Determinación de la eficiencia para diferentes tiempos de retención hidráulica en un reactor UASB y su pos-tratamiento con plantas acuáticas (Jacinto de Agua) tratando agua residual doméstica a escala de laboratorio

Abstract

En este trabajo se presenta el estudio de la influencia del tiempo de retención hidráulica (TRH) en el proceso de tratamiento de aguas residuales domésticas en un Reactor UASB y su pos-tratamiento mediante humedal de flujo superficial con plantas Jacinto de Agua. La planta piloto está ubicada en la Universidad Nacional de Ingeniería específicamente en CITRAR - UNI, Lima Perú.

Inicialmente se realizó el diseño, construcción y montaje del Reactor UASB y la unidad del pos-tratamiento con humedal de flujo superficial.

La unidad de sedimentación tiene un volumen de 200 L, el Reactor UASB un volumen efectivo de 44 L y la unidad de pos-tratamiento de flujo superficial con plantas jacinto de agua cuyo volumen es 90 L, durante el arranque del Reactor UASB el TRH fue de 24 h. con un caudal de operación de 0.568mUs consiguiendo valores de remoción después de haber arrancado el sistema para la DQO de 60% y para la DBO del 58%. Luego al tener que variar el TRH a 14h y 4h se trabajó con caudales de operación de 0.99 mL/s y 3.45mL/s respectivamente.

La carga hidráulica en el Reactor UASB para los TRH de 24, 14 y 4 h. fue de 1000 Um2.día, 1714.29 Um2.día y 6000 Um2.día respectivamente. La velocidad ascensional en el Reactor UASB para los TRH de 24, 14 y 4 h. fue de 4.17cm/h, 7.14cm/h y 25cm/h respectivamente.

Una vez en funcionamiento el sistema se procedió a caracterizar las muestras de las 3 unidades unidad de sedimentación, unidad de tratamiento Reactor UASB y unidad de pos-tratamiento mediante humedal de flujo superficial con Plantas acuáticas Jacinto de agua, al inicio se tuvieron problemas debido a la proliferación de algas en las paredes del Reactor UASB, a consecuencia del ingreso de luz al Reactor UASB y se creaban las condiciones para el desarrollo de las algas, la medida correctiva inmediata fue la protección del Reactor UAS8 fue cubrirlo con plástico oscuro con la finalidad de evitar el ingreso de la luz.

Las caracterizaciones de las muestras se iniciaron el día 04/03/2010 y culminó el día 25/06/2010. El mantenimiento de las unidades se realizaba semanalmente, con la finalidad de no tener problemas en la operación del sistema, un problema común era la acumulación de grasas y sedimentos en el separador de gases, sólidos y líquidos (GSL) del Reactor UAS8 que eran arrastrados hacia la otra unidad de post-tratamiento, a esto hay que agregarle la proliferación de los zancudos en dicha unidad lo cual se pudo controlar con los peces “Guppys“ que se alimentaban de las larvas restringiendo su proliferación. La muerte de los zancudos creaba problemas de obstrucción en las tuberías de interconexión en la unidad del pos-tratamiento y fue remediado con un régimen de limpieza continua tres veces por semana.

En cuanto a los resultados obtenidos de la investigación se detalla lo siguiente:

A lo largo de nuestra investigación uno de los factores que influyen mayormente en la degradación de la materia orgánica es la temperatura. Para nuestra investigación la temperatura eficiente varía entre los 18 ºC hasta los 28 ºC, un rango óptimo mesofílico si comparamos los datos de otros investigadores (Lettinga, 1980, Lettinga et. al., 1995).

En cuanto al pH, la variación para los TRH fue de 6.89 a 8.06. No se presentó cambio considerable, por el contrario, se mantuvo dentro del rango óptimo lo cual garantizaba el buen desarrollo de los microorganismos.

Para nuestra investigación la 080 máxima del agua residual fue de 304 mg/L y una mínima de 156 mg/L. Para los TRH de 24, 14 y 4 h. los porcentajes de remoción para la 080 son las siguientes: en la unidad de sedimentación fueron de 69.44%, 49.80% y 52.61% como máximo y un mínimo de 15.38%, 8.89% y 11.56% respectivamente, en el Reactor UAS8 fue de 58.33%, 53.13% y 42.70% como máximo y un mínimo de 28.73%, 24.81% y 7.98% respectivamente, en la unidad de pos-tratamiento mediante humedal de flujo superficial con Plantas Jacinto de agua los valores fueron de 87.10%, 79.48% y 71.44% como máximo y un mínimo de 40%, 60.98% y 46.80% respectivamente.