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i
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL UNIDAD DE POSTGRADO INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO
MAESTRÍA EN ADMINISTRACION AMBIENTAL
TESIS PRESENTADA PARA OPTAR EL GRADO ACADÉMICO DE MAGÍSTER EN ADMINISTRACION AMBIENTAL
“CARACTERIZACION Y MEJORAMIENTO DE LAS AGUAS RESIDUALES DE LA EMPRESA TECOPESCA PARA
OBTENER PARAMETROS DE RIEGO DESTINADO A LAS CANCHAS DE FUTBOL PARA USO COMUNITARIO Y
PARA EL PARQUE DE LOS RECUERDOS SECTOR JARAMIJO”
AUTOR (A): ING. LUIS FERNANDO CENTENO GUILLEN
TUTOR (A): Msc. ALEXANDRA CORDOVA MOSQUERA
GUAYAQUIL – ECUADOR
AGOSTO 2015
ii
REPOSITORIO NACIONAL EN CIENCIA Y TECNOLOGÍA
FICHA DE REGISTRO DE TESIS
TÍTULO Y SUBTÍTULO: “caracterización y mejoramiento de las aguas residuales de la empresa Tecopesca para obtener parámetros de riego destinado a las canchas de futbol para uso comunitario y para el parque de los recuerdos sector Jaramijo”
AUTOR: Centeno Guillen Luis Fernando
TUTOR: Mosquera Cordova Rosa Alexandra
REVISORES: Ing. Víctor Hugo Briones K.
INSTITUCIÓN: UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD: UNIDAD DE POSTGRADO INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO
CARRERA: Maestría en Administración Ambiental
FECHA DE PUBLICACIÓN: agosto 2015
No. DE PÁGS:
TÍTULO OBTENIDO: Magister en Administración Ambiental.
ÁREAS TEMÁTICAS: Demanda Bioquímica de Oxigeno (DBO5), Demanda química de oxigeno (DQO) efectos sobre la tierra. Efectos sobre el césped de las canchas recreativas y parques del recuerdo.
PALABRAS CLAVE: Parámetros, Aguas, Riego, Canchas, parque, Jaramijo, TECOPESCA.
RESUMEN: La empresa TECOPESCA realiza su actividad desde el año 2000 procesando alimentos del mar, así mismo su responsabilidad para que su actividad no genere un impacto agresivo al ambiente es muy importante como política de empresa. Uno de los principales problemas es su tratamiento de residuales, producto de la cocción de pescado, se genera aguas residuales con alto contenido de cloruros, DBO, DQO, SST, originando agua muy contaminada, el reto del proyecto es de tener un tratamiento óptimo para cumplir parámetros de riego y proveer a las canchas y al parque de el recuerdo del cantón Jaramijo.
No. DE REGISTRO (en base de datos):
No. DE CLASIFICACIÓN:
DIRECCIÓN URL (tesis en la web):
ADJUNTO PDF: x SI NO
CONTACTO CON AUTOR/ES Teléfono: 0969097896 E-mail: lcenteno@tecopesca.com
CONTACTO EN LA INSTITUCIÓN: Nombre: Unidad de Postgrado Investigación y Desarrollo
Teléfono: 2325530-38 Ext. 114
E-mail: maestria_docencia_gerencia@hotmail.com
iii
CERTIFICADO DEL TUTOR
Guayaquil, agosto del 2015.
Ing. Víctor Hugo Briones K.
Director
Unidad de Postgrado Investigación y Desarrollo
Presente
Señor Director:
Cumplo con informarle que revisado el trabajo de investigación titulado:
“CARACTERIZACION Y MEJORAMIENTO DE LAS AGUAS RESIDUALES
DE LA EMPRESA TECOPESCA PARA OBTENER PARAMETROS DE
RIEGO DESTINADO A LAS CANCHAS DE FUTBOL PARA USO
COMUNITARIO Y PARA EL PARQUE DE LOS RECUERDOS SECTOR
JARAMIJO”, presentado por el Sr. Luis Fernando Centeno Guillen, con
cedula de identidad No 131000952-5, como requisito para obtener el título de
Magister en Administración Ambiental, este cumple con las normas y
disposiciones exigidas.
En tal virtud, solicito apruebe el trabajo de investigación en mención.
Atentamente,
Ing. Alexandra Córdova Mosquera
Tutora de Investigación
iv
CERTIFICACIÓN DE REDACCIÓN Y ESTILO
Maria Esther Mendoza Guerra Magister en Educación para el desarrollo
social con el registro del SENESCYT No. 1032-09-691516 por medio del
presente tengo a bien CERTIFICAR: Que he revisado la redacción, estilo y
ortografía de la tesis de grado elaborada por el SR LUIS CENTENO
GUILLEN con C.I. #131000952-5, previo a la obtención del título de
MAGISTER EN ADMINISTRACION AMBIENTAL.
TEMA DE TESIS: “CARACTERIZACION Y MEJORAMIENTO DE LAS
AGUAS RESIDUALES DE LA EMPRESA TECOPESCA PARA OBTENER
PARAMETROS DE RIEGO DESTINADO A LAS CANCHAS DE FUTBOL
PARA USO COMUNITARIO Y PARA EL PARQUE DE LOS RECUERDOS
SECTOR JARAMIJO”
Trabajo de investigación que ha sido escrito de acuerdo a las normas
ortográficas y de sintaxis vigentes.
FIRMA Y NOMBRE
Ec.Maria Esther Mendoza Guerra
C.I. # 1302376627
NUMERO DE REGISTRO: 1032-09-691516
NUMERO DE TELÉFONO FIJO Y CELULAR: 0992268261
CORREO: maesther23@yahoo.com
v
DECLARACIÓN JURADA DEL AUTOR
Yo, LUIS FERNANDO CENTENO GUILLEN, declaro bajo juramento ante la
Dirección de Posgrado de la Universidad de Guayaquil, que el trabajo aquí
descrito, así como sus resultados, conclusiones y recomendaciones
presentadas es de mi autoría y exclusiva responsabilidad, que es inédito y no
ha sido previamente presentado para ningún grado o calificación profesional.
