Sistema de depuración de aguas residuales de origen ganaderohumedales artificiales

Abstract

Resumen de la tesis: El sector porcino es de gran importancia a nivel nacional, destacando la Región de Murcia como una de las mayores productoras. La producción intensiva de cerdo ha dado lugar a la generación de grandes cantidades de purín caracterizado por su riqueza en nutrientes como nitrógeno y fósforo entre otros. La forma más natural de eliminación de los purines que se generan en las granjas, es la incorporación directa al suelo agrícola, según las necesidades del cultivo y en una proporción adecuada para evitar problemas de contaminación por eutrofización de las aguas. Por tanto, su uso como fertilizante está limitado porque no todos los ganaderos tienen tierras de cultivo próximas a las granjas. El alto contenido de agua en los purines encarece y dificulta su manejo y transporte a largas distancias en busca de tierras arables. En esta tesis se propone un tratamiento de depuración de purines de cerdo como solución alternativa para aquellos ganaderos que no dispongan de suficientes tierras arables próximas. Concretamente se muestran los resultados de un estudio experimental que se llevó a cabo en el Centro Integrado de Formación y Experiencias Agrarias (CIFEA, Lorca) durante cinco años, donde el purín bruto procedente de una fosa subterránea de almacenamiento se sometió a la secuencia de un conjunto de tratamientos: separador de fases, aireación-espesador de fangos, decantación, humedales artificiales y balsa abierta de almacenamiento con microalgas. Además, se comprobó la eficiencia del uso de diferentes sustratos (una o dos capas de grava calcárea), el uso de diferentes densidades de plantación de Phragmites australis (0, 5 y 10 plantas/m2) y el uso de diferentes tiempos de retención hidráulica (1 semana-1 mes, 1-2 meses, 2-4 meses y >4 meses) en la remoción de contaminantes. Por último se ha evaluado si la estacionalidad o la longevidad del sistema influyen en la eficiencia de la depuración. A diferencia de la mayoría de los humedales artificiales usados por otros investigadores, estos humedales artificiales tienen la particularidad de trabajar por lotes, no a flujo continuo, adaptándose a las características del purín y por ello el proceso fue patentado (UPCT-IMIDA). La fase líquida depurada mediante el conjunto de tratamientos ha mostrado un descenso, en general, del 19% de la conductividad eléctrica, 89% de los sólidos totales en suspensión, 100% de los sólidos sedimentables, 90% de la demanda bioquímica de oxígeno en cinco días, 91% de la demanda química de oxígeno, 97% del fósforo total, 96% del cobre, 92% del zinc, 89% del nitrógeno total, 87% del nitrógeno amoniacal, 91% del nitrógeno orgánico, 21% del nitrato, 37% del bromuro, 4% del sulfato, 42% del calcio, 9% de las bacterias aerobias mesófilas, 78% de los coliformes totales, 70% de los coliformes fecales, 75% de los estreptococos fecales, y 100% de Salmonella, Shigella y Escherichia coli. No obstante, se ha observado un aumento del 36% del potencial redox, y diferentes incrementos de algunos cationes como cloruros, sodio, potasio y magnesio. Los tratamientos de separación mecánica eliminaron mayoritariamente los sólidos totales en suspensión, los sólidos sedimentables, la demanda bioquímica de oxígeno en cinco días, la demanda química de oxígeno, el fósforo total, el cobre y el zinc. En los humedales principalmente se eliminaron sólidos totales en suspensión, sólidos sedimentables, demanda bioquímica de oxígeno, demanda química de oxígeno, fósforo total, cobre, zinc, nitrógeno total, nitrógeno amoniacal, nitrógeno orgánico y microorganismos patógenos. El tratamiento de biorremediación por la acción de las microalgas, una de ellas identificada como Scenedesmus sp, eliminó cobre, zinc, nitrógeno total, nitrógeno amoniacal y fundamentalmente nitrato. Los humedales artificiales con sustrato de una sola capa de grava y de mayor densidad de plantación presentaron una mayor eficiencia de depuración. Además, interesará trabajar a tiempos de retención de entre 1 semana y 1 mes ya que este tiempo favorece una mayor reducción del nitrógeno total en el efluente, siendo éste el parámetro más restrictivo por la legislación para el uso del efluente en irrigación. En primavera se observaron las mayores eficiencias de eliminación de la mayoría de parámetros analizados en el purín. Finalmente, estos humedales artificiales después de 5 años de operación aún siguen funcionando eficientemente sin problemas de obstrucción, mostrando elevadas eficiencias de eliminación en la mayoría de los parámetros analizados.