Eficiencia del sistema de humedales artificiales, en el tratamiento de aguas residuales domésticas

Analiza la capacidad de remoción de las plantas macrófitas en el manejo de efluentes domésticos por intermedio del sistema de humedales artificiales (Wetland) a nivel piloto, que constituye una alternativa basada en el uso de determinados vegetales, con menor costo de instalación y mantenimiento. Se seleccionaron los siguientes vegetales: Eichhornia crassipes, Schoenoplectus colifornicus, y Phragmites australis, una variedad para cada poza de tratamiento, y con la finalidad de llevar a cabo se utilizaron tres reservorios de madera recubiertos para evitar fugas; el carricillo y junco se cultivaron en sustratos y tierra orgánica, mientras que el Jacinto de agua solamente con agua residual, por ser planta flotante. El carricillo disminuyó significativamente en la DQO y DBO, pero no en el caso de Aceites y Grasas. El Junco permitió disminuir significativamente DQO, DBO, Aceites y Grasas. Igual ocurrió con el Jacinto de Agua, los niveles de estos parámetros disminuyeron desde la etapa antes de ingresar a los estanques hasta su salida de los mismos, para DQO, DBO, Aceites y Grasas. Por acción del Wetland, se ha verificado la disminución de los principales metales pesados encontrados en las aguas residuales, se ha encontrado disminución significativa de los niveles de cadmio, en los estanques con carricillo, junco y Jacinto de agua

DISEÑO HIDRÁULICO, CONSTRUCTIVO Y AMBIENTAL DE HUMEDALES ARTIFICIALES PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS

La presente investigación explora y describe el diseño hidráulico, constructivo y ambiental de los humedales artificiales de flujo sub superficial de tipo horizontal como mecanismo para el tratamiento de aguas residuales domésticas, de modo tal que se pueda adaptar en las viviendas rurales del distrito de Buenos Aires, ubicado en la provincia de Morropón en la región Piura, que tiene un clima subtropical con temperaturas entre 25 y 38 ºC. Este estudio ayudará a los ingenieros proyectistas, investigadores y autoridades públicas a identificar una solución, en comunidades rurales con climas sub tropicales y con ausencia de tecnologías no convencionales, para el tratamiento secundario de aguas residuales domésticas que permita cuidar la salud pública y el medio ambiente a un bajo costo de operación y mantenimiento. Como metodología se elaboró un análisis de contenido de tres investigaciones experimentales sobre humedales artificiales de flujo sub superficial tipo horizontal para el tratamiento de aguas residuales domésticas ejecutados en comunidades rurales con climas subtropicales con el propósito de determinar sus características. Los resultados obtenidos han demostrado que los sistemas de flujo sub superficial de tipo horizontal son los que mejor funcionamiento tienen, debido al análisis de costo eficiencia, y aun cuando este sistema requiere de áreas de mayor extensión, es factible su implementación por la eficiencia en remoción de demanda bioquímica de oxígen o, sólidos suspendidos y nitrógeno, que permitirá el reuso del agua tratada en actividades agropecuarias. Finalmente mediante una matriz de categorización se describen las características hidráulicas, constructivas y ambientales de este sistema.Tesi

Aplicación de humedales construidos como sistema de tratamiento descentralizado para aguas residuales domésticas en Perú

