EVALUACIÓN DEL ALCATRAZ
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EVALUACIÓN DEL ALCATRAZ (ZANTEDESCHIA AETHIOPICA) C O M O PLANTA E M E R G E N T E EN UN PANTANO TIPO FLUJO HORIZONTAL DE
SUBSUPERFIC IE PARA EL TRATAMIENTO DE A G U A S RESIDUALES DE UNA G R A N J A PORCICOLA
Tesis presentada
por
J O S E A L O N S O F IGUEROA G A L L E G O S
Presentada ante la Dirección Académica de la Universidad Virtual del Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey como requisito parcial para
optar al título de
M A E S T R O EN CIENCIAS Especialidad en Ingeniería Ambiental
Mayo de 1999
DEDICATORIA
A Esther, Carla y Talía:
Por todo lo que significan para mí.
A mis padres:
Gracias por apoyarme constantemente en cada paso que emprendo.
A mis hermanos:
Por el apoyo que me han brindado a lo largo de mi vida.
Dedico esta tesis a todas aquellas personas que han estado
constantemente a lo largo de mi existencia, a las que dieron algo de sí mismas
para que el día de hoy finalice e inicie otra etapa.
AGRADECIMIENTOS
A mi asesor:
Gracias por su paciencia y por todo su apoyo en el desarrollo de este
trabajo.
A los miembros del jurado:
Gracias por su tiempo, consejos y sugerencias.
Al ITESM Campus Chiapas:
Gracias por esta maravillosa oportunidad de estudiar.
Al Laboratorio de Calidad del Agua de la Comisión Nacional del Agua.
Gracias por todo su apoyo.
iv
R E S U M E N
EVALUACION DEL A L C A T R A Z {ZANTEDESCHIA AETHIOPICA) C O M O PLANTA E M E R G E N T E EN UN PANTANO TIPO FLUJO HORIZONTAL DE
S U B S U P E R F I C I E P A R A EL TRATAMIENTO DE A G U A S RESIDUALES DE UNA G R A N J A P O R C I C O L A
M A Y O DE 1999
J O S E A L O N S O F IGUEROA G A L L E G O S
INGENIERO CIVIL UNIVERSIDAD A U T O N O M A DE CHIAPAS
Dirigida por el M.l. José Ignacio Luján Figueroa
Esta investigación se desarrolló en una pequeña granja porcícola ubicada
en La Trinitaria, Chiapas, en la cual se diseñaron, construyeron y evaluaron dos
pantanos del tipo flujo horizontal de subsuperficie. En uno se le sembraron
alcatraces (zantedeschia aethiopica) como plantas emergentes y en el otro no se
le sembró ninguna planta. Durante tres meses se tomaron muestras en el
influente de los pantanos (IP), el efluente del pantano sin alcatraces (EPSA) y el
efluente del pantano con alcatraces (EPCA). Al realizar un análisis comparativo de
los resultados, se encontraron mejores porcentajes en la remoción de la
Demanda Química de oxígeno (DQO), Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO5),
fosfato total como P O 4 , nitrógeno amoniacal, Sólidos Suspendidos Totales (SST),
conductividad eléctrica, turbiedad, color, sulfatos, coliformes totales y fecales en el
pantano con plantas emergentes.
V
ÍNDICE DE CONTENIDO
Página
A G R A D E C I M I E N T O S iv
R E S U M E N v
ÍNDICE DE T A B L A S ¡x
ÍNDICE DE F IGURAS xi
ÍNDICE DE G R A F I C A S xii
ÍNDICE DE F O T O G R A F I A S xiii
Capítulo
1. INTRODUCCIÓN 1
1.1 Ubicación del proyecto 5
1.2 Objetivo de la tesis 6
1.3 Hipótesis 6
1.4 Alcance de la investigación 7
1.5 Producto final obtenido 7
1.6 Organización del documento 8
2. TEORIA DE P A N T A N O S 10
2.1 Selección del sitio 10
2.1.1 Topografía 10
2.1.2 Permeabilidad del terreno 10
2.2 Factores hidrológicos 11
2.2.1 Precipitación 11
2.2.2 Evapotranspiración 11
vi
2.2.3 Balance hidrológico 11
2.3 Factores hidráulicos 12
2.3.1 Diseño hidráulico 12
2.3.2 Profundidad del agua 14
2.3.3 Tiempo de residencia hidráulico 14
2.4 Consideraciones de diseño 15
2.4.1 Área superficial 15
2.4.2 Carga orgánica 19
2.4.3 Medio poroso 19
2.4.4 Vegetación 20
3 M E T O D O L O G I A D E INVESTIGACION 22
3.1 Introducción 22
3.2 Descripción del sistema de tratamiento 22
3.3 Estanque anaerobio 24
3.4 Pantanos construidos 25
3.5Programa de muestreo 27
3.6 Caracterización 29
4 DISEÑO DE L O S P A N T A N O S CONSTRUIDOS 34
4.1 Bases de diseño 34
4.2 Pretratamiento: Estanque anaerobio 34
4.3 Diseño de los pantanos 37
4.4 Instalaciones complementarias 45
4.5Disposición del efluente 46
4.6 Facilidades 4 6
vii
5 DISCUSION Y R E S U L T A D O S 48
5.1 Resultados de campo 48
5.2 Resultados de laboratorio 49
5.3 Conclusión 53
6 R E C O M E N D A C I O N E S Y T R A B A J O S F U T U R O S 55
A N E X O A. R E P O R T E S DE LABORATORIO 58
A N E X O B. MEMORIA F O T O G R A F I C A 72
BIBLIOGRAFÍA 88
viii
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla Página
2.1 Características de algunos materiales usados como substrato 17
2.2 Requerimientos de algunas plantas acuáticas emergentes 21
3.1 Calendarización de toma de muestras 27
3.2 Parámetros obtenidos en laboratorio 30
4.1 Composición granulométrica del substrato 39
4.2 Resumen de parámetros de diseño 44
5.1 Concentraciones promedio obtenidas durante la investigación 53
5.2 Valor agregado del pantano con alcatraces en la remoción
de contaminantes 54
A.1 Temperatura 59
A.2 pH de campo 60
A.3 DQO 61
A.4 D B 0 5 62
A.5 Fosfato total como PO 4 63
A.6 N-amoniacal 64
A.7 SST 65
A.8 Conductividad eléctrica 66
A.9 Turbiedad 67
A. 10 Color 68
A.11 Sulfato total como S 0 4 69
ix
A. 13 Coliformes fecales 71
X
INDICE DE F IGURAS
Figura Página
3.1 Diagrama del modelo 23
3.2 Esquema del estanque anaerobio 24
3.3 Esquema del pantano de tipo flujo horizontal de subsuperficie
con plantas emergentes 26
4.1 Planta de pantanos construidos 44
4.2 Sección transversal de los pantanos construidos 45
xi
INDICE DE G R A F I C A S
Gráfica Página
A.1 Temperatura 59
A.2 pH de campo 6 0
A.3 DQO 6 1
A.4 D B 0 5
6 2
A.5 Fosfato total como P O 4 6 3
A.6 N-amoniacal 64
A.7 S S T 65
A.8 Conductividad eléctrica 6 6
A.9 Turbiedad 6 7
A. 10 Color 68
A. 11 Sulfato total como S 0 4
6 9
A. 12 Coliformes totales 70
A. 13 Coliformes fecales 71
xii
INDICE DE FOTOGRAFIAS
Fotografía Página
B.1 Vista de la porqueriza 73
B.2 Estanque anaerobio 74
B.3 Excavación para construir los pantanos 75
B.4 Tubería de entrada a pantanos 76
B.5 Tubería para salida del agua de los pantanos 77
B.6 Paredes y piso de pantanos revestidos con mortero
cemento-arena 78
B.7 Colocación de material filtrante en pantanos 79
B.8 Colocación de piedras a la entrada para distribución
del flujo 80
B.9 Vista de pantanos 81
B.10 Pantanos construidos 82
B.11 Pantano con plantas emergentes 83
B.12 Monitoreo de oxígeno disuelto 84
B.13 Agregando color para determinar tiempo de detención 85
B.14 Toma de muestras 86
B.15 Transporte de muestras 87
xiii
CAPITULO 1
INTRODUCCION
Cuando se analizan los sistemas de tratamiento en el contexto de los
efectos medioambientales, las demandas de energía y los efectos económicos
hacen que los pantanos sean una alternativa para tomarse seriamente en
consideración.
Las descargas de aguas residuales a pantanos no son una nueva práctica
(Best, Ronnie. 1987), muchas sociedades han descargado aguas residuales en
éstos por siglos. Recientemente, especialmente con el reconocimiento de las
múltiples propiedades de los pantanos, en la búsqueda de soluciones innovadoras
para proteger el medio ambiente (Nelson, Mark. 1997), enmarcadas en las
corrientes actuales de "regresemos a lo básico", se ha empezado a evaluar el
efecto de la disposición de agua residual a estos ecosistemas.
El concepto se basa en el uso, no el abuso de los pantanos para tratar las
aguas, y una de las mejores alternativas de reutilizar el agua es creando hábitats
multifuncionales en pantanos.
Como no siempre se dispone de un pantano natural, construir pantanos
puede ser una buena opción. El objetivo es lograr que estos pantanos funcionen lo
más cercano posible a un pantano natural. Generalmente son construidos y
i
manejados con el uso de vegetación que "mejore" la calidad del agua. Las raíces
de las plantas usadas liberan al medio circundante pequeñas cantidades de
compuestos orgánicos como azúcares o aminoácidos, que favorecen a ciertos
microorganismos que viven a su alrededor, cerca de las mismas. Así se genera
una especie de esfera de influencia de la raíz que se conoce con el nombre de
rizósfera (Vázquez Yañes, Carlos. 1989). Los microorganismos favorecidos por la
rizósfera pueden a su vez favorecer a la planta, al acelerar la solubilización de
nutrientes del suelo o de la materia orgánica descompuesta o, como sucede con
ciertas bacterias, fijando el nitrógeno atmosférico.
