Eficiencia del quitosano como coagulante en el postratamiento de efluentes de una planta de sacrificio de cerdos / Efficiency of chitosan as a coagulant in the after-treatment of effluents from a pig slaughter plant / Eficiência da quitosana como coagulante no pós-tratamento de efluentes de uma instalação de abate de porcos

Resumen Los efluentes provenientes del sacrificio de cerdos son una fuente de contaminación debido a las altas concentraciones de materia orgánica, nitrógeno, fósforo, grasas, sólidos totales y coliformes fecales. En esta investigación se evaluó la efectividad del quitosano como coagulante en el postratamiento de efluentes porcícolas provenientes de un reactor discontinuo secuencial, con el fin de remover las fracciones no biodegradables remanentes del proceso biológico. El tratamiento terciario consistió en la coagulación, floculación y sedimentación. Se caracterizó el efluente tratado biológicamente mediante los siguientes parámetros: pH, DQO, turbidez, color, sólidos totales (ST), nitrógeno total Kjeldahl (NTK), nitrito, nitrato, fosforo total (PT) y alcalinidad total (AT). El tratamiento fisicoquímico se llevó a cabo mediante el uso de la prueba de Jarra a través de corridas exploratorias con dosis entre 50 y 800 mg/L de quitosano disuelto en ácido acético. Se comparó la efectividad del quitosano (700 mg/l) con sulfato de aluminio (430mg/l) y poliacrilamida (90 mg/l), los cuales son utilizados como coagulantes de uso convencional en el tratamiento de aguas residuales. El experimento se condujo mediante un diseño completamente al azar con un total de tres tratamientos (quitosano, sulfato de aluminio y poliacrilamida) y tres repeticiones cada uno. La dosis de quitosano (700 mg/l) permitió obtener porcentajes de reducción de turbidez de 83,1%, color de 64,7%, DQO de 84,6%, y 78,2% de NT para valores iniciales de 15,6 NTU, 26 UC Pt-Co, 865 mg DQO/L y 89 mg NT/L. Se encontraron diferencias significativas (P≤0,05) entre la dosis quitosano (700 mg/l) y los coagulantes convencionales (430 mg/l de sulfato de aluminio y 90 mg/l de poliacrilamida) en la reducción de NT, siendo el tratamiento con quitosano el coagulante con las mayores eficiencias de reducción. El tratamiento con quitosano con una dosis de 700 mg/l representó una opción viable para el tratamiento terciario de los efluentes proveniente del proceso de sacrificio de cerdos tratados biológicamente.

Abstract Effluents from pig slaughter are a source of contamination due to high concentrations of organic matter, nitrogen, phosphorus, fats, total solids and fecal coliforms. This research evaluated the effectiveness of chitosan as a coagulant in the post-treatment of wastewater from the slaughter of pigs, in order to remove the remaining recalcitrant fractions from the biological process in a sequential batch reactor. The tertiary treatment consisted of coagulation, flocculation and sedimentation. The effluent was characterized by the parameters: pH, COD, turbidity, color, total solids (ST), Kjeldahl total nitrogen (NTK), nitrite, nitrate, total phosphorus (PT) and total alkalinity (AT). The treatment was carried out by using the jar test through exploratory runs with doses between 50 and 800 mg/L of chitosan dissolved in acetic acid. The effectiveness of chitosan with conventional coagulants in the treatment of wastewater, such as aluminum sulphate and polyacrylamide, was compared. The experiment was conducted using a completely randomized design with a total of three treatments and three replicates each. The evaluated range of doses of chitosan allowed to obtain percentages of turbidity removal of 83,1%, color of 64,7%, COD of 84,6%, and 78,2% NT for initial values ​​of 15,6 NTU, 26 UC, 865 mg COD/L and 89 mg NT/L, using as optimal dose 700 mg chitosan /L. Significant differences (P≤0,05) were found between chitosan and conventional coagulants in NT removal, with chitosan being the coagulant with the highest removal efficiencies. The treatment with chitosan represents a viable option for the tertiary treatment of the effluents coming from the slaughter of pigs.

