UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA “Norte de la Universidad Peruana” Fundada por Ley Nº 14015 del 13 de febrero de 1962
FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS AGRARIAS Escuela Académico Profesional de Ingeniería Ambiental Ambiental - Sede Sede Cele Celend ndín ín –
“Año del buen buen servicio servicio al al ciudadano” ciudadano”
“DIAGNÓSTICO SITUACIONAL Y PROPUESTA PARA EL PROYECTO: TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DE LA INDUSTRIA LÁCTEA, MEDIANTE UN LOMBRIFILTRO EN
”
CELENDÍN
INTEGRANTES:
GUEVARA CHUNQUE, Melvin
JAUREGUI ARAUJO, Daysi
TIRADO TIRADO CERNA, CERNA, Fany Marilú
SILVA ARAUJO, Jhosselyn
PEREYRA VILLAR, Mariela
VILLANUEVA HUAMÁN, Pablo
DOCENTE: Ing. CHAVEZ HORNA, Giovana.
CICLO: X
ÍNDICE DE CONTENIDO I.
INTROD INTRODUC UCCIÓ CIÓN... N...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ....... 1
II.
OBJETIVOS....... OBJETIVOS............ ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... .......... ..... 2
2.1.
OBJETIVO GENERAL ................................................................ ...................................................................................................... ...................................... 2
2.2.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS ......................................................... ............................................................................................... ...................................... 2
III.
MARCO MARCO TEÓRICO TEÓRICO ........... ................. ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ......... .... 3
3.1.
ANTECEDENTES ............................................................ ............................................................................................................. ................................................. 3
3.2.
LOMBRIFILTRO ............................................................. .............................................................................................................. ................................................. 6
3.2.1.
Su Funcionami Funcionamiento. ento. (Tohá s.f)............... s.f).................... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........ ... 6
3.2.3. 3.2.3.
Ventaja Ventajass del sistema sistema de tratam tratamient iento, o, (Tohá (Tohá s.f) ...... ......... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ..... 8
3.2.4.
Dimensiones Dimensiones del Lombrifilt Lombrifiltro ro ........... ................. ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ..... 10
3.3.
LA LOMBRIZ ROJA CALIFORNIANA ................................................................ .............................................................................. .............. 11
3.3.1. 3.3.1. 3.4.
Proces Procesoo bioquími bioquímico co en su sistema sistema digesti digestivo vo ...... ......... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ..... 12
LOS VERTIDOS DEL SECTOR LÁCTEO ............................................................. ........................................................................... .............. 13
3.4.1.
Orígenes Orígenes de los efluentes efluentes lácteos.... lácteos.......... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........ ... 13
3.4.2.
Composición Composición de los efluentes..... efluentes.......... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ......... 14
3.4.3. 3.4.3.
Contam Contamina inació ciónn produc producida ida por por los los efluen efluentes tes de de la empre empresa sa lácte láctea....... a.......... ...... ...... ...... ...... ..... 16
3.4.4. 3.4.4.
Evaluac Evaluación ión de de las agua aguass residua residuales les de de la ind indust ustria ria láct láctea.... ea....... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ....... 17
IV.
MARCO MARCO LEGISLAT LEGISLATIVO IVO ............ .................. ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........ ... 18
4.1.
LEY N° 2861 28611. 1.-- LEY GENERAL DEL AMBIENTE.......................................................... 18
4.2.
LEY N° 2933 29338. 8.-- LEY DE RECURSOS HÍDRICOS ........................................................... 18
4.3.
LEY N°27972-LEY ORGÁNICA DE MUNICIPALIDADES ............................................ 20
4.4.
LÍMITES MÁXIMOS PERMISIBLES (LMP) TRANSVERSAL TRANSVERSAL PARA EFLUENTES PARA
TODAS LAS ACTIVIDADES DEL SUBSECTOR INDUSTRIA........................................................... 21
V.
DIAGNÓSTI DIAGNÓSTICO.......... CO................ ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... .......... .... 22 5.1.
UBICACIÓN ................................................................... .................................................................................................................. ............................................... 22
5.1.1.
Ubicación Ubicación Política Política ........... ................ ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ......... 22
5.1.2.
Ubicación Ubicación geográfica. geográfica....... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ......... 23
5.1.3.
Vías de acceso: acceso:...... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ....... 23
5.2.
ESTADO ACTUAL DEL FUNCIONAMIENTO DEL BIOFILTRO ......................................... 24
5.3.
SITUACIÓN ACTUAL DEL ENTORNO DEL BIOFILTRO ................................................... 25
5.4.
EFICIENCIA DEL TRATAMIENTO Y CONCLUSIÓN (AÑO 2016) ........... ................ ........... ........... ........... ........... ..... 26
5.4.1. 5.4.1.
Demand Demandaa bio bioquí químic micaa de oxí oxígen genoo ...... ......... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ... 26
5.4.2. 5.4.2.
Eficien Eficiencia cia del del Lombrif Lombrifiltr iltroo haciend haciendoo uso de la DBO..... DBO........ ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ..... 31
i
5.4.3. 5.4.3.
Demand Demandaa Químic Químicaa De Oxígen Oxígenoo ...... ......... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ....... 31
5.4.4. 5.4.4.
Eficien Eficiencia cia del del lombrif lombrifiltr iltroo haciend haciendoo uso de la DQO DQO ...... ......... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ..... 32
5.4.5.
Otros............. Otros.................. ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... .......... .... 32
5.4.6.
Conclusione Conclusioness ............ .................. ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........ ... 33
VI.
PROPUE PROPUESTA STA DE MEJO MEJORA RASS AL PROY PROYEC ECTO TO ...... ......... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ..... 34
6.1.
IMPLEMENTAR EL SISTEMA TOHÁ SIN LOMBRICES ...................................................... 34
6.2.
IMPLEMENTAR EL SISTEMA TOHÁ CON LOMBRICES . ................................................... 34
6.3.
ANÁLISIS DE ENTRADA .... 34 ENTRADA Y SALIDA DEL EFLUENTE EFLUENTE A TRATAR EN AMBOS AMBOS SISTEMAS SISTEMAS ....
6.4.
PARA EL ABASTECIMIENTO DE EFLUENTE AL BIOFILTRO ............................................ 35
6.5.
MATERIAL CON EL QUE ESTÁ CONSTRUIDO E IMPLEMENTAR IMP LEMENTAREMOS EMOS EL BIOFILTRO.....35
6.6.
TRABAJO DE LABORATORIO ............................................................... ........................................................................................ ......................... 36
6.7.
