y Discusión Gráficos de barras: Parámetros - Unidad de Tratamiento Error Bars show Mean +/- 1,0 SD CO II CO III DQOT Entrada (mg/l) 750.00 500.00 250.00 0.00 FAFA 1 FAFA 2 FAFA1+FAFA2 FAFA 1 Unidad de Tratamiento FAFA 2 FAFA1+FAFA2 Unidad de Tratamiento Gráfica 1. DQO Total Entrada por Unidad de Tratamiento Error Bars show Mean +/- 1,0 SD CO II CO III 300.00 DQOT Salida (mg/l) 3.2.1 200.00 100.00 0.00 FAFA 1 FAFA 2 FAFA1+FAFA2 Unidad de Tratamiento FAFA 1 FAFA 2 FAFA1+FAFA2 Unidad de Tratamiento Gráfica 2. DQO Total Salida por Unidad de Tratamiento 26 Error Bars show Mean +/- 1,0 SD CO II CO III DQOS Entrada (mg/l) 750.00 500.00 250.00 0.00 FAFA 1 FAFA 2 FAFA1+FAFA2 FAFA 1 Unidad de Tratamiento FAFA 2 FAFA1+FAFA2 Unidad de Tratamiento Gráfica 3. DQO Soluble Entrada por Unidad de Tratamiento Error Bars show Mean +/- 1,0 SD CO II CO III 300.00 DQOS Salida (mg/l) 200.00 100.00 FAFA 2 FAFA1+FAFA2 FAFA 2 FAFA1+FAFA2 0.00 FAFA 1 Unidad de Tratamiento FAFA 1 Unidad de Tratamiento Gráfica 4. DQO Soluble Salida por Unidad de Tratamiento 27 Error Bars show Mean +/- 1,0 SD CO II CO III DBO5 Entrada (mg/l) 750.00 500.00 250.00 0.00 FAFA 1 FAFA 2 FAFA1+FAFA2 FAFA 1 Unidad de Tratamiento FAFA 2 FAFA1+FAFA2 Unidad de Tratamiento Gráfica 5. DBO5 Entrada por Unidad de Tratamiento Error Bars show Mean +/- 1,0 SD CO II CO III DBO5 Salida (mg/l) 300.00 200.00 100.00 0.00 FAFA 1 FAFA 2 FAFA1+FAFA2 Unidad de Tratamiento FAFA 1 FAFA 2 FAFA1+FAFA2 Unidad de Tratamiento Gráfica 6. DBO5 Salida por Unidad de Tratamiento 28 Error Bars show Mean +/- 1,0 SD CO II CO III NKT Entrada (mg/l) 75.00 50.00 25.00 0.00 FAFA 1 FAFA 2 FAFA1+FAFA2 FAFA 1 Unidad de Tratamiento FAFA 2 FAFA1+FAFA2 Unidad de Tratamiento Gráfica 7. Nitrógeno Total Entrada por Unidad de Tratamiento Error Bars show Mean +/- 1,0 SD CO II CO III NKT Salida (mg/l) 75.00 50.00 FAFA 2 FAFA1+FAFA2 FAFA 2 FAFA1+FAFA2 25.00 0.00 FAFA 1 Unidad de Tratamiento FAFA 1 Unidad de Tratamiento Gráfica 8. Nitrógeno Total Salida por Unidad de Tratamiento 29 Error Bars show Mean +/- 1,0 SD CO II CO III PT Entrada (mg/l) 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00 FAFA 1 FAFA 2 FAFA1+FAFA2 FAFA 1 Unidad de Tratamiento FAFA 2 FAFA1+FAFA2 Unidad de Tratamiento Gráfica 9. Fósforo Total Entrada por Unidad de Tratamiento Error Bars show Mean +/- 1,0 SD CO II CO III PT Salida (mg/l) 0.80 0.60 FAFA 2 FAFA1+FAFA2 0.40 0.20 0.00 FAFA 1 FAFA 2 FAFA1+FAFA2 Unidad de Tratamiento FAFA 1 Unidad de Tratamiento Gráfica 10. Fósforo Total Salida por Unidad de Tratamiento 30 Error Bars show Mean +/- 1,0 SD CO II CO III 100.00 SST Entrada (mg/l) 75.00 50.00 25.00 0.00 FAFA 1 FAFA 2 FAFA1+FAFA2 FAFA 1 Unidad de Tratamiento FAFA 2 FAFA1+FAFA2 Unidad de Tratamiento Gráfica 11. SST Entrada por Unidad de Tratamiento Error Bars show Mean +/- 1,0 SD CO II CO III 100.00 SST Salida (mg/l) 75.00 FAFA 2 FAFA1+FAFA2 FAFA 2 FAFA1+FAFA2 50.00 25.00 0.00 FAFA 1 Unidad de Tratamiento FAFA 1 Unidad de Tratamiento Gráfica 12. SST Salida por Unidad de