Universidad Nacional Agraria La Molina. Escuela de Posgrado. Maestría en Ciencias AmbientalesEl presente estudio tiene como objetivo de evaluar el potencial de los humedales construidos para el tratamiento de agua residual doméstica en el Perú. Se realizó una revisión sistemática de literatura sobre humedales construidos implementados en América Latina y el Caribe; que permitió seleccionar 170 artículos y analizar 359 experiencias desarrolladas en 16 países de la región. Entre las principales características recopiladas de las experiencias, se obtuvo que el sistema de tratamiento más utilizado está conformado por el “Tanque séptico y humedal construido” (35 por ciento), mientras que el humedal de flujo subsuperficial horizontal (HC-FSS-H) es el tipo de humedal más estudiado (62 por ciento). Como resultado del meta-análisis, la media de la eficiencia de remoción de DQO es 70 por ciento con un intervalo de confianza entre 62 a 77 por cierto; mientras que las medias de remoción de NT y PT son alrededor del 40 por ciento. Posteriormente, del análisis por subgrupos, se ha identificado que el clima es una variable que podría afectar el rendimiento de los humedales construidos en la remoción de la materia orgánica, por lo que los humedales son más eficientes en climas ecuatoriales. Respecto al potencial de los humedales construidos en Perú, tenemos que existen figuras legales que fomentan el uso de tratamientos no convencionales; sin embargo, la falta de una norma técnica especializada no permite mayor difusión entre los prestadores del servicio de saneamiento. Además, los 51 casos de humedales construidos analizados en nuestro país, han demostrado disponibilidad de macrófitas en ecosistemas naturales y recurso humano capacitado, por lo que no son factores técnicos limitantes para esta tecnología. Por falta de estudios que abarquen diferentes periodos estacionales, no se logró evidenciar la influencia del clima en la eficiencia de los humedales construidos para la remoción de la materia orgánica en los casos peruanos.This study aims to evaluate the potential of constructed wetlands as systems for domestic wastewater treatment in Peru. A systematic review of the literature on constructed wetlands in Latin America and the Caribbean was made, where it was possible to select 170 articles and analyze 359 experiences developed in 16 countries of the region. Among, the main characteristics collected from the experiences, it was obtained that the most used treatment system is formed by "Septic tank and constructed wetlands" (35 percent), while horizontal subsurface flow wetland is the most studied type (62 percent). In regards of the meta-analysis, the median COD removal efficiency is 70 percent, with a 95 percent confidence interval from 62 to 77 percent; while the median removal efficiency for both TN and TP were similar at 40 percent. Subsequently, from the subgroup analysis, it has been identified that climate is a variable that could affect the performance of constructed wetlands in the removal of organic matter, so they are more efficient in equatorial climates. Regarding the potential of constructed wetlands in Peru, there are legal figures that encourage the use of unconventional treatments; however, the lack of a technical standard specialized in constructed wetlands does not allow for greater dissemination among sanitation service providers. Fifty cases were analyzed in our country, that showed that the availability of macrophytes in natural ecosystems and trained human resources are not a technical factor that limits the application of this technology. Due to the lack of studies covering different seasonal periods, it was not possible to show the influence of climate on the efficiency of wetlands built for the removal of organic matter in peruvian cases

Implementación de un sistema de tratamiento a escala piloto por el método de fitorremediación con la especie (Pistia Stratiotes) en aguas residuales domésticas del Distrito de Santa María del Valle – Huánuco - 2022

El objetivo de este estudio fue evaluar la efectividad del sistema de tratamiento a escala piloto mediante la fitorremediación con especie Pistia stratiotes en aguas residuales domesticas del Distrito de Santamaría del Valle – Huánuco- 2022. Como estudio de tipo aplicativo, experimental, longitudinal y analítico dirigido a la determinación inicial de parámetros físicos, químicos y microbiológicos; donde se diseñó un sistema de tratamiento mediante la fitorremediación a través de la especie Pistia stratiotes durante 30 días con 10 muestras. Obteniendo como resultado que en los parametros fisicos hubo variabilidad la conductividad de 867 μs/cm a 2175 μs/cm; pH de 7,08 a 7,40 y la temperatura de 24 °C a 19 °C. Los parametros quimicos mostro disminución en color de 450 CU a 91 CU; la DBO de 800 mg O2/L a 422 mg O2/L; La DQO de 1200 mg O2/L a 663 mg O2/L; el nitrógeno amoniacal de 6,41 mg NH3/L a M9= 1 mg NH3/L; los sólidos totales de 1500 mg ST/L a 130 mg ST/L y la turbidez de 350 NTU a 54 NTU. Finalmente, los microbiológicos de 100000 NMP/100 ml a 15000 NMP/100 ml. También se concluyó que el sistema de tratamiento por el método de fitorremediación mediante la especie Pistia stratiotes es efectiva con p- valor < 0,05 (0,000)

Estudio comparativo del consumo energético y huella de carbono producida por la depuración de aguas residuales mediante EDAR frente a la utilización de humedales artificiales, en la cuenca de Carraixet, València España