El uso de pantanos o humedales construidos puede ser un tratamiento
alternativo (EPA, 1988), éstos son sistemas con plantas acuáticas, de flujo
superficial o de flujo de subsuperficie.
Algunas de las ventajas (Nelson, Mark. 1997 y Hammer, Donald.1989) de su
uso:
a) Menor costo de operación o mantenimiento que los sistemas tradicionales.
b) Bajos requerimientos técnicos.
c) No requieren el agregado de productos químicos que dañan al medio
ambiente.
d) Los mecanismos de tratamiento son naturales (biológicos y
microbiológicos).
e) Adiciona paisajes bonitos.
f) Efectividad y confianza en el tratamiento de aguas residuales.
2
g) Tolerante a las fluctuaciones hidrológicas y cargas contaminantes.
h) Provee indirectamente el crecimiento de ambientes verdes, vida silvestre,
áreas recreacionales.
Algunas desventajas son:
a) Requerimiento de áreas grandes de terreno.
b) Datos no precisos de diseño y criterios de operación.
c) Complejidad hidrobiológica y falta de entendimiento de importantes
procesos dinámicos.
d) Requerimiento de pendientes topográficas y geología de la zona
adecuadas.
e) Susceptibilidad a inundaciones.
El pantano construido tipo flujo horizontal de subsuperficie evita:
a) El mal olor.
b) La proliferación de moscas y mosquitos.
c) El contacto de personas y animales con los efluentes residuales.
Este último es una unidad que consiste en un canal o fosa en cuyo fondo se
coloca un material impermeable al agua, el cual puede ser plástico, suelo poco
permeable o concreto. El canal se llena con un substrato poroso (suelo, arena o
grava) para soportar el crecimiento de las plantas acuáticas emergentes. El agua
residual fluye por gravedad y horizontalmente a través del substrato en el cual
entra en contacto con una mezcla de microorganismos facultativos que viven en
asociación con las raíces de las plantas en el substrato.
3
En el documento Pantanos (1998), se señala que durante el paso del agua
a través de la rizósfera, la materia orgánica es descompuesta, el nitrógeno es
desnitrificado y el fósforo es fijado en el suelo. Los pantanos artificiales para el
tratamiento de aguas residuales son sistemas simples que permiten el
establecimiento de una amplia variedad de mecanismos para retener o degradar
contaminantes contenidos en las aguas residuales, en estos sistemas el oxígeno
es transportado por las plantas hacia el suelo inundado, lo cual facilita la
respiración de las raíces de las plantas, se crean áreas localizadas de
metabolismo aeróbico y sus reacciones químicas asociadas cerca de la rizósfera.
Simultáneamente, la acumulación de materia orgánica crea zonas de metabolismo
anaerobio y sus reacciones químicas asociadas. La eliminación de contaminantes
en un sistema de tratamiento de aguas residuales que utilizan plantas acuáticas,
se atribuye a la asimilación de la planta y a los procesos bioquímicos o físicos que
ocurren en la zona de la raíz, la columna de agua y el sedimento. El transporte de
oxígeno hacia la zona de la raíz crea un microambiente oxidado que estimula las
transformaciones de los compuestos de carbono y nitrógeno. La asimilación de
contaminantes por las plantas y los procesos microbianos que se desarrollan en la
zona de la raíz dependen de la capacidad de las plantas para transportar oxígeno
hacia esta zona.
Por lo anterior, se concluye que las reacciones del tratamiento dependen de
la filtración, adsorción, precipitación y degradación microbiológica, debidas tanto al
material usado como medio filtrante y de la vegetación cultivada.
4
Dentro de la vegetación investigada destacan plantas de la clase Typha,
Scirpus, Phragmites, así como pasto (EPA.1988) y otras (Hammer, Donald. 1989).
La ubicación de Chiapas en el cinturón tropical (Alvarez del Toro, M. 1993),
una de las zonas de mayor diversidad biológica del mundo, su propia historia
geológica, su influencia oceánica en ambas vertientes y su accidentada topografía,
hacen de esta región de México una de las áreas con mayor biodiversidad alojada
en una variedad de hábitats distribuidos en los numerosos ecosistemas. De ahí
que se diga que, con excepción del desierto y las nieves eternas, todos los
ambientes representados en el territorio nacional se encuentran en Chiapas.
Para el buen funcionamiento de un sistema de tratamiento de aguas
residuales por medio de pantanos artificiales, una restricción importante es contar
con la planta adecuada que sea consistente con el ecosistema local, por lo que si
se quiere introducir a Chiapas este tipo de tratamiento, se debe identificar la(s)
planta(s) que permita(n) que el sistema sea operable.
1.1 Ubicación del provecto
La investigación se realizó en una pequeña granja porcícola, en donde se
mantienen de 5 a 10 cerdos para engorda, como todas las granjas de la zona,
tiene problemas relacionados a la disposición de las aguas residuales producto del
lavado de las instalaciones, generando malos olores y proliferación de moscas.
Esta granja se encuentra en La Trinitaria, Chiapas, que se localiza a 1540 MSNM,
5
15° 07' de latitud norte y 92° 03' de longitud oeste del meridiano de Greenwich; es
cabecera del municipio del mismo nombre y se sitúa al sureste del estado de
Chiapas. La localidad de La Trinitaria se desarrolla en una extensión aproximada
de 118 ha, mismas que se consideran como área urbana. El clima de la localidad
es semicálido-subhúmedo, con temperatura media de 18.6° C, temperatura
máxima media de 24.8° C, temperatura mínima media de 12.5°C, precipitación
anual de 908 mm, evaporación de 1535 mm, con dirección predominante de los
vientos norte y velocidades entre 2.1 m/s y 6 m/s, el régimen de lluvias es de mayo
a octubre. La localidad se asienta en una planicie cuyo rango de pendientes varía
de 0 a 5%. En esta zona se detectan rocas sedimentarias en donde predomina la
caliza (INEGI. 1995).
1.2 Objetivo de la tesis
Diseñar, construir y evaluar un pantano de tipo flujo horizontal de
subsuperficie, utilizando alcatraces (zantedeschia aethiopica) como plantas
emergentes (Vázquez Y., Carlos. 1989), para tratar las aguas residuales
procedentes del aseo de animales e instalaciones de una pequeña granja
porcícola.
1.3 Hipótesis
La especie zantedeschia aethiopica, crece y se desarrolla bien como planta
emergente en un pantano de tipo flujo horizontal de subsuperficie, absorbiendo
6
nutrientes de las aguas residuales, creando sus raíces un microambiente propicio
de metabolismo aeróbico y anaerobio y sus reacciones químicas asociadas, que
contribuyen al tratamiento de las aguas residuales.
1.4 Alcance de la investigación
Con la presente investigación se pretende evaluar la efectividad del alcatraz
{zantedeschia aethiopica) en la reducción de la demanda química de oxígeno
(DQO), la demanda bioquímica de oxígeno (DB0 5 ) , fosfato total (como PO4),
nitrógeno amoniacal, sólidos suspendidos totales (SST), conductividad eléctrica,
turbiedad, color, sulfato total (como SO4), coliformes totales y fecales, así como
observar las posibles variaciones en la temperatura y pH del agua.
1.5 Producto final obtenido
Al realizar un análisis comparativo de los resultados, se encontró que el
pantano con alcatraces incrementa su efectividad en la remoción de la DQO en un
13%, la DBO5 en 13%, los fosfatos (como P 0 4 ) en 17.67%, N-amoniacal en
10.6%, los S S T en 9.62%, la conductividad eléctrica en 5.3%, la turbiedad en
11.02%, el color en 1.15%, los sulfatos (como SO4) en 9.25%, los coliformes
totales en 1.21% y los coliformes fecales en 1.46% con respecto al pantano sin
plantas emergentes.
7
1.6 Organización del documento
En el capítulo 1, se destacan las ventajas y desventajas en el uso de
pantanos construidos, se describe la ubicación del proyecto, se plantea el objetivo,
la hipótesis y el alcance de la investigación.
En el capítulo 2, se hace una revisión bibliográfica destacando los aspectos
relativos a la selección del sitio de construcción, los factores hidrológicos e
hidráulicos y las consideraciones de diseño de los pantanos.
En el capítulo 3, se plantea la metodología de la investigación.
En el capítulo 4, se presenta el diseño de los pantanos tomando en
consideración los aspectos mencionados en la revisión bibliográfica.
En el capítulo 5, se presenta la discusión, los resultados y la conclusión,
después de cinco meses de operación del sistema.
En el capítulo 6, se presentan algunas recomendaciones y se sugieren
algunos trabajos para dar continuidad a la investigación.
En el anexo A, se presentan los resultados completos de los análisis de
laboratorio así como las gráficas correspondientes.
8
En el anexo B, se presenta la memoria fotográfica de los trabajos de la
investigación.
9
CAPITULO 2
TEORIA DE PANTANOS
Al diseñar y construir un pantano de flujo horizontal de subsuperficie, es
necesario ser cuidadoso al tomar en consideración todas las teorías y modelos
que gobiernan su funcionamiento, por lo que a continuación se hace una revisión
de los elementos más importantes.
2.1 Selección del sitio
2.1.1 Topografía
Un pantano puede ser construido casi en cualquier lugar (EPA. 1988).