TRABAJO DE GABINETE ........................................................... ............................................................................................... .................................... 36
VII.
RESULTAD RESULTADOS........ OS.............. ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........ ... 37
7.1.
DQO...... DQO ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........ ... 37
7.2.
COLIFORMES TOTALES ............................................................ ................................................................................................ .................................... 37
7.3.
ANÁLISIS DE CANTIDAD DE LOMBRICES LOMBRICES ...................................................................... 37
VIII. VIII. PLAN DE CIERRE......... CIERRE.............. ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ....... 38 8.1.
GENERALID ADES ............................................................. ................................................................................................. .................................... 38
8.2.
OBJETIVO OBJETIVOS S ........... ................. ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ....... 39
8.2.1.
General General ........... ................. ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ......... 39
8.2.2.
Específicos Específicos ........... ................ ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ......... 39
8.3. EJECUCIÓN .......................................................... .................................................................................................................... .......................................................... 39 8.4.
PRESUPUE PRESUPUESTO STO ........... ................ ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ....... 40
8.5. RESULTADOS............................................................................................................. RESULTADOS................................................................................................................ ... 40
X.
DISCUSIÓN DISCUSIÓN..... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ..... 42
XI.
CONCLUSI CONCLUSIONES...... ONES............ ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ..... 43
XII.
RECOMEND RECOMENDACIO ACIONES....... NES............. ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ..... 44
XIII. XIII. BIBLIOGRA BIBLIOGRAFIA....... FIA............. ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ....... 44 XIV. ANEXOS ANEXOS ........... ................. ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... .......... .... 45
ii
I.
INTRODUCCIÓN
Celendín es una provincia que depende de una economía agrícola y ganadera, desarrollándose pequeñas microindustrias microindustrias de venta de leche y derivados, generan vertidos procedentes procedentes de restos restos de leche, lactosuero lactosuero y salmueras salmueras como producto producto del proceso proceso productivo, en la elaboración de quesos, la parte más importante de volumen volumen de aguas residuales residuales procede procede de la limpieza de equipos equipos y superficies superficies este tipo de instalacion instalaciones. es.
De tal forma forma que aumentan aumentan considerablem considerablemente ente la carga carga contaminan contaminante te del del vertido vertido final fundamenta fundamentalmente lmente carga orgánica orgánica y conductivid conductividad. ad. El lactosuero lactosuero representa representa entre un 80 y un 90% del volumen total de la leche utilizada en la fabricación de queso, y contiene alrededor del 50% de los nutrientes iniciales de la misma. Como propuesta alternativa se realizará un proyecto experimental que tiene como propósito implementar un sistema de filtración; en la remoción de la Carga Orgánica Orgánica del efluente proveniente de la industria láctea, a través de la implementación y puesta en funcionami funcionamiento ento de de un biofiltr biofiltro. o. Este sistema sistema también también conocido conocido como como sistema sistema Tohá, Tohá, consistente en el tratamiento de aguas residuales de la industria industria láctea, determinando su sustentabilidad ambiental como alternativa para el tratamiento de aguas residuales.
1
II.
OBJETIVOS Objetivo General
Determinar Determinar la diferencia diferencia en la eficiencia eficiencia de aplicació aplicaciónn del sistema sistema Tohá con proveniente “ Eisenia foetida” en la remoción de la Carga Orgánica del efluente proveniente de la de la industria láctea.
Objetivos Específicos
Analizar Analizar cualitativa cualitativa y cuantitativamen cuantitativamente te los parámetros parámetros físicoquímico físicoquímicoss y biológicos del sistema Tohá con “ Eisenia foetida”.
2
III.
MARCO TEÓRICO Antecedentes En lo que respecta a la tecnología seleccionada a la presente investigación se puede rescatar la siguiente información: Arango (2003). Desarrolló una evaluación ambiental del sistema Tohá en la remoción de salmonella en aguas servidas domésticas, se tomaron 10 muestras de aguas residuales del zanjón de la Aguada en los meses de julio a octubre y se sometieron a pruebas microbiológicas de enriquecimiento, aislamientos, bioquímicas, y serológicas, establecidas según los métodos estándares, para el análisis de agua y aguas residuales. Los resultados arrojaron un 80% de eficiencia en la remoción de salmonella y una remoción de coliformes totales y fecales de 6 escalas logarítmicas de (107 a 100). En las pruebas de calidad las pruebas de calidad de agua, el sistema resultó ser efectivo en un 95% en la remoción de DBO 5, un 80% en solidos suspendidos totales (SST), y un 70% en nitrógeno y fósforo, lo que cumple con la Norma Chilena CHN 1.333, para el uso de aguas residuales tratadas en riesgo de cultivos agrícolas. Hernández (2005) abordó un anteproyecto de construcción de aplicación de lombricultura, que se contempla como solución para la empresa procesadora salmones Intervec S.A. de Llau – Llao en lo referido al tratamiento de sus residuos industriales líquidos. Para lo que propone el uso de unidades ya existentes, tales como el sistema de separación de sólidos, así mismo analiza las actuales condiciones de trabajo de la instalación, parámetros de contaminación presentes en los riles y los esperados una vez aplicado el lombrifiltro. Finalmente el sistema en cuestión obedece la necesidad de la empresa de tratar sus residuos industriales líquidos, utilizando un sistema de tratamiento que es efectivo y con costos bajos de inversión y de operación. Salazar (2005) desarrollo una investigación referida a la aplicación de un sistema denominado Tohá como alternativa al uso de fosas sépticas en zonas rurales de Chile, Siendo esta la solución más utilizada para el tratamiento de las aguas residuales en sectores rurales. En esta tesis, se presenta una alternativa ecológica, que ya se ha demostrado ser eficaz y operativa en plantas de tratamiento de pequeña y mediana escala, finalmente menciona como conclusión que con la utilización del sistema, se 3
