1. Trabajos finales de graduación de grado
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Item Detoxificación de aguas residuales por medio de un biofiltro bioaumentado con Trametes versicolor(2023) Rodríguez Saravia, Sebastián; Rodríguez Rodríguez, Carlos EstebanItem Puesta en marcha de un prototipo para el tratamiento de aguas contaminadas con arsénico(V) mediante el uso de la planta Justicia pectoralis Jacq(2023) Romero Chacón, Rosaura María; Umaña Arias, Diego AndrésItem Uso de celdas de combustible microbiano con cátodo al aire para el tratamiento de aguas residuales del procesamiento del café(2020) Villegas Jiménez, José Ricardo; Fuentes Schweizer, PaolaEl principal impacto ambiental de la industria del café es la generación de alrededor de 8 L de agua residual (agua miel) por kg de café en grano, y el tratamiento de esta agua para una adecuada disposición final representa un 6,3 % del costo total del beneficiado de café. En un esfuerzo para buscar opciones de tratamiento, en el presente trabajo, se plantea el uso de Celdas de Combustible Microbiano (CCM) con cátodo al aire debido a su característica dual: tratamiento de residuos y generación de energía. El rendimiento de las CCM está detenninado por varios factores como los electrodos y el tipo de sustrato. Con el propósito de desarrollar celdas más eficientes se han investigado diferentes configuraciones y modificaciones. La configuración con cátodo al aire mejora su desempeño al disminuir la resistencia interna, ya que el cátodo está expuesto a la atmósfera y permite el suministro directo de oxígeno. Se ha reportado la alimentación de estas celdas con aguas residuales de industrias lácteas, agrícolas, así como aguas negras domésticas. Esta investigación trabajó en la implementación del agua residual del procesamiento del café a un tratamiento con CCM. Se caracterizó fisicoquímicamente el sustrato y se deteminó que es rico en material lignocelulósico, lo que dificulta la degradación anaerobia de microorganismos electrógenos y a su vez la generación de corriente eléctrica. La relación C:N del agua residual del procesamiento del café se encuentra en el rango óptimo para el desarrollo de microorganismos que contribuyen a la degradación de materia orgánica. Si se considera el tratamiento actual de este residuo, de aspersión sobre pasto estrella, esta relación es baja en ténninos de valor nutricional para los suelos. Además, el pH ácido y la alta carga orgánica provocan que esta disposición pueda ser perjudicial. Se realizó un estudio preliminar de la ruta de transferencia electrónica a especies químicas...Item Evaluación de un biofiltro anaeróbico como tratamiento secundario de aguas residuales urbanas para una planta de tratamiento ubicada en Monteverde(2021) Jiménez Quesada, Junior Enrique; Bustamante Román, Mauricio JoséEn Costa Rica, para el año 2019, solo el 15% de las aguas residuales ordinarias fueron captadas por un sistema de alcantarillado sanitario para un debido tratamiento. Si bien la mayor parte del porcentaje restante utiliza algún tipo de tratamiento local, estos no siempre son suficientes. Dado el crecimiento poblacional de zonas rurales debido al desarrollo de localidades turísticas; en los últimos años se tiene un aumento en los volúmenes de aguas residuales generados. Ante esto, es importante el estudio de la adaptación de tecnologías no convencionales de operación y mantenimiento sencillo que faciliten su integración en la ciudadanía para enfrentar la problemática mencionada. Los filtros anaerobios de flujo ascendente (FAFA) son sistemas compactos de tratamiento biológico de aguas residuales con bajo consumo energético y alta eficiencia de remoción de materia orgánica, por esto, darlo a conocer es importante y se convierte en el tema central de la presente investigación. El presente proyecto consta del diseño de un FAFA para el tratamiento secundario de las aguas residuales generadas en una serie de poblados del cantón de Monteverde de Puntarenas, para un periodo de operación de 25 años. Para la toma de decisiones operativas y detalles de componentes del FAFA, se ensambló un prototipo a escala en el que se compararon los rendimientos bajo escenarios controlados con variaciones en los tiempos de retención hidráulicos (TRH) y en los materiales de soporte de capa fija con el fin de determinar las combinaciones que ofrezcan mayor eficiencia en la depuración de las aguas residuales. Se obtiene que el TRH es el parámetro de diseño más influyente en el rendimiento del filtro, al mantenerlo en el rango de 0,5 a 1 día con un material de capa fija plástica el FAFA ofrece reducciones del 88% en la demanda biológica de oxígeno (DBO), 89% en la demanda química de oxígeno (DQO) y superiores al 70% en sólidos volátiles...Item Determinación de los parámetros de un sistema de humedales artificiales de flujo subsuperficial vertical para la optimización del diseño de modelos de caja negra bajo condiciones tropicales(2020) Venegas Castillo, Johel Alberto; Aguilar