Unicamente hay que tomar en consideración que rellenar y excavar representan
los mayores costos de inversión, por lo que un lugar con pendientes naturales
hasta ocho por ciento (EPA. 1993) es bueno para mantener en el pantano un
gradiente hidráulico aceptable.
2.1.2 Permeabilidad del terreno
Para evitar la entrada y/o salida de agua al pantano por filtraciones, E P A
(1988) recomienda colocar una capa de arcilla o membrana de material sintético
en las paredes del pantano que contienen al substrato en donde se desarrollarán
10
las plantas emergentes.
2.2 Factores hidrológicos
2.2.1 Precipitación
La complejidad hidrológica hace que el diseño y la interpretación de datos
sean difíciles en el sistema de pantanos. No es posible ignorar los cambios del
volumen de agua debido a las lluvias, pues contribuye en el flujo total, propiciando
por un lado la dilución del agua contaminada, y por el otro, el aumento de
velocidades, reduciendo el tiempo de retención. Mediciones históricas de lluvias
pueden ser usadas para estimar la precipitación.
2.2.2 Evapotranspiración
La evapotranspiración contribuye a una disminución en el volumen de agua
en el pantano, propiciando una mayor concentración, disminuyendo las
velocidades, aumentando el tiempo de retención en el pantano. Métodos
empíricos como los de Thomthwaite (Aparicio, F. 1992) pueden ser usados para
su cálculo.
2.2.3 Balance hidrológico
El balance de agua, está gobernado por la ecuación de continuidad que la
n
podemos expresar de la siguiente manera (EPA. 1988)
Q ¡ - Q e + P - E ,
donde:
Q¡ = flujo del influente, volumen / tiempo
Q e = flujo del efluente, volumen / tiempo
P = precipitación, volumen / tiempo
Et = evapotranspiración, volumen / tiempo
dV —— = cambio de volumen en el tiempo di
En la ecuación anterior se desprecian las pérdidas por infiltración en el
suelo y las entradas de aguas procedentes del subsuelo, ya que se recomienda
colocar material impermeable en el lecho del pantano.
2.3 Factores hidráulicos
2.3.1 Diseño hidráulico
Cuando se espera tener un flujo de subsuperficie en un pantano, es común
usar la Ley de Darcy, que gobierna el flujo de agua en un medio poroso:
Q = K s A S
12
donde:
3 Q = flujo de agua, m /día
Ks = conductividad hidráulica de una unidad de área del medio perpendicular a la
3 2 dirección del flujo, m /m /día
2
A = área total de sección transversal, perpendicular al flujo, m
S = gradiente hidráulico del agua en el sistema, dh/dl, m/m
Esta ley no es estrictamente aplicable a un pantano con flujo horizontal de
subsuperficie, por las limitaciones físicas que presenta el sistema. La ley de Darcy
asume que el flujo es laminar, esto no es estrictamente cierto en un pantano en
donde el medio poroso es a base de pedazos de roca o grava, en este caso se
presenta un flujo turbulento si se diseña con un gradiente hidráulico grande. La ley
de Darcy asume también que el flujo debe ser constante y uniforme, pero en un
pantano, varía el gasto de entrada con el de salida debido a la precipitación, la
evapotranspiración y la sedimentación de los sólidos del agua. También pueden
ocurrir "cortos circuitos" en el substrato por una porosidad desigual de los
materiales o por no tener cuidado en la colocación del material. Todos los factores
señalados anteriormente limitan la aplicabilidad de la Ley de Darcy, pero a pesar
de lo anterior el modelo de Darcy nos proporciona una buena herramienta para el
diseño de los pantanos de flujo horizontal de subsuperficie, siempre y cuando se
utilice un tamaño moderado de grava (menor o igual a 4 cm), (EPA. 1993)., si se
construye apropiadamente para evitar los "cortos circuitos", si se diseña con
pendientes hidráulicas pequeñas para tratar que el flujo sea laminar, si se diseña
con el gasto promedio de entradas y salidas, y si se consideran las pérdidas de
13
agua por infiltración y evapotranspiración.
2.3.2 Profundidad del agua
El nivel del agua es un factor importante para la selección y mantenimiento
de la vegetación del pantano, E P A (1988) reporta profundidades de agua entre
0.30 m y 0.76 m en pantanos experimentales construidos en Estados Unidos de
América y Europa.
Algunos estudios reportados (Hammer. 1989), seleccionaron 0.6 m
considerando acumulaciones de 25 mm/año con lo que se deduce que a 20 años
el tiempo de vida del pantano se habría agotado, mientras que Wood. A (1994)
reporta como rango típico de 0.10 a 1.0 m.
2.3.3 Tiempo de residencia hidráulico
Los cambios de características en la construcción del sistema de pantanos
se deben al tiempo de residencia hidráulico necesario para el tratamiento
(dependiendo de ello se presentan incrementos efectivos y la estabilización del
sistema se da cuando ocurre la maduración). Antes de todo esto se necesitan
conceptos para redefinir y especificar valores de las reacciones cinéticas, por lo
que las ecuaciones de régimen hidráulico pueden ser usadas con confianza. Los
tiempos de residencia reportados están en un rango de 3-6 días (Hammer, D.
1989), para lograr remover los patógenos, sólidos y amonio. E P A (1988) y (1993)
14
reporta valores de 6-7 y hasta 1 o 2 días, mientras que Wood. A (1994) reporta
como rango típico de 2 a 7 días.
2.4 Consideraciones de diseño
2.4.1 Area superficial
Los organismos acuáticos tienen un papel importante dentro de las
consideraciones para la construcción de pantanos, por ser ellos parte del medio
por los cuales pueden ser removidos determinados contaminantes, cumpliendo
una función importante en la transformación de substancias orgánicas e
inorgánicas.
La importancia del proceso microbiano en la construcción de pantanos da
lugar a investigar a fondo su morfología, estructura de células, sus funciones y con
ello sus requerimientos nutricionales; habitat (temperatura, concentración de sales
y pH), reproducción y crecimiento poblacional, cinética de crecimiento microbiano
(Hammer, D. 1989).
El proceso de tratamiento en un pantano de flujo horizontal de subsuperficie
se puede modelar con una ecuación cinética de primer orden (EPA. 1993).
Estudios en filtros en donde el mecanismo predominante es la degradación
microbiológica, han encontrado una tasa de reducción de D B 0 5 que puede ser
modelada con la ecuación general siguiente (EPA. 1988 y 1993):
15
en donde:
C¡ = Concentración de la materia orgánica oxidable (biodegradable), al inicio del
tiempo t, mg/í D B 0 5
C e = Concentración remanente de materia orgánica después de un tiempo t, mg/l
D B 0 5
Kt = Constante de degradación de primer orden de la temperatura °C, días"1
T = Tiempo de residencia hidráulico, días
Al estar reflejada la temperatura en el valor de Kt, éste se puede calcular
(Eckenfelder, W. 1989) como:
Kt=K 2 O ( 0 ) T * 2 °
donde:
K20 = constante de reacción a 20° C
0= función de la temperatura
T= temperatura del agua, °C
La constante de degradación de primer orden de la temperatura puede ser
calculada según Tchobanoglous y Culp (EPA. 1993):
16
K, = K2o(1.06)T- :
Un valor típico dado por E P A (1993) para es 1.104 días"
Basados en experiencias Europeas y Norteamericanas (EPA. 1988),
reportan características de algunos materiales, tabla 2.1.
Medio Max 10% del tamaño Porosidad Conductividad K20 Filtrante Máximo mm (n) hidráulica (Ks)
m3/m2.d Arena fina 1 0.42 420 1.84 Arena media 2 0.39 480 1.35 Arena gruesa 8 0.35 500 0.86
Tabla 2.1. Características de algunos materiales usados como substrato
Como se vio anteriormente el flujo de las aguas residuales a través del
pantano, es un flujo a través de un medio poroso y está gobernado por la ley de
Darcy (Linsley, R. y Francini, J . 1988):
Q= K s A S
El flujo o gasto se puede definir como:
17
Q =
por lo que el tiempo de residencia hidráulico en un pantano:
donde:
3 Q = flujo o gasto, m /día
3
V = volumen del medio filtrante, m
n = porosidad del material, expresado como fracción
T = tiempo de residencia hidráulico, días
En base a lo anterior, se obtiene (EPA. 1988) que el área superficial se
puede calcular:
2 A s = área superficial del pantano, m
18
T =
donde:
C e = D B 0 5 del efluente, mg/l
C¡ = D B 0 5 del influente, mg/l
Kt = constante de reacción de primer orden que depende de la temperatura, día"1
d = profundidad del pantano, metros
n = porosidad del material, expresado como fracción
As =
2.4.2 Carga orgánica
De acuerdo a resultados de sistemas piloto (EPA. 1988), los
pantanos pueden significativamente reducir la demanda bioquímica de oxígeno
(DB0 5 ) , sólidos suspendidos, nitrógeno, así como metales.
Los resultados muestran (Hammer, D. 1989) que la remoción de D B 0 5
promedio en pantanos ha sido del orden del 90%, con un nivel de influente
promedio de 113 mg/l para una aplicación de alrededor de 5 cm/día, con lo que se
ha obtenido un efluente de 11 mg/l.
Wood, A. (1994) señala como máxima carga de DBO en el influente como
de 75 kg/ha/día.
2.4.3 Medio poroso
En este tipo de sistema se han ensayado diversos materiales diferentes de
suelo y grava. Alexander y col. (1986) realizaron experimentos utilizando
materiales como dolomita, ladrillo molido y cenizas de una planta de producción de
energía. Encontraron comportamientos similares a los de grava y arena. Turner
(1994) evaluó las propiedades hidráulicas de pantanos artificiales de flujo
subsuperficial en los que utilizó desechos de llantas como substrato, se reportaron
mejores conductividades hidráulicas que los substratos de grava.
