59° Congreso Internacional de ACODAL La forma de ver, entender y utilizar la tierra se está transformando; el cambio climático replantea día a día nuestras interacciones con la naturaleza; la globalización vuelve más vulnerables nuestras economías. La creciente eficiencia productiva no alcanza para compensar el aumento absoluto del consumo de los recursos ambientales, el uso irracional de la energía, la generación de residuos y su negativo impacto ambiental y enfrentarlo requiere cambiar paradigmas… reinventar modelos… proponer nuevos escenarios.

REGIÓN I: Canadá - Cuba - Haití - México - Puerto Rico - Rep. Dominicana - Estados Unidos de América - Caribbean Water and Wastewater Association (CWWA)

En esos nuevos escenarios, la Asociación Interamericana de Ingeniería Sanitaria y Ambiental, AIDIS, -desde 1948- y la Asociación Colombiana de Ingeniería Sanitaria y Ambiental, ACODAL, - desde 1956como organizaciones que representan a la sociedad civil asociada, han reinventado también su accionar para hablarle consistentemente a todos los actores y entre ellos, especialmente a los gobiernos y a los países aliados.

REGIÓN II: Costa Rica - El Salvador - Guatemala - Honduras - Nicaragua - Panamá

En este año de 2016, AIDIS y ACODAL se unen para la realización del más importante evento Interamericano del sector de agua, saneamiento, residuos, ambiente y energías renovables, en el cual se contará con la participación de los más reconocidos especialistas de los medios académico, tecnológico, comercial, empresarial y financiero.

REGIÓN IV: Argetina - Brasil - Chile - Paraguay - Uruguay

A esta convocatoria Interamericana del sector, asistirán representantes de los 32 países que conforman AIDIS, los países aliados de los Congresos de ACODAL - Alemania, Estados Unidos, Francia, Holanda, Israel-, así como la AWWA, OPS - OMS, WEF y el comité del Consejo Mundial del Agua - organizador del 8° Foro Mundial de 2018 en Brasil, invitados que garantizan un evento de calidad excepcional. Se presentarán alrededor de 500 conferencias técnicas y de desarrollos tecnológicos, las cuales estarán a cargo de expertos internacionales en las modalidades de Master Class, conferencias magistrales, conversatorios, seminarios y trabajos técnicos, cuyos ejes temáticos serán los 17 Objetivos de Desarrollo Sostenible propuestos por la ONU y los recientes acuerdos del COP 21 en París 2015, todo lo cual será complementado por actividades socio-culturales y de integración entre los asistentes e invitados. Los esperamos en Cartagena de Indias, Patrimonio Histórico de la Humanidad.

REGIÓN III: Bolivia - Colombia - Ecuador - Perú - Venezuela

57° CONGRESO INTERNACIONAL

AGUA, SANEAMIENTO, AMBIENTE Y ENERGÍAS RENOBABLES

ALEMANIA PAÍS INVITADO DE HONOR

SEPTIEMBRE 17, 18 Y 19 DE 2014

Centro de Convenciones Hotel Estelar- Santa Marta D.T.C.H. - COLOMBIA

EJES TEMÁTICOS

El XXXV Congreso de AIDIS y 59° de ACODAL tendrá como ejes temáticos los Objetivos de Desarrollo Sostenible, los cuales durante los próximos 15 años serán la hoja de ruta de los diferentes países para construir un mundo más justo y equitativo para toda la sociedad

- EQUIDAD Objetivo 1: Poner fin a la pobreza en todas sus formas en todo el mundo Objetivo 10: Reducir la desigualdad en y entre los países

- ENERGÍAS RENOVABLES Objetivo 1: Garantizar el acceso a una energía asequible, segura, sostenible y moderna para todos.

- DESARROLLO RURAL Objetivo 2: Poner fin al hambre, lograr la seguridad alimentaria y la mejora de la nutrición y promover la agricultura sostenible.

- CRECIMIENTO ECONÓMICO SOSTENIBLE Objetivo 8: Promover el crecimiento económico sostenido, inclusivo y sostenible, el empleo pleno y productivo y el trabajo decente para todos.

