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Seminario Internacional sobre Métodos Naturales para el Tratamiento de Aguas Residuales
BIOFILTROS, UNA OPCION PARA MEJORAR LAS CARACTERISTICAS DE LAS
AGUAS RESIDUALES PROVENIENTES DE TRATAMIENTOS CONVENCIONALES
Rodríguez, T.*
* Centro de investigaciones, Facultad de Ingeniería, Universidad Militar “Nueva Granada”.
Carrera 11 No 101-80, Bogotá, Colombia, e-mail: [email protected]
RESUMEN
La reutilización de las aguas residuales hoy en día se ha convertido en una de las necesidades más apremiantes por
parte de las industrias y de la comunidad en general, los efluentes están siendo desperdiciados y subvalorados, trayendo
como consecuencia problemas de contaminación en las fuentes receptoras, acompañados de grandes inversiones
económicas en los tratamientos para recuperarlas.
Esta Investigación muestra una alternativa simple y económica que permite solucionar los problemas causados por
vertimientos industriales y domésticos, en forma tal que estas aguas residuales se reutilicen evitando el desperdicio. Se
desarrolló a partir de sistemas hechos a escala laboratorio. Se ensayaron 4 diferentes alternativas de biofiltros variando
el volumen del agua residual, el tamaño del grano, y el tiempo de retención hidráulica. Los resultados que se obtuvieron
permitieron tener eficiencias de remoción de SST = 94.87%, CF = 97.73%, Turbiedad = 67.74%, DQO = 94.74%,
Fósforo = 65.42%, y Nitrógeno = 77.15%. El sistema de biofiltros estudiado, demostró que tiene eficiencias altas en
remoción de materia orgánica, inorgánica, indicadores de contaminación fecal y nutrientes.
PALABRAS CLAVES
Agua Residual, Biofiltro, Granulometría, Tiempo de Retención Hidráulica.
INTRODUCCION
Los tratamientos de aguas residuales domésticas e industriales por métodos convencionales hoy en
día estan siendo reemplazados por tecnologías más favorables con el medio ambiente y de fácil
acceso desde el punto de vista económico. La reutilización de los efluentes se hace cada vez más
necesaria, combinar tecnologías convencionales con métodos no tradicionales permite abrir un
campo de estudio en donde se puede obtener un sistema de tratamiento que permita mejorar la
calidad de los efluentes de tal forma que estos sean reutilizados en diferentes actividades.
El propósito de esta investigación fue desarrollar a escala de laboratorio un sistema que permitiera
mejorar la calidad del agua proveniente de tratamientos convencionales, en el cual se llevarán acabo
procesos biológicos similares a los que ocurren en reactores de película fija.
MATERIALES Y METODOS
Sistema de Biofiltros
El sistema de biofiltros desarrollado como se observa en la Figura 1 esta compuesto por cuatro (4)
unidades con lecho filtrante de grava, de diferentes granulometrías. Se opero con diferentes tiempos
de retención hidráulica y en condiciones anaerobias – aerobias. El sistema se alimento con agua
residual industrial tratada en un bioreactor de lodos activados con aireación extendida.
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Figura 1. Esquema del sistema desarrollado
Tabla 1. Especificaciones técnicas y operativas del sistema de biofiltros
Biofiltro
1
2
3
4
Diámetro
lecho
filtrante
(mm)
2
4.75
9.5
19
Relación
de vacíos
Porosidad
(%)
Profundidad
del lecho
filtrante (cm)
0.640
0.601
0.585
0.586
61
62.5
63
63
30
30
30
30
Diámetro
del
biofiltro
(pulg)
6
6
6
6
Volumen
de agua a
tratar (l)
1.5
1.7
1.8
1.8
Tiempo de
retención
hidráulica
(h)
6-10-12
6 -10-12
6-10-12
6-10-12
Para analizar y evaluar el desempeño de los biofiltros, la operación que se llevo a cabo durante 60
días en el laboratorio de calidad de aguas de la Universidad Militara “Nueva Granada”, consistió en
la determinación de parámetros físico-químicos y microbiológicos a la entrada y salida del sistema,
teniendo en cuenta la variación del tiempo de retención hidráulica. Estos parámetros fueron:
turbiedad, color, pH, DBO5, DQO, SST, coliformes totales, fecales, fósforo y nitrógeno total.
