Abstract In Costa Rica, there are significant challenges regarding wastewater treatment. This study evaluated the management of municipal wastewater in Costa Rica, with emphasis on the technological profile, the use of anaerobic systems, and the recovery of generated by-products. A mixed approach was used, combining secondary information from databases, expert consultations, and participatory workshops. It was found that most existing systems work with activated sludge and direct discharge to receiving bodies. Additionally, significant gaps were identified for the implementation of anaerobic systems for wastewater treatment. From a technical standpoint, the lack of training and confidence in designing and operating these systems was noted, along with the relevance of controlling the treatment of emerging contaminants. From an economic standpoint, the lack of financial sustainability of projects, low capacity for user payment, and lack of incentives or tiered tariff systems were identified. Within institutional gaps, the main issue was the need for clearer sectoral leadership and avoiding duplication of functions. All the above requires robust and clear regulations that allow for innovation in the systems to be implemented. Finally, it was found that, for the circular economy principle to become a reality, cultural change is required, and the paradigm that wastewater is only meant for disposal must be changed.

Resumen En Costa Rica, existen grandes desafíos en materia de tratamiento de aguas residuales. Este trabajo evaluó la gestión de aguas residuales ordinarias en Costa Rica, dando énfasis al perfil tecnológico, al uso de sistemas anaeróbicos y a la recuperación de los subproductos generados. Se consideró un abordaje mixto, combinando información secundaria de bases de datos, consultas a expertos y talleres participativos. Se logró evidenciar que la mayoría de los sistemas que existen trabaja con lodos activados y con vertido directo a cuerpo receptor. Además, se evidenciaron brechas importantes para la implementación de los sistemas de tratamiento de aguas residuales, en especial para los sistemas anaeróbicos. Desde el punto de vista técnico, se identificó la falta de capacitación y de confianza en diseñarlos y operarlos, aunado a la relevancia de controlar el tratamiento de contaminantes emergentes; desde el punto de vista económico, se apunta hacia la falta de sostenibilidad financiera de los proyectos y poca capacidad de pago de los usuarios, falta de incentivos o de sistemas tarifarios escalonados; dentro de las brechas institucionales, la principal es la necesidad de tener una rectoría más clara del sector y evitar la duplicidad de funciones. Se demostró que lo anterior requiere ir ligado de una normativa robusta y clara, que permita la innovación en los sistemas a implementar. Finalmente, se pudo detectar que, para que el principio de economía circular sea una realidad, se requiere trabajar en un cambio cultural y en romper el paradigma de que las aguas residuales solo sirven para desecharlas.

Resumen Antecedentes: El uso racional del agua y la aplicación de sistemas de tratamiento para las aguas residuales se presentan como alternativa para subsanar la contaminación de los ecosistemas acuáticos. El IHPLUS® activado constituye una alternativa para la biorremediación de fuentes hídricas contaminadas. Objetivo. determinar la toxicidad por exposición única del producto IHPLUS® activado en larvas de Artemia sp. Métodos: Se evaluó la toxicidad por exposición única del bioproducto IHPLUS® activado en larvas de Artemia sp. obtenidas de quistes incluidos en agua de mar artificial. Los grupos experimentales de larvas de Artemia sp. fueron expuestos por 24 horas a cinco concentraciones del producto en estudio y se compararon con un grupo control sin exposición. Se calculó la CL50 del bioproducto y se estudió la influencia de factores que pudieran ser los responsables de la toxicidad/mortalidad, estos fueron la presencia o ausencia de micro-organismos y el pH. Resultados: La CL50 del producto resultó 0,042% en agua de mar artificial, por lo que se clasifica como no tóxico para crustáceos. Se demostró que el IHPLUS® activado resultó tóxico a concentraciones superiores a 0,032% en larvas de Artemia sp., bajo las condiciones del ensayo. El pH resultó ser el factor responsable en la producción de la toxicidad del bioproducto en Artemia sp. Conclusión: El IHPLUS® activado resultó no peligroso para crustáceos de ambientes marinos.

ABSTRACT Background: The rational use of water and the application of treatment systems for wastewater are presented as an alternative to remedy the contamination of aquatic ecosystems. The activated IHPLUS® constitutes an alternative for the bioremediation of contaminated water sources. The objective of the study was to determine the toxicity by single exposure of the activated IHPLUS® product in larvae of Artemia sp. Methods: Toxicity was evaluated by single exposure of the activated IHPLUS® bioproduct in Artemia sp. larvae obtained from cysts included in artificial seawater. The experimental groups of larvae were exposed for 24 hours to five decreasing concentrations of the product under study and were compared with a control group without exposure. The LC50 of the bioproduct was calculated as well as the influence of factors that could be responsible for the toxicity/mortality was studied, these were the presence or absence of micro-organisms and pH. Results: The LC50 of the product was 0,042% in artificial seawater, thus it is classified as non-toxic for crustaceans. It was shown that the activated IHPLUS® was toxic at concentrations higher than 0,032% in Artemia sp. larvae, under the test conditions. The pH turned out to be the responsible factor in the production of the toxicity of the bioproduct in Artemia sp. Conclusion: The activated IHPLUS® was not dangerous for crustaceans in marine environments.

