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Trabajo de investigación Remplazar las sustancias químicas utilizadas en los procesos de tratamiento de las aguas crudas como el sulfato de aluminio, por extractos obtenidos a partir de plantas o semillas en este caso por el mucílago de tallos de pitaya, explorando alternativas naturales para procesos convencionales del tratamiento de aguas. Pregrado Ingeniero Civil 1. INTRODUCCIÓN 2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 3. JUSTIFICACIÓN 4. OBJETIVOS 5. ESTADO DEL ARTE 6. ANTECEDENTES 7. ALCANCES Y LIMITACIONES 8. MARCO TEÓRICO 9. METODOLOGÍA 10.CONCLUSIONES 11. RECOMENDACIONES 12. BIBLIOGRAFÍA ANEXOS

Los bio-floculantes empleados en esta investigación fueron diseñados por medio de la reacción de Mannich, la cual contempla tres principales reactivos; un substrato que contiene un hidrógeno activo (extractos tánicos de acacia, quebracho y castaño), formaldehído y derivados de amina (etanolamina, dietanolamina y cloruro de amonio). A partir de las combinaciones entre extractos y aminas se generaron 9 bases de Mannich o floculantes naturales, los cuales se evaluaron en tres muestras de aguas residuales de distintas fuentes en dos fases experimentales. En la fase I se analizaron variables fisicoquímicas tales como pH, potencial de óxido-reducción (ORP), turbidez, color, sólidos totales; de los datos obtenidos se generó un diseño completamente al azar multivariado (DCA-Manava) con arreglo factorial y gráficas de medias (SPSS-Statistics), posteriormente los 3 bio-floculantes con respuestas estadísticamente significantes fueron examinados en una fase II en donde se evaluaron nitratos, nitritos, demanda química de oxígeno (DQO), fósforo total, conductividad, condiciones microbiológicas y los cinco parámetros analizados en la primera fase. Para esta segunda etapa, el análisis estadístico se orientó con DCA con bloques. Como resultado se evidenció una reducción significativa (p=0,0000; α=0,01) de los parámetros fisicoquímicos analizados en los diferentes tipos de aguas residuales obteniendo porcentajes de remoción entre 50 y 90% según el parámetro. Se determinó que los floculantes con mayor eficiencia son aquellos modificados con cloruro de amonio y a su vez se ratificó que el uso de Sulfato de aluminio como coagulante genera descensos significativos en el pH. The bioflocculants used in this study were designed using the Mannich reaction which includes three main reagents; a substrate containing an active hydrogen (tannins extracts of acacia, quebracho and Chestnut), formaldehyde and amine derivatives (ethanolamine, diethanolamine, ammonium chloride). From combinations of extracts and amines 9 bases Mannich or natural flocculants were generated, these products were evaluated in three wastewater samples from different sources in two experimental phases. In phase I physicochemical variables such as pH, redox potential (ORP), turbidity, color, total solids were analyzed; of the data obtained was generated a completely randomized design multivariate (CRD-Manava) with factorial arrangement and means plots (SPSS-Statistics), later the 3 bioflocculants with statistically significant responses were examined in a phase II where were evaluated nitrates, nitrites, Chemical oxygen demand (COD), total phosphorus, conductivity, microbiological conditions and the five parameters previously analyzed. For this second phase, the statistical analysis was oriented with a CRD-blocks. A significant reduction (p = 0.0000; α = 0.01) was demonstrated physicochemical parameters analyzed in the different types of wastewater, obtaining removal percentages between 50 and 90% depending on the parameter. It was determined that the flocculants more efficient they are those containing Acacia and were modified with ammonium chloride and in turn demonstrated that the use of aluminum sulfate as a coagulant generates significant decreases in pH. Magíster en Ciencias Biológicas Maestría

Proyecto de Investigación. Instituto Tecnológico de Costa Rica. Escuela de Química. Centro de Investigación en Protección Ambiental (CIPA), 2009-2010 Se evaluó la efectividad de los productos naturales moringa (Moringa oleifera), mozote de caballo (Triumfetta semitriloba) y tuna (Cactus lefaria) en la remoción de sustancias suspendidas y coloidales en agua de consumo humano. Se utilizó agua artificial a partir de agua del tubo con caolín, como patrón de turbidez, y en algunos casos con ácidos húmicos como patrón de color. Disoluciones salinas de moringa 0,25 molar mostraron remociones del 90 % para la turbidez y de 93 % para el color pero con una baja remoción en la DQO (37 %) soluble, en comparación con menores remociones de turbidez y color al emplear la moringa extraída en agua destilada o en etanol/NaCl. El tratamiento con mejor remoción de DQO (67%) se logró con disoluciones de moringa extraídas con etanol y NaCl 0,25 molar. En muestras de agua con solo turbidez artificial la remoción de turbidez se incrementó al aumentar la turbidez inicial cuando se ensayó la moringa extraída en NaCl 0,62 molar, obteniendo una eficiencia del 97 % cuando la turbidez inicial fue de 200 FTU. Las disoluciones salinas de tuna mostraron actividad coagulante en agua con turbidez artificial, sin embargo, su desempeño fue comparable con el de las disoluciones extraídas en agua destilada. Se recomienda continuar ensayando la moringa oleífera extraída en NaCl en el tratamiento de agua para consumo humano y residual. En estudios fitoquímicos realizados a los extractos acuosos y salidos de los tres productos naturales se han encontrado componentes con propiedades coagulantes y/o floculantes. _____________________________________________________________________ Abstract The effectivness of the natural products moringa (Moringa oleifera), mozote (Triumfetta semitriloba) and nopal cactus (Cactus lefaria) for the removal of suspended solids and colloids from potable water was evaluated. Artificial water was prepared using tap water with kaolin, as a standard of turbidity and in some cases humic acids, as a standard of colour. Moringa oleifera saline solutions 0,25 mol/l showed removals of 90 4 % for turbidity and of 93 % for colour, however, the soluble COD removal was low (37%), in comparison with lower removals of turbidity and colour when using moringa extracted with distilled water or ethanol/NaCl. Treatment with better removal of COD (67%) was achieved with solutions of ethanol extracted Moringa and 0.25 molar NaCl. In water samples with only artificial turbidity, turbidity removal increased with increasing initial turbidity when tested moringa NaCl 0.62 molar extracted, obtaining an efficiency of 97% when the initial turbidity was 200 FTU. The nopal cactus salt solutions showed coagulation activity in water with artificial turbidity, however, its performance was comparable to that of the solutions extracted in distilled water. We recommend further testing saline extracted Moringa oleifera in the treatment of drinking water and wastewater. Phytochemical studies conducted in the aqueous extracts and came out of the three natural products have been found components with coagulating properties and / or flocculants. Palabras clave: coagulante, floculante, demanda química de oxígeno. Key words: coagulant, flocculant, chemical oxygen demand.