19
Juárez B. y Rico Rodríguez (1976) reportan expresiones de Alien Hazen,
Schlichter y Terzaghi para calcular la permeabilidad de los materiales en base a su
granulometría.
2.4.4 Vegetación
Son pocas las variedades de plantas para pantanos usadas en el
tratamiento de aguas residuales, el porcentaje total con respecto a las familias de
ambiente forestal van en un orden del 1 %, las plantas de especies emergentes o
flotantes son preferentemente usadas en el diseño (Hammer, D. 1989).
En general es importante considerar con respecto a las plantas acuáticas
para tratamiento de aguas:
a) La clasificación a la que pertenecen con el fin de ubicar bajo que ambientes
específicos crecen en mayor proporción.
b) La posible forma de adaptación que pueden tener con respecto al ambiente
contaminado.
c) Tasas de reproducción y crecimiento.
d) Tipo de nutrientes requeridos.
e) Como se realiza la interacción entre la vegetación y el agua residual a
tratar.
E P A (1988) reporta algunas características de las plantas acuáticas
emergentes utilizadas en pantanos, tabla 2.2:
20
Nombre Temp. Deseable Temp. Germ. Tol. Max. a la Rango Científico °C °C salinidad ppm pH Typha spp 10-30 12-24 30 4-10
Phragmites com 12-23 10-30 45 2-8 Juncus spp 16-26 - 20 5-7.5 Scirpus spp 16-27 - 20 4.9 Carex spp 14-32 - - 5-7.5
Tabla 2.2. Requerimientos de algunas plantas acuáticas emergentes
E P A (1993) reporta las siguientes plantas utilizadas en pantanos: Peltandra
virgínica, typha latifolia, pontederia cordata, zantedeschia aethiopica, calocafía
esculenta, sagittaria latifolia, phragmites, canna flaccida, scirpus americanus,
hedychium coronatum, y recomienda como densidad típica de plantas en el
pantano, espaciadas 0.46 m entre ellas.
E P A (1998) reporta como plantas típicas usadas en pantanos para el
tratamiento de aguas residuales de animales: hidrocotyle umbrellata, iris
versicolor, virginicus, juncus effusus, phragmites australis, sagittaria spp, scirpus
spp, typha spp, zizaniopsis miliacea.
21
CAPITULO 3
METODOLOGIA DE INVESTIGACION
3.1 Introducción
En una granja porcícola con animales confinados, el manejo y disposición
de los desechos son los mayores problemas. Los desechos producidos en este
tipo de instalaciones son líquidos, semisólidos y sólidos, estos residuos son
difíciles de manejar siendo un foco potencial de contaminación. El agua que se
usa para el aseo de las instalaciones, obviamente se contamina con los residuos y
los propietarios de las granjas deben responder por la calidad del agua que
descargan ya sea a los alcantarillados municipales o a otros cuerpos receptores.
3.2 Descripción del sistema de tratamiento
El sistema (figura 3.1) constó de porqueriza de 3.15 x 4.15 m, con piso de
cemento-arena, puerta metálica y techo de lámina de asbesto-cemento (fotografía
B.1), en donde se mantuvieron 5 cerdos para engorda que se adquirieron
pequeños y cuando tuvieron un peso aproximado de 100 kg. se vendieron. Para
limpiar los desechos producidos por los animales, las instalaciones se lavaban
todos los días entre 7:30 y 9:30 de mañana, utilizando en promedio 80 litros de
agua por cerdo, ésta escurría por gravedad a través de una tubería de P V C de 4
pulgadas de diámetro a un estanque anaerobio (Figura 3.2, Fotografía B.2), el
22
efluente del estanque estaba conectado a los pantanos (Figura 3.3) por medio de
tuberías de P V C de 4 pulgadas de diámetro (Fotografía B.4), el agua del efluente
de los pantanos se regaba a un pastizal.
23
Pre-tratamiento (laguna anaerobia)
Instalaciones para cerdos
- Salida de lodos
Pantano 2 sin plantas emergentes
Aguas tratadas descargadas a un pastizal
Figura 3.1 Diagrama del modelo
Pantano 1 con plantas emergentes
3.3 Estanque anaerobio
Y a que los cerdos producen una cantidad apreciable de sólidos, no fue
posible conducir directamente las aguas producto del lavado de las instalaciones a
los pantanos. Para evitar el taponamiento del medio filtrante fue necesario optar
por un pretratamiento.
D2 - 4m
Figura 3.2 Esquema del estanque anaerobio
Tomando en consideración que una de las ventajas de los pantanos
construidos tipo flujo horizontal de subsuperficie es evitar el contacto de personas
y animales con las aguas residuales, en primera instancia se pensó en la
construcción de una fosa séptica o un digestor, que también cumpliera con este
propósito, pero al hacer el análisis económico, la construcción de este tipo de
pretratamiento se salía del presupuesto destinado. Por tal motivo se acondicionó
una excavación existente para que funcionara como un estanque anaerobio. A
esta excavación se le revistieron de concreto las paredes, para impermeabilizarla
(Fotografía B.2), quedando con la siguiente geometría y dimensiones: base
circular de 3.7 m de diámetro, paredes con 76.5° de inclinación. La tubería del
24
efluente del estanque que fue el influente de los pantanos se colocó a 0.70 m de la
base del estanque, al estar funcionando el sistema el agua tenía una profundidad
de 1.25 m.
3.4 Pantanos construidos
Se diseñaron (sección 4.3) y construyeron dos pantanos tipo flujo horizontal
de subsuperficie, las excavaciones fueron de 2.90 m de largo, 1.18 m de ancho y
1.0 m de profundidad para cada uno (Fotografía B.3), las paredes de los pantanos
fueron revestidas de concreto para impermeabilizarlas (Fotografía B.6), a la
entrada de los pantanos, 1.18 m a lo ancho y 0.54 m a lo largo, se colocaron
piedras para distribuir el flujo (Fotografía B.8), posteriormente se colocó el medio
permeable de los pantanos que consistió de un material arenoso que se encontró
en el mismo terreno, al que se realizó un análisis granulométrico (Tabla 4.1) y
determinó teóricamente su permeabilidad.
En el pantano número uno se sembraron plantas de alcatraz a cada 30 cm,
se optó por esta separación entre plantas, atendiendo a experiencias reportadas
(EPA. 1993) , en el pantano número dos, con las mismas características que el
pantano número uno, no se le sembraron plantas.
25
Figura 3.3 Esquema del pantano tipo flujo horizontal de subsuperficie con plantas emergentes
De acuerdo al objetivo de la tesis (sección 1.2) de evaluar un pantano tipo
flujo horizontal de subsuperficie, utilizando alcatraces como plantas emergentes
para tratar aguas residuales porcícolas, fue necesario construir un pantano con las
mismas características pero sin plantas emergentes, para que sirviera como
testigo y poder obtener las posibles diferencias en eficiencias, estas diferencias
serían atribútales a los alcatraces. Se escogieron estas plantas emergentes debido
a que en la zona, es común verlas florecer donde hay escurrimientos de aguas
jabonosas o residuales domésticas. Por la limitación del tiempo para la realización
de la investigación, en el pantano se sembraron plantas desarrolladas
conseguidas con los vecinos, en lugar de bulbos.
Una vez construido el sistema, antes de tener los puercos, se llenó con
agua limpia el estanque y los pantanos, a fines de mes de septiembre de 1998 se
compraron los cerdos pequeños, comenzando el experimento. En los primeros
días de octubre, se sembraron los alcatraces en el pantano número uno, al
principio algunas hojas se marchitaron, pero el proceso de aclimatación fue muy
26
Alcatraces
Efluente Substrato Piedras
Influente
rápido.
3.5 Programa de muestreo
El programa de muestreo (tabla 3.1), se estableció de acuerdo a la
disponibilidad del Laboratorio de Calidad del Agua de la Gerencia Regional
Frontera Sur de la Comisión Nacional del Agua, por ser este laboratorio el más
confiable de la localidad y por la disposición institucional de apoyo a la
investigación. En la tabla 3.1 se muestra la calendarización para la entrega de
muestras.
Muestra no. Fecha 1 2/12/98 2 9/12/98 3 12/01/99 4 19/01/99 5 26/01/99 6 2/02/99 7 9/02/99 8 16/02/99 9 23/02/99 10 2/03/99
Tabla 3.1 Calendarización de toma de muestras
En las fechas indicadas, el laboratorio recibió las muestras entre las 13:00 y
14:00 horas. En virtud de que la granja se encuentra a 2.5 horas de Tuxtla
Gutiérrez, el muestreo se iniciaba aproximadamente a las 7:00 horas.
Las muestras del influente de los pantanos (IP), fueron muestras simples
27
que se tomaron dentro del estanque anaerobio, justamente donde se encontraba
la tubería de salida del estanque y que correspondía a la entrada de los pantanos,
este procedimiento se hacía con una cubeta de plástico, teniendo el cuidado de
hacer a un lado la nata que se formaba en la superficie del agua del estanque y
tratando de llenar la cubeta a la altura de entrada a la tubería, inmediatamente se
le medía en campo la temperatura y el pH del agua con un potenciómetro marca
Colé Palmer.
Cada muestra consistió de 2 litros de agua que se le agregaban 2 mi de
H2SO4 como conservador, esta muestra era para los análisis de la DQO y
Nitrógeno; 2 litros de agua sin conservador, para los análisis fisicoquúnicos y 200
mi de agua sin ningún conservador para análisis bacteriológico.
