Evaluación de materiales filtrantes para el reúso en agricultura de aguas residuales tratadas provenientes de zonas áridas

  • Ismael Leonardo Vera Puerto Universidad Arturo Prat
  • Mauricio Rojas Arredondo Universidad Arturo Prat
  • Wlamidir Chávez Yavara Universidad Arturo Prat
  • Bernardo Tomás Arriaza Torres Universidad de Tarapacá
Palabras clave: agua residual municipal, arena, carbón activado, filtración, salinidad, zeolita

Resumen

Este trabajo tuvo por objetivo evaluar la arena (A), el carbón activado (CA) y la zeolita (Z) como materiales filtrantes para valorar su efecto en reutilización para agricultura de aguas residuales tratadas de un ambiente árido. Para esto se construyeron 7 columnas de filtración: a) columna 1, 100 % de Z, b) columna 2, 100 % de CA (origen A), c) columna 3, 100 % de CA (origen B), d) columna 4, 100 % de A, e) columna 5, 50 % de Z sobre 50 % de CA, f) columna 6, 50 % de A sobre 50 % de CA, y g) columna 7, 50 % de Z sobre 50 % de A. En el afluente y efluente se evaluó boro (B), cloruro (Cl-), sulfato (SO4-2), calcio  (Ca+2), conductividad eléctrica (CE), pH y temperatura (T), junto a un grupo de metales pesados (As, Cd, Cu, Fe, Mn, Pb y Zn). Los resultados mostraron cómo el CA (de origen A o B) es capaz de remover boro a valores por debajo de 0,75 mg/L. Sin embargo, en una etapa inicial (primera quincena) los efluentes a este medio filtrante, presentaron un valor de CE mayor a 2,5 dS/m, y de pH mayor a 8,4, lo que seguramente traerá problemas para su aplicación en riego de cultivos. Por su parte, la arena, al ser de la región, presenta problemas de lixiviación de elementos, como el arsénico y el sodio, por lo que no debería utilizarse como material filtrante. Por el contrario, el único medio evaluado que tiene potencial de ser aplicado en la reducción de la salinidad es la zeolita. Este material filtrante, sin mezcla con otro, fue capaz de reducir hasta un 20 % el valor de la CE sin tener un efecto negativo en ninguno de los otros parámetros evaluados en este estudio, y además, sin mostrar un estado de saturación durante el tiempo de operación evaluado. En el caso de las columnas que utilizaron mezclas de materiales, no existe un efecto sinérgico para la eliminación de los parámetros de calidad del agua evaluados.

Biografía del autor/a

Ismael Leonardo Vera Puerto, Universidad Arturo Prat

Ingeniero Civil, Magíster en Hidrosistemas, Doctor en Ciencias Ambientales. Investigador en Tecnologías Ambientales, Centro de Investigación y Desarrollo en Recursos Hídricos (CIDERH), Universidad Arturo Prat, Iquique, Chile.

Mauricio Rojas Arredondo, Universidad Arturo Prat

Técnico Analista Químico. Técnico de Laboratorio, Centro de Investigación y Desarrollo en Recursos Hídricos (CIDERH), Universidad Arturo Prat, Iquique, Chile.

Wlamidir Chávez Yavara, Universidad Arturo Prat

Ingeniero Civil Ambiental. Profesional de Investigación, Centro de Investigación y Desarrollo en Recursos Hídricos (CIDERH), Universidad Arturo Prat, Iquique, Chile.

Bernardo Tomás Arriaza Torres, Universidad de Tarapacá
Antropólogo Físico, Doctor en Antropología. Director Instituto de Alta Investigación, Universidad de Tarapacá, Arica, Chile.

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Biografía del autor/a

Ismael Leonardo Vera Puerto, Universidad Arturo Prat

Ingeniero Civil, Magíster en Hidrosistemas, Doctor en Ciencias Ambientales. Investigador en Tecnologías Ambientales, Centro de Investigación y Desarrollo en Recursos Hídricos (CIDERH), Universidad Arturo Prat, Iquique, Chile.

