Investigación integrada en laboratorio y campo sobre la utilización de residuos de alumbre, coagulantes inorgánicos y coagulantes naturales en el tratamiento de aguas residuales domésticas en humedales artificiales
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Date
2025-02-20
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Volume Title
Publisher
Universidad de Cuenca
Abstract
Wastewater treatment in rural areas poses a critical challenge due to the lack of adequate infrastructure, management policies, and environmental awareness, significantly impacting public health and water resources. This study evaluated a wastewater treatment system combining a septic tank for primary treatment, a coagulation system for secondary treatment, and a subsurface flow constructed wetland for tertiary treatment. The study also explored the use of alum residues, aluminum sulfate, and aloe vera as coagulants to enhance effluent quality. Jar tests were conducted to determine the optimal coagulant doses, followed by field application. Samples were collected in compliance with the INEN 2176:2013 standard at two key points: the wetland's outlet without coagulation and its outlet with coagulation. Physical-chemical parameters such as turbidity, BOD5, COD, nitrates, phosphates, ammoniacal nitrogen, and suspended solids, as well as microbiological parameters like fecal coliforms, were analyzed. The results revealed high removal efficiencies: turbidity (82%), BOD5 (78%), COD (79%), nitrates (78%), and suspended solids (83%). However, limitations were observed in phosphate and ammoniacal nitrogen removal, attributed to anaerobic conditions. This system offers a sustainable solution for wastewater management in rural communities. However, optimizing the system’s design is necessary to enhance nutrient and fecal coliform removal. Integrating complementary processes such as disinfection could further improve its efficiency, providing a more effective and sustainable approach to managing wastewater in underserved areas.
Resumen
El tratamiento de aguas residuales en zonas rurales es un desafío crítico debido a la falta de infraestructura adecuada, políticas de gestión y conciencia ambiental, lo que afecta significativamente la salud pública y los recursos hídricos. Este proyecto evaluó un sistema de tratamiento de aguas residuales domésticas que combina una fosa séptica como tratamiento primario, un sistema de coagulación como tratamiento secundario y un humedal artificial de flujo subsuperficial como tratamiento terciario. También se investigó el uso de residuos de alumbre, sulfato de aluminio y aloe vera como coagulantes para mejorar la calidad del efluente. Se realizaron pruebas de jarras para determinar las dosis óptimas de coagulantes, aplicándolos posteriormente en campo. Las muestras se recolectaron siguiendo la Norma INEN 2176:2013 en dos puntos clave: a la salida del humedal sin coagulación y con coagulación. Se analizaron parámetros físico-químicos (turbidez, DBO5, DQO, nitratos, fosfatos, nitrógeno amoniacal y sólidos suspendidos) y microbiológicos (coliformes fecales). Los resultados mostraron eficiencias de remoción significativas: turbidez (82 %), DBO5 (78 %), DQO (79 %), nitratos (78 %) y sólidos suspendidos (83 %). Sin embargo, hubo limitaciones en la eliminación de fosfatos y nitrógeno amoniacal debido a condiciones anaerobias. El sistema representa una alternativa sostenible para comunidades rurales, pero es necesario optimizar el diseño para mejorar la remoción de nutrientes y coliformes fecales. La incorporación de procesos complementarios, como la desinfección, puede potenciar su eficacia y contribuir a un manejo más eficiente de las aguas residuales.
Keywords
Ingeniería Ambiental, Sistema de coagulación, Calidad del agua
Citation
Código de tesis
TIA; 277
Código de tesis
Grado Académico
Ingeniero Ambiental