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1. INTRODUCCIONLa fitorremediación representa una tecnología alternativa, sustentable y de bajo costo para la restauración de ambientes y efluentes contaminados.

Existen diferentes procesos biotecnológicos para limpiar diferentes contaminantes.

El principio básico consiste en destruir o modificar los materiales contaminantes con el fin de disminuir su peligrosidad o dejen de serlo por completo. Todos los procesos de remediación biológica aprovechan la capacidad degradativa de los microorganismos del suelo y en algunos casos también la capacidad depuradora de las plantas.

La fitorremediación puede definirse como una tecnología sustentable que se basa en el uso de plantas para reducir in situ la concentración o peligrosidad de contaminantes orgánicos e inorgánicos de suelos, sedimentos, agua, y aire, a partir de procesos bioquímicos realizados por las plantas y microorganismos asociados a su sistema de raíz que conducen a un conjunto de métodos para degradar, asimilar, metabolizar o detoxificar metales pesados, compuestos orgánicos, radioactivos y petroderivados, que tengan la capacidad fisiológica y bioquímica para absorber, retener, reducción, mineralización, volatilización, estabilización, degradar o transformar dichas sustancias a formas menos tóxicas.

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.

Este sistema de descontaminación y de control de contaminantes en diversos ambientes mediante el empleo de plantas (fitorremediación) implica una biotecnología capaz de degradar, acumular, extraer e inmovilizar los contaminantes del suelo, aguas superficiales y subterráneas. Es una técnica efectiva, de bajo costo y presenta un impacto ambiental mínimo o nulo respecto a otros métodos de descontaminación físicos y químicos.

Asimismo, podría definírsela como la capacidad de ciertas plantas (terrestres, acuáticas, leñosas, etc.) y los cultivos in vitro derivados de ellas con el fin de remover, contener o transformar productos contaminantes del entorno.

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2. JUSTIFICACIONDebido al gran consumo de agua para la limpieza por parte de la sociedad, para satisfacer las necesidades diarias, se genera la descarga de la misma pero con cierto grado de toxicidad según el uso que se ha dado, de esta forma tenemos a las aguas residuales, negras, industriales. Con la finalidad de aplicar solución a este problema ambiental se realizará este proyecto de Fitorremediación de las aguas residuales (aguas grises) utilizando en este proceso el gran potencial de las plantas capaces de reducir la toxicidad en el aguas.

Este será un proyecto técnico además de investigación ya que no solo se conocerá del proceso de la Fitorremediación de las aguas residuales (aguas grises) sino que también se llevara a cabo de forma técnica, con la finalidad de conocer la capacidad de depuración de ciertas plantas en estas aguas contaminadas.

Las aguas residuales generadas en las poblaciones urbanas son recirculadas al ciclo hidrológico pero estas al ser contaminadas, son descargadas ya sea a través del cauce de un río, un lago o el mar. Estas aguas no deben provocar una contaminación en estos ecosistemas. Por ello, el agua residual se trata en plantas de depuración de agua para rebajar la cantidad de contaminantes.

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3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Los detergentes en el agua son productos químicos sintéticos que se utilizan en grandes cantidades para la limpieza doméstica e industrial y que actúan como contaminantes del agua al ser arrojados en las aguas residuales, provocando la disminución de la solubilidad del oxígeno disuelto en el agua con lo cual se dificulta la vida acuática, las aguas grises de detergentes originadas en los hogares es el principal problema que tienden a presentar compuestos químico difíciles de degradar como detergentes y jabones ajeno a la vida como por ejemplo Los fosfatos son la mayor fuente de contaminación del agua, lo cual deriva directamente en enfermedades de los humanos y animales, por lo que requiere un tratamiento diferente y con gran eficiencia para minimizar el daño al ambiente, por lo que se busca formas de remediar los daños causados, una de las técnicas utilizadas es la fitorremediación basada en sus métodos para la degradación o reducción de contaminantes menos tóxicos para el ambiente.

4. OBJETO DE ESTUDIOEsta es un proyecto de investigación que consiste en ver la tolerancia de plantas en proceso de fitorremediación en aguas grises de uso domestico que contienen detergentes, jabones y en particular la contaminación que generan estos contaminantes por la presencia en este tipo de agua, se han encontrado algunas especies de plantas nativas, endémicas que son propias del lugar- y esas plantas presentan un potencial importante para limpiar o retener estos contaminantes y prevenir su dispersión en el ambiente a las cuales se realizara un adactamiento para llevar a cabo este proceso de fitorremediación.

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5. OBJETIVOS

5.1. GENERAL:

Determinar la eficiencia de Eichornia Crassipes en el tratamiento de aguas residuales de domesticas procedentes de las lavandería.

5.2. ESPECIFICOS:

Realizar un sistema artesano para el tratamiento de aguas residuales domesticas mediante el empleo de Eichornia Crassipes como agente depurador.

Analizar la capacidad de depuración de Eichornia Crassipes dentro de un sistema de tratamiento domestico.

Aplicar y evaluar el tratamiento de aguas residuales domesticas con plantas acuáticas a nivel familiar.

Comparar los resultados finales del proceso de fitorremediación analizando ciertos parámetros básicos y Comparándolos con el TULAS.

6. FUNDAMENTACION TEORICA

6.1. Detergentes

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Un detergente es un producto cuya composición ha sido establecida especialmente para una operación de limpieza mediante el desarrollo de los fenómenos de detegencia.A su vez la detegencia se define como: Proceso por el cual las suciedades son separadas del sustrato sobre el que estaban retenidas, y puestas en estado de disolución o dispersión.Un detergente contiene un conjunto de sustancias de propiedades fisico-quimicas diversas, cada una de las cuales ejerce una función específica para:

Complementar el proceso global de lavado. Facilitar su fabricación. Conferir al producto una serie de propiedades que favorezcan su aceptación comercial.

Con tales objetivos el detergente suele estar formado por: Una o varios tensoactivos: que constituyen la denominada matera activa. Coadyuvantes. Reforzadores. Aditivos. Cargas

Detergentes para ropa

Los detergentes para ropa se pueden clasificar en tres grupos: Detergentes en polvo. Detergentes líquidos. Detergentes en pastillas.

Los detergentes líquidos por su parte son cada vez mejor aceptados entre los consumidores. Estos detergentes suelen tener una efectividad inferior a la de sus homólogos en polvo. Esto se debe a la dificultad para incorporar en ellos ingredientes como las zeolitas, los fosfatos y ciertos agentes blanqueantes.

Diferencia entre jabón y detergente

La principal diferencia se encuentra en los grupos polares, en los jabones es el grupo carboxilato (O=C-O-Na) en cambio en los detergentes es el grupo SO3 Na El detergente es disolvente GH8 mientras el jabón es IJ45.

Aplicación de los detergentes

Industria textil: Los utiliza ampliamente en lavado, blanqueo, tintes, aprestos cueros,...

Industria agrícola: Empleo como humectantes, que forman parte de la descomposición de insecticidas, herbicidas, germicidas,...

Industria de la construcción: Hace uso de los detergentes para mejorar la resistencia y humectabilidad del cemento y hormigón, aumentar la manejabilidad de polvos decorativos en cerámicas, aumento de la fluidez del hormigón, agentes espumantes para la fabricación de

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materiales aislantes, adición a arcillas para crear estructuras porosas en la fabricación de refractarios,...

Industria minera: Se usan como preventivos del polvo durante la excavación, carga y transporte de carbón y minerales,...

Industria metalúrgica: Realiza con los detergentes sintéticos la limpieza de los metales: desengrasado, enjuagado, etc.

Industria del transporte: Lava el material móvil, accesorios de ferrocarriles, automóviles, cisternas para transporte de aceites, depósitos de lubricantes, etc.

Industria química: Los emplea como dispersantes, emulsificantes, mectantes, fabricación de colorantes, lacas, pigmentos, productos fitosanitarios, lavado de equipo, edificios, envases, etc.

Funciones de los DetergentesLos detergentes son compuestos que permiten variar la tensión superficial del agua y son los causantes de la Humectación, Penetración, Emulsión y suspención de la suciedad. Su estructura está compuesta por dos partes: una Hidrófila (afinidad con el agua) y otra Lipofílica (afinidad con aceites), lo que permite formar puentes de agua y aceite, ayudando a remover la suciedad.

6.1.1. CONTAMINACIÓN DE LAS AGUAS

A causa de los detergentes domésticos.- El lavado doméstico se realizaba fundamentalmente a base de jabón, no causaba una contaminación sensible en las aguas. El exceso de jabón se precipitaba en forma de sales cálcicas de los ácidos grasos arrastrando consigo la parte de la suciedad no soluble y formando emulsiones.

Al introducirse los detergentes sintéticos se produjo primeramente una situación gravemente amenazadora: las sustancias activas utilizadas no se degradaban biológicamente con la suficiente rapidez. Se acumulaban en los ríos y formaban en muchos lugares capas de espuma de varios metros de altura, que no sólo impedían la navegación, sino que afectaban grandemente a los procesos de autolimpieza de las aguas. El origen de la espuma se debía a los surfactantes de los detergentes.

