Remediación de aguas residuales domésticas por medio de filtros ecológicos en condiciones de laboratorio

Contenido

INTRODUCCIÓN

IDENTIFICACIÓN Y DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA

OBJETIVOS

ANTESCEDENTES

JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN

METODOLOGÍA

RESULTADOS

DISCUSIÓN

CONCLUSIONES

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

RECOMENDACIONES

CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES

PRESUPUESTO

ANEXOS

RESUMEN

Este proyecto nace al observar y analizar los diferentes problemas que ocurren actualmente, como la escasez del agua debido al mal uso de esta.

Las aguas residuales son generadas por residencias, instituciones y locales comerciales e industriales. Éstas pueden ser tratadas dentro del sitio en el cual son generadas (por ejemplo, tanques sépticos u otros medios de depuración) o bien pueden ser recogidas y llevadas mediante una red de tuberías –y eventualmente bombas– a una planta de tratamiento municipal. Los esfuerzos para recolectar y tratar las aguas residuales domésticas de la descarga están típicamente sujetos a regulaciones y estándares locales, estatales y federales (regulaciones y controles). A menudo ciertos contaminantes de origen industrial presentes en las aguas residuales requieren procesos de tratamiento especializado.

El tratamiento de aguas residuales comienza por la separación física inicial de sólidos grandes (basura) de la corriente de aguas domésticas o industriales empleando un sistema de rejillas (mallas), aunque también pueden ser triturados esos materiales por equipo especial; posteriormente se aplica un desarenado (separación de sólidos pequeños muy densos como la arena) seguido de una sedimentación primaria (o tratamiento similar) que separe los sólidos suspendidos existentes en el agua residual. Para eliminar metales disueltos se utilizan reacciones de precipitación, que se utilizan para eliminar plomo y fósforo principalmente.

Lo más favorable de este proyecto es que se lograra ahorrar hasta en un 70% el agua.

ABSTRACT

This project was born by observing and analyzing the different problems that currently occur, such as water scarcity due to the misuse of water.

Wastewater is generated by residences, institutions and commercial and industrial premises. These can be treated within the site in which they are generated (for example, septic tanks or other means of purification) or they can be collected and taken through a network of pipes - and eventually pumps - to a municipal treatment plant. Efforts to collect and treat domestic wastewater from discharge are typically subject to local, state, and federal regulations and regulations. Often, certain industrial pollutants present in wastewater require specialized treatment processes.

Wastewater treatment begins with the initial physical separation of large solids (trash) from the domestic or industrial water stream using a grid system (meshes), although these materials can also be crushed by special equipment; Afterwards a sand removal (separation of very dense small solids such as sand) is applied followed by a primary sedimentation (or similar treatment) that separates the suspended solids existing in the residual water. To eliminate dissolved metals, precipitation reactions are used, which are used mainly to remove lead and phosphorus.

The most favorable thing about this project is that it will save up to 70% water.

INTRODUCCIÓN

Hoy en día la mayoría de la población mundial no está al tanto de que, al usar de una manera inadecuada un recurso natural como lo es el agua, se están exponiendo a un futuro problema donde estarán estrechamente vinculados y relacionados campos como la pobreza, la salud física de las poblaciones, los nuevos conflictos sociales que se producirían entre las naciones debido a la lucha que se pudiera generar para poseer más territorio y de esta manera tener un mayor abastecimiento de agua para la nación. Igualmente se puede incluir el campo económico entre los problemas que se pueden generar como consecuencia del uso inadecuado del agua.

Como sabemos, entendemos por aguas grises, todas las aguas residuales domésticas que se generan en los procesos de un hogar, tales como la limpieza de utensilios, lavadora, baño, etc. excepto aquellas que provienen del inodoro. Estas aguas tienen una carga contaminante inferior a las aguas residuales y, por esta razón, su tratamiento es más simple.

