Los objetivos de este estudio abarcan la determinación de niveles de remoción de patógenos en líquidos cloacales utilizando reactores UASB y lagunas de maduración, y por otro lado la determinación de la constante cinética de decaimiento bacteriano en las lagunas. La planta de tratamiento se compone de dos reactores UASB en serie, seguido de cinco lagunas de maduración también dispuestas en serie. La remoción de Escherichia coli en el sistema completo fue de 99.9999 %, a su vez; la remoción del mismo microorganismo indicador en lagunas fue muy alto y el criterio para riego irrestricto de la OMS fue alcanzado en el sistema de lagunas de maduración Los resultados obtenidos en este estudio revelan un comportamiento eficiente del sistema en las condiciones climáticas locales.Aims of this work are the study of faecal coliform removal efficiency in a combined system of UASB reactors- maturation ponds, and the determination of the die-off constant Kb of the ponds for regional climatic conditions. Results for faecal coliforms removal and die-off constant are presented for the pilot-scale combined system of two UASB (up flow anaerobic sludge blanket) reactors in series followed by five waste maturation ponds (WMP), also in series. Faecal Coliforms (FC) removal in the entire system was 99.9999%, been the removal efficiency of E. coli in lagoons very high, meeting the WHO criterion for unrestricted irrigation (NE.coli). The studied combined system is an attractive option for sewage treatment in subtropical regions.Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente (ASADES

Arena, Angélica

Cuevas, Carlos Mario

Liberal, Viviana

Spanish

El Servicio de Difusión de la Creación Intelectual

 
 
 
 
 
EFICIENCIA DE REMOCIÓN DE BACTERIAS COLIFORMES EN UN SISTEMA UASB Y LAGUNAS 
DE MADURACIÓN 
 
 
Arena A. N.,  Liberal  V., Cuevas C. 
Facultad de Ingeniería. Consejo de Investigaciones. U.N.Sa. Campo Castañares 
Avda. Bolivia 5.150 – tel/fax 0387 4255470 - arenaa@unsa.edu.ar 
 
 
 
RESUMEN 
Los objetivos de este estudio abarcan la determinación de niveles de remoción de patógenos en líquidos cloacales utilizando 
reactores UASB y lagunas de maduración, y por otro lado la determinación de la constante cinética de decaimiento bacteriano en 
las lagunas. La planta de tratamiento se compone de dos reactores UASB en serie, seguido de cinco lagunas de maduración 
también dispuestas en serie. La remoción de Escherichia coli en el sistema completo fue de 99.9999 %, a su vez; la remoción del 
mismo microorganismo indicador en lagunas fue muy alto y el criterio para riego irrestricto de la OMS fue alcanzado en el 
sistema de lagunas de maduración Los resultados obtenidos en este estudio revelan un comportamiento eficiente del sistema en las 
condiciones climáticas locales.  
 
 
PALABRAS CLAVE 
Remoción de patógenos, constante cinética, lagunas de maduración, UASB.  
 