ABSTRACT Introduction: The fish processing industry generates large volumes of wastewater, which are generally treated in lagoons, generating bad odors and emitting polluting gases into the atmosphere. According to their organic matter content, these can be treated in anaerobic reactors with a microalgae coupling for the bioremediation of the effluent, due to their high N, P and CO2 removal capacity. Objective: To determine the potential of fish processing wastewater from the fishing industry in Sancti Spíritus for biogas and microalgae production. Materials and Methods: The physicochemical characteristics of the wastewater are taken as a starting point and mass balances are performed using indexes from the literature to determine the volumes of biogas and the amount of biomass harvested from the microalgae Chlorella vulgaris. Results and Discussion: The analyzed waters represent a potential for obtaining biogas and for the development of microalgae cultures as a promising alternative to improve process performance, which allows obtaining energy and high value-added products. Conclusions: The wastewater from the Pescaspir fishing company produces 21.8 m3 of biogas per day and 0.58 kg/d of dry microalgal biomass, so the proposed treatment system allows the generation of renewable energy, the production of biomass, obtaining a purified effluent and reducing the environmental impact on natural aquatic systems, in addition to other possible technological applications.

RESUMEN Introducción: La industria de procesamiento del pescado genera grandes volúmenes de aguas residuales, que generalmente son tratadas en lagunas, generando malos olores y emitiendo gases contaminantes a la atmósfera. De acuerdo a su contenido de materia orgánica estas pueden ser tratadas en reactores anaerobios con un acople de microalgas para la biorremediación del efluente, debido a su alta capacidad de remoción de N, P y CO2. Objetivo: Determinar el potencial de las aguas residuales del procesamiento de pescado de la industria pesquera en Sancti Spíritus para la producción de biogás y microalgas. Materiales y Métodos: Se toma como punto de partida las características fisicoquímicas de las aguas residuales y se realizan balances de masa empleando índices de la literatura, para determinar los volúmenes de biogás y la cantidad de biomasa cosechada de la microalga Chlorella vulgaris. Resultados y Discusión: Las aguas analizadas, representan un potencial para la obtención de biogás y para el desarrollo de cultivos de microalgas como alternativa prometedora para mejorar el rendimiento de los procesos, lo que permite obtener energía y productos de alto valor añadido. Conclusiones: Las aguas residuales de la empresa pesquera Pescaspir, permiten obtener 21,8 m3 de biogás al día y 0,58 kg/d de biomasa microalgal seca, por lo que el sistema de tratamiento propuesto permite la generación de energía renovable, la producción de biomasa, la obtención de un efluente depurado y la reducción del impacto ambiental que causan en los sistemas acuáticos naturales, además de otras posibles aplicaciones tecnológicas.

ABSTRACT: Persistent organic pollutants (POPs) represent a significant environmental problem due to their toxicity, with a high capacity to persist in the environment, resistance to conventional degradation methods, the ability to accumulate in living organisms and their magnification in food chains or food. In this review article, the impacts on health and environmental components are examined. Strategies and measures for control, mitigation and/or minimization of POPs are also addressed. Agricultural and industrial activities, inadequate final disposal of solid waste and lack of wastewater treatment are identified as the main sources of POP emissions. In addition, innovative and promising technologies are analyzed, such as nanotechnology, bioremediation, rhizoremediation, biochar, chromatography techniques, ultrasound, among others, for the adequate treatment of POPs. The review highlights both the advantages and limitations of these technologies, pointing out areas that still require developments to achieve effective treatments. More economical and ecological alternatives are also mentioned to counteract the impacts of POPs.

RESUMEN: Los contaminantes orgánicos persistentes (COP) representan un problema ambiental significativo debido a su toxicidad, con una alta capacidad para persistir en el entorno, resistencia a los métodos de degradación convencionales, la capacidad de acumulación en organismos vivos y su magnificación en las cadenas tróficas o alimentarias. En este artículo de revisión, se examinan los impactos en la salud y en los componentes medio ambientales. También se abordan las estrategias y medidas de control, mitigación y/o minimización de los COP. Se identifica a las actividades agrícolas, industriales, la inadecuada disposición final de los residuos sólidos y la falta de tratamiento de las aguas residuales como las principales fuentes de emisión de COP. Además, se analizan tecnologías innovadoras y prometedoras, como la nanotecnología, biorremediación, rizorremediación, biocarbón, técnicas de cromatografía, ultrasonido, entre otras, para el tratamiento adecuado de los COP. La revisión destaca tanto las ventajas como las limitaciones de estas tecnologías, señalando áreas que aún requieren desarrollos para lograr tratamientos eficaces. También se mencionan alternativas más económicas y ecológicas, para contrarrestar los impactos de los COP.

Resumen La contaminación del suelo superficial de las tres ciudades industriales de Urmia, a 9 km al noreste de esta ciudad, es el tema de este artículo. Para ello, se tomaron muestras en 9 puntos y se analizaron metales pesados como hierro, manganeso, cadmio, cobre, zinc y plomo para calcular los indicadores del índice de geoacumulación y los factores de contaminación de estos metales pesados. Para calcular estos factores, debe calcularse la concentración de fondo de cada elemento. Se utilizaron 59 muestras para cada elemento en las zonas prístinas de la llanura de Urmia mediante el método de absorción atómica. Los resultados de la investigación presentada muestran que el suelo de la región está contaminado con metales pesados, por lo que la cantidad de contaminación para los metales pesados manganeso y cadmio es exigua, y para los metales pesados hierro y cobre, están en el rango medio y para los metales pesados zinc y plomo, están en el rango alto. La concentración de contaminación en los alrededores de la ciudad de la fase de expansión y de la fase 2 es mayor que en la ciudad de la fase 1, lo que parece deberse a la actividad de la industria alimentaria en la ciudad de la fase 1 y a la actividad de las industrias electrónica, de pinturas y metalúrgica en la fase de expansión y en la fase 2. Parece que las elevadas cantidades de metales pesados de plomo y zinc en los suelos de los alrededores de las ciudades industriales de Urmia se deben a las actividades de unidades de producción como la industria electrónica, la industria cerámica, la industria metalúrgica, la industria de pinturas y la producción de baterías. Las industrias mencionadas vierten sus aguas residuales industriales en los alrededores de las ciudades y provocan la contaminación del suelo. La figura 7 muestra el vertido de aguas residuales industriales de la ciudad en fase de expansión a los alrededores. Parece que la creación de una planta de tratamiento de aguas residuales para las unidades contaminantes y el aumento de la capacidad de la planta de tratamiento existente en la ciudad industrial son importantes para reducir la contaminación.