Las muestras tomadas del efluente del pantano sin alcatraces (EPSA) y del
efluente del pantano con alcatraces (EPCA), fueron muestras compuestas; al
necesitarse 4.2 litros de agua de cada efluente, se obtenían 500 mi cada 15
minutos (Fotografía B.14), una vez obtenidas, al igual que las muestras del (IP), se
colocaban en garrafas de plástico de 3 litros de capacidad. Las muestras para los
análisis bacteriológicos se colocaban en bolsas de plástico esterilizadas.
Todo lo anterior se realizó atendiendo a las instrucciones del laboratorio
para cumplir con la normatívidad vigente indicada en la tabla 3.2.
Una vez obtenidas las muestras, se colocaban en un recipiente térmico con
28
hielo para transportarlas (Fotografía B.15); en el trayecto era necesario drenar el
recipiente cada hora aproximadamente para evitar la contaminación con agua de
deshielo.
3.6 Caracterización
Los parámetros analizados fueron:
En campo: tiempo de residencia hidráulico, oxígeno disuelto dentro de los
pantanos, temperatura del agua y pH.
Para medir el tiempo de residencia hidráulico, se utilizaron 250 mi de color
vegetal rojo, disuelto en 18 litros de agua, agregados en el influente de cada
pantano, midiéndose el tiempo en aparecer en los efluentes. El oxígeno disuelto
se midió en una ocasión, en la fecha en que se tomó la muestra 9, con un
oxímetro YSI modelo 54 A. Dentro de cada pantano se hicieron agujeros hasta
encontrar la superficie del agua, a la mitad en el sentido transversal y en el
longitudinal a 0.20, 1.20 y 2.20 m desde el inicio de los mismos.
En Laboratorio se determinaron los parámetros que se indican en la tabla
3.2
29
Parámetro Método de prueba PH NOM-AA-O8-1980
Conductividad eléctrica NOM-AA-38-1981 Turbiedad NOM-AA-38-1981
Color NOM-AA-45-1981 N-Nitratos (como N) NOM-AA-79-1989 Sulfatos (como S04) NOM-AA-74-1981
DB0 5 NOM-AA-28-1981 DQO NOM-AA-30-1981
Fosfato total (como P04) NOM-AA-29-1981 N-amoniacal NOM-AA-26-1980
Sólidos Suspendidos Totales NOM-AA-34-1981 Coliformes Totales NOM-AA-42-1987 Coliformes Fecales NOM-AA-42-1987
Tabla 3.2 Parámetros obtenidos en laboratorio
La temperatura es básicamente importante por su efecto en otras
propiedades, por ejemplo, aceleración de reacciones químicas, reducción
en la solubilidad de los gases, intensificación de sabores y olores, etc.
La intensidad de acidez o alcalinidad de una muestra se mide en la
escala pH, que en realidad mide la concentración de iones hidrógeno
presentes.
La conductividad eléctrica da una indicación de la concentración total
de iones existentes en el agua objeto de análisis, la conductividad aumenta
con la concentración de iones disueltos en la muestra, variando además
con la naturaleza de dichos iones. Como la conductividad eléctrica de las
soluciones acuosas de sales, aumenta con la temperatura, se toma como
temperatura patrón la de 25° C.
30
La presencia de sólidos coloidales le da al líquido una apariencia
nebulosa que es poco atractiva y puede ser dañina. La turbiedad en el agua
puede causarla partículas de arcilla y limo, los desechos residuales e
industriales o la presencia de numerosos microorganismos.
Aún el agua pura no es incolora, tiene un tinte azul verdoso pálido en
grandes volúmenes. Es necesario diferenciar entre el color verdadero
debido al material en solución y el color aparente debido a la materia
suspendida. El método está basado en la comparación de la muestra de
agua con una solución de cloruro de cobalto y cloroplatinato potásico,
expresándose la intensidad de color en función de los miligramos de Pt
contenidos en un litro. Esta solución presenta un máximo de absorción en
460 nm y físicamente solo son correctas las medidas que se hacen con esta
longitud de onda.
El nitrógeno es un elemento importante ya que las reacciones
biológicas solo pueden efectuarse en presencia de suficiente nitrógeno.
Existen cuatro formas principales por lo que toca a la ingeniería de salud
pública:
a) Nitrógeno orgánico. Nitrógeno en la forma de proteínas, amino
ácidos y urea.
b) Nitrógeno amoniacal. Nitrógeno como sales de amoníaco; por
ejemplo (NH 4 ) 2 C03, o como amoníaco libre.
c) Nitrógeno de nitritos. Una etapa intermedia de oxidación que
31
normalmente no se presenta en grandes cantidades,
d) Nitrógeno de nitratos. Producto final de la oxidación del nitrógeno.
La oxidación de los compuestos de nitrógeno, se le llama nitrificación
y la reducción del nitrógeno, se le llama desnitrificación.
Los sulfatos son requeridos por las bacterias para la síntesis de la
materia orgánica. El sulfato es reducido biológicamente en condiciones
anaerobias.
Los compuestos orgánicos por lo regular son inestables y pueden
oxidarse biológica o químicamente para obtener productos finales estables,
relativamente inertes, tales como CO2, NO3, H2O. La indicación del
contenido orgánico de un desecho se obtiene al medir la cantidad de
oxígeno que se requiere para su estabilización:
a) Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO5), mide la cantidad de
oxígeno que requieren los microorganismos mientras
descomponen la materia orgánica.
b) Demanda Química de Oxígeno (DQO), mide la oxidación química
que usa una mezcla hirviendo de dicromato de potasio y ácido
sulfúrico concentrado.
El fósforo es también esencial para el crecimiento de algas y otros
organismos biológicos. Las formas usuales de fósforo encontradas en soluciones
32
acuosas incluye los ortofosfatos, polifosfatos y fosfato orgánico.
Los sólidos suspendidos totales permite estimar la cantidad de materia en
suspensión que lleva el agua.
Organismos patógenos se encuentran en las aguas residuales que pueden
causar enfermedades a animales y humanos. Las principales categorías de
organismos patógenos encontradas en las aguas residuales son bacterias, virus,
protozoarios y helmintos. Debido a que el número de organismos patógenos
presentes en las aguas residuales son pocos y difíciles de cuantificar e identificar,
los coliformes, que son más numerosos y más fáciles de medir, son comúnmente
usados como organismos indicadores.
33
CAPITULO 4
DISEÑO DE LOS P A N T A N O S CONSTRUIDOS
4.1 Bases de diseño
Según datos reportados por EPA. (1997) cada puerco genera en promedio
0.21 kg D B 0 5 por día.
El consumo de agua es del orden:
( 5 puercos ) ( 80 l/puerco/día ) = 400 litros de agua por día.
Aportándose como carga orgánica:
( 5 puercos ) ( 0.21 kg D B O s / puerco / día ) = 1.05 kg DBO^día.
4.2 Pretratamiento: Estanque anaerobio
Tal como fue descrito en la sección 3.3, las aguas residuales son
primeramente llevadas a un estanque a cielo abierto de 13.35 m 3 de capacidad
(fotografía B.2), por lo que se aprovechó esta excavación, revisándose para ver si
se cumple con lo requerimientos de un estanque anaerobio.
La concentración a la entrada del pretratamiento:
34
C 0 = (1.05 kg DBOg/día.) / ( 400 litros de agua por día.) = 0.002625 kg DBOg/litro =
= 2,625 mg D B 0 5 / litro
Para un estanque anaerobio la carga volumétrica recomendable según
Mará y Pearson citado en IMTA (1998) es:
Cv= 20 (T)-100
donde:
3
Cv= carga volumétrica recomendable en gramos/m /día
T= temperatura mínima promedio
Por lo que
Cv= 20(12.5)-100= 150 gr/m3/d
Según Meiring (1968), Mará y Pearson (1986), citados en IMTA (1998):
35
donde:
3 C v = carga volumétrica en gr/m /día
3 L¡ = DBO5 en el influente en gr/m (=mg/l)
3 V a = volumen de la laguna anaerobia en m
C v =
para este caso:
Cv = (2625 gr/rrf) (0.4 rrTVdía) / 9.34 rrf=112.41 gr/m"
como la carga volumétrica recomendable es mayor que la carga volumétrica de
trabajo se acepta.
El tiempo de retención = Volumen / Gasto de entrada
T=( 9.34 m 3 ) / (0.4 m3/d) = 23.35 días
Si cada puerco genera 0.006 m3/d de residuos (EPA. 1997), el volumen de
lodos generados cada 6 meses, que es el período de engorda de los cerdos:
V= (180 d) (0.006 m3/d/cerdo) (5 cerdos) = 5.4 m 3
Considerando la base del estanque de 3.7 m de diámetro, alcanzará una
altura de 50 cm, por lo que deben extraerse por medio de la tubería indicada en la
figura 3.1.
Remoción de D B O s en porcentaje según recomendaciones de Mará y
Pearson (1986), basadas en las de Meiring et al (1968) citados en IMTA (1998):
%Reducción de DB0 5 = 2 (T) + 20 = 2 (12.5) + 20 = 45%
Por lo anterior, la concentración de D B 0 5 a la salida de la laguna, que será
la misma a la entrada al pantano:
Ci = (2625 mgDBOj/litro) ( 0.55) = 1443.75 mgDBO«/litro
36
Según INEGI (1995), en la Trinitaria evaporan 1534.9 mm al año, en
promedio 4.2 mm al día, lo que corresponde para el área de la laguna 12.56 m 2 a
un volumen de 52.77 litros por día, por lo que el gasto de entrada a los pantanos
será:
Q= 400 l/día - 52.77 l/día = 347.23 l/día.