Resumo Efluentes de abate de suínos são uma fonte de contaminação devido às elevadas concentrações de matéria orgânica, azoto, fósforo, gordura, sólidos totais e coliformes fecais. Nesta pesquisa foi avaliada a eficácia de quitosana como um coagulante nos efluentes porcícolas de pós-tratamento, a fim de remover restantes fracções recalcitrantes de um processo biológico em um reactor de carregamento sequencial. O tratamento terciário consistiu em coagulação, floculação e sedimentação. O efluente tratado foi caracterizado biologicamente pelos parâmetros: pH, DQO, turbidez, cor, sólidos totais (ST), nitrogênio total Kjeldahl (NTK), nitrito, nitrato, fósforo total (PT) e alcalinidade total (AT). O tratamento foi realizado usando jarro teste é executado através exploratórios com doses entre 50 e 1250 mg / L de quitosano dissolvido em ácido acético. A eficácia do quitosano com sulfato de alumínio y poliacrilamida foi comparada. O experimento foi conduzido usando um desenho completamente aleatório com um total de três tratamentos e três repetições. A gama de dose de quitosana avaliada produziu percentagens de remoção de turvação de 83,1% cor 64,7% de CQO de 84,6%, e 78,2% de NT para os valores iniciais de 15,6 NTU, 26 UC Pt-Co, 865 mg CQO / L e 89 mg de NT / L, usando dose óptima de 700 mg de quitosana/L. Diferenças significativas (P≤0,05) entre quitosano e coagulantes convencionais na remoção de NT foram encontrados para ser um tratamento com o coagulante quitosano com as eficiências mais altas de remoção. O tratamento com quitosana representa uma opção viável para o tratamento terciário do efluente opção abate de porco.

Evaluación de la Cassia fistula como coagulante natural en el tratamiento primario de aguas residuales / Assessment of natural coagulant Cassia fistula in the primary treatment of wastewater / Avaliação da fístula Cassia como coagulante natural no tratamento primário das águas residuais

Resumen Diferentes compuestos naturales extraídos de plantas se han usado para el tratamiento de aguas residuales por muchos siglos. Estos en su gran mayoría derivan de semillas, hojas, cortezas o savia, raíces y frutos de árboles y plantas. En este trabajo se evaluó la utilización del polvo de la semilla de la Cassia fístula como coagulante natural en el tratamiento primario de aguas residuales domésticas, estableciendo su dosis óptima mediante la prueba de jarras y determinando los parámetros fisicoquímicos de DBO5, DQO, conductividad, color, turbidez, alcalinidad total, y dureza total. Se utilizó como muestra de estudio agua residual doméstica tomada de una estación de bombeo de la ciudad de Cartagena de Indias (Colombia). Se encontró una dosis óptima del coagulante natural comprendida entre 15-25 mg/L, obteniendo valores finales de 30.25 NTU en la turbidez y 84 UC de color respectivamente. Los valores de pH y alcalinidad total no presentaron mayores variaciones. Los valores de los parámetros turbidez y color, al igual que el pH, alcalinidad total y dureza total se corresponden con los reportados por diferentes autores para este tipo de agua, lo cual demuestra que la C. fistula es un coagulante natural, prometedor y eficaz para la sustitución de coagulantes inorgánicos en el proceso de coagulación de aguas residuales.

Abstract Different natural compounds extracted from plants have been used for the treatment of wastewater for many centuries. These mostly derived from seeds, leaves, bark or sap, roots and fruits of trees and plants. In this paper the use of seed powder Cassia fistula as a natural coagulant was studied. Establishing optimum dose by jar testing and determining the parameters of DBO5, DQO, conductivity, color, turbidity, total alkalinity and total hardness; using wastewater pumping station of the city of Cartagena de Indias (Colombia). Natural optimal coagulant dose between 15-25 mg/L is found. Obtaining final values of 30.25 NTU turbidity and 84 color UC´s respectively. The values of pH and total alkalinity no major variations. The values of the turbidity and color parameters like pH, total alkalinity and total hardness corresponding with those reported by different authors, which shows that C. fistula is a natural, promising and effective coagulant for the substitution of inorganic coagulants in the process of coagulation of wastewater.