- OCÉANOS Y MARES Objetivo 14: Conservar y utilizar en forma sostenible los océanos, los mares y los recursos marinos para el desarrollo sostenible.

- SALUD AMBIENTAL Objetivo 3: Garantizar una vida sana y promover el bienestar para todos en todas las edades.

- INFRAESTRUCTURA E INNOVACIÓN Objetivo 9: Construir infraestructuras resilientes, promover la industrialización inclusiva y sostenible y fomentar la innovación.

- BOSQUES Objetivo 15: Promover el uso sostenible de los ecosistemas terrestres, luchar contra la desertificación, detener e invertir la degradación de las tierras y frenar la pérdida de la diversidad biológica.

- EDUCACIÓN AMBIENTAL Objetivo 4: Garantizar una educación inclusiva, equitativa y de calidad y promover oportunidades de aprendizaje durante toda la vida para todos.

- CIUDADES SOSTENIBLES Objetivo 11: Lograr que las ciudades y los asentamientos humanos sean inclusivos, seguros, resilientes y sostenibles.

- PAZ E INSTITUCIONALIDAD Objetivo 16: Promover sociedades pacíficas e inclusivas para el desarrollo sostenible, facilitar el acceso a la justicia para todos y crear instituciones eficaces, responsables e inclusivas a todos los niveles.

- INGENIERÍA E IGUALDAD DE GÉNERO Objetivo 5: Lograr la igualdad entre los géneros y empoderar a todas las mujeres y las niñas.

- RESPONSABILIDAD SOCIAL Objetivo 12: Garantizar modalidades de consumo y producción sostenibles.

- AGUA POTABLE, RESIDUAL Y RESIDUOS SOLIDOS Objetivo 6: Garantizar la disponibilidad de agua y su gestión sostenible y el saneamiento para todos.

- CAMBIO CLIMÁTICO Objetivo 13: Adoptar medidas urgentes para combatir el cambio climático y sus efectos.

- SOCIEDAD CIVIL Objetivo 17: Fortalecer los medios de ejecución y revitalizar la Alianza Mundial para el Desarrollo Sostenible.

Post-tratamiento del Efluente de un Reactor Anaerobio de Doble Cámara. Andrés Galindo Montero1*, Jhonny Pérez Montiel2, Nancy Rincón3 1,2Grupo

de investigación GISA. Universidad de La Guajira, Facultad de Ingeniería. Km 5 vía a Maicao, Riohacha, La Guajira, Colombia. 3Universidad del Zulia, Facultad de Ingeniería, Departamento de Ingeniería Sanitaria y Ambiental (DISA). *Andrés Galindo Montero. Grupo de investigación GISA. Universidad de La Guajira, Facultad de Ingeniería. Km 5 vía a Maicao, Riohacha, La Guajira, Colombia. E-mail: [email protected], [email protected]

ABSTRACT In this work the removal of pollutant load in municipal wastewater (MWW) using as technological innovation system biological treatment series pilot scale, consisting of an anaerobic reactor dual chamber (RADCA), tower aeration (TA), and biological filter (BF). The system was evaluated on a pilot scale in hydraulic retention time (HTR) 25.4; 21.1; 16.9; and 12.65 h, the TA and BF acting as units post-treatment, volume RADCA was 534.5 L (chamber R1 = 305 L and chamber R2 = 229.5 L), the TA 18 L and BF, 530 L, BF use seashells as support material; to know the type of flow in the units are used lithium chloride as a tracer. The hydraulic behavior evaluated HTR 12.65 h, both RADCA (Chamber R1 and R2), TA and BF plug flow behavior presented. In the effluent system the lowest values of CODT, CODS and BOD5 were presented at the HRT 21.1 h reaching removal efficiencies average of 89 ± 3; 75 ± 14 and 73 ± 10% respectively, lower concentrations of total suspended solids TSS in the effluent HTR obtained in 16.9 and 12.65 h recording averages of 26 ± 16 and 22 ± 3 mg/L, respectively. The number of coliforms in the influent is high, with orders of up to 108, the system achieved removal efficiencies of total and fecal coliforms in the order of 98.32 and 98.50%, respectively. Keywords: anaerobic treatment, dual-stage reactor RADCA, municipal wastewater, UASB reactor.

