Cycle closure of nutrients and power generation potential by anaerobic treatment of sewage: case study in Las Juntas de Abangares, Costa Rica
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| Formato: | Online |
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| Publicado: |
Universidad Nacional, Costa Rica
2022
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| Acceso en línea: | https://www.revistas.una.ac.cr/index.php/ambientales/article/view/17606 |
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AMBIENTALES17606 |
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Universidad Nacional de Costa Rica |
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Revista de Ciencias Ambientales |
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Solano Ramírez, Viviana Centeno Mora, Erick Vidal Rivera, Paola |
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Solano Ramírez, Viviana Centeno Mora, Erick Vidal Rivera, Paola Cycle closure of nutrients and power generation potential by anaerobic treatment of sewage: case study in Las Juntas de Abangares, Costa Rica |
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Cierre de ciclos de nutrientes y generación de energía por medio del tratamiento anaerobio de las aguas residuales ordinarias: Estudio de caso en Las Juntas de Abangares, Costa Rica Fechamento de ciclos de nutrientes e geração de energia por meio de tratamento anaeróbico de águas residuais comuns: estudo de caso em Las Juntas de Abangares, Costa Rica |
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AMBIENTALES176062024-07-15T15:31:58Z Cycle closure of nutrients and power generation potential by anaerobic treatment of sewage: case study in Las Juntas de Abangares, Costa Rica Cierre de ciclos de nutrientes y generación de energía por medio del tratamiento anaerobio de las aguas residuales ordinarias: Estudio de caso en Las Juntas de Abangares, Costa Rica Fechamento de ciclos de nutrientes e geração de energia por meio de tratamento anaeróbico de águas residuais comuns: estudo de caso em Las Juntas de Abangares, Costa Rica Solano Ramírez, Viviana Centeno Mora, Erick Vidal Rivera, Paola Biogas; biosolids; circular economy; Sustainable Development Objective 6; sustainable sanitation. Biogás; biosólidos; economía circular; objetivo de desarrollo sostenible 6; saneamiento sostenible. Biogás; biosólidos; economia circular; objetivo de desenvolvimento sustentável 6; saneamento sustentável. [Introduction]: An adequate selection of technology in wastewater treatment plants (WWTPs) and the search for solutions to integrate these systems in the communities are necessary to promote a sustainable sanitation in the Latin American region. [Objective]: This article evaluates the recovery potential of by-products in an anaerobic-based WWTP for the community of Las Juntas de Abangares (10 000 inhabitants). [Methodology]: A mathematical model of mass and energy balance in the community was formulated to estimate the nutrient fluxes (N, P, K) and biogas generation in a proposed WWTP for the population, with an anaerobic reactor as treatment technology. The potential of use of nutrients (liquid and solid phase) to substitute chemical fertilizers in the Abangares region was evaluated and different energy uses of biogas were compared. [Results]: The results show that all the nutrients can be used in Abangares, as this supply would represent less than 1 % of the total demand of the grassland area available in this area. Additionally, the potential savings derived from the use of nutrients and biogas amounted to US $ 50 and 30 thousand dollars per year, respectively, and the use of biogas to replace firewood or cooking gas would allow a negative carbon WWTP. [Conclusions]: The study shows the potential of anaerobic reactors to promote a sustainable sanitation in the region, generating direct benefits and allowing a better integration of the treatment systems in the communities of Costa Rica and other Latin American countries. [Introducción]: Una selección adecuada de tecnología en las plantas de tratamiento de aguas residuales (PTAR) y la búsqueda de soluciones para integrar estos sistemas en las comunidades se hacen necesarias para impulsar un saneamiento sostenible en la región latinoamericana. [Objetivo]: En este artículo se evalúa el potencial de