Abstract The surface soil pollution of the three industrial towns of Urmia, 9 km northeast of this city, is the subject of this article. For this purpose, samples were taken from 9 points, and heavy metals such as iron, manganese, cadmium, copper, zinc, and lead has been analyzed to calculate the indicators of Geoaccumulation Index and pollution factors for these heavy metals. The background element concentration should be calculated for each element to calculate these factors. 59 samples for each element were used in the pristine areas of Urmia Plain by atomic absorption method. The presented research results show that the soil of the region is contaminated with heavy metals, so the amount of contamination for heavy metals manganese and cadmium is meager, and for the heavy metals iron and copper, they are in the middle range and for the heavy metals zinc and lead, they are in the high range. The pollution concentration around the town of expansion phase and phase 2 is more than the town of phase 1, which seems to be the cause of the food industry activity in the town of phase 1 and the activity of electronics, paint and metal industries in the expansion phase and phase 2. It seems that the high amounts of lead and zinc heavy metals in the soils around the industrial towns of Urmia are due to the activities of production units such as electronic industry, ceramics industry, metal industry, paint industry and battery production. The aforementioned industries dump their industrial waste water into the surroundings of the towns and cause soil pollution. Figure 7 shows the discharge of industrial wastewater from the expansion phase town to surrounding area. It seems that the creation of a wastewater treatment plant for polluting units and increasing the capacity of the existing treatment plant in the industrial town is important in reducing pollution.

Summary: Artificial wetlands are effective in removing various contaminants from wastewater. In this review study, the latest perspectives on subsurface flow artificial wetlands are analyzed, which use different methodologies for treating contaminated effluents. To achieve this objective, an information search was conducted using keyword filters, during the period from 2015 to 2021. Approximately, 60 studies related to horizontal subsurface flow artificial wetlands were examined, highlighting in the results the mechanisms of contaminant removal. Significant improvements have been obtained in laboratory or pilot scale systems, but the scaling process of these technologies in different configurations should be further explored for efficient elimination and optimal reduction of different contaminants.

Resumen: Los humedales artificiales son eficaces en la eliminación de diversos contaminantes de las aguas residuales. En este trabajo de revisión, se buscó analizar las últimas perspectivas sobre los humedales artificiales de flujo subsuperficial, los que utilizan diferentes metodologías para el tratamiento de efluentes contaminados. Para alcanzar este objetivo, se realizó una búsqueda de información empleando filtros basados en palabras clave, durante el período comprendido del año 2015 al 2021. Se examinaron alrededor de 60 estudios relacionados con los humedales artificiales de flujo subsuperficial horizontal, destacando en los resultados obtenidos los mecanismos de eliminación de contaminantes. Se han obtenido mejoras significativas en sistemas a escala de laboratorio o piloto, pero se debe profundizar en el proceso de escalamiento de estas tecnologías en diferentes configuraciones, para una eficiente eliminación y reducción optima de diferentes contaminantes.

Summary: Intensive use of water, growing cities, and lack of wastewater treatment are some factors increasing hydric stress worldwide. Coagulation/flocculation is one of the preferred treatments for wastewater. However, aluminum salts are traditionally used in this process. This coagulant has a high environmental footprint and residual aluminum in wastewater is a public health concern. The preparation and use of chitosan as a coagulant aid in coagulation/flocculation with aluminum sulfate were investigated. The effect of the order of addition of coagulants (aluminum sulfate followed by chitosan, or chitosan followed by aluminum sulfate), dose of the coagulants, pH, and slow mixing velocity for flocculation were studied. It was found that the removal of total suspended solids (TSS) with aluminum sulfate was relatively unaffected by pH (aluminum sulfate dose of 100 mg L-1 at pH of 5 units achieved 94% removal of TSS and at pH of 8.2 units 89% removal of TSS), whereas with chitosan was highly affected (chitosan dose of 180 mg L-1 at pH of 4 units achieved 96% removal of TSS and at pH of 8.2 units 25% removal of TSS). In the coagulation/flocculation experiments where both coagulants were used, it was found that the order of coagulant addition and pH of wastewater have a statistically significant effect (P-value < 0.05) on the removal of TSS. Higher removal of TSS was achieved when aluminum sulfate was added followed by chitosan at a wastewater pH of 5 units. Chitosan can be effectively used to reduce the use of aluminum salts in wastewater treatment. However, it is necessary to optimize the preparation of this coagulant and investigate other factors, such as variation in the wastewater quality, that can affect the robustness of the process.

