masterThesis
Valoración de unidades de filtración lenta en arena como alternativa para la remoción de contaminación bacteriológica en aguas residuales de efluentes secundarios anaerobios
Autor
Aguirre Osorio, Kelly Andrea
Institución
Resumen
En nuestro país, los vertimientos de aguas residuales afectan los cuerpos de agua y a la salud pública con contaminación orgánica y organismos patógenos; específicamente en las áreas rurales los sistemas de tratamiento más utilizados son los sistemas sépticos, y en los últimos años ha aumentado la aplicación de humedales construidos para la remoción de materia orgánica, principalmente como sistemas de tratamiento secundario, siendo pocos los casos en donde se llega a un nivel de tratamiento superior. Dado que la mayoría de los sistemas convencionales de tratamiento de aguas residuales liberan una gran cantidad de microorganismos, la desinfección de efluentes secundarios es necesaria para salvaguardar la salud pública y el medio ambiente. Se requieren entonces, tecnologías apropiadas, confiables y seguras para la desinfección de aguas residuales, particularmente en países en desarrollo. Por lo tanto, y ante la necesidad de disminuir la contaminación bacteriológica en aguas superficiales, el objetivo principal de esta investigación fue evaluar la efectividad y determinar variables de operación de unidades de filtración lenta en arena (FLA) para la remoción de organismos patógenos de aguas residuales provenientes de efluentes secundarios anaerobios a escala piloto. El montaje experimental se llevó a cabo en la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la Universidad Tecnológica de Pereira. Se evaluaron como factores la carga hidráulica (alta y baja), el diámetro de la arena (fina y gruesa) y el tratamiento secundario preliminar, filtro anaerobio de flujo ascendente (FAFA) y humedal vertical (HV). Las variables de respuesta principales correspondieron a organismos indicadores tales como coliformes totales y E-Coli y parásitos como huevos de helminto. Los resultados obtenidos demostraron que los sistemas FLA son eficientes para la remoción de materia orgánica y nitrógeno total, con porcentajes de remoción en carga entre 80% y 98%, particularmente se encontraron mejores eficiencias en los filtros con cargas hidráulicas bajas, de la misma forma se obtuvieron mejores resultados en los filtros pertenecientes al tren de tratamiento del humedal de flujo vertical.
Respecto a la remoción de indicadores de contaminación bacteriológica, para coliformes totales no se alcanzó un Log, mientras que para E-Coli si se obtuvo un Log de remoción, específicamente en los filtros con arena fina sin relevancia del tratamiento secundario previo o la carga hidráulica empleada, es decir, se obtuvieron diferencias significativas para el factor arena (p=0.026<0.05 para coliformes totales y p=0.032<0.05 para E-Coli), los mejores resultados se observaron en relación al diámetro menor. En el caso de huevos de helminto los filtros alcanzaron remociones hasta del 100% de remoción en los dos trenes de tratamiento. In our country (Colombia), wastewater discharges affect natural water bodies and public health with organic pollution and pathogens; specifically in rural areas septic systems are the most widely used as wastewater treatment, however in the latest years for organic contamination removal, constructed wetland application had been increased principally as a secondary treatment, a few cases of a superior treatment had been found. Since most conventional wastewater treatment releases high numbers of microorganisms, disinfection of secondary effluent is necessary to safeguard public health and the environment. Safe, reliable, and appropriate technologies for wastewater disinfection are needed, particularly in developing countries are required. Therefore, and to face the necessity of reduce surface water bacteriological contamination, the goal of this research is the assessment of slow sand filtration SSF units and determinate its operational variables as an alternative for bacteriological pollution removal for secondary effluent waste water in a pilot scale. Research work took place in the Waste Water Treatment Plant of the Technological University of Pereira, in the city of Pereira. Sand type (fine and gross), hydraulic load (high and low), and secondary treatment (inflow anaerobic filter UFAF, and inflow vertical wetland VW) were evaluated as study factors. Indicators organisms as total coliform and E- Coli and parasites as helminthes eggs were taken as main response variables. Results showed that SSF are efficient in organic matter and total nitrogen removal reaching loading removal percentage between 80 and 98%, particularly in filters with low hydraulic load filters best results were found, as well as higher removals were reached in the vertical flow wetland treatment train. Regarding to bacteriological pollution, total coliform didn’t reach a Log of removal and E- coli only get one Log of removal. Those results were reached in two fine sand configurations with not hydraulic load and secondary treatment variation. Significant differences were found for this factor (p = 0.026 <0.05 for total coliforms and p = 0.032 <0.05 for E-Coli) best results were observed with respect to the smaller diameter. Concerning to helminthes eggs, filters reached almost 100% of removal in both treatment trains.