Tratamiento 31 Error Bars show Mean +/- 1,0 SD CO II CO III pH Entrada 6.00 4.00 2.00 0.00 FAFA 1 FAFA 2 FAFA1+FAFA2 FAFA 1 Unidad de Tratamiento FAFA 2 FAFA1+FAFA2 Unidad de Tratamiento Gráfica 13. pH Entrada por Unidad de Tratamiento Error Bars show Mean +/- 1,0 SD CO II CO III FAFA 2 FAFA1+FAFA2 pH Salida 6.00 4.00 2.00 0.00 FAFA 1 FAFA 2 FAFA1+FAFA2 Unidad de Tratamiento FAFA 1 Unidad de Tratamiento Gráfica 14. pH Salida por Unidad de Tratamiento 32 Error Bars show Mean +/- 1,0 SD CO II CO III Caudal Entrada (ml/min) FAFA1+FAFA2 FAFA 1 300.00 200.00 100.00 0.00 FAFA 1 FAFA 2 Unidad de Tratamiento FAFA 2 FAFA1+FAFA2 Unidad de Tratamiento Gráfica 15. Caudal Entrada por Unidad de Tratamiento Error Bars show Mean +/- 1,0 SD CO II CO III 300.00 FAFA 2 FAFA1+FAFA2 Caudal Salida (ml/min) 200.00 100.00 0.00 FAFA 1 FAFA 2 FAFA1+FAFA2 Unidad de Tratamiento FAFA 1 Unidad de Tratamiento Gráfica 16. Caudal Salida por Unidad de Tratamiento 33 Error Bars show Mean +/- 1,0 SD CO II CO III Temperatura Entrada (ºC) 20.00 15.00 10.00 5.00 0.00 FAFA 1 FAFA 2 FAFA1+FAFA2 FAFA 1 Unidad de Tratamiento FAFA 2 FAFA1+FAFA2 Unidad de Tratamiento Gráfica 17. Temperatura Entrada por Unidad de Tratamiento Error Bars show Mean +/- 1,0 SD CO II Temperatura Salida (ºC) CO III FAFA 1 FAFA 2 FAFA1+FAFA2 20.00 15.00 10.00 5.00 0.00 FAFA 1 FAFA 2 FAFA1+FAFA2 Unidad de Tratamiento Unidad de Tratamiento Gráfica 18. Temperatura Salida por Unidad de Tratamiento 34 3.2.2 Gráficos de barras: Eficiencia de Remoción – Unidad de Tratamiento Error Bars show Mean +/- 1,0 SE CO II CO III Eficiencia DQO Total (%) 75.00 FAFA 1 FAFA 2 50.00 25.00 0.00 FAFA 1 FAFA 2 FAFA1+FAFA2 Unidad de Tratamiento FAFA1+FAFA2 Unidad de Tratamiento Gráfica 19. Eficiencia de Remoción DQO Total por Unidad de Tratamiento Error Bars show Mean +/- 1,0 SE CO II CO III Eficiencia DQO Soluble (%) 75.00 FAFA 1 FAFA 2 50.00 25.00 0.00 FAFA 1 FAFA 2 FAFA1+FAFA2 Unidad de Tratamiento FAFA1+FAFA2 Unidad de Tratamiento Gráfica 20. Eficiencia de Remoción DQO Soluble por Unidad de Tratamiento 35 Error Bars show Mean +/- 1,0 SE CO II CO III Eficiencia DBO5 (%) 75.00 50.00 25.00 0.00 FAFA 1 FAFA 2 FAFA1+FAFA2 FAFA 1 Unidad de Tratamiento FAFA 2 FAFA1+FAFA2 Unidad de Tratamiento Gráfica 21. Eficiencia de Remoción DBO5 por Unidad de Tratamiento Error Bars show Mean +/- 1,0 SE CO II CO III Eficiencia SST (%) 40.00 30.00 20.00 10.00 0.00 -10.00 FAFA 1 FAFA 2 FAFA1+FAFA2 Unidad de Tratamiento FAFA 1 FAFA 2 FAFA1+FAFA2 Unidad de Tratamiento Gráfica 22. Eficiencia de Remoción SST por Unidad de Tratamiento 36 Error Bars show Mean +/- 1,0 SE CO II CO III Eficiencia NKT (%) 40.00 0.00 -40.00 -80.00 FAFA 1 FAFA 2 FAFA1+FAFA2 FAFA 1 Unidad de Tratamiento FAFA 2 FAFA1+FAFA2 Unidad de Tratamiento Gráfica 23. Eficiencia de Remoción Nitrógeno Total por Unidad de Tratamiento Error Bars show Mean +/- 1,0 SE CO II CO III Eficiencia PT (%) 1,000.00 0.00 FAFA 1 FAFA 2 FAFA1+FAFA2 -1,000.00 FAFA 1 FAFA 2 FAFA1+FAFA2 Unidad de Tratamiento Unidad de