Resumen: Entre los factores que aumentan el estrés hídrico se encuentran la creciente demanda de agua, el incremento de las zonas urbanas y la falta de tratamiento de aguas residuales, entre otros. La coagulación/floculación con sales de aluminio está entre los tratamientos para aguas residuales más utilizados. Sin embargo, estas sales tienen una huella ambiental alta y el aluminio residual en el agua tratada está asociado a problemas de salud. En este trabajo se investigó la preparación y uso de quitosano como coadyuvante en la coagulación/floculación con sulfato de aluminio. Se estudió el efecto del orden de adición de los coagulantes (sulfato de aluminio seguido de quitosano o quitosano seguido de sulfato de aluminio), la dosis de los coagulantes, el pH del tratamiento y la velocidad lenta de floculación. Se encontró que la remoción de los sólidos suspendidos totales (SST) con sulfato de aluminio no presentó cambios significativos en el rango de pH estudiado ( remoción de 94% de SST con dosis de 100 mg L-1 y pH 5, y remoción de 89% con pH 8.2), mientras que la remoción con quitosano es altamente dependiente del pH (remoción de 96% de SST con dosis de 180 mg L-1 y pH 4, y remoción de 25% con pH 8.2). En los experimentos donde los dos coagulantes se usaron se encontró que el orden de adición de los coagulantes y el pH tienen un efecto estadísticamente significativo (P < 0.05) en la remoción de SST. La mayor remoción de SST se encontró al adicionar sulfato de aluminio seguido de quitosano a un pH de 5. El quitosano se puede utilizar para disminuir el uso de sales de aluminio en el tratamiento de agua residual. Sin embargo, es necesario optimizar su preparación e investigar otros factores que pueden afectar el proceso de coagulación/floculación.

Abstract Activated sludge generated by wastewater treatment plants contains high concentrations of pathogenic microorganisms and organic matter, posing a significant environmental challenge. The objective of this research was to achieve sludge stabilization using the Bokashi technique. A completely randomized design (CRD) was employed, comprising four treatments with four replicates each. Treatment 1 (T1) consisted of 35% sludge and 65% Bokashi, Treatment 2 (T2) included 45% sludge and 55% Bokashi, Treatment 3 (T3) comprised 55% sludge and 45% Bokashi, and Treatment 4 (T4) had 65% sludge and 35% Bokashi. Statistical analyses demonstrated that T3 yielded superior results for sludge stabilization, exhibiting optimal parameters, including a moisture content of 46.35%, carbon content of 42.73%, nitrogen content of 1.55%, a pH value of 6.4, and a stabilized temperature range of 30-31 ºC. These findings suggest the potential for efficient alternatives in stabilizing sludge from wastewater treatment plants, making it suitable for agricultural applications.

Resumen Los fangos activos generados por las plantas de tratamiento de aguas residuales contienen altas concentraciones de microorganismos patógenos y materia orgánica, convirtiéndose en un problema ambiental, el objetivo de esta investigación fue la estabilización de fangos mediante la técnica de Bokashi, se realizó un diseño completamente al azar (DCA) con cuatro tratamientos y cuatro réplicas. El T1 compuesto por 35 % fango y 65 % Bokashi, el T2 tuvo 45 % de fango y 55 % de Bokashi, el T3 55 % de fango y 45 % de Bokashi, y el T4 65 % de fango y 35 % de Bokashi. Los análisis estadísticos ejecutados mostraron que el T3 alcanzó mejores resultados para una estabilización de los fangos, presentando parámetros de valores óptimos de humedad de 46,35 %, carbono de 42,73 %, nitrógeno 1,55 %, el valor de pH 6,4 y la temperatura que una vez estabilizada se mantuvo entre 30-31 ºC presentando potencialidades como alternativas eficientes, para la estabilización de fangos provenientes de plantas de tratamiento de aguas residuales para ser utilizado en el sector agrícola.

Abstract Given the scarcity of water resources for agricultural use, it is necessary to promote the use of wastewater for agriculture. The towns of Capulálpam de Méndez and Ixtlán de Juárez in the State of Oaxaca have anaerobic wastewater treatment plants (WWTP). The morphological growth, biomass production and N and P content were evaluated in two forage species -Chenopodium quinoa Willd and Zea mays- irrigated with treated wastewater (TWW). A complete randomized design (CRD) was established in each municipality, given the homogeneity of the soil, using a 2 x 2 factorial arrangement, i.e., two forage crops (Quinoa and corn) and two types of irrigation (fresh water and treated wastewater), with 4 replicates per treatment. Analyses of variance and Tukey mean tests (P≤0.05) were performed for the studied variables. In the soils, the pH level was "moderately acid" to "neutral" (5.1 to 7.3); the EC indicated "negligible effects of salinity"; organic matter was found at intervals of "medium to high", and the texture was sandy clay loam in Ixtlán and clay loam in Capulálpam. Growth variables (plant height, stem diameter, and number of leaves) and biomass were significantly higher in plants irrigated with treated wastewater in both forage crops. Nitrogen and phosphorus contents were significantly higher in quinoa and corn plants receiving TWW. TWW could be an alternative that would help reduce the use of chemical fertilizers, as it is an important source of nutrients in forage crops.