Por tanto, en la presente investigación se pretenden conocer todos los puntos antes mencionados y se darán algunas pautas, recomendaciones y posibles soluciones para manejar de una manera eficaz el problema antes planteado.

Por ende, el propósito de la investigación es dar a conocer el futuro problema al que se enfrentarían los seres humanos, independientemente del campo que más les afecte a cada uno, si no se mantiene un equilibro en el uso del agua, es decir no abusando ni contaminando este recurso natural tan preciado y vital para la subsistencia de los seres humanos.

IDENTIFICACIÓN Y DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA

Descripción de la realidad problemática

En la ciudad de Chimbote, se identificó 50 puntos de descargas de aguas residuales que van directamente a la Bahía El Ferrol, aguas residuales domésticas, las agua residuales de la industria pesquera y de la siderúrgica que es en promedio de 2652,8 l/s. Las cuales 23 son de aguas residuales domésticas; provenientes de 11 puntos de descarga que corresponden a EPS SEDACHIMBOTE, 7 drenes de la ciudad y 5 industriales, siendo el volumen total generado de 452.8 l/s.

La problemática ambiental mundial de las ciudades y centros poblados en nuestros días está centrada en resolver la contaminación atmosférica, el manejo de los residuos sólidos generados y la escasez de los recursos hídricos, para lo que se vienen haciendo muchas investigaciones con programas y proyectos pilotos impulsados por entidades públicas y privadas con el objeto de contrarrestar el deterioro del ecosistema y el hábitat humano. Respecto a los recursos hídricos, es creciente la preocupación y existen iniciativas para el mejor aprovechamiento de las cada vez más escasas fuentes de agua existentes, junto con una equitativa distribución y racional uso de los mismos, así como la búsqueda de fuentes alternativas de agua.

Esto se manifiesta en los cambios normativos que se viene dando en torno a la Ley General de Aguas, así como en propuestas de proyectos de desalinización de agua marina para consumo humano y de tratamiento de aguas residuales para su aprovechamiento en riego de áreas verdes y de cultivo.

En este contexto, con el presente trabajo se busca modelar los lineamientos metodológicos para determinar las condiciones bajo las cuales las propuestas de proyectos de inversión para el tratamiento de aguas residuales con fines de reúso, como alternativa al uso del agua no destinada a consumo humano directo, sean viables.

El uso de la filtración en el tratamiento del agua no es reciente, conociendo que la primera instalación de filtración en arena fue construida en el siglo XIX en Inglaterra, dichas instalaciones filtraban agua sometida a los procesos de coagulación, floculación y sedimentación. Hasta 1950 muy poco se había avanzado en el proceso de filtración, considerándose una condición:

- Que la concentración de los sólidos en el agua filtrada alcanzará un valor predeterminado, la operación ideal era aquella en que las dos condiciones ocurrían simultáneamente. Estos tipos de filtro también son usados en zonas rurales de diversas partes del mundo.

OBJETIVOS

Objetivo general:

- Remediar de aguas residuales domésticas por medio de filtros ecológicos en condiciones de laboratorio en la ciudad de Chimbote – Ancash.

Objetivos específicos:

- Diseñar, construir y evaluar un sistema de tratamiento ecológico como alternativa sustentable para la purificación de aguas contaminadas destinadas al regadío de áreas verdes.
- Comparar el grado de contaminación antes y después de la filtración, comprobando la eficiencia de este método. Usando parámetros organolépticos (olor y color).
- Promover este proyecto a la comunidad y en lugares donde no cuenten con el suministro de agua potable, y tengan una fuente de agua aprovechable para consumo humano (Ríos, etc.).

ANTESCEDENTES

- Water and sanitation program (WSP) (2006), realizó un biofiltro con la finalidad de tratar aguas residuales en pequeñas localidades.

En la mayoría de estas pequeñas ciudades y municipios no existe un manejo adecuado de las aguas residuales generadas en los hogares -siendo común el uso de tratamientos in situ- y, en muchos casos, no se cuenta con sistema de tratamiento alguno, observándose aguas grises en las calles.