POST-TRATAMIENTO DEL EFLUENTE DE UN REACTOR ANAEROBIO DE DOBLE CÁMARA. Resumen En este trabajo se evaluó la remoción de carga contaminante en aguas residuales municipales (ARM) empleando como innovación tecnológica un sistema de tratamiento biológico en serie a escala piloto, integrado por un reactor anaerobio de doble cámara (RADCA), una torre de aireación (TA) y filtro biológico (FB). El sistema se evaluó a escala piloto en tiempos de retención hidráulicos (TRH) de 25.4; 21.1; 16.9; y 12.65 h, la TA y FB actuaban como unidades de post-tratamiento, el volumen del RADCA fue de 534.5 L (cámara R1=305 L y cámara R2= 229.5 L), la TA 18 L y FB, 530 L, el FB utilizo conchas marinas como material de soporte; para conocer el tipo de flujo en las unidades se utilizó cloruro de litio como trazador. El comportamiento hidráulico evaluado en el TRH de 12.65 h, tanto el RADCA (Cámara R1 Y R2), TA y FB presentaron comportamiento flujo pistón. En el efluente del sistema los valores menores de DQOT, DQOS y DBO5 se presentaron en el TRH 21.1 h alcanzando eficiencias de remoción promedio de 89±3; 75±14 y 78±4 % respectivamente, las menores concentraciones de los sólidos suspendidos totales (SST) en el efluente se obtuvieron en los TRH de 16.9 y 12.65 h registrando promedios de 26±16 y 22 ± 3 mg/L, respectivamente. El número de coliformes en el afluente es alta, con órdenes de hasta 10 8, el sistema alcanzó eficiencias en la remoción de coliformes totales y fecales en el TRH de 25.4 h de 98.32 y 98.50%, respectivamente. Palabras Clave: Agua residual municipal, reactor de doble etapa RADCA, reactor UASB, tratamiento anaerobio.

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Introducción La disposición de las aguas residuales municipales (ARM), en cuerpo receptores naturales se ha convertido en uno de los problemas ambientales más críticos y crecientes que afronta la humanidad, si consideramos el incremento poblacional de la mayoría de los centros urbanos medianos y grandes. La creciente toma de conciencia a nivel mundial de la necesidad de disminuir la contaminación generada por los efluentes producidos por el hombre, ha contribuido para que se aceleren las investigaciones respectos a los distintos procesos que existen para el tratamiento de las aguas residuales (AR). Para minimizar el efecto de las AR, en los últimos años se ha presentado una verdadera revolución en las investigaciones concernientes a los sistemas de tratamientos de AR, las innovaciones en este campo son una de las estrategias más importantes para la conservación del medio ambiente. Una de las innovaciones más importantes de los últimos tiempos es la combinación de procesos de depuración biológica (Rodríguez y Foresti, 2005; Oliveira y Sperling, 2009; Chernicharo y Nascimento, 2001; von Sperling et al., 2001; Tawfik et al., 2005). Actualmente se tiene la idea generalizada que los procesos biológicos aerobios y anaerobios pueden ser aplicados conjuntamente para el tratamiento de AR, cada uno presenta aspectos positivos y negativos (Carrha et al., 2006; Campos et al., 1999). A pesar de sus grandes ventajas, los sistemas anaeróbicos apenas cumplen con las normas establecidas por las legislaciones ambientales (Oliveira y Sperling, 2009). Por lo tanto existe la necesidad, de darle un post-tratamiento al efluente de las reacciones anaeróbicas. Son innumerables los estudios con resultados eficientes en la eliminación de materia biodegradable, compatibilidad con el medio ambiente y bajos costos empleando sistemas anaeróbicos (Vieira, 1988; van Haandel y Lettinga, 1994; Schellinkhout y Collazos, 1992; Schellinkhout y Osorio, 1994; Peña et al., 2002), no obstante en la actualidad los sistemas que incorporan unidades de post-tratamiento toman auge por el mejoramiento en la eliminación de la materia orgánica, así como de nutrientes (N y P) y organismos patógenos (Chernicharo, 2006; Barbosa, 2006; Oliveira y Sperling, 2009; Shen et al., 2009; Tonon et al., 2015). En esta investigación se combinaron distintos reactores biológicos con distintas configuraciones para lograr una mejor calidad en el efluente final al tratar las ARM, post-tratamiento que en este caso consistió en una Torre de Aireación (TA) y un filtro biológico (FB). Con la TA y FB como unidades de post-tratamiento del RADCA se buscó maximizar las ventajas y desventajas que se contraponen en estos sistemas, aprovechando los beneficios que cada componente del sistema aportara en cuanto al control de olores, eliminación de materia orgánica, y disminución en la generación de microorganismos patógenos. La TA, se presenta como una innovación en el tratamiento de ARM. Respecto a los FB, se evaluó la utilización de la Arca zebra como medio de soporte, dada su disponibilidad en la naturaleza proveniente de las ostras marinas. La evaluación de nuevas configuraciones de los reactores UASB y sistemas de post-tratamiento (TA y FB) de los efluentes generados en los mismos, procuran como resultado que el ARM tratada cumpla con los requisitos de la norma ambiental y proporcionen protección a los cuerpos receptores donde se vierten.