6.1.2. Propiedades de los detergentes:

Humectación: Se entiende como la capacidad de mojar más, es decir una misma gota de agua es capaz de abarcar una mayor superficie de contacto.

Penetración: Como la palabra lo indica, es la capacidad de penetrar o introducirse en las superficies porosas sucias o en la suciedad.Emulsión: Es la dispersión o suspensión de finas partículas de uno o más líquidos en otro líquido.Por ejemplo el aceite o grasa en agua.Suspensión: Consiste en dejar la suciedad o partículas de suciedad en solución, evitando que estas se vuelvan a redepositar.

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Según su formulación, los detergentes además pueden contener Compuestos ácido base (que le dan el pH, haciéndolos ácidos, neutros o alcalinos), Estabilizantes, Quelantes, Enzimas, Blanqueadores, Colorantes, Perfumes, Solventes, Secuestrantes, Desinfectantes, Espesantes.

6.1.3. IMPACTO AMBIENTAL

Los jabones son sustancias que alteran la tensión superficial (disminuyen la atracción de las moléculas de agua entre sí en la superficie) de los líquidos, especialmente el agua. Este tipo de sustancias se denominan tensoactivos. Los jabones se utilizan como agentes limpiadores debido a la estructura singular de estos iones orgánicos especiales. Cuando un objeto está sucio, casi siempre se debe a la adhesión de capas de grasa o aceite que a su vez contienen polvo y partículas extrañas.

Los jabones presentan la desventaja de que si se usan en agua dura, tienden a formar sales con los cationes de los metales formando "natas" que neutralizan su acción. Una alternativa a este problema, surgió cuando se empezaron a sintetizar otros compuestos orgánicos a partir de compuestos químicos del petróleo, que tienen acción detergente por lo que se les denomina en forma genérica como detergentes.

La mayoría de los detergentes son compuestos de sodio del sulfonato de benceno substituido, denominados sulfatos lineales de alquilos (las), hay otros que son los alquilbencen sulfatos de cadena ramificada (abs) que se degradan mas lentamente que los las. El extremo sulfato es soluble en agua y el extremo del hidrocarburo es soluble en aceite, cumpliendo con ésto las características de los jabones antes mencionadas. La ventaja de los detergentes es que no forman natas con el agua dura.

Uno de los principales problemas que causa el uso de detergentes, es que los de tipo comercial deben contener ciertos aditivos que se pueden convertir en graves contaminantes del agua. Entre los principales aditivos están pequeñas cantidades de perfumes, blanqueadores, abrillantadores ópticos, estos últimos son tinturas que le dan a la ropa un aspecto de limpieza; y los agentes espumantes; es importante recalcar que la producción de espuma de un detergente esta determinada por el tipo de surfactante que éste contenga, así de este modo, los surfactantes aniónicos producen abundante espuma, los surfactantes catiónicos producen una cantidad muy limitada de espuma y los surfactantes no iónicos casi no producen espuma, además de que la formación de espuma es ayudada por ciertos aditivos espumantes que se agregan a la fórmula, ya que la gente tiende a relacionar la capacidad de producción de espuma con la capacidad limpiadora, aunque la producción de espuma no tiene nada que ver con la eficacia del detergente.

6.1.4. Principales problemas ocasionados por desecho desmedido de los detergentes.

Espuma

En las plantas de tratamiento de agua provoca problemas de operación, afecta la sedimentación primaria ya que engloba partículas haciendo que la sedimentación sea más lenta, dificulta la

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dilución de oxígeno atmosférico en agua y recubre las superficies de trabajo con sedimentos que contienen altas concentraciones de, grasas, proteínas y lodos.

Toxicidad en la agricultura

Al utilizar a-guas negras que contengan deter-gentes para irriga-ción, se pueden contaminar los suelos y por consiguiente, los cultivos. Así inhibe en un 70% el crecimiento de las plantas en concentración de tan sólo 10 ppm.

Toxicidad en la vida acuática

No es posible dar un valor límite de toxicidad debido a que la sensibilidad de cada organismo varía con relación a la especie, tamaño, tipo de detergente y otros factores físicos del medio ambiente.

Eutrificación

Las plantas se apoderan del lecho del lago conforme se va llenando y se convierte poco a poco en un pantano para transformarse por último en un prado o un bosque. Es un proceso natural de envejecimiento de un lago que se puede desarrollar en un periodo de cientos de años. Al ingresar grandes cantidades de detergentes, y éstos sumados con los nutrientes ya existentes en un cuerpo de agua, se acelera el proceso de Eutrificación, un excesivo crecimiento de las plantas acuáticas, éstas tienden a cubrir la superficie del cuerpo de agua, impidiendo el libre intercambio de oxígeno y bióxido de carbono; al morir estas plantas, se descomponen en el lago consumiendo el oxígeno presente en éste, al cabo de un tiempo ya no hay oxígeno disponible y la descomposición tiene que hacerse de forma anaerobia.

Desperdicio de fósforos

El uso de fosfatos en los detergentes, en forma desmedida, constituye un desperdicio de uno de los recursos más importantes en la naturaleza y una fuente de contaminación importante.

Efectos de enzimas activas

Algunos detergentes contienen enzimas, las cuales atacan sustratos orgánicos específicos. El problema se presenta al usar exceso de estos detergentes, con lo cual se desechan enzimas activas al drenaje, las cuales al llegar a los cuerpos de agua provocarán daños en los seres vivos presentes en éstos, por acción directa sobre ellos o sobre los nutrientes que componen su dieta alimenticia.

6.2. PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES.

6.2.1. INTRODUCCIÓN

El tratamiento de aguas residuales consiste en una serie de procesos físicos, químicos y biológicos que tienen como fin eliminar los contaminantes físicos, químicos y biológicos presentes en el agua efluente del uso humano.

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El objetivo del tratamiento es producir agua limpia (o efluente tratado) o reutilizable en el ambiente y un residuo sólido o fango (también llamado biosólido o lodo) convenientes para su disposición o reuso. Es muy común llamarlo depuración de aguas residuales para distinguirlo del tratamiento de aguas potables.

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 colectar 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.

Estos procesos de tratamiento son típicamente referidos a un:

Tratamiento primario (asentamiento de sólidos). Tratamiento secundario (tratamiento biológico de la materia orgánica disuelta presente en

el agua residual, transformándola en sólidos suspendidos que se eliminan fácilmente). Tratamiento terciario (pasos adicionales como lagunas, micro filtración o desinfección).

Descripción

Las aguas residuales son provenientes de tocadores, baños, regaderas o duchas, cocinas, etc; que son desechados a las alcantarillas o cloacas. En muchas áreas, las aguas residuales también incluyen algunas aguas sucias provenientes de industrias y comercios. La división del agua casera drenada en aguas grises y aguas negras es más común en el mundo desarrollado, el agua negra es la que procede de inodoros y orinales y el agua gris, procedente de piletas y bañeras, puede ser usada en riego de plantas y reciclada en el uso de inodoros, donde se transforma en agua negra. Muchas aguas residuales también incluyen aguas superficiales procedentes de las lluvias. Las aguas residuales municipales contienen descargas residenciales, comerciales e industriales, y pueden incluir el aporte de precipitaciones pluviales cuando se usa tuberías de uso mixto pluvial - residuales.

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Los sistemas de alcantarillado que trasportan descargas de aguas sucias y aguas de precipitación conjuntamente son llamados sistemas de alcantarillas combinado. Sin embargo, el agua sucia y agua de lluvia son colectadas y transportadas en sistemas de alcantarillas separadas, llamados alcantarillas sanitarias y alcantarillas de tormenta de los Estados Unidos, y “alcantarillas fétidas” y “alcantarillas de agua superficial” en Reino Unido, o cloacas y conductos pluviales en otros países europeos.

El agua de lluvia puede arrastrar, a través de los techos y la supeficie de la tierra, varios contaminantes incluyendo partículas del suelo, metales pesados, compuestos orgánicos, basura animal, aceites y grasa. Algunas jurisdicciones requieren que el agua de lluvia reciba algunos niveles de tratamiento antes de ser descargada al ambiente. Ejemplos de procesos de tratamientos para el agua de lluvia incluyen tanques de sedimentación, humedales y separadores de vórtice (para remover sólidos gruesos).

El sitio donde el proceso es conducido se llama Planta de tratamiento de aguas residuales. El diagrama de flujo de una planta de tratamiento de aguas residuales es generalmente el mismo en todos los países:

6.2.1.1. Tratamiento físico químico

Remoción de sólidos Remoción de arena Precipitación con o sin ayuda de coagulantes o floculantes Separación y filtración de sólidos

6.2.1.2. TRATAMIENTO QUÍMICO

Este paso es usualmente combinado con procedimientos para remover sólidos como la filtración. La combinación de ambas técnicas es referida en los Estados Unidos como un tratamiento físico-químico.

Eliminación del hierro del agua potable. Los métodos para eliminar el exceso de hierro incluyen generalmente transformación del agua clorada en una disolución generalmente básica utilizando cal apagada; oxidación del hierro mediante el ion hipoclorito y precipitación del hidróxido férrico de la solución básica. Mientras todo esto ocurre el ion OCl está destruyendo los microorganismos patógenos del agua.

