CARACTERIZACIÓN Y TRATABILIDAD FÍSICO-QUÍMICA DE AGUAS RESIDUALES JABONOSAS PARA SU REÚSO

RESUMEN

Es posible sustituir el consumo de agua potable de ciertas actividades doméstica por agua de menor calidad, obtenida del mismo lugar de generación mediante un tratamiento sencillo y barato. Las aguas jabonosas del uso doméstico pueden ser utilizadas para estos fines. Los indicadores de generación de aguas jabonosas varían entre 28.8 y 33.2 l.hab-1.d-1 y representan alrededor del 30% del consumo de agua potable. Un tren de tratamiento compuesto de una coagulación-sedimentación, seguida por una filtración en arena permiten reutilizar las aguas jabonosas de manera directa en W.C., riego de áreas verdes, lavado de autos y pisos, cumpliendo con la norma de reúso público con contacto directo u ocasional (NOM-003-SEMARNAT-1997). El ahorro de agua potable es de hasta un 30-40%. Para la coagulación se pueden usar tanto sulfato de aluminio, como sulfato férrico en dosis entre 20 y 60 mg/l. Los costos por reactivos químicos están entre 0.075 y 0.168 pesos por cada m3 de agua tratada. El lodo generado está entre los 0.05-0.40 kg por cada m3 de agua tratada, es estable, no genera olores y no tiene patógenos.

INTRODUCCIÓN

El agua, después de ser utilizada para diferentes fines, se convierte en agua residual. Durante muchos años, la principal preocupación relacionada con este desecho fue su recolección y tratamiento para la protección del medio ambiente. El aumento de la demanda del agua, sobre todo en zonas áridas y semiáridas, en regiones de alta concentración de la población y altamente industrializados, presentó la necesidad de implementar programas de uso eficiente del recurso, incluyendo la reutilización del agua residual, después de un tratamiento adecuado( WEF, 1991; US EPA, 1992). Una de las formas de reúso es el urbano, en servicios públicos. La calidad del agua requerida para algunas necesidades domésticas no es tan elevada, lo cual permite sustituir el consumo de agua potable para estos fines por agua renovada obtenida a partir de las aguas residuales domésticas (US EPA 1992). Para realizar el tratamiento de las aguas residuales municipales, alcanzando la calidad requerida para reúso urbano, se necesita la construcción de plantas grandes que incluyen varios procesos de tratamiento en serie (Metcalf and Eddí, 1996). Además, las plantas se construyen generalmente alejadas de la población, es decir lejos del consumidor del agua tratada y se necesita construir sistemas de conducción especiales para llevarlas hasta el usuario. Todo esto aumenta el costo del sistema de recuperación del agua. Por otro

lado, en los hogares se genera un desecho relativamente menos contaminado que son las aguas residuales jabonosas o “grises”. Después de un tratamiento adecuado, mucho más simple que el necesario para las aguas residuales típicas, el agua tratada puede reutilizarse en las actividades domésticas con menores requerimientos para su calidad. Las plantas de tratamiento en este caso, se pueden construir en el lugar de la generación de las aguas grises, el cual también está cerca del consumidor. Se estima que si se pudiera reutilizar este tipo de agua generada en algunas de nuestras actividades, se ahorraría por persona entre un 30-40% del consumo diario, un ahorro importante tanto para las casas particulares, como para las unidades habitacionales en los grandes centros urbanos (Ortiz, 1991). A nivel nacional el consumo de agua para las actividades domésticas (lavado de manos, baño diario, lavado de ropa, lavado de trastes, beber, alimentos, W.C. y otros) es en promedio 120 l/(hab.d). Se estima que éstos pueden reducirse sin disminuir la calidad de vida de los habitantes de la ciudad, si el consumo se realiza de manera más racional. La implementación de sistemas ahorradores de agua en lavabos, lavaderos, regaderas, etc., podrá hacer posible un ahorro considerable de agua por cada casa o departamento. Existen ya programas implementados por el Gobierno del D.F. que tratarán de abarcar la mayor parte de la ciudad (Villaseñor et al., 2000). Además de esto, como una forma de reducir el consumo, se puede plantear el reúso del agua generada en las actividades de lavado de manos, baño diario y lavado de ropa. Esta agua, agua jabonosa, puede ser tratada y reutilizada en los servicios de W.C., riego, lavado de autos y pisos. Los beneficios que se pueden esperar de esto son: Invertir menos recursos en el sistema de tratamiento, menores tiempos de retención en los sistemas, menor espacio necesario para las instalaciones, menor lodo generado por m3 de agua tratada. El reciclado del agua en las casa particulares implica tener espacio disponible para el tratamiento. La implementación del reúso de aguas grices en unidades habitacionales permite: aprovechar la gran densidad de población presente, aprovechar su posición arquitectónica para separar tuberías, reunir en una sola tubería el flujo de muchos departamentos, ahorrar material de construcción y recursos y finalmente el tratamiento del agua puede ser in situ. Uno de los primeros trabajos que se realizaron sobre la caracterización de las aguas grises fue en Suecia en 1967(www.greywater.com). En el estudio se midieron 13 parámetros, tanto para aguas grises y negras, así como su mezcla. La concentración de DBO5, DQO y SST en el agua gris se determinaron de 205, 395 y 148 mg/l respectivamente. En México se han tenido intenciones de implementar el reúso de las aguas grises. En la Ciudad de México D.F. y otras ciudades del país se han construido unidades habitacionales con alcantarillados separados para las aguas grises, pero el reúso no se ha implementado por falta de sustento técnico. Faltan estudios sobre las características del agua y su tratabilidad. El objetivo de este trabajo fue caracterizar las aguas jabonosas generadas en unidades habitacionales, realizar pruebas de su tratabilidad para proponer un tren de tratamiento adecuado para lograr la calidad requerida para reúso con contacto directo en servicios generales y W.C.

METODOLOGÍA

Caracterización de las aguas jabonosas

Existen dos unidades habitacionales en el México D.F. que fueron construidos hace aproximadamente 20 años y que cuentan con tubería separada tal que se puedan medir los caudales y realizar muestreos in situ. Estas unidades se seleccionaron como sitios

adecuados para realizar la caracterización de las aguas jabonosas. El aforo del agua y el muestreo de las aguas jabonosas se llevaron acabo tomando en cuenta el número de edificios, habitantes y departamentos. En la Tabla 1 se resumen los lugares y los tiempos del muestreo. Cada corriente se caracterizó mediante cuatro muestras simples tomadas en días representativos, como marca la NOM-001-SEMARNAT- 1996, es decir para la caracterización se tomaron 4 muestras (una por semana) en un día diferente cada semana.

Tabla 1. Lugares y períodos de muestreo.

Lugar de muestreo

Dirección

No. de edificios

No. de deptos.

No. de habitantes

No. de veces que se muestreó

Duración del muestreo

Tiempo de muestreo

Unidad Habitacional “Edificios Ecológicos”

Av. IMAN 580, Col. Pedregal de Carrasco Coyoacán, D.F.

3

30

105

6

9 nov. a 27 dic. 2001 y

6 feb. de

2002

6 horas

y

15 horas

Unidad Habitacional “Novedades Impacto”

Av. 5 Norte No.

434, Col. Ejido el Rosario, Azcapotzalco, D.F.

3

30

126

1

28 de

febrero de

2002

6 horas

Para la caracterización de las aguas jabonosas se tomaron en cuenta los 5 parámetros indicados en la norma NOM-003-SEMARNAT-1997 (DBO5, SST, GyA, Coliformes Fecales y Huevos de Helmintos), más otros dos considerados como auxiliares (DQO y SAAM). La DQO se tomó en cuenta por la “rapidez” con que se pueden obtener resultados de la materia oxidable, en comparación con lo tardado que es obtener valores de DBO5 y el parámetro SAAM se consideró por su especial importancia para el caso de aguas jabonosas. Todos los parámetros fueron determinados con base en Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (1998).

Además de la caracterización de las aguas jabonosas en los sitios seleccionados, se determinó también el consumo de agua potable. Para esto se tomaron las lecturas de consumo de agua en las unidades habitacionales por departamentos en el período mayo-julio de 2002.

Pruebas de tratabilidad

Una vez tomadas y caracterizadas las muestras de agua, fue necesario saber de que manera se podría depurar el agua hasta cumplir con la norma NOM-003-ECOL-1997. Obviamente, de lo que se trataba era utilizar un sistema sencillo y barato. Para esto se propuso evaluar la capacidad del proceso coagulación-sedimentación, seguido por una filtración y una adsorción. Las pruebas de tratabilidad se realizaron en laboratorio para las muestras tomadas el 6 de febrero en el sur de la ciudad y el 28 de febrero en el norte de la misma ciudad. La aplicación del proceso coagulación-sedimentción se estudió mediante pruebas en jarras. Se eligieron tres coagulantes que por sus características son fáciles de conseguir, no son reactivos a temperaturas ambiente, no son tóxicos y son fáciles de transportar y almacenar. Estos fueron: sulfato de aluminio, hidróxido de calcio y sulfato férrico. En las

pruebas se determinaron los mejores pH y dosis de reactivos. La variación del pH del agua se realizó con NaOH y H2SO4, explorando un intervalo de pH desde 3 hasta 13. En la Tabla 2 se muestran los reactivos químicos utilizados, sus marcas y las concentraciones de las soluciones utilizadas. La mezcla rápida fue de 1 min a 100 rpm. La mezcla lenta se relizó de la siguiente

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