La reproducción total o parcial de esta tesis en forma idéntica o modificada,
no autorizada por los editores transgrede los derechos de autoría. Cualquier
utilización debe ser previamente solicitada a la Universidad de Guayaquil, a
través de la Dirección de Posgrado o al autor.
El autor acepta la propiedad intelectual compartida con la Universidad de
Guayaquil. Reconoce al tutor como coautor y a los colaboradores directos, si
los hubiere, en la investigación como coautores, para lo cual se indicará la
filiación institucional.
Ing. Luis centeno Guillen
vi
AGRADECIMIENTOS
A Dios por darme la fuerza, la salud y la sabiduría para culminar con éxito
una meta importante y por derramar sus enteras bendiciones en mí.
Al ingeniero Víctor Hugo Briones por brindarme la oportunidad académica de
realizar la maestría en docencia, que me permitiría avanzar y obtener un
logro profesional.
A mi tutora de tesis Ing. Alexandra Córdova
A mis amigos y compañeros de maestría por brindarme sus conocimientos,
los mismos que me permitieron realizar con ahínco los trabajos académicos y
por todo por su apoyo.
A mi familia por ser un gran apoyo.
vii
DEDICATORIA
A mi madre por ser una mujer valiente, dedicada, por tener la fuerza de una
guerrera y saberme guiar por el buen camino tanto en lo moral como en lo
académico, con orgullo te dedico esta tesis madre.
A mi hermano por ser un gran apoyo con su tiempo de ayuda, a mis amigos y
a mis compañeros de trabajo que ayudaron y colaboraron con el desarrollo
de este tema de investigación.
A mi hija y fuente de inspiración y de ganas de lograr objetivos como este
paso importante.
A mi novia por su apoyo incondicional y desinteresado y su gran calidad
humana y amor para mí y mis metas que compartimos juntos, y juntos
disfrutamos de nuestros éxitos con un lazo muy fuerte.
viii
ÍNDICE GENERAL
REPOSITORIO NACIONAL EN CIENCIA Y TECNOLOGÍA……......………..II
CERTIFICADO DEL TUTOR……………………………………………………..III
CERTIFICACIÓN DE REDACCIÓN Y ESTILO…..………………………........IV
DECLARACIÓN JURADA DEL AUTOR………………………...………………V
AGRADECIMIENTOS……………………………………………………………..VI
DEDICATORIA…………………………………………………………………….VII
RESUMEN Y PALABRAS CLAVE……………..……………………………….XI
RESUMEN………. …………………………………………………….…………..XI
PALABRAS CLAVE: .........................................................................................XI
SUMMARY O ABSTRACT……………….……………….……………..………XII
SUMMARY………………………….…………………………………………….XII
1. INTRODUCCION……………………………………………………………….13
1.1 HIPÓTESIS DE TRABAJO ........................................................................... 14
1.2.1Objetivo General ............................... ¡Error! Marcador no definido.
1.2.2 Objetivos Específicos .................................................................... 14
1.3 METODOLOGÍA ....................................................................................... 15
1.4 MARCO TEÓRICO .................................................................................... 15
1.4.1 Situación de las aguas residuales en Latinoamérica. .................... 15
1.4.2 Tratamiento de aguas residuales .................................................. 16
1.4.3 Conceptos, procesos y definiciones. ............................................. 16
1.4.4. Características químicas .............................................................. 19
2. MATERIALES Y MÉTODOS………………………………………………..22
2.1 MATERIALES USADOS ............................................................................. 22
2.2 EQUIPOS USADOS ................................................................................... 22
2.3 MÉTODOS .............................................................................................. 22
3.RESULTADOS Y DISCUSIÓN ………………………………………………..23
3.1 DIAGRAMA DE PROCESO DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS
RESIDUALES ................................................................................................. 24
3.2 DISMINUCIÓN DEL DQO (DEMANDA QUÍMICA DE OXIGENO) ......................... 25
3.3 DOSIFICACIÓN DE COAGULANTES Y FLOCULANTES ..................................... 28
ix
3.3.2 ANÁLISIS DE COSTOS DE USO DE QUÍMICOS PARA EL TRATAMIENTO PRIMARIO
EN LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE TECOPESCA ......................................... 29
3.4 DISMINUCIÓN DEL DBO (DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXIGENO) ..................... 30
3.5 ANÁLISIS INTERNOS ................................................................................. 31
3.6 RESULTADOS Y DISTRIBUCIÓN DE AGUA TRATADA ...................................... 34
3.7 BENEFICIO SOCIAL .................................................................................. 35
3.7.3 distribución de agua y conexión de tubería al parque de los
recuerdos y canchas TECOPESCA. ...................................................... 38
4.CONCLUSIONES……………………………………………………………….40
5.RECOMENDACIONES………..…………….………………………………….41
6.BIBLIOGRAFÍA…………………………….……………………………………42
ANEXOS……………………………………………………………………………42
INDICE DE CUADROS
Cuadro.3 cuadro obtenido de reportes internos de laboratorio de calidad de
TECOPESCA………..……………………………………………………………..23
Cuadro 3.3.2 (obtenido del informe técnico de dosis nueva de químicos para
la planta de tratamiento)…………………………………………………….…….29
Cuadro 3.5 (obtenido de los registros de monitoreo interno de
TECOPESCA)……………………………………………………………………...31
Cuadro.3.5.1 obtenida de archivos de monitoreo interno de TECOPESCA..32