Eliminación del oxígeno del agua de las centrales térmicas. Para transformar el agua en vapor en las centrales térmicas se utilizan calderas a altas temperaturas. Como el oxigeno es un agente oxidante, se necesita un agente reductor como la hidrazina para eliminarlo.

Eliminación de los fosfatos de las aguas residuales domésticas. El tratamiento de las aguas residuales domésticas incluye la eliminación de los fosfatos. Un método muy simple consiste en precipitar los fosfatos con cal apagada. Los fosfatos pueden estar presentes de muy diversas formas como el ion Hidrógeno fosfato.

Eliminación de nitratos de las aguas residuales domésticas y procedentes de la industria. Se basa en dos procesos combinados de nitrificación y desnitrificación que conllevan una producción de fango en forma de biomasa fácilmente decantable.

El agregado de cloruro férrico ayuda a precipitar en gran parte a la remoción de fósforo y ayuda a precipitar biosólidos

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6.2.1.3. Tratamiento biológico

Lechos oxidantes o sistemas aeróbicos Post – precipitación Liberación al medio de efluentes, con o sin desinfección según las normas de cada

jurisdicción.

6.2.2. ETAPAS DEL TRATAMIENTO

6.2.2.1. TRATAMIENTO PRIMARIO

El tratamiento primario es para reducir aceites, grasas, arenas y sólidos gruesos. Este paso está enteramente hecho con maquinaria, de ahí conocido también como tratamiento mecánico.

Remoción de sólidos

En el tratamiento mecánico, el afluente es filtrado en cámaras de rejas para eliminar todos los objetos grandes que son depositados en el sistema de alcantarillado, tales como trapos, barras, condones, compresas, tampones, latas, frutas, papel higiénico, etc. Éste es el usado más comúnmente mediante una pantalla rastrillada automatizada mecánicamente. Este tipo de basura se elimina porque esto puede dañar equipos sensibles en la planta de tratamiento de aguas residuales, además los tratamientos biológicos no están diseñados para tratar sólidos.

Remoción de arena

Esta etapa (también conocida como escaneo o maceración) típicamente incluye un canal de arena donde la velocidad de las aguas residuales es cuidadosamente controlada para permitir que la arena y las piedras de ésta tomen partículas, pero todavía se mantiene la mayoría del material orgánico con el flujo. Este equipo es llamado colector de arena. La arena y las piedras necesitan ser quitadas a tiempo en el proceso para prevenir daño en las bombas y otros equipos en las etapas restantes del tratamiento. Algunas veces hay baños de arena (clasificador de la arena) seguido por un transportador que transporta la arena a un contenedor para la deposición. El contenido del colector de arena podría ser alimentado en el incinerador en un procesamiento de planta de fangos, pero en muchos casos la arena es enviada a un terraplén.

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Tanque de sedimentación primaria en la planta de tratamiento rural

Sedimentación

Muchas plantas tienen una etapa de sedimentación donde el agua residual se pasa a través de grandes tanques circulares o rectangulares.Estos tanques son comúnmente llamados clarificadores primarios o tanques de sedimentación primarios. Los tanques son lo suficientemente grandes, tal que los sólidos fecales pueden situarse y el material flotante como la grasa y plásticos pueden levantarse hacia la superficie y desnatarse. El propósito principal de la etapa primaria es producir generalmente un líquido homogéneo capaz de ser tratado biológicamente y unos fangos o lodos que puede ser tratado separadamente. Los tanques primarios de establecimiento se equipan generalmente con raspadores conducidos mecánicamente que llevan continuamente los fangos recogido hacia una tolva en la base del tanque donde mediante una bomba puede llevar a éste hacia otras etapas del tratamiento.

Tanque de sedimentación secundaria en una planta rural

6.2.2.2. TRATAMIENTO SECUNDARIO12

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El tratamiento secundario es designado para substancialmente degradar el contenido biológico de las aguas residuales que se derivan de la basura humana, basura de comida, jabones y detergentes. La mayoría de las plantas municipales e industriales trata el licor de las aguas residuales usando procesos biológicos aeróbicos. Para que sea efectivo el proceso biótico, requiere oxígeno y un substrato en el cual vivir. Hay un número de maneras en la cual esto está hecho. En todos estos métodos, las bacterias y los protozoarios consumen contaminantes orgánicos solubles biodegradables (por ejemplo: azúcares, grasas, moléculas de carbón orgánico, etc.) y unen muchas de las pocas fracciones solubles en partículas de flóculo.

Típicamente, los sistemas fijos de película requieren superficies más pequeñas que para un sistema suspendido equivalente del crecimiento, sin embargo, los sistemas de crecimiento suspendido son más capaces ante choques en el cargamento biológico y provee cantidades más altas del retiro para el DBO y los sólidos suspendidos que sistemas fijados de película.

Filtros de desbaste

Los filtros de desbaste son utilizados para tratar particularmente cargas orgánicas fuertes o variables, típicamente industriales, para permitirles ser tratados por procesos de tratamiento secundario. Son filtros típicamente altos, filtros circulares llenados con un filtro abierto sintético en el cual las aguas residuales son aplicadas en una cantidad relativamente alta. El diseño de los filtros permite una alta descarga hidráulica y un alto flujo de aire. En instalaciones más grandes, el aire es forzado a través del medio usando sopladores.

Fangos activos

Las plantas de fangos activos usan una variedad de mecanismos y procesos para usar oxígeno disuelto y promover el crecimiento de organismos biológicos que remueven substancialmente materia orgánica. También puede atrapar partículas de material y puede, bajo condiciones ideales, convertir amoniaco en nitrito y nitrato, y en última instancia a gas nitrógeno.

Camas filtrantes (camas de oxidación)

Filtro oxidante en una planta rural.

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Se utiliza la capa filtrante de goteo utilizando plantas más viejas y plantas receptoras de cargas más variables, las camas filtrantes son utilizadas donde el licor de las aguas residuales es rociado en la superficie de una profunda cama compuesta de coke (carbón, piedra caliza o fabricada especialmente de medios plásticos). Tales medios deben tener altas superficies para soportar los biofilms que se forman. El licor es distribuido mediante unos brazos perforados rotativos que irradian de un pivote central. El licor distribuido gotea en la cama y es recogido en drenes en la base. Estos drenes también proporcionan un recurso de aire que se infiltra hacia arriba de la cama, manteniendo un medio aerobio. Las películas biológicas de bacteria, protozoarios y hongos se forman en la superficie media y se comen o reducen los contenidos orgánicos. Este biofilm es alimentado a menudo por insectos y gusanos.

Placas rotativas y espirales

En algunas plantas pequeñas son usadas placas o espirales de revolvimiento lento que son parcialmente sumergidas en un licor. Se crea un flóculo biotico que proporciona el substrato requerido.

Reactor biológico de cama móvil

El reactor biológico de cama móvil (MBBR, por sus siglas en inglés) asume la adición de medios inertes en vasijas de fangos activos existentes para proveer sitios activos para que se adjunte la biomasa. Esta conversión hace como resultante un sistema de crecimiento. Las ventajas de los sistemas de crecimiento adjunto son:

1) Mantener una alta densidad de población de biomasa2) Incrementar la eficiencia del sistema sin la necesidad de incrementar la concentración del licor mezclado de sólidos (MLSS)3) Eliminar el costo de operación de la línea de retorno de fangos activos (RAS).

Filtros aireados biológicos

Filtros aireados (o anóxicos) biológicos (BAF) combinan la filtración con reducción biológica de carbono, nitrificación o desnitrificación. BAF incluye usualmente un reactor lleno de medios de un filtro. Los medios están en la suspensión o apoyados por una capa en el pie del filtro. El propósito doble de este medio es soportar altamente la biomasa activa que se une a él y a los sólidos suspendidos del filtro. La reducción del carbón y la conversión del amoniaco ocurre en medio aerobio y alguna vez alcanzado en un sólo reactor mientras la conversión del nitrato ocurre en una manera anóxica. BAF es también operado en flùjo alto o flujo bajo dependiendo del diseño especificado por el fabricante.

Reactores biológicos de la membrana

MBR es un sistema con una barrera de membrana semipermeable o en conjunto con un proceso de fangos. Esta tecnología garantiza la remoción de todos los contaminantes suspendidos y algunos disueltos. La limitación de los sistemas MBR es directamente proporcional a la eficaz reducción de nutrientes del proceso de fangos activos. El coste de construcción y operación de

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MBR es usualmente más alto que el de un tratamiento de aguas residuales convencional de esta clase de filtros.

Sedimentación secundaria

El paso final de la etapa secundaria del tratamiento es retirar los flóculos biológicos del material de filtro y producir agua tratada con bajos niveles de materia orgánica y materia suspendida.

6.2.2.3. TRATAMIENTO TERCIARIO

El tratamiento terciario proporciona una etapa final para aumentar la calidad del efluente al estándar requerido antes de que éste sea descargado al ambiente receptor (mar, río, lago, campo, etc.) Más de un proceso terciario del tratamiento puede ser usado en una planta de tratamiento. Si la desinfección se practica siempre en el proceso final, es siempre llamada pulir el efluente.