obtienen impactos positivos en la calidad de las aguas que se vierten a los cuerpos de agua o al subsuelo, ya que este tratamiento es muy eficiente en la remoción de los contaminantes y microorganismos patógenos. Reducciones superiores al 90%. Esto se debe a que este sistema se encuentra diseñado para el cumplimiento de la norma de utilización de agua para riego (Norma chilena 1.333) En chile SALINAS. M. (2011), realizó la tesis denominada ¨Evaluación de un sistema de biofiltración y humedal para el tratamiento de aguas residuales de la industria textil” concluyendo una alta remoción de los siguientes parámetros: DBO: 95% Solidos Totales: 95% Nitrógeno total: 60% Fosforo total: 70 % Chávez. J. (2015), realizó una tesis denominada “Eficiencia de un biofiltro en la reducción de carga orgánica de un efluente industrial en la ciudad de Celendín” . Para
ello se construyó un biofiltro de 1 m3. A continuación se muestra el perfil del biofiltro. Ilustración 1. Esquema de perfil del biofiltro
El análisis de los resultados se realizó a través de una comparación entre los resultados obtenidos en laboratorio y los límites máximos permisibles según la norma nacional. Concluyendo que un biofiltro es eficiente para el tratamiento de aguas
4
residuales de la industria alimentaria, ya que la remoción de la carga orgánica es superior al 50% comparada con la carga orgánica inicial del efluente. A continuación, se muestran los resultados de los parámetros analizados de manera general. N° DE MUESTRA Codigo de Ensayo
UNID
Tipo de Analisis
1
2
3
4
MA1218104
MA1218136
MA1218443
MA1218645
31-Jul
7-Ago
14-Ago
21-Ago
PROMEDIOS
Eficiencia de Remocion
CRUDO TRATADO CRUDO TRATADO CRUDO TRATADO CRUDO TRATADO CRUDO TRATADO
Acei tes y gra sa s
mg/L
65.40
10.90
20.80
1.90
196.30
2.50
170.30
1.90
113.20
4.30
96%
DB O5
mg/L
4323.00
4 00.00
2333.00
250.00
3630.00
163.00
6620.00
312.00
4 451.50
281.25
94%
D QO
mg/ L
6480.00
1159.00 10075.00
897.00
8171.00
657.00
18455.00 885.00
10795.30
8 99.50
92%
Oxigeno Disuelto
mg/L
< 0.3
1.60
< 0.3
1
< 0.3
1.80
< 0.3
0.5
3.0
1.23
59%
…
…
65.0
1
1
< 0.5
0.9
< 0.5
22.30
1.00
96%
Soidos Sedimenta bles mg/L
Ilustración 2. Consolidado de Resultados de los análisis Eficiencia del tratamiento según Ivertec (2005), se garantizan los siguientes resultados basados en los niveles de contaminantes considerados para el tipo de descarga que genera la empresa en estudio: Parámetro
Antes del tratamiento
DBO5 mg/l Sólido suspendidos mg/l Aceites y grasas mg/l Ph Fuente: Ivertec, 2005
264 244 77 6-8
Después del tratamiento físicoquímico <50 <50 <10 6,0-9,0
La Fundación para la Transferencia Tecnológica (2005) de Chile establece que luego del proceso de descontaminación de los residuos líquidos que se hicieron pasar a través del lombrifiltro donde reduce la carga orgánica del afluente y mediante los rayos U.V. que eliminan los microorganismos patógenos casi en su totalidad, conjuntamente a la salida del proceso de tratamiento, se logra un agua transparente e inodora, apta para riego. Se obtiene como resultado la reducción de los siguientes parámetros:
Parámetros Coliformes fecales DBO5 Sólidos Totales Sólidos suspendidos volátiles Nitrógeno Total. Aceite y Grasas Fósforo Total
Eficiencia 99% 95% 95% 93% 60 a 80% 80% 60 a 70% 5
Lombrifiltro Según, Dr. José Tohá Castellá, el Lombrifiltro básicamente es un sistema conformado por distintos estratos filtrantes inertes y orgánicos. En el estrato superior se tiene una alta densidad de lombrices y microorganismos encargados de efectuar la degradación de la materia orgánica presente en las Aguas Servidas Domésticas y Riles. El biofiltro está compuesto, fundamentalmente, por 3 capas y lombrices del tipo Eisenia foetida. Esto es, una base filtrante de bolones, sobre la cual se agrega una capa de ripio o grava. La parte superior se cubre con aserrín o viruta de madera de ulmo o tepa (principalmente) sobre el cual se mantiene un alto número de lombrices (Quezada 2001).
3.2.1. Su Funcionamiento. (Tohá s.f) •
El agua residual es regada sobre un lecho compuesto por distintos estratos y cuya superficie es un lecho que contiene un alto número de lombrices.
•
El agua residual escurre por el medio filtrante quedando retenida la parte sólida.
•
La parte sólida del agua residual es consumida por las lombrices y pasa a constituir por un lado masa corporal de las lombrices y por otro, las deyecciones de las lombrices son el llamado humus de lombriz.
•
En el caso de existir coliformes fecales, éstos son reducidos en un orden de magnitud debido a sustancias que son generadas por las lombrices y los demás microorganismos consumidores de materia orgánica que viven junto con las lombrices.
3.2.2. Criterios de diseño Según A.V.F. Ingeniería Ambiental (2003), el lombrifiltro estará compuesto de un medio filtrante y un soporte. El medio filtrante será una capa de humus de espesor teórico 2 cm. de profundidad, en el cual habitan en mancomunión microorganismos y lombrices de la especie Eisenia Foetida. El soporte estará constituido por 6
tres capas, la primera de ellas de aserrín o viruta (debajo del humus), la segunda, ripio o grava y la tercera de bolones. La primera capa de soporte y que también sirve de filtro, el aserrín o viruta, puede ser de ulmo o tepa (principalmente), cuyo espesor debe ser, por lo menos, de 25 cm. para lograr la franja operativa necesaria de la lombriz. Además, tiene como finalidad principal servir de alimento a las lombrices en el eventual caso que la carga contaminante del afluente no sea suficiente. La segunda capa estará constituida por ripio o grava y la tercera capa será de bolones con un espesor aproximado de 25 cm., las piedras de mayor tamaño van en la parte inferior y las de menor en la parte superior, esta capa está destinada al drenaje y aireación del sistema. En las piedras también se forma flora bacteriana que digiere la materia orgánica del agua que pasa por ella y que no fue retenida en las capas superiores del lombrifiltro. Entre los estratos de aserrín y arena se dispone una malla tipo Raschell, que sirve como elemento de separación y retención para el estrato de aserrín y las lombrices. El piso del filtro, también denominado falso fondo, consiste en un radier con cierta pendiente (aproximadamente de un 1%) para que fluya el agua hacia la canaleta de evacuación, la cual también posee cierta pendiente (0.50%). Sobre el radier, existen pastelones de cemento vibrado, apoyados en soportes que pueden ser de cualquier material resistente e inerte. Estos pastelones pueden ser de distinto tamaño, separados aproximadamente 2 cm. entre sí. Sobre éstos se posan las piedras más grandes del soporte, principalmente las de diámetro mayor a 2 cm., para así no permitir que éstas pasen más abajo. Este piso falso sostiene las capas del soporte y el lecho de filtrado y además crea una sola guía de agua. 7
En el perímetro interno del lombrifiltro se instalan tubos de PVC de 110 mm. de diámetro, los cuales van en forma vertical, apoyados en su parte inferior en el radier y su parte superior sobresale 20 cm. de lecho filtrante (humus). Estos tubos se perforan con orificios (10 mm. de diámetro) los 20 cm. de su parte inferior y 8 cm. de la superior. Los tubos perforados permitirán airear el sector del falso fondo y la capa inferior del soporte
3.2.3. Ventajas del sistema de tratamiento, (Tohá s.f) •
No produce lodos inestables: Este nuevo sistema de tratamiento degrada la totalidad de sólidos orgánicos presentes en las aguas residuales, sin producir lodos inestables como el resto de los sistemas de tratamiento, sólo es necesario instalar cámaras de rejas o canastillos para retener sólidos inorgánicos, que puedan ser erróneamente descargados en las aguas residuales y sólidos grandes que puedan obstruir el sistema de riego.