Cuadro3.5.2 análisis realizado por laboratorio certificado.……….………...33
Cuadro 3.7.2 (obtenido del personal que asistió al taller dictado previa a la
ejecución)……………………………….………………………………………….38
x
ÍNDICE DE FIGURAS
Fig. 3.1. Diagrama de flujo de la planta obtenido del manual de operaciones
de la planta de tratamiento de aguas residuales…………..………………….24
Fig. 3.2 diagnóstico de Demanda Química de Oxigeno (extraída del informe
técnico de TECOPESCA realizado por el jefe de medioambiente de la
empresa y análisis de calidad de agua internos……………………………….25
Fig.3.2.1 obtenida del manual de diseño del sistema de flotación por aire
comprimido de TOTAGUA………………………………..………………………26
Fig. 3.2.2 diseño con difusores de membrana para mejor distribución de aire
sacado del manual de TOTAGUA………………………………………….……27
Fig. 3.2.3 diagrama de funcionamiento del sistema de flotación por aire
comprimido.....................................................................................................27
La fig.3.3 y 3.3.1 muestra el ensayo realizado…………………………………28
Fig.3.3.3 (obtenida del informe técnico de dosificación de químicos para
planta TECO)………..……………………………………………………………..29
Fig. 3.4 y fig.3.4.1 fotografía realizada por el investigador en la planta…….30
Fig. 3.6 salida del tratamiento primario fisicoquímico foto inicial y después
del mejoramiento………………………………………………………………......34
Fig.3.6.1 (foto registro de proceso de tratamiento de agua realizada en
laboratorio de TECOPESCA)…………………………………………………….35
Fig.3.7.1 (obtenida del archivo de gestión de personal de TECOPESCA
socialización del proyecto)………………………………………………………..36
xi
RESUMEN Y PALABRAS CLAVES
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
UNIDAD DE POSGRADO INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO
MAESTRÍA EN ADMINISTRACION AMBIENTAL
“CARACTERIZACION Y MEJORAMIENTO DE LAS AGUAS RESIDUALES
DE LA EMPRESA TECOPESCA PARA OBTENER PARAMETROS DE
RIEGO DESTINADO A LAS CANCHAS DE FUTBOL PARA USO
COMUNITARIO Y PARA EL PARQUE DE LOS RECUERDOS SECTOR
JARAMIJO”
Autor: Ing. Luis Fernando Centeno Guillen
Tutor: Msc. Alexandra Córdova Mosquera
RESUMEN
La empresa TECOPESCA realiza su actividad desde el año 2000
procesando alimentos del mar, así mismo su responsabilidad para que su
actividad no genere un impacto agresivo al ambiente es muy importante
como política de empresa. Uno de los principales problemas es su
tratamiento de residuales, producto de la cocción de pescado, se genera
aguas residuales con alto contenido de cloruros, DBO, DQO, SST,
originando agua muy contaminada, el reto del proyecto es de tener un
tratamiento óptimo para cumplir parámetros de riego y proveer a las canchas
y al parque de el recuerdo del cantón Jaramijo.
Palabras Clave:
Caracterización, Parámetros, Aguas, Riego, Canchas, parque, Jaramijo,
TECOPESCA.
xii
SUMMARY O ABSTRACT
UNIVERSITY OF GUAYAQUIL
UNIT OF GRADUATE RESEARCH AND DEVELOPMENT
ENVIRONMENTAL MBA
“CHARACTERIZATION AND IMPROVEMENT OF WASTEWATER
Tecopesca ENTERPRISE FOR IRRIGATION PARAMETERS FOR THE
COURTS OF SOCCER COMMUNITY USE AND MEMORIES PARK
SECTOR Jaramijo”
Author: Mr. Luis Fernando Centeno Guillen.
Tutor: MSc. Alexandra Cordova Mosquera
SUMMARY
Tecopesca enterprise carries on business since 2000 sea food processing,
also their responsibility to their activity does not generate an aggressive
impact on the environment is very important as company policy. One of the
main problems is the treatment of waste product of cooking fish, wastewater
is generated with high chloride content, BOD, COD , TSS, resulting in highly
polluted water, the challenge of the project is to have an optimal treatment
parameters to meet irrigation and provide to the courts and to park the
memory of the canton Jaramijo .
Keywords:
Characterization, parameters, Water, Irrigation, park, Jaramijó Tecopesca.
13
1. INTRODUCCION
Las aguas residuales producto de la actividad pesquera y su transformación
para darle valor agregado tanto en el mercado local como el mercado
internacional genera mucho trabajo, en la actualidad y en el sector industrial
es uno de los sectores productivos privados que más genera empleo y
divisas en nuestro país. Sin embargo producto de estas actividades se
generan volúmenes grandes de aguas residuales con un sin número de
agentes contaminantes físico-químico el cual muchas veces no son tratados
en algunas ocasiones dispuestos directamente a un cause receptor.
El tratamiento previo a su disposición es una obligación de cada empresa
que se dedique a esta actividad y en específico en la investigación a realizar
donde se plantea el mejoramiento del proceso en la planta de tratamiento de
TECOPESCA, así también como la optimización en el proceso y la medición
con análisis para diagnosticar y dar solución a el tratamiento de estas aguas
que se puedan disponer para riego, cumpliendo la normativa legal ambiental
con el fin social de proveer un volumen considerable de agua para canchas
de futbol del sector y el parque de los recuerdos que es un parque vecino del
sector.
La actividad pesquera en nuestro país específicamente en la ciudad de
Manta y Jaramijo es muy alta, producto de esta actividad que
socioeconómicamente ha mejorado mucho el estilo de vida de la gente
involucrada directa o indirectamente en esta área, el crecimiento de la
industria pesquera es mayor, así mismo producto de todas sus actividades se
generan residuales siendo responsabilidad de cada empresa tratar sus
aguas y cumplir con parámetros establecidos por la legislación ambiental de
nuestro país.