Filtración

La filtración de arena remueve gran parte de los residuos de materia suspendida. El carbón activado sobrante de la filtración remueve las toxinas residuales.

Lagunaje

Esquema de una depuradora por lagunaje.

El tratamiento de lagunas proporciona el establecimiento necesario y fomenta la mejora biológica de almacenaje en charcos o lagunas artificiales. Se trata de una imitación de los procesos de autodepuración que somete un río o un lago al agua residual de forma natural. Estas lagunas son altamente aerobias y la colonización por los macrophytes nativos, especialmente cañas, se dan a menudo. Los invertebrados de alimentación del filtro pequeño tales como Daphnia y especies de Rotifera asisten grandemente al tratamiento removiendo partículas finas. El sistema de lagunaje es barato y fácil de mantener pero presenta los inconvenientes de necesitar gran cantidad de espacio y de ser poco capaz para depurar las aguas de grandes núcleos.

Remoción de nutrientes

Las aguas residuales poseen nutrientes pueden también contener altos niveles de nutrientes (nitrógeno y fósforo) que eso en ciertas formas puede ser tóxico para peces e invertebrados en concentraciones muy bajas (por ejemplo amoníaco) o eso puede crear condiciones insanas en el ambiente de recepción (por ejemplo: mala hierba o crecimiento de algas). Las malas hierbas y las

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algas pueden parecer ser una edición estética, pero las algas pueden producir las toxinas, y su muerte y consumo por las bacterias (decaimiento) pueden agotar el oxígeno en el agua y asfixiar los pescados y a otra vida acuática.

Cuando se recibe una descarga de los ríos a los lagos o a los mares bajos, los nutrientes agregados pueden causar pérdidas entrópicas severas perdiendo muchos peces sensibles a la limpieza del agua. La retirada del nitrógeno o del fósforo de las aguas residuales se puede alcanzar mediante la precipitación química o biológica.

La remoción del nitrógeno se efectúa con la oxidación biológica del nitrógeno del amoníaco a nitrato (nitrificación que implica nitrificar bacterias tales como Nitrobacter y Nitrosomonus), y entonces mediante la reducción, el nitrato es convertido al gas nitrógeno (desnitrificación), que se lanza a la atmósfera. Estas conversiones requieren condiciones cuidadosamente controladas para permitir la formación adecuada de comunidades biológicas.

Los filtros de arena, las lagunas y las camas de lámina se pueden utilizar para reducir el nitrógeno. Algunas veces, la conversión del amoníaco tóxico al nitrato solamente se refiere a veces como tratamiento terciario.

La retirada del fósforo se puede efectuar biológicamente en un proceso llamado retiro biológico realzado del fósforo. En este proceso específicamente bacteriano, llamadas Polyphosphate que acumula organismos, se enriquecen y acumulan selectivamente grandes cantidades de fósforo dentro de sus células.

La retirada del fósforo se puede alcanzar también, generalmente por la precipitación química con las sales del hierro (por ejemplo: cloruro férrico) o del aluminio (por ejemplo: alumbre). El fango químico que resulta, sin embargo, es difícil de operar, y el uso de productos químicos en el proceso del tratamiento es costoso.

DESINFECCIÓN

El propósito de la desinfección en el tratamiento de las aguas residuales es reducir substancialmente el número de organismos vivos en el agua que se descargará nuevamente dentro del ambiente. La efectividad de la desinfección depende de la calidad del agua que es tratada (por ejemplo: turbiedad, pH, etc.), del tipo de desinfección que es utilizada, de la dosis de desinfectante (concentración y tiempo), y de otras variables ambientales.

El agua turbia será tratada con menor éxito puesto que la materia sólida puede blindar organismos, especialmente de la luz ultravioleta o si los tiempos del contacto son bajos. Generalmente, tiempos de contacto cortos, dosis bajas y altos flujos influyen en contra de una desinfección eficaz. Los métodos comunes de desinfección incluyen el ozono, la clorina, o la luz UV. La Cloramina, que se utiliza para el agua potable, no se utiliza en el tratamiento de aguas residuales debido a su persistencia.

FORMAS DE DESINFECCION

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La desinfección con cloro sigue siendo la forma más común de desinfección de las aguas

residuales en Norteamérica debido a su bajo historial de costo y del largo plazo de la eficacia. Una desventaja es que la desinfección con cloro del material orgánico residual puede generar compuestos orgánicamente clorados que pueden ser carcinógenos o dañinos al ambiente. La clorina o las "cloraminas" residuales puede también ser capaces de tratar el material con cloro orgánico en el ambiente acuático natural. Además, porque la clorina residual es tóxica para especies acuáticas, el efluente tratado debe ser químicamente desclorinado, agregándose complejidad y costo del tratamiento.

La luz ultravioleta (UV) se está convirtiendo en el medio más común de la desinfección en el Reino Unido debido a las preocupaciones por los impactos de la clorina en el tratamiento de aguas residuales y en la clorinación orgánica en aguas receptoras. La radiación UV se utiliza para dañar la estructura genética de las bacterias, virus, y otros patógenos, haciéndolos incapaces de la reproducción. Las desventajas dominantes de la desinfección UV son la necesidad del mantenimiento y del reemplazo frecuentes de la lámpara y la necesidad de un efluente altamente tratado para asegurarse de que los microorganismos objetivo no están blindados de la radiación UV (es decir, cualquier sólido presente en el efluente tratado puede proteger microorganismos contra la luz UV).

El ozono O3 es generado pasando el O2 del oxígeno con un potencial de alto voltaje resultando un tercer átomo de oxígeno y que forma O3. El ozono es muy inestable y reactivo y oxida la mayoría del material orgánico con que entra en contacto, de tal manera que destruye muchos microorganismos causantes de enfermedades. El ozono se considera ser más seguro que la clorina porque, mientras que la clorina que tiene que ser almacenada en el sitio (altamente venenoso en caso de un lanzamiento accidental), el ozono es colocado según lo necesitado. La ozonización también produce pocos subproductos de la desinfección que la desinfección con cloro. Una desventaja de la desinfección del ozono es el alto costo del equipo de la generación del ozono y que la cualificación de los operadores deben ser elevada.

El tratamiento de los fangos

Los sólidos primarios gruesos y los biosólidos secundarios acumulados en un proceso del tratamiento de aguas residuales se deben tratar y disponer de una manera segura y eficaz. Este material a menudo se contamina inadvertidamente con los compuestos orgánicos e inorgánicos tóxicos (por ejemplo: metales pesados). El propósito de la digestión es reducir la cantidad de materia orgánica y el número de los microorganismos presentes en los sólidos que causan enfermedades. Las opciones más comunes del tratamiento incluyen la digestión anaerobia, la digestión aerobia, y el abonamiento.

La digestión anaeróbica

La digestión anaeróbica es un proceso bacteriano que se realiza en ausencia del oxígeno. El proceso puede ser la digestión termofílica en la cual el fango se fermenta en tanques en una temperatura de 55 °C o mesofílica, en una temperatura alrededor de 36 °C. Sin embargo permitiendo tiempo de una retención más corta, así en los pequeños tanques, la digestión termofílica es más expansiva en términos de consumo de energía para calentar el fango.

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La digestión anaerobia genera biogás con una parte elevada de metano que se puede utilizar para el tanque y los motores o las micro turbinas del funcionamiento para otros procesos en sitio. En plantas de tratamiento grandes, se puede generar más energía eléctrica de la que las máquinas requieren. La generación del metano es una ventaja dominante del proceso anaeróbico. Su desventaja dominante es la del largo plazo requerido para el proceso (hasta 30 días) y el alto costo de capital.

Digestión aeróbica

La digestión aeróbica es un proceso bacteriano que ocurre en presencia del oxígeno. Bajo condiciones aeróbicas, las bacterias consumen rápidamente la materia orgánica y la convierten en el bióxido de carbono. Una vez que haya una carencia de la materia orgánica, las bacterias mueren y son utilizadas como alimento por otras bacterias. Esta etapa del proceso se conoce como respiración endógena. La reducción de los sólidos ocurre en esta fase. Porque ocurre la digestión aeróbica mucho más rápidamente, los costos de capital de digestión aerobia son más bajos. Sin embargo, los gastos de explotación son característicos por ser mucho mayores para la digestión aeróbica debido a los costes energéticos para la aireación necesitada para agregar el oxígeno al proceso.

La composta o abonamiento

El abonamiento o composta es también un proceso aeróbico que implica el mezclar de los sólidos de las aguas residuales con fuentes del carbón tales como aserrín, paja o virutas de madera. En presencia del oxígeno, las bacterias digieren los sólidos de las aguas residuales y la fuente agregada del carbón y, al hacer eso, producen una cantidad grande de calor. Los procesos anaerobios y aerobios de la digestión pueden dar lugar a la destrucción de microorganismos y de parásitos causantes de enfermedades a un suficiente nivel para permitir que los sólidos digeridos que resultan sean aplicados con seguridad a la tierra usada como material de la enmienda del suelo (con las ventajas similares a la turba) o usada para la agricultura como fertilizante a condición de que los niveles de componentes tóxicos son suficientemente bajos.