•
El lecho filtrante no se impermeabiliza: El Lombrifiltro tiene una diferencia muy importante respecto de otros sistemas de filtros, no se colmata. Esta característica se debe principalmente a la acción de las lombrices que, con su incansable movimiento, crean túneles y canales que aseguran en todo momento la alta permeabilidad del filtro. Los materiales sólidos orgánicos presentes en el agua residual, que colmatan o tapan otros filtros, en este caso son digeridos por las lombrices.
•
Bajos costos operacionales: En general el Lombrifiltro tiene bajos requerimientos energéticos ya que requiere básicamente la energía necesaria para activar las bombas de la planta elevadora y los equipos de la desinfección por radiación ultravioleta.
•
En general todos los sistemas requieren de plantas elevadoras ya que los colectores llegan a cierta profundidad al lugar de emplazamiento de las 8
plantas de tratamiento y los procesos e instalaciones (por costos) se realizan y ubican a nivel del suelo. •
Produce un subproducto que puede ser utilizado como abono natural: debido a que la materia orgánica de las aguas residuales es convertida en masa corporal de lombrices y en humus de lombriz, cada cierto tiempo puede extraerse los excesos de humus, y así reconstituir la estratigrafía inicial del Lombrifiltro, y ser utilizados como excelente abono agrícola cuyo uso incluso en forma excesiva no daña ni quema las plantas como es el caso de los fertilizantes químicos. Adicionalmente, se puede destacar que las lombrices pueden ser utilizadas como alimento de aves o como fuente de materia rica en proteínas y el agua tratada también puede ser utilizada.
•
Presenta una alta remoción de los siguientes parámetros:
-
DBO: 95 %
-
Sólidos Totales: 95 %
-
Nitrógeno total: 60 %
-
Fósforo total: 70 %
La depuración del agua comienza con las bacterias que hay en las capas de filtrantes, que se alimentan de los residuos que lleva el agua. «Los sistemas que utilizaban las bacterias ya existían antes, pero generan lodos que hay que trasladar», indicó Borja Vallina, ingeniero de Bidatek. Los gusanos sembrados se alimentan de la masa bacteriana que hay en ese lodo generando humus, que puede ser utilizado después como abono. Este humus se retira una vez al año, por partes, para que dé tiempo a las lombrices a regenerar lo que les falta. Y el agua sale ya limpia, «apta para su vertido al cauce». (Agurtzane N. 2010).
9
3.2.4. Dimensiones del Lombrifiltro La estructura actual del proyecto experimental tiene las siguientes dimensiones y diseño • • •
Largo: 1m Ancho:1m Profundidad: 1m
Ilustración 3. Dimensiones del biofiltro.
Ilustración 4: Esquema de perfil del biofiltro
10
El biofiltro ha sido construido con el siguiente material de construcción: •
El módulo experimental de una construcción de 01m3 (1x1x1)
•
0.3 m3 de grava de 30-90mm.
•
0.7 m3 de viruta de pino.
•
Arena
•
Malla Raschel del 90% (media sombra) 3 x 3mts.
•
4 Losetas de 50 x 50cm
Está compuesto por un medio filtrante y un soporte, en el estudio realizado verificamos que este sistema tiene una capacidad de 1 m3 y este sistema funciona a través del metabolismo que realizan las lombrices de especie Eisenia foetida a la viruta , y está constituido internamente por tres capas
de soporte: La primera capa de soporte y que también sirve de filtro, está constituida principalmente por aserrín, y esta tiene una profundidad de 15 cm, es decir un volumen de 0.15 m 3. La segunda capa está constituido por ripio o grava, con una profundidad aproximada de 10 cm, es decir un volumen de 0.10 m3 . La tercera capa está constituida por bolones, que al igual que la segunda capa tiene una profundidad de 10 cm, con el mismo volumen. Entre los estratos de aserrín o viruta y arena se dispone una malla tipo Raschell, que sirve como elemento de separación y retención para el estrato de aserrín y de lombrices.
La lombriz roja californiana Las lombrices son los organismos importantes para el suelo, especialmente en ecosistemas productivos, debido a su habilidad de la descomposición de la materia orgánica, desarrollo de la estructura del suelo y el ciclo de nutrientes. Aristóteles las llamo “el intestino del mundo”
Las lombrices son buenas en el ecosistema ya que ayudan a descomponer el material orgánico produciendo lo que se conoce com o “humus” que es un fertilizante muy 11
especial y nutritivo para las plantas además los túneles donde viven funcionan como respiraderos para el suelo y mejoran la distribución de la humedad por eso son tan importantes para la tierra. La lombriz roja californiana cumple una gran función en la naturaleza, mientras se alimenta proporciona oxígeno a las plantas y dejan abono orgánico. (Fernández M. 2013)
3.3.1. Proceso bioquímico en su sistema digestivo El sistema digestivo de la lombriz consiste en una cavidad bucal, faringe, esófago donde están las glándulas calcáreas cuya función es secretar carbonato de calcio para neutralizar los ácidos orgánicos presentes en el alimento, el buche entre los segmentos 15 a 16 donde se almacena el alimento, una molleja entre los anillos 17 y 19 y el intestino que va desde el anillo 20 hasta el orificio anal. Se ha demostrado que las excretas de las lombrices tienen una diversidad de especies fungosas mayor que la del suelo donde se encuentran las lombrices y el incremento se da después de pasar el alimento por el intestino. (Ferruzi, 1994). La acción de la lombriz en su proceso digestivo produce un agregado notable de bacterias que actúan sobre los nutrientes macromoleculares, elevándolo a estados directamente asimilables por las plantas, lo cual se manifiesta en notables respuestas de las cualidades organolépticas de frutos y flores, como así también resistencia a los agentes patógenos. (Ferruzi, 1994) Durante el proceso de digestión hay un incremento de hasta 1000 veces el número de microorganismos en el material resultarte. Se ha demostrado que las excretas de las lombrices tienen una diversidad de especies fungosas mayor que la del suelo donde se encuentran las lombrices y el incremento se da después de pasar el alimento por el intestino. (Ferruzi, 1994). 12
El humus de lombriz favorece la formación de micorrizas, acelerando el desarrollo radicular y los procesos fisiológicos de brotación, floración, madurez, sabor y color de las plantas y frutos. Así también la acción de la lombriz, en su contacto físico con el sustrato transmite con su mucosa protección ante plagas y patógenos, como también la protección a heladas. La acción microbiana emergente del humus de lombriz hace asimilable para las plantas materiales inertes como fósforo, calcio, nitrógeno, potasio y magnesio. Entre otras características fisiológicas de la lombriz californiana está que sus glándulas calcíferas segregan iones de calcio, contribuyendo a la regulación del equilibrio ácido básico, tendiendo a neutralizar los valores del pH. (Ferruzi, 1994).
