Diseño de un sistema de biofiltración para el tratamiento de aguas residuales domésticas de una vivienda sin sistema de alcantarillado

Abstract

Este trabajo propone el diseño de un sistema de biofiltración para el tratamiento de aguas residuales domésticas en una vivienda localizada en la vereda Ambalá, municipio de Ibagué, departamento del Tolima, con el propósito de reducir el impacto ambiental generado por descargas de agua residual a los afluentes de la zona. Para brindar una solución a la problemática identificada se requiere implementar procesos de innovación biotecnológica que pueda adaptarse a las condiciones económicas, sociales y técnicas de los diferentes sectores rurales de Ibagué. El diagnóstico inicial del proyecto requiere realizar salidas de campo al área de estudio de la vivienda para calcular el uso del recurso hídrico utilizado por las labores domésticas como lavado de ropa, cocina, baño y demás. Teniendo en cuenta que la biofiltración es un tratamiento alternativo adaptable a cualquier escala para la remediación de aguas contaminadas de acuerdo a las necesidades de cada vivienda, se procede a calcular y diseñar las fases y componentes necesarios del filtro biológico. Se analiza las ventajas y desventajas del uso del biofiltro en comparación con otros métodos de tratamiento de aguas residuales. Se evalúan aspectos de eficiencia de remoción de contaminantes y se establecen los procesos de tratamientos más adecuados, como un pretratamiento se propone la instalación de una trampa de grasas para las aguas grises, continuo a este, el humedal artificial de flujo subsuperficial que recibe las aguas proveniente del pretratamiento y las aguas negras de la vivienda, adicional se plantea la instalación de un tanque de maduración o tanque de almacenamiento con la intención de reforzar la fitorremediación, además controla el flujo de salida. La selección de especies para la filtración biológica es definido por la capacidad de las plantas para absorber nutrientes y contaminantes, así como la capacidad de los microorganismos para degradar y eliminar las sustancias indeseables, se optó por la elección del papiro (Cyperus Papyrus) como planta emergente para el humedal artificial demostrando remociones del 96% en DBO5 y DQO, 55% de solidos suspendidos totales y 99% en Coliformes fecales, la lenteja de agua (lenma minor) y Jacinto de agua (Eichhornia crassipes) como plantas flotantes para el tanque de almacenamiento, garantizan remociones del 87% de DBO5, 76 % de DQO y 95% de SST, la sinergia de este sistema propuesto permite aumentar el porcentaje de remociones esperadas. El diseño hidráulico del sistema de biofiltración requeridos para llevar a cabo el proceso de depuración de las aguas residuales domésticas, se realiza teniendo en cuenta factores como el consumo de agua mensual de la vivienda, el caudal de aguas residuales, las dimensiones del sistema, los materiales de construcción, los requerimientos de mantenimiento, la capacidad de tratamiento y la disposición final de efluente.