La despolimerización termal

La depolimerización termal utiliza pirólisis acuosa para convertir los organismos complejos reducidos al aceite. El hidrógeno en el agua se inserta entre los vínculos químicos en polímeros naturales tales como grasas, las proteínas y la celulosa. El oxígeno del agua combina con el carbón, el hidrógeno y los metales. El resultado es aceite, gases combustibles de la luz tales como metano, propano y butano, agua con las sales solubles, bióxido de carbono, y un residuo pequeño del material insoluble inerte que se asemeja a la roca y al carbón pulverizados. Se destruyen todos los organismos y muchas toxinas orgánicas. Las sales inorgánicas tales como nitratos y fosfatos siguen siendo en el agua después del tratamiento en los niveles suficientemente altos que el tratamiento adicional está requerido.

La energía de descomprimir el material se recupera, y el calor y la presión de proceso se acciona generalmente de los gases combustibles ligeros. El aceite se trata generalmente más lejos para

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hacer un grado ligero útil refinado del aceite, tal como ningunos diésel y ningún aceite de calefacción, y después se vende.

La elección de un método de tratamiento sólido de las aguas residuales depende de la cantidad de sólidos generados y de otras condiciones específicas del lugar. Sin embargo, generalmente el abonamiento es lo más a menudo posible aplicado a los usos en pequeña escala seguidos por la digestión aerobia y entonces la digestión anaerobia para grandes escalas como en los municipios.

Deposición de fangos

Cuando se produce un fango líquido, un tratamiento adicional puede ser requerido para hacerlo conveniente para la disposición final. Típicamente, los fangos se espesan (desecado) para reducir los volúmenes transportados para la disposición. Los procesos para reducir el contenido en agua incluyen lagunas en camas de sequía para producir una torta que pueda ser aplicada a la tierra o ser incinerada; el presionar, donde el fango se filtra mecánicamente, a través de las pantallas del paño para producir a menudo una torta firme; y centrifugación donde el fango es espesado centrífugo separando el sólido y el líquido. Los fangos se pueden disponer por la inyección líquida para aterrizar o por la disposición en un terraplén. Hay preocupaciones por la incineración del fango debido a los agentes contaminadores del aire en las emisiones, junto con el alto coste de combustible suplemental, haciendo esto medios menos atractivos y menos comúnmente construidos del tratamiento y de la disposición del fango.

No hay proceso que elimine totalmente los requisitos para la disposición de bio sólidos. En Australia del sur, después de la centrifugación, el fango entonces es secado totalmente por la luz del sol. Los bio sólidos ricos en nutrientes entonces se proporcionan a los granjeros para utilizar como fertilizante natural. Este método ha reducido la cantidad de terraplén generada por el proceso cada año.

Esquema de una planta

6.2.2.4. El tratamiento en el ambiente de recepción19

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La introducción de aguas residuales que trata la planta influye en los procesos de muchos ríos pequeños, en una planta de tratamiento de aguas residuales se diseñan los procesos naturales del tratamiento que ocurren en el ambiente, si ese ambiente es un cuerpo natural del agua o la tierra. Si no se ha sobrecargado, las bacterias en el ambiente consumirán los contaminantes orgánicos, aunque ésta reducirá los niveles del oxígeno en el agua y puede cambiar perceptiblemente la ecología total del agua de recepción. Las poblaciones bacterianas nativas alimentan en los contaminantes orgánicos, y los números de microorganismos que causan enfermedades son reducidos por condiciones ambientales naturales tales como depredación, exposición a la radiación ultravioleta, etc. Por lo tanto en caso de que el ambiente de recepción proporcione un de alto nivel de la dilución, un alto grado del tratamiento de aguas residuales no puede ser requerido. Sin embargo, la evidencia reciente ha demostrado que los niveles muy bajos de ciertos contaminantes en aguas residuales, incluyendo las hormonas (de la agricultura animal y del residuo de píldoras humanas del control de la natalidad) y los materiales sintéticos tales como phthalates, pueden tener un impacto adverso imprevisible en el medio natural y potencialmente en seres humanos si el agua se reutiliza para el agua potable. En los E.E.U.U., las descargas incontroladas de las aguas residuales al ambiente no se permiten bajo ley, y los requisitos terminantes de la calidad del agua han de ser conocidos. Una amenaza significativa en las décadas que vienen será las descargas incontroladas de aumento de las aguas residuales dentro de países en vías de desarrollo rápidamente.

El déficit mundial del tratamiento

Visto de una perspectiva mundial existe capacidad inadecuada del tratamiento de las aguas residuales, especialmente en países poco desarrollados. Esta circunstancia ha existido desde, por lo menos, los años 70 y es debido a la superpoblación, a la crisis del agua y al costo de construir sistemas de tratamiento de aguas residuales. El resultado del tratamiento inadecuado de las aguas residuales es aumentos significativos de la mortalidad (sobre todo) de enfermedades prevenibles; por otra parte, este impacto de la mortalidad es particularmente alto entre los infantes y otros niños en países subdesarrollados, particularmente en los continentes de África y de Asia. Particularmente, en el año 2000, los Naciones Unidas han establecido que 2.64 mil millones personas tenían el tratamiento y/o disposición de las aguas residuales inadecuado. Este valor representó a 44 por ciento de la población global, pero en África y Asia aproximadamente la mitad de la población no tenía ningún acceso cualesquiera a los servicios del tratamiento de aguas residuales.

6.2.2.5. Potenciales impactos ambientales

Los contaminantes de las aguas servidas municipales, o aguas servidas domésticas, son los sólidos suspendidos y disueltos que consisten en: materias orgánicas e inorgánicas, nutrientes, aceites y grasas, sustancias tóxicas, y microorganismos patógenos. Los desechos humanos sin un tratamiento apropiado, eliminados en su punto de origen o recolectados y transportados, presentan un peligro de infección parasitaria (mediante el contacto directo con la materia fecal), hepatitis y varias enfermedades gastrointestinales, incluyendo el cólera y tifoidea (mediante la contaminación de la fuente de agua y la comida). Cabe mencionar que el agua de lluvia urbana puede contener los mismos contaminantes, a veces en concentraciones sorprendentemente altas.Cuando las aguas servidas son recolectadas pero no tratadas correctamente antes de su eliminación o reutilización, existen los mismos peligros para la salud pública en las proximidades

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del punto de descarga. Si dicha descarga es en aguas receptoras, se presentarán peligrosos efectos adicionales (p.ej. el hábitat para la vida acuática y marina es afectada por la acumulación de los sólidos; el oxígeno es disminuido por la descomposición de la materia orgánica; y los organismos acuáticos y marinos pueden ser perjudicados aún más por las sustancias tóxicas, que pueden extenderse hasta los organismos superiores por la bio-acumulación en las cadenas alimenticias). Si la descarga entra en aguas confinadas, como un lago o una bahía, su contenido de nutrientes puede ocasionar la eutrofización, con molesta vegetación que puede afectar a las pesquerías y áreas recreativas. Los desechos sólidos generados en el tratamiento de las aguas servidas (grava, cerniduras, y fangos primarios y secundarios) pueden contaminar el suelo y las aguas si no son manejados correctamente.

Los proyectos de aguas servidas son ejecutados a fin de evitar o aliviar los efectos de los contaminantes descritos anteriormente en cuanto al ambiente humano y natural. Cuando son ejecutados correctamente, su impacto total sobre el ambiente es positivo.

Los impactos directos incluyen la disminución de molestias y peligros para la salud pública en el área de servicio, mejoramientos en la calidad de las aguas receptoras, y aumentos en los usos beneficiosos de las aguas receptoras. Adicionalmente, la instalación de un sistema de recolección y tratamiento de las aguas servidas posibilita un control más efectivo de las aguas servidas industriales mediante su tratamiento previo y conexión con el alcantarillado público, y ofrece el potencial para la reutilización beneficiosa del efluente tratado y de los fangos.

Los impactos indirectos del tratamiento de las aguas residuales incluyen la provisión de sitios de servicio para el desarrollo, mayor productividad y rentas de las pesquerías, mayores actividades y rentas turísticas y recreativas, mayor productividad agrícola y forestal o menores requerimientos para los fertilizantes químicos, en caso de ser reutilizado el efluente y los fangos, y menores demandas sobre otras fuentes de agua como resultado de la reutilización del efluente.

De éstos, varios potenciales impactos positivos se prestan para la medición, por lo que pueden ser incorporados cuantitativamente en el análisis de los costos y beneficios de varias alternativas al planificar proyectos para las aguas servidas. Los beneficios para la salud humana pueden ser medidos, por ejemplo, mediante el cálculo de los costos evitados, en forma de los gastos médicos y días de trabajo perdidos que resultarían de un saneamiento defectuoso. Los menores costos del tratamiento de agua potable e industrial y mayores rentas de la pesca, el turismo y la recreación, pueden servir como mediciones parciales de los beneficios obtenidos del mejoramiento de la calidad de las aguas receptoras. En una región donde es grande la demanda de viviendas, los beneficios provenientes de proporcionar lotes con servicios pueden ser reflejados en parte por la diferencia en costos entre la instalación de la infraestructura por adelantado o la adecuación posterior de comunidades no planificadas.

