Examinando por Materia "Materia orgánica"

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    Comparación del desempeño de dos configuraciones de lodos activados para la reducción de materia orgánica carbonácea y nitrógeno amonical total
    (2015-01-06) Gómez Rodríguez, Yuli Paola
    Debido a que las fuentes superficiales de agua están recibiendo descargas de agua residual con concentraciones de nitrógeno que superan la capacidad que los ecosistemas pueden soportar, y que existe la necesidad de implementar sistemas de tratamiento que se ajusten a las condiciones socioecon6micas y ambientales del país, en este trabajo se compara el desempeño de dos nuevas configuraciones de Iodos activados para la reducción de la materia orgánica carbonácea (DQO) y el nitrógeno amoniacal total (NAT) de un agua residual. Este estudio fue desarrollado a escala laboratorio en las instalaciones de la Universidad del Valle, con prototipos elaborados en acrílicos que simularon dos nuevas configuraciones (C, y C2) de Iodos activados teniendo como base de proceso la modalidad de estabilización por contacto, durante la operación se utilizó agua residual sintética con las características del agua residual doméstica de la ciudad de Cali. Los resultados mostraron, que las dos configuraciones evaluadas obtuvieron eficiencias de reducción de DQO y NAT superiores al 80% y la calidad de los efluentes mostró la afinidad de la biomasa del sistema con el agua residual a tratar. Ambas configuraciones se caracterizaron porque en la primera Etapa de tratamiento, se presentó la mayor eliminación de la carga de DQO y NAT, estimulando procesos de reducción de carbono y nitrógeno de forma simultánea, y en la segunda Etapa de tratamiento, aunque fue operada con bajos valores de Tiempo de Retención Hidráulico (TRH), Tiempo de Retención Celular (TRC) y Sólidos Suspendidos del Licor Mixto (SSVLM), las condiciones de carga aplicada y ambientales, favorecieron el crecimiento de bacterias autótrofas que promovieron procesos de nitrificación. Teniendo en cuenta que no se encontraron diferencias estadísticamente significativas en las eficiencias de reducción de DQO y NAT obtenidas en C1, y C2, pero que en la C2, se presentó una mayor transformación de los subproductos derivados de los procesos de nitrificación (N-NO3), se concluyó que C2 ofrece un mejor desempeño debido a que su configuración de unidades de tratamiento, favorecieron procesos de asimilación del NAT, nitrificación y desnitrificación, potencializando los procesos de reducción de nitrógeno y mejorando la calidad del efluente.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Estudio de la capacidad de biofijación de CO2 de una laguna algal de alta tasa en condiciones del trópico
    (2014-10-23) Cerón Hernández, Víctor Alfonso
    Se denominan sistemas de algal de alta tasa por la mejora en el rendimiento o productividad en la biomasa y en la capacidad de tratamiento de aguas residuales. En este, la fotosíntesis es un proceso fundamental, en donde las algas verdes y cianobacterias reducen el CO2 a expensas del agua con la energía solar capturada por los pigmentos clorofílicos. Con base a estos conceptos se diseñó y construyó un sistema algal de alta tasa que recibía una carga volumétrica de 6.5 gr m-3.d-1 y un caudal promedio de 0,1 m3d-1 provenientes de un acople tecnológico (Laguna anaerobia de alta tasa + Humedal de Flujo Sub-superficial) para el tratamiento de lixiviado de relleno sanitario. En este sistema se monitoreo variables fisicoquímicas como pH, Oxígeno Disuelto (OD), Conductividad Eléctrica (CE) y Potencial de Oxido-reducción (PotRedox) empleando una sonda multiparametrica WTW Modelo 340i. La Clorofila a se determinó empelando un Fluorometro AquaFluorTMTuner y de estableció la productividad en biomasa. Así mismo, semanalmente se determinó COD (Carbono Orgánico Disuelto), Alcalinidad, Fosfatos (PO4-P), DQO total y filtrada (Demanda Química de Oxigeno), NTK (Nitrógeno Total Kjeldahl), N-NH4 (Nitrógeno Amoniacal), N-NO3 (Nitratos) y Cromo IV (Cr+6) durante