Resumo Diferentes compostos naturais extraídos de plantas foram utilizados para o tratamento de águas residuais durante muitos séculos. Estes em sua grande maioria derivam de sementes, folhas, cascas ou seiva, raízes e frutos de árvores e plantas. Neste documento, a utilização de pó de sementes de Cassia fístula como um coagulante natural no tratamento primário de águas residuais domésticas foi avaliada estabelecendo a dose óptima mediante o teste de frasco determinando os parâmetros físico-químicos de CBO5, DQO, condutividade, cor, turbidez, alcalinidade total e dureza total. Foi utilizada como amostra de estudo água residual doméstica retirada de uma estação de bombeamento na cidade de Cartagena de Índias (Colômbia. Foi encontrada uma dose ótima do coagulante natural compreendido entre 15-25 mg / L, obtendo valores finais de 30,25 NTU na turbidez e 84 UC de cor, respectivamente. O pH e a alcalinidade total não mostraram maiores variações. Os valores da turbidez e a cor, como o pH, alcalinidade total e dureza total de parâmetros correspondem aos relatados por outros autores para a água, o que mostra que a C. fístula é um coagulante natural, promissora e eficiente para a substituição de coagulantes inorgânicos no processo de floculação de águas residuais.

Identificación de parásitos intestinales en agua de pozos profundos de cuatro municipios. Estado Aragua, Venezuela. 2011-2012 / Identification of intestinal parasites in water from deep wells located in four municipalities of the state of Aragua, Venezuela, 2011-2012

Introducción: el agua subterránea es un recurso natural que se encuentra entre grietas y espacios debajo del suelo, acumulándose en capas de tierra, arena y rocas compuestas por materiales permeables que permiten su movilización, siendo explotada mediante el bombeo en pozos; ésta se contamina con microorganismos patógenos por filtración subterránea de aguas servidas y otros tipos de contaminantes. Objetivos: identificar parásitos intestinales en agua de consumo humano proveniente de pozos profundos en los municipios Girardot (GIR), Francisco Linares Alcántara (FLA), José Ángel Lamas (JAL) y Libertador (LIB) del estado Aragua-Venezuela. Métodos: se tomaron muestras de agua provenientes de 56 pozos profundos distribuidos en los cuatro municipios, se les aplicó la técnica de concentración por floculación para la recuperación de huevos de helmintos y quistes de protozoarios y la tinción de Kinyoun para el diagnóstico de coccidios y microsporidios intestinales. Resultados: en la recuperación de huevos de helmintos, quistes protozoarios y microspordios intestinales se encontró una prevalencia general de 37,5 por ciento, siendo FLA el de mayor valor (70 por ciento). Se observó la presencia de protozoarios en 90 por ciento de las muestras positivas, las especies más frecuentes correspondieron a Blastocystis sp. y Endolimax nana, solo en FLA se observaron huevos de helmintos. No se evidenció la presencia de coccidios en las muestras analizadas, con respecto a microsporidios se encontró en una muestra de LIB. Conclusión: estos resultados indican la necesidad de tratar el agua para su posterior consumo, dado que representa un importante medio de transmisión para los parásitos intestinales(AU)

Introduction: groundwater is a natural resource found in underground cracks and gaps, where it accumulates in layers of soil, sand and rock made up of permeable materials allowing its motion. The wells from which groundwater is pumped up may become contaminated by pathogenic microorganisms due to subsoil filtration of wastewater and other contaminants. Objectives: identify intestinal parasites in human consumption water from deep wells located in the municipalities of Girardot (GIR), Francisco Linares Alcántara (FLA), José Ángel Lamas (JAL) and Libertador (LIB), in the state of Aragua, Venezuela. Methods: water samples were collected from 56 deep wells located in the four municipalities. The flocculation concentration method was applied to recover helminth eggs and protozoan cysts. Kinyoun staining was used to diagnose intestinal coccidia and microsporidians. Results: recovery of helminth eggs, protozoan cysts and intestinal microsporidians revealed an overall prevalence of 37.5 percent, with the greatest values in FLA (70 percent). Protozoa were found in 90 percent of the positive samples, the most common species being Blastocystis sp. and Endolimax nana. Helminth eggs were found only in FLA. No evidence was observed of the presence of coccidia in the samples analyzed. Microsporidians were found in a sample from LIB. Conclusion: results point to the need to treat the water before human consumption, being as it is an important medium for the transmission of intestinal parasites(AU)