Los vertidos del sector lácteo La industria láctea representa un importante sector dentro de la industria alimentaria y a su vez su contribución material en términos de contaminación de las aguas receptoras, es sumamente importante, lo que hace necesario y obligatorio el tratamiento previo de sus desechos líquidos y sólidos, antes de su vertimiento. El problema ambiental más importante de la industria láctea es la generación de aguas residuales, tanto por su volumen como por la carga contaminante asociada, fundamentalmente de carácter orgánico. La mayor parte del agua consumida en el proceso productivo se convierte finalmente en agua residual. (Tirlone, 1992).
3.4.1. Orígenes de los efluentes lácteos. Según Radsiminski, las principales fuentes de aguas residuales en la industria láctea son: •
Lavado y limpieza de productos remanentes que quedan en los camiones transportadores de leche, cantinas, tuberías, tanques y demás equipos relacionados directamente con la producción.
•
Reboses y operaciones deficientes de equipos - Perdidas del proceso durante las operaciones de inicio y parada de equipos de 13
pasteurización, así como el arrastre de productos durante la evaporación en la producción de leche condensada y leche en polvo. •
Descarte de subproductos como suero y demás productos rechazados - Vertido de soluciones utilizadas en la desinfección de equipos Arrastre de lubricantes durante las operaciones de limpieza de equipos - Limpieza de baños y cafeterías en la industria.
3.4.2. Composición de los efluentes. El volumen de los efluentes y su contenido en materia de contaminantes son muy variables, según la naturaleza de la fabricación, la técnica de trabajo implementado y de que como se encuentre conformada la fábrica, entre otros. El agua utilizada en gran cantidad por la industria láctea, oscila entre los 2 y 10 Litros de agua por cada litro de leche. Esta agua en gran parte es restituida, entrando al proceso de fabricación para necesidades específicas, como la alimentación de los condensadores de las calderas o el lavado de materiales principalmente (Soánez, 1997). Generalmente, los vertidos residuales se componen de agua, leche y subproductos. Contienen materia orgánica y otros productos putrescibles, que originan ácido láctico y precipitan la caseína y otros compuestos nitrogenados. El pH es bajo (entre 4.5 y 4.8) y pueden contener patógenos tales como la tuberculosis (Soánez, 1997). La Federación nacional de industrias lácteas, aporta los siguientes datos Tabla 1. Parámetros. Parámetro
Leche de
Quesos
consumo pH
Derivados lácteos
8,5
6,9
8,5
DQO (mg/l)
1.775
4.500
4.000
DBO5 (mg/l)
1.050
2.750
1.750
435
850
825
Sólidos en suspensión (mg/l)
14
fósforo
20
35
6,25
NTK
65
100
100
1.650
3.150
1.250
Cloruros
140
220
100
Nitratos
50
105
90
Aceites y grasas
105
365
110
3,5
7
7,5
Conductividad
(mg/l) Detergentes
En la elaboración de quesos la parte más importante de volumen de aguas residuales procede de la limpieza de equipos e superficies. En este tipo de instalaciones, los vertidos procedentes de restos de leche, lactosuero y salmueras aumentan de forma considerable la carga contaminante del vertido final (fundamentalmente carga orgánica y conductividad). El lactosuero representa entre un 80 y un 90% del volumen total de la leche utilizada en la fabricación de queso, y contiene alrededor del 50% de los nutrientes iniciales de la misma. En la siguiente tabla se muestra la composición media del lactosuero: Tabla 2. Composición del lactosuero. CONSTITUYENTES
% SUERO
Agua
93.6
Sólidos totales
6.4
Lactosa
4.8
Proteína
0.55
Sales minerales
0.5
Nitrógeno proteico
0.18
Grasa
0.05
En este tipo de instalaciones, los vertidos procedentes de restos de leche, lactosuero y salmueras aumentan de forma considerable la carga contaminante del vertido final (fundamentalmente carga orgánica y conductividad). El lactosuero representa entre un 80 y un 90% del volumen 15
total de la leche utilizada en la fabricación de queso, y contiene alrededor del 50% de los nutrientes iniciales de la misma.
