Tratamiento de agua residual municipal para la producción de hortalizas bajo condiciones de invernadero

La generación de aguas residuales es producto inevitable de la actividad humana. Por otro lado, la presión ejercida por la demanda de agua para el consumo de las ciudades y para el riego de cultivos ha hecho que las aguas residuales domésticas sean un recurso valioso. Para su reúso adecuado, sin embargo, requieren un tratamiento para producir la calidad suficiente de tal manera que no causen daños a la salud. El presente estudio tuvo como objetivo evaluar el efecto del uso del sulfato de calcio dihidratado (CaSO4·2H2O) como coagulante alternativo en el tratamiento de aguas residuales municipales y un postratamiento térmico basado en radiación solar y así generar agua de calidad para la producción de hortalizas bajo invernadero. Metodológicamente, se utilizaron pruebas de jarras para evaluar comparativamente tres coagulantes: Al2(SO4)3, CaSO4·2H2O y CaO, analizando pH, turbidez y color a diferentes concentraciones. Las dosis que mostraron valores por debajo de la NOM-001-ECOL-1996 fueron 4, 5 y 2 g/L para Al2(SO4)3, CaSO4·2H2O y CaO, respectivamente. Adicionalmente, se determinó el contenido de grasas y aceites, DBO5 y DQO, mostrando una diferencia no significativa entre los tres coagulantes a un nivel de confianza del 95%. El agua tratada con CaSO4·2H2O fue sometida a un postratamiento con radiación solar, para lo cual se diseñó un calentador con tubería de cobre con diámetro de 19 mm, pintado de negro para mayor absorción solar. Con respecto al tratamiento térmico, la máxima temperatura del agua tratada después de las 12:00 pm fue de 92°C, manteniéndose similarmente hasta las 5:00 pm, aproximadamente. Con esta temperatura, es necesario un tiempo de residencia de 30 minutos para la reducción de coliformes fecales y totales a valores <3 NMP/mL. Finalmente, se concluye que la combinación del tratamiento primario con sulfato de calcio dihidratado y un postratamiento térmico con radiación solar, permite generar agua con calidad conforme a la normatividad mexicana y utilizarla confiablemente en la producción de hortalizas a escala invernadero.

Wastewater generation is an unavoidable product of human activities. On the other hand, the pressure on water demand by cities and agriculture has converted domestic wastewater into a valuable resource. However, for its adequate re-use, they require to be treated in order to produce the necessary water quality so that it does not affect human health. The objective of this study was to evaluate the use of calcium sulfate di-hydrated (CaSO4·2H2O) as an alternative coagulant in municipal wastewater treatment in combination with a thermal post-treatment, based on solar radiation, so water of quality for vegetable production under greenhouses can be obtained. Methodologically, Jar Tests were used to evaluate comparatively three coagulants: Al2(SO4)3, CaSO4·2H2O and CaO by analyzing pH, turbidity, and color, at different concentrations. The rates of 4, 5 and 2 g/L produced values below the permissible limits indicated by the norm NOM-001-ECOL-1996, for Al2(SO4)3, CaSO4·2H2O y CaO, respectively. In addition, fat and oil content, as well as BOD5 and QDO, were also determined, showing no significant differences at a 95% confidence level, among the three coagulants. Wastewater treated with CaSO4·2H2O was submitted to a radiation post-treatment. For this purpose, a solar heater was constructed using 19-mm cupper pipes tubes painted black for greater radiation absorbance. In regards to the thermal treatment, maximum temperature of 92°C was reached right after 12:00 pm, and remained the same until approximately 5:00 pm. A residence time of 30 minutes, at that temperature, is required to reduce total and fecal coliforms to values <3 MPN/ml. Finally, it is concluded that the combination of a primary treatment with calcium sulfate di-hydrated, and a thermal post-treatment with solar radiation, allows the production of water quality sufficient to be used in vegetable production under greenhouses, according to Mexican norms.