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DESINFECCION DE LODOS DE AGUAS SERVIDAS
MEDIANTERADIACIONES IONIZANTES
INTEGRANTES:
Da Cruz Rodriguez Abby Solange
Nolasco Melgarejo Rubén
Salvador Ortiz Mayra Alejandra
Yaipen Alejos Verónica Yissela
DESINFECCION DE LODOS DE AGUAS SERVIDAS MEDIANTE RADIACIONES IONIZANTES
El lodo generado en el tratamiento de las aguas servidas domésticas constituye un material de gran interés como
fertilizante o acondicionador de suelos en la agricultura; sin embargo, este uso se ve restringido por su alto contenido en
microorganismos patógenos.
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Una alternativa de descontaminación
corresponde a la aplicación de radiación ionizante, que elimina patógenos con alta
eficiencia (Trump, et al. 1984; Metcalf & Eddy, 1991;
Markovic, 1992
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La desinfección de los lodos de aguas servidas se logra sometiéndolo a radiaciones provenientes tanto
de fuentes radiactivas, como de aceleradores de partículas
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produce la destrucción, o una fuerte disminución de la población de microorganismos
Estos iones son muy inestables e inducen una compleja cadena de reacciones en las que se crean nuevas moléculas "radicales libres
Las transformaciones biológicas pueden destruir completamente las células o alterarlas de modo de producir un desarrollo anómalo, o cambios genéticos, a través de alteraciones en el ADN.
Radiacion Ionizante
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¿Cómo afecta la radiacion a los microorganismos?
Directo
Producida por el choque del fotón o partícula, con la
estructura del microorganismo inhibiendo su reproducción
Indirecto
Actúa sobre el medio que contiene a los microorganismos, induciendo una difusión de radicales libres que provocan la destrucción del microorganismo
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Radiosensibilización en los microorganismos
Es variable y depende del tipo específico de microorganismo en cuestión.
La desinfección por radiación se basa en la sensibilidad de diferentes tipos de parásitos, bacterias y virus
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Dentro de ese contexto, la Comisión Chilena de Energía Nuclear (CCHEN) y el Departamento de Ingeniería Civil de la Universidad
de Chile, desarrollan un estudio cuyo objetivo general es determinar el efecto de las radiaciones ionizantes sobre la calidad sanitaria de lodos provenientes de dos plantas de
tratamiento de aguas servidas de diferente tecnología, de la Región Metropolitana de Chile.
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El estudio incluyó la recolección de los lodos crudos, su estabilización mediante digestión anaeróbica, bajo condiciones controladas y su
desinfección con radiaciones gamma, en dos épocas del año (verano e invierno). Adicionalmente se analizó el efecto de las radiaciones
combinada con agitación mecánica y el agregado de aire y oxígeno puro.
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METODOS Y MATERIALES:
El estudio comprendió la recolección de lodo crudo desde dos plantas de tratamiento de aguas servidas
domésticas
Planta 1
sistema de biofiltración que genera una alta proporción de lodos primario y secundario
Planta 2
sistema combinado de diseño no convencional
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Los lodos de la Planta 1 Fueron extraídos del afluente al biodigestor,
constituyendo una mezcla de lodo de los decantadores primario
y secundario.
Los lodos de la Planta 2 Se
recolectaron por succión del fondo
de una de las lagunas
anaerobias.
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Las experiencias se desarrollaron en dos campañas
La primera se inició en época de verano
La segunda en invierno.
En ambos casos se recolectó 900 litros de lodo, se trasladó al Centro de Estudios
Nucleares de CCHEN, donde se dispuso, para su almacenamiento y estabilización, en seis estanques con tapa de 500 litros, incluyendo
un tubo para escape de gases.
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Después de un tiempo de estabilización, se irradió 6 litros de cada lodo, mediante aplicación de Cesio-137 (137Cs), bajo agitación.
La irradiación se realizó en un contenedor especialmente diseñado,
que contenía un sistema mecánico para mantener una agitación constante de 52 rpm, y mecanismos de inyección y extracción de gases.
El flujo de gases fue ajustado a 2 ml/min.
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Las dosis de radiación seleccionadas se basaron en los siguientes datos:
1,2 y 5 kGy en la campaña de verano y 1,2 y 4 kGy en la campaña de invierno
Para la determinación de la dosis absorbida por el lodo se empleó dosímetros Fricke, ubicados en diferentes puntos de la celda de irradiación; estos equipos indican la relación tiempo de exposición y dosis absorbida por el material en estudio.
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Parámetros de control. Al inicio del período de estabilización se realizó una caracterización físico-química y microbiológica de los lodos crudos. Los parámetros físico-químicos medidos fueron: pH,
Temperatura, Humedad, Sólidos totales, Sólidos Volátiles, Alcalinidad total y DQO. Los ensayos microbiológicos
determinados fueron:
Coliformes totales, Coliformes fecales, E. coli, Estreptococos fecales, Colifagos y Recuento de bacterias en
placa. L
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Coliforme totales E. coli
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Coliformes fecales Coliforme
s fecales
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Efectos de la irradiación.
Se observa alta reducción de los
indicadores bacterianos
clásicos -coliformes totales,
coliformes fecales y E. coli- a partir
de la dosis absorbida de 2
kGy,
La cual equivale aproximadamente a 5 órdenes de magnitud
log. Cabe destacar que el grado de
desinfección logrado con las radiaciones a
los 90 días de digestión no es mayormente
incrementado con el aumento del período de estabilización a
120 días.
Campaña de verano.
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El nivel de coliformes fecales obtenidos con la dosis de 2 kGy es suficientes para la desinfección del lodo, dejándolo
apto para uso en agricultura.
No ocurre lo mismo con los
estreptococos fecales, bacterias aerobias mesófilas y virus bacterianos (fagos somáticos de E. coli), cuya radiosensibilidad requiere dosis del orden de 5 kGy.
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En general, la aplicación de radiación en dosis de 1 y 2 kGy fue muy eficiente en la destrucción de bacterias coliformes, aunque se observó una cierta relación de dependencia entre el efecto de la irradiación, el
origen del lodo y su grado de digestión.
En ambas plantas la irradiación con 2 kGy entregó un producto con un nivel de coliformes fecales dentro de lo establecido por los criterios
nacionales (1000/100 ml).
Campaña de invierno.
Los estreptococos fueron eliminados con dosis mayores; la aplicación de 4 kGy al lodo de mayor tiempo de estabilización, los destruyó casi en su totalidad.
Nuevamente, los colifagos fueron los elementos más radioresistentes; independiente del grado de estabilización, al aplicar la máxima dosis de radiación (4 kGy) la inactivación de los virus alcanzó sólo un orden de magnitud.
Las bacterias heterótrofas fueron inactivadas en cierto grado; con dosis de 4 kGy se redujeron entre 3 a 5 log.
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En este tipo de lodo no se detectó estreptococos fecales
Las bacterias heterótrofas demostraron también una cierta radioresistencia,
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CONCLUSIONES
Se alcanza en menor tiempo que
en los provenientes de
lagunas de estabilización,
Disminuyó la densidad de los
microorganismos entre 0 a 2 órdenes de magnitud.
Radiaciones ionizantes generadas con 137Cs, en dosis de 2 kGy actuaron como un poderoso agente bactericida
Las bacterias coliformes presentes en lodos
digeridos por 90 días a una temperatura media
de 15°C, fueron reducidas entre 4-5 log.
con una dosis de radiación de 2 kGy.
La acción de la radiación ionizante en la destrucción de
microorganismos fue menos eficiente para la
inactivación de bacterias aerobias y colifagos
(bacteriófagos de E. coli)