Álvarez, Ronald EstebanA nivel mundial, el 56% de las extracciones de agua dulce son consideradas aguas residuales, de las cuales el 80% son liberadas al ambiente sin ningún tratamiento, provocando el deterioro de los ecosistemas y de la salud pública [1]. Los humedales artificiales son una alternativa accesible para el tratamiento de las aguas residuales y deben ser diseñados bajo parámetros asociados a la temperatura de la zona donde se implementarán. Por lo tanto, el objetivo de este estudio es establecer los parámetros de diseño de un sistema de humedales artificiales de flujo subsuperficial vertical (HFSSV) a escala de laboratorio bajo tres tratamientos mediante los modelos de caja negra de remoción de contaminantes en aguas residuales ordinarias para su optimización en zonas tropicales. El estudio se elaboró utilizando nueve HFSSV, tres por cada tratamiento (Neomarica gracilis (lirio), Heliconia psittacorum (heliconia) y control (sin plantas)). El sustrato de los humedales está compuesto por 3 capas de distinto espesor, de forma descendente: granito de río (0,1 m), piedra cuarta de origen volcánico (0,18 m) y piedra canto rodado (0,07 m). Además se establecieron los siguientes criterios de operación: 0,32 m2 de área, 0,35 m de profundidad, 3,22 g DQO/m2/d de carga orgánica, 3 l/d de caudal, 12,3% de porosidad promedio del sustrato, 9,31 mm/d de carga hidráulica y un tiempo de retención hidráulica de 2,1 días. El objetivo específico 1 consistió en estudiar el crecimiento y retención de nutrientes por parte de las plantas, donde se obtuvo un aumento en el número de hojas y de longitud de lámina foliar para las plantas madre del lirio, a diferencia de las heliconias que presentaron...Item Determinación de la eficiencia y constantes cinéticas de remoción de DQO de un consorcio microbiano eficiente para tratar aguas residuales contaminadas con hidrocarburos en condiciones aerobias(2019) Zamora Alfaro, Raúl; Vidal Rivera, Paola MarcelaEl objetivo de este estudio es la estimación mediante métodos experimentales de la constante cinética de remoción y máxima eficiencia de remoción de DQO en aguas residuales oleosas de Refinería Costarricense de Petróleo (RECOPE) utilizando cómo biomasa el inóculo biológico Environoc ® 101 de la empresa Biodyne Costa Rica. Conocer estas constantes, así como las variables involucradas en la degradación de hidrocarburos es importante tanto para la aplicación de la técnica llamada bioaumentación en remediación de contaminaciones por hidrocarburos, así como el diseño de unidades de tratamiento secundario para la industria. Un sistema de reactor aerobio fue utilizado para realizar las pruebas de actividad microbiana, el substrato fue agua cruda emulsificada proveniente de la entrada del API de RECOPE la garita, a esta se le aplicó bioeaumentación y bioestimulación para promover la degradación microbiana. Se controló el ambiente a una temperatura de 25° C y PH de entre 6.5-7.5, con aireación constante de 3 l/min para mantener el oxígeno disuelto por encima de 2mg/l. Se realizaron también pruebas con combustible no emulsificado para conocer mejor el proceso de degradación y la reacción de la biomasa. Se determinaron los parámetros fisicoquímicos el agua en estudio los cuales se encuentran en un rango esperado para el tipo de industria. También se determinaron las variables importantes, cómo oxígeno disuelto, edad del lodo, la forma en que se encuentran los microorganismos en el agua y su relación con la degradación de materia orgánica Partiendo de un DQO promedio de 541 mg/l se logró una remoción de 70.5% del DQO con una tasa cinética volumétrica de 139.7 mg/l*h de DQO, para una concentración promedio de sólidos volátiles de 648 mg/L, por lo que se estima una tasa específica de 5.17 g DQO/ g MLVSS. La mayor eficiencia de remoción fue alcanzada a los 3 días de tiempo de retención con una eficiencia...Item Evaluación de la temperatura, sólidos totales, nutrientes y tiempo de residencia en la degradación de aguas residuales originadas del despulpado de cartón reciclado con un tratamiento de biorremediación(2017) Cruz Cortés, Erika; Molina Córdoba, Manuel EnriqueEl objetivo de este proyecto es evaluar la temperatura, sólidos totales, nutrientes y tiempo de residencia en la degradación de aguas residuales originadas del despulpado de cartón reciclado con un tratamiento de biorremediación utilizando bacterias. En una primera etapa experimental utilizando un sistema ¿Batch¿, se obtuvo una constante de velocidad de degradación promedio de 0,0034 h-1, de 0,0055 h-1 y 0,0073 h-1 para temperaturas de 28°C, 35°C y 40°C respectivamente. En la segunda etapa experimental, se analizó mediante un diseño experimental 23 por duplicado la concentración de sólidos, la temperatura y la concentración de nutrientes, encontrándose que las dos últimas variables mencionadas son significativas; encontrándose que es mejor utilizar una temperatura de 35°C y una concentración de 5 ppm de la fuente de Fósforo y 5 ppm de la fuente de