La demanda mundial de agua ha ido aumentando y seguirá creciendo de manera significativa en los próximos años en función del aumento de la población, del desarrollo económico y los cambios en los patrones de consumo, entre otros factores. Los niveles extremadamente bajos de tratamiento de las aguas residuales en los países con ingresos medios-altos y medios-bajos, y la reducción del agua disponible muestran la imperiosa necesidad de realizar mejoras tecnológicas para contar con opciones seguras para la reutilización del agua. La composición de las aguas residuales municipales puede variar notoriamente, debido a la gran diversidad de contaminantes liberados por las distintas fuentes domésticas, industriales, comerciales e institucionales. Los hábitos de consumo de la sociedad actual generan una serie de contaminantes en el agua residual que anteriormente no eran conocidos y/o no detectados. Estos microcontaminantes (MCs) se introducen a diario en el medio ambiente en muy bajas concentraciones, principalmente a través de los efluentes de las estaciones depuradoras de aguas residuales (EDARs) actuales. El constante aumento en el uso de MCs requiere tecnologías de tratamiento más eficientes para lograr su reducción o eliminación en las aguas residuales. En las grandes y medianas aglomeraciones urbanas el procedimiento más habitual para el tratamiento de los vertidos líquidos es el de lodos activados, en sus distintas modalidades, que desde sus primeras aplicaciones a principios del siglo XX se ha convertido en el tratamiento mundialmente más extendido. No obstante, con el objetivo de mejorar la calidad del efluente obtenido en este tratamiento convencional y promover su reutilización, en los últimos años se intensificaron las investigaciones de otras posibles tecnologías para el tratamiento de las aguas residuales. La tecnología MBR (Membrane Biological Reactor o Membrane Bioreactor) es conocida por producir efluentes de elevada calidad y eliminar eficazmente una amplia gama de MCs, incluidos algunos compuestos que son resistentes al proceso de lodos activados y otros procesos convencionales. Los MBR incluyen dos procesos principales: la unidad biológica, responsable de la degradación de la materia orgánica presente en el agua residual (biodegradación), y la unidad de filtración, encargada de llevar a cabo la separación sólido-líquido del licor mezcla. En el campo de tratamiento de aguas residuales, los MBR son muy valorados por sus ventajas, aunque también presentan algunos inconvenientes. A pesar de los numerosos avances tecnológicos logrados a lo largo de los años, el ensuciamiento de la membrana sigue siendo uno de los mayores desafíos en la aplicación de esta tecnología. Esta desventaja se debe a múltiples causas, principalmente derivados de las características de las membranas, de la biomasa y del afluente, así como de las condiciones de operación. Estudios recientes reportan que para incrementar la eliminación de los contaminantes más recalcitrantes se puede combinar este proceso con otras tecnologías. Así, algunos trabajos realizados en casi su totalidad con aguas sintéticas, demuestran que la integración de procesos electroquímicos (electrocoagulación, EC) con la tecnología MBR ofrece prometedoras ventajas. La electrocoagulación es una tecnología bastante conocida y utilizada desde hace muchos años principalmente en el tratamiento de aguas residuales industriales. El proceso se lleva a cabo mediante la generación in situ de coagulantes debido a la aplicación de una corriente eléctrica que provoca la oxidación electrolítica de un material anódico apropiado, comúnmente de aluminio o de hierro. En este sentido surge un sistema innovador, el Electro-Biorreactor de Membrana (EMBR) que combina las ventajas de las tecnologías MBR (tratamiento biológico y filtración de membrana) y electrocoagulación. La aplicación de la EC puede ser capaz de reducir la adhesión de sustancias en la superficie de la membrana y mejorar la eficiencia de eliminación de diversos contaminantes. Esta investigación aborda la puesta en marcha y operación de un EMBR piloto para el tratamiento de aguas residuales reales, con el objetivo general de verificar si se reduce el ensuciamiento de la membrana, en relación con un MBR sin electrocoagulación, y si se mejora de la calidad del efluente. La planta piloto EMBR se ubicó en dos depuradoras distintas, realizándose por tanto la investigación en dos etapas, primero en la EDAR de Santomera (Murcia, España) y posteriormente en la EDAR de Monte Orgegia (Alicante, España). Se verificó de esta manera el comportamiento del EMBR con distintas características del afluente y factores estacionales. En la EDAR de Santomera, la planta piloto se alimentó con un agua residual municipal que incorpora un significativo componente industrial, mientras que en la EDAR de Monte Orgegia el agua residual urbana no tiene aporte industrial. La temperatura varió entre 12 y 30°C, el pH entre 6,7 y 8,0 y la conductividad entre 1.500 y 4.000 µS/cm. En las dos etapas de la investigación se evaluó el impacto de la densidad de corriente (DC) aplicada sobre la calidad del efluente, las propiedades del lodo y el ensuciamiento de la membrana, y los resultados fueron comparados con el sistema MBR convencional. Para analizar la calidad del efluente se verificó el grado de reducción de materia orgánica (DQO), nutrientes (nitrógeno total, amonio, fósforo total) y de un total de 22 microcontaminantes (9 fármacos, 4 parabenos, 3 hormonas, 2 surfactantes, 1 plastificante, 1 producto de higiene personal y 2 pesticidas). Respecto a las propiedades del lodo, se analizaron los parámetros biocinéticos, los bioindicadores, los sólidos suspendidos (MLSS), la viscosidad, el índice volumétrico (IVF), la morfología flocular y las sustancias poliméricas extracelulares (EPS). Para la medición del ensuciamiento de la membrana se verificó la evolución de la presión transmembrana (PTM). Los resultados obtenidos en cada fase fueron contrastados mediante análisis estadístico. En relación a la mejora de calidad del efluente, los resultados demostraron que el sistema EMBR incrementó su calidad, principalmente respecto a la eliminación de fósforo, y los contaminantes carbamazepina, claritromicina y diclofenaco. En relación a la eficiencia en la reducción del ensuciamiento de la membrana, el sistema EMBR presentó un impacto positivo en las propiedades del lodo y consecuentemente en el ensuciamiento de la membrana. El índice volumétrico de fango (IVF), la viscosidad y las fracciones de proteínas y carbohidratos de las EPS solubles presentaron reducciones significativas respecto al MBR. Por su parte, se logró disminuir la PTM hasta un 73%, con una DC de 5 A/m2 lo que nos indica que con un bajo consumo energético (0,16 kWh/m3) es posible lograr una buena sinergia entre las tecnologías MBR y la electrocoagulación.

Las estaciones de servicio de saneamiento generan grandes cantidades de aguas residuales producto del lavado de sus filtros que representan pérdidas económicas para las mismas por su vertimiento y sin un tratamiento previo. La planta N° 02 EPSEL Lambayeque, utiliza aproximadamente 420 m3/día de agua para limpieza de sus filtros. Este efluente es desechado al dren Eureka, representando costos por pérdida en venta de agua y posibles multas por contaminación. La presente investigación tiene por objetivo proponer un sistema de tratamiento para reutilizar el agua de lavado y aprovecharla en el consumo humano. Por ello se caracterizó parámetros relevantes de su composición a través de análisis fisicoquímico y microbiológico. Los resultados fueron: pH: 7,80; DBO5: 8,07 mg/l; Aluminio Residual 0,45; Turbidez 525 NTU; Sólidos Sedimentables totales (SST): 4 500 mg/l; Coliformes Termotolerantes: 480 UFC/100 ml y Coliformes fecales: 120 UFC/100 ml, los cuales se encuentran fuera de los estándares de calidad para su potabilización con un tratamiento convencional con excepción del pH. Luego se seleccionó Ultrafiltración como el tratamiento avanzado más idóneo por la composición del agua a partir de factores como costo en tecnología, flujo, consumo de energía y calidad de agua. El sistema cuenta con procesos de sedimentación, coagulación floculación y sedimentación secundaria que permiten obtener agua de calidad, lo que se traduce en aumento en venta de agua potable y evitar costos por sanciones. Finalmente, el análisis costo beneficio, demostró la rentabilidad económica del proyecto indicando que por cada dólar invertido se genera $. 0,101.

El presente proyecto contempla el Mejoramiento y Ampliación del sistema de agua potable, alcantarillado, pavimentación y la implementación de un sistema de pretratamiento de aguas residuales en el centro poblado de Motupillo, distrito de Pítipo, provincia de Ferreñafe y departamento de Lambayeque, cuenta con una población de 2127 habitantes (Jass Motupillo,2018). En la actualidad el sistema de agua potable y alcantarillado presenta ciertas deficiencias con respecto a pendientes , desembones , etc. ; factor importante que ha generado incomodidad en la población, debido al crecimiento poblacional que ha presentado en el centro poblado “Motupillo” , Este proyecto tiene la finalidad de mejorar los sistemas de agua potable , alcantarillado, realizar la pavimentación y la implementación de una estructura de cámara de rejas y un desarenador, antes de que las aguas residuales ingresen al sistema de impulsión de aguas residuales .Para la realización de este proyecto será necesario contar con toda la información posible que nos ayude a realizar un buen proyecto, primero se realizará un análisis del estado actual de los sistemas de agua potable y alcantarillado, luego se pasará a realizar los estudios correspondientes como lo son topográficos, de mecánica de suelos, entre otros. Una vez realizado los estudios preliminares se realizará el diseño de los sistemas anteriormente mencionados.

En el proyecto de investigación se evalúa el aporte de las plantas lechuga de agua y jacinto de agua en el tratamiento de aguas residuales en el tratamiento de las aguas residuales municipales del distrito de Reque, provincia de Chiclayo. Esta investigación nace como alternativa al deficiente tratamiento de las aguas residuales tanto a nivel nacional y local, además de tener un fin netamente investigativo, por lo cual se comparó el aporte de las plantas Pistia stratiotes y Eichhornia crassipes en 3 muestras: una de control, una con jacinto de agua, una con lechuga de agua, en modelos a escala, antes de este proceso se realizará un pretratamiento y un tratamiento primario que consiste en un tanque séptico a escala. Los resultados obtenidos indican que las plantas acuáticas Pistia stratiotes y Eichhornia crassipes si remueven los parámetros evaluados y cumplen con los LMP Límites máximos permisibles), en algunos parámetros no existe diferencia significativa con el tratamiento de control sin plantas, pero sí lo suficiente como para cumplir las normativas; se evaluó remoción de: coliformes termotolerantes, pH, DBO, DQO, TSS, aceites y grasas y temperatura. El tiempo óptimo de remoción de Pistia stratiotes fue de 7 días y de Eichhornia crassipes a los 14 días.

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El agua es el recurso natural más valioso de la tierra, sin ella no existiría vida. Alrededor del 71% de la corteza terrestre está cubierta por agua. A pesar de ser tan abundante, solo un reducido porcentaje es utilizable para el consumo humano. Si se quisiera describir el término “consumo humano”, se diría que es el uso del agua para el contacto con los seres humanos. El término es muy amplio ya que al considerar contacto humano se refiere a beber el agua, utilizarla para la limpieza de alimentos, limpieza de materiales, entre otras actividades. El agua es un recurso muy cuidadoso, a pesar de ello se desperdicia este líquido vital en actividades rutinarias con menor importancia y no se cuida que el ciclo regular de ésta llegue a completarse adecuadamente, por lo que cada vez se va reduciendo el volumen de agua potable. Se está viviendo una época crucial donde el correcto y racional uso del agua podría cambiar el curso de la vida de las personas dentro de los próximos años. El Perú es un país que tiene la suerte de contar con agua subterránea que proporciona y llega a satisfacer una considerable cantidad de personas con este vital líquido. Además, el precio del agua es económicamente reducido con respecto a muchos países, ésta puede ser una de las razones por las que no se sabe emplear de manera correcta y consciente el agua. En el Perú no se ha logrado solucionar el tema de la obstrucción del ciclo correcto de utilización del agua, debido a que el agua debe pasar por procesos de tratamiento después de ser empleada, para finalmente destinarla por efluentes adecuados hacia sus orígenes. En algunos lugares se han centrado solo en almacenar aguas residuales domésticas que producen no solo problemas de salud, sino también en el medio ambiente y una falta de control operacional por las entidades prestadoras de agua. En el presente trabajo se dará un alcance de la situación real del Perú en el tema de saneamiento. Se plantearán vías para la reutilización del agua y se buscará mediante una estructura de investigación alternativas de soluciones viables y rentables en el Perú. Las soluciones no solo tendrán como fondo principal el uso racional del agua sino brindar calidad de vida en urbanizaciones sostenibles a las personas.

El tratamiento de aguas residuales es un problema que aqueja a todo el mundo, dependiendo del lugar en mayor o menor medida, siendo Lambayeque el lugar de estudio de la presente tesis, se puede demostrar la evidente dificultad en el proceso ya mencionado. Es así como el documento en cuestión pretende dar una posible solución a la dificultad ya descrita, proponiendo el uso de Salvinia y Chlorella Vulgaris para mejorar la calidad de las aguas residuales en parámetros específicos como son el DBO, DQO, Ph, SST, contenido de cobre, contenido de zinc y coliformes fecales. Utilizando muestras de dos PTAR’s de la región, las cuales son la PTAR de Ferreñafe y la PTAR de Pimentel; se realizaron las aplicaciones de Salvinia, Chlorella Vulgaris y de Salvinia + Chlorella Vulgaris a cada muestra recolectada, obteniendo resultados favorables, concluyendo así que el tratamiento propuesto y ejecutado además de ser eco amigable y económico también es eficiente, confirmando la hipótesis planteada dentro de este escrito. / Wastewater treatment is a problem that afflicts everyone, depending on the place to a greater or lesser extent, being Lambayeque the place of study of this thesis, the evident difficulty in the aforementioned process can be demonstrated. Thus, the document in question intends to provide a possible solution to the difficulty already described, proposing the use of Salvinia and Chlorella Vulgaris to improve the quality of wastewater in specific parameters such as BOD, COD, pH, TSS, copper content, zinc content and fecal coliforms. Using samples from two WWTPs in the region, the Ferreñafe WWTP and the Pimentel WWTP, Salvinia, Chlorella Vulgaris and Salvinia + Chlorella Vulgaris were applied to each sample collected, obtaining favorable results, thus concluding that the proposed and implemented treatment is not only eco-friendly and economical but also efficient, confirming the hypothesis put forward in this paper.

En la presente tesis se efectuó la evaluación de un problema social relevante, a partir del problema identificado se procedió a desarrollar una solución. Es así que mediante la aplicación de diferentes metodologías y herramientas como lean startup se procedió a desarrollar un modelo de negocio sostenible el cual aborda dicho problema social relevante identificado. El modelo de negocio a desarrollar posee por nombre Puquio Más dicho nombre posee un vocablo en quechua que significa: “ manantial de agua que brota de la tierra”, que es lo que se busca transmitir, ya que el proyecto consiste en la ejecución de plantas de tratamiento de aguas residuales (PTAR), la cual recibirá las aguas residuales de diferentes fuentes como duchas, lavaderos de manos, lavaderos de ropa, lavadoras y la transformara en agua reutilizable para poder regar las áreas verdes de las edificaciones, adicionalmente a esto la infraestructura de la PTAR no se basará en solo tanques de forma estructural, por el contrario se concibe como una estructura que va formar parte del paisajismo o área verde de la edificación, de tal forma que sea amigable con el entorno visual y acompañe el diseño arquitectónico. El modelo de negocio planteado fue sometido a pruebas de deseabilidad, mediante la cual se plantearon dos hipótesis y las mismas fueron validadas a través de cuestionarios efectuados a diferentes usuarios. En referencia a la hipótesis N.° 1 el resultado obtenido fue que el 75% de los encuestados que son personas que trabajan en empresas inmobiliarias de Lima metropolitana y provincia estarían dispuestas a invertir en una PTAR. Con respecto a la segunda hipótesis el 100% de las personas encuestadas consideran razonable el precio establecido. Adicionalmente, Puquio más es un proyecto que cubre la ODS N°6 con un índice de relevancia social (IRS) del 33.33%. Por otro lado dicho proyecto genera un VAN promedio de S/ 4,231,893 con una inversión inicial de S/500,000 y un VAN social US$ 7,180,469. / In the present thesis the evaluation of a relevant social problem was carried out, From this starting point we proceed to develop a solution. Applying different methodologies and tools like Lean startup we develop a sustainable business model, which is ment to solve the social relevant problem identified. The name assigned to the business model in development is Puquio mas. This name carries within it a word in Quechua that means: “ water spring that flows from the earth”, and that is the scene that we want to transfer to the public. Because the project is about the execution of wastewater treatment plants (WWTP). Which receive wastewater from different sources such as showers, hand washing, laundry facilities, washing machines, transforming this into a reusable water in order to irrigate the green areas of the building in addition to this, the structure of the WWTP will not be based on septic tanks and cisterns, on the contrary, it is conceived as a structure that will be on the surface and will form part of the green area of the building., in such a way that it is visually friendly to the environment and attaches to the architectural design. The proposed business model was subjected to desirability tests, and in this desirability test we state two hypotheses, and those were validated through a questionnaire made to different users. In reference to the first hypotheses the result obtained was: 75% of the respondents who are people working in real estate enterprises from Lima and other province would want to invest in the purchase of a WWTP. Regarding the second hypotheses, the price established is reasonable according to the 100% of the people surveyed. Additionally, Puquio mas is a project covering the object number 6 from the Sustainable Development Goals from the ONU, witn a social relevance index (SRI) of 33.33%. On the other hand the project has a NPV of S/ 4,763,827 with a starting investment of S/500,000 and a social NPV of S/ 11,238,176.

Como consecuencia del incremento de los problemas de eutrofización en ríos, lagos y costas, se ha producido en las últimas décadas un notable aumento del interés por la eliminación de nutrientes en las aguas residuales previamente a su vertido en los sistemas naturales. Inicialmente, la eliminación de la materia orgánica y el nitrógeno presente en el agua residual se realizaba por medio de procesos biológicos mientras que el fósforo se eliminaba mediante procesos químicos. Sin embargo, las ventajas que presenta la eliminación biológica de fósforo han contribuido a que gradualmente este proceso haya sido implantado cada vez en más estaciones depuradoras de aguas residuales (EDARs). El control de un proceso tan complejo como es el tratamiento de las aguas residuales con eliminación biológica de fósforo, exige conocer las variables de calidad que definen la eficacia del mismo (concentración de ortofosfatos, de amonio, demanda química de oxígeno, ...). Los métodos existentes para la medición de estas variables en tiempo real suponen fuertes inversiones y elevados costes de mantenimiento. Por otro lado, existen otras variables (variables de proceso: pH, conductividad, ...) que se pueden medir en tiempo real por medio de sensores robustos, de bajo coste y que requieren poco mantenimiento, pero que no suministran de forma directa información del funcionamiento del proceso. El elevado número de variables de proceso que actualmente se registran en tiempo real en EDARs modernas, hace necesaria la utilización de técnicas que permitan extraer la información contenida en la gran cantidad de datos registrados. El objetivo principal de la presente tesis ha sido estudiar las posibilidades de utilización de las variables de proceso para obtener información acerca de la evolución de las variables de calidad, así como sobre la evolución del proceso a lo largo del tiempo, mediante la aplicación de métodos estadísticos multivariantes. De esta forma, se pretende detectar cualquier ano / Aguado García, D. (2005). Aplicación de métodos estadísticos multivariantes para la modelación y la monitorización de un reactor discontinuo secuencial para el tratamiento de aguas residuales [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/1910

El objetivo principal de la presente investigación es la generación de la información necesaria para el diseño de un biosistema integrado que utilice macrófitas para el postratamiento de las aguas mieles del café, buscando que sus efluentes generen el menor impacto negativo posible sobre el ecosistema acuático cafetero, presentando alternativas viables, desde el punto de vista técnico, económico, ambiental y social, para la adecuada disposición de la biomasa generada durante el proceso de depuración. En un primer ensayo, que constó de 18 tratamientos, se determinó el efecto de la concentración, en términos de DQO, de las aguas mieles del café tratadas mediante digestión anaerobia sobre el desempeño de sistemas acuáticos de tratamiento, a escala de mesocosmos, sembrados con las especies flotantes Eichhornia crassipes, Pistia stratiotes, Salvinia auriculata y la especie emergente Typha angustifolia, evaluando la remoción de los parámetros físico-químicos DQO, DBO5, ST, SST, NT, PT, K, S y del grupo de bacterias Coliformes. En un segundo ensayo, que constó de 24 tratamientos, se determinó el efecto de la carga orgánica de los efluentes de los sistemas anaerobios de tratamiento de las aguas mieles del café sobre el desempeño de sistemas acuáticos de tratamiento, sembrados con las mismas especies de plantas y determinando los mismos parámetros de remoción evaluados en el ensayo 1. Considerando el desempeño de las 4 especies acuáticas en la remoción de los parámetros DBO5, SST, NT, PT y K (medida como mg/m2-d) en los 2 ensayos evaluados, se determinó que la mejor especie para el postratamiento de las aguas mieles del café fue E. crassipes, seguida de P. stratiotes, T. angustifolia y S. auriculata. En un tercer ensayo, se evaluó el efecto del monocultivo vs la combinación de especies, en sistemas acuáticos para el postratamiento de las aguas mieles del café. / Rodríguez Valencia, N. (2009). Estudio de un biosistema integrado para el postratamiento de las aguas residuales del café utilizando macrófitas acuáticas [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/4342