El propósito del presente documento es resumir los avances en el uso de sistemas de biofiltros en el tratamiento de aguas residuales domésticas en pequeñas localidades de América Central, tanto en cuanto a su aspecto técnico como al proceso de implementación, tomando en cuenta el aporte comunitario.

- Paho (2012), diseño un filtro casero para tratamiento del agua de consumo humano. El diseño permite el tratamiento de más de 200 litros por día, pero teniendo en cuenta que lo que se pretende es disponer de agua para beber y preparar alimentos, lo que se estima en 8 litros por persona y por día, este filtro puede proveer mucha más agua que la necesaria.

El filtro propuesto tiene la ventaja de no necesitar válvulas o llaves de tipo alguno, su operación es simple por demás y puede esperarse de él, una vida útil prolongada. Los procesos que se llevan a cabo en la filtración lenta de arena son: 1) el cernido, el cual elimina los sólidos suspendidos, 2) la sedimentación, la cual elimina parte de los sólidos suspendidos y algunas sustancias coloidales, 3) la degradación biológica, que también elimina sólidos suspendidos y algunas sustancias coloidales, 4) la absorción, elimina algunas sustancias coloidales y soluciones, y 5) la oxidación bioquímica, elimina partículas de todos los tamaños.

- LEIDI PAOLA ROMERO PALACIO (2015), llevo a cabo la realización de un biofiltro para el tratamiento de aguas residuales que llegan de manera directa al humedal.

Con el presente proyecto se buscó exponer los resultados de un trabajo de investigación realizado en el humedal Neuta de Soacha Cundinamarca, dada la contaminación presente en el agua, el proceso de investigación basado en el tratamiento de agua mediante el uso de biofiltros, busca minimizar dicha contaminación. En ese lugar se realizaron toma de muestras al agua para comprobar que tipo de agua entra al humedal, de igual manera se buscó un tratamiento de biofiltros, el cual por su funcionamiento y eficiencia se adaptó a las condiciones del sitio y mejorara las condiciones del humedal.

- Amaro Domínguez Jesús Emiliano (2015), elaboró un filtro casero para tratar el agua. En este proyecto, se presenta la elaboración de un filtro casero que representa una alternativa eficiente para tratar el agua reduciendo así la cantidad de contaminantes que existen en esta, siendo de gran relevancia para la ecología. La purificación de agua por el método de filtración es uno de los métodos más socorridos y viables por su sencillez y economía.

- Nubia Esperanza Ibarra Peñaranda (2016), analizó los filtros caseros como técnica de potabilización del agua. La ventaja de utilizar filtros caseros radica en que son económicos, de fácil transporte e implementación, no requiere fuentes de energía eléctrica. Durante la filtración se observó que la función de la coladera es la de impedir el paso de las partículas grandes, su entretejido no es lo suficientemente estrecho para impedir que las pequeñas se queden por lo que quedan atrapadas entre el tezontle, piedra pómez y gravilla estos materiales tienen gran porosidad, los poros o espacios entre los granos de arena retienen los sedimentos y patógenos, el carbón activado elimina el mal olor, el algodón y papel filtro se utiliza para eliminar los residuos que todavía existan en el agua.

JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN

La aplicación de este proyecto tiene como objetivo proponer una medida ambiental que ayude al ahorro del agua. De esta manera reducir los daños y enfermedades debido a que La contaminación generada por los desechos domésticos e industriales, que, no solo disminuyen la calidad del agua, sino también la de los suelos. En el caso de contaminación con metales pesados, éstos, al no ser biodegradables, se acumulan. En el caso de los coliformes, éstos causan enfermedades, por lo que se necesita de un sistema de tratamiento para la disminución de estos contaminantes.