el periodo de Enero-Julio de 2013. El potencial de Fijación de CO2 de las algas se determinó mediante balances de masa. Por otro lado, se determinó hasta la taxa más específica posible las células algales establecidas, empleando técnicas de microscopia clásica (Taxonomía) y métodos moleculares (DGGE y Secuenciación). Para el análisis de los datos recolectados durante el periodo de muestreo se empleó un test de Friedman y el Test de Wilcoxon, para analizar los Flux de gas y las concentraciones de entrada y salida del Cromo VI. Según el análisis de las variables físicas, el sistema se comportó como un sistema aerobio, presentando todas las condiciones para que se genera un fotooxidación de los compuestos orgánicos e inorgánicos, alcanzando concentraciones de oxígeno disuelto superiores a 20 mgL-1, niveles de pH superiores a 8 y potenciales redox superiores a 300 mV. Estas condiciones, permitieron un crecimiento algal similar a lo reportado por otros sistemas. Alcanzando una productividad de 7.2 g.m-2.día-1 de biomasa algal, valor que puede considerarse alto considerando que la unidad estaba tratando lixiviado de relleno sanitario. Por otro lado el sistema alga de alta tasa, presentó una buena eliminación de NTK filtrado, N-NH4 Filtrada y Nitratos con 38.4 %, 36.7 % y 25 % en carga aplicada, respectivamente. El ortofosfato (P-PO4-2) por su parte, presentó una eliminación del 8,2 % siendo alta según los reportes para esta clase de sistemas. En términos de materia orgánica el bioreactor obtuvo una eficiencia de eliminación de 71 % en DBO5 y 31.5 % de DOQ filtrada. La cantidad de carbono fijado por la las algas a través de la Fotosíntesis en el reactor durante el tiempo de la experimentación, fue de 26.1 g de C d-1 y -18.1 g de C. d-1.m-2, valores similar a lo reportado por en otros estudios. Mediante el Test de Friedman se encontraron diferencias significativas en las variables como materia orgánica (COD, DQOF) y nitrógenos (NTK, NTKF, N-NH4, N-NO3) dado que el valor-p es menor que 0.05, siendo la entrada la que más diferencias tenía con respecto a los demás puntos de muestreo, comprobando así que el sistema algal de alta tasa realizó una transformación de los contaminantes. Así mimo, se encontraron diferencias significativas (p-valor < 0.05) en los flux diurnos y nocturnos, demostrando estadísticamente que el sistema tiene dos comportamientos en términos del CO2, el cual depende de la luz solar. Respecto al Cromo hexavalente, la laguna alcanzó una eliminación superior al 80 % y diferencias significativas (p-valor < 0.05) en las concentraciones de este metal en la entrada y salida del sistema. Al presentarse una mayor concentración a la entrada del sistema. Esta eliminación o retención del Cromo hexavalente, se pudo haber presentado por procesos mediados por la actividad fotosintética y microorganismos presentes mediante adsorción física, intercambio de iones y quimiosorción, precipitación química, reacciones redox o cristalización en la superficie celular, entre otros mecanismos. En lo relacionado a la identificación de organismos algales y bacterias del sistema, se encontraron 16 especies algales diferentes, de estos 10 pertenecen a la Clase Chlorophyceae, dos a la Chlamydophyceae y dos a la Cryptophyceae. De estas especies, se encontró que para Chilomonas insignis y Chroomonas coeruelea no existen reportes científicos de la presencia de estos organismos en este tipo de unidades tratando aguas residuales. Por otro lado, se determinó la presencia de bacterias pertenecientes a consorcios de oxidadoras de Nitritos y Amonio, quienes guardan una posible relación comensalista con los grupos algales en el sistema. En conclusión a pesar de que se trató de un residuo muy complejo y heterogéneo como lo es el lixiviado de relleno sanitario, el sistema algal de alta tasa operó durante el periodo del estudio sin grandes inconvenientes, presentado unas adecuadas eficiencias de eliminación de contaminantes (materia orgánica, nutrientes, Cr VI) y aportando grandes beneficios con la bio-fijación de CO2.