Resumen Ante la escasez del recurso hídrico para el uso agrícola, es necesario promover el uso del agua residual para la agricultura. En las localidades Capulálpam de Méndez e Ixtlán de Juárez, Estado de Oaxaca cuentan con plantas de tratamiento de aguas residuales (PTAR) de tipo anaerobio. Se evaluó el crecimiento morfológico, producción de biomasa y contenido de N y P en dos especies forrajeras: Chenopodium quinoa Willd y Zea mays, regados con agua residual tratada (ART). Se estableció un diseño completo aleatorio (DCA) en cada municipio, dada la homogeneidad del suelo. Con arreglo factorial 2 x 2, esto es, dos cultivos forrajeros (Quinoa y maíz), y dos tipos de riego (agua dulce y agua residual tratada), con 4 repeticiones por tratamiento. Se realizaron análisis de varianza y pruebas de media Tukey (P≤0.05) de las variables estudiadas. En los suelos el nivel de pH fue “moderadamente acido” a “neutro” (5.1 a 7.3); la CE indicó “Efectos despreciables de la salinidad”; Materia orgánica en intervalos de “medio a alto”; y Textura Franco arcilloso arenoso en Ixtlán y Franco arcilloso en Capulálpam. Las variables de crecimiento (altura de planta, diámetro de tallo y número de hojas) y biomasa fueron significativamente mayores en plantas regadas con agua residual tratada en ambos cultivos forrajeros. El contenido de nitrógeno y fósforo fue significativamente mayor en plantas de quinoa y maíz que recibieron ART. El ART podría ser una alternativa que ayude a disminuir el uso de fertilizantes químicos, al ser una fuente importante de nutrimentos en los cultivos forrajeros.

Abstract (Objective) The variation of hydrogen sulfide (H2S) and ammonia (NH3) concentrations in air was studied in a wastewater treatment system in Costa Rica to obtain information about the dispersion of odors produced using on-site measurements and an air dispersion model. (Methodology) Thirteen samples were taken in periods of 12 hours and 24 hours between October 2016 and February 2017, and the measurements taken in the field were entered into a dispersion model. Meteorological parameters including direction and wind speed, global radiation, temperature, percentage of relative humidity, precipitation, and atmospheric pressure were recorded. Dispersion of gases around the selected emission points in the treatment plant was determined using the Aermed View and AERMOD programs. Data on roughness parameters, Bowen ratio and albedo for a rural area were incorporated into the Aermet View and the data collected was incorporated into the AERMOD model. (Results) The concentrations of gases emitted by the plant were below the perception values of these substances, 0.70 µg/m3 (< 0.50 ppb) for H2S and 26.6 µg/m3 (< 35.5 ppb) for NH3. The discharge channel is the main source of emissions; the gases emitted were dispersed to the neighboring communities of La Carpio, María Auxiliadora and Rincón Grande to the Northwest; Carvajal Castro, Rossiter Carballo, Residencial Real Santamaría and Lagunilla to the Northeast, and the National Emergency Commission to the South. Error values ranged between 5% and 48% for H2S and between 8% and 75% for NH3. The concordance index (CI) showed agreement between the predicted and observed values for both H2S and NH3. (Conclusions) H2S and NH3 emissions from the wastewater treatment system do not represent a risk to health or the environment for nearby populations.

Resumen (Objetivo) Se estudió la variación de las concentraciones del sulfuro de hidrógeno (H2S) y del amoniaco (NH3) en aire, en un sistema de tratamiento de aguas residuales en Costa Rica, para conocer el posible alcance de los olores producidos, con mediciones en el lugar y un modelo de dispersión de sustancias en el aire. (Metodología) Fueron realizados 13 muestreos en periodos de 12 horas y 24 horas, entre octubre del 2016 y febrero del 2017; con las mediciones de campo, se alimentó un modelo de dispersión. Se midieron los parámetros meteorológicos: dirección y velocidad de viento, radiación global, temperatura, porcentaje de humedad relativa, precipitación y presión atmosférica. Mediante el uso de los programas Aermed View y AERMOD, se demostró la dispersión de los gases alrededor de los puntos de emisión seleccionados en la planta de tratamiento. Al Aermet View se le incorporaron los parámetros de rugosidad superficial, la proporción de Bowen y el albedo para una zona rural. Los datos recolectados se incluyeron en AERMOD. (Resultados) La concentración de los gases emitidos por la planta se encuentra por debajo de los valores de percepción de estas sustancias, 0,70 µg/m3 (< 0,50 ppb) para el H2S y 26,6 µg/m3 (< 35,5 ppb) para el NH3. Se determinó que el canal de vertido es la fuente principal de emisión. Los gases generados se dispersaron hacia las comunidades vecinas de La Carpio, María Auxiliadora y Rincón Grande, en dirección noroeste; Carvajal Castro, Rossiter Carballo, Residencial Real Santamaría y Lagunilla, en dirección noreste, y la Comisión Nacional de Emergencia, en dirección sur. Los valores de error se encontraron en un ámbito entre el 5 % y el 48 % para el H2S y entre el 8 % y el 75 % para el NH3. El índice de concordancia (IC) mostró una similitud entre los valores predichos y los valores observados, tanto para el H2S como para el NH3. (Conclusiones) Las emisiones gaseosas de H2S y NH3 provenientes del sistema de tratamiento de aguas residuales no representan un riesgo para la salud ni el medio ambiente, en las poblaciones cercanas.