Tratamiento Gráfica 24. Eficiencia de Remoción Fósforo Total por Unidad de Tratamiento 37 3.2.3 Gráficos de línea: Parámetros – Tiempo CO III DQOT Entrada (mg/l) 800.00 600.00 400.00 CO II 200 240 280 320 Días Gráfica 25. DQO Total Entrada Filtros Anaerobios - Tiempo FAFA 1 FAFA1+FAFA2 300.00 DQOT Salida (mg/l) CO III 200.00 CO II CO III CO II 100.00 200 240 280 320 200 Días 240 280 Días Gráfica 26. DQO Total Salida Filtros Anaerobios - Tiempo 38 320 DQOS Entrada (mg/l) CO III 800.00 600.00 400.00 CO II 200 240 280 320 Días Gráfica 27. DQO Soluble Entrada Filtros Anaerobios – Tiempo FAFA 1 FAFA1+FAFA2 DQOS Salida (mg/l) 300.00 CO III 200.00 CO II CO III 100.00 CO II 200 240 280 320 200 Días 240 280 Días Gráfica 28. DQO Soluble Salida Filtros Anaerobios – Tiempo 39 320 DBO5 Entrada (mg/l) 800.00 CO III 600.00 CO II 400.00 200.00 200 240 280 320 Días Gráfica 29. DBO5 Entrada Filtros Anaerobios – Tiempo FAFA 1 FAFA1+FAFA2 DBO5 Salida (mg/l) 300.00 CO III 200.00 CO III 100.00 CO II CO II 200 240 280 320 200 Días 240 280 Días Gráfica 30. DBO5 Salida Filtros Anaerobios - Tiempo 40 320 CO III NKT Entrada (mg/l) 80.00 CO II 60.00 40.00 20.00 200 240 280 320 Días Gráfica 31. Nitrógeno Total Entrada Filtros Anaerobios – Tiempo FAFA 1 FAFA1+FAFA2 CO III CO III NKT Salida (mg/l) 80.00 60.00 40.00 CO II 20.00 CO II 200 240 280 320 200 Días 240 280 320 Días Gráfica 32. Nitrógeno Total Salida Filtros Anaerobios - Tiempo 41 CO II 0.80 PT Entrada (mg/l) 0.60 0.40 CO III 0.20 0.00 200 240 280 320 Días Gráfica 33. Fósforo Total Entrada Filtros Anaerobios - Tiempo FAFA 1 FAFA1+FAFA2 1.00 PT Salida (mg/l) 0.80 0.60 CO II CO II CO III 0.40 CO III 0.20 200 240 280 320 200 Días 240 280 320 Días Gráfica 34. Fósforo Total Salida Filtros Anaerobios – Tiempo 42 CO II SST Entrada (mg/l) 100.00 80.00 CO III 60.00 40.00 200 240 280 320 Días Gráfica 35. SST Entrada Filtros Anaerobios - Tiempo FAFA 1 FAFA1+FAFA2 CO II SST Salida (mg/l) 100.00 75.00 CO II CO III 50.00 CO III 25.00 200 240 280 320 200 Días 240 280 Días Gráfica 36. SST Salida Filtros Anaerobios – Tiempo 43 320 7.60 CO II pH Entrada 7.40 7.20 CO III 7.00 200 240 280 320 Días Gráfica 37. pH Entrada Filtros Anaerobios - Tiempo FAFA 1 FAFA1+FAFA2 CO II 7.10 CO II pH Salida 7.00 CO III 6.90 CO III 6.80 6.70 200 240 280 320 200 Días 240 280 Días Gráfica 38. pH Salida Filtros Anaerobios – Tiempo 44 320 Caudal Entrada (ml/min) 340.00 320.00 CO III 300.00 CO II 280.00 200 240 280 320 Días Gráfica 39. Caudal Entrada Filtros Anaerobios - Tiempo FAFA 1 FAFA1+FAFA2 360.00 Caudal Salida (ml/min) CO II CO III CO II 320.00 280.00 240.00 CO III 200 240 280 320 200 Días 240 280 Días Gráfica 40. Caudal Salida Filtros Anaerobios – Tiempo 45 320 Temperatura Entrada (ºC) 24.00 CO II 23.00 CO III 22.00 21.00 20.00 200 240 280 320 Días Gráfica 41. Temperatura Entrada Filtros Anaerobios - Tiempo FAFA 1 FAFA1+FAFA2 24.00 CO II Temperatura Salida (ºC) CO II 23.00 CO III CO III 22.00 21.00 20.00 200 240 280 320 200 Días 240 280 Días Gráfica 