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Evaluación de un tratamiento para mejorar la calidad del agua utilizada para riego en la Sabana occidental de Cundinamarca

Cubides Guerrero, Pablo Andres (2018) Evaluación de un tratamiento para mejorar la calidad del agua utilizada para riego en la Sabana occidental de Cundinamarca. Maestría thesis, Universidad Nacional de Colombia - Sede Bogotá.

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Resumen

En el presente trabajo se caracterizó y analizó el agua usada para riego en la sabana occidental de Cundinamarca, en la zona de la Ramada, evaluando parámetros como DBO, DQO, Oxígeno disuelto, conductividad, coliformes totales y coliformes fecales, mediante muestreos realizados por el laboratorio de ingeniería ambiental de la Universidad Nacional de Colombia, también se utilizaron datos suministrados por la Corporación autónoma regional de Cundinamarca (CAR) de muestreos realizados por ellos. Los resultados muestran que la contaminación por Coliformes totales sigue siendo el principal problema. En 10 sitios de muestreo, con el apoyo del Instituto de Plaguicidas y Aguas, IUPA, de la Universidad Jaume I de Castellón, España I se realizó la medición de contaminantes emergentes por uso combinado de Cromatografía líquida-espectrometría de masas (LC-MS/MS). Se analizaron 28 medicamentos, de los cuales 14 compuestos están presentes en alguno de los sitios evaluados. En todos los sitios de muestreo se encontró claritromicina, carbamazepina, losartán, y llama la atención la presencia de azitromicina en 9 de los 10 sitios evaluados, en concentraciones superiores a los 2 ug / L. Otro aspecto importante por resaltar es que en los sitios donde se identifican descargas de aguas residuales domésticas, es donde se encontró el mayor número de medicamentos. Teniendo en cuenta este panorama se estudiaron distintos métodos de tratamiento y combinaciones entre estos. Los métodos evaluados fueron floculación, coagulación, adsorción y fotocatálisis, primero usando tartrazina como molécula modelo, luego en las mejores condiciones experimentales, obtenidas para la molécula modelo, se comprobaron los resultados con agua real de la zona, estos resultados mostraron que el tratamiento de floculación-coagulación seguido de fotocatálisis es una opción viable de tratamiento para estas aguas usadas para riego. Los resultados de las pruebas mostraron que los métodos tradicionales de tratamiento, adsorción y floculación no superan el 70% de remoción de tartrazina en las condiciones óptimas encontradas, mientras que la fotocatálisis permite alcanzar porcentajes de remoción del 100% para tiempos cortos de reacción con UV (<5 min) y con pequeñas cantidades de H2O2 marca Merck (<1 mL al 50% v/v) en 200 mL de solución de tartrazina. Por eso se considera que este último método es una técnica con buen potencial para tratar tartrazina y otros contaminantes emergentes en aguas. Con los resultados obtenidos para la tartrazina se evaluaron estos tratamientos para las aguas provenientes de la Ramada. Primero se le realizó el ensayo de test de jarras con cloruro férrico y con sulfato de aluminio y se determinó que para este caso el mejor coagulante teniendo como parámetro de referencia la turbiedad fue el cloruro férrico en una dosis de 0,14 g / L, al efluente se le realizó un proceso adicional de adsorción usando 15 g L de carbón activado. A una serie de muestras, luego de ser tratadas con cloruro férrico se les hizo diferentes ensayos con fotocatálisis. Al primer ensayo se le añadió 0,1 ml de H2O2, 1 g de catalizador ilmenita y se dejó en la lámpara con luz UV-B; en el segundo ensayo se repitió el ensayo anterior, pero sin catalizador, dejando una hora en luz UV – B; al tercer ensayo se le añadió 0,1 ml de H2O2, 1 g de catalizador ilmenita y se dejó en la lámpara con luz UV-B 1 minuto. En el cuarto ensayo se usó 0,3 ml de H2O2, 0,1 g de Ilmenita y se dejó en la lámpara UV - C por 1 hora y se usó un vaso de cuarzo en el proceso. En el quinto ensayo se realizó el mismo proceso que el proceso anterior, pero se usó un agua que además de floculación se realizó adsorción con carbón activado. En el último ensayo se realizó en un vaso de vidrio, se añadieron 3 ml de H2O2, 1 gramo de ilmenita y se usó lámpara UV-C por un minuto y luz solar por una hora. Los resultados muestran que la fotocatálisis elimino la mayoría de los contaminantes analizados a excepción de la azitromicina. Por lo cual se realizó un diseño experimental para encontrar las condiciones más adecuadas entre las evaluadas., Abstract: In the present work the water used for irrigation, in the western Cundinamarca savannah, were analyses, specifically in the Ramada, evaluating parameters such as BOD, COD, Dissolved Oxygen, conductivity, total coliforms, and fecal coliforms. The sampling was done by Laboratory de environmental engineering of the Universidad Nacional de Colombia, also was used sampling data supplied by the Corporación Autonoma de Regional de Cundinamarca (CAR). The results show that total coliform contamination is the main problem. In 10 of these points, with the support of the Institute of Pesticides and Water, IUPA, of the Jaume I University of Castellón, Spain, the determination of emerging contaminants was performed by combined use of GC-TOF MS and LC-TOF MS. 28 drugs were analyzed, 14 compounds of them are present in all the sites evaluated. Clarithromycin, carbamazepine and losartan were found in all the sampling sites, and the presence of azithromycin in 9 of the 10 evaluated sites was notable, in concentrations higher than 2 µg/L. Another important aspect to be highlighted is that in the sites where domestic wastewater was discharge, it is where the greatest number of medicines was found. According this scenario, was studied different treatment methods and combinations among these, the evaluated methods were: i) flocculation/coagulation, ii) adsorption and iii) photocatalysis. First, using a model molecule (tartrazine) and then the best operational results were check with real water obtained from the zone, these results showed that flocculation/coagulation treatment would be a viable treatment option for the waters used for irrigation. The experimental results showed that the traditional methods of treatment, adsorption and flocculation, do not exceed 70% of tartrazine removal under the best conditions found, while the photocatalysis process allows to achieve 100% removal percentages for short reaction times with UV (<5 min) and with small amounts H2O2 (<1 mL) in 200 mL of tartrazine solution. Therefore, it is considered that the photocatalysis process is a technique with good potential to treat tartrazine and other emerging contaminants in water. With the results obtained for tartrazine, these treatments were evaluated for the waters from the Ramada. First, the jar test was carried out with ferric chloride and aluminum sulphate and it was determined that for this case the best coagulant with turbidity as the reference parameter was ferric chloride in a dose of 0,14 g / L The effluent was exposed to an additional adsorption process using 15 g / L of activated carbon. A series of samples, after being treated with ferric chloride were treated with photocatalysis. To the first test was added 0,1 ml of H2O2, 1 g of ilmenite catalyst and was left in the lamp with UV-B light; in the second test the previous test was repeated, but without catalyst, leaving two hours in UV-B light; to the third test was added 0,1 ml of H2O2, 1 g of ilmenite catalyst and left in the lamp with UV-B light for 1 minute. In the fourth test 0,3 ml of H2O2, 0,1 g of Ilmenite was used and left in the UV-C lamp for 1 hour and a quartz beaker was used in the process. In the fifth test, the same process as the process before was carried out, but adsorption was carried out with activated, in addition to flocculation, carbon. In the last test, it was carried out in a glass beaker, 3 ml of H2O2, 1 gram of ilmenite were added, and UV-C lamp was used for one minute and sunlight for one hours. The results show that photocatalysis eliminated most of the pollutants analyzed except for azithromycin.

Tipo de documento:Tesis/trabajos de grado - Thesis (Maestría)
Colaborador / Asesor:Bustos López, Martha Cristina and Ramirez Franco, José Herney
Información adicional:Magíster en Ingeniería Ambiental. Línea de Investigación: Contaminantes Emergentes.
Palabras clave:Agua para riego, Coliformes totales, Contaminantes emergentes, Tratamiento de aguas residuales, Tartrazina, Adsorción, Fotocatálisis, Floculación y coagulación, Irrigation Water, BOD, COD, Total coliforms, Antibiotics, Tartrazine, Adsorption, Photocatalysis, Flocculation and coagulation
Temática:6 Tecnología (ciencias aplicadas) / Technology > 62 Ingeniería y operaciones afines / Engineering
6 Tecnología (ciencias aplicadas) / Technology > 63 Agricultura y tecnologías relacionadas / Agriculture
Unidad administrativa:Sede Bogotá > Facultad de Ingeniería > Departamento de Ingeniería Química y Ambiental
Código ID:70070
Enviado por : MCs Pablo Cubides
Enviado el día :28 Noviembre 2018 13:01
Ultima modificación:28 Noviembre 2018 13:01
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