14
Es por eso que se crea la necesidad de realizar una caracterización y
mejoramiento de las aguas específicamente de TECOPESCA para eficiencia
de la misma y por ende su sobredimensionamiento ya que esta empresa está
en crecimiento. El efluente generado para su tratamiento al día es de
alrededor de 400 m3 de agua residual la cual es tratada en la PTAR de
TECOPESCA, es un volumen considerable el cual tratado debidamente
puede suplir necesidades de riego en el sector, aprovechando este recurso
depurado en vez de ser dispuesto podrá tener un fin autosustentable y eso
es lo que pretende la investigación.
Otro factor muy importante es la ausencia de canales de riego en el sector y
el costo elevado del agua en tanqueros que se usa para riego en el sector.
1.1 Hipótesis de trabajo
Las Aguas Residuales de la empresa TECOPESCA, que se vierten tratadas
directamente en la zona y alrededores, poseen una carga físico química que
no cumple parámetros de riego siendo capaz de contaminar el ecosistema y
el entorno de dicha área.
1.2 Objetivo General
Cumplir parámetros de riego mejorando y optimizando los procesos en la
PTAR para usar el riego para canchas y parque del recuerdo.
1.2.2 Objetivos Específicos
• Controlar el DBO (Demanda bioquímica de oxigeno)
• Controlar el DQO (Demanda Química de oxigeno)
• mejorar y controlar la dosificación en el sistema de flotación por aire
comprimido.
15
1.3 Metodología
La investigación se realizara en la ciudad de Jaramijo, en las instalaciones de
la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la Empresa TECOPESCA,
durante el periodo comprendido desde enero del 2015 hasta julio del 2015,
las condiciones ambientales en el diagnóstico descriptivo, y la incidencia de
parámetros fisicoquímicos en el efluente. Con la investigación se determinara
la cantidad y el tipo de agentes contaminantes presentes en el efluente de la
Planta para proponer medidas correctivas que hagan de este vertido llegue a
parámetros de riego establecido por la legislación ambiental ecuatoriana para
su debida disposición. Los métodos que se emplearán en la parte
experimental del presente proyecto estarán acorde con las exigencias de las
Agencias Reguladoras que marcan las pautas en esta actividad, y en
concordancia con Protocolos Estándares Internacionales.
El equipamiento y las tecnologías empleadas, para caracterizar los residuos
serán, de tecnología de punta con una alta resolución, realizados en
laboratorios acreditados y con seguimiento en análisis interno más diseños
de ingeniería si se diera el caso de hacerlo.
1.4 Marco teórico
1.4.1 Situación de las aguas residuales en Latinoamérica.
Con la ausencia de tratamiento, las Aguas Residuales son por lo general
vertidas en aguas superficiales, creando un riesgo obvio para la salud
humana, la ecología y los animales. La contaminación del suelo ocurre tanto
en áreas urbanas como rurales. Conteniendo 40% de las especies tropicales
de plantas y animales del mundo, y 36% de las especies cultivadas de
alimentos y productos industriales.
La mayor parte de las Aguas Residuales no han recibido tratamiento. Aun las
grandes ciudades se encuentran a menudo altamente contaminadas y
carecen de infraestructura de saneamiento para tratar las aguas residuales.
Es difícil generalizar acerca de cualquier condición, debido a la diversidad
16
económica, social y ambiental de la región, tanto entre país y país como
dentro de una misma nación. Una gran inquietud, es la gente pobre que vive
en áreas urbanas y habita en colonias y áreas que no son adecuadas para el
desarrollo (como laderas empinadas de cerros, pantanos, y planicies
propensas a inundaciones). Aproximadamente 18% de la población de
escasos recursos cuenta con agua de tubería en sus casas, comparado con
80% de la población de altos ingresos.
Las personas de escasos recursos se encuentran más susceptibles a las
enfermedades y potencialmente están menos conscientes de cómo mantener
las condiciones salubres, lo cual lleva a una mayor propagación de
enfermedades en la población general.
1.4.2 Tratamiento de aguas residuales.
En nuestro país casi la totalidad de las aguas negras procedentes de los
sistemas de alcantarillado (en la mayoría de los casos) son depositadas
directamente en los cuerpos receptores. Dicha problemática lleva a que se
formule la compleja pregunta acerca de que contaminantes contenidos en las
aguas residuales y a qué nivel deben de ser eliminados de cara a los
problemas antes mencionados es preciso analizar las condiciones y
necesidades locales en cada caso y aplicar tanto los conocimientos
científicos como la experiencia previa de ingeniería respetando las leyes y
normas reguladoras de la calidad del agua vigentes en nuestro país.
1.4.3 Conceptos, procesos y definiciones.
1.4.3.1 Características de las aguas residuales
Dichas características son las siguientes:
• Características físicas
• Características biológicas
17
• Características químicas
1.4.3.2 Características físicas
Las características físicas más importantes del agua residual son: el
contenido total de sólidos (materia en suspensión, materia sedimentable,
materia coloidal y la materia disuelta) otra características físicas importantes
son el olor, color, la temperatura, la densidad y la turbiedad.
1.4.3.3 Sólidos totales.
Analíticamente, definiremos al contenido total de sólidos como: la materia
que se obtiene como residuo de someter al agua a un proceso de
evaporación entre 103ºC y 105ºC no se considera como sólida aquella
materia que se pierde durante la evaporación debido a su alta presión de
vapor. Los sólidos totales o residuos de evaporación pueden clasificarse en
filtrables o no filtrables (sólidos en suspensión) haciendo pasar un volumen
conocido de líquido por un filtro, la fracción filtrable de los sólidos
corresponden a sólidos coloidales y disueltos
1.4.3.4 Sólidos sedimentables
Son aquellos que sedimentan en el fondo de un recipiente de forma cónica
(cono imhoff) en el transcurso de un periodo de 60 minutos los sólidos
sedimentables, expresados en unidades de ml/l constituyen una medida
aproximada de la cantidad de fango que se obtendrá en la decantación
primaria del agua residual.
