Análisis y experimentación de Sistemas de Depuración Natural (SDN) aplicados en efluentes industriales de cerveza en Mozambique

Abstract

La urbanización y el desarrollo industrial han aumentado considerablemente la producción de aguas residuales de distintas fuentes, así como sus características. Los estudios demuestran que la combinación de aguas residuales no tratadas con otras fuentes de agua pone en peligro la salud ambiental, por lo que es imperativo caracterizar las aguas residuales y adoptar la tecnología de tratamiento de aguas residuales como medio de mitigación. En el contexto de los requisitos de tratamiento de aguas residuales, se están utilizando diversas tecnologías, que requieren alternativas que demuestren eficiencia, sostenibilidad, bajos costes de implantación y mantenimiento, menor consumo de energía y facilidad de manejo. En vista de lo anterior, los requisitos de los sistemas de tratamiento de aguas residuales exigen la elección de la mejor alternativa para los sistemas naturales de depuración de aguas residuales. Para el desarrollo y consecución de los objetivos de este trabajo se dio prioridad a la definición de los temas y a la elaboración de los diferentes artículos científicos que finalmente se materializaron y recopilaron. El objetivo principal del trabajo fue desarrollar temas y enfoques para los estudios de tratamiento de aguas y de evaluación del ciclo de vida, para lo cual se llevó a cabo en primer lugar el proceso de caracterización del agua bruta con el fin de obtener los requisitos para identificar un sistema óptimo de tratamiento. El proceso de caracterización de las aguas residuales comenzó con visitas periódicas a una cervecería mozambiqueña concreta para conocer las distintas actividades que producen las aguas residuales y recoger muestras que luego se analizaron en el Laboratorio de Aguas de la Universidad Zambeze - Facultad de Ciencia y Tecnología de Mozambique. Las aguas residuales de las cervecerías son característicamente complejas y plantean un reto a los ingenieros medioambientales en su búsqueda de tratamiento y reutilización. Entre varios estudios, se idealizó el uso de la semilla de Moringa oleífera como coagulante y posteriormente se comprobó su eficacia de eliminación. Demostró ser eficaz en la eliminación del agua y se recomendó para su tratamiento. También se estudiaron varias tecnologías de depuración natural y posteriormente se analizó el ciclo de vida del sistema. Teniendo en cuenta que cualquier implantación de un determinado sistema de tratamiento de aguas requiere estudios sobre la identificación de la etapa crítica en relación con la que contribuye a la degradación del medio ambiente, el trabajo también incluyó la elaboración de un artículo sobre el ciclo de vida de un sistema que acabó identificando la etapa que más contribuye a la emisión de sustancias nocivas para la salud ambiental. Del mismo modo, utilizando el diagrama de Pareto, fue posible optimizar el uso de los recursos existentes en una determinada planta de tratamiento de agua de mar.

Urbanization and industrial development have significantly increased the production of wastewater from various sources and characteristics. Studies indicate that the combination of untreated wastewater with that from other receiving water sources endangers environmental health. In this circumstance, it is imperative to characterize wastewater and adopt treatment technology as a form of mitigation. In this context of wastewater treatment requirements, several technologies are being used, requiring alternatives that demonstrate efficiency, sustainability, low implementation and maintenance costs, lower energy consumption and ease of handling. Given the listed points of need regarding the wastewater treatment system, it is necessary to choose the best alternative for natural wastewater purification systems. In order to develop and achieve the objectives of this present work, priority was given to defining the themes and preparing the different scientific articles that had finally materialized and compiled. The main objective of the work was to develop materials and approaches for water treatment and life cycle assessment studies, whereby the process of characterizing raw water was first carried out to obtain requirements for identifying an optimal treatment system. The process of characterizing the wastewater was preceded by regular visits to a certain Mozambican brewery with the aim of understanding the different activities that produce wastewater and collecting samples which were later analyzed in the Water Laboratory of the Zambeze University – Faculty of Science and Technology in Mozambique. In characteristic terms, the wastewater from the brewery is complex and poses a challenge for environmental engineers in the search for treatment and reuse. Among several studies, the use of Moringa Oleifera seed as a coagulant was idealized, where its efficiency in removal was subsequently verified. Where it proved to be efficient in removal and recommended in water treatment. Several natural purification technologies were also studied, and an analysis was subsequently made regarding the life cycle of the system. Considering that any implementation of a given water treatment system requires studies on the identification of the critical stage related to the contributor to environmental degradation, the work also included the development of an article regarding the life cycle of a system where the phase that contributes most to the emission of substances harmful to environmental health was eventually identified. In the same view, it was possible to optimize the use of existing resources in each seawater treatment plant based on the Pareto diagram.