Desempeño de un prototipo de reactor anaeróbico acoplado a un contactor biológico rotatorio para el tratamiento de aguas residuales domésticas

Autores/as

  • Ivette Echeverria Licenciada en Ingeniería Química, Investigadora en el Centro de Investigaciones en Ingeniería Civil y Ambiental, Universidad Privada Boliviana. Investigadora Invitada en la Fundación Aguatuya.
  • Mauricio Orellana Fernández Licenciado en Ingeniería Civil, Universidad Privada Boliviana
  • Oliver Saavedra Valeriano Doctor en Ingeniería Civil, Director del Centro de Investigaciones en Ingeniería Civil y Ambiental, Universidad Privada Boliviana.

DOI:

https://doi.org/10.23854/07199562.2025611.echeverria

Palabras clave:

aguas residuales, tratamiento, Reactor anaeróbico compartimentado, Contactor Biológico Rotatorio, Eficiencia.

Resumen

El tratamiento descentralizado de las aguas residuales se presenta cada vez más como una opción sostenible para hacer frente a los problemas ocasionados por el vertido de las aguas residuales sin tratamiento o con un tratamiento deficiente. En nuestro contexto, es fundamental plantear soluciones cada vez más eficientes, no solo en la remoción de contaminantes, sino también en términos energéticos y ambientales. En este sentido, los sistemas compactos están ganando relevancia. Este estudio propone un sistema combinado por un reactor anaeróbico compartimentado (ABR) y un contactor biológico rotatorio (RBC). Esta combinación promete mayor eficiencia que un sistema RBC convencional, ya que el pretratamiento anaeróbico reduce significativamente la carga orgánica. Al operar bajo niveles de carga óptimos, el RBC mejora su desempeño. La principal ventaja de este estudio es que se desarrolla a nivel prototipo por lo que las condiciones de caudal y carga orgánica responden a la realidad operacional de estos sistemas. Una ventaja importante de este estudio es que se desarrolló a nivel prototipo, permitiendo que las condiciones de caudal y carga orgánica reflejen la realidad operacional de estos sistemas. Los resultados mostraron que el sistema ABR-RBC es capaz de remover hasta el 88% de la DQO total, el 81% de la DQO disuelta y el 88% de los SST. Esto se traduce en concentraciones en el efluente de 79 mg/l de DQO total, 51 mg/l de DQO disuelta y 16 mg/l de SST. Además, en comparación con un RBC convencional, la eficiencia mejoró hasta en un 8%.

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Citas

American Public Health Association, Eaton, A. D., American Water Works Association, & Water Environment Federation. (2005). Standard methods for the examination of water and wastewater (21st ed).

Ayoub, G., Saikaly, P., El-Fadel, M., & Baydoun, E. (2004). Impact of Step-Feed on COD and BOD5 Removal in Rotating Biological Contactors. ENVIRON ENG SCI, 21(5). https://doi.org/10.1089/ees.2004.21.558

Chernicharo, C. A. L., Van Lier, J. B., Noyola, A., & Bressani Ribeiro, T. (2015). Anaerobic sewage treatment: State of the art, constraints and challenges. Reviews in Environmental Science and Bio/Technology, 14(4), 649–679. https://doi.org/10.1007/s11157-015-9377-3

Cvetkovic, D., Susterstic, V., Gordic, D., Bojic, M., & Stosic, S. (2014). Perfomance of single-stage rotating biological contactor with supplemental aeration. Environmental Engineering and Management Journal, 13(3), 681–688. https://doi.org/10.30638/eemj.2014.072

De La Varga, D., Díaz, M. A., Ruiz, I., & Soto, M. (2013). Avoiding clogging in constructed wetlands by using anaerobic digesters as pre-treatment. Ecological Engineering, 52, 262–269. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2012.11.005

De Lemos Chernicharo, C. A. (2015). Anaerobic Reactors. In Biological wastewater treatment series (Vol. 4). IWA Publishing. https://iwaponline.com/ebooks/book/79/