Materiales y Métodos Unidad Experimental. El sistema estudiado estaba integrado por un reactor anaerobio de doble cámara (RADCA) que entregaba su efluente a una TA y finalmente al FB. El RADCA, a escala de laboratorio, posee un volumen útil de 542.5 L y un volumen útil de 534.5 L, distribuido en dos cámaras (R1 y R2), la primera con un volumen útil de 7.5 L y la segunda con 4.5 L. El RADCA fue inoculado con lodo anaerobio granular proveniente de una industria cervecera, agregando 61 L y 44 L (20% v/v) para la cámara R1 y R2 respectivamente. El MS utilizado en el FB fueron conchas marinas (Arca zebra), provenientes de las costas de La Guajira Colombiana, aproximadamente de 44000 conchas, para un total de 1130800 cm2 de área de contacto. Para succionar el ARM del colector se usó una bomba periférica autocebante de 1 HP, dotada de un programador horario de 10 eventos que alimentaba un tanque de 1200 L cada 2.4 h; con una bomba peristáltica (marca Cole Palmer modelo 7553-70 de 6-600 rpm) se succionaba el ARM del tanque para abastecer a un Reactor Anaerobio de Doble Cámara (RADCA), el efluente de este reactor era dirigido a una Torre de Aireación (TA), el AR tratada en esta torre era finalmente conducida al FB donde se efectuaba el post-tratamiento de la misma.