Ajustando la concentración de DBO5:
C¡= 1663.16 mg D B 0 5 / litro
4.3 Diseño de los pantanos
Los 347.23 litros por día se dividirán en dos, puesto que de acuerdo al
proyecto, la mitad del gasto pasará a través de un pantano con alcatraces como
plantas emergentes y la otra parte pasará en un pantano sin plantas emergentes
que servirá como testigo. Por lo que el gasto en el influente será:
Q¡ = (347.23 l/día) 12 = 173.615 litros / día.
Ci= 1663.16 mg DB0 5 / l i t r o
Para la determinación de la concentración en el efluente del pantano, se
hace en base al tipo de uso que se le quiera dar al agua tratada, en este caso,
37
para riego, por lo que según la normatividad vigente (NOM-001-ECOL-1996)
acepta como promedio diario hasta 200 mg/l y como promedio mensual hasta 150
mg/l de D B 0 5 , por lo que se considera:
Ce = 120 mg/l de DBCv
La temperatura mínima media en La Trinitaria es de 12.5°C (INEGI. 1995 )
K, =1.104 ( 1 . 0 6 ) ( 1 2 ^
Kt= 0.713/d
Del análisis de laboratorio del material que se utilizará como substrato se
obtuvieron los siguientes resultados:
Peso específico seco suelto = 1770 kg/m
Porosidad (n) = 32%
Dtn- 0.085 cm
En la tabla 4.1 se muestra la composición granulométrica del substrato
utilizado en el pantano:
38
Malla (mm) % que pasa 37.5 100 25 99 19 98 9.5 86
4.75 59 2 37
0.85 10 0.425 0
Tabla 4.1. Composición granulométrica del substrato
De acuerdo a lo comentado en las secciones 2.3.1 y 2.4.3 se consideró que
este material cumple con las características para lechos de pantanos.
El área de cada pantano, de acuerdo a la sección 2.4.1, será:
Ci Q \TÍ —
Si se acepta d= 0.7 m
As = (0.17365 * Ln (11663.16 /120) / ( 0.713 * 0.7 * 0.32) = 2.86 m 2
La evapotranspiración en el pantano se puede calcular con el método de
Thorntwaite (Aparicio, F. 1992)
39
La temperatura máxima promedio para Trinitaria es 18.6° C y se encuentra
ubicada a 15° 07' latitud norte y 92° 03' longitud oeste. ( INEGl . 1995).
Aplicando el modelo de Thorntwaite (Aparicio, F. 1992)
40
u = 1.6 Ka
I =
donde:
U: evapotranspiración en cm/mes
T: temperatura máxima media en °C
I: Constante (Indice de eficiencia de temperatura)
a. Constante adimensional que depende del valor de I
Kg: coeficiente que depende de la altitud del lugar
Sustituyendo en la expresión de "I" la temperatura máxima promedio de
18.6 °C, resulta:
1=7.3
a =
para una latitud de 15° 07', según Thorntwaite (Aparicio, F.1992), le corresponde:
Ka = 1.02
Sustituyendo el valor de "I" en la expresión de "a", se obtiene:
a = 0.619
Por lo que:
U = 12.11 cm/ mes = 4.03 mm/día.
Como se indicó en la introducción, en La Trinitaria se evaporan 1534.9
mm/año, lo que corresponde a 4.20 mm/día en promedio, se ve que existe
congruencia entre los datos calculados y los datos históricos.
Si el área del pantano es de 2.86 m 2, le corresponde una
evapotranspiración de 11.53 litros por día, por lo que el gasto en el efluente será
de 162.08 litros/ día.
El gasto promedio en el pantano:
Q P = (Q¡+ Q e) 12 = (173.65 + 162.08) 12 = 167.87 litros/ día.
41
Recalculando el área de los pantanos con el gasto promedio:
A s = (0.16787 x Ln (1700.26 /120 ) / ( 0.713 x 0.7 x 0.32) = 2.79 m 2
Si se considera una relación ancho-largo de 1:2, resulta un pantano de 1.18
m de ancho por 2.36 m de largo.
El tiempo de residencia hidráulico en el pantano:
Ce -(Kt) T — = e a
T = (ln 120 - ln 1700.26) / (-0.713) = 3.72 días, el cual está dentro del rango
reportado en el capítulo 2.
La conductividad hidráulica, según K. Terzaghi ( Juárez B. y Rico R. 1976),
para suelos arenosos se calcula de la siguiente manera:
K = C 1 * D 1 0
2 * ( 0 . 7 + 0.3 t)
K : conductividad hidráulica en cm/ seg
t: temperatura del agua en ° C
D 1 0 : tamaño tal que sea igual o mayor que el 10%, en peso, del suelo.
42
siendo un valor típico para arenas con limos C 0 = 200
3 2 por lo que K= 366.15 m/día (m /m /día)
El valor anterior tiene congruencia con los datos reportados en la tabla 2.1.
La pendiente requerida en el pantano:
Aplicando la Ley de Darcy:
Q= K s A S
S= (0.16787 m3/d) /(366.15 m 3/m 2/d * 1 . 1 8 m * 0 . 7 m ) = 0.000555
Revisando:
Q=(2.79*0.713*0.7*.32)/(ln(1700.26/120))= 0.168 m3/día
Q= Ks *A*S= 366.15 m3/m2/d*1.18m*0.7m*0.000555= 0.168 m3/día
Ambos valores corresponden a lo calculado anteriormente.
El resumen de resultados para cada pantano se presenta en la tabla 4.2 y
en las figuras 4.1 y 4.2.
43
Parámetro Valor Valor típico Q 168 l/d Kt 0.713/d d 0.7 m 0.1-1.0 m n 0.32 0.35-0.42 Ci 1663.16 mg/l 113 mg/l Ce 120 mg/l 11 mg/l A 2.79 m2 L 2.36 m
W 1.18 m T 3.72 d 1-7 d
Tabla 4.2 Resumen de parámetros de diseño.
Figura 4.1 Planta de pantanos construidos
44
Figura A2 Sección transversal de los pantanos construidos
4.4 Instalaciones complementarias
Las aguas producto del lavado de las instalaciones eran transportadas por
gravedad hacia el estanque anaerobio a través de tuberías de P V C de 4 pulgadas
de diámetro.
El estanque anaerobio contó con una tubería de P V C de 6 pulgadas de
diámetro instalada en el fondo del mismo, que gracias a la topografía de la zona
drenaba por gravedad hacia unos pastizales, esta tubería tenía un tapón campana
en la salida que servía para extraer los lodos que se acumulaban cada 3 meses.
Estos lodos debían ser tratados.
45
Del estanque anaerobio hacia los pantanos fluye el agua por gravedad por
tuberías de P V C de 4 pulgadas de diámetro.
El efluente de los pantanos fluye también por gravedad a través de dos
tuberías de P V C de 4 pulgadas de diámetro; al final de éstas tienen colocadas un
codo de 90° instalado verticalmente a otro tubo del mismo diámetro (Figura 3.2) y
1 m de altura (Fotografía B.14), en el tubo vertical se le abrieron agujeros de 0.5
cm de diámetro para la salida del agua, esto fue con el fin de controlar el tiempo
de residencia hidráulico dentro de los pantanos.
4.5 Disposición del efluente
El agua tratada procedente de los pantanos, sirvió para regar un pastizal en
el mismo terreno.
4.6 Facilidades
En el terreno donde se realizó la investigación, se cuenta con energía
eléctrica y agua potable. Para el lavado diario de las instalaciones se instaló una
manguera de 0.5 pulgadas de diámetro y aproximadamente 70 m de longitud, el
aseo se realizaba entre las 7:00 y 9:00 A.M. que eran las horas en que se
46
suministra el servicio de agua. De acuerdo a un aforo realizado en el lugar, era
necesario suministrar agua de la manguera durante 20 minutos para completar los
400 litros calculados. En los días en que el sistema municipal no suministró agua,
se bombeó directamente desde una cisterna.
47
CAPITULO 5
DISCUSION Y R E S U L T A D O S
Los resultados de la investigación se presentan a continuación:
5.1 Resultados de campo
El tiempo de residencia hidráulico en ambos pantanos fue de 2.5 días, este
valor comparado con los 3.72 días de diseño nos da una relación de 0.67,
posiblemente porque la permeabilidad del substrato utilizado fue mayor que el
calculado teóricamente o por existir algún corto circuito en el sistema.
El oxígeno disuelto en el pantano sin alcatraces, a una profundidad de 5 cm
de la superficie del agua, se midieron concentraciones de 1.4, 1.3 y 1.2 mg/l,
respectivamente, pero para profundidades de 10 cm y mayores, resultaron
concentraciones de oxígeno de 0 mg/l para todos los casos. Para el pantano con
alcatraces, los resultados fueron de 0.5, 2.5 y 1.8 mg/l y 0.1, 0.2 y 0 mg/l
respectivamente.
Con los resultados anteriores, se pudo deducir que solamente una capa de
agua cercana a la superficie dentro de los pantanos, estaba en condiciones
aeróbicas, posiblemente por transferencia de oxígeno atmosférico a través de los
vacíos de la grava; a mayor profundidad, las condiciones fueron anaerobias.
48
Tanto en la laguna (IP), en el efluente del pantano sin alcatraces (EPSA),
como para el pantano con alcatraces (EPCA) las mediciones reportaron 0 mg/l de
oxígeno disuelto.
El pH, en el IP este rango osciló entre 7.39 y 6.42, el E P S A entre 7.42 a
6.81 y el E P C A entre 7.47 y 7.03. En el IP y E P S A la tendencia fue a acidificarse,
mientras que en el E P C A la tendencia fue a obtener un valor de 7, (Tabla A.1 y
Figura A.1).
La temperatura del agua fue un reflejo de la temperatura ambiente, los
valores (tabla A.2 y figura A.2 del anexo A) no muestran diferencias notables.
