Resumen de Filtro subsuperficial para el co-tratamiento de lixiviados y aguas servidas: el uso de biomedia plástica como material de filtro
- español
Los elementos más relevantes en el diseño de los filtros horizontales subsuperficiales son las características del material de soporte de biopelículas y el método de control de flujo. Estudiar nuevos materiales, con rendimientos similares y la posibilidad de mejorar su rendimiento con nuevos procedimientos de gestión, es esencial para determinar las implicancias económicas y técnicas para la aplicación sostenible de estas tecnologías de tratamiento y su desarrollo a futuro. Para comparar las prestaciones de un nuevo material, con el utilizado generalmente en estos sistemas de abatimiento de contaminantes, se implementó un sistema de escala piloto de testeo, compuesto por cuatro unidades de tratamiento en paralelo. Dos de las unidades de tratamiento utilizaron grava y dos unidades utilizaron material plástico con mayor superficie específica, mayor porosidad y ostensiblemente más liviano. Dos unidades alternas, con respecto al material de soporte, utilizaron un sistema de flujo continuo y dos de ellas se sometieron a un procedimiento de flujo que consistió en el llenado y vaciado automático, discontinuo, que permitió la aireación pasiva y alternada de los medios de soporte.
El Capítulo 1, se traduce en la introducción general del trabajo de investigación, especificación del objetivo general y los objetivos específicos, así como el planteamiento de las hipótesis que se sometieron a contraste para su verificación. En el Capítulo 2, se entregan antecedentes y revisión del estado del arte, sobre el tratamiento de lixiviados con humedales, co-tratamiento de lixiviados y aguas residuales urbanas en humedales con soportes plásticos, aireación pasiva en humedales o filtros y lechos sumergidos. En el Capítulo 3, se describe la metodología utilizada, para la generación experimental, así como el tratamiento de datos. Primero, se presentan los materiales y métodos experimentales utilizados para generar los resultados que posteriormente se someterán a examen y análisis. Se establece una descripción del montaje experimental, indicando las especificaciones de la mezcla líquida sometida a tratamiento, la forma de preparación de las unidades de tratamiento y los procedimientos analíticos utilizados. En este acápite se introduce una breve mención de algunas dificultades que produjeron cierto grado de desviación respecto a lo inicialmente programado para el desarrollo del experimento. En el siguiente acápite, se describe el tratamiento dado a los datos experimentales obtenidos. Primero la corrección de los datos crudos obtenidos, a fin de enmendar las desviaciones respecto a la diferencia inicial de carga contaminante presente en el líquido a tratar en cada unidad operativa y a compensar en los datos finales, las diferencias en el tiempo de tratamiento inducidas por la diferencia de volumen de poro, en los materiales de filtro utilizados y por la diferencia en el tiempo de tratamiento efectivo generada por la aplicación del ciclo de aireación pasivo en dos de las unidades. En una segunda parte, se presenta el tratamiento estadístico de los datos, tendentes a la validación o rechazo de las hipótesis planteadas. El Capítulo 4, presenta los resultados obtenidos, para los parámetros turbidez, demanda química de oxígeno, nitrito, nitrógeno total, fósforo total y sólidos disueltos totales. Para cada uno de los parámetros, se analiza el comportamiento de los mismos durante la prueba, posibles relaciones y explicaciones para la conducta de cada uno.
En el Capítulo 5, se describen las dos patentes de invención (actualmente en trámite) derivadas de los hallazgos verificados en esta investigación, la primera corresponde a un sistema de tratamiento para líquidos lixiviados de rellenos sanitarios y/o aguas servidas, mediante la utilización de un digestor anaeróbico, una cámara sedimentadora de alta tasa y un filtro biológico, con medio de soporte y filtro plástico, de alta superficie específica y sistema de aireación pasiva, el cual puede limpiarse fácilmente evitando el colmatamiento del medio de soporte, y la segunda. un Sistema de prefiltro para la protección a la colmatación en humedales subsuperficiales, mediante la utilización de una unidad de filtro de geometría regular, llena con material plástico de alta superficie específica y alta porosidad, el cual puede alzarse y limpiarse fácilmente para luego ser reutilizado, sin detener el funcionamiento del sistema, ambas utilizando el material plástico evaluado experimentalmente. En el Capítulo 6, se establecen las conclusiones generales de la investigación, así como las implicancias de estos resultados en futuras aplicaciones prácticas en ingeniería. El Capítulo 7, presenta las referencias utilizadas para la confección de este trabajo y finalmente los anexos, correspondientes a la publicación derivada de esta tesis, los datos experimentales y estadísticos utilizados.
Los resultados mostraron que, en general no se aprecian diferencias estadísticamente significativas, entre las prestaciones de los materiales sometidos a prueba, y que, cuando se presentan, estas diferencias tienen una explicación relacionada con el funcionamiento físico de la planta piloto vinculado a la densidad aparente y al impacto de la aireación pasiva. La aireación pasiva, mejora las prestaciones de degradación, abatimiento y retención de las unidades piloto. Se concluye que el material testeado, puede ser utilizado como remplazo del material pétreo, sin tener pérdidas apreciables en la eficiencia del sistema, lo que generaría considerables ganancias en términos de la operativa de construcción de estos sistemas. En relación con lo anterior, se puede señalar que las pequeñas pérdidas de eficiencia pudieran ser contrarrestadas introduciendo leves mejoras en el material utilizado y en los procedimientos de gestión de la instalación.
- English
The most relevant elements in the design of subsurface horizontal filters are support material and flow control. Studying similar performance materials and improving them with new management procedures is essential to determine the economic and technical implications for sustainable application of these technologies in the future. To compare the performance of a new material with the one generally used in these systems, a pilot scale system was implemented, consisting of four treatment units in parallel. Two of the treatment units used gravel and two units used plastic material, with a higher specific surface area and porosity being ostensibly lighter. Two alternating units used a continuous flow system and two of them underwent a flow procedure that consisted of automatic, discontinuous filling and emptying, which allowed passive and alternate aeration of the support media.