42. Temperatura Salida Filtros Anaerobios - Tiempo 46 320 3.2.4 Gráficos de línea: Eficiencia de Remoción- Tiempo FAFA 1 FAFA 2 Eficiencia DQO Total (%) 80.00 CO II CO III 60.00 CO III 40.00 CO II 20.00 FAFA1+FAFA2 80.00 Eficiencia DQO Total (%) CO III 60.00 CO II 40.00 20.00 200 240 280 320 Días Gráfica 43. Eficiencia de Remoción DQO Total 47 Eficiencia DQO Soluble (%) FAFA 1 FAFA 2 80.00 CO III CO II 60.00 CO III CO II 40.00 20.00 FAFA1+FAFA2 Eficiencia DQO Soluble (%) 80.00 CO III 60.00 CO II 40.00 20.00 200 240 280 320 Días Gráfica 44. Eficiencia de Remoción DQO Soluble 48 FAFA 1 FAFA 2 Eficiencia DBO5 (%) 80.00 CO III 40.00 CO II CO II 20.00 FAFA1+FAFA2 80.00 Eficiencia DBO5 (%) 60.00 CO III 60.00 CO II 40.00 20.00 200 240 280 320 Días Gráfica 45. Eficiencia de Remoción DBO5 49 CO III FAFA 1 FAFA 2 50.00 CO III Eficiencia SST (%) CO II 25.00 CO III 0.00 -25.00 CO II -50.00 FAFA1+FAFA2 50.00 Eficiencia SST (%) CO III 25.00 0.00 CO II -25.00 -50.00 200 240 280 320 Días Gráfica 46. Eficiencia de Remoción Sólidos Suspendidos Totales 50 FAFA 1 FAFA 2 CO III -100.00 CO II -200.00 -300.00 FAFA1+FAFA2 CO III 0.00 Eficiencia NKT (%) 0.00 CO II Eficiencia NKT (%) CO II -100.00 -200.00 -300.00 200 240 280 320 Días Gráfica 47. Eficiencia de Remoción Nitrógeno Total 51 CO III FAFA 1 0.00 FAFA 2 Eficiencia PT (%) CO III CO II CO II -2,000.00 CO III -4,000.00 -6,000.00 FAFA1+FAFA2 0.00 CO III CO II Eficiencia PT (%) -2,000.00 -4,000.00 -6,000.00 200 240 280 320 Días Gráfica 48. Eficiencia de Remoción Fósforo Total 52 3.2.5. Análisis de resultados pH Durante todo el estudio se observó un valor promedio de 7.22 a la entrada del sistema de filtros, 6.88 a la salida del filtro 1 y de 6.97 a la salida del filtro 2, lo que muestra que en el filtro 1 ocurre en su mayoría la solubilización y acidificación parcial de los compuestos complejos del agua residual (hidrólisis, acidogénesis) y en el filtro 2 el pH vuelve a aumentar, lo que indica una disminución del contenido de ácidos en la solución. Para todo el estudio este parámetro permaneció dentro del rango óptimo de 6.5 y 7.6 de operación de los FAFAs. Temperatura Este parámetro presentó un valor promedio de 22ºC, el cual se encuentra en el intervalo mesofílico (20 – 40ºC). Caudal Los resultados muestran un buen control del caudal de entrada, su valor fue relativamente constante en los filtros. Demanda Química de Oxígeno (DQO) y Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO5) Las mayores eficiencias de remoción se presentaron al evaluar los filtros ubicados en serie (FAFA 1 + FAFA 2) y al aumentar la COV aplicada. En los filtros individuales se observó eficiencias de remoción de materia orgánica más altas en el FAFA 1 que en el FAFA 2 y ubicados en serie aumentaron su eficiencia en un rango 53 de 17 - 35% con respecto a los filtros individuales; aumentar la COV de 0.7 a 1.26 Kg DQO/m3día, aumentó la eficiencia de remoción de los filtros en 5% para el FAFA 1; 20% para el FAFA 2 y 11% para el FAFA 1 + FAFA2 (ver tabla 4). Las variaciones en los parámetros de entrada se presentaron debido a las fluctuaciones en la concentración del agua residual proveniente de la universidad, aumento en época de estudio y disminución en temporada de vacaciones además de las diluciones producidas por la lluvia. Sólidos Suspendidos Totales Este parámetro presentó variaciones considerables, en la COV II la eficiencia de remoción de los sólidos fue baja, 16% en el FAFA 1; 6% en el FAFA 2 y 29% en FAFA 1 + FAFA 2. Para la COV III las eficiencias fueron bajas y negativas, - 4% en FAFA 1; 22% en FAFA 2 y 19% en FAFA 1 + FAFA 2. Se presentaron problemas con el FAFA 1, presentó inestabilidad en la retención de sólidos, esta biomasa salió en gran cantidad de este filtro, debido a esto la eficiencia negativa en el FAFA1 para la COV III, los filtros no fueron eficientes en la remoción de sólidos suspendidos totales. Nitrógeno y Fósforo Se presentaron variaciones significativas, los gráficos de eficiencia de remoción de estos parámetros muestran que hay mas eficiencias negativas que positivas lo que indica que los filtros no son eficientes para la remoción de éstos, lo anterior es consecuencia de la inestabilidad de los filtros en la retención de sólidos, esta biomasa sale de los filtros concentrada de los nutrientes (nitrógeno y fósforo). 54 55 4 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 4.1 Conclusiones • Los FAFAs con medio de soporte en guadua son eficiente en la remoción de materia orgánica (DQO, DBO5), individuales y en serie (ver tabla 4). • Aumentar la carga orgánica volumétrica aumenta la eficiencia de remoción de materia orgánica de los filtros individuales y en serie (ver tabla 4). • Con los filtros en serie FAFA 1 + FAFA 2 (duplicación del tiempo de retención hidráulica) se obtiene mayores eficiencias que individualmente (ver tabla 4). Tabla 4. Eficiencia de remoción (promedio) de materia orgánica de los FAFAs COV (Kg DQO/m3día) 0.7 (CO II) 1.26 (CO III) • Eficiencia Eficiencia Eficiencia FAFA 1 FAFA 2 DQO total 56.09 % 40.90 % 74.38 % DQO Soluble 58.44 % 40.51 % 75.41 % DBO5 55.49 % 47.86 % 73.64 % DQO total 61.63 % 61.08 % 85.10 % DQO Soluble 61.53 % 60.99 % 85.18 % DBO5 54.48 % 68.36 % 85.49 % Parámetro FAFA 1 + FAFA 2 El sistema de filtros no es eficiente para la remoción de sólidos suspendidos totales y de los nutrientes nitrógeno y fósforo. 56 • Se confirma el buen funcionamiento de la guadua como medio de soporte. • Los resultados de la investigación demuestran que el filtro anaeróbico de flujo ascendente con medio de soporte en guadua, es una solución sencilla, eficiente y económica para el tratamiento de las aguas residuales. • La sencillez en su construcción y operación lo hace adecuado para ser utilizado en nuestro medio, reduciendo la carga contaminante producida actualmente, contribuyendo a la recuperación de los recursos hídricos de la región. 