Tratamiento de efluentes domésticos con lagunas de alta tasa, evaluación del arranque con dos porcentajes de inóculo

Iván Andrés Sánchez Ortiz; Maria Lucia  Calijuri; Rafael Kopschitz  Xavier Bastos; Adriana Barbosa  Sales De Magalhães; Janderson  Badim Bepler; Mariana  Marques Bessas; Fernando  Rodrigues Coelho; João Victor Alves  Gomes Silva

doi:10.14482/inde.42.01.001.414

Autores/as

Iván Andrés Sánchez Ortiz Universidad de Nariño https://orcid.org/0000-0001-7579-5969
Maria Lucia Calijuri Universidade Federal de Viçosa (UFV), Brasil https://orcid.org/0000-0002-0918-2475
Rafael Kopschitz Xavier Bastos Universidade Federal de Viçosa (UFV), Brasil https://orcid.org/0000-0001-8792-0253
Adriana Barbosa Sales De Magalhães Centro Universitário de Caratinga (UNEC), Brasil https://orcid.org/0000-0003-3473-4996
Janderson Badim Bepler Universidade Federal de Viçosa (UFV), Brasil https://orcid.org/0000-0001-8686-1781
Mariana Marques Bessas Universidade Federal de Viçosa (UFV), Brasil https://orcid.org/0000-0002-4312-026X
Fernando Rodrigues Coelho Universidade Federal de Viçosa (UFV), Brasil https://orcid.org/0000-0002-0681-1133
João Victor Alves Gomes Silva Universidade Federal de Viçosa (UFV), Brasil https://orcid.org/0000-0002-0201-951X

DOI:

https://doi.org/10.14482/inde.42.01.001.414

Palabras clave:

efluente de tanque séptico, inoculación, lagunas de estabilización, remoción de contaminantes, tratamiento de aguas residuales

Resumen

El objetivo de esta investigación fue evaluar el efecto de dos porcentajes de inóculo utilizados para el arranque de lagunas de alta tasa (LAT) en el postratamiento de efluentes de tanque séptico. Las lagunas LAT1 y LAT2 se inocularon sustituyendo, respectivamente, 3,25 y 6,50 % del volumen efectivo con líquido proveniente de una LAT operada con tiempo de retención hidráulica de ocho días. Durante siete días consecutivos se midieron las variables nitrógeno orgánico (NO), nitrógeno amoniacal total (NAT), fósforo total (PT), demanda química de oxígeno (DQO) y clorofila-a; se cuantificó y caracterizó el fitoplancton. Las concentraciones de clorofila-a en la LAT1 variaron entre 451,2 y 1802,2 µg/L y en la LAT2 entre 339,1 y 2194,7 µg/L, las densidades finales de fitoplancton fueron, respectivamente, de 683 200 y 5 535.130 organismos/mL, con presencia de individuos de las clases Chlorophyceae, Cryptophyceae y Euglenophyceae en ambas lagunas. Las eficiencias de remoción calculadas para las LAT1 y LAT2 fueron, respectivamente: NO: 37,1 y 51,6 %; NAT: 89,6 y 97,3 %; PT: 30,4 y 30,3 %; DQO: -1,3 y -53,2 %; E. coli: 1,495 y 2,398 unidades Log. La inoculación favoreció el rápido desarrollo de comunidades fitoplanctónicas, con mejores resultados en la remoción de nitrógeno e inactivación de E. coli al usar mayores cantidades de inóculo.

Citas

A. Trapote-Jaume. Depuración y regeneración de aguas residuales urbanas. Publicacions Universitat Alacant, 2016.

Y. Xu, X. Lu y F. Chen, “Field investigation on rural domestic sewage discharge in a typical village of the Taihu Lake Basin”, IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, vol. 546, p. 032031 , 2020. doi:10.1088/1755-1315/546/3/032031.

D. Mara, Domestic wastewater treatment in developing countries. Londres: Earthscan Editors, 2004. doi:10.4324/9781849771023.

M. Von Sperling y C. A. Chernicharo, Biological wastewater treatment in warm climate regions. Padstow, UK: IWA Publishing, 2005. doi:10.2166/9781780402734

F. R. Spellman, Water and wastewater treatment plant operations. 2ª ed. Boca Ratón, FL, USA: Taylor & Francis Group, 2009. doi:10.1201/b15579.

G. Correa-Restrepo, H. Cuervo-Fuentes, R. Mejía-Ruíz y N. Aguirre, “Monitoreo del sistema de lagunas de estabilización del municipio de Santa Fe de Antioquia, Colombia”, Producción + Limpia, vol. 7, nº. 2, pp. 36-51, 2012.

I. López-Hernández, N. B. Ortega-Morales, S. A. Ortiz-Diaz, E. A. Flores-Hernandez, L. A. Pérez-García y M. Medrano-Santillana, “Reduction of hydrogen sulfide by recirculation of effluents in stabilization ponds with the presence of microalgae”, Revista mexicana de ciencias agrícolas, vol. 13, nº. 1, pp. 29-40, 2022. doi:10.29312/remexca.v13i1.3096.

S. Kayombo, T. S. A. Mbwette, J. H. Y. Katima, N. Ladegaard, and S. E. Jørgensen, Waste stabilization ponds and constructed wetlands design manual. Osaka, Japan: United National Environment Programme, 2005.

V. A. Cerón-Hernández, C. A. Madera-Parra y M. Peña-Varón, “Uso de lagunas algales de alta tasa para tratamiento de aguas residuales”. Ingeniería y Desarrollo, vol. 33, nº. 1, pp. 98-125, 2015. doi:10.14482/inde.33.1.5318.