Dohdoh, A. M., Hendy, I., Zelenakova, M., & Abdo, A. (2021). Domestic Wastewater Treatment: A Comparison between an Integrated Hybrid UASB-IFAS System and a Conventional UASB-AS System. Sustainability, 13(4), Article 4. https://doi.org/10.3390/su13041853

Echeverría, I., Saavedra, O., Escalera, R., Heredia, G., & Montoya, R. (2020). Diseño, construcción y evaluación de un sistema de contactor biológico rotatorio (CBR) para el tratamiento de aguas residuales municipales a escala piloto. Investigacion & desarrollo, 20(1), 41–49. https://doi.org/10.23881/idupbo.020.1-3i

Echeverría, I., Saavedra, O., Escalera, R., Heredia, G., Yoshimura, C., & Montoya, R. (2022). Small-Scale Operation of an Integrated Anaerobic Baffled Reactor and Biofilter: Factors Affecting Its Performance. Journal of Environmental Engineering, 148(11), 04022065. https://doi.org/10.1061/(ASCE)EE.1943-7870.0002047

Gandarillas R., V., Saavedra, O., Escalera, R., & Montoya, R. (2017). Revisión de las experiencias en el tratamiento de aguas residuales domésticas mediante reactores UASB en Cochabamba-Bolivia comparadas con las de Latinoamérica, India y Europa. Investigación & desarrollo, 1(17), 83–98. https://doi.org/10.23881/idupbo.017.1-7i

GEOPTAR - Planta de Tratamiento de Aguas Residuales—MMAyA - SIARH. (n.d.). Retrieved October 30, 2024, from https://datos.siarh.gob.bo/index.php?module=geoptar&smodule=reportes

Gomec, C. Y. (2010). High-rate anaerobic treatment of domestic wastewater at ambient operating temperatures: A review on benefits and drawbacks. Journal of Environmental Science and Health, Part A, 45(10), 1169–1184. https://doi.org/10.1080/10934529.2010.493774

IFS-UTS & SNV. (2021). Treatment technologies in practice. On-the-ground experiences of faecal sludge and wastewater treatment. SNV Netherlands Development Organization.

Jones, E. R., van Vliet, M. T. H., Qadir, M., & Bierkens, M. F. P. (2021). Country-level and gridded estimates of wastewater production, collection, treatment and reuse. Earth System Science Data, 13(2), 237–254. https://doi.org/10.5194/essd-13-237-2021

Jurado de la Cruz, Juan Carlos & Vargas Aliaga, Edwin Alberto. (2015). Remoción de materia orgánica en un sistema biodiscos en el tratamiento de aguas residuales urbanas de los efluentes “Las vírgenes”—Huancayo a nivel de laboratorio. Universidad Nacional del Centro del Perú.

Khan, A. A., Gaur, R. Z., Lew, B., Diamantis, V., Mehrotra, I., & Kazmi, A. A. (2012). UASB/Flash aeration enable complete treatment of municipal wastewater for reuse. Bioprocess and Biosystems Engineering, 35(6), 907–913. https://doi.org/10.1007/s00449-011-0675-z

Makwana, A. R., & Ahammed, M. M. (2016). Continuous electrocoagulation process for the post-treatment of anaerobically treated municipal wastewater. Process Safety and Environmental Protection, 102, 724–733. https://doi.org/10.1016/j.psep.2016.06.005

Metcalf and Eddy. (2014). Wastewater Engineering Treatment and Resource Recovery (Fifth edition). Mc Graw Hill.

Ministerio de Medio Ambiente y Agua. (2020). Estrategia Nacional de Tratamiento de Aguas Residuales (ENTAR). Presentación de la estrategia nacional de tratamiento de aguas residuales, La Paz-Bolivia.

Nilling, J. J., Deka, M., Prasad, S., Tungi, S., & Bharti, A. (2014). Performance Evaluation of Laboratory Scale RBC to Treat Wastewater from Hostels. International Journal of Innovative Research in Science, Engineering and Technology, 3(4). ISSN (Online) : 2319 – 8753

Noyola, A., Morgan-Sagastume, J. M., & López-Hernández, J. E. (2006). Treatment of Biogas Produced in Anaerobic Reactors for Domestic Wastewater: Odor Control and Energy/Resource Recovery. Reviews in Environmental Science and Bio/Technology, 5(1), 93–114. https://doi.org/10.1007/s11157-005-2754-6

Patwardhan, A. W. (2003). Rotating Biological Contactors: A Review. Industrial & Engineering Chemistry Research, 42(10), 2035–2051. https://doi.org/10.1021/ie0200104

Pfluger, A. R., Callahan, J. L., Stokes-Draut, J., Ramey, D. F., Gagen, S., Figueroa, L. A., & Munakata-Marr, J. (2018). Lifecycle Comparison of Mainstream Anaerobic Baffled Reactor and Conventional Activated Sludge Systems for Domestic Wastewater Treatment. Environmental Science & Technology, 52(18), 10500–10510. https://doi.org/10.1021/acs.est.7b06684

Programa de Desarrollo Agropecuario (PROAGRO), Ministerio de Medio Ambiente y Agua (MMAyA), & Programa para Servicios Sostenibles de Agua Potable y Saneamiento en Áreas Periurbanas (PERIAGUA). (2013). Sistematización sobre tratamiento y reúso de las aguas residuales.

Rana, S., Gupta, N., & Rana, R. S. (2018). Removal of Organic pollutant with the use of Rotating Biological Contactor. Materials Today: Proceedings, 5(2), 4218–4224. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2017.11.685

Saavedra, O., Escalera, R., Heredia, G., Montoya, R., Echeverría, I., Villarroel, A., & Brito, L. L. (2019). Evaluation of a domestic wastewater treatment plant at an intermediate city in Cochabamba, Bolivia. Water Practice and Technology, 14(4), 908–920. https://doi.org/10.2166/wpt.2019.071

Saif, Y., Ali, M., Jones, I. M., & Ahmed, S. (2021). Performance Evaluation of a Field-Scale Anaerobic Baffled Reactor as an Economic and Sustainable Solution for Domestic Wastewater Treatment. Sustainability, 13(18), 10461. https://doi.org/10.3390/su131810461

Tabraiz, S., Haydar, S., & Hussain, G. (2016). Evaluation of a cost-effective and energy-efficient disc material for rotating biological contactors (RBC), and performance evaluation under varying condition of RPM and submergence. Desalination and Water Treatment, 57(43), 20493–20500. https://doi.org/10.1080/19443994.2015.1113143

Tauseef, S. M., Abbasi, T., & Abbasi, S. A. (2013). Energy recovery from wastewaters with high-rate anaerobic digesters. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 19, 704–741. https://doi.org/10.1016/j.rser.2012.11.056

Von Sperling, M. (2016). Urban wastewater treatment in Brazil. Inter-American Development Bank.

http://dx.doi.org/10.18235/0009301

Wang, L. K., Tay, J.-H., Tay, S. T. L., & Hung, Y.-T. (Eds.). (2010). Environmental Bioengineering. Humana Press. https://doi.org/10.1007/978-1-60327-031-1

Waqas, S., Harun, N. Y., Sambudi, N. S., Bilad, M. R., Abioye, K. J., Ali, A., & Abdulrahman, A. (2023). A Review of Rotating Biological Contactors for Wastewater Treatment. Water, 15(10), 1913. https://doi.org/10.3390/w15101913

Descargas

Publicado

2025-09-29

Cómo citar

Echeverria, I., Orellana Fernández, M., & Saavedra Valeriano, O. . (2025). Desempeño de un prototipo de reactor anaeróbico acoplado a un contactor biológico rotatorio para el tratamiento de aguas residuales domésticas. Revista Geográfica De Chile Terra Australis, 61(1). https://doi.org/10.23854/07199562.2025611.echeverria