4.2 Recomendaciones • Realizar mantenimiento constante a los filtros: remoción de natas, de sólidos y sobrenadantes, filtrar en la salida del FAFA 1 para retener los sólidos que salen del filtro concentrados de los nutrientes nitrógeno y fósforo. • Eventualmente realizar un retrolavado del material de empaque para evitar la colmatación del filtro (esta se presenta debido a la presencia de residuos con alto contenido de sólidos en suspensión). • Para remoción de nitrógeno y fósforo, complementar el sistema de FAFAs (p.e. con un sistema aeróbico). 57 5 BIBLIOGRAFÍA 1. 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Deviation 16 302.1738 43.54504 369.80 211.10 14 21.7314 1.43545 24.27 19.43 13 6.8785 .13297 7.17 6.71 Maximum Minimum Tabla 6. Estadística descriptiva parámetros in situ de salida UNIDAD DE TRATAMIENTO: FAFA 1 pH Salida Temperatura Salida (ºC) N Mean 13 6.8785 Std. Deviation .13297 14 21.7314 1.43545 61 Maximum Minimum 7.17 6.71 24.27 19.43 UNIDAD DE TRATAMIENTO: FAFA1+FAFA2 pH Salida Temperatura Salida (ºC) N Mean 12 6.9700 Std. Deviation .10913 14 21.9243 1.43393 Maximum Minimum 7.15 6.78 24.22 19.58 Tabla 7. Estadística descriptiva parámetros de entrada Etapa: CO II UNIDAD DE TRATAMIENTO: FAFA1 + FAFA2 DQOT Entrada (mg/l) DQOS Entrada (mg/l) DBO5 Entrada (mg/l) SST Entrada (mg/l) NKT Entrada (mg/l) PT Entrada (mg/l) N Mean Std. Deviation Maximum Minimum 7 388.0714 46.57392 432.74 301.80 7 372.9686 41.82526 427.70 300.40 7 219.8643 98.24794 408.42 134.25 5 73.9400 25.95348 104.80 38.50 7 38.8857 14.82694 58.00 12.60 7 .4584 .28010 .74 .01 62 Etapa: CO III UNIDAD DE TRATAMIENTO: FAFA1+FAFA2 DQOT Entrada (mg/l) DQOS Entrada (mg/l) DBO5 Entrada (mg/l) SST Entrada (mg/l) NKT Entrada (mg/l) PT Entrada (mg/l) N Mean Std. Deviation Maximum Minimum 9 775.2067 111.24509 967.84 650.35 9 727.6611 131.05239 941.47 504.00 9 552.7233 199.87780 845.00 154.50 8 80.0000 21.97889 115.50 49.50 9 57.3778 24.10113 96.60 21.00 9 .6192 .20571 .94 .34 Etapa: CO II UNIDAD DE TRATAMIENTO: FAFA 2 DQOT Entrada (mg/l) DQOS Entrada (mg/l) DBO5 Entrada (mg/l) SST Entrada (mg/l) NKT Entrada (mg/l) PT Entrada (mg/l) N Mean Std. Deviation Maximum Minimum 7 193.2014 27.44002 212.20 133.40 7 178.2000 35.61326 206.88 102.40 7 105.5914 40.10348 156.90 44.37 5 65.1000 23.92279 94.50 30.00 7 46.6143 26.84514 94.50 18.20 7 .6387 .27428 .95 .21 63 Etapa: CO III UNIDAD DE TRATAMIENTO: FAFA 2 DQOT Entrada (mg/l) DQOS Entrada (mg/l) DBO5 Entrada (mg/l) SST Entrada (mg/l) NKT Entrada (mg/l) PT Entrada (mg/l) N Mean Std. Deviation 9 281.3089 43.40346 345.17 219.27 9 261.9556 41.97578 333.44 210.37 9 219.1267 78.68554 368.78 137.17 8 78.0000 23.81026 121.00 37.00 9 60.4556 17.03974 82.60 35.00 9 .5902 .18834 .80 .23 Maximum Minimum Tabla 8. Estadística descriptiva parámetros de salida Etapa: CO II UNIDAD DE TRATAMIENTO: FAFA 1 DQOT Salida (mg/l) DQOS Salida (mg/l) DBO5 Salida (mg/l) SST Salida (mg/l) NKT Salida (mg/l) PT Salida (mg/l) N Mean Std. Deviation Maximum Minimum 7 193.2014 27.44002 212.20 133.40 7 178.2000 35.61326 206.88 102.40 7 105.5914 40.10348 156.90 