1. Repositorio Institucional del Tecnológico Nacional de México (RI - TecNM)
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7. Maestría en Ingeniería Química

Title:	SISTEMA HIBRIDO HUMEDAL CONSTRUIDO-BIOPELICULA FIJA PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DE LA INDUSTRIA PILONCILLERA
Authors:	AMADOR SUAREZ, ISIS G.
Issue Date:	2026-03-01
Publisher:	Tecnológico Nacional de México
metadata.dc.publisher.tecnm:	Instituto Tecnológico de Orizaba
Description:	Las aguas residuales generadas por la industria piloncillera presentan altas concentraciones de materia orgánica, sólidos y nutrientes, además de pH ácido, lo que dificulta su tratamiento mediante procesos convencionales. Estas aguas pueden alcanzar concentraciones de demanda química de oxígeno (DQO) superiores a 40 g L⁻¹, representando un riesgo ambiental si se descargan sin tratamiento. En este contexto, los sistemas híbridos que combinan procesos anaerobios y humedales construidos han sido propuestos como una alternativa eficiente y de bajo costo para el tratamiento de efluentes agroindustriales con alta carga orgánica. El objetivo de esta tesis fue evaluar el desempeño de un sistema híbrido compuesto por un reactor anaerobio de biopelícula fija (FBBR) acoplado a humedales construidos de flujo subsuperficial, aplicado al tratamiento de aguas residuales de la industria piloncillera, así como analizar el efecto de la incorporación de soportes para biopelícula en la eficiencia del tratamiento. La fase experimental se desarrolló en la Planta de Aprovechamiento de Residuos del Instituto Tecnológico de Orizaba. El sistema estuvo conformado por un reactor anaerobio de biopelícula fija con volumen útil de 150 L y un tiempo de retención hidráulica de 5 días, seguido de seis celdas de humedales construidos de flujo subsuperficial horizontal. Las celdas se distribuyeron en dos configuraciones: tres humedales con soporte para biopelícula (HC-BF) y tres sin soporte (HC). En los humedales se emplearon las especies vegetales Canna indica y Cyperus papyrus, seleccionadas por su capacidad de adaptación a ambientes saturados y su uso en sistemas de tratamiento basados en humedales. El sistema se operó durante 120 días, monitoreando parámetros como pH, DQO, sólidos totales (ST), sólidos volátiles (SV), nitrógeno total (NT), amonio (NH₄⁺-N) y fósforo total (FT). De forma complementaria, se realizaron experimentos adicionales en la Xi’an University of Technology (China) para evaluar el desempeño de un sustrato alternativo denominado Alum Sludge–Novel Lightweight Substrate (Al-NLS). Los resultados mostraron que el reactor anaerobio alcanzó una remoción de DQO de 58.7 %. En la etapa de humedales, el sistema HC-BF presentó remociones de DQO cercanas al 80 %, mientras que los humedales sin soporte (HC) alcanzaron aproximadamente 20 %. Al evaluar el sistema híbrido completo, el arreglo FBBR + HC-BF alcanzó remociones globales de DQO de hasta 92 %, mientras que el sistema FBBR + HC alcanzó aproximadamente 67 %. Asimismo, la configuración con biopelícula presentó mayores eficiencias globales de remoción de ST, SV, NT, NH₄⁺-N y FT, alcanzando valores de 89.3 %, 91.4 %, 72.5 %, 83.9 % y 67.1 %, respectivamente. Adicionalmente, se observó que las plantas establecidas en los humedales con biopelícula mostraron mejor crecimiento, mayor vigor, follaje más verde y floración más temprana que aquellas establecidas en humedales sin soporte, lo que sugiere una interacción favorable entre la biopelícula microbiana, la disponibilidad de nutrientes y el desarrollo vegetal. En conjunto, los resultados permiten concluir que la incorporación de soportes para biopelícula mejora significativamente el desempeño del sistema híbrido, incrementa la remoción de contaminantes y favorece la adaptación de la vegetación. Por tanto, el sistema FBBR + HC-BF constituye una alternativa sustentable, eficiente y de bajo costo para el tratamiento de aguas residuales de la industria piloncillera, con potencial de aplicación en contextos rurales y agroindustriales.
metadata.dc.type:	info:eu-repo/semantics/masterThesis
Appears in Collections:	Maestría en Ingeniería Química

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