INTRODUCCIÓN 
El estudio de nuevas tecnologías para el tratamiento de aguas residuales adecuadas a nuestra realidad económica y social 
permitirá encontrar nuevas alternativas para mitigar riesgos en materia del recurso agua. La investigación del comportamiento del 
reactor anaeróbico de flujo ascendente y manto de lodos (UASB) seguido de un post - tratamiento llevado a cabo en lagunas de 
maduración en climas moderados está en pleno desarrollo (Van Haandel y Lettinga, 1994; Seghezzo et al., 2001). Los resultados 
encontrados en zonas con climas de características tropicales indican que el reactor UASB es un proceso eficiente en la remoción 
de materia orgánica y sólidos suspendidos de aguas residuales domésticas e industriales (Trupiano et al, 2002). Pero la remoción 
de organismos patógenos en reactores UASB no es satisfactoria por cuanto no se alcanzan los requisitos de calidad bacteriológica 
aceptada por los organismos de contralor, por lo cual se requiere de un post-tratamiento que permita alcanzar valores de remoción 
adecuados al volcamiento.  
El post - tratamiento debe alcanzar una remoción de patógenos del orden de 99.9 a  99.99 % para que el efluente cumpla con los 
requisitos de calidad establecidos para su disposición final en cuerpos de agua o para ser utilizado en riego agrícola. 
Por otro lado, el estudio del comportamiento cinético de lagunas es un  campo aún poco explorado en nuestra región. La 
determinación de  valores de la constante  cinética Kb [día-1] permite obtener  datos afectados a las condiciones locales de 
funcionamiento de las plantas de tratamiento y en consecuencia ajustar el diseño de lagunas afectado a esas condiciones. 
Las investigaciones realizadas en los últimos tiempos en la materia han encontrado que el decaimiento de la población de 
bacterias en las lagunas de maduración con bajas cargas se ajusta a una reacción de primer orden (ley de Chick). El afluente de las 
lagunas del sistema cumple con esta condición (DQO del líquido que ingresa a lagunas es menor a 250 mg DQO/l).  
Los valores de las constantes reportadas por numerosos investigadores (Marais y Shaw, 1970; Klock, 1971) muestran una 
divergencia notable, las mismas están afectadas por diversos factores; pH, la temperatura, el tiempo de permanencia, el clima, en 
este sentido los valores reportados para climas tropicales difieren de los hallados para climas templados.  
Los objetivos planteados en el presente trabajo fueron los siguientes:  
1. Estudiar y determinar niveles de eficiencia de remoción de patógenos en reactores UASB y lagunas.  
2. Determinar el coeficiente específico de decaimiento bacteriano en las lagunas de maduración bajo las condiciones 
locales. 
              ASADES 
Avances en Energías Renovables y Medio Ambiente 
Vol. 9,  2005.  Impreso en la Argentina.  ISSN  0329-5184 
01.43 
MATERIALES Y MÉTODOS 
El sistema en estudio se encuentra en régimen desde el año 2.001 en la ciudad de Salta. El clima de la región se define como 
subtropical con estación seca, con una temperatura ambiente media anual de 16,5 ° C (Arias y Bianchi, 1996). 
Las unidades del proceso biológico se han instalado en el predio de la Planta Depuradora de Aguas Residuales, la cual recibe los 
efluentes líquidos de la zona centro - sur de la ciudad de Salta.  
Luego del tratamiento primario el líquido residual ingresa a una cámara partidora de la cual se toma una fracción de alimentación 
al sistema que es objeto de estudio. El sistema se compone de dos reactores UASB (R3000 y R800) y cinco lagunas de 
maduración en serie (LDM) que aportan el post-tratamiento. En el diseño de las lagunas de maduración, se estableció un criterio 
de sobredimensionamiento con el propósito de asegurar el logro de la calidad bacteriológica establecida por las normas 
actualmente vigentes para el volcamiento de efluentes a cursos de agua. El esquema a continuación muestra el sistema de 
tratamiento.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1. Diagrama de flujo del sistema. R3000: primer reactor UASB. Dimensiones: altura (h) = 3.95 m; diámetro (d) = 1 m; 
volumen (V) = 3.102 m3; R800: segundo reactor UASB. Dimensiones: h = 3.95 m; d = 0.5 m; V = 0.766 m3; LDM = Lagunas de 
Maduración (1-5). Dimensiones: largo = 3 m; ancho = 0.5 m; profundidad = 0.94 m; V = 1.4 m3 cada una; P = bombas 
peristálticas; C = contenedores intermediarios (V = 10 L); G = gasómetros; M = medidores de gas; GSL = Gas-Sólido-Líquido. 
Para la determinación de Coliformes Fecales (CF) se utilizó la técnica de tubos múltiples en medio líquido colectando muestras 
puntuales de frecuencia mensual. El tiempo de retención hidráulica (TRH) en lagunas fue de 15.2 días. También fueron colectados 
los datos de evolución de la temperatura ambiente, temperatura de lagunas y pH. 
La disminución de gérmenes patógenos que ocurre en el líquido aislado se rige por la Ley de Chick (ecuación 1): 
      