3.4.3. Contaminación producida por los efluentes de la empresa láctea. Las aguas residuales de estas industrias se encuentran constituidas principalmente por residuos de leche, productos lácteos diluidos y productos de limpieza como detergentes, ácidos y álcalis fuertes. Los principales constituyentes orgánicos presentes en los residuos de la leche son sus sólidos naturales: grasa de la leche emulsionada, lactosa y proteínas como la caseína, sales y oligoelementos, también contiene sacarosa (Tirlone, 1992). Las sustancias orgánicas de los efluentes de industrias lácteas provienen de los productos desechados y en menor cantidad de los productos de limpieza y desagües sanitarios. En términos de D.B.O y D.Q.O. de los desagües en la industria láctea, estos pueden variar en gran parte, en función de los productos fabricados, ya que se requiere de diferentes cantidades de oxígeno para desarrollar el proceso de oxidación de los diferentes compuestos de la leche como ocurre con las grasas, carbohidratos y proteínas (Soánez, 2003). En cuanto al pH presente en las aguas residuales, el valor de éste, en los efluentes varía entre 4.2 y 9.2, según monitoreos realizados sobre diversos residuos lácteos, se han presenciado valores entre 2.0 y 12.9 con un valor promedio de 7.5 (Tirlone, 1992). Estas aguas residuales tienden a volverse ácidas muy rápidamente por la fermentación de la lactosa que se transforma en ácido láctico, principalmente en ausencia de oxígeno disuelto y el pH bajo resultante puede ser la causa de la precipitación de la caseína. La descomposición de la caseína, es la causante de malos olores, debido a la formación de ácido butírico (Tirlone, 1992). La contaminación producida por estas aguas residuales, se caracteriza por la presencia de lodos de color negro, con fuertes olores a ácido butírico, causado por la descomposición de la caseína. No obstante, el suero 16
presente, constituye el problema más complejo de resolver con respecto al tratamiento, debido a la dificultad que constituye su rápida degradación por los métodos biológicos comúnmente usados. En cada caso el problema debe ser analizado con detenimiento, ya que según el tipo de queso producido se obtendrá un suero con características diferentes. De este modo se puede decir que las aguas residuales de la industria láctea, se encuentran compuestas principalmente de materia orgánica soluble la cual se fermenta, convirtiéndose en un líquido anaerobio y pestilente (Soánez, 2003). En estas aguas se encuentran concentraciones de nitrógeno, fósforo, y demás elementos, que cumplen con los requerimientos de nutrientes para un tratamiento biológico ya sea aerobio o anaerobio, sin llegar a constituirse tóxicos para él mismo. Dichas aguas son altamente sensibles a la descomposición biológica, por lo tanto los sistemas biológicos pueden reducir los compuestos que demandan el oxígeno disuelto en el agua (Tirlone, 1992).
3.4.4. Evaluación de las aguas residuales de la industria láctea. La industria láctea, elimina los líquidos residuales resultantes de su actividad. El volumen y composición de estos, varían con el tamaño de la fábrica y con sus métodos de producción. El contenido de estas aguas residuales, en términos de materias nitrogenadas y en lactosa es generalmente bajo y su pH, oscila entre 8 y 9, debido principalmente, a la presencia de detergentes alcalinos utilizados en el proceso de limpieza. Adicionalmente, en la mayoría de los casos las aguas residuales, cualquiera que sea su origen, contienen rastros de antisépticos, especialmente cloro. (Veisseyre, 1988).
17
IV.
MARCO LEGISLATIVO Ley N° 28611.- Ley General Del Ambiente En el artículo 31°.- Del Estándar de Calidad Ambiental. 31.1 El Estándar de Calidad Ambiental - ECA es la medida que establece el nivel de concentración o del grado de elementos, sustancias o parámetros físicos, químicos y biológicos, presentes en el aire, agua o suelo, en su condición de cuerpo receptor, que no representa riesgo significativo para la salud de las personas ni al ambiente. Según el parámetro en particular a que se refiera, la concentración o grado podrá ser expresada en máximos, mínimos o rangos.
En el artículo 121°.- Del vertimiento de aguas residuales. El Estado emite en base a la capacidad de carga de los cuerpos receptores, una autorización previa para el vertimiento de aguas residuales domésticas, industriales o de cualquier otra actividad desarrollada por personas naturales o jurídicas, siempre que dicho vertimiento no cause deterioro de la calidad de las aguas como cuerpo receptor, ni se afecte su reutilización para otros fines, de acuerdo a lo establecido en los ECA correspondientes y las normas legales vigentes.”
Artículo 122°.- Del tratamiento de residuos líquidos. 122.3 Las empresas o entidades que desarrollan actividades extractivas, productivas, de comercialización u otras que generen aguas residuales o servidas, son responsables de su tratamiento, a fin de reducir sus niveles de contaminación hasta niveles compatibles con los LMP, los ECA y otros estándares establecidos en instrumentos de gestión ambiental, de conformidad con lo establecido en las normas legales vigentes. El manejo de las aguas residuales o servidas de origen industrial puede ser efectuado directamente por el generador, a través de terceros debidamente autorizados a o a través de las entidades responsables de los servicios de saneamiento, con sujeción al marco legal vigente sobre la materia.”
Ley N° 29338.- Ley De Recursos Hídricos Artículo 15°.- Funciones de la Autoridad Nacional.
18
4. Elaborar el método y determinar el valor de las retribuciones económicas por el derecho de uso de agua y por el vertimiento de aguas residuales en fuentes naturales de agua, valores que deben ser aprobados por decreto supremo; así como aprobar las tarifas por uso de la infraestructura hidráulica, propuestas por los operadores hidráulicos. 7. Otorgar, modificar y extinguir, previo estudio técnico, derechos de uso de agua, así como aprobar la implementación, modificación y extinción de servidumbres de uso de agua, a través de los órganos desconcentrados de la Autoridad Nacional.
Artículo 76°.- Vigilancia y fiscalización del agua. La Autoridad Nacional en coordinación con el Consejo de Cuenca, en el lugar y el estado físico en que se encuentre el agua, sea en sus cauces naturales o artificiales, controla, supervisa, fiscaliza el cumplimiento de las normas de calidad ambiental del agua sobre la base de los Estándares de Calidad Ambiental del Agua (ECA-Agua) y las disposiciones y programas para su implementación establecidos por autoridad del ambiente. También establece medidas para prevenir, controlar y remediar la contaminación del agua y los bienes asociados a esta. Asimismo, implementa actividades de vigilancia y monitoreo, sobre todo en las cuencas donde existan actividades que pongan en riesgo la calidad o cantidad del recurso.
Artículo 79°.- Vertimiento de agua residual. La Autoridad Nacional autoriza el vertimiento del agua residual tratada a un cuerpo natural de agua continental o marina, previa opinión técnica favorable de las Autoridades Ambiental y de Salud sobre el cumplimiento de los Estándares de Calidad Ambiental del Agua (ECA-Agua) y Límites Máximos Permisibles (LMP). Queda prohibido el vertimiento directo o indirecto de agua residual sin dicha autorización.
En caso de que el vertimiento del agua residual tratada pueda afectar la calidad del cuerpo receptor, la vida acuática asociada a este o sus bienes asociados, según los estándares de calidad establecidos o estudios específicos realizados y sustentados 19
científicamente, la Autoridad Nacional debe disponer las medidas adicionales que hagan desaparecer o disminuyan el riesgo de la calidad del agua, que puedan incluir tecnologías superiores, pudiendo inclusive suspender las autorizaciones que se hubieran otorgado al efecto. En caso de que el vertimiento afecte la salud o modo de vida de la población local, la Autoridad Nacional suspende inmediatamente las autorizaciones otorgadas. Corresponde a la autoridad sectorial competente la autorización y el control de las descargas de agua residual a los sistemas de drenaje urbano o alcantarillado.”