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Operación del sistema. Para evaluar los niveles de remoción se contemplaron tiempos de retención hidráulicos (TRH) de 25.4; 21.1; 16.9; y 12.65 h respectivamente. Se procedió a la toma de muestras compuestas del afluente y efluente en los diferentes componentes del sistema, determinando; pH, alcalinidad carbónica y total, temperatura, DQOT (Total), DQOS (Soluble), DBO5.20, sólidos suspendidos totales (SST), volátiles (SSV) y fijos (SSF), ácidos grasos volátiles (AGV), fósforo total, nitrógeno total Kjeldahl siguiendo los métodos estándares (APHA et al., 1998). De igual manera se evaluó la remoción de microorganismos patógenos como Coliformes Totales y Fecales, tomando las muestras por triplicado en la fase de estabilidad de cada uno de los TRH evaluados. Evaluación hidráulica. Para evaluar el comportamiento hidráulico del sistema se aplicó trazador en forma puntual en la fase líquida primero utilizando agua potable y en operación tratando el ARM a un TRH de 12.65 h. Como trazador se utilizó litio (Li+) en la forma de (LiCl) por ser un elemento de poca interacción (Avella, 2001; Pérez y Villegas, 2004), por no ser tóxico y no ser absorbido por los microorganismos (González y Saldarriaga, 2008). Resultados En los parámetros operacionales se observó que el pH tuvo poca variabilidad con respecto a los TRH estudiados, se encontró entre 6.76 – 8.20 para el afluente registrando medias y desviación estándar de 7.3 ± 0.3 en los diferentes componentes del sistema. Las temperaturas promedios registradas para las cámara R1, R2, TA y FB fueron 30.25 ± 0.86; 30.26 ± 0.73; 27.7 ± 1.18 y 28.7 ± 1.09 °C, respectivamente, estos valores se encuentra dentro de los considerados como óptimos para el rango mesofílico; entre 30 y 35°C (ElmitWalli et al., 2000; Montalvo y Guerrero, 2003). La alcalinidad total promedio del AR afluente durante toda la investigación fue 263 ± 40 mg CaCO3/L, estos valores garantizaron la neutralización de ácidos y prevención de cambios bruscos de pH (Romero, 2001). La alimentación del sistema se efectuó con ARM con una DQOT de baja concentración, registrando un promedio de 369 ± 82 mg /L, en el TRH de 25.4 h los efluentes de la cámara R1 y R2 (RADCA), TA y FB registraron medias y desviación estándar de 187 ± 57; 108 ± 19; 66 ± 19 y 52 ± 22, respectivamente. En el mismo orden las concentraciones de DQOS fueron de 103 ± 23; 68 ± 22; 58 ± 28 y 30 ± 13. Los porcentajes de remoción promedio de la DQOT y DQOS en el RADCA a lo largo del estudio fue de 86 ± 5 y 79 ± 8 %, registrando una remoción en la DQOT del 56 ± 11 y 42 ± 16 % y para la DQOS del 32 ± 17 y 34± 12 % en las cámaras R1 y R2 en su orden. El promedio de los porcentajes de remoción de la DQOT y DQOS en la TA fueron de 37 y 17 %, y en el FB fueron 19 ± 15 y 41 ± 22 % (Ver Tabla 1).

Tabla 1. Evolución de la DQOT, DQOS y DBO y eficiencia en la remoción en los componentes del sistema de tratamiento biológico en serie a escala piloto para los TRH de 25.4 y 21.1 h. TRH (h)

25,4 h

21,1 h

Componente Afluente R1 R2 TA FB TS Afluente R1 R2 TA FB TS

DQOT 𝒙̅ ± 𝛔 412 ± 73 187 ± 57 108 ± 19 66 ± 19 52 ± 22 347 ± 95 127 ± 25 72 ± 24 82 ± 27 37 ± 8 -

% R-DQOT 𝒙̅ ± 𝛔 56±11 42±16 37±13 19±15 86±5.0 62±7,5 42±19 16±17 53±15 89±3.0

DQOS 𝒙̅ ± 𝛔 158 ± 48 103 ± 23 68 ± 22 58 ± 28 30 ± 13 95 ± 30 64 ± 30 39 ± 21 82 ± 28 28 ± 20 -

% R-DQOS 𝒙̅ ± 𝛔 32±17 34±12 17±26 41±22 79±8,0 66±21 43±19 29±36 54±28 75±14

DBO5-20 𝒙̅ ± 𝛔 183 ± 26 121 ± 28 73 ± 18 38 ± 18 43 ± 14 167 ± 20 92 ± 27 64 ± 13 72 ± 18 42 ± 12 -

% R-DBO5-20 𝒙̅ ± 𝛔 38±16 39±15 48±18 20±7.2 82±5.0 45±14 27±19 17±13 51±12 78±4.0

%R= % de Remoción , R1= Cámara R1, Cámara R2, TA= Torre de aireación, FB= Filtro biológico y TS= Total sistema

