Depuración de aguas residuales urbanas y concentración de metales en fangos digeridos

[ES] La progresiva implantación de plantas de tratamiento de aguas residuales urbanas ha ido estableciendo una experiencia en el conocimiento de la eficacia de tratamiento de los diversos parámetros en plazos largos de funcionamiento. El análisis y comparación de resultados y tecnologías debe pennitir conocer las características de fiabilidad en la operación y el comportamiento frente a los diversos aspectos de la nonnativa legal. Además, el análisis en diferentes épocas del año puede producir distintos resultados o conclusiones. En este trabajo se ha tomado para el análisis una planta de tratamiento convencional, estudiando inicialmente los porcentajes medios de eliminación de diferentes parámetros, en relación asimismo con las necesidades que debe satisfacer. En condiciones de alta carga orgánica, la concentración de nitrógeno y algún tóxico especial parecen plantear las mayores dificultades. Se ha deseado focalizar la atención en el proceso de concentración de metales que se. produce en las plantas con tratamiento anaerobío de fangos. Por este motivo se Uevó a cabo un estudio de la evolución de metales en la depuración y la concentración de fangos digeridos. El fenómeno resulta de interés para analizar la calidad de las aguas que se obtienen, aunque debe considerarse también la concentración de metales en el destino final que se dé a los fangos tratados.

Impacto de las aguas residuales urbanas sobre las comunidades de macroalgas intermareales: caso practico en la Reserva de la Biosfera de Urdaibai

[ES] Las aguas residuales domésticas asociadas a los núcleos urbanos se encuentran entre los principales impactos antrópicos que amenazan la biodiversidad de los ecosistemas costeros. El presente trabajo tiene como objetivo evaluar el impacto de aguas residuales provenientes de la población de Bermeo sobre las comunidades intermareales de la parte mas externa de la Reserva de la Biosfera de Urdaibai. Para ello se ha contrastado la estructura de la vegetación bajo la influencia del emisario con la existente en cuatro localidades control en los años 2013 y 2014. Los resultados reflejan diferencias en la composición de la flora intermareal entre la localidad impactada y las localidades no afectadas por la contaminación. La localidad impactada queda caracterizada por la proliferación de algas filamentosas (Bachelotia antillarum) y clorófitos (Ulva intestinalis), así como de rodofíceas cespitosas con corticación simple (Gellidium pusillum, Gellidium pulchellum y Caulacanthus ustulatus). Por el contrario, en las localidades control son abundantes las especies perennes de gran porte y morfología compleja (Bifurcaria bifurcata, Cystoseira tamariscifolia, Halopteris spp. y Gelidium corneum). La calcárea Coralina elongata, estaba presente tanto en las localidades control como en la localidad impactada. Por otra parte, los análisis de la varianza realizados detectaron una elevada variabilidad espacio-temporal en la composición multivariable de la vegetación intermareal de las estaciones control, lo cual restó poder estadístico para detectar las diferencias entre la localidad impactada y los controles. Este resultado pone de manifiesto la dificultad e importancia de elegir controles apropiados para detectar impactos ambientales. Este estudio ha proporcionado la información necesaria sobre el estado ecológico de las comunidades en la situación pre-operacional de la EDAR de Lamiaran (Bermeo), lo cual permitirá evaluar en un futuro la eficacia del tratamiento de las aguas en términos de recuperación biológica.

Análisis estadístico de los parámetros DQO, DBO5 y SS de las aguas residuales urbanas en el ensuciamiento de las membranas de ósmosis inversa

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Potencial de obtención de bioetanol a partir de topinambur (Helianthus tuberosus L.) regado con aguas residuales urbanas

Helianthus tuberosus L. presenta potencial para producir etanol, sustituto de la nafta, y que deberá incorporarse a la misma en un 5% a partir del 2010 en Argentina. Hay antecedentes que señalan que a partir de 50 toneladas de tubérculos pueden obtenerse 4500 l de etanol. En este trabajo se comparó el rendimiento de dos variedades de topinambur regado con agua residual urbana o cloacal (AC) y agua subterránea (AS). El ensayo se realizó en la planta de tratamiento de agua cloacal de Obras Sanitarias Mendoza en el Departamento Tunuyán (33°32’89’’ S y 69°00’80’’ O), Mendoza, Argentina. El potencial para producir bioetanol se estimó a partir de la cantidad de hidratos de carbono fermentables en los tubérculos. El rendimiento de tubérculos presentó diferencias entre los tratamientos de riego, siendo de 177750 kg/ha en AC y de 144000 kg/ha en AS. La estimación del potencial para producir etanol generó un valor de 15000 l de alcohol en las parcelas regadas con AC y 13000 l en las regadas con AS. Para obtener 1 l de alcohol a partir de los tubérculos serían necesarios alrededor de 11 kg, relacionado con un valor de sólidos solubles de 16% en los mismos.

Uso de aguas residuales urbanas en el riego de colza (Brassica napus L.) con destino a biocombustible

El aceite de colza es comestible pero también puede utilizarse en la producción de biodiesel. Cuando el destino es el energético, el cultivo puede regarse con aguas residuales urbanas o cloacales. La mayor proporción del uso de éstas en el mundo ocurre en regiones áridas donde otras fuentes de agua son escasas, situación que se plantea en los oasis irrigados de Mendoza. En este trabajo se comparó el rendimiento de un cultivar invernal de colza regado con agua cloacal (AC) y agua subterránea (AS), y su potencial para producir biodiesel. La experiencia se llevó a cabo en una planta de tratamiento de agua cloacal de Obras Sanitarias en el departamento Tunuyán (33° 32’ 89’’ S; 69° 00’ 80’’ O; 859 m snm). El rendimiento de semilla de AC fue significativamente mayor que el de AS (7690 y 3886 kg/ha, respectivamente). La cantidad de biodiesel factible de producir por cada hectárea de cultivo asciende a 2800 kg en el tratamiento AC y a 1400 kg en AS. El uso de aguas residuales urbanas genera un nicho interesante para la producción de biocombustibles, utilizando un recurso hídrico con limitaciones para producir alimentos.

Efecto de la densidad de plantación sobre el rendimiento de topinambur (Helianthus tuberosus L.) regado con aguas residuales urbanas

Helianthus tuberosus L. produce tubérculos ricos en hidratos de carbono fermentables que pueden ser usados para producir etanol. Para el destino energético el cultivo puede ser regado con aguas residuales urbanas. La densidad poblacional en un cultivo de topinambur afecta los parámetros de crecimiento y rendimiento. Se evaluó el efecto de la densidad de plantación sobre el rendimiento de tubérculos. Se compararon 6 tratamientos de densidad, combinando 2 espaciamientos entre hileras (0,70 y 0,80 m) y 3 espaciamientos entre plantas en la hilera (0,30; 0,40 y 0,50 m), generando stands desde las 25.000 a 47.600 plantas/ha. Se presentaron los mayores rendimientos con distancias entre plantas en la hilera de 0,30 ó 0,40 m; no se presentaron diferencias en respuesta a la distancia entre hileras. Los componentes del rendimiento (rendimiento de tubérculos por planta, número de tubérculos por planta y tamaño medio de los tubérculos) respondieron a cambios en la densidad generados por la distancias entre plantas y fueron indiferentes a la variación de distancia entre hileras. La altura de las plantas, el número de tallos principales, el porcentaje de MS y de SS en los tubérculos no se modificaron ante variaciones de densidad.

Soluciones al problema ambiental de las aguas residuales urbanas: riego de cultivos y zonas verdes

La reutilización de las aguas residuales no es un concepto nuevo, en el año 1958 el Consejo Económico y Social de la Organización de las Naciones Unidas (ONU) enunció una nueva política, la sustitución de fuentes de recursos hídricos, con la declaración: «A menos que exista un exceso de agua, no deberá emplearse para cada uso agua de mayor calidad que la requerida por el mismo». En España en el periodo de sequía (1992-1995) se tuvo conciencia de la necesidad de hacer un mejor uso de los recursos hídricos existentes, empezando a verse claramente la necesidad de reutilizar las aguas residuales, sobre todo en las regiones con mayor déficit hídrico, como son la Costa Mediterránea, Baleares y Canarias. Al ser el agua el principal factor limitante para la agricultura en estas zonas, y el beneficio que su empleo reporta elevado, su uso debe ser esmerado y las posibilidades de reutilización maximizadas.

Optimización de la gasificación de lodos de estaciones depuradoras de aguas residuales urbanas para minimizar la formación de alquitranes

La gasificación de lodos de depuración es una alternativa atractiva para generar gases combustibles como H2 y CO. A su vez, estos gases pueden emplearse como materias primas para la obtención de productos químicos orgánicos y combustibles líquidos. Sin embargo, la gasificación no está exenta de problemas como el ligado a la generación de residuos sólidos y alquitrán. El alquitrán en el gas puede ser un inconveniente para emplear el gas como combustible por las obstrucciones y corrosión en los equipos. Dado que las condiciones de gasificación influyen en la producción de alquitrán, este trabajo de investigación se ha centrado en analizar la influencia de parámetros como la temperatura, la carga de alimentación, el tamaño de partícula, el agente gasificante y la utilización de catalizadores en la gasificación en lecho fluidizado de lodos de depuración. Adicionalmente a la medición del efecto de los anteriores parámetros en la producción y composición del alquitrán, también se ha cuantificado su influencia en la producción y composición del gas y en producción del residuo carbonoso. Los resultados muestran que el incremento de la carga de alimentación (kg/h.m2) provoca el descenso de la producción de gas combustible y el incremento del residuo carbonoso y del alquitrán debido a la reducción del tiempo de residencia del gas lo que supone un menor tiempo disponible para las reacciones gas-gas y gas-sólido ligadas a la conversión del alquitrán y del residuo carbonoso en gases combustibles. También se ha comprobado que, el aumento del tamaño de partícula, al incrementar el tiempo de calentamiento de ésta, tiene un efecto similar en los productos de la gasificación que el derivado del incremento en la carga de alimentación. La utilización de una temperatura de gasificación alta (850 ºC), el empleo de aire-vapor como agente gasificante y/o catalizadores primarios como la dolomía consiguen reducir la producción de alquitrán. ABSTRACT Gasification of sewage sludge is an attractive alternative for generating of fuel gases such as H2 and CO. These gases, in turn, can be used as raw materials for the production of organic chemicals and liquid fuel. However, gasification is not without problems as the linked ones to production of char and tar. The tar in the gas can be an inconvenience for to use it as fuel by the problems of blockage and corrosion in the equipments. Since the gasification conditions affect the production of tar, this research has focused on analysing the influence of parameters such as temperature, throughput, the particle size, the gasifying agent and the use of catalysts in the fluidized bed gasification of sewage sludge. In addition to measuring the effect of the above parameters on the production and composition of the tar, it has also been quantified their influence on the yield and composition of the gas and char production. The results show that higher throughput (kg/h.m2) leads to a reduction of fuel gas production and an increase in the production of char and tar, this owes to a lower of gas residence time or what is the same thing less time available for gas-solid and gas-gas reactions attached to the conversion of tar and char to fuel gases. There has also been proven that the rising in particle size, by the increasing heating time of it, has a similar effect in the products of gasification that the results by the rise in the throughput. The applications a high gasification temperature (850 ° C), the use of air-steam as gasifying agent and/or dolomite as primary catalysts are able to reduce the production of tar.

Estudio de la influencia de la relación C/N en la desnitrificación y metanogénesis de aguas residuales en un reactor anaeróbico de lecho fluidizado inverso

La nitrificación-desnitrificación es el proceso biológico tradicional para la remoción de nitrógeno de las aguas residuales (Ruiz G. et al., 2006a), siendo fundamental ya que contribuye a controlar la eutroficación de los cuerpos receptores. Debido al deterioro que sobre la disponibilidad de los recursos han ejercido las actividades antropogénicas, es necesario orientar el tratamiento de las aguas residuales hacia tecnologías que ofrezcan el mayor grado de sustentabilidad, planteando innovaciones en el tratamiento. El presente proyecto de tesis doctoral versa sobre el estudio de la influencia de la relación C/N en la desnitrificación y metanogénesis de aguas residuales urbanas en un reactor anaeróbico de lecho fluidizado inverso (RLFI). Previamente a la realización de las pruebas experimentales de variación de la relación C/N, se llevó a cabo la etapa de arranque del RLFI la cual se inició en modo batch, favoreciendo la formación y adhesión de biopelícula al medio de soporte utilizado (Extendosphere). Después, sobrevino la operación en modo continuo desde una carga volumétrica aplicada (CVA) de 0.5 g DQOs/L⋅d hasta alcanzar 4 g DQOs/L⋅d, carga volumétrica a la cual se logró la plena estabilización del reactor, siendo la alta variabilidad de la concentración de DQOs en el agua residual urbana de alimentación, la principal problemática que ocasionó retrasos en la estabilidad del reactor. A una CVA de 4 g DQOs/L⋅d en estado estacionario, el valor mínimo de eficiencia de remoción de DQOs fue del 32.36% y el máximo de 66.99%. En estas condiciones el porcentaje de metano presente en el biogás producido tuvo un valor medio de 85.57 ± 2.93%, siendo un valor alto comparado con otros porcentajes de metano encontrados en la digestión anaerobia de aguas residuales urbanas. El YCH4 tuvo un valor medio de 0.316 ± 0.110 LCH4/g DQOrem⋅día. Los porcentajes de metanización variaron en el rango de 20.50 a 100%, registrándose un valor medio de 73.42 ± 25.63%. La considerable variabilidad en el porcentaje de metanización se debió principalmente a que se presentaron eventos de lavado de soporte colonizado, lo cual propició que las actividades metabólicas fueran orientadas hacia formación de biopelícula (anabolismo) en vez de estar dirigidas hacia producción de metano (catabolismo). En relación a los ensayos con variación de la relación C/N, se manejaron relaciones DQOs/N-NO3 en el rango de 1.65 a 21.1 g DQOs/g N-NO3. La tasa de remoción anaerobia de DQOs se incrementó con la concentración de sustrato en una relación casi lineal, ajustándose a una cinética de primer orden, lo que regularmente se presenta a concentraciones bajas de sustrato. La eficiencia del proceso de desnitrificación fue por lo regular alta, incrementándose ligeramente con la concentración de DQOs en el influente, con valores en el rango de 73.8 a 99.1%. Por otra parte, la tasa de remoción por metanogénesis se incrementó con la concentración relativa de sustrato (es decir, a mayores relaciones DQOs/N-NO3), siendo más sensitiva la metanogénesis a la concentración relativa de sustrato que la desnitrificación. Conforme aumentó la relación DQOs/N-NO3, la desnitrificación, de ser la ruta metabólica principal de utilización de la materia orgánica (comparada con la metanización), empezó a combinarse con la metanización. De manera evidente, a las relaciones DQOs/N-NO3 probadas, se manifestaron más las actividades desnitrificantes, quedando reflejadas por el alto porcentaje de utilización de la DQOs removida hacia la desnitrificación. La relación experimental DQOs/N-NO3 a la cual se pudiera haber cumplido con el requerimiento de materia orgánica (en términos de DQOs) para la desnitrificación de nitratos en las aguas residuales urbanas tratadas resultó aproximadamente ser igual a 7.1 g DQOs/g N-NO3. A una CVA de 4 g DQOs/L⋅d, se obtuvo un diámetro promedio máximo de soporte colonizado igual a 266.106 ± 69.279 μm aunque, hay que indicarlo, se presentaron fluctuaciones, las cuales se reflejaron también en el espesor de la biopelícula, el cual tuvo un valor máximo de 50.099 μm y un valor promedio de 37.294 ± 11.199 μm. Estas fluctuaciones pudieron deberse a la existencia de corrientes preferenciales dentro del reactor, las cuales no permitieron un acceso equitativo del sustrato a todo el lecho. Nitrification-denitrification is the traditional biological process for nitrogen removal from wastewaters (Ruiz G. et al., 2006a), being fundamental since it contributes to control the eutrophication of the receiving waters. Due to the deterioration that on the availability of the aquatic resources the anthropogenic activities have exerted, it is necessary to orient the treatment of wastewaters towards technologies that offer the greater degree of sustainability, raising innovations in the treatment. This work studied the influence of C/N ratio on denitrification and methanogenesis of urban wastewaters in an inverse fluidized bed reactor (IFBR). Previously to the accomplishment of the experimental tests with variation of C/N ratio, the start up of the IFBR was carried out in batch way, encouraging the formation and adhesion of biofilm to Extendosphere, which it was used as support. The operation in continuous way carried out from an organic loading rate (OLR) of 0.5 g CODs/L ∙ d to 4 g CODs/L ∙ d, when the steady-state was reached. The high variability of the CODs of the urban wastewaters caused delays in the stability of the reactor. Once stationary state was reached, the removal efficiency of CODs ranged from 32.36 to 66.99% to 4 g CODs/L ∙ d. In these conditions the percentage of methane in produced biogas had an average value of 85.57 ± 2.93%, being a high value compared with other studies treating anaerobically urban wastewaters. The YCH4 had an average value of 0.316 ± 0.110 LCH4/g CODrem ∙ d. The percentage of methanisation ranged from 20.50 to 100%, with an average value of 73.42 ± 25.63%. The considerable variability in the methanisation percentage occurred mainly due events of wash-out of colonized support, which caused that the metabolic activities were oriented towards formation of biofilm (anabolism) instead of methane production (catabolism). Concerning the tests with variation of C/N ratio, CODs/NO3-N ratios from 1.65 to 21.1 g CODs/g NO3-N were proved. The CODs anaerobic removal rate increased with the substrate concentration in an almost linear relation, adjusting to a kinetic of first order, which regularly appears to low concentrations of substrate. Efficiency of the denitrification process was regularly high, and it increased slightly with the CODs concentration in the influent, ranging from 73.8 to 99.1%. On the other hand, the CODs removal rate by methanogenesis increased with the substrate relative concentration (e.g., to greater CODs/NO3-N ratios), being more sensitive the methanogenesis to the substrate relative concentration that the denitrification. When the CODs/NO3-N ratio increased, the denitrification, of being the main metabolic route of use of the organic matter (compared with the methanogenesis), began to be combined with the methanogenesis. Definitively, to the proven CODs/NO3-N ratios the denitrification processes were more pronounced, being reflected by the high percentage of use of the removed CODs towards denitrification. The experimental CODs/NO3-N ratio to which it was possible to have been fulfilled the requirement of organic matter (in terms of CODs) for the denitrification of nitrates in urban wastewaters turned out to be approximately 7.1 g CODs/g NO3-N. It was obtained a maximum average diameter of colonized support of 266.106 ± 69.279 μm to 4 g CODs/L ∙ d, although it is necessary to indicate that appeared fluctuations in the thickness of biofilm, which had a maximum value of 50.099 μm and an average value of 37.294 ± 11.199 μm. These fluctuations could be due to the existence of preferential currents within the reactor, which did not allow an equitable access of the substrate to all the bed.

El reuso de aguas residuales para riego en un cultivo de maíz (Zea mays L.) una alternativa ambiental y productiva

Un estudio de reúso de aguas para el riego de una parcela de cultivo de maíz ( Zea mays L.) se realizó en la comunidad de El Aguacate municipio de Jinotepe aprovechando los efluentes de la planta de tra- tamiento de aguas residuales de la ciudad de Jinotepe, con el objetivo de evaluar los efectos de esta práctica sobre las características físicas y químicas del suelo y los rendimientos obtenidos con respecto a una parcela de referencia. El manejo que se dio al cultivo fue el que tra- dicionalmente realizan los agricultores de la zona excepto que no se aplicó ningún fertilizante para aprovechar los nutrientes contenidos en el agua residual tratada. El monitoreo de las características del suelo se realizaron en una etapa inicial, una etapa intermedia y una etapa final del ciclo del cultivo. Los resultados obtenidos indican que estadísticamente las variaciones experimentadas en las característi- cas del suelo en la parcela de estudio no fueron significativas. Por otro lado, la calidad del efluente en cuanto al contenido de nutrientes, compensa el no uso de fertilizantes por cuanto los rendimientos obte- nidos en el estudio superaron hasta en un 60 % la media de rendimien- tos de maíz en la zona reportados que es de 1.61 t/ha

Idoneidad de la citometría de flujo como herramienta para evaluar la eficacia del tratamiento de depuración de aguas residuales

Poster presentado al XXII Congreso Nacional de Microbiología celebrado en Sevilla los días 17 -20 septiembre de 2007

Idoneidad de Escherichia coli portadoras de genes que codifican proteínas fluorescentes para conocer el destino de las bacterias intestinales durante el tratamiento de aguas residuales

Presentación de la la comunicación a la VII Reunión Microbiología del Medio Acuático celebradad en Bilbao del 25 al 27 de septiembre de 2008

Destino de Escherichia coli durante el tratamiento de aguas residuales mediante fangos activados

Presentación de la la comunicación a la VIII Reunión Microbiología del Medio Acuático celebrada en Vigo del 14 al 16 de septiembre de 2010