Artículo 81°.- Evaluación de impacto ambiental. Sin perjuicio de lo establecido en la Ley N° 27446, Ley del Sistema Nacional de Evaluación del Impacto Ambiental, para la aprobación de los estudios de impacto ambiental relacionados con el recurso hídrico se debe contar con la opinión favorable de la Autoridad Nacional.
Artículo 82°.- Reutilización de agua residual. La Autoridad Nacional, a través del Consejo de Cuenca, autoriza el reúso del agua residual tratada, según el fin para el que se destine la misma, en coordinación con la autoridad sectorial competente y, cuando corresponda, con la Autoridad Ambiental Nacional. El titular de una licencia de uso de agua está facultado para reutilizar el agua residual que genere siempre que se trate de los mismos fines para los cuales fue otorgada la licencia. Para actividades distintas, se requiere autorización. La distribución de las aguas residuales tratadas debe considerar la oferta hídrica de la cuenca.
Ley N° 27972 - Ley Orgánica De Municipalidades Las municipalidades, en materia de saneamiento, salubridad y salud, ejercen las siguientes funciones: 1. Funciones específicas exclusivas de las municipalidades provinciales: 1.1. Regular y controlar el proceso de disposición final de desechos sólidos, líquidos y vertimientos industriales en el ámbito provincial.
20
Límites Máximos Permisibles (LMP) transversal para efluentes para todas las actividades del subsector Industria. Artículo 1º. – Del Objetivo y Ámbito de Aplicación. Establecer los Límites Máximos Permisibles (LMP) para de efluentes para todas las actividades del subsector industria con el objetivo de mitigar los efectos negativos en el ambiente, particularmente, la contaminación de los cuerpos de agua, así como los riesgos a la salud de la población. El presente Decreto Supremo es aplicable a todas las actividades industriales reguladas por el Subsector Industria y Comercio Interno.
Artículo 3º. – De la Aprobación de los Límites Máximos Permisibles para los efluentes de todas las actividades industriales: Apruébese como Límites Máximos Permisibles (LMP) para los efluentes provenientes de todas las actividades industriales los valores contenidos en la Tabla N° 3, que forman parte integrante del presente Decreto Supremo. Tabla 3. Límite máximo permisible para los efluentes de actividades industriales Parámetro
Ph Incremento de temperatura Sólidos totales Suspensión Aceites y grasas Demanda química de oxígeno Coliformes. Demanda bioquímica del oxígeno
Unidad
LPM
06-sep °C mg/L mg/L
<=3 50 10
mg/L MNP/1OO ml
250 400
mg/L
50
21
V.
DIAGNÓSTICO Ubicación 5.1.1. Ubicación Política La ubicación del Biofiltro se encuentra en el barrio de Shuitute distrito de Celendín, provincia de Celendín, departamento de Cajamarca.
22
5.1.2. Ubicación geográfica El Biofiltro se ubica en la zona 17M, con una altura de 2516 m.s.n.m., en el cuadro siguiente se presentan las coordenadas:
ESTE 816026.00 m
NORTE 9241015.00 m
5.1.3. Vías de acceso: La distancia que tiene desde la plaza de armas de Celendín hasta el Biofiltro es de 1.42 Kilómetros.
23
Estado Actual del Funcionamiento del Biofiltro •
La infraestructura del proyecto forma parte de un trabajo experimental iniciado en marzo del 2015 y continuado durante el último trimestre del mismo año. La primera iniciativa ha surgido como parte del proyecto de tesis: “DETERMINACIÓN DE LA EFICIENCIA DE UN BIOFILTRO PARA LA REDUCCIÓN DE CARGA ORGÁNICA DE EFLUENTE INDUSTRIAL EN LA CIUDAD DE CELENDÍN”,
el mismo que fue propuesto por el bachiller Julio Chávez Rodrigo quien se propuso comprobar la capacidad de la “ Eisenia foetida” (lombriz roja californiana) en la
remoción de la Carga Orgánica del efluente proveniente de la industria alimentaria, a través de la implementación y puesta en funcionamiento de un biofiltro, presentando de ésta manera una alternativa ecológica a los sistemas fisicoquímicos tradicionales como los sistemas IAF y DAF. Este proyecto no fue concluido razón por la que está a la espera del procedimiento experimental y resultados que determinen la validez de la hipótesis y objetivos propuestos. •
Como parte del trabajo del curso Tratamiento de Aguas Residuales de la Escuela Académico Profesional de Ingeniería Ambiental de la Universidad Nacional de Cajamarca de la ciudad de Celendín se continuó durante el segundo semestre del año 2015 dicho proyecto.
•
En la actualidad la intención del grupo de trabajo es optimizar la eficiencia del lombrifiltro en el tratamiento de las aguas residuales provenientes de la industria láctea, para ello se identificó la inexistencia de un sistema de entrada de las aguas residuales industriales y el control del flujo; además el sistema de salida no cuenta con un punto final de descarga bien definido.
•
Si bien la infraestructura se encuentra en buenas condiciones para el desarrollo del proyecto, se evidenció que el material granular y la viruta (que permitirá la retención de materia orgánica y nutrientes en la alimentación de la lombriz californiana) deberá ser cambiada, debido al tiempo que ha permanecido en dicho lugar.
24
Situación Actual del Entorno del Biofiltro Alrededor del área donde se encuentra ubicado el Biofiltro, se ha podido observar que presenta cobertura vegetal al entorno de éste, también la existencia de residuos sólidos, a la vez no cuenta con una protección e ingreso adecuado, todo a consecuencia de la falta de mantenimiento y cuidado de este sistema.
25
Ilustración 5. Estado actual de sistema de biofiltro
Eficiencia del tratamiento y conclusión (año 2016) 5.4.1. Demanda bioquímica de oxígeno Se utilizará la siguiente fórmula:
=
.
∗
∗ 8000 .