Los sólidos disueltos están compuestos de moléculas orgánicas e
inorgánicas e iones en disolución en el agua. (No es posible eliminar la
fracción coloidal por sedimentación normalmente, para la eliminación de
dicha fracción es necesaria la oxidación biológica o coagulación
complementadas con sedimentación)
18
1.4.3.5 Olores
Normalmente los olores son originados por los gases liberados durante el
proceso de descomposición de la materia orgánica. El agua residual reciente
presenta un olor característico, algo desagradable, que resulta más tolerable
que el olor producido por el agua residual séptica. El olor más característico
del agua residual séptica es el debido a la presencia del SULFURO DE
HIDROGENO que se produce al reducirse los sulfatos a sulfitos por acción
de microorganismos anaerobios.
1.4.3.6 Temperatura.
La temperatura del agua residual suele ser siempre más elevada que la del
agua de abastecimiento debido a la incorporación de agua caliente
procedente de las casas y los diferentes usos industriales.
La temperatura del agua es un parámetro muy importante dada su influencia,
tanto sobre el desarrollo de la vida acuática como sobre las relaciones
químicas y velocidades de reacción, así como la aptitud del agua para usos
útiles
1.4.3.7 Densidad
Se define la densidad de un agua residual como su masa por unidad de
volumen expresada comúnmente en Kg / m3 es una característica física del
agua residual dado de que de ella de pende la potencial formación de
corrientes de densidad en fangos de sedimentación.
1.4.3.8 Color.
Se utiliza para determinar la edad del agua residual que puede ser
determinada de pendiendo del color que tenga por ejemplo el agua residual
resiente suele tener un color grisáceo sin embargo al aumentar el tiempo de
transporte en la red de alcantarillado y al desarrollarse condiciones más
próximas a las anaerobias el color del agua residual cambia de gris a gris
oscuro o negro llegado este punto suele clasificarse el agua residual como
séptica.
19
1.4.3.9 Turbiedad.
Esta se utiliza como medida de las propiedades de transmisión de la luz de
un agua también es utilizado para indicar la calidad de las aguas vertidas en
relación con la materia coloidal y residual en suspensión. Aun así no es
posible afirmar que exista una relación entre la turbiedad y la concentración
de sólidos en suspensión de agua no tratada pero si la hay en el caso de
efluentes procedentes de la decantación secundaria en el proceso de fangos
activados.
1.4.4. Características químicas
En el estudio de las características químicas de las aguas residuales se a
bordaran
1.4.4.1 Materia orgánica.
Cerca del 75% de los sólidos en suspensión y del 40% de los sólidos
filtrables de un agua residual de concentración media son de naturaleza
orgánica. Son sólidos que provienen de los reinos animal y vegetal así como
de actividades humanas con la síntesis de compuestos orgánicos los
compuestos orgánicos están compuestos normalmente por combinaciones
de carbono, hidrogeno oxigeno con la presencia en determinados casos de
nitrógeno también pueden estar presentes elementos como el azufre, fósforo
o hierro.
1.4.4.2 Grasas, grasas animales y aceites.
Las grasas animales y los aceites son el tercer componente, en importancia,
de los alimentos. El término grasa, de uso extendido, engloba las grasas
animales, aceites, ceras y otros constituyentes presentes en las aguas
residuales. El contenido de grasa se determina extracción de la muestra con
triclorotrifluoroetano, debido a que la grasa soluble en él.
Las grasas animales y los aceites son compuestos de alcohol ésteres glicerol
(glicerina) y ácidos grasos. Los glicéridos de ácidos grasos que presentan en
estado líquido a temperaturas normales se denominan aceites mientras que
20
los que se presentan en estado sólido reciben el nombre grasas.
Químicamente son muy parecidos, y están compuestos por carbono, oxígeno
e hidrógeno en diferentes proporciones.
1.4.4.3 Demanda bioquímica de oxígeno (DBO)
El parámetro de contaminación orgánica más ampliamente empleado,
aplicable tanto a aguas residuales como a aguas superficiales, es la DBO a 5
días (DBO La determinación del mismo está relacionada con la medición del
oxígeno disuelto que consumen los microorganismos en el proceso de
oxidación bioquímica de la materia orgánica.) La explicación se basa en que
los resultados de los ensayos de DBO se emplean para:
1. Determinar la cantidad aproximada de oxígeno que se requerirá para
estabilizar biológica mente la materia orgánica presente.
2. Dimensionar las instalaciones de trata miento de aguas residuales.
3. Medir la eficacia de algunos procesos de tratamiento.
4. Controlar el cumplimiento de las limitaciones a que están sujetos.
1.4.4.4 Demanda química de oxígeno (DQO).
El ensayo de la DQO se emplea para la medición de la materia orgánica
presente en aguas residuales tanto industriales como municipales que
contengan compuesto tóxico para la vida biológica. La DQO de un agua
residual suele ser mayor que su correspondiente DBO, siendo esto debido al
mayor número de compuestos cuya oxidación tiene lugar por vía química
frente a los que se oxidan por vía biológica. En muchos tipos de agua
residuales es posible establecer una relación entre los valores de la DBO y
DQO.
1.4.4.5 PH.
La concentración de ion hidrógeno es un parámetro de calidad de gran
importancia tanto para el caso de aguas naturales como residuales. El
21
intervalo de concentraciones adecuado para la adecuada proliferación y
desarrollo de la mayor parte de la vida biológica es bastante estrecho y
crítico.
1.4.4.6 Nitrógeno.
Los elementos nitrógeno y fósforo son esenciales para el crecimiento de
protistas y plantas, razón por la cual reciben el nombre de nutrientes o
bioestimuladores. Trazas de otros elementos, tales como el hierro, son
necesarias para el crecimiento biológico. No obstante, el nitrógeno y el
fósforo son, en la mayoría de los casos, los principales elementos nutritivos.