Resumo (Objetivo) A variação nas concentrações de sulfeto de hidrogênio (H2S) e amoníaco (NH3) no ar, em um sistema de tratamento de águas residuais na Costa Rica, para conhecer a possível extensão dos odores produzidos, com medições no local e um modelo de dispersão de substâncias no ar. (Metodologia). Foram realizadas treze amostragens em períodos de 12 horas e 24 horas, entre outubro de 2016 e fevereiro de 2017; com as medidas de campo, um modelo de dispersão foi alimentado. Os parâmetros meteorológicos foram medidos: direção e velocidade do vento, radiação global, temperatura, porcentagem de umidade relativa, precipitação e pressão atmosférica. Usando o Aermed View e o software AERMOD, foi demonstrada a dispersão de gases em torno dos pontos de emissão selecionados na estação de tratamento. Os parâmetros de rugosidade superficial, razão de Bowen e albedo para uma área rural foram incorporados na Aermet View. Os dados coletados foram incluídos no AERMOD. (Resultados) A concentração dos gases emitidos pela planta está abaixo dos valores de percepção para estas substâncias, 0,70 µg/m3 (< 0,50 ppb) para H2S e 26,6 µg/m3 (< 35,5 ppb) para NH3. O canal de deposição de descarte foi identificado como a principal fonte de emissões. Os gases gerados foram dispersos para as comunidades vizinhas de La Carpio, María Auxiliadora e Rincón Grande, na direção noroeste; Carvajal Castro, Rossiter Carballo, Residencial Real Santamaría e Lagunilla, na direção nordeste, e a Comissão Nacional de Emergência, na direção sul. Foram encontrados valores de erro entre 5% e 48% para o H2S e entre 8% e 75% para o NH3. O índice de concordância (CI) mostrou uma semelhança entre os valores previstos e observados tanto para o H2S quanto para o NH3. (Conclusões) As emissões gasosas de H2S y NH3 do sistema de tratamento de águas residuais não representam um risco sanitário e ambiental para as populações próximas.

ABSTRACT Background. Nitrification and denitrification processes are part of the biogeochemical nitrogen cycle. The microorganisms that carry them out are used in wastewater treatment systems to remove a very common pollutant; ammonium (NH4+) and release molecular nitrogen (N2). Objective. Show the diversity and metabolic flexibility of nitrifying and denitrifying consortia used in the elimination of nitrogen from wastewater. Results. Among these taxonomically diverse microorganisms, bacteria are the best studied. They are divided and named according to the main process they carry out. Although thanks to the genes they share, their diversity and metabolic flexibility can enable them to survive under changing conditions and through functions different from the process that is canonically attributed to them. The characteristic genes of these processes are used as molecular markers in community studies. However, taxa known canonically as nitrifying may have functional genes of the denitrifying process. Microorganisms classified as typically denitrifying may have functional genes of the nitrifying process. The consortia (flocules, granules and biofilms) used in the elimination of NH4+ are an example of communities that can have superior or different capacities than those of their individual members. Conclusions. This review compiles physiological, genetical, and ecological information that contributes to a better understanding of the great diversity and metabolic flexibility of nitrifying and denitrifying consortia. It stands out that in artificial systems, a better knowledge of the participating taxa and their trophic, metabolic and communication relationships, would allow a better control of the nitrifying and denitrifying processes for making them more efficient and stable.

RESUMEN Antecedentes. Los procesos de la nitrificación y desnitrificación forman parte del ciclo biogeoquímico del nitrógeno. Los microorganismos que los llevan a cabo son empleados en los sistemas dedicados al tratamiento de aguas residuales para eliminar un contaminante muy común; el amonio (NH4+), y liberar nitrógeno molecular (N2). Objetivo. Mostrar la diversidad y flexibilidad metabólica de consorcios nitrificantes y desnitrificantes usados en la eliminación de nitrógeno de aguas residuales. Resultados. En estos microorganismos taxonómicamente diversos, las bacterias son las mejor estudiadas. Se las divide y nombra según el proceso principal que realizan. Aunque en realidad gracias a los genes que comparten, pueden presentar una diversidad y flexibilidad metabólica, que las capacita para sobrevivir en condiciones cambiantes y con funciones distintas del proceso que canónicamente se les atribuye. Los genes característicos de estos procesos son empleados como marcadores moleculares en estudios de comunidades. Sin embargo, taxones conocidos canónicamente como nitrificantes pueden tener genes funcionales propios del proceso desnitrificante. Microorganismos catalogados como típicamente desnitrificantes pueden tener genes funcionales del proceso nitrificante. Los consorcios (flóculos, gránulos y biopelículas) empleados en la eliminación de NH4+ son un ejemplo de comunidades que pueden tener capacidades superiores o distintas de las que tienen sus integrantes individualmente. Conclusiones. La presente revisión conjunta información fisiológica, genética y ecológica que contribuye a entender mejor la gran diversidad y flexibilidad metabólica de los consorcios nitrificantes y desnitrificantes. Se destaca que, en los sistemas artificiales, un mayor conocimiento de los taxones participantes, así como de sus relaciones tróficas, metabólicas y de comunicación posibilitaría un mejor control de los procesos nitrificante y desnitrificante para que estos sean más eficientes y estables.

Abstract Inefficient treated wastewaters are a critical factor for public health due to can be a dissemination vehicle for pathogens such as enteric viruses; nevertheless, the enteric viral circulation has been poorly studied in our region. This work aims to study the presence of five enteric virus, in parallel with operative parameters, in affluents and effluents of five wastewater treatment plants (WWTP) located in the Greater Metropolitan Area of Costa Rica in 2013. The viral pathogens studied were enterovirus, hepatitis A virus, rotavirus A, and norovirus GI and GII (determined by end point PCR technique); since basic control parameters analyzed were biochemical oxygen demand, chemical oxygen demand, suspended solids, settable solids, fats and oils, blue methylene active substances, and fecal coliforms. All wastewater treatment plants showed acceptable removal of physicochemical parameters, but with microbial parameters, its efficiency was low; all enteric viruses were detected year-round at effluents and influents of the WWTP, with a predominance during the dry season. The most frequently detected virus was rotavirus, followed by norovirus G1. In conclusion, the studied wastewater treatment plants are efficient to remove physicochemical parameters; the year circulation of enteric virus in Costa Rica was demonstrated, and finally, a wastewater treatment plant improvement it is necessary to achieved treated waters safety discharges.