Para la DBO5 la siguiente fórmula:
5=
(
−
) − (
−
)
∗
26
12 de setiembre de 2016 TITULACIÓN EL PRIMER DÍA
Titulación Blanco Gasto 1 Gasto 2 Gasto 3
4,90 5,00 4,80
Titulación Entrada Gasto 1 5,00 Gasto 2 5,30 Gasto 3 5,80
PROMEDIO
4,90
PROMEDIO
5,37
TITULACIÓN EL QUINTO DÍA Titulación Blanco Gasto 1 Gasto 2 Gasto 3
4,80 4,60 5,10
Titulación Entrada Gasto 1 2,60 Gasto 2 2,20 Gasto 3 2,10
PROMEDIO
4,83
PROMEDIO
2,30
OXÍGENO DISUELTO PRIMER DÍA OD 7,84 BLANCO 8,59 ENTRADA OXÍGENO DISUELTO QUINTO DÍA OD 7,73 BLANCO 3,68 ENTRADA DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXÍGENO A CINCO DÍAS DBO5 TAMAÑO MUESTRA BLANCO 1 33,6 ENTRADA 0,1 14736
27
26 de setiembre de 2016 Se determinó la DBO de la entrada
titulación Lo gasto 1 4,175 gasto 2 4,300 gasto 3 4,000 gasto 4 4,150
titulación L1 gasto 1 2,500 gasto 2 2,700 gasto 3 2,450
PROMEDIO
PROMEDIO
4,156
titulación L2 gasto 1 0,450 gasto 2 0,350 gasto 3 0,500 PROMEDIO
2,550
titulación L5 gasto 1 0,100 gasto 2 0,150 gasto 3 0,120
0,433
PROMEDIO
0,123
Oxígeno Disuelto OD L0 OD L1 OD L2 OD L5
6,6496 4,08 0,6928 0,1968
Demanda Bioquímica de Oxígeno DBO1 DBO2 DBO5
7708,8 17870,4 19358,4
17 de octubre de 2016
TITULACIÓN EL PRIMER DÍA Titulación Blanco Titulación Entrada Gasto 1 4,15 Gasto 1 4,05 Gasto 2 3,95 Gasto 2 4,15 Gasto 3 4,00 Gasto 3 3,90
Titulación Salida Gasto 1 4,10 Gasto 2 4,20 Gasto 3 4,00
PROMEDIO
PROMEDIO
4,03
PROMEDIO
4,03
28
4,10
TITULACIÓN EL QUINTO DÍA Titulación Blanco Titulación Entrada Gasto 1 2,95 Gasto 1 0,05 Gasto 2 2,85 Gasto 2 Gasto 3 2,80 Gasto 3
Titulación Salida Gasto 1 2,50 Gasto 2 2,45 Gasto 3 2,40
PROMEDIO
PROMEDIO
2,87
PROMEDIO
0,05
2,45
OXÍGENO DISUELTO PRIMER DÍA OD 6,45 BLANCO 6,45 ENTRADA 6,56 SALIDA OXÍGENO DISUELTO QUINTO DÍA OD 4,59 BLANCO 0,08 ENTRADA 3,92 SALIDA DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXÍGENO A CINCO DÍAS DBO5 TAMAÑO MUESTRA 1,86 BLANCO ENTRADA 0,1 19104 SALIDA 1 792
14 de noviembre de 2016
Gasto 1 Gasto 2 Gasto 3
TITULACIÓN EL PRIMER DÍA Titulación Entrada 3,90 Gasto 1 3,60 3,80 Gasto 2 3,60 4,10 Gasto 3 3,90
Titulación Salida Gasto 1 3,90 Gasto 2 4,10 Gasto 3 4,60
PROMEDIO
3,93
PROMEDIO
Titulación Blanco
PROMEDIO
3,70
4,20
Gasto 1 Gasto 2 Gasto 3
TITULACIÓN EL QUINTO DÍA Titulación Entrada 3,20 Gasto 1 0,03 3,30 Gasto 2 3,40 Gasto 3
Titulación Salida Gasto 1 0,03 Gasto 2 Gasto 3
PROMEDIO
3,30
PROMEDIO
Titulación Blanco
PROMEDIO
0,03
29
0,03
OXÍGENO DISUELTO PRIMER DÍA OD 6,29 5,92 6,72
BLANCO ENTRADA SALIDA
OXÍGENO DISUELTO QUINTO DÍA OD 5,28 0,05 0,048
BLANCO ENTRADA SALIDA
DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXÍGENO A CINCO DÍAS DBO5 TAMAÑO MUESTRA 1,01 0,1 17616 1 2001,6
BLANCO ENTRADA SALIDA
02 de enero de 2017
TITULACIÓN EL PRIMER DÍA Titulación Entrada Titulación Salida Gasto 1 3,90 Gasto 1 Gasto 2 3,90 Gasto 2 Gasto 3 4,10 Gasto 3
3,80 3,90 3,75
PROMEDIO
3,82
3,97
PROMEDIO
TITULACIÓN EL QUINTO DÍA Titulación Entrada Titulación Salida Gasto 1 0,16 Gasto 1 Gasto 2 0,15 Gasto 2 Gasto 3 0,16 Gasto 3 PROMEDIO
0,157
PROMEDIO
0,15 0,20 0,23 0,193
OXÍGENO DISUELTO PRIMER DÍA OD 6,35 ENTRADA 6,112 SALIDA OXÍGENO DISUELTO QUINTO DÍA OD 0,25 ENTRADA 0,3088 SALIDA
30
DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXÍGENO A CINCO DÍAS DBO5 TAMAÑO MUESTRA ENTRADA 0,1 21352,8 SALIDA 1 2031,12
5.4.2. Eficiencia del Lombrifiltro haciendo uso de la DBO
Entrada (0,1 ml)
6,45
0,08
DBO5 (mg/L) 19104
Entrada (0,1 ml)
6,56
3,92
792
Entrada (0,1 ml)
5,92
0,05
17616
Entrada (0,1 ml)
6,72
0,048
2001,6
Entrada (0,1 ml)
6,35
0,25
21352,8
Entrada (0,1 ml)
6,11
0,31
2031,12
DATE
SAMPLE
17/10/2016 14/11/2016 02/01/2016
0 DAYS 5 DAYS
EFICIENCY % 95,85 88,64 90,49
91,66 Interpretación de Resultados
Se observa que el agua residual de la industria láctea tiene una DBO 5 muy por encima del valor típico que es de 10000 mg/l, pero en comparación con la salida de observa que este valor disminuye considerablemente, lo que además es sustentado por el porcentaje de eficiencia de lombrifiltro que es de 91,66%.
5.4.3. Demanda Química De Oxígeno
17 de octubre de 2016 ABSORVANCIA
ENTRADA ENTRADA SALIDA
0,135 0,09 0,105
% 0,3 0,1 1
DQO 191927,54 380130,43 44534,78
14 de noviembre de 2016 ABSORVANