EVALUACION FISICA – QUIMICA Y BIOLOGICA DEL DESARROLLO DE LAS LAGUNAS DUCKWEED EN EL TRATAMIENTO DE LAS AGUAS RESIDUALES DOMESTICAS DE LA TRONCAL.

OBJETIVO Cuantificar y evaluar experimentalmente a escala semipiloto bajo condiciones ambientales de temperatura, lluvia y radiación solar, las características físicoquímicas; la eficiencia de remoción de materia orgánica (DBO) y sólidos suspendidos totales; y la reproducción y el contenido proteínico de las Lentejas de agua (Duckweed) desarrolladas en lagunas Duckweed, y además, investigar los usos actuales de esta planta.

LENTEJA DE AGUA, DUCKWEED O SPIRODELA POLYRAHIZA.

CARACTERISTICAS DE LA LENTEJA DE AGUA • La “Lenteja de agua” o Duckweed, es el nombre común de una pequeña planta acuática que flota libre sobre las superficies de aguas estancadas salobres o frescas; pertenece a la familia de la Lemnaceae, de la cual existen alrededor de 40 especies.

CARACTERISTICAS DE LA LENTEJA DE AGUA

• La estructura de la Lenteja de agua consiste en pequeñas hojas delgadas, de forma redonda, agrupadas en frondas y una raíz no ramificada. Mientras las frondas se mantienen en la superficie del agua, la raíz inmersa en esta, da la estabilidad impidiendo que esta se pueda girar como consecuencia del viento.

LEMNA MINOR

CARACTERISTICAS DE LA LENTEJA DE AGUA • Las Lentejas de agua asimilan los nutrientes que se liberan en la descomposición de la M.O. presente en las A.R., tiene una gran capacidad de crecimiento y un alto contenido de proteína vegetal. • Las Lentejas de agua son alternativas de tratamiento baratas y de fácil aplicación.

USOS DE LA LENTEJA DE AGUA • La Lenteja de agua tiene una combinación de diferentes aminoácidos, enzimas y vitaminas que la hacen una mejor fuente de alimento que muchos otros vegetales usados en la alimentación animal.

USOS DE LA LENTEJA DE AGUA •

Puede servir como fertilizante por su alto contenido de nitrógeno y si es cultivada en ARD, donde el contenido de metales pesados y tóxicos es bajo, puede usarse en la producción de fertilizantes agrícolas de muy buena calidad a través del compostaje .

USOS DE LA LENTEJA DE AGUA • Experiencias combinadas con piscicultura han dado un aumento en la producción de peces (Edwards, 1996). • En algunas partes de Asia son cultivadas en aguas poco profundas como alimento para pollos, patos y caracol comestible (Pescod, 1991).

USOS DE LA LENTEJA DE AGUA • Las plantas acuáticas han sido utilizadas para el tto de AR en pantanos naturales o artificiales, donde dichas plantas proliferan considerablemente (Giersberg, 1986).

• Y en el tto de AR con tratamiento primario o secundario, efluente de estanques piscícolas, aguas de riego, etc.

USOS DE LA LENTEJA DE AGUA • La Lemna Minor cultivada en efluentes municipales, ha sido utilizada como alimento animal. ( 40% de proteína). Culley, 1981. • También ha sido cultivada en efluentes de digestión anaerobia de excretas cerdo, para ser reciclada como fuente de proteína en la alimentación animal. Olguín, 1985.

CARACTERISTICAS GENERALES DEL PROYECTO • Ubicación: Planta de tto de ARD de La Troncal • Clima: Tropical - 25ºC Pluviosidad media anual 2000mm Altitudes de 80 a 100 msnm • Población: 5.000 habitantes • Extensión territorial: 320 km² • Sistema: Est. Bombeo - LA - LF - LM (60 l/s)

PLANTA SEMIPILOTO

Unidad Experimental Especie: Lemna Minor Cap. Tanque almacenamiento: 70 litros Cap. Reactores: 265 litros, 58 cm diámetro Afluente: Agua residual cruda Caudal: 600ml/minuto Nivel de agua en reactor: 70 cms Densidad de Lemna: 700 gm/m² Período de aclimatación: 45 días TRH: 5 horas por reactor, total 15 horas

PLANTA SEMIPILOTO Tanque de Almacenamiento

Afluente

Efluente

METODOLOGIA Se evaluó las características físicoquímicas como pH, temperatura y conductividad; se evaluó la eficiencia remocional de materia orgánica (DBO) y de sólidos suspendidos totales; y la reproducción y composición de la Lenteja de agua.