Resumen Las aguas residuales inadecuadamente tratadas son un factor de riesgo para la salud pública dado que son un vehículo de diseminación de microorganismos patógenos como virus entéricos. Sin embargo, la circulación de patógenos virales en esta matriz ha sido poco estudiada en la región. El objetivo de este trabajo fue describir la presencia de cinco virus enteropatógenos y parámetros operativos básicos, en afluentes y efluentes de cinco plantas de tratamiento de aguas residuales (PTAR) con sistemas de lodos activados, ubicadas en el Gran Área Metropolitana de Costa Rica durante el 2013. Los patógenos virales estudiados fueron: enterovirus, virus de hepatitis A, rotavirus A, norovirus G1 y norovirus G2 (determinados por PCR punto final); mientras que los parámetros de control de rendimiento analizados incluyeron disponibilidad bioquímica de oxígeno, disponibilidad química de oxígeno, sólidos suspendidos, sólidos sedimentables, grasas y aceites, sustancias activas al azul de metileno y coliformes fecales. A nivel fisicoquímico todas las plantas mostraron un rendimiento aceptable, caso contrario a los parámetros microbiológicos, todos los virus investigados fueron detectados en aguas tratadas y no tratadas durante todo el año, siendo más frecuentes durante la época seca. El virus más frecuente fue rotavirus, seguido por norovirus G1. En conclusión, este estudio describe que durante el periodo estudiado las PTAR fueron eficientes en la remoción de parámetros fisicoquímicos, y que la circulación de virus entéricos es común en las PTAR estudiadas. Por ello, es necesaria la inclusión de procesos de desinfección adicionales para una descarga segura de las aguas tratadas.

Resumen (Introducción): Durante años, las aguas residuales de curtiembres han sido vertidas a diversas fuentes de aguas sin control alguno o con tecnologías poco eficientes, lo que genera un impacto en la calidad del agua. (Objetivo): El objetivo del estudio fue evaluar la viabilidad técnico-económica del uso del biopolímero pectina y quitosano para el tratamiento de aguas residuales de curtiembres. (Metodología): Se efectuó la extracción de pectina a partir de la cocona y el quitosano a partir de camarón. Se realizó una prueba de jarras donde se combinó el agua residual y los biopolímeros, la velocidad de agitación fue de 120 rpm y el tiempo de contacto de 1, 2 y 3 h. Se realizaron análisis de pH, demanda química de oxígeno (DQO), demanda bioquímica de oxígeno (DBO), sólidos suspendidos totales (SST) y Cr+6 de las muestras obtenidas. Para la comparación con Valores Máximos Admisibles (VMA), se utilizaron las muestras que mostraron mayor remoción de SST y Cr+6. Para el análisis estadístico de los diferentes tiempos y concentraciones se realizó una prueba ANOVA y de comparación múltiple, para el cotejo de eficiencias entre pectina y quitosano se realizó 1 prueba T de student. (Resultados): En la cantidad de 1 g tanto de quitosano como de pectina se registró una remoción del Cr+6 de 98.33 % y 98.30 % respectivamente, ambos con un tiempo de 1 h. En los sólidos suspendidos totales hubo una reducción del 98 % con 1 h de mezcla para la pectina y 96 % con 3 h de mezcla usando el quitosano. La eficiencia de remoción entre quitosano y pectina no mostraron una diferencia significativa. En la parte económica existe un ahorro de 846.85 USD, mientras que para el quitosano se tendría un ahorro de 807.61 USD. La concentración de parámetros de sólido sedimentable y aceites y grasas se encontró dentro de los VMA. Sin embargo, para sulfuros, DBO y DQO no se cumplió. (Conclusiones): Con el uso de biopolímeros se logró una considerable disminución del Cr+6 y de los SST, además de que ambos resultaron ser muy eficientes. También es una tecnología más rentable económicamente, en comparación con la tecnología empleada por la curtiembre estudiada. Sin embargo, para poder alcanzar los requerimientos de los VMA se deben utilizar algunas tecnologías adicionales.

Abstract (Introduction): For years, wastewater from tanneries has been discharged into various water sources without any control or with inefficient technologies, generating an impact on water quality. (Objective): To evaluate the technical-economic feasibility of the use of the biopolymer pectin and chitosan for the treatment of tannery wastewater. (Methods): Extraction of pectin from cocona and chitosan from shrimp was performed. A jar test was performed where the wastewater and biopolymers were combined, the agitation speed was 120 rpm and the contact time was 1, 2 and 3 h. Analyses of pH, chemical oxygen demand (COD), biochemical oxygen demand (BOD), total suspended solids (TSS) and Cr+6 were performed on the samples obtained. For comparison with Maximum Allowable Values (MAV), the samples that showed the highest TSS and Cr+6 removal were used. For the statistical analysis of the different times and concentrations an ANOVA and multiple comparison test was performed, for the comparison of efficiencies between pectin and chitosan a Student's t-test was performed. (Results): In the amount of 1 g of both chitosan and pectin there was a removal of Cr+6 of 98.33 % and 98.30 % respectively, both with a time of 1 h. In total suspended solids there was a reduction of 98 % with 1 h of mixing for pectin and 96 % with 3 h of mixing using chitosan. The removal efficiency between chitosan and pectin did not show a significant difference. In the economic part there is a saving of 846.85 USD while for chitosan there would be a saving of 807.61 USD. The concentration of settleable solids and oils and fats parameters were found to be within the MAV. However, for sulfides, BOD and COD were not met. (Conclusions): With the use of biopolymers, a considerable decrease in Cr+6 and TSS was achieved, in addition to the fact that both proved to be very efficient. It is also a more economically profitable technology compared to the technology used by the tannery studied. However, in order to meet the requirements of the MAV, some additional technologies must be used.