Mauricio Rojas Arredondo, Universidad Arturo Prat

Técnico Analista Químico. Técnico de Laboratorio, Centro de Investigación y Desarrollo en Recursos Hídricos (CIDERH), Universidad Arturo Prat, Iquique, Chile.

Wlamidir Chávez Yavara, Universidad Arturo Prat

Ingeniero Civil Ambiental. Profesional de Investigación, Centro de Investigación y Desarrollo en Recursos Hídricos (CIDERH), Universidad Arturo Prat, Iquique, Chile.

Bernardo Tomás Arriaza Torres, Universidad de Tarapacá
Antropólogo Físico, Doctor en Antropología. Director Instituto de Alta Investigación, Universidad de Tarapacá, Arica, Chile.

Referencias Bibliográficas

Norton-Brandão, D., Scherrenberg, S., Van Lier, J. (2013). Reclamation of used urban waters for irrigation purposes – A review of treatment technologies. Journal of Environmental Management, 122, pp. 85-98. http://dx.doi.org/10.1016/j.jenvman.2013.03.012

Ministerio de Obras Públicas (MOP). (2013). Estrategia Nacional de Recursos

United States Environmental Protection Agency (Usepa). (2012). Guidelines for Water Reuse. EPA/600/R-12/618. Washington D.C, USA: Usepa.

Pedrero, F., Kalavrouziotis, I., Alarcón, J., Koukoulakis, P., Asano, T. (2010). Use of treated municipal wastewater in irrigated agriculture-Review of some practices in Spain and Greece. Agricultural Water Management, 97, pp. 1233-1241. http://dx.doi.org/10.1016/j.agwat.2010.03.003

Superintendencia de Servicios Sanitarios (SISS). (2013). Plantas de tratamiento de aguas servidas en operación. En: http://www.siss.gob.cl/577/w3- propertyvalue-3544.html (01 de noviembre de 2013).

Ayers, R., Westcot, D. (1985). Water Quality for Agriculture. Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO). En: http://www.fao.org/DOCReP/003/T0234e/T0234E00.htm#TOC (01 de junio de 2015).

Asano, T., Burton, F., Leverenz, H., Tsuchihashi, R., Tchobanoglous, G. (2007). Water Reuse: Issues, Technologies, and Applications. New York, USA: McGrawHill, pp. 1570.

Instituto Nacional de Normalización (INN). (1978). Norma Chilena (NCh) 1333 Of. 78 modificada 1987. Requisitos de calidad del agua para diferentes usos. Santiago de Chile: INN.

Lazarova, V., Bahri, A. (2004). Water Reuse for Irrigation: Agriculture, Landscapes, and Turf Grass. Boca Raton, USA: CRC Press, pp. 432. http://dx.doi.org/10.1201/9780203499405

Cáceres, L., Delatorre, J., De la Riva, F., Monardes, V. (2003). Greening of Arid Cities by Residual Water Reuse: A Multidisciplinary Project in Northern Chile. Ambio, 32, pp. 264-268. http://dx.doi.org/10.1579/0044-7447-32.4.264

Castro, E., Ma-as, M., De Las Heras, J. (2011). Effects of wastewater irrigation on soil properties and turfgrass growth. Water Science and Technology, 63, pp. 1678-1688. http://dx.doi.org/10.2166/wst.2011.335

Aghakhani, A, Mousavi S., Mostafazadeh-Fard B. (2013). Desalination of saline water with single and combined adsorbents. Desalination and Water Treatment, 51, pp. 1928-1935. http://dx.doi.org/10.1080/19443994.2012.714731

Aghakhani A., Mousavi S., Mostafazadeh-Fard B., Rostamian R., Seraji M. (2011). Application of some combined adsorbents to remove salinity parameters from drainage water. Desalination, 275, pp. 217-223. http://dx.doi.org/10.1016/j.desal.2011.03.003