El presente trabajo se centra en la valoración del consumo energético de la depuración de aguas residuales mediante dos propuestas, las EDAR convencionales, y por otra parte soluciones basadas en la naturaleza como son los humedales artificiales. No obstante, se contextualizó la temática de la depuración de aguas dentro del territorio, de manera que además de los aspectos estrictamente energéticos, se ha valorado que en la depuración de las aguas residuales hay también otros aspectos que tienen relevancia ecológica y que merecen consideración. Así la depuración mediante humedales artificiales constituye una alternativa a las EDAR, que además mejora la biodiversidad y contribuya con la fijación de Carbono. Este estudio se ha realizado en poblaciones de la zona norte de València, en el entorno territorial del Barranco de Carraixet, que es una rambla mediterránea de curso intermitente en un territorio, con una intensa actividad agrícola. El estudio se centró en la depuración de las aguas residuales de las poblaciones de Bétera, Moncada del área metropolitana de València. En la selección de las poblaciones se consideró que existieran redes de colectores de recogida de aguas residuales hasta las depuradoras. Se compararon los consumos energéticos de la depuración de las aguas residuales para un habitante equivalente de estas localidades, mediante las EDAR actuales y por medio de la propuesta de depuración mediante humedales artificiales proyectados en los puntos de producción del agua residual. En la actualidad, de manera prácticamente generalizada, el tratamiento de agua residual es realizado mediante EDAR, tanto en municipios pequeños como grandes. Las necesidades energéticas anuales de la red de suministro para el tratamiento con EDAR fueron evaluados teniendo en cuenta los consumos de la planta y los consumos de las estaciones de bombeo de agua residual – EBAR. Los resultados del consumo energético de la red para Moncada fueron entre 12 kWh/hab eq año y 15,5 kWh/hab eq año, siendo que en Bétera el consumo es entre 31,1 kWh/hab eq año a 29,7 kWh/hab eq año. En relación al consumo total considerado como la energía de suministro por la red y por los mecanismos de producción como lo son cogeneración en la EDAR Cuenca del Carraixet y placas solares en la EDAR Bétera los resultados son entre 32,3 kWh/hab eq año y 28,9 kWh/hab eq año en los núcleos de Moncada y 33,6 kWh/hab eq año a 35 kWh/hab eq año en Bétera. La propuesta alternativa a las EDAR fue la de sistemas de humedales artificiales de tipo Francés para los Municipios de Moncada y Bétera en zonas urbanas que se encuentran conectadas a las depuradoras mediante sistemas de colectores con bombeos. La exigencia energética para el funcionamiento de HAFSsV Francés es básicamente la necesaria para el sistema de bombeo, para el que se calculó un consumo anual entre 0,1 kWh/hab eq año hasta 1,6 kWh/hab eq año en los diferentes humedales. A partir de la energía necesaria en la depuración, la huella de Carbono depende del factor de emisión de la comercializadora que suministra la energía. Para el caso de tratamiento mediante EDAR se calcula un total de 227,1 ton CO2/año para el conjunto de núcleos poblacionales estudiados y 0,84 kg CO2/año para el sistema de humedales en caso de ser suministrados por la misma comercializadora de electricidad para el bombeo. Los humedales artificiales seleccionados son de tipo Francés, dado que en su sistema no se implementa tanque Imhoff para el tratamiento primario el cual genera emisiones de gases de efecto invernadero, lo que permite que este tipo de humedales actúe como sumidero de Carbono. Este trabajo constituye una reflexión sobre el hecho de que implementar un sistema de humedales artificiales a lo largo de la cuenca del Barranco del Carraixet para los diversos núcleos de población contribuiría a mejorar ecológicamente este entorno territorial de diversas maneras: - El tratamiento de aguas residuales mediante humedales artificiales permitiría la depuración in situ, con menores costes energéticos. - No sería necesario construir sistemas de colectores. - Permitiría la reutilización in situ del agua regenerada y/o verterla al cauce del barranco para su renaturalización. - Los propios humedales artificiales construidos como la revegetación en el barranco incrementarían la fijación de carbono y mejorarían la biodiversidad y adicionalmente favorecería el papel de corredor ecológico del barranco en un territorio en el que es el único ecosistema natural que queda