Resumen Las descargas de agua residual representan un gran problema de contaminación para el ambiente, ya que en muchos casos no se llegan a tratar de manera correcta y son depositados en los ríos y quebradas. Existen distintos tipos de tratamiento de agua residual entre los cuales resalta, debido a su eficacia, el tratamiento aerobio de lodos activados. Sin embargo, actualmente no existen muchos análisis en Costa Rica que sean específicos para estos lodos, de manera que se pueda dar un criterio de la calidad de estos, y por lo tanto del buen funcionamiento de la planta de tratamiento. Países como España han generado un Índice de Calidad de Lodos Activados utilizando el estudio de sus componentes, que ha permitido la caracterización de estos avanzando enormemente en temas de tratamiento de agua residual. Con el objetivo de realizar una caracterización para la aplicación de dicho Índice de Calidad de Lodos Activados en Costa Rica, se realizaron cuatro muestreos de lodos y de los efluentes de dos distintas Plantas de Tratamiento de Agua Residual, los cuales se analizaron tanto microbiológicamente como fisicoquímicamente, y se les aplicó el índice de lodos activados mencionado anteriormente. Se obtuvieron resultados positivos del índice categorizando los lodos activados como Buenos, coincidiendo con los análisis de calidad de los efluentes y demostrando que dicho índice es aplicable en las plantas de tratamiento aerobias de Costa Rica. Es necesario que el índice de lodos activados se realice como análisis de rutina para dar una caracterización completa de calidad a todas las PTAR de lodos activados.

Abstract Wastewater discharges represent a major pollution problem for the environment, since in many cases it is not treated correctly and is deposited in rivers and streams. There are different types of wastewater treatment among which, due to its effectiveness, the aerobic treatment of activated sludge stands out. However, currently, there are not many analyzes in Costa Rica that are specific to these sludge so that a criterion of their quality can be given, and therefore the proper functioning of the wastewater treatment plant. Countries like Spain have generated an activated sludge Quality Index using the study of its components, which has allowed the characterization of these, making enormous progress in wastewater treatment issues. In order to carry out a characterization for the application of said Activated Sludge Quality Index in Costa Rica, four samplings of sludge and effluents from two different Wastewater Treatment Plants were carried out, which were analyzed, both microbiologically and physicochemically, and the activated sludge index mentioned above was applied to them. Positive results of the index were obtained by categorizing the activated sludge as Good, coinciding with the effluent quality analyzes and showing that said index is applicable in the aerobic treatment plants of Costa Rica. It is necessary that the activated sludge index be performed as a routine analysis to give a complete quality characterization of all activated sludge WWTPs.

[Objective] The objective of this study was to evaluate the short-term response of four different odor mitigation measures in a homogenization tank of a university WWTP. [Methodology] Aeration, addition of lime, addition of iron sulfate, and addition of the commercial product BiOWiSH® Odor were implemented over a study period equal to four hydraulic retention times. Monitoring was conducted for the influent water and within the tank for each period, including a baseline measurement for comparison. pH, oxidation-reduction potential, and dissolved oxygen were measured in triplicates every 30 minutes, along with the concentration of dissolved sulfide. An odor perception survey was administered to WWTP visitors, evaluating intensity, offensiveness, and character with a total of 15 surveys per period. Differences between the mitigation measures and baseline were determined using t-student tests for quantitative data and Mood's medians for qualitative data. Minitab 2019 was used with a confidence level of 95%. [Results] All the mitigation measures significantly decreased the concentration of dissolved sulfide in the tank. Aeration prevented oxygen depletion, reducing conditions, and acid fermentation, favoring the oxidation of odorous compounds. It was the only studied mitigation measure that led to a reduction in intensity and offensiveness of the odor. [Conclusions] The application of aeration induced changes in the tank's behavior and odor perception, confirming its effectiveness. The addition of iron sulfate, lime, and BiOWiSH® did not generate significant changes in odor perception.

[Objetivo] El objetivo de este estudio fue evaluar la respuesta a corto plazo de cuatro diferentes medidas de mitigación de olores en un tanque de homogeneización de una PTAR universitaria. [Metodología] Se aplicaron las medidas de aireación, adición de cal, adición de sulfato de hierro y adición del producto comercial BiOWiSH® odor; durante cuatro tiempos de retención hidráulico. Se monitoreó el afluente y la unidad en cada periodo, utilizando una línea base como comparación de las medidas. Se midió por triplicado cada 30 min el potencial de Hidrógeno, potencial de oxidación reducción, oxígeno disuelto y la concentración de sulfuro disuelto. Se aplicó una encuesta de percepción de olores a visitantes de la PTAR evaluando intensidad, ofensividad y carácter con un total de 15 encuestas por periodo de monitoreo. Se determinaron diferencias entre medidas de mitigación y línea base con pruebas t-student (datos cuantitativos) y medianas de Mood (datos cualitativos). Se utilizó Minitab2019 y un límite de confianza de 95%. [Resultados] Todas las medidas de mitigación disminuyeron significativamente la concentración de sulfuro disuelto en la unidad. La medida aireación evitó el agotamiento de oxígeno, régimen reductivo y fermentación ácida, favoreciendo la oxidación de odorantes, además fue la única medida de mitigación estudiada que generó una reducción en la intensidad y ofensividad del olor. [Conclusiones] La aplicación de aireación generó un cambio en el comportamiento de la unidad y la percepción de olor, confirmando su efectividad. La adición de sulfato de hierro, cal y BiOWiSH® no generaron cambios significativos en la percepción de olor.