Enhanced pathogen removal in on-site biofiltration systems over organic filtration materials

Abstract

Municipal wastewater was treated in 4 biofilters packed with a mix of endemic tropical woodchips and natural fibers to evaluate the removal efficiency of organic matter and pathogen microorganisms under tropical conditions. Biofilters were operated during 400 days, with a hydraulic rate of 0.3 m3/m2.d and an aeration rate of 0.68 m3air/m2 h-1. Raw municipal wastewater presented higher concentrations, of organic matter and pathogens, than those reported for municipal wastewaters in temperate countries. However, pollutants were successfully removed: <98.5% of the organic matter as BOD5 < 99.99% of Faecal Coliforms (FC) and Total Colony Forming Units (TCFU), and < 96.93% Helminth eggs (HE) were removed remaining only very low concentrations in the treated effluent (≤2.5 mg DBO5/L; ≤ 240 FC/100 mL; ≤ 240 TCFU /100 mL and < 1.0 HE/5L). According with Mexican regulations (Nom 001-SEMARNAT, 1996) and with the EPA suggested guidelines for water reuse (U.S. EPA, 1992a) treated effluents with this quality can be safely reused for three main activities: Nonfood crop irrigation, landscape impoundments and for construction activities. The high removal efficiency of TCFU and FC may be related with a predatory activity of testate amoebas which were detected growing into the biofilters and, the most plausible hypothesis concerning HE removal is that they are retained by filtration over the organic materials.

Evaluación De Un Sistema De Tratamiento Doméstico Para Reúso De Agua Residual

“…Por tal razón, el BF fue diseñado utilizando el 50 % del área superficial recomendada en la bibliografía (Garzón-Zúñiga et al 2008), siendo inicialmente la velocidad de filtración (VF) aplicada al BF el doble (0.60 m/d) de la recomendada por los mismos autores, cuando el BF es el único proceso biológico de tratamiento.…”

“…Las eficiencias encontradas en el HC concuerdan con las reportadas en la bibliografía que varían entre 4 % (He et al 2007), 22% (Akratos y Tsihrintzis 2007) y 67 % cuando se utiliza grava fina (Korkusuz et al 2005) en diferentes etapas de operación y saturación del ME. Los CF fueron medidos al realizar un muestreo puntual, cuando el sistema se encontraba operando de forma estable, en cada etapa experimental (Cuadro VII) y se observó que: i) la concentración de CF del AR se mantuvo en valores entre 4.6 E+06 y 1.3 E+08, ii) en la FS se removió una unidad logarítmica, o no hubo remoción, iii) en el BF inicialmente sólo se removió una unidad logarítmica, pero con el tiempo la eficiencia aumentó a 3 unidades (etapas 2 y 3), lo cual coincide con lo reportado anteriormente por Garzón-Zúñiga et al (2008). Estos autores proponen que la eficiencia de remoción de CF, no es un proceso físico y químico únicamente, sino que una población de amebas tecadas, por ejemplo Euglypha rotunda, puede ejercer una presión de depredación sobre los CF al alimentarse de ellos.…”

“…Estos autores proponen que la eficiencia de remoción de CF, no es un proceso físico y químico únicamente, sino que una población de amebas tecadas, por ejemplo Euglypha rotunda, puede ejercer una presión de depredación sobre los CF al alimentarse de ellos. Estas amebas tecadas pueden degradar lignina y cellulosa, así como alimentarse de bacterias de vida libre (Alekperov y Snegovoya 2000, Gilbert et al 2000, Nicolau et al 2005) y han sido observadas viviendo en la biocenosis de biofiltros con empaques de astillas de diferentes maderas, de acuerdo con Garzón-Zúñiga et al (2008). Estos autores proponen que la implantación y crecimiento de la población de dichas amebas estaría correlacionada con la disminución de los CF.…”

“…Sin embargo, al entrar al BF y al HC estos son retenidos por filtración. La ausencia de HH a la salida del BF y del HC, concuerda con los resultados obtenidos por otros autores en BF con material orgánico (Garzón-Zúñiga et al 2008, Vigueras-Cortés et al 2013 y en un sistema similar de biofiltro con humedal de flujo vertical (Cervantes-Quiroz 2009), quienes reportan remoción del 100 % de HH.…”

On-farm treatment options for wastewater, greywater and fecal sludge with special reference to West Africa

“…Organic filter materials can have a high potential for treating diluted wastewater or greywater to achieve irrigation quality in low-tech systems (Garzón-Zúñiga et al 2008). Bark, peat and wood chip filters can remove organic matter better than sand and trickling filters under similar conditions, and can be expected to be resilient in dealing with variable low and high organic loads.…”