Los alcatraces tuvieron un buen desarrollo floreciendo a mediados del mes
enero de 1999, se le cortaron las flores y algunas hojas para inducir el crecimiento
de brotes nuevos y por lo mismo aumentar las necesidades de nutrientes de las
plantas.
5.2 Resultados de laboratorio
En lo referente a la Demanda Química de Oxígeno (DQO): en el influente
de los pantanos, en términos generales se observó una tendencia ascendente en
los valores (Tabla A.3 y Gráfica A.3), esto se debió a que cuando el sistema
comenzó a operar los cerdos estaban pequeños, por lo que la carga orgánica fue
aumentando a medida que éstos fueron creciendo. En ambos efluentes (EPSA y
49
EPCA) hasta la muestra 5 (26/01/99) no se observó una diferencia clara en sus
concentraciones, pero a partir de la muestra 6, se pudo observar las ventajas del
pantano con alcatraces, esto coincidió con la floración y poda de las plantas.
Los resultados obtenidos de los análisis de la D B O 5 , tienen tendencias muy
semejantes a los de la DQO comentadas en el párrafo anterior, con una relación
DBO5 /DQO en los siguientes porcentajes: para el IP: 49.20%; para el EPSA:
51.64% y para el EPCA: 51.95%. La concentración máxima en el IP se encontró
en la muestra 8 con 932.09 mg/l a la que le correspondió una concentración en el
E P C A de 132.0 mg/l, que representó una eficiencia de remoción del 85.84%. La
concentración de entrada estuvo alejada de la concentración inicial calculada (Ci=
1663.16 mg/l, Tabla 4.2), posiblemente se debió a sobreestimación de la carga
orgánica al diseñar los pantanos.
El fosfato total como P 0 4 , hasta la muestra 4, su reducción fue casi la
misma en ambos pantanos, pero a partir de la muestra 5 se ve la diferencia de
mayor reducción en el pantano con alcatraces (Tabla A.5 y Gráfica A. 5) lo que
coincide como en los casos de la DQO y DBO5 con la floración y poda de las
plantas, esto parece lógico, toda vez que se trata de un nutriente.
El N-amoniacal no muestra grandes diferencias en los resultados (Tabla A.6
y Gráfica A.6) como los parámetros anteriores, únicamente se pudo observar una
pequeña reducción en el E P C A a partir de la muestra 7. Esto pudo ser por la
ausencia de oxígeno disuelto en los pantanos y por el corto tiempo real de
residencia hidráulico (2.5 días). 50
Para los sólidos suspendidos totales (SST), hasta la muestra 4, ambos
pantanos tuvieron casi la misma reducción, en las muestras 5, 6, 7, 9 y 10 se
observó mayor reducción en el pantano con alcatraces, la muestra 8 presentó
mayor reducción en el pantano sin alcatraces. Aunque los promedios indican un
porcentaje mayor de reducción de SST en el pantano con alcatraces, no se
aprecia claramente, lo que sí es claro es que existió reducción al pasar por ambos
pantanos (Tabla A.7 y Gráfica a.7) esto pudo deberse a los mecanismos de
filtración, sedimentación, etc.
Al analizar los resultados de la conductividad eléctrica (Tabla A.8 y Gráfica
A.8) no se aprecian grandes cambios, esto puede deberse a que las variaciones
de temperatura fueron mínimas y que los tipos de iones y su concentración no
tuvieron diferencias notables.
La turbiedad siempre se mantuvo en valores más bajos en el efluente del
pantano con alcatraces (Tabla A.9 y Gráfica A.9).
El color no mostró cambios significativos al pasar por ambos pantanos
(Tabla A.9 y Gráfica A.9).
El sulfato total como SO4 no muestra una tendencia clara entre el E P S A y
E P C A , pero siempre estuvieron por debajo de las concentraciones en el IP (Tabla
A.11 y Gráfica A. 11).
51
En promedio la relación coliformes fecales/coliformes totales fue: para IP de
82.30%, para E P S A de 97.98% y para E P C A de 89.62%; se observa únicamente
en el E P C A una tendencia de reducción constante (Tablas A. 12 y A. 13 y Gráficas
A. 12 y A. 13); aunque presenta un alto porcentaje de reducción, los resultados no
son adecuados para disponer las aguas de acuerdo a la normatividad vigente, por
lo que requiere adicionar cloro o algún otro tratamiento para bajar las
concentraciones de coliformes.
El único valor reportado de N-nitratos fue en el E P C A en la muestra no. 6
con concentración de 0.25 mg/l, en los demás fueron reportados como ND (no
determinados), lo que según el laboratorio significa que no se encontraron dentro
de los rangos buscados, posiblemente aparecieron en concentraciones más
pequeñas. Esto parece lógico ya que dentro de los pantanos no se encontró
oxígeno disuelto y el tiempo de residencia fue relativamente corto (2.5 días), por lo
tanto el nitrógeno total no alcanzó a oxidarse.
Es importante mencionar que únicamente los datos de temperatura del
agua y el pH medido en campo presentaron valores bajos en su desviación
estándar, los demás parámetros presentaron valores altos, como puede verse en
el anexo A. Aunque el sistema completo comenzó a funcionar en el mes de
septiembre, las primeras muestras se tomaron en el mes de diciembre, por lo que
se cree que el sistema estuvo en fase temprana de estabilización, requiriéndose
varios meses o quizá años para llegar a una fase madura de estabilización, por
consiguiente los datos presentaron gran dispersión.
52
En la tabla 5.1 se muestran los valores promedio obtenidos durante la
investigación.
Tabla 5.1 Concentraciones promedio obtenidas durante la investigación
5.3 Conclusión
Después de diseñar y construir un pantano tipo flujo horizontal de
subsuperficie, utilizando alcatraces (zantedeschia aethiopica) como plantas
emergentes, haber evaluado los resultados de las muestras tomadas en un
período de 10 semanas (resultados en anexo A), se concluye lo siguiente:
a) La especie zantedeschia aethiopica, crece y se desarrolla bien
como planta emergente en un pantano de tipo flujo horizontal de
subsuperficie.
b) El pantano tipo flujo horizontal de subsuperficie con la especie
zantedeschia aethiopica como planta emergente, incrementó su
efectividad en el tratamiento de las aguas residuales de la granja
53
porcícola en relación con un pantano con las mismas
características pero sin plantas emergentes, en los porcentajes
que se muestran en la tabla 5.2
Parámetro % DQO 13 D B 0 5 13 P 0 4 17.67
N-NH 3 10.6 SST 9.62
Cond. eléct. 5.3 Turbiedad 11.02
Color 1.15 S 0 4 9.25
Colif. Tot. 1.21 Colif. Fec. 1.46
Tabla 5.2 Valor agregado del pantano con alcatraces en la remoción de contaminantes
54
CAPITULO 6
R E C O M E N D A C I O N E S Y T R A B A J O S F U T U R O S
Como en todo trabajo de investigación a lo largo del desarrollo del mismo,
se encuentran algunos problemas que se tienen que resolver, por lo que, en los
siguientes párrafos se comentarán algunas de las cosas que se tuvieron que
realizar para hacer ajustes en la investigación y en las líneas finales los trabajos
que ajuicio del autor serían interesantes de investigar.
Para revisar el diseño del estanque anaerobio, fue necesario estimar de
acuerdo a datos típicos reportados en la literatura, la carga orgánica producida por
los cerdos, una vez funcionando el sistema, no se alcanzó la concentración de
proyecto en el influente de los pantanos, esto posiblemente a que los datos
reportados fueron mucho mayores que la producción de desechos de los
animales, por lo que se recomienda que al diseñar, siempre que se pueda se
realice una campaña de aforos y caracterización de las aguas residuales.
En cuanto a la permeabilidad del material utilizado como substrato en los
pantanos, se calculó teóricamente, pero al hacer una prueba antes de que el
sistema entrara en operación, se observó que la permeabilidad real era mucho
mayor que la calculada, por lo que se recomienda también hacer las pruebas
necesarias, ya sea en laboratorio y/o en campo para trabajar con datos confiables.
55
Al construir tanto el estanque anaerobio como los pantanos y colocar tubos
de P V C en las paredes, al principio todo funcionó bien, pero al paso de los días en
esos puntos existieron fugas de agua que disminuían el tiempo de residencia
hidráulico dentro de los pantanos y bajaba los niveles, fue necesario que en varias
ocasiones se repararan dichas fugas de agua; se recomienda poner especial
atención al construir este tipo de juntas y evitar así gastos y pérdida de tiempo
posteriores.
Es muy recomendable dejar instalados desde el inicio de la construcción de
los pantanos, algunos tubos perforados y colocados verticalmente dentro del
substrato y a lo largo de los mismos, para que sirvan de puntos de monitoreo
tanto de oxígeno disuelto a diferentes profundidades, así como de requerirse, se
puedan obtener muestras de agua. En este caso particular no se previeron dichas
instalaciones y cuando se hicieron mediciones del oxígeno disuelto, se tuvieron
que cavar agujeros, con muchas molestias y problemas de estabilidad de las
paredes de las excavaciones.
Para el presente trabajo de investigación, sería conveniente seguir
mon/toreando a lo íargo de varios meses o quizá años, tal vez mensualmente o
con la periodicidad que se pueda, la calidad de las aguas del influente y de los
efluentes, para poder tener una visión clara del comportamiento de los parámetros
medidos a ¡o largo del tiempo.
56
Sería interesante también probar con otras plantas de la región y evaluar
los resultados, o en vez de tener como testigo al pantano si plantas emergentes,
sembrar plantas diferentes en cada pantano.