RESULTADOS Y DISCUSION
Sistema de Biofiltros
La operación de los biofiltros con diferentes tiempos de retención hidráulica dio como resultado que
12 horas es el tiempo en donde se presentan en términos de porcentaje (%) las mayores capacidades
de reducción de los parámetros evaluados. En las Tablas 2, 3 y 4 se observan los resultados de esta
investigación, en donde se puede observar no sólo la incidencia del tiempo de retención hidráulica,
sino también la granulometría del lecho filtrante.
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Tabla 2. Resultados del tiempo de retención hidráulica de 6 horas y diferentes granulometrías
Parámetro
DQO
SST
SSV
SSF
Coliformes
Fecales
Turbiedad
Color
Fósforo
Nitrógeno total
Unidad
Resultado
(%)
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
54.76
67.57
63.64
100
Biofiltro
más
efectivo
1
4
4
Todos
UFC/100ml
69.57
1
UNT
UPC
mg/l
mg/l
50
50
71.90
76.86
3y4
Todos
3
1
Tabla 3. Resultados del tiempo de retención hidráulica de 10 horas y diferentes granulometrías
Parámetro
DQO
SST
SSV
SSF
Coliformes
Fecales
Turbiedad
Color
Fósforo
Nitrógeno total
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
Resultado
(%)
50
96.36
96.36
100
Biofiltro más
efectivo
1
3y4
1
Todos
UFC/100ml
66.67
1
UNT
UPC
mg/l
mg/l
68.12
33
25
22.17
1
Todos
4
4
Unidad
Tabla 4. Resultados del tiempo de retención hidráulica de 12 horas y diferentes granulometrías
Parámetro
DQO
SST
SSV
SSF
Coliformes
Fecales
Turbiedad
Color
Fósforo
Nitrógeno total
Universidad del Valle. Instituto Cinara
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
Resultado
(%)
94.74
94.87
93.10
100
Biofiltro más
efectivo
3
1
1
Todos
UFC/100ml
97.73
4
UNT
UPC
mg/l
mg/l
67.74
33.33
65.42
77.15
4
Todos
3
3
Unidad
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CONCLUSIONES
• A escala de laboratorio, el sistema de biofiltros desarrollado mostró ser capaz de reducir
contaminantes orgánicos, inorgánicos e indicadores de contaminación fecal.
•
La determinación de las dimensiones reales de un futuro proyecto dependen de diferentes
variables como: tipo de agua a tratar, actividad en la cual se va a reutilizar el efluente,
normatividad vigente y capacidad económica de la población servida.
•
En futuras investigaciones alrededor del tema se pueden utilizar lechos filtrantes de grava
combinando las granulometrías usadas que ofrezcan una mayor área superficial, y una mayor
porosidad que permita un crecimiento más favorable de la biopelícula. El material de grava
puede sustituirse por material sintético.
•
El estudio de este tipo de bioreactores permitirá desarrollar en un futuro sistemas fáciles y
económicos de implementar en comunidades de áreas rurales.
AGRADECIMIENTOS
El autor agradece la colaboración para el desarrollo de esta investigación al Dr. Watson Vargas,
Jesús Ramos, Jesús Rojas, Cesar Vargas, Centro de Investigaciones Facultad de Ingeniería,
Universidad Militar “Nueva Granada”.
REFERENCIAS
CENAGUA. (1999). Sistemas de Tratamiento de Aguas Servidas por Medio de Humedales
Artificiales. Bogotá.
Seoanez, M. (1999). Aguas Residuales: Tratamiento por Humedales Artificiales. Fundamentos
Científicos. Tecnologías, Diseño. Madrid.
Sucher & Holzer. (1999). Biofiltro: Una Alternativa Viable para el Tratamiento de Aguas
Residuales en países Tropicales. Nicaragua.
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