Eficiencia de los vermifiltros como tratamiento primario para la remoción de microplásticos en aguas residuales urbanas del cantón Cuenca
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Date
2025-09-01
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Publisher
Universidad de Cuenca
Abstract
The main objective of this study is to evaluate the efficiency of a vermifiltration system for the reduction of microplastics (MPs) in urban wastewater, considering the Ucubamba Wastewater Treatment Plant (WWTP) in the Cuenca canton as the study area. For this purpose, a pilot vermifiltration system implementing the Eisenia fetida species was used, and its performance was compared with a biofilter without worms. Physicochemical parameters of the water were characterized before and after vermifiltration treatment, and microplastics were also identified and quantified by oxidative digestion, vacuum filtration, and microscopic observation. Regarding microplastics, particles belonging to polymers such as polyvinylpyrrolidone (PVP), polyamide, thermoplastic polyester (#7), and chlorinated polyethylene were detected with Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) equipment. Therefore, it is evident that the vermifilter achieved a significantly higher removal efficiency than the biofilter, reaching percentages greater than 60% in the reduction of microplastics. Furthermore, in the analysis of the physical and chemical parameters, improvements were observed in the Chemical Oxygen Demand (COD) parameters, reaching a percentage reduction of up to 72% and in total suspended solids with a reduction of 68%. In the statistical analysis of the physical and chemical parameters, significant differences were evident between the values of the influent and effluent, which supports the effectiveness of the vermifiltration system. Based on the results obtained and the statistical analyses developed, vermifiltration systems are considered to improve the quality of the treated water, thus contributing to minimizing the environmental impacts associated with effluent discharge.
Resumen
El presente estudio tiene como objetivo principal evaluar la eficiencia de un sistema de vermifiltración, para la reducción de microplásticos (MPs) en aguas residuales urbanas, considerando como área de estudio la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR) Ucubamba, ubicada en el cantón Cuenca. Para ello, se utilizó un sistema piloto de vermifiltración implementando la especie Eisenia fetida, y se comparó su desempeño con un biofiltro sin lombrices. Se caracterizaron parámetros fisicoquímicos del agua antes y después del tratamiento de vermifiltración, y también se identificó y cuantificó a los microplásticos mediante digestión oxidativa, filtración al vacío y observación microscópica. En cuanto a los microplásticos, con el equipo de Espectroscopía Infrarroja Transformada de Fourier (FTIR), se detectaron partículas pertenecientes a polímeros como Polivinilpirrolidona (PVP), Poliamida, Poliéster termoplástico (#7) y Polietileno clorado. Por ende, es evidente que el vermifiltro logró una eficiencia de remoción notablemente superior al biofiltro, alcanzando porcentajes mayores al 60% en la reducción de microplásticos. Por otra parte, en el análisis de los parámetros físicos y químicos, se observaron mejoras en parámetros Demanda Química de Oxígeno (DQO) alcanzando hasta una reducción de porcentaje de 72% y los sólidos suspendidos totales con una reducción del 68%. En el análisis estadístico del análisis de los parámetros fisicos y químicos, se evidenció diferencias significativas entre los valores del afluente y del efluente, lo cual respalda la efectividad del sistema de vermifiltración. En base a los resultados obtenidos y a los análisis estadísticos desarrollados, se considera a los sistemas de vermifiltración, mejoran la calidad del agua tratada, contribuyendo así a minimizar los impactos ambientales asociados a la descarga de efluentes.
Keywords
Ingeniería Ambiental, Aguas residuales, Biofiltros, Eisenia fetida
Citation
Código de tesis
TIA; 280
Código de tesis
Grado Académico
Ingeniero Ambiental