Nitrógeno. En una tercera etapa se realizaron tres ensayos experimentales utilizando un sistema continuo anaerobio-aerobio en serie con una carga orgánica inicial equivalente a un DQO de 3645mg/L y de 3750mg/L para el segundo y tercer ensayo. El sistema se utilizó con un tiempo de residencia de 20,83 horas y una temperatura de 35°C, en el cual se midió el DQO, el DBO (5,20°C) y la producción de biogás entre 24 y 72 h en condiciones de estado estacionario a la salida de cada uno de los reactores. Respecto al DQO se determinó una constante de degradación promedio de 0,0034 h-1 para el reactor anaerobio y de 0,0064 h-1 para el reactor aerobio y, respecto al DBO se determinó un valor para la constante de degradación promedio de 0,311 h-1. Con las variables utilizadas en los experimentos la DQO genero resultados superiores a los indicados en la normativa nacional por lo cual en siguientes experimentos se deben hacer pruebas variando el procedimiento de inoculación bacteriana, las cantidades tanto de microorganismos, nutrientes y tiempo de residencia.Item Evaluación de la capacidad de cepas de cianobacterias (Cyanophyta) en la remoción de agroquímicos utilizados en la industria piñera de Costa Rica(2017) Brenes Guillén, Laura; Uribe Lorío, Lorena; Fuentes Schweizer, PaolaItem Propuesta tecnológica para la reactivación de la planta de tratamiento de efluentes de la Fábrica Nacional de Licores(2015) Luna Bonilla, Marco Vinicio,; Molina Córdoba, Manuel EnriqueEl objetivo del presente proyecto es generar las bases tecnológicas para la reactivación de la planta de tratamiento de aguas residuales de la Fábrica Nacional de Licores. Se realizó una investigación sobre el diseño original de la planta de tratamiento de efluentes de FANAL para determinar los parámetros establecidos inicialmente para el tratamiento de los desechos líquidos. Se determinó que el diseño original de la planta de tratamiento no cuenta con la tecnología requerida para poder metabolizar la carga orgánica generada por la destilería ya que se consideró un efluente con una carga orgánica máxima de 60000 mg/L de DQO. De acuerdo con los datos investigados sobre la cantidad de contaminación presente en las vinazas, es posible obtener valores de DQO entre (80000-120000) mg/L por lo que el diseño original de la planta de tratamiento no resulta adecuado para metabolizar la carga orgánica tan alta presente en la vinaza. Además la tecnología presente en la planta actualmente es obsoleta o inexistente. Posteriormente se realizó el diseño de una planta piloto de tratamiento de vinazas con el objetivo de evaluar la metabolización de la carga orgánica con los reactores anaeróbicos y la laguna aeróbica existente en la planta de tratamiento de FANAL. Para este diseño se consideró como factor de escalamiento el tiempo de retención hidráulica del efluente en cada una de las etapas del tratamiento biológico de la planta. La capacidad establecida para los reactores UASB resultó de 0,098 m3 y la capacidad para la etapa aeróbica resultó de 0,179 m3. Se realizó un análisis experimental para determinar la reducción de la carga orgánica que se puede obtener luego de la etapa biológica de la planta de tratamiento de efluentes de FANAL. Se obtuvo vinaza por medio de fermentación, evaporación y acondicionamiento para posteriormente alimentar los reactores anaeróbicos de la planta piloto con un efluente con una carga orgánica...Item Evaluación de la viabilidad técnica para la utilización de un reactor del tipo U.A.S.B. en el tratamiento de aguas residuales de un beneficio(2004) Jaubert Calvo, Óscar Gerardo,; Chacón Scheidelaar, Michael HenryEl tratamiento y la solución de los problemas que ocasiona el manejo de las aguas residuales como las que proceden del beneficiado de café, encuentran una mejor y más viable solución parcial en el tratamiento anaerobio. Para poder manejar y estudiar de una forma sencilla el funcionamiento de los reactores anaerobios de aguas residuales se trabaja con modelos a escala, como el que se encuentra instalado en el laboratorio de Ingeniería Ambiental (U.C.R.) El análisis técnico se realiza con base en las observaciones y resultados de pruebas de laboratorio en cuanto a la remoción de DQO, para diferentes condiciones de operación. El diseño propuesto contempla la instalación de un reactor U.A.S.B., en el beneficio Coopedota R. L. El equipo se instalará en la segunda laguna anaerobia, de forma que esta actue como nivelador de carga y pH. La laguna aerobia se mantendrá en operación para que sirva como elemento para adecuar el efluente del reactor a las condiciones finales. El reactor se diseñó para un pico de cosecha de 1600ff y una carga contaminante total de 19 200 kg00ofm3 • El equipo se divide en cuatro modulos de 486m3 y con una velocidad de carga orgánica de 1Okg00ofdía m3• El costo del equipo instalado es de US$251 000, que se divide en la obra gris, tubería, bombas y el intercambiador de calor. El costo anual de operación es de US$49 000/año, que corresponde a US$0,20/m3.