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    Estudio de la influencia del tiempo de retención celular sobre la reducción de materia orgánica carbonácea y nitrógeno en una nueva configuración del sistema de estabilización por contacto tratando agua residual doméstica
    (2015-01-06) Osorio Salazar, Gerardo; Rodríguez Arteaga, Ronny Alexander
    Los sistemas de lodos activados operados en regiones de clima tropical han mostrado la capacidad de llevar a cabo procesos de transformación de nitrógeno, los cuales se desarrollan de manera incipiente afectando la eficiencia de reducción de materia orgánica carbonácea, cuando no son concebidos inicialmente para la reducción simultanea de carbono y nitrógeno. En este sentido, en el presente estudio, se puso a prueba una una modificación en la configuración del sistema de lodos activados en la modalidad de estabilización por contacto para la reducción de materia orgánica carbonácea y nitrogenada en agua residual doméstica, donde se evaluó específicamente, la influencia del Tiempo de Retención Celular (TRC) sobre el desempeño del sistema. La investigación fue llevada a cabo a escala piloto en las instalaciones de la Planta de tratamiento de agua residual ¿ Aguas del Sur (PTAR ¿ A.S.) de Cali. El sistema fue alimentado con el ARD afluente a la PTAR-A.S. y contó con dos etapas; la Etapa 1 para la reducción de materia orgánica carbonácea donde se mantuvo un TRC fijo alrededor de 6 d y la Etapa 2 para la transformación del material nitrogenado, donde se evaluaron tres TRC que correspondientes a cada condición operacional C1 (0,5±0,2 d), C2 (15,7±6,2 d) y C3 (1,3±0,4 d). Se encontró que independientemente del TRC garantizado en la Etapa 2, los procesos de transformación de nitrógeno se llevaron a cabo adecuadamente durante las 3 condiciones operacionales, alcanzando eficiencias de reducción de NAT superiores al 85%; asociadas al carácter hibrido del sistema (crecimiento adherido y suspendido) que le confiere a la biomasa adherida un tiempo de permanencia suficiente para desarrollar los procesos de transformación de nitrógeno, aun con bajos TRC; sin embargo se consideró como mejor condición de operación C3, pues con un valor de TRC de 1.3±0.4 d, se obtuvo una eficiencia de reducción de NAT del 93±7%, la cual fue un poco mayor comparada con las eficiencias obtenidas durante C1 y C2, aunque sin diferencias estadísticamente significativas. Sin embargo durante C3 se logró la mejor calidad del efluente en términos del contenido de NAT (2 mg.L-1) y bajo contenido de sólidos (16±12 mg.L-1), así como un efluente altamente estabilizado en cuanto al contenido de materia orgánica carbonácea (DQO=40 mg.L-1, mediana) con una eficiencia de reducción global de DQO del 93±6%. Adicionalmente se encontró que el TRC tuvo influencia directa sobre las características de sedimentabilidad del lodo y la concentración SSVLM, evidenciándose que para valores tan bajos como el mantenido durante C1 (0,5±0,2 d), la sedimentabilidad del lodo fue pobre (IVL de 422 mL.g1 para la Etapa 1 y 322 mL.g-1 para la Etapa 2) y los SSVLM fueron muy bajos, a diferencia de lo ocurrido con TRC superiores, donde mejoró la sedimentabilidad del lodo, obteniendo una calificación de buena a media y la concentración de SSVLM aumentó, confiriéndole al sistema mayor estabilidad operacional.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Importancia de los mangles como fuente de productividad primaria para moluscos abundantes en Bahía Málaga.
    (2016-11-21) Giraldo Vaca, Juan Sebastián; Cantera Kintz, Jaime Ricardo; Medina Contreras, Diana del pilar
    Diferentes estudios en los últimos años han tratado de probar o negar la hipótesis de la exportación de materia orgánica del manglar (mangrove outwelling)montrando el papel que tiene el detritus producido por el mangle como base trófica para diferentes comunidades de invertebrados con el objeto de evaluar la importancia de los mangles como fuente de productividad primaria para las especies más abundantes de moluscos hallados en la zona de estudio, se realizaron colectas de malacofauna en la época transicional entre la temporada seca y la temporada lluviosa en el ecosistema estuarino El Sande en la región exterior de Bahía Málaga.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Selección de tecnologías PAOX como pretratamiento para la degradación de materia orgánica presente en lixiviados resultantes de la operación de un relleno sanitario mediante metodología de análisis multicriterio
    (Universidad del Valle, 2024) Arango Guzmán, Luis Enrique; Vallejo Dagua, Josué David; Gutiérrez-Zapata, Héctor Mario