Donde: 
No = es la calidad bacteriológica original en el líquido, 
N = es la calidad bacteriológica luego de un tiempo t, 
Kb = constante específica de decaimiento bacteriano. 
R800 
P800 
Efluente R800 
Desarenador 
Rejas 
Líquido cloacal crudo 
R3000 
P3000
Biogas 
G3000 
Manto 
de lodo 
Manto 
de lodo 
PLDM 
M3000 
Líquido 
tratado 
1 2 3 4 5 
LDM
(Vista en 
planta) 
Efluente R3000 
Biogas 
G800
M800 
Cámara 
partidora 
Exceso Exceso 
Filtro
C3000 C800 
Separador 
GSL
tKb
N
No
×=


ln ecuación 1 
01.44 
El valor de la constante Kb se determina mediante el conteo de coliformes fecales de las pruebas aplicando una recta de mejor 
ajuste a los datos obtenidos.  
Las experiencias en campo y laboratorio para la determinación de la constante cinética específica en el sistema de lagunas se 
realizaron en época invernal, conduciendo pruebas en régimen de equilibrio discontinuo por un periodo que abarcan 10 días. Se 
registraron los valores de pH, la temperatura ambiente y la temperatura del líquido, las cuales fueron medidas en cada unidad de 
laguna con un termómetro digital marca Keithley.  
 
RESULTADOS 
 
Concentración de E. coli en el Sistema de Reactores UASB y lagunas 
En la Tabla 1 se resumen los resultados de las determinaciones de Escherichia coli sobre el líquido que entra al sistema (entrada 
líquido crudo), a la salida del reactor UASB de 3000 litros (Salida R3000), a la salida del reactor UASB de 800 litros (salida 
R800) y a la salida del sistema de lagunas (salida líquido tratado) para distintas pruebas. 
 
Nº de 
Prueba 
Entrada líquido 
crudo 
Salida R3000 Salida R800 Salida líquido 
tratado 
pH T [ ºC ] 
1 4,60E+08 4,60E+06 2,40E+06 - 9,25 26 
2 3,50E+07 2,10E+06 2,80E+05 - 8,44 25,02 
3 1,10E+09 1,10E+07 1,50E+06 3,60E+01 8,62 28,8 
4 1,10E+10 1,10E+06 3,50E+05 7,30E+00 7,63 25,38 
5 3,60E+07 9,30E+07 3,60E+04 2,30E+01 8,81 18,14 
6 - - - 1,50E+02 7,72 9,38 
7 3,60E+07 - - 3,60E+00 8,85 21,84 
8 3,60E+08 1,20E+07 2,40E+06 1,40E+01 9,34 19,82 
9 2,00E+09 2,10E+07 4,30E+06 - 8,8 25,86 
10 2,80E+08 2,00E+06 1,50E+06 3,60E+00 8,07 23,78 
11 7,50E+08 3,60E+06 5,30E+05 1,10E+03 8,56 25,58 
12 2,80E+08 0,00E+00 4,60E+07 3,60E+00 8,84 29,36 
13 4,40E+08 2,70E+07 4,60E+06 2,30E+01 8,55 16,7 
 
Tabla 1: Datos de concentración de coliformes fecales (NMP/100 ml)  en reactores UASB y lagunas,  pH en el líquido tratado y 
Temperatura promedio del líquido en ºC en lagunas.  
 