A menos que sean correctamente planificados, ubicados, diseñados, construidos, operados y mantenidos, es probable que los proyectos de aguas servidas tengan un impacto total negativo y no produzcan todos los beneficios para los cuales se hizo la inversión, afectando además en forma negativa a otros aspectos del medio ambiente.

6.2.2.6. Problemas socioculturales

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Las instalaciones de tratamiento requieren tierra; su ubicación puede resultar en la repoblación involuntaria. Es más, las obras de tratamiento y eliminación pueden crear molestias en las cercanías inmediatas, al menos ocasionalmente. A menudo, las tierras y los barrios elegidos, corresponden a los "grupos vulnerables" que son los menos capacitados para afrontar los costos de la reubicación y cuyo ambiente vital ya está alterado. Se debe tener cuidado de ubicar las instalaciones de tratamiento y eliminación donde los olores o ruidos no molestarán a los residentes u otros usuarios del área, manejar la reubicación con sensibilidad, e incluir en el plan de atenuación del proyecto, provisiones para mitigar o compensar los impactos adversos sobre el medio ambiente humano. Si no se incluye estas consideraciones en la planificación del proyecto, existe el riesgo sustancia

Tecnología apropiada

El concepto de la tecnología apropiada en los sistemas de agua servida, abarca dimensiones técnicas, institucionales, sociales y económicas. Desde un punto de vista técnico e institucional, la selección de tecnologías no apropiadas, ha sido identificada como una de las principales causas de fallas en el sistema. El ambiente de las aguas servidas es hostil para el equipo electrónico, eléctrico y mecánico. Su mantenimiento es un proceso sin fin, y requiere de apoyo (repuestos, laboratorios, técnicos capacitados, asistencia técnica especializada, y presupuestos adecuados). Aun en los países desarrollados, son los sistemas más sencillos, elegidos y diseñados con vista al mantenimiento, los que brindan un servicio más confiable. En los países en desarrollo, donde es posible que falten algunos ingredientes para un programa exitoso de mantenimiento, ésta debe ser la primera consideración al elegir tecnologías para las plantas de tratamiento y estaciones de bombeo.

En comunidades pequeñas y ambientes rurales, las opciones técnicas suelen ser más sencillas, pero las consideraciones institucionales se combinan con las sociales y siguen siendo extremadamente importantes. Las instituciones locales deben ser capaces de manejar los programas o sistemas de saneamiento; la participación comunitaria puede ser un elemento clave en su éxito. Son importantes las acostumbradas preferencias sociales y prácticas; algunas pueden ser modificadas mediante programas educativos, pero otras pueden estar arraigadas en los valores culturales y no estar sujetas al cambio.

Todas las poblaciones de más de 2000 habitantes está, obligadas a depurar sus aguas residuales, pero esto no es así en la realidad. España no recicla lo que debiera, ni por mandato ni por necesidad ni por ecología.

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7. METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

7.1. INTRODUCCION

Las aguas grises de la casa (aguas que provienen de las piletas, bañadera,etc.) primero pasan por una grasera que les separa las grasas y después pasan a un tanque de estabilización. De allí, el agua es llevada a un estanque de fitoremediación ( fito del griego, que significa planta y remediación que viene de remediar), es decir, que la fitoremediación es la utilización de plantas para el tratamiento de suelos o aguas contaminadas.

Las aguas grises traen compuestos que, si son vertidos en el suelo o en cauces de agua, generan el crecimiento de algas y microorganismos y olores desagradables, modificando el ecosistema. Esos productos contaminantes son absorbidos y metabolizados por las plantas y de esa manera el agua queda en condiciones de ser utilizada para riego.

Si queremos utilizarla para beber tenemos que hacerle otro tratamiento, como precipitación, filtración y agregado de lavandina para matar los gérmenes que producen enfermedades.

7.2. EICHORNIA CRASSIPES

Es una planta perenne flotante originaria de regiones tropicales de Sudamérica. Flotan sostenidas por rizomas esponjosos. El pecíolo, forma un flotador de apariencia bulbosa que contiene aire en su interior. Es una de las plantas de más rápido crecimiento, se reproduce por estolones que forman nuevas plántulas y por semilla. Puede duplicarse el número de plantas en una semana.

CARACTERISTICASJacinto de agua, Camalote, Camalotes, Lampazo, Violeta de agua, Buchón, TaruyaFamilia: Pontederiaceae (Pontederiáceas).

Origen:

Originarias de los cursos de agua de la cuenca del Amazonas, en América de Sur, se han distribuido prácticament por todo el mundo, ya que su aspecto ornamental originó su exportación a estanques y láminas acuáticas de jardines atemperados. Son consideradas malas hierbas, que pueden 'taponar' en poco tiempo una vía fluvial o lacustre.

Forma: Especie flotante de raíces sumergidas, con hojas y flores aéreas perteneciente a la familia de las Pontederiáceas, que carece de tallo aparente, provista de un rizoma, muy particular, emergente, del que se abre un rosetón de hojas que tienen una superficie esponjosa notablemente inflada en forma de globo que forma una vejiga llena de aire, mediante la que el vegetal puede mantenerse sobre la superficie acuática,

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el limbo se estrecha en la zona media, terminando en una especie de lengueta plana y redondeada. El color, verde brillante oscuro y lustroso de esta planta de hojas acorazonadas, contrasta durante la época de floración con el tallo espigado que porta las bellísimas flores malva claro, que sólo duran dos o tres días.

Las raíces

Son muy características, negras con las extremidades bancas cuando son jóvenes, negro violáceas cuando son adultas.Constituyen un excelente soporte para el desove de las especies ovíparas (carasisus, carpas, etc.), incluso aquellos aficionados que críen a sus peces en acuario, en época de fresa les sería muy útil hacerse de algún ejemplar joven de esta planta para el acuario de cría donde desovaran sus peces.Las raíces del camalote no sólo le servirán de soporte para los huevos, si no que son un refugio para los alevines, e incluso en ellas se desarrolla una microflora que sirve como alimento inicial para los mismos. es una gran consumidora de nitritos.

Tamaño:

Planta de crecimiento rápidopresenta un espectacular desarrollo en anchura y longitud superior en muchos casos los 30 cm. sirve de cobijo para plantas flotantes de menor tamaño como lemma minor y azolla.

Forma de Propagación:

Al ser una planta con flores que se reproducen sexualmente originando frutos en forma de cápsulapuede multiplicarse por este procedimiento pero su prodigiosa proliferación y la reproducción artificial más sencilla se efectúa por división de los estolones que los plantones emiten durante la estación favorable, originando, naturalmente, una tupida red vegetal capaz de colonizar en poco tiempo una gran superficie acuática, formando un tapiz que puede impedir la navegación.

Las flores En verano produce espigas de flores lilas y azuladas que recuerda vagamente a la del jacinto terrestre de ahí el nombre de jacinto de agua, las flores duran

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escasos días entre 3-5, pero florecen de julio a septiembre.

Temperatura:

La temperatura óptima para su crecimiento es de 25-30ºC, cesando éste a 10ºC y produciéndose la muerte de la planta en condiciones de helada intensasi no se producen heladas en invierno la planta se marchita y resurge en primavera.

Agua:

Necesita aguas estancadas o con poca corriente e intensa iluminacióncomo gran consumidora de nitritos se va desarrollar en estanques con filtración natural. Es decir que se adapta a todo tipo de durezas de muy blanda a dura.Es una planta que absorbe con gran capacidad, nutrientes y sustancias químicas y tóxicas de las aguas, por lo que se las está estudiando y utilizando cada vez más.

Iluminación:

Debe estar en una zona soleada en el estanque, aunque suele marchitarse las hojassi el sol es muy intenso durante muchos días, no le viene mal remojarlas en verano.

Zona:

Es una planta flotante por lo tanto no hay dudas sobre su emplazamiento,debe mantenerse en una zona soleada en estanque y muy bien iluminada en acuario.

7.3. RECUPERACIÓN DE AGUAS RESIDUALES URBANAS

Tipos de usos de las aguas residuales urbanas:

Reutilización en agricultura Reutilización con fines municipales y recreativos Reutilización para transporte y lavado Potabilización del agua residual Reutilización para refrigeración industrial Reutilización para el calentamiento de sistemas Reutilización para producción de biomasa

Reutilización en agricultura

Los efluentes utilizados para riego proceden de colectividades urbanas con mezcla de aguas domésticas y aguas depuradas procedentes de industrias. Las aguas residuales brutas no suelen utilizarse para riego de especies de consumo, aunque sí para riego de especies arbóreas con finalidad de producción forestal.

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Las aguas residuales presentan unas ventajas e inconvenientes en su uso agrario frente a un agua no contaminada:

Agua residual: aporta abundantes elementos nutritivos (es un agua fertilizada), pero conlleva riesgos sanitarios con posible contaminación de los acuíferos.

Agua no contaminada: no presenta problemas sanitarios, el riesgo de contaminación es nulo y su poder fertilizante escaso.