    Los rellenos sanitarios (RS) en su operación y funcionamiento son generadores de residuos líquidos de alta complejidad en su composición, los cuales transportan desde residuos orgánicos tratables mediante métodos biológicos hasta metales pesados y compuestos recalcitrantes que requieren mayor intervención. A nivel mundial, los RS siguen siendo la opción más utilizada como disposición final de residuos sólidos, especialmente en países en vía de desarrollo, reportándose más de 2,24 Gton de residuos generados para el año 2022. Entre las opciones de tratamiento de lixiviados de mayor interés científico son los procesos avanzados de oxidación (PAOX) por su efectividad en la degradación de compuestos complejos y su facilidad en la puesta en marcha, operación y mantenimiento de reactores. Con base en esto, este trabajo de grado buscó ofrecer una solución en la selección de tecnologías de tratamiento PAOX como pretratamiento del lixiviado en conceptos técnicos, económicos y ambientales, en contexto latinoamericano. En primer lugar, se identificaron 8 criterios de selección mediante una revisión de literatura intencionada en encontrar artículos académicos que ofrecieron datos cuantitativos para cada uno (concentración DQO, remoción de DQO, DBO, pH, tiempo de tratamiento, índice DBO/DQO (biodegradabilidad), toxicidad y costo de remoción). Se seleccionó listado de alternativas de tecnologías evaluadas en la literatura científica. A continuación, se formuló una matriz de selección en la cual se estimó el vector de pesos de cada uno de los criterios mediante participación de un panel de expertos. A partir de la matriz de decisión, se procedió en la selección de la tecnología de mayor ajuste en el cumplimiento de los criterios de selección. mediante la aplicación de un análisis multicriterio AHP-TOPSIS. Se observó en la valoración del panel de expertos que los criterios de concentración DQO, remoción DBO, tiempo de tratamiento, toxicidad y biodegradabilidad, tienen un nivel de relevancia similar. Además, la valoración del panel de expertos identificó que los costos de remoción el mayor vector y el pH como el de menor peso en la valoración. Se evidenció que la mejor opción entre las opciones fue la tecnología combinada de coagulación y Fenton, destacándose por el menor costo de remoción (3,147 USD/kg DQO), alta remoción de DQO (70%) y el tercer lugar en mejora de la biodegradabilidad por 0,21, contrastado por el mayor valor de contaminación (14.000 mg/L DQO) y la menor diferencia de pH frente al neutro (2,5); esto, a pesar del alto tiempo de tratamiento de 1531 min. Finalmente, se concluyó que de acuerdo con el objetivo de implementar PAOX como pretratamiento al lixiviado no se requiere alcanzar altas tasas de remoción, pero es de mucha importancia sostener bajos costos de remoción, así como mejorar los parámetros de biodegradabilidad y toxicidad, de manera que se optimice el sistema de tratamiento.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Sludge treatment wetlands (STW) as a post-treatment for toilet-linked biogas plant
    (2014-11-12) Mamani Casilla, Grover Hector
    Since 1900's, anaerobic biogas digester had been applied successfully in Asian countries like India, Nepal and China, treating cow manure, pig excreta, organic waste or a combination of them, providing not only biogas, which is used as source of energy, but also slurry used as soil conditioner. During last 20 years in India, different government and private institutions promoted the use of toilet linked biogas plants (TLBPs) especially in rural area. TLBP is a modification of the household-size anaerobic biogas digester which includes toilet effluent connection through a pipeline. This system not only generates biogas and slurry, but also offers a new option for wastewater disposal and treatment. However, little is known about the slurry's properties, and previous research studies recommended a post-treatment of TLBPs effluent prior reuse as soil amendment. One of the options as post-treatment is the sludge treatment wetland (STW). This research characterized the TLBPs effluent by determining its physicochemical properties and microbiological quality; and also, evaluated the performance of four pilot-scale STWs operated at different sludge loading rates (40.5, 81.0, 121.5 and 162.0 kgTSS/m2-year). After sludge treatment two main products are generated: the biosolid accumulated at the STWs top layer and the water leachate collected at the bottom layer. Both products were evaluated from a reuse in agriculture point of view. Additionally the potential biomass production was compared for two plant species, Phragmites karka and Napier Bajra hybrid grass. The four sludge treatment wetland configurations showed similar efficiencies in terms of nutrients concentration, mineralization and hygienisation, but regarding to sludge dryness, significant differences were observed at different loading rates. In fact, a loading rate of 108 kgTSS/m2-year is recommended to obtain a product with appropriate moisture content. On the other hand, the water leachate collected at the bottom of STWs has a quality enough to comply with the standard limits for reuse in agriculture; it can be reused for irrigation. The TLBP is a very good on-site sanitation example, applicable especially in rural area of India. If a STW is implemented as slurry's post-treatment, not only the slurry's quality is improved, but also treated water if produced, has a potential reuse for irrigation. Additionally, the plants used in STW (Phragmites karka and Napier Bajra hybrid grass) could be a good source of foliage for cows and buffalos; however more specific tests have to be conducted in order to evaluate the plants' pollutant accumulation.