Un punto que en este trabajo no se le dio la importancia requerida, quizá
por el poco tiempo que se tuvo operando el sistema, es la alta producción de
sedimentos en el pretratamiento, de no diseñar un sistema adecuado para retirar
los lodos, en poco tiempo, esta unidad sería inoperable por problemas de
saturación, por lo que es recomendable la instalación de un separador de sólidos
antes de que los desechos entren al pretratamiento.
57
A N E X O A
R E P O R T E S DE LABORATORIO
58
Muestra no. IP EPSA EPCA 1 18.40 19.40 19.70 2 18.20 19.00 19.00 3 18.70 17.70 17.40 4 20.30 19.00 19.20 5 17.70 16.10 16.30 6 24.90 23.60 28.80 7 23.20 22.10 20.40 8 18.80 19.40 18.20 9 20.50 19.90 20.20 10 21.00 20.10 21.20
Promedio 20.17 19.63 20.04 Desv. Std. 2.35 2.09 3.41 % Reduc. 2.68 0.64
Tabla A. 1 Temperatura (°C)
Gráfica A. 1 Temperatura (°C)
59
Muestra no. IP EPSA EPCA 1 7.35 7.15 7.34 2 7.39 7.08 7.29 3 7.21 7.42 7.47 4 7.18 7.35 7.24 5 7.04 7.26 7.22 6 7.10 7.32 7.30 7 7.05 7.35 7.25 8 6.69 7.00 7.16 9 6.57 6.89 7.09 10 6.42 6.81 7.03
Promedio 7.00 7.16 7.24 Desv. Std. 0.33 0.21 0.13 % Reduc. -2.33 -3.30
Tabla A.2 pH de campo
Gráfica A.2 pH de campo
60
Muestra IP EPSA EPCA 1 844.80 193.60 149.60 2 960.00 505.00 615.00 3 710.00 360.00 295.00 4 628.99 286.33 314.49 5 1,020.00 473.28 436.16 6 933.33 348.00 276.67 7 1,435.70 545.30 317.58 8 1,952.00 763.20 370.88 9 1,358.00 858.30 490.50 10 1,672.42 805.40 410.62
Promedio 1,151.52 513.84 367.65 Desv. Std. 434.50 229.50 128.78 % Reduc. 0.55 0.68
Tabla A.3 DQO (mg/l)
Gráfica A.3 DQO (mg/l)
61
Muestra no. IP EPSA EPCA 1 506.00 97.20 46.60 2 456.00 273.00 314.00 3 365.00 189.00 142.00 4 425.00 233.00 253.00 5 424.80 294.00 243.00 6 487.00 142.00 106.50 7 711.46 238.71 109.35 8 932.09 349.50 132.00 9 610.00 435.00 303.50 10 748.30 402.30 260.20
Promedio 566.57 265.37 191.02 Desv. Std. 180.28 108.82 94.08 % Reduc. 0.53 0.66
Tabla A.4 DBO s(mg/l)
Gráfica A.4 DB0 5 (mg/ l )
62
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Muestra IP EPSA EPCA 1 44.92 17.39 22.02 2 82.88 22.02 36.65 3 40.04 43.12 41.88 4 38.19 40.66 36.34 5 58.97 48.66 40.65 6 34.91 27.69 24.68 7 57.10 48.44 33.70 8 87.89 60.80 40.33 9 77.06 83.08 68.63 10 80.20 72.30 55.45
Promedio 60.22 46.42 40.03 Desv. Std. 20.39 21.25 13.68 % Reduc. 22.92 33.52
Tabla A.6 N-amoniacal (mg/l)
64
Gráfica A.6 N-amoniacal (mg/l)
Muestra IP EPSA EPCA 1 125.00 8.00 26.00 2 113.00 38.00 40.00 3 150.00 22.00 26.00 4 113.30 20.00 18.00 5 226.00 60.00 40.00 6 122.50 82.00 58.00 7 120.80 54.40 34.70 8 104.00 38.00 46.00 9 320.00 226.70 130.00 10 203.30 158.30 135.00
Promedio 159.79 70.74 55.37 Desv. Std. 69.62 69.55 42.20 % Reduc. 55.73 65.35
Tabla A.7 SST (mg/l)
Gráfica A.7 SST (mg/l)
65
Muestra no. IP EPSA EPCA 1 1,073.33 743.33 800.33 2 1,117.66 1,042.66 800.33 3 1,423.66 1,477.00 1,414.33 4 1,072.00 1,003.60 1,414.33 5 1,315.66 1,246.33 1,110.33 6 986.33 790.66 748.66 7 1,165.00 1,112.50 1,048.00 8 1,708.00 1,442.00 1,096.33 9 1,592.33 1,614.00 1,499.33 10 1,605.60 1,501.22 1,349.30
Promedio 1,305.96 1,197.33 1,128.13 Desv. Std. 261.13 306.70 282.29 % Reduc. 8.32 13.62
Tabla A.8 Conductividad eléctrica (umhos/cm)
Gráfica A.8 Conductividad eléctrica (umohos/cm)
66
Muestra IP EPSA EPCA 1 18.00 9.95 12.50 2 30.00 24.00 9.00 3 31.00 30.00 19.00 4 76.00 34.00 36.00 5 37.90 40.77 17.40 6 88.23 31.80 22.00 7 135.00 38.10 30.25 8 200.00 64.40 46.53 9 185.00 73.60 61.90 10 182.32 66.70 50.35
Promedio 98.35 41.33 30.49 Desv. Std. 71.61 20.51 17.73 % Reduc. 57.97 68.99
Tabla A.9 Turbiedad (UTN)
Gráfica A.9 Turbiedad (UTN)
67
Muestra no. IP EPSA EPCA 1 100.00 80.00 100.00 2 80.00 80.00 80.00 3 80.00 70.00 60.00 4 100.00 100.00 100.00 5 80.00 80.00 70.00 6 70.00 60.00 60.00 7 80.00 70.00 60.00 8 80.00 70.00 70.00 9 100.00 100.00 100.00 10 100.00 90.00 90.00
Promedio 87.00 80.00 79.00 Desv. Std. 11.60 13.33 17.29 % Reduc. &.05 9.20
Tabla A. 10 Color (U. Pt-Co)
Gráfica A. 10 Color (U. Pt-Co)
68
Muestra no. IP EPSA EPCA 1 2 34.02 8.63 21.43 3 51.60 23.85 11.75 4 25.45 15.97 10.60 5 6 33.24 7.66 8.82 7 36.07 14.03 13.15 8 31.02 18.03 5.19 9 19.49 5.75 5.75 10 25.30 13.20 6.73
Promedio 32.02 13.39 10.43 Desv. Std. 9.65 6.00 5.29 % Reduc. 58.19 67.44
Tabla A. 11 Sulfato total como S 0 4 (mg/l)
Gráfica A. 11 Sulfato total como S 0 4 (mg/l)
69
Muestra no. IP EPSA EPCA 1 3.00E+05 5.00E+04 1.70E+05 2 7.00E+06 8.00E+05 4.00E+05 3 7.00E+04 4.00E+04 4.00E+03 4 4.00E+08 5.00E+04 4.00E+05 5 1.10E+09 5.51 E+03 9.00E+05 6 1.40E+09 4.00E+05 8.00E+05 7 1.30E+09 4.50E+05 8.00E+05 8 1.70E+09 9.00E+07 4.00E+05 9 6.80E+08 1.10E+06 8.00E+05 10 7.00E+08 1.20E+06 8.20E+05
Promedio 7.29E+08 9.41E+06 5.49E+05 Desv. Std. 6.28E+08 2.83E+07 3.15E+05 % Reduc. 98.71 99.92
Tabla A. 12 Coliformes totales (NMP/100ml)
Gráfica A. 12 Coliformes totales (NMP/100 mi)
70
Muestra no. IP EPSA EPCA 1 3.00E+05 2.00E+03 2.00E+03 2 2.00E+06 2.00E+05 2.00E+05 3 7.00E+04 4.00E+04 2.00E+03 4 2.00E+08 2.00E+03 4.00E+05 5 1.10E+09 2.00E+03 7.00E+05 6 4.00E+08 2.00E+05 8.00E+05 7 1.30E+09 4.00E+05 8.00E+05 8 1.70E+09 9.00E+07 4.00E+05 9 6.00E+08 2.00E+05 8.00E+05 10 7.00E+08 1.20E+06 8.20E+05
Promedio 6.00E+08 9.22E+06 4.92E+05 Desv. Std. 6.00E+08 2.84E+07 3.36E+05 % Reduc. 98.46 99.92
Tabla A. 13 Coliformes fecales (NMP/100 mi)
Gráfica A. 13 Coliformes fecales (NMP/100 mi)
71
A N E X O B
MEMORIA FOTOGRAFICA
72
Fotografía B.1. Vista de la porqueriza
73
Fotografía B.2. Estanque anaerobio
74
Fotografía B.3. Excavación para construir pantanos
75
Fotografía B.4. Tubería de entrada a pantanos
76
Fotografía B.5. Tubería de salida de pantanos
77
Fotografía B.6. Paredes y piso de pantanos revestidos con mortero cemento-arena
78
Fotografía B.7. Colocación de material filtrante en pantanos
79
Fotografía B.8. Colocación de piedras a la entrada para distribución del flujo
80
Fotografía B.9. Vista de pantanos
81
Fotografía B.10. Pantanos construidos
82
Fotografía B.11. Pantano con plantas emergentes (zantedeschia aethiopica)
83
Fotografía B.12. Monitoreo de oxígeno disuelto
84
Fotografía B.13. Agregando color para determinar tiempo de detención
85
Fotografía B.14. Toma de muestras
86
Fotografía B.15. Transporte de muestras
87
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90