A. Mehrabadi, R. Craggs y M. M. Farid, “Wastewater treatment high rate algal ponds (WWT HRAP) for low-cost biofuel production”, Bioresource Technology, vol. 184, pp. 202-214, 2015. doi:10.1016/j.biortech.2014.11.004.

R. J. Craggs, S. Heubeck, T. J. Lundquist y J. R. Benemann, “Algal biofuels from wastewater treatment high rate algal ponds”, Water Science and Technology, vol. 63, nº. 4, pp. 660-665, 2011. doi:10.2166/wst.2011.100.

H. D. Maobe, M. Onodera, M. Takahashi, H. Satoh y T. Fukazawa, “Control of algal production in a high rate algal pond: investigation through batch and continuous experiments”, Water Science and Technology, vol. 69, nº. 12, pp. 2519-2525, 2014. doi:10.2166/wst.2014.174.

V. Montemezzani, I. C. Duggan, I. D. Hogg y R. J. Craggs, “A review of potential methods for zooplankton control in wastewater treatment High Rate Algal Ponds and algal production raceways”, Algal Research, vol. 11, pp. 211-226, 2015. doi:10.1016/j.algal.2015.06.024.

APHA: American Public Health Association, AWWA: American Water Works Association y WEF: Water Environment Federation, Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. 21a ed. Washington, D.C.: American Public Health Association, 2005.

C. A. L. Chernicharo, Anaerobic Reactors. Biological Wastewater Treatment Series - Volume Four. Padstow, UK: IWA Publishing, 2007. doi:10.2166/9781780402116.

Metcalf y Eddy and AECOM, Wastewater Engineering: Treatment and Resource Recovery. 5a ed. New York: McGraw-Hill Education, 2014.

J. C. Akunna, Anaerobic Waste-Wastewater Treatment and Biogas Plants A Practical Handbook. Boca Raton-FL, USA. CRC Press/Taylor & Francis Group, 2019.

M. Von Sperling, Principios del tratamiento biológico de aguas residuales. Vol. 2: Principios básicos del tratamiento de aguas residuales. Pasto, Nariño (Colombia): Editorial Universitaria - Universidad de Nariño, 2019.

A. F. Santiago, M. L. Calijuri, P. P. Assemany, M. do C. Calijuri y A. J. D. dos Reis, “Algal biomass production and wastewater treatment in high rate algal ponds receiving disinfected effluent”, Environmental Technology, vol. 34, nº. 13-14, pp. 1877-1885, 2013 doi:10.1080/09593330.2013.812670.

P. Young, M. Taylor y H. J. Fallowfield, “Mini-review: high rate algal ponds, flexible systems for sustainable wastewater treatment”, World Journal Microbiology and Biotechnology, vol. 33, nº. 6, pp. 117, 2017. doi:10.1007/s11274-017-2282-x.

P. Chatterjee and M. M. Ghangrekar, “Biomass granulation in an upflow anaerobic sludge blanket reactor treating 500 m3/day low strength sewage and post treatment in high rate algal pond”, Water Science & Technology, vol. 76, nº. 5-6, pp. 1234-1242, 2017. doi:10.2166/wst.2017.269.

A. W. Mayo y E. E. Hanai, “Dynamics of nitrogen transformation and removal in a pilot high rate pond”, Journal of Water Resource and Protection, vol. 6, nº. 5, pp. 433-445. doi:10.4236/jwarp.2014.65043.

I. A. Sánchez-Ortiz, R. K. X. Bastos y E. A. T. Lana, “Tilapia rearing with high rate algal pond effluent: ammonia surface loading rates and stocking densities effects”, Water Science and Technology, vol. 78, nº. 1, pp. 49-56, 2018. doi:10.2166/wst.2018.285.

L. R. Assis, M. L. Calijuri, E. A. Couto y P. P. Assemany, “Microalgal biomass production and nutrients removal from domestic sewage in a hybrid high-rate pond with biofilm reactor”, Ecological Engineering, vol. 106, part A, pp. 191-199, 2017. doi:10.1016/j.ecoleng.2017.05.040.

N. Buchanan, P. Young, N. J. Cromar y H. J. Fallowfield, “Comparison of the treatment performance of a high rate algal pond and a facultative waste stabilisation pond operating in rural South Australia”, Water Science & Technology, vol. 78, nº. 1, pp. 3-11, 2018. doi: 10.2166/wst.2018.201.

P. Young, N. Buchanan y H. J. Fallowfield, “Inactivation of indicator organisms in wastewater treated by a high rate algal pond system”, Journal of Applied Microbiology, vol. 121, pp. 577-586, 2016. doi:10.1111/jam.13180.

A. B. Sales, “Taxonomia, estrutura e dinâmica do fitoplâncton e do zooplâncton em um sistema piloto de tratamento de esgoto sanitário em lagoas de polimento”, Ph.D. Tese Programa de Pós-Graduação em Botânica. Universidade Federal de Viçosa. Viçosa, Minas Gerais, Brasil, 2011.

E. A. Couto, M. L. Calijuri, P. P. Assemany, M. D. Tango y A. F. Santiago, “Influence of solar radiation on nitrogen recovery by the biomass grown in high rate ponds”, Ecological Engineering, vol. 81, pp. 140–145, 2015. doi:10.1016/j.ecoleng.2015.04.040.

M. J. García-Galán, L. Arashiro, L. H. M. L. M. Santos, S. Insa, S. Rodríguez-Mozaz, D. Barceló, I. Ferrer y M. Garfi, “Fate of priority pharmaceuticals and their main metabolites and transformation products in microalgae-based wastewater treatment systems”, Journal of Hazardous Materials, vol. 390, 121771, 2020. doi:10.1016/j.jhazmat.2019.121771.