Pastas de Rhodomonas salina (Cryptophyta) como alimento para Brachionus plicatilis (Rotifera)

Rhodomonas salina (Cryptophyta) pastes as feed for Brachionus plicatilis (Rotifera). Rotifers are an important live feed for first feeding larvae of many fish species. The use of concentrated algae cells in the mass culture of the rotifer Brachionus plicatilis (Brachionidae) has opened new horizons for research on this organism. Pastes of Rhodomonas salina (Pyrenomonadaceae) obtained either by centrifugation or flocculation with chitosan were preserved, with or without vitamin C, at -20°C for four weeks and were evaluated biochemically (proteins, lipids, pigments and fatty acids contents) and subsequently, were used to feed the rotifer Brachionus plicatilis at a ratio of 25mg/L/day. Four different microalgae pastes were prepared: (1) centrifuged and preserved with vitamin C (CV), (2) centrifuged and preserved without vitamin C (C), (3) flocculated and with vitamin C (FV) and (4) flocculated without vitamin C (F). All treatments showed similar contents of proteins and total lipids with respect to control culture (a fresh culture of R. salina), with mean values of 40.0±2.32% and 12.0±1.45%, respectively. The pheophytin a/chlorophyll a ratio, a general indicator of the chemical status of microalgal concentrates, was similar (0.09-0.11) between centrifuged pastes and control culture, but was found to be higher in flocculated pastes (1.28-1.48). The fatty acid profile varied with respect to the control culture, mainly in the proportion of the essential polyunsaturated fatty acids (PUFAs): eicosapentaenoic acid (EPA) and docosahexaenoic acid (DHA). Total PUFAs, EPA and DHA contents were statistically similar between centrifuged pastes and control culture (PUFAs: 47%, EPA: 4% and DHA: 4.7%), whereas values obtained for flocculated pastes were significantly lower. The rotifers grew equally well when fed with centrifuged pastes or control culture (maximum density: 320rotifers/mL; instantaneous growth rate: 0.23rotifers/day, fecundity: 1.49eggs/female and productivity: 43x103rotifers/L/day. No significant effect of vitamin C was found when used as a paste preservative. We concluded that centrifugation is an effective harvesting method, and that freezing to -20ºC for four weeks (no vitamin added), may help maintain the nutritional quality of R. salina paste, similar to fresh microalgae and can be offered to Brachionus plicatilis. Rev. Biol. Trop. 59 (4): 1503-1515. Epub 2011 December 01.

Pastas de Rhodomonas salina, obtenidas mediante centrifugación y floculación con quitosano y preservadas con o sin vitamina C, a -20°C fueron evaluadas bioquímicamente y proporcionadas como alimento al rotífero Brachionus plicatilis. Las pastas microalgales: (1) centrifugada y con vitamina C (CV), (2) centrifugada y sin vitamina C (C), (3) floculada y con vitamina C (FV) y (4) floculada y sin adición de vitamina C (F); mantuvieron sus contenidos de proteínas y lípidos totales similares al cultivo control, con valores de 40.0±2.32% y 12.0±1.45%, respectivamente. La relación feofitina a/clorofila a fue similar (0.09-0.11) entre las pastas centrifugadas y el cultivo control, pero mayor en las pastas floculadas (1.28-1.48). Las pastas centrifugadas presentaron porcentajes de PUFAs totales, EPA y DHA similares al cultivo control (PUFAs: 47%, EPA: 4% y DHA: 4.7%) y superiores al de las pastas floculadas. Las pastas obtenidas por centrifugación indujeron un crecimiento del rotífero igual al obtenido con el alimento control (densidad máxima: 320rotíferos/mL; tasa instantánea de crecimiento: 0.23rotíferos/día, fecundidad: 1.49huevos/ hembra y productividad: 43x103rotíferos/L/día). Se concluye que la pasta de R. salina centrifugada y congelada a -20°C, durante cuatro semanas, sin adición de vitamina C, mantiene su calidad nutricional similar a la del alga fresca y puede ser usada como alimento de Brachionus plicatilis.