ANÁLISIS DE RESULTADOS Promedios de pH

Promedios de la Temperatura

6,65

31

6,60

Temperatura (ºC)

6,55

pH

6,50 6,45 6,40 6,35 6,30

30 29 28

6,25

27

6,20 1

2 # de reactor

3

1

2 # de reactores

Se realizaron mediciones en sitio a 5 cms de profundidad del nivel del agua, para los perfiles longitudinales de pH y temperatura.

3

ANÁLISIS DE RESULTADOS Promedios de la conductividad

Conductividad (uS/cm)

450 425 400 375 350 325 300 275 250 1

2

3

# de reactor

Se tomaron muestras puntuales en el afluente y efluente para determinar la eficiencia de remoción.

ANÁLISIS DE RESULTADOS Eficiencia de remoción de DB0 82

64

100 80 % de Eficiencia

60 40 20 0 1

2

Fechas de muestreo

ANÁLISIS DE RESULTADOS Eficiencia de remoción de Sólidos suspendidos. 67

47

80 60 % de 40 Eficiencia 20 0 1

2

Fechas de muestreo

ANÁLISIS DE RESULTADOS Fechas por cosecha 17/01/01 21/01/02 26/01/02 30/01/02 4/02/02 8/02/02 13/02/02 17/02/02 21/02/02 25/02/02

Producción de Lenteja de Agua (g/m² * día) Reactor 1 Reactor 2 Reactor 3 130,88 51,23 45,53 106,69 27,96 55,89 104 60,28 52,78 77,14

34,67 30,85 25,59 84,76 92,71 28,45 42,6 33,26 57,86 94,4

10,05 27,03 16,42 117,3 25,36 20,1 154,01 24,77 13,29 147,18

ANÁLISIS DE RESULTADOS ALIMENTO

COMPOSICIÓN DE ALIMENTOS Proteína

(%) Lípidos Fibra

Fósforo

Alfalfa

20

3.5

21

0.27

Césped Bermuda

14

2

28

0.20

8.8

3.8

2.5

0.25

9

2.5

2.7

0.27

40

18

5

0.58

14.5

3

11

1.15

31.19

5.58

8.22

1.44

Choclo Maíz Milo Soya Trigo Lenteja de agua

ANÁLISIS DE RESULTADOS Composición de la Lenteja de agua

11.75

Proteína

1.44 31.19

14.45 8.22

Lípidos Fibra Cenizas Humedad

5.58

Fósforo

ANÁLISIS DE RESULTADOS Diferentes alimentos usados como comida animal

Choclo Maiz

35

Césped Bermuda Trigo

30

Alfalfa

Porcentaje de proteína (%)

40

25

Lenteja de Agua Soya

20 15 10 5 0 1

2

3

4

5

6

7

CONCLUSIONES • En el pH no se encontró diferencias considerables entre los tres reactores del sistema. Los valores medios están dentro de los rangos reportados por la literatura de 4,5 a 7,5. • La temperatura no presento diferencias significativas. Los valores reportados son los adecuados para el desarrollo de la vida biológica en sistemas de tto de AR y para el crecimiento de las Lentejas de agua.

CONCLUSIONES •Los valores de alcalinidad del sistema mostraron capacidad amortiguadora, lo que se manifiesta en el comportamiento estable del pH. •El contenido de materia orgánica en términos de DBO, presentó reducciones importantes, la eficiencia promedio de remoción de DBO del sistema fue 73%.

CONCLUSIONES

• El sistema tuvo buena producción de biomasa, el promedio fue de 60 gm/m²*día, comparable con los reportados en la literatura por Sutton y Oron, 1975; Skillicom, 1993; Edwards, 1992; Alaerts, 1996 y Espinoza, 1998. • Por su composición, la Lemna Minor puede ser usada como alimento animal, reporto un contenido proteico superior al 31% y buenos porcentajes de fibra y fósforo.

RECOMENDACIONES • Desde el punto de vista económico, se debería incentivar el uso de estas tecnologías naturales, que contribuyen con la depuración del ambiente a bajo costo. Realizar investigaciones para: • Evaluar la remoción de patógenos en estos sistemas en condiciones tropicales, determinando el riesgo para la salud humana y animal.

RECOMENDACIONES • Estudiar la dinámica de los nutrientes (N y P) con el objetivo de mejorar la remoción de estos en un sistema de Lagunas Duckweed. • Estudiar la eficiencia de remoción de MO y SS en lagunas Duckweed reales, utilizando la Lemna Minor que es la planta acuática desarrollada en el sector.

RECOMENDACIONES • Evaluar la capacidad de absorción de toxinas y metales pesados en las Lentejas de agua. • Evaluar tecnologías de secado para la elaboración de la harina de Lenteja de agua.