Reutilización con fines municipales y recreativos

Este tipo de reutilización va dirigida principalmente a los siguientes usos: Riego de masas forestales de propiedad pública. Riego de parques y jardines públicos. Riego de calles. Embalsamiento para prevención de incendios municipales y forestales. Creación de lagos artificiales.

Esta reutilización conlleva una infraestructura consistente en una red de distribución doble, una para el agua potable y otra para el agua que va a ser reutilizada. Esta doble red presenta el problema de poder contaminar el agua potable, con lo cual se han de tener en cuenta criterios técnicos y sanitarios.

El consumo de agua residual para estos fines puede equilibrar la producción, siendo nulo el exceso de agua residual depurada y evitando problemas derivados del impacto medioambiental. A su vez, en determinadas épocas del año en que la producción de agua residual es mayor, el exceso generado puede ser acumulado en lagos o embalses reguladores para su uso en la extinción de incendios forestales.

Reutilización para transporte y lavado

Entre los usos que se puede dar al agua residual en este tipo de actividades, tenemos:

Lavado de materias primas (carbón, azucareras, etc.) y su transporte. Lavado de productos acabados o semiacabados (pastas en papeleras, productos de

laminado, pieles en curtidurías, tejidos en tintorería, etc.) Lavados de mantenimiento (vagones, suelos, calles de polígonos industriales, fachadas,

etc.). Lavado del gas antes de su vertido en la atmósfera.

Para este tipo de actividades, el agua residual procede del agua residual municipal de tipo doméstico y puede ser mezclada con aguas industriales. No es necesaria una calidad muy apreciable para estos fines, no obstante el agua municipal debe ser previamente depurada con, al menos, un tratamiento secundario.

Potabilización del agua residual

La potabilización de las aguas residuales urbanas es la utilización más costosa que se puede llevar a cabo, ya que se exigen unos rigurosos criterios de calidad. La O.M.S. recomienda las siguientes indicaciones sanitarias:

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Ningún migroorganismo coliforme fecal en 100 ml. Ninguna partícula vírica en 100 ml. Ningún efecto tóxico en el hombre. Observación de los demás criterios aplicables al agua potable.

Para obtener estos criterios de calidad, la O.M.S. propone los siguientes tratamientos: Tratamientos exigidos Tratamientos deseables Tratamiento primario Desnitrificación Tratamiento secundario Clarificación química Filtración por arena Absorción con carbón activo Nitrificación Desinfección Intercambio iónico

Reutilización para refrigeración industrial

La reutilización del agua para refrigeración, viene marcada por dos factores muy concretos:

1. Existencia de una carestía acusada que obliga a una reutilización indispensable por la falta de recursos hídricos.2. Zonas fuertemente industrializadas donde elevados volúmenes de agua obligan a sustraer recursos para el suministro doméstico.

La refrigeración por agua se utiliza en numerosas industrias y procesos: producción de electricidad, siderurgia, petroquímica, química, industria automovilística, cementeras, incineración de residuos, etc.

Reutilización para el calentamiento de sistemas

El agua residual urbana, en épocas frías, tiene una temperatura media de 15º C, superior, por tanto, a las aguas continentales o marítimas. Este ligero incremento térmico puede aprovecharse mediante el empleo de bombas de calor cuyo funcionamiento está basado en el cambio de estado de un gas. En el paso de estado del gas a líquido, se cede al entorno una cierta cantidad de calor, y luego este líquido, al evaporarse, absorbe calor del exterior, completándose así el ciclo.

Realmente utilizar el agua residual depurada para el calentamiento de edificios o calles exige tener en cuenta unas condiciones climáticas extremas con inviernos largos y rigurosos y que aconsejen los costos de una infraestructura para esta reutilización. La recuperación de calor es más típica de establecimientos industriales que de edificios.

Reutilización para producción de biomasa

El agua residual urbana puede ser empleada como fuente de nutrientes para el desarrollo y crecimiento de seres vivos. El caso más frecuente es el riego de especies agrícolas o forestales; sin embargo, y dentro de este reino vegetal, existen otras vías de aplicación que se encuentran en fase de investigación y desarrollo (tales como la producción de microalgas como aprovechamiento conjunto de la energía solar y la energía potencial del agua residual).

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La producción de biomasa animal tiene hoy en día una aplicación más directa desde el punto de vista comercial, aunque su aplicación es aún muy escasa, siendo la piscicultura la técnica más empleada.

7.3.1. SISTEMAS DE FITORREMEDIACIÓN ACUÁTICA

Los sistemas de fitorremediación acuática pueden ser de cuatro tipos:

Humedales construidos: se definen como un complejo de sustratos saturados, vegetación emergente y subemergente, animales y agua que simula los humedales naturales, diseñado y hecho por el hombre para su beneficio.

Sistema de tratamiento con plantas acuáticas flotantes: pueden ser estanques semiconstruidos o naturales, donde se mantienen plantas flotantes para tratar aguas residuales.

Sistema de tratamiento integral: es una combinación de los dos sistemas anteriores. Sistema de rizofiltración, ya mencionado anteriormente. Se ha demostrado que estos

sistemas pueden remover eficientemente fosfatos, nitratos, fenoles, pesticidas, metales pesados, elementos radiactivos, fluoruros, bacterias y virus, de aguas residuales municipales, agrícolas e industriales, incluyendo las industrias: lechera, de pulpa y papel, textil, azucarera, de curtiduría, de destilería, aceitera, de galvanizado y metalurgia.

7.3.2. FUNCIONES DE LAS PLANTAS EN LOS SISTEMAS DE FITORREMEDIACIÓN ACUÁTICA

Los mecanismos involucrados en la remoción de contaminantes de aguas residuales son de tres tipos: físicos (sedimentación, filtración, adsorción, volatilización), químicos (precipitación, hidrólisis, reacciones de óxido-reducción o fotoquímicas) y biológicos (resultado del metabolismo microbiano, del metabolismo de plantas, de procesos de bioabsorción).

Uno de los principales procesos que ocurren en el tratamiento de aguas residuales, es la degradación de la materia orgánica que llevan a cabo los microorganismos que viven sobre y alrededor de las raíces de las plantas. Los productos de degradación son absorbidos por las plantas junto con nitrógeno, fósforo y otros minerales.

A su vez, los microorganismos usan como fuente alimenticia parte o todos los metabolitos desechados por las plantas a través de su raíz. Otro fenómeno importante es el relacionado con la atracción electrostática entre las cargas eléctricas de las raíces de las plantas con las cargas opuestas de partículas coloidales suspendidas, las cuales se adhieren a la superficie de la raíz y posteriormente son absorbidas y asimiladas por las plantas y los microorganismos.

Además, las plantas tienen la capacidad de transferir oxígeno desde sus partes superiores hasta su raíz, produciendo una zona aeróbica en sus alrededores que favorece los distintos procesos que ocurren durante el tratamiento de aguas residuales domésticas.

7.3.3. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA FITORREMEDIACIÓN28

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8. Análisis

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Ventajas Desventajas

• Es una tecnología sustentable • Es un proceso relativamente lento (cuando las especies son de vida larga, como árboles o arbustos)

• Es eficiente para tratar diversos tipos de contaminantes in situ

• Es dependiente de las estaciones

• Es aplicable a ambientes con concentraciones de contaminantes de bajas a moderadas

• El crecimiento de la vegetación puede estar limitado por extremos de la toxicidad ambiental

• Es de bajo costo, no requiere personal especializado para su manejo ni consumo de energía

• Los contaminantes acumulados en las hojas pueden ser liberados nuevamente al ambiente durante el otoño (especies perennes)

• Es poco perjudicial para el ambiente • Los contaminantes pueden acumularse en maderas para combustión

• No produce contaminantes secundarios y por lo mismo no hay necesidad de lugares para desecho

• No todas las plantas son tolerantes o acumuladoras

• Tiene una alta probabilidad de ser aceptada por el público, ya que es estéticamente agradable

• La solubilidad de algunos contaminantes puede incrementarse, resultando en un mayor daño ambiental o migración de contaminantes

• Evita la excavación y el tráfico pesado • Se requieren áreas relativamente grandes

• Tiene una versatilidad potencial para tratar una gama diversa de materiales peligrosos

• Pudiera favorecer el desarrollo de mosquitos (en sistemas Acuáticos)

• Se pueden reciclar recursos (agua, biomasa, metales)

•Los contaminantes pueden acumularse en maderas paracombustión

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Las aguas residuales contienen elevadas concentraciones de contaminantes debido a que son el producto del uso del agua en diferentes procesos estos ya sean domésticos, industriales, hospitalarios, estaciones de servicio, etc., que al no ser tratadas debidamente y distribuidas por diferentes colectores para un mayor control, estos en los pueblos y países en desarrollo como nuestro país no se da y en mucho de las ciudades no poseen una planta de tratamiento de aguas residuales, las mismas que son descargadas de forma directa y sin tratamiento alguno hacia cuerpos de agua tales como ríos, lagos, mar. Causando de esta forma un enorme impacto ambiental sobre los ecosistemas acuáticos y más aun en los lagos ya que estos sufren de un proceso de eutrofización que conlleva a la desaparición lacustre. En el caso de los ríos aunque no se ha comprobado científicamente, se estima que los componentes de las aguas residuales son causantes de procesos de mutagenesis y pérdida de la diversidad acuática.