Estudio comparativo entre un proceso fisicoquímico y uno biológico para tratar agua residual de rastro / Comparative study between A physicochemical and A biological process to treat slaughterhouse wastewater / Estudo comparativo entre uM proceSso fisico-químico E uMO biológico para tratar agua residual de MATADOURO MUNICIPAL

Se llevó a cabo un estudio comparativo a nivel de laboratorio entre un proceso fisicoquímico y uno biológico para el tratamiento de agua residual de matadero (rastro) municipal. Para el proceso fisicoquímico de coagulación-floculación se utilizó sulfato de aluminio como coagulante y un polímero aniónico como auxiliar de la floculación. La mayor eficiencia de remoción alcanzada de demanda química de oxígeno (DQO) fue del 94% con una dosis de 250mg·l-1 de sulfato de aluminio y una dosis de polímero de 5mg·l-1 a un pH=4. Por otro lado, el proceso biológico se desarrolló en un sistema anaerobio/aerobio (An/Ar) secuencial, compuesto por un filtro anaerobio (FA) y un reactor aerobio por lotes (SBR). El FA operó con cargas orgánicas (CO) en un intervalo 3,7-16,5kg·m-3·d-1, las eficiencias de remoción de DQO variaron entre 50 y 81% y fueron inversamente proporcionales al valor de la CO. La degradación de la materia orgánica (MO) en el SBR mostró una cinética de seudo primer orden con respecto a la concentración de MO. La remoción de la DQO por el proceso biológico (FA+SBR) fue del 97% para un tiempo de retención hidráulico (TRH) de 20h para el FA y de 9h de aireación para el SBR.

A comparative study between physicochemical and biological processes to treat slaughterhouse wastewater was carried out at the laboratory level. The physicochemical treatment consisted of a coagulation-flocculation process, using alum as coagulant and an anionic polymer as flocculant. The best observed chemical oxygen demand (COD) removal efficiency was 94% with 250mg·l-1 of alum and 5mg·l-1 of anionic polymer and pH=4. On the other hand, the biological process consisted of sequentially coupled anaerobic/aerobic (An/Ar) treatments using an anaerobic filter (AF) and a sequencing batch reactor (SBR), respectively. The AF operated with organic loadings (OL) ranging from 3.7 to 16.5kg·m-3·d-1. The efficiencies of COD removal ranged 50-81% and were inversely proportional to the OL value. The organic matter (OM) degradation by aerobic treatment in the SBR followed pseudo-first-order kinetics with respect to OM concentration. The removal of COD by the coupled AF+SBR was 97% at a hydraulic retention time of 20h in the AF and 9h of aeration in the SBR.

Realizou-se um estudo comparativo entre um processo físico-químico e outro biológico para o tratamento de água residual de matadouro municipal em nível de laboratório. Para o processo físico-químico de coagulação-floculação se utilizou sulfato de alumínio como coagulante e um polímero aniônico como auxiliar da floculação. A maior eficiência de remoção alcançada de demanda química de oxigênio (DQO) foi de 94% com uma dose de 250mg·l-1 de sulfato de alumínio e uma dose de polímero de 5mg·l-1 a um pH=4. Por outro lado, o processo biológico se desenvolveu em um sistema anaeróbio/aeróbio (An/Ar) seqüencial, composto por um filtro anaeróbio (FA) e um reator aeróbio por lotes (SBR). O FA operou com cargas orgânicas (CO) em um intervalo 3,7-16,5kg·m-3·d-1, as eficiências de remoção de DQO variaram entre 50 e 81% e foram inversamente proporcionais ao valor da CO. A degradação da matéria orgânica (MO) no SBR mostrou uma cinética de pseudo-primeira ordem em relação à concentração de MO. A remoção da DQO pelo processo biológico (FA+SBR) foi de 97% para um tempo de retenção hidráulica (TRH) de 20h para FA e de 9h para o SBR.