Wang, S., Peng, Y. (2010). Natural zeolites as effective adsorbents in water and wastewater treatment. Chemical Engineering Journal, 156, pp. 11-24. http://dx.doi.org/10.1016/j.cej.2009.10.029

Lakoleva, E., Sillanpaa, M. (2013). The use of low-cost adsorbents for wastewater purification in mining industries. Environmental Science and Pollution Research, 20, pp. 7878-7899. http://dx.doi.org/10.1007/s11356-013-1546-8

Brix, H., Arias, C., del Bubba, M. (2001). Media selection for sustainable phosphorus removal in subsurface flow constructed wetlands. Water Science and Technology, 44, pp. 47-54.

Arias, C., Brix, H. (2005). Phosphorus removal in constructed wetlands: can suitable alternative media be identified? Water Science and Technology, 51, pp. 267-273.

United States Environmental Protection Agency (Usepa). (1999). Folleto informativo de tecnología de aguas residuales filtros intermitentes de arena. En: http://water.epa.gov/aboutow/owm/upload/2004_07_07_septics_septic_fs_intermittent_sp.pdf (01 de diciembre de 2013).

American Public Health Association (APHA), American Water Works Association (AWWA), Water Environment Federation (WEF) (APHA-AWWACien WEF). (1998). Standard methods for the examination of water and wastewater (20th edition). Washington D.C., USA: APHA-AWWA-WEF.

Instituto Nacional de Normalización (INN). (1996). Parte 9: Determinación de arsénico - Método de espectrofotometría de absorción atómica con generación continua de hidruros. Parte 10: Determinación de metales pesados - Método de espectrofotometría de absorción atómica con llama. Aguas residuales - Métodos de análisis. Santiago de Chile: INN.

Türker, O., Vymazal, J., Türe, C. (2014). Constructed wetlands for boron removal: A review. Ecological Engineering, 64, pp. 350-359. http://dx.doi.org/10.1016/j.ecoleng.2014.01.007

Vera, I., Araya, F., Andrés, E., Sáez, K., Vidal, G. (2014). Enhanced phosphorus removal from sewage in mesocosmscale constructed wetland using zeolite as medium and artificial aeration. Environmental Technology, 35, pp. 1639-1649. http://dx.doi.org/10.1080/09593330.2013.877984

Centro de Investigación y Desarrollo en Recursos Hídricos (Ciderh). (2013). Recursos hídricos - Región de Tarapacá - Diagnóstico y sistematización de la información. Iquique, Chile: Editorial Universidad Arturo Prat.

Bundschuh, J., Litter, M., Parvez, F., Román-Ross, G., Nicolli, H., Jean, J., Liu, C., López, D., Armienta, M., Guilherme, L., Cuevas, A., Cornejo, L., Cumbal, L., Toujaguez, R. (2012). One century of arsenic exposure in Latin America: A review of history and occurrence from 14 countries. Science of the Total Environment, 429, pp. 2-35. http://dx.doi.org/10.1016/j.scitotenv.2011.06.024

Tapia, Y., Díaz, O., Pizarro, C., Segura, R., Vines, M., Zú-iga, G., Moreno-Jiménez, E. (2013). Atriplex atacamensis and Atriplex halimus resist as contamination in Pre-Andean soils (northern Chile). Science of the Total Environment, 450-451, pp. 188-196. http://dx.doi.org/10.1016/j.scitotenv.2013.02.021

Urrestarazau, M. (2004). Tratado de cultivo sin suelo. Madrid, Espa-a: Ediciones Mundi Prensa, pp. 914.

Cómo citar
Vera Puerto, I. L., Rojas Arredondo, M., Chávez Yavara, W., & Arriaza Torres, B. T. (2016). Evaluación de materiales filtrantes para el reúso en agricultura de aguas residuales tratadas provenientes de zonas áridas. Ciencia E Ingeniería Neogranadina, 26(1), 5-19. https://doi.org/10.18359/rcin.1633
Publicado
2016-04-30
Sección
Artículos

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