44.37 5 65.1000 23.92279 94.50 30.00 7 46.6143 26.84514 94.50 18.20 7 .6387 .27428 .95 .21 64 Etapa: CO III UNIDAD DE TRATAMIENTO: FAFA 1 DQOT Salida (mg/l) DQOS Salida (mg/l) DBO5 Salida (mg/l) SST Salida (mg/l) NKT Salida (mg/l) PT Salida (mg/l) Std. Maximum Deviation N Mean Minimum 9 281.3089 43.40346 345.17 219.27 9 261.9556 41.97578 333.44 210.37 9 219.1267 78.68554 368.78 137.17 8 78.0000 23.81026 121.00 37.00 9 60.4556 17.03974 82.60 35.00 9 .5902 .18834 .80 .23 Etapa: CO II UNIDAD DE TRATAMIENTO: FAFA1+FAFA2 DQOT Salida (mg/l) DQOS Salida (mg/l) DBO5 Salida (mg/l) SST Salida (mg/l) NKT Salida (mg/l) PT Salida (mg/l) N Mean Std. Deviation Maximum Minimum 7 102.1400 21.99361 132.00 66.00 7 95.0714 25.07872 117.00 43.20 7 53.2043 34.17947 108.20 12.77 5 54.2000 21.01369 86.00 27.00 7 41.6000 25.59889 86.00 7.00 7 .6629 .27945 1.00 .27 65 Etapa: CO III UNIDAD DE TRATAMIENTO: FAFA1+FAFA2 DQOT Salida (mg/l) DQOS Salida (mg/l) DBO5 Salida (mg/l) SST Salida (mg/l) NKT Salida (mg/l) PT Salida (mg/l) N Mean Std. Deviation Maximum Minimum 9 120.0711 18.97728 148.80 91.08 9 110.2156 22.36268 142.20 63.00 9 74.9556 28.86609 135.10 42.90 8 68.2500 22.86919 96.50 18.00 9 55.3556 24.89453 88.00 15.40 9 .6419 .19709 .94 .38 Tabla 9. Estadística descriptiva eficiencias de remoción Etapa: CO II UNIDAD DE TRATAMIENTO: FAFA 1 Eficiencia DQO Total (%) Eficiencia DQO soluble (%) Eficiencia DBO5 (%) Eficiencia SST (%) Eficiencia NKT (%) Eficiencia PT (%) N Mean Std. Deviation Maximu m Minimum 7 56.0868 7.29354 68.01 46.20 7 58.4453 6.87190 68.24 44.94 7 55.4867 17.20702 72.70 30.99 5 15.8952 38.86246 45.82 -49.71 7 -28.1767 114.04731 53.81 -274.21 7 -934.4969 2,472.77157 10.69 -6,542.17 66 Etapa: CO II UNIDAD DE TRATAMIENTO: FAFA 2 Eficiencia DQO Total (%) Eficiencia DQO Soluble (%) Eficiencia DBO5 (%) Eficiencia SST (%) Eficiencia NKT (%) Eficiencia PT (%) N Mean Std. Deviation Maximum Minimum 7 40.9003 14.42612 60.43 13.76 7 40.5103 15.08893 66.26 16.06 7 47.8610 24.55034 72.88 8.00 5 5.9353 26.51880 46.86 -24.95 7 .1750 39.02933 69.24 -50.57 7 -20.1672 32.77700 13.51 -70.85 Etapa: CO II UNIDAD DE TRATAMIENTO: FAFA1+FAFA2 Eficiencia DQO Total (%) Eficiencia DQO Soluble (%) Eficiencia DBO5 (%) Eficiencia SST (%) Eficiencia NKT (%) Eficiencia PT (%) N Mean Std. Deviation Maximum Minimum 7 74.3792 6.36511 80.46 62.38 7 75.4135 6.79045 86.52 65.09 7 73.6395 22.16881 92.36 36.51 5 28.6131 9.87871 42.49 17.91 7 -29.4233 129.98483 77.68 -307.28 7 -879.0706 2,259.24345 22.75 -6,002.04 67 Etapa: CO III UNIDAD DE TRATAMIENTO: FAFA 1 Eficiencia DQO Total (%) Eficiencia DQO Soluble (%) Eficiencia DBO5 (%) Eficiencia SST (%) Eficiencia NKT (%) Eficiencia PT (%) N Mean Std. Deviation Maximum Minimum 9 61.6304 7.78568 76.28 54.17 9 61.5344 9.27111 75.37 43.44 9 54.4859 18.46850 75.81 15.13 8 -3.5501 22.74678 27.33 -39.67 9 -20.0334 40.15020 16.91 -88.41 9 -5.6690 42.22939 56.89 -84.34 Etapa: CO III UNIDAD DE TRATAMIENTO: FAFA 2 Eficiencia DQO Total (%) Eficiencia DQO