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Se determinó que el valor promedio de DBO5 afluente del sistema fue de 216 ± 65 mg/L, siendo la mayor eficiencia en la remoción de DBO5 dada en el TRH de 25.4 h con un 82 ± 5 %. El sistema de tratamiento biológico en serie integrado por el RADCA, TA y FB, operó sin dificultades, los menores valores de efluentes del sistema en cuanto a DQOT, DQOS y DBO5 se presentaron en el TRH 21.1 h registrando promedio de 37 ± 8; 28 ± 20 y 42 ± 12 mg/L, respectivamente presentando eficiencias promedio de 89 ± 3; 75 ± 14 y 78 ± 4 %, para los parámetros antes citados. Los SST en el efluente durante todo el tratamiento presentaron un promedio de 126 ± 27 mg/L, los SSV de 97.2 ± 31 y 28 ±15 mg/L de SSF. Valores que se encuentran dentro de los rangos de referencia. (100 a 400 mg SST/L y de 90 a 200 mg SSV /L (Rojas y Albert 1999; Ruíz et al., 2008). En el RADCA se registró una eficiencia de 54; 62 y 3 % en la remoción de SST, SSV y SSF, respectivamente. Las menores concentraciones promedio de los SST en el efluente del sistema fueron de 39 ± 30; 40 ± 46; 26 ± 16 y 22 ± 3 para los TRH de 25.4; 21.1; 16.9 y 12.65 h en su orden. El número de bacterias coliformes que presentó el afluente del sistema fue muy alto, con órdenes de hasta 10 8 (100000000). En el TRH de 25.4 h, se observa la reducción de 2 órdenes logarítmicos en la cantidad de coliformes totales presentes, lo cual indica que, en su paso por el sistema, alcanzo eficiencias de 98.32 y 98.50% para los CT y CF, respectivamente (ver Tabla 2). Tabla 2. Evolución de los coliformes totales, fecales y eficiencia en la remoción en los componentes del sistema de tratamiento biológico en serie a escala piloto para el TRH de 25.4 h. TRH (h)

Componente

25,4 h

Afluente R1 R2 TA FB

n

3

%R Coliformes Totales 2.8 x 107 6.1 x 106 78.21 5.4 x 106 11.48 1.7 x 107 68.24 4.7 x 105 97.24 n: número de muestras.

Coliformes Totales

Coliformes Fecales 1.4 x 107 2 x 106 1.7 x 106 3.9 x 106 2.1 x 105

%R Coliformes Fecales 85.71 15.00 56.41 94.63

Para los TRH de 21.1; 16.9 y 12.9, la tendencia mayoritaria en la remoción de los microrganismos coliformes tanto totales como termotolerantes fue a la reducción de un solo orden logarítmico, yendo de 10 7 a 106, o de 106. Para la mayoría de los TRH se encontró que la eficiencia de remoción de los coliformes termotolerantes es menor, lo que demuestra que estos son más resistentes al paso por el sistema de tratamiento. Evaluación Hidráulica. De acuerdo al número de dispersión, en el RADCA, las cámaras R1 y R2 presentaron un comportamiento de flujo disperso (d ≥ 0.20) (Aldana, 2004), tanto para la fase líquida como en operación del reactor, excepto para la cámara R2 en la fase líquida, la cual presentó comportamiento Flujo pistón. El comportamiento flujo disperso en estas cámaras pudo deberse al efecto de apantallamiento generado por la base de la cámara R2 y el incremento en la velocidad ascensional por la reducción del área generada por la cámara R1. Similares resultados fueron obtenidos en reactores UASB (Ren et al., 2008; Lou et al., 2006; Zeng et al., 2005). La TA presentó un comportamiento de flujo disperso antes de operación (d=0.787) y de flujo pistón en la fase de operación. El FB registró el flujo pistón para el cual fue diseñado a través de los bafles, el número de dispersión en la fase líquida (d=0.145), siendo menor en la operación del sistema (d=0.08). Similares resultados fueron obtenidos en un filtro anaerobio que tenía un volumen útil de 29.5 m3 obteniendo d= 0.128 y 0.143 (Pérez y Torres, 2008). Conclusiones El sistema de tratamiento biológico en serie integrado por un RADCA, TA y FB, para las ARM funcionó con la mayor eficiencia para el TRH de 21.1 h obteniéndose eficiencias de remoción de DQOT, DQOS y DBO5 de 89, 75 y 78 %, respectivamente. Con base a los resultados obtenidos; el RADCA es una innovación tecnológica viable, que combinada con la TA y FB, constituye una opción de bajo requerimiento de área, costo y energía para el tratamiento de las ARM. www.acodal.org.co

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