Puesto que el nitrógeno es absolutamente básico para la síntesis de
proteínas, será preciso conocer datos sobre la presencia del mismo en las
aguas, y en qué cantidades, para valorar la posibilidad de tratamiento de las
aguas residuales domésticas e industriales mediante procesos biológicos.
Cuando el contenido de nitrógeno sea insuficiente, será preciso añadirlo para
hacer tratable el agua residual.
22
2. EQUIPOS, MATERIALES Y MÉTODOS
2.1 Materiales usados
difusores de membrana
tubería de ½ plg. Ac/inox 304
llaves de acción rápida de ½ plg.
Accesorios de gasfitería
Válvula reguladora de presión
Instalación de módulo de filtración MBR
Impermeabilización de laguna de homogenización
2.2 Equipos usados
Test de jarra para dosificación de químicos
Medidor de ph de campo
Medidor de campo de sst, tds, análisis internos y externos con
laboratorios acreditados ( adjuntados en anexos)
Instrumentos de laboratorio
2.3 Métodos Empleados
Test de jarra
Difusión de aire por método de distribución y contacto aire – liquido
Mecánica de fluido en el transporte de aire comprimido y liquido de
inyección en mezclador
Análisis de DQO. Interno y externo
Análisis de DBO5 Externo
23
3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Durante este primer trimestre del 2015 el investigador realizo un diagnóstico
integral de la operación de la planta, para lo cual se planifico un estudio
prolongado tanto de cada operación como dosificación de químicos.
Es necesario siempre monitorear el proceso ya que pueden haber gastos no
necesarios incluso cuando un equipo ya sea por su diseño o tiempo de vida
útil no funcione bien, no siempre es necesario el cambio, ni que el proveedor
atienda la necesidad sino más bien buscar soluciones de ingeniería que le
permita a la empresa ahorrar dinero y mejorar su tratamiento sin necesidad
de tener que subcontratar asesoría y/o cambiar algún equipo.
Condiciones de entrada y salida del agua en la planta de tratamiento antes
de la investigación:
Cuadro.3 cuadro obtenido de reportes internos de laboratorio de calidad de TECOPESCA
PARAMETRO ENTRADA PLANTA PRETRATAMIENTO
SALIDA ETAPA FISICOQUIMICA
SALIDA DEL SISTEMA DE LAGUNAJE
SALIDA ETAPA BIOLOGICA
T( OC ) <45 <46 <35 <35
TSS ( mg/l) 3500 < 200 <200 <200
GRASAS (mg/l) 2000 < 100 <100 <80
DBO (mg/l) 10000 < 5000 <2,000 <500
DQO (mg/l) 20000 <9000 <2,600 <850
PH 5.8 -7 5.5 -6.5 7.5 – 9 6.5-9.0
24
3.1 Diagrama de Proceso de la Planta de tratamiento de aguas
residuales
Fig. 3.1. Diagrama de flujo de la planta obtenido del manual de operaciones de la planta de
tratamiento de aguas residuales
25
3.2 Disminución del DQO (demanda química de oxigeno)
Desde el mes de febrero del 2015 se comenzó un diagnostico diario por
medio de monitoreo interno y tome al azar 5 diagnósticos en el cual me dio
una referencia exacta del equipo que estaba con una eficiencia baja debido a
su diseño:
Fig. 3.2 diagnóstico de Demanda Química de Oxigeno (extraída del informe técnico de tecopesca
realizado por el jefe de medioambiente de la empresa y análisis de calidad de agua internos)
En la figura 3.2 observamos como en el porcentaje de eficiencia según los
análisis realizados, el DAF (sistema de flotación por aire comprimido) no
remueve más del 38% en su día más efectivo y el 12% en su día menos
efectivo.
26
Básicamente el DAF (sistema de flotación por aire comprimido) no removía
DQO (demanda química de oxigeno) de manera eficiente y muy pocos
sólidos en suspensión. Este tratamiento primario básicamente de manera
estándar, el objetivo es remover estos parámetros en un 79%.
Con el diagnostico se comprobó que el equipo tenía un error en el diseño,
solo existía un sistema de recirculación de aire mas no difusión de aire para
flotación el cual se detalla en la figura a continuación.
Fig.3.2.1 obtenida del manual de diseño del sistema de flotación por aire comprimido de
TOTAGUA.
27
Fig. 3.2.2 diseño con difusores de membrana para mejor distribución de ire sacado del
manual de TOTAGUA.
Fig. 3.2.3 diagrama de funcionamiento del sistema de flotación por aire comprimido
En la fig. 3.2.1. Indica como trabajaba inicialmente el DAF y en la fig. 3.2.2 es
la modificación que se le hizo con difusores de membrana (circulo con el
numero 6) más una conexión del compresor de aire del reactor por medio de
un by pass y un regulador de presión, todo esto transportado en tubería de
acero inoxidable.
28
Con esta modificación logramos producir más lodos es decir, separar más los
sólidos en suspensión del agua y por consiguiente reducción de DQO.
La segunda parte de el diagnostico una vez habiendo mejorado la eficiencia
del equipo fue realizar pruebas de laboratorio la cual me permitió bajar la
dosis considerablemente y llegar a un ahorro en químicos considerable.
3.3 Dosificación de coagulantes y floculantes
Tomando en cuenta la mejora mecánica del equipo de flotación y asumiendo
que la mejor distribución de aire ayudaría a separar más sólidos del agua,
solidos suspendidos iniciamos un nuevo ensayo de jarra.
La dosificación anterior era exactamente de 1 kg de coagulante policloruro de
aluminio por cada metro cubico tratado en el sistema de flotación por aire
comprimido.
Y del floculante amónico 16,6 gr de floculante por cada metro cubico tratado
La fig.3.3 y 3.3.1 muestra el ensayo realizado
Con este nuevo ensayo de jarra tenemos una dosis nueva de 0.75 kg de
coagulante por cada metro cubico de agua a tratar y 15 gr de floculante por
cada metro cubico a tratar lo que nos da un ahorro en costos muy
significativo anual (cuadro 3.3.2)
29
3.3.2 Análisis de costos de uso de químicos para el tratamiento primario en la planta de tratamiento de
TECOPESCA
Cuadro 3.3.2 (obtenido del informe técnico de dosis nueva de químicos para la planta de tratamiento)
Fig.3.3.3 (obtenida del informe técnico de dosificación de químicos para planta TECO)
quimico dosis anterior/kg dia dosis nueva costo kilogramo anterior costo por kilogramo actual costo mensual ANTERIOR costo mensual ACTUAL costo anual 2014 costo anual nuevo ahorro ANUAL
floculante anionico 10 9 49,5 44,55 1485 1336,5 17820 16038
policloruro de aluminio solido 600 450 630 472,5 18900 14175 226800 170100
policloruro de aluminio liquido 375 375 210 210 6300 6300 75600 75600
total 985 834 889,5 727,05 26685 21811,5 320220 261738 58482
30
3.4 Disminución del DBO (demanda bioquímica de oxigeno)
El caudal que ha pasado por el tratamiento primario luego es transportado a
la laguna final donde es estabilizado tanto en pH (potencial de hidrogeno)
como en temperatura y aun mas bajar la carga de DQO (demanda química
de oxígeno, el cual una vez estabilizado de 5 a 7 días es ingresado al reactor
biológico donde comienza el tratamiento primario para bajar el DBO (
demanda bioquímica de oxigeno) y se da mediante reacción aeróbica por
inyección de aire al reactor.
Fig. 3.4 y fig.3.4.1 fotografía realizada por el investigador en la planta
Fig. 3.4 fig. 3.4.1
31
3.5 Análisis internos
El monitoreo de estos parámetros es semanal 4 veces mínimo para el control
de parámetros en planta
Cuadro 3.5 (obtenido de los registros de monitoreo interno de TECOPESCA)
El cuadro 3.5 observamos parámetros como solidos totales suspendidos SST
y demanda química de oxigeno (DQO) salidos de la norma para agua de
riego. Después de la mejora se monitoreo de nuevo el agua y estos fueron
los resultados obtenido con los laboratorios internos fig. 3.5.1
PARAMETROS P.h Temperatura °C SST STD SALINIDAD DQO
TH 6,80 31,8 1724 22000 15600 11310
DAF 6,34 32,2 730 23000 17100 8023
LAGUNA 7,32 29,0 525 22000 15140 5800
CLARIFICADOR 7,34 28,1 250 5000 2730 700
LUIS CALDERON
ANALISIS DE AGUAS RESIDUALES
32
Cuadro.3.5.1 obtenida de archivos de monitoreo interno de TECOPESCA
Se cumplió parámetros de DQO (demanda química de oxigeno) y los sólidos
suspendidos tuvo una eficiencia de remoción del 75% en la etapa primaria.
El rango del DBO (demanda bioquímica de oxigeno) se considera
únicamente con parámetro sobre la norma de aguas de riego el valor
entregado por el laboratorio acreditado ya que en planta no se hace este
análisis.
El cual mediante análisis presentado cumple este parámetro para riego.
PARAMETROS P.h Temperatura °C SST STD SALINIDAD DQO
TH 6,80 31,8 1850 22000 14000 11310
DAF 6,34 32,2 412 17000 15600 6540
LAGUNA 7,32 29,0 123 17500 15400 3202
CLARIFICADOR 7,34 28,1 27 2000 2030 200
LUIS CALDERON
Analista de Laboratorio
ANALISIS DE AGUAS RESIDUALES
34
3.6 Resultados y distribución de agua tratada
Una vez realizado el mejoramiento tomamos una muestra diferenciada de
cada proceso para observar sus características organolépticas las que se
muestran en la fig.3.6
Fig. 3.6 salida del tratamiento primario fisicoquímico foto inicial y después del mejoramiento
Muestra inicial Durante Final
La figura 3.6 muestra la clarificación notable del agua a tratar debido a la
mejor oxigenación que se aplica con los difusores de membranas por lo cual
conseguimos bajar parámetros considerablemente.
35
La fig. 3.6.1 muestra notablemente las etapas del proceso hasta su salida en
el reactor muestras hechas en el laboratorio de la planta de tratamiento de
aguas residuales.
Fig.3.6.1 (foto registro de proceso de tratamiento de agua realizada en laboratorio de
TECOPESCA)
INICIAL PRIMARIA FINAL
3.7 Beneficio social
El agua tratada es directamente aplicada a las canchas de futbol de
TECOPESCA y al parque del recuerdo que demanda una cantidad de agua
diaria de al menos 200 m3 por día, adicionalmente a esto y previo como un
plus al proyecto se realizó una socialización con la comunidad involucrada,
tanto como técnicos de área, personal del parque de la paz y moradores del
sector. (Se adjunta fotografías realizadas y listado de asistencia)
38
3.7.3 Distribución de agua y conexión de tubería al parque de los
recuerdos y canchas TECOPESCA.
La etapa final del proyecto culmina con el agua tratada ya proporcionada al
parque de los recuerdos y a las canchas tal como lo muestra la figura 3.7.3 y
la figura 3.7.3.1.
Fig.3.7.3 parque de los recuerdos fotos proporcionadas por el jefe de medio ambiente de la
planta TECOPESCA
40
4. CONCLUSIONES
Se evaluó los parámetros de descarga de residuales tratadas llegando
a cumplir parámetros de riego que establece la legislación ambiental
ecuatoriana.
Se controló el DBO (demanda bioquímica de oxigeno) mejorando
lógicamente el tratamiento primario de manera que el reactor recibía
como segundo caudal involucrado del primer tratamiento una emisión
con menos carga contaminante.