recuperación de subproductos valorizables en una PTAR con reactor anaeróbico de flujo ascendente y manto de lodo, para ser aprovechados en la comunidad de Las Juntas de Abangares (10 000 habitantes), en el noroeste de Costa Rica. [Metodología]: Por medio de un modelo matemático de balance de masa y energía, se estimaron los flujos de nutrientes (N, P, K) y la generación de biogás en una PTAR propuesta para dicha población, con reactor anaeróbico como tecnología de tratamiento. Se evaluó el potencial de aprovechamiento de los nutrientes (fase líquida y sólida) para sustituir fertilizantes químicos en la región de Abangares y se compararon distintos aprovechamientos energéticos del biogás (fase gaseosa). Los datos utilizados como información de entrada del modelo corresponden a datos teóricos. [Resultados]: Los resultados muestran que la totalidad de nutrientes puede ser aprovechada en Abangares, pues esta oferta representaría menos del 1 % de la demanda total de la zona de pastizales del cantón. Adicionalmente, los potenciales ahorros derivados del aprovechamiento de los nutrientes y del biogás ascendieron hasta US$ 50 y 30 mil por año, respectivamente, y el aprovechamiento del biogás en sustitución de leña o gas para cocinar permitirían una PTAR carbono negativa. [Conclusiones]: El estudio muestra el potencial de los reactores anaeróbicos para impulsar un saneamiento sostenible en la región, que genere beneficios directos y permita una mejor integración del sistema de tratamiento en las comunidades de Costa Rica y otros países de Latinoamérica. [Introdução]: Uma adequada seleção de tecnologia em estações de tratamento de águas residuais (ETE) e a busca de soluções para integrar esses sistemas nas comunidades são necessárias para promover o saneamento sustentável na região da América Latina. [Objetivo]: Neste artigo é avaliado o potencial de recuperação de subprodutos comensuráveis em uma ETE com reator anaeróbico de fluxo ascendente e uma camada de lama, para serem aproveitados na comunidade de Las Juntas de Abangares (10 000 habitantes), ao noroeste da Costa Rica. [Metodologia]: Através de um modelo matemático de balanço de massa e energia, foram estimados fluxos de nutrientes (N, P, K) e geração de biogás em uma ETE proposta para a referida população, tendo como tecnologia de tratamento um reator anaeróbio. O potencial de uso de nutrientes (fase líquida e sólida) em substituição aos fertilizantes químicos na região de Abangares foi avaliado e diferentes usos energéticos do biogás (fase gasosa) foram comparados. Os dados utilizados como informações de entrada do modelo correspondem aos dados teóricos. [Resultados]: Os resultados mostram que todos os nutrientes podem ser utilizados em Abangares, uma vez que esta oferta representaria menos de 1% da demanda total da área de pastagem do cantão. Além disso, as economias potenciais derivadas do uso de nutrientes e biogás foram de US$ 50 e 30 mil por ano, respectivamente, e o uso de biogás para substituir lenha ou gás de cozinha permitiria uma ETE de carbono negativo. [Conclusões]: O estudo mostra o potencial dos reatores anaeróbios para promover o saneamento sustentável na região, o que gera benefícios diretos e permite uma melhor integração do sistema de tratamento nas comunidades da Costa Rica e outros países da América Latina. Universidad Nacional, Costa Rica 2022-09-28 info:eu-repo/semantics/article info:eu-repo/semantics/publishedVersion Journal articles Artículo Artigo application/pdf text/html application/epub+zip audio/mpeg audio/mpeg https://www.revistas.una.ac.cr/index.php/ambientales/article/view/17606 10.15359/rca.57-1.1 Tropical Journal of Environmental Sciences; Vol. 57 No. 1 (2023): January-June; 1-29 Revista de Ciencias Ambientales; Vol. 57 Núm. 1 (2023): Enero-Junio; 1-29 Revista de Ciencias Ambientales; v. 57 n. 1 (2023): Janeiro-Junho; 1-29 2215-3896 1409-2158 spa eng https://www.revistas.una.ac.cr/index.php/ambientales/article/view/17606/26302 https://www.revistas.una.ac.cr/index.php/ambientales/article/view/17606/26303 https://www.revistas.una.ac.cr/index.php/ambientales/article/view/17606/26306 https://www.revistas.una.ac.cr/index.php/ambientales/article/view/17606/26304 https://www.revistas.una.ac.cr/index.php/ambientales/article/view/17606/26305 Derechos de autor 2022 Revista de Ciencias Ambientales |