Sabiendo esto nos hemos visto con la necesidad de realizar este proyecto con la finalidad de mejorar la calidad de vida de los pobladores Chimbotanos, reducir los riesgos producidos para la salud pública

El agua tratada nos servirá para:

- Agricultura
- Regados de áreas verdes
- Regado de zonas sin pavimentos, ayudará a reducir el nivel de partículas de polvo en el aire.

Este proyecto se está realizando con el fin de remediar las aguas residuales mediante filtros, estas aguas tratadas se reutilizaran para un fin, que será el uso de regadío.

METODOLOGÍA

- Tipo de la investigación:

Es de tipo experimental porque se realizó experimentos y principios básicos del método científico. Los experimentos pueden ser llevados a cabo en el laboratorio o fuera de él.

- Diseño de la investigación:

El diseño es propio de la investigación cuantitativa, se refiere al plan o estrategia concebida para obtener la información deseada. Por tanto se pretende obtener respuestas a las interrogantes

- Población y muestra de la investigación:

- Población

Chimbote – Ancash, Perú 2018

El volumen total de aguas residuales domésticas generadas es de 452.8 l/s, 1135 727 309 m3/año.

- Muestra

Bahía el Ferrol – Malecón, Chimbote

Para poder realizar este proyecto se utilizará un promedio de 20L de aguas residuales domésticas.

RESULTADOS

- Después de la filtración realizada se obtuvo un color claro.
- El olor obtenido posteriormente es menos intenso con el que trabajamos al inicio.
- Las personas empezaron a tomar más conciencia sobre el uso del agua y lo perjudicial que es para ellos si no empiezan a cuidarla.

DISCUSIÓN

El alto porcentaje de contaminación del agua de consumo encontrado (antes de la filtración) coincide con otros resultados que se observaron en proyectos anteriores ya realizados. Esto coincide con que los filtros son usados en su mayoría por todo tipo de personas para reducir el alto grado de contaminación que se encuentra en las aguas.

CONCLUSIONES

- Los filtros ecológicos influyen favorablemente en la remediación de aguas grises, debido a su efecto atrapador de partículas gruesas, medianas y pequeñas, con el fin de limpiar el agua a filtrar.
- Se logró de manera eficaz diseñar, construir y evaluar un sistema de tratamiento ecológico como alternativa sustentable para la purificación de aguas contaminadas destinadas al regadío de áreas verdes.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

- González M.(2006), uso de biofiltros para para mejorar la calidad del agua de riego, tesis para obtener el título de magister en ingeniería agrónoma en la universidad de Chile. Chile
- Leidi, R (2015), diseño de un sistema de biofiltros para el tratamiento de aguas residuales que llegan de manera directa al humedal neuta en el municipio de soacha, tesis para obtener el título de ingeniero ambiental en la universidad libre. Bogota – Colombia.
- Amaro , D (2015), diseño de filtro casero para tratamiento del agua de consumo humano en comunidades indígenas de guatemala, tesis para obtener maestria en ambiental en la universidad tecnologica. Guatemala – Guatemala.
- Mantilla, M (2013), filtro de agua, proyecto tesis para obtener magister en ingeniería ambiental en la universidad ayala morelos. Madrid - España

RECOMENDACIONES

- Es preferible colar el agua antes de filtrarla, ya que esta atrapara las partículas más grandes que el agua contenga.
- Es recomendable filtrar agua de lluvia, ríos y/o quebradas.
- Ubicar el filtro, fuera del alcance de los niños.

CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES

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PRESUPUESTO

Para determinar los cambios del agua al filtrarse, usaremos, optaremos por parámetros organolépticas (olor y color).

Para ello, se necesitó los siguientes materiales:

1. Recipiente de plástico transparente (botellón grande de agua)
2. Algodón natural o algodón “poli fill” (material que se utiliza para rellenar los cojines de los muebles).
3. grava.
4. Arena fina y arena gruesa
5. Colador
6. Recipiente hondo de plástico o cristal

Materia prima:

- Agua residual.

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ANEXOS

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