Se logró la disminución del DQO (demanda química de oxigeno)
mejorando el tratamiento primaria con la incorporación de membranas
de difusor de burbuja fina para el sistema primario DAF (sistema de
suspensión de solidos por aire comprimido).
Se logró con una mejor dosificación un ahorro de casi 60.000 usd. al
año en químicos para tratamiento primario.
41
5. RECOMENDACIONES
Monitoreo diario de parámetros para reportes y seguimiento
Llevar un registro diario de agua procesada anotarlo en un formato el
odómetro las horas funcionando son las mismas horas de proceso.
Hacer dosificación al menos 3 días en laboratorio para tener precisión
en la adición de químicos para la etapa primaria, a pesar de que la
carga de residual es previamente homogenizada si se recomienda
hacer este paso.
Anotar en el mismo registro diario la dosificación usada de floculantes
y coagulantes.
Dar seguimiento al manual de operaciones de la Planta de
Tratamiento y sobretodo cumplir con lo que nos establece el Plan de
Manejo Ambiental de TECOPESCA.
dar seguimiento a los vertidos para riego para su observación física
del paisajismo.
Llevar o manejar lo más apegado posible al plan de manejo
ambiental que lleva la empresa.
Tratar de dar mantenimiento continuo a las operaciones unitarias en
la planta de manera que podamos controlar el proceso y evitar salir
de parámetros a mediano o largo plazo.
42
6. BIBLIOGRAFÍA
• MANUAL PRÁCTICO DE RIEGO CON AGUA RESIDUAL
MUNICIPAL REGENERADA. Mujeriego, R. Ed. de la UPC (1990).
• REGENERACIÓN Y REUTILIZACIÓN DE AGUAS RESIDUALES:
DOCTRINA DEL GRUPO AGBAR. Centro de Estudios e
Investigación del Medio Ambiente. Fundación Agbar (1999).
• TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES. R.S. Ramalho. Ed.
Reverté (1996). CALIDAD Y TRATAMIENTO DEL AGUA. Manual
de suministro de agua comunitaria. American Water Works
Asociation. Ed. Mc Graw-Hill Profesional (2002).
• Registro oficial 13 de febrero del 2015 TULSMA
• Ley de aguas, secretaria del agua
• Ley de gestión ambiental Ecuador
• Ley de Prevención y control de la Contaminación Ambiental
• Constitución de la República del Ecuador
• Manual de operaciones de la planta de tratamiento de aguas
residuales de TECOPESCA.
• Informe Técnico de trabajo realizado en la planta de tratamientos
• Manual de manejo de sistema de flotación por aire comprimido de
TOTAGUA
• Organización Mundial de la Salud (OMS-CEPIS). (1981). Proyecto
de desarrollo tecnológico de las instituciones de abastecimiento de
agua potable y alcantarillado: Tratamientos preliminares. Lima.
• Romero Rojas Jairo Alberto. (2000). Tratamiento de aguas
residuales. teoría y principios de diseño. Primera edición. Santafé
de Bogotá: Editorial escuela colombiana de ingeniería.
• Seoánez Calvo Mariano. (2004). Depuración de las aguas
residuales por tecnologías ecológicas de bajo costo. Madrid.
España: Mundi-Prensa.
43
• Sérgio Rolim Mendonca (2000). Sistemas de lagunas de
estabilización. Cómo utilizar aguas residuales tratadas en sistemas
de regadío. Bogotá: Editorial Nomos S.A. Veenstra S., Alaerts J.,
Bijlsma M. Selección de tecnologías. Capítulo 3.
• Villón Béjar Máximo. (2002). Hidrología. Instituto tecnológico de
Costa Rica. Segunda Edición. Editorial Villón.
48
PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES 2015
Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sept Oct Nov Dic TOTAL
Consumo de agua 10545 9877 11467 11403 10154 9069 9069 0 0 0 0 0 0
Agua de baños 586 575 635 588 512 629 629 0 0 0 0 0
Agua de proceso en m3 9959 9302 10832 10324 9642 8440 8440 0 0 0 0 0
Total agua a tratar 10545 9877 11467 11403 10154 9069 9069 0 0 0 0 0 0
Agua que ingresa al DAF 9959 9302 10832 10324 9642 8440 8440 0 0 0 0 0
Evacuación de agua en tanqueros 0 0 0 0 0 0
Evacuación de lodos 0 0 0 0 0 0 0 0
Agua para regadío CP (1) 3012 2.212 7124 3.580 3.000 2987 2987 0 0 0 0 0 0
Agua para regadío CP (parque recuerdo) 0 0 0 500 500 0 0 0 0 0 0
Agua para regadío NCP(2) 1897 1.500 0 2800 1852 1800 1.800 0 0 0 0 0
Cantidad de agua almacenado en laguna (3)
2000 1.800 2151 2000 2000 1000 1000 0 0 0 0 0
Total de agua tratada 3897 5512 9275 8.380 6.852 6.287 6.287 0 0 0 0 0 0
ESTANDAR A CUMPLIR 100 100 100 100 100 0 0 0 0 0
% Agua destinadas a pruebas areas verdes.
77,29 40,13 76,81 42,72 43,78 47,51 47,51 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
MP COCINADA TECO 2,81 2,73 2,64 2,75 2,90 3 0 0 0 0 0 MP COCINADA BILBO MP COCINADA TOTAL 2,81 2,73 2,64 2,75 2,90 3 0 0 0 0 0 INDICE (m3 agua tratada /Ton. MP cocinada)
1386,83 2019,05 3513,26 3047,27
2362,76
2095,67 #¡DIV/0! #######
#######
######
######
Media historial 2014 2,79 2,79 2,79 2,69 2,79 2,79 2,79 0,00 0,00 0,00 0,00 ESTÁNDAR Promedio del primer semestre 2015.
2,79 2,79 2,79 2,79 2,79 2,79 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
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