Estas aguas negras o grises por lo general contienen coliformes fecales, fosfatos, sólidos, metales pesados, estos según las fuentes de generación, pero que mediante una planta de tratamiento de aguas residuales consiste en una serie de procesos físicos, químicos y biológicos que tienen como fin eliminar los contaminantes físicos, químicos y biológicos presentes en el agua efluente del uso humano pueden ser reutilizados para: riego, lavado, transporte, usos pecuarios, los mismos que podrán utilizar el agua previo a un tratamiento convencional y cumplido con los parámetros establecidos por la Entidad Ambiental de Control según el uso del recurso agua.

En muchos de los hogares que no poseen un sistema de alcantarillado sanitario estas aguas residuales, tanto negras como grises tiene como disposición final los pozos sépticos y las descargas al suelo respectivamente. Los pozos sépticos al no ser totalmente impermeabilizados son unos de los principales causantes de que en las aguas subterráneas se encuentren elevadas concentración de coliformes fecales y totales, que produce enfermedades en las poblaciones que tampoco tienen agua potable y usas el agua de pozo para consumo.

En el caso de las descargas hacia los suelos que en nuestro país está prohibido al igual la construcción de los pozos sépticos o ciegos, la descarga de aguas grises en el suelo es el causante de una elevada concentración de fosfatos que impiden el crecimiento y desarrollo de las plantas provocando la muerte de la panta.

Mediante la ejecución de este proyecto de fitorremediación se logro entender de lo fácil que es instalar un sistema unifamiliar para evitar, descontaminar, y lo más importante de todo, recircular el agua la ciclo hidrológico, esto gracias a la existencias de ciertas plantas que asimilan las sustancias químicas que componen los jabones y detergentes como nutrientes para su desarrollo, contribuyendo de esta forma a no contaminar los recursos suelo y agua.

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9. Conclusiones

La Eichornia srassipies demostró ser muy eficiente en el tratamiento de aguas residuales domesticas dando claros resultados a los pocos días que entro en contacto con el agua a tratar bajando la turbiedad del agua alimentándose de los diferentes compuestos de las aguas con lavantines y almacenándolas en su interior.

Se realizo un sistema sencillo para el tratamiento de aguas residuales que consto de un desarenador, una piscina sedimentadora, una piscina donde se almacenaba las plantas que realizaría el proceso de descontaminación del agua y una tercera piscina que almacenaría el agua tratada.

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10. Recomendaciones

Se recomienda hacer los cálculos pertinentes del caudal del agua que se va a tratar en el proceso de fitorremediación para que no exista un desbordamiento de las piscinas creadas.

Realizar un proceso de adaptamiento de la planta con la cual se va a trabajar.

El filtro se debe dar mantenimiento periódicamente para no tener el riesgo de taponamientos.

Impermeabilizar adecuadamente la piscina para

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11. BIBLIOGRAFIAFitorremediación. Alcances y aplicación en el agro ecosistema argentino.

Parte 1 http://www.estrucplan.com.ar/Articulos/verarticulo.asp?IDArticulo=2371

Parte 2 http://www.estrucplan.com.ar/Articulos/verarticulo.asp?IDArticulo=2378

BIOTECNOLOGÍA Y MEDIO AMBIENTE. BIORREMEDIACIÓN http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/2bachillerato/biotec/contenidos9.htm

DEPURACION AGUAS RESIDUALES USANDO PLANTAS DE PAPIRO http://ecolamancha.wordpress.com/2007/11/16/depuracion-aguas-residuales-usando-

plantas-de-papiro/

TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES http://foros.embalses.net/showthread.php/7018-Tratamiento-de-aguas-residuales

http://jabonesydetergentes.tripod.com/index.html

TRATAAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES R.S. Ramalho Faculty of Science and Engineering Laval University Quebec, Canada

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12. Anexos

12.1. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES

ActividadSemanas de ejecución del proyecto

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14Construcción del proyectoInstalación del filtroRecolección y adaptación de las plantasLlenado de los tanques y Medición de caudales máximos y mínimosColocación de las plantasInicio del procesoProceso de depuración y tratamientoRevisión del procesoMantenimiento del filtroAjustes las tuberíasProceso de depuración y tratamientoAparición de las floresInstalación de cerca de protección y cambio de cubierta plástica del segundo tanqueMantenimiento general (filtros, tanques, tuberías, plantas)Proceso de depuración y tratamientoMedición del pHMedición de caudales máximos y mínimosAnálisis de laboratorio para comprobar los resultados

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12.2. Tablas de resultados y medición de algunos parámetros físico químicos

Caudal:

Parámetros físicos y Químicos:

12.3. Tablas del TULAS según: libro 6 anexo i: NORMA DE CALIDAD AMBIENTAL Y DE DESCARGA DE EFLUENTES: RECURSO AGUA

TABLA 1. Límites máximos permisibles para aguas de consumo humano y uso doméstico, que únicamente requieren tratamiento convencional.Parámetros

Expresado Como UnidadLímite Máximo Permisible

Bifenilo policlorados/PCBs Concentración de PCBs totales

g/l 0,0005

Nitrato N-Nitrato mg/l 10,0Nitrito N-Nitrito mg/l 1,0

Olor y sabor Es permitido olor y sabor removible por tratamiento convencional

Oxígeno disuelto O.D. mg/l No menor al 80% del oxígeno de saturación y

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Parámetros

Expresado Como UnidadLímite Máximo Permisibleno menor a 6mg/l

Plata (total) Ag mg/l 0,05Plomo (total) Pb mg/l 0,05Potencial de hidrógeno pH 6-9Selenio (total) Se mg/l 0,01Sodio Na mg/l 200Sólidos disueltos totales mg/l 1 000Sulfatos SO4

= mg/l 400Temperatura C Condición Natural + o –

3 gradosTensoactivos Sustancias activas al

azul de metilenomg/l 0,5

Turbiedad UTN 100Zinc Zn mg/l 5,0

*Productos para la desinfección mg/l 0,1

Xilenos (totales) g/l 10 000

Tabla 6. Criterios de calidad admisibles para aguas de uso agrícolaParámetros Expresado como Unidad Límite máximo permisibleAluminio Al mg/l 5,0Arsénico (total) As mg/l 0,1Bario Ba mg/l 1,0Berilio Be mg/l 0,1Boro (total) B mg/l 1,0Cadmio Cd mg/l 0,01Carbamatos totales Concentración total de

carbamatosmg/l 0,1

Plata Ag mg/l 0,05Potencial de hidrógeno pH 6-9Plomo Pb mg/l 0,05Selenio Se mg/l 0,02Sólidos disueltos totales mg/l 3 000,0Transparencia de las aguas medidas con el disco secchi.

mínimo 2,0 m

Vanadio V mg/l 0,1Aceites y grasa Sustancias solubles en

hexanomg/l 0,3

Coniformes Totales nmp/100 ml 1 000Huevos de parásitos Huevos

por litrocero

Zinc Zn mg/l 2,0

TABLA 11. LÍMITES DE DESCARGA AL SISTEMA DE ALCANTARILLADO PÚBLICO

Parámetros Expresado como UnidadLímite máximo permisible

Aceites y grasas Sustancias solubles en hexano

mg/l 100

Alkil mercurio mg/l No detectableAcidos o bases que puedan causar mg/l Cero

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Parámetros Expresado como UnidadLímite máximo permisible

contaminación, sustancias explosivas o inflamables.Carbonatos CO3 mg/l 0,1Caudal máximo l/s 1.5 veces el caudal

promedio horario del sistema de alcantarillado.

Demanda Bioquímica de Oxígeno (5 días)

D.B.O5. mg/l 250

Demanda Química de Oxígeno D.Q.O. mg/l 500Dicloroetileno Dicloroetileno mg/l 1,0Fósforo Total P mg/l 15Hierro total Fe mg/l 25,0

Hidrocarburos Totales de Petróleo TPH mg/l 20Manganeso total Mn mg/l 10,0

Materia flotante Visible Ausencia

Níquel Ni mg/l 2,0

Nitrógeno Total Kjedahl N mg/l 40Plata Ag mg/l 0,5Plomo Pb mg/l 0,5

Potencial de hidrógeno pH 5-9

Sólidos Sedimentables ml/l 20

Sólidos Suspendidos Totales mg/l 220

Sólidos totales mg/l 1 600

Selenio Se mg/l 0,5

Sulfatos SO4= mg/l 400

Sulfuros S mg/l 1,0

Temperatura oC < 40

Tensoactivos Sustancias activas al azul de metileno

mg/l 2,0

Tricloroetileno Tricloroetileno mg/l 1,0

12.4. Registro fotográfico de la ejecución del proyecto

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Construcción de los tanques:

Recolección y adaptación de las plantas:

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Construcción y ubicación del filtro:

Crecimiento de las flores:

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Mantenimiento del filtro:

Toma de muestras:

Medición de caudal:

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Tanques de tratamiento:

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