 
Niveles de Remoción de Escherichia coli en el sistema de reactores UASB y lagunas 
En la Tabla 2, la primera columna muestra la eficiencia de remoción de organismos patógenos (Escherichia coli) obtenidos en los 
reactores UASB de 3000 litros y 800 litros. La  segunda columna presenta la eficiencia de remoción de Escherichia  coli obtenida 
en el sistema independiente de lagunas. Por último, en la tercera columna se detalla la eficiencia de remoción total de Escherichia 
coli calculada en el sistema completo de tratamiento.  
 
 
 
 
Nº de Prueba Reactores 
UASB 
Lagunas Reactores UASB + 
Lagunas 
1 99,3333 99,9994 99,99999 
2 99,7952 - - 
3 99,4643 99,9998 99,99999 
4 99,9293 99,7925 99,99985 
5 83,5714 99,99999 99,999999 
6 98,9545 99,9995 99,99999 
 
Tabla 2: Eficiencia de remoción Escherichia coli en porcentaje en los reactores UASB, en las lagunas en el sistema completo de 
tratamiento. 
 
01.45 
Coeficiente de Decaimiento Bacteriano Kb   
En la Tabla 3 se muestran los valores de la constante específica de decaimiento bacteriano realizado para pruebas en equilibrio 
discontinuo a distintas temperaturas del líquido en lagunas. 
 
Coeficiente [día-1] L1 L2 L3 
Kb a T = 14.6 ºC 1,53 0,58 0,55 
Kb a T = 12.2 ºC 1,04 - - 
Kb a T = 14 ºC 1,26 0,74 0,75 
 
Tabla 3:  Coeficientes de decaimiento bacteriano en las tres primeras lagunas de maduración para pruebas realizadas a distintas 
temperaturas. 
 
DISCUSION DE RESULTADOS 
En cuanto los niveles de decaimiento bacteriano observado en este trabajo, el efluente del sistema completo (líquido tratado) 
satisface las exigencias establecidas por la norma de volcamiento de efluentes para Escherichia coli a cuerpos de agua superficial  
(NMP < 2000/100 ml), Resolución Nº  011/00, de la Secretaría de Medio Ambiente y Desarrollo Sustentable de la Provincia de 
Salta (SeMADeS, 2001). El líquido tratado además cumple con los requerimientos establecidos por la Organización Mundial de la 
Salud (WHO, 1989) para riego irrestricto. 
  
El estudio realizado en relación al coeficiente de decaimiento bacteriano fue llevado a cabo en los meses de frío, estableciendo la 
posición mas adversa para la actividad biológica en lo que se refiere a las condiciones climáticas. Los valores de la constante Kb 
determinados en el presente trabajo son comparables a las reportadas por  Marais variando en un intervalo de 0.66 a 1.02 días-1  en 
el intervalo de 12.2  a 14.6 ºC (Yañez Cossio, 1982) y  muestran una cierta divergencia con los obtenidos por Klock; reportando 
datos entre 0.46 días -1  y 1.612 días-1 para un intervalo de 7.9 a 25.2 ºC (Yañez Cossio, 1982) para el intervalo de temperaturas 
comparables a la de este trabajo.  
Por otro lado, los coeficientes informados por Liberal  y colaboradores (Liberal et al,  1998) desarrollaron un estudio en el 
intervalo comprendido entre 20 a 25 ºC para lagunas en la ciudad de Salta, datos que no son extrapolables y por lo tanto no 
pueden compararse con los obtenidos en el presente estudio.  
Es de interés conducir pruebas en la época estival de manera de ampliar las conclusiones encontradas en el presente escenario.  
 