Soluble (%) Eficiencia DBO5 (%) Eficiencia SST (%) Eficiencia NKT (%) Eficiencia PT (%) N Mean Std. Deviation Maximum Minimum 9 61.0784 4.18133 68.53 56.59 9 60.9943 8.07940 78.27 50.80 9 68.3559 6.66696 77.70 57.84 8 21.8857 15.67545 55.36 2.95 9 16.3972 42.50289 63.01 -81.93 9 -4.0060 28.36194 25.39 -69.48 68 Etapa: CO III UNIDAD DE TRATAMIENTO: FAFA1+FAFA2 Eficiencia DQO Total (%) Eficiencia DQO Soluble (%) Eficiencia DBO5 (%) Eficiencia SST (%) Eficiencia NKT (%) Eficiencia PT (%) N Mean Std. Deviation Maximum Minimum 9 85.1029 3.33354 90.24 80.76 9 85.1775 4.34819 90.84 76.87 9 85.4918 6.43215 93.72 72.77 8 18.8381 22.41475 65.92 -5.97 9 1.7944 54.64118 61.91 -109.87 9 -5.0638 41.52568 27.29 -79.12 69 ANEXO 2. Tabla de resultados de los análisis de laboratorio. MUESTREO 1 2 3 COV II 4 5 6 7 8 9 COV III 10 11 12 13 PUNTO DE MUESTREO Entrada Filtro 1 Filtro 2 Entrada Filtro 1 Filtro 2 Entrada Filtro 1 Filtro 2 Entrada Filtro 1 Filtro 2 Entrada Filtro 1 Filtro 2 Entrada Filtro 1 Filtro 2 Entrada Filtro 1 Filtro 2 Entrada Filtro 1 Filtro 2 Entrada Filtro 1 Filtro 2 Entrada Filtro 1 Filtro 2 Entrada Filtro 1 Filtro 2 Entrada Filtro 1 Filtro 2 Entrada Filtro 1 DQOt (mg/L) 384.8 211.2 119.8 356.0 205.7 132.0 427.6 206.9 110.0 432.7 192.2 88.6 418.6 193.4 91.2 395.0 208.6 107.3 301.8 133.4 66.0 702.7 316.8 97.2 728.3 345.2 135.3 767.1 323.4 148.8 716.2 244.4 116.0 650.4 234.4 131.4 681.6 232.2 DQOs (mg/L) 366.6 206.9 113.7 340.0 187.3 117.0 394.8 194.3 102.2 427.7 188.6 94.2 389.3 167.8 87.8 392.0 200.2 107.3 300.4 102.4 43.2 674.3 297.4 63.0 728.1 333.4 132.5 759.0 292.2 142.2 656.2 215.6 107.8 625.6 219.4 112.7 504.0 260.2 70 PARÁMETROS DBO SST NTK PT (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) 164.4 38.5 40.6 0.710 116.0 30.0 39.2 0.650 108.2 27.0 28.0 0.570 157.9 76.5 40.6 0.167 135.5 57.0 26.6 0.210 81.8 53.0 23.8 0.267 134.3 455.0 39.2 0.639 44.4 257.0 53.2 0.946 16.7 553.0 58.8 1.003 159.5 90.4 58.8 0.539 62.4 68.0 33.6 0.706 12.8 54.5 50.4 0.824 408.4 104.8 12.6 0.010 156.9 94.5 50.4 0.710 51.3 86.0 18.2 0.610 229.2 158.0 93.8 0.739 99.4 309.0 43.4 0.910 41.2 171.5 40.6 0.967 285.8 59.5 29.4 0.403 124.6 76.0 18.2 0.339 60.5 50.5 7.0 0.396 154.5 85.5 64.4 0.510 137.2 65.0 61.1 0.230 42.9 61.5 60.2 0.380 504.7 75.0 39.2 0.840 215.5 73.5 35.0 0.770 75.0 93.5 16.8 0.795 556.0 80.5 28.0 0.796 225.6 75.0 36.4 0.660 96.4 69.5 19.6 0.710 483.0 100.5 44.8 0.940 156.9 91.5 47.6 0.800 67.2 73.5 88.2 0.850 403.7 54.5 74.2 0.640 149.4 71.0 65.8 0.574 69.0 70.0 50.4 0.567 683.5 83.0 92.4 0.590 368.8 81.0 75.6 0.420 14 15 16 Filtro 2 Entrada Filtro 1 132.8 926.1 219.3 118.1 855.6 210.4 135.1 689.5 195.9 83.5 115.5 121.0 63.0 39.2 70.0 0.470 0.538 0.767 Filtro 2 91.08 98.4 44.1 96.5 64.4 0.938 Entrada Filtro 1 Filtro 2 Entrada Filtro 1 Filtro 2 967.8 266.2 107.6 836.6 299.0 120.5 941.5 254.8 112.9 84.7 274.2 104.4 845.0 200.1 56.6 654.7 322.7 88.2 49.5 37.0 18.0 71.0 82.5 73.5 96.6 82.6 79.8 54.6 70.0 60.2 0.338 0.610 0.646 0.381 0.481 0.424 71