Caracterización del comportamiento de una laguna facultativa. Caso estudio: laguna facultativa de la planta experimental de tratamiento de aguas, U.C.V.

Abstract

El objeto de este Trabajo Especial de Grado consistió en la caracterización del comportamiento de una laguna de estabilización facultativa a escala piloto, ubicada en la Planta Experimental de Tratamiento de Aguas de la U.C.V. y usada para el tratamiento de aguas residuales de origen municipal. Se estudiaron los factores de influencia en la eficiencia en términos de remoción de materia orgánica carbonácea y los nutrientes fósforo y nitrógeno, para tres cargas hidráulicas operadas, 2,0; 4,5; y 6,5 MLD/ha. El estudio de las variables físico-químicas: oxígeno disuelto, pH, alcalinidad, conductividad y temperatura, resultaron constantes a lo largo del sistema, mientras que a diferentes profundidades se presentaron, variaciones que responden a factores microbiológicos e hidráulicos. Se demostró la estabilidad físico-química de la laguna para las tres cargas operadas. La laguna operó en condiciones facultativas durante el día, con mayor concentración de oxígeno disuelto en la zona eufótica, y por la noche operó en condición anaerobia. El estudio hidráulico determinó la presencia de flujo transitorio en el volumen de la laguna, debido a un comportamiento estratificado durante el día y mezclado homogéneo por la noche; presencia de cortocircuito y recirculación. Así mismo, se demostró que los parámetros obtenidos a partir de la curva C, y la curva F, no aplican al sistema en estudio, para las cargas operadas; y que las condiciones del modelo de dispersión de Levenspiel no se cumplen. Bajo condiciones ideales se demostró que la laguna no presenta infiltraciones. Se realizó el balance hídrico considerando el tiempo de retención, para garantizar la perturbación de parámetros meteorológicos en la laguna, resultando que la precipitación y evaporación no son significativas frente a los caudales operados, 10, 22 y 32 l/min correspondientes a las cargas hidráulicas, 2,0; 4,5; y 6,5 MLD/ha respectivamente, manteniéndose el caudal afluente igual al caudal efluente. Las variables anteriores no afectan la estabilidad físico-química del sistema. Sin embargo, fuertes precipitaciones causan dilución en el afluente y tiene como consecuencia la alteración de los resultados de porcentaje de remoción respecto a la DBO5,20. En el estudio de concentración de fitoplancton hubo presencia de los géneros flagelados Euglena sp. Pyrobotrys sp y Chlamydomonas sp. Así mismo, se demostró que el incremento de la carga la hidráulica de 2,0 a 4,5 MLD/ha reduce la concentración de la biomasa algal debido a: menor tiempo de retención para su reproducción; menor profundidad eufótica para demandar energía; y mayor carga orgánica, lo que reduce su biodiversidad; y tiene como consecuencia una reducción significativa del la remoción de nitrógeno total, 23% (promedio) para la carga de 2,0 MLD/ha y 8% (promedio) para la carga 4,5 MLD/ha. Bajo las condiciones descritas anteriormente la laguna presentó: un porcentaje de remoción promedio, respecto a la DBO5,20 considerando salida total, de 52%, 46% y 33% para las cargas 231 Kg DBO/ha.d (2,0 MLD/ha), 306 Kg DBO/ha.d (4,5 MLD/ha) y 569 Kg DBO/ha.d (6,5 MLD/ha) respectivamente. Mientras que el porcentaje de remoción promedio, respecto a la DBO5,20 considerando salida soluble, 87%, 78% y 77% para las cargas 231, 306 y 569 Kg DBO/ha.d respectivamente. La radiación solar es el factor meteorológico de mayor influencia en el sistema. Su presencia y variación en el tiempo promueve los cambios hidráulicos, físico-químicos y biológicos en el volumen de agua.