Diseño de un sistema mecánico sustentable a escala piloto para incrementar la autodepuración de cauces de bajo flujo

Abstract

The sewage contamination that receives rivers is a problem due to population growth and poor urban planning, which has affected water quality. The wastewater discharges alter the Dissolved Oxygen´s balance in the water, causing the death of aquatic life; that´s why it was designed a system to mitigate this effect, being a self-purification system that could be installed on the rivers using a mechanical hydraulic mill, using the energy of the stream to move it and favoring the transfer of oxygen. In this investigation, it was worked with three flows (0.4 L/s, 0.22 L/s and 0.13 L/s) and four slopes (0%, 1%, 2% and 3%) in an open channel, simulating a river, and tests were performed with water and wastewater, removing oxygen with Na2SO3, and then measuring the air capacity and system degradation. The Dissolved Oxygen´s concentrations were obtained from 3.4 to 6.3 mg/L for reaireción, range where whole results remained, and was operated at a temperature of 23 ºC and neutral pH. COD removals were measured on average 17%. This system facilitates input Dissolved Oxygen in water by microbubbles to oxidize organic contaminants, with the benefit of being a sustainable system which avoids the use of electrical energy, and improving water quality.

La contaminación por agua residual que reciben los ríos es un problema debido al aumento de la población y mala planeación urbana, lo que ha afectado la calidad del agua. Las descargas alteran el balance de OD ocasionando la muerte de vida acuática; por ello se trabajó con un sistema para mitigar este efecto, siendo un sistema de autodepuración que podría ser instalado sobre los ríos, empleando un sistema mecánico de molino hidráulico, aprovechando la energía de la corriente para moverlo y favoreciendo la transferencia de oxígeno. Se trabajó con tres caudales (0.4 L/s, 0.22 L/s y 0.13 L/s) y cuatro pendientes (0%, 1%, 2% y 3 %) en un canal abierto, simulando un cauce, y se realizaron pruebas con agua potable y residual, removiendo el oxígeno con Na2SO3, para luego medir la capacidad de aireación y degradación del sistema. Se obtuvieron concentraciones de OD desde 3.4 a 6.3 mg/L por reaireación, rango donde se mantenían los resultados de las pruebas, y se trabajó a una temperatura de 23ºC y pH neutro. Se midieron remociones de DQO en promedio de 17%. Este sistema favorece la entrada OD al agua, mediante microburbujas, oxidando la materia orgánica contaminante, con el beneficio de ser un sistema sustentable que evita el uso de energía eléctrica, y mejora la calidad del agua.