CONCLUSIONES 
 Los valores de la constante de decaimiento, kb muestran un intervalo de variación semejante a los reportados por distintas 
investigaciones en la materia. 
 Los valores de la constante de decaimiento bacteriano encontrados en los meses de frío son similares a los reportados en 
estudios con estas características. 
 La remoción de patógenos alcanza valores importantes de remoción tanto en reactores como en las lagunas, siendo de gran 
significancia los valores encontrados en lagunas.  
 El sistema cumple con los parámetros de calidad bacteriológica (CF) establecidos en la norma vigente. 
 El sistema estudiado presenta alta remoción de CF, con concentraciones en el efluente final sumamente bajas, constituyendo 
una opción atractiva para el tratamiento de líquidos residuales domésticos en regiones subtropicales.  
 El sistema de lagunas de maduración para post-tratamiento alcanza la calidad bacteriológica establecida por las normas en la 
cuarta laguna de maduración con los tiempos de permanencia en los cuales se desarrolló la experiencia.   
 
 
ABSTRACT 
Aims of this work are the study  of  faecal coliform removal efficiency in a combined system of UASB reactors-  maturation 
ponds, and the determination of the die-off constant Kb of the ponds for regional climatic conditions. Results for faecal coliforms 
removal and die-off constant are presented for the pilot-scale combined system of two UASB (up flow anaerobic sludge blanket) 
reactors in series followed by five waste maturation ponds (WMP), also in series. Faecal Coliforms (FC) removal in the entire 
system was 99.9999%, been the removal efficiency of E. coli in lagoons very high, meeting the WHO criterion for unrestricted 
irrigation (NE.coli).  The studied combined system is an attractive option for sewage treatment in subtropical regions. 
 
 
KEYWORDS 
UASB, maturation ponds, faecal coliform removal, die-off constant. 
 
 
 
 
 
01.46 
BIBLIOGRAFÍA  
Arias, M. y Bianchi, A.R. (1996). Estadísticas climatológicas de la Provincia de Salta. Dirección de Medio Ambiente y Recursos 
Naturales de la Provincia de Salta. INTA Cerrillos, Salta, Argentina. 189 p. 
Klock, J. W. Survival of coliform bacteria in wastewater treatment lagoons. Journal W.P.C.F. 43:10, p.2071. 1971. 
Liberal, V., Cuevas, C.M., Trupiano, A.P. y Bohuid, E. (1998), Determinación de constantes cinéticas en lagunas de 
estabilización de Salta, en Actas 23º Congreso Interamericano de Saneamiento y Medio Ambiente, Lima, Perú.  
Seghezzo, L, Trupiano, A.P., Liberal, V. y Cuevas, C.M. (2001). Planta piloto para el tratamiento anaeróbico-aeróbico de líquidos 
cloacales en Salta, Argentina. Revista de la Asociación Argentina de Energías Renovables y Ambiente, ASADES 2001. 
SeMADeS (Secretaría de Medio Ambiente y Desarrollo Sustentable de la Provincia de Salta) (2001). Resolución Nº 011. 
Van Haandel, A.C. y Lettinga, G. (1994). Anaerobic sewage treatment. A practical guide for regions with a hot climate. 
Chichester, England. John Wiley & Sons Ltd. 226 p. 
Trupiano, A.P., Seghezzo, L., Liberal, V., Gutiérrez, M.A., da Silva Wilches, A.C., Iribarnegaray, M., Guerra, R.G., Arena, A., 
Todd, P.G., Figueroa, M.E., Cuevas, C.M., Zeeman, G. y Lettinga, G. (2002). Tratamiento de líquidos cloacales en reactores 
UASB y lagunas de estabilización. 12º Congreso Argentino de Saneamiento y Medio Ambiente, (AIDIS Argentina), Buenos 
Aires, 8-10 de mayo 2002. 
WHO (World Health Organization) (1989). Health guidelines for the use of wastewater in agriculture and aquaculture. Technical 
Report Series 778. Ginebra, Suiza. 
Yañez Cossio, F (1982) Manual de métodos experimentales “Evaluación de lagunas de estabilización” Serie Técnica 24. 
 
 
 
01.47 


Eficiencia de remoción de bacterias coliformes en un sistema UASB y lagunas de maduración

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Eficiencia de remoción de bacterias coliformes en un sistema UASB y lagunas de maduración

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