Capacidad de remoción de SST, nitratos y fosfatos después del uso agrícola con la especie Junco sp, Cyperus alternifolius, Strelitzia reginae mediante un prototipo de humedal artificial en el centro poblado Punchauca, distrito Carabayllo, 2018

Los humedales artificiales se consideran como aquellos sistemas que se construyen por el hombre, manifestándose que tales particularidades de dichos humedales al depurarse las aguas que contaminan como son aquellas aguas del canal de regadío. Detallándose que, el reactor biológico en el cual, se establezcan las reacciones químicas, con el beneficio de que se realice un tratamiento innovador, rentable, sostenible y a la vez eficiente. Siendo la finalidad la construcción de cuatro humedales artificiales que presentan sustratos equivalentes, en el cual, se llegó a diferenciar las especies que se presentan, puesto que, al primero se le añadió las especies vegetal Junco sp; Cyperus alternifolius y Strelitzia reginae, al segundo se le agrego las especies Cyperus alternifolius y Strelitzia reginae, al tercero con las especies junco sp. y Cyperus alternifolius y el cuarto se mantuvo en su forma original (para ser usado como testigo). El objetivo llegó a ser determinar el porcentaje de remoción que presentan los contaminantes en el humedal artificial con las especies vegetales mencionadas. El agua usada para el tratamiento en estos humedales fue tomada después del uso agrícola que se ubica en el centro poblado Punchauca distrito de Carabayllo - Lima. Al monitorear como analizar los parámetros para que se traten las aguas, fue ejecutado conforme al protocolo difundido por el Ministerio de Vivienda y Construcción D.S. 003-2010, considerándose los parámetros solidos suspendidos totales, nitratos y fosfatos. Concluyéndose que mediante este sistema de humedales artificial es eficiente para el tratamiento ya que tiene la capacidad de remoción mediante los parámetros analizados

Diseño de una planta de tratamiento de aguas residuales municipales facultativa, incorporando plantas acuáticas: lechuga de agua (pistia stratiotes) y jacinto de agua (eichhornia crassipes) para el distrito de Eten, provincia de Chiclayo, departamento de Lambayeque, 2019

El presente tesis, busca evaluar la capacidad de remoción de los que se encuentran en las aguas residuales municipales de las lagunas de estabilización del distrito de Eten, mediante el uso de plantas acuáticas, que, a través del diseño y ejecución de dos humedales artificiales ubicados en la parte posterior de las lagunas precedentes y mediante derivación albergarán las aguas extraídas, ya que según información recaudada la misma no está cumpliendo la función para la cual fue diseñada y puesta en servicio desde el año 2012, provocando malestar en la población aledaña a la misma, debido a que las aguas son vertidas a sus campos de cultivo y ganadería sin haber recibido el tratamiento previo. Se realizaron los estudios fisicoquímicos y bacteriológicos de las aguas de la laguna, para obtener datos aproximados de las cantidades de aportes per cápita y posteriormente verificar si los mismos han cumplido con los parámetros del D.S N°003-2010 – MINAM, en el que se indican que los efluentes de las PTAR de aguas residuales domésticas y municipales deben considerar límites máximos permisibles, con el fin de que éstos tengan una disposición final adecuada sin generar un impacto negativo. Se cuenta como población a los propietarios de las zonas de cultivos cercanas a la laguna y como muestra a la laguna de estabilización

Diseño de Tratamiento de Aguas Residuales Mediante Humedales Artificiales en Chacapampa - Huancayo

El presente trabajo de investigación tuvo como problema general: ¿Cómo realizar el diseño para el tratamiento de aguas residuales mediante un modelo de humedal artificial de flujo superficial en el Distrito de Chacapampa - 2020? y el objetivo general fue: Proponer un diseño de tratamiento de aguas residuales mediante humedales artificiales de flujo superficial en el Distrito de Chacapampa – 2020, y la hipótesis general fue: Resultara favorable y adaptable el diseño propuesto para la construcción de un humedal artificial de flujo superficial, en el Distrito de Chacapampa – 2020. Este estudio se desarrolló con una metodología de tipo aplicada, con enfoque cuantitativo, con un diseño no experimental y un nivel descriptivo – explicativo. Las muestras de aguas residuales se tomaron de las viviendas del distrito de Chacapampa, estas muestras fueron analizadas en el laboratorio, lo cual permitió determinar la efectividad de los humedales naturales en el tratamiento de las aguas residuales, y a partir de los hallazgos se logró cumplir con el objetivo general y los objetivos específicos. Por ende, se concluye que resulta favorable y adaptable el diseño propuesto para la construcción de un humedal artificial de flujo superficial, en el Distrito de Chacapampa - 2020, donde las dimensiones para la construcción futura del humedal artificial de flujo superficial fueron; ancho = 8.99 m, largo = 26.66 m, área superficial = 242.21 m2, área transversal 5.394 = m2., y el tiempo de retención hidráulica = 1.71 días

Evaluación de las macrófitas schoenoplectus californicus y typha latifolia en la depuración de aguas residuales

Evaluar las macrófitas Schoenoplectus californicus y Typha latifolia en la depuración de aguas residuales.El crecimiento poblacional y las actividades humanas han deteriorado la calidad de los cuerpos hídricos, suelo y aire, esto a pesar de contar con plantas de tratamiento de aguas residuales, dichas plantas no son suficientes para solucionar el problema debido a deficientes técnicas de saneamiento y puede deberse a diversos factores como el económico o desconocimiento de alternativas eficientes de menor costo. El objetivo de este estudio fue evaluar la eficiencia de los macrófitos Schoenoplectus californicus y Typha latifolia en la depuración de aguas residuales del afluente de la planta ubicada en el campus del estadio de la universidad Técnica del Norte, sector de Azaya. La investigación se llevó a cabo en tres fases: En la primera se caracterizó el proceso adaptativo de los macrófitos en el saneamiento: Se observó que la especie Typha latifolia alcanzó un crecimiento máximo de 120 cm, mientras que Schoenoplectus californicus alcanzó un crecimiento máximo de 90 cm. Segundo se analizó la calidad del efluente de cada tratamiento: Se encontró que ambos macrófitos contribuyeron a la reducción de los siguientes parámetros en comparación con el caudal entrante: pH: los tratamiento con la especie Schoenoplectus californicus (SC), Typha latifolia (TL) y mixto (M) presentaron niveles neutros, es decir cercanos a 7, para la conductividad eléctrica: los tratamientos obtuvieron un promedio de 1198.2 NTU, los Sólidos Disueltos Totales (SDT) disminuyen, excepto en el muestreo 1 y 5, baja tasa de remoción < 2.3%, la Temperatura presento valores que se ajustan al rango aceptable 18-24 °C, el Oxígeno disuelto (OD) y % Saturación Oxígeno disuelto tiende a disminuir, xvii excepto en el quinto muestreo que aumenta, en la Turbiedad este parámetro tienden a disminuir en comparación con la entrada, excepto cuarto muestreo con el tratamiento SC, la Demanda Química de Oxígeno (DQO) tiene similar comportamiento entre tratamientos, muy buena eficiencia en la remoción, tasa de remoción superior al 40%, para el Nitrógeno Amoniacal tenemos que valores de este parámetro tienden a disminuir en comparación con la entrada, excepto tercer muestreo con el tratamiento SC y M, remoción 23-27%, Nitritos tienen valores que tienden a disminuir en comparación con la entrada, excepto segundo muestreo y baja tasa de disminución, remoción: TL 33.3%, M 23.6% y SC 9.7%, los Nitratos sus valores tienden a disminuir en comparación con la entrada, excepto tercer muestreo tratamiento TL, remoción: M 44.6%, SC 39.6% y TL 36.6% y finalmente los Fosfatos con valores que tienden a disminuir en comparación con la entrada, baja tasa de disminución, remoción: SC 22.4%, M 15.7% y TL 10.9%. En la tercera fase se realizó el Diseño de estrategias de manejo: Se diseñaron estrategias de manejo para las especies Schoenoplectus californicus, Typha latifolia para el mantenimiento y aprovechamiento de su biomasa una vez culminado el proceso de fitorremediación. En base a los resultados obtenidos en el presente estudio se concluye que los macrófitos Schoenoplectus californicus, Typha latifolia son una alternativa viable para el tratamiento de aguas residuales domésticas. Además, su biomasa presenta potencial para ser aprovechada por la comunidad en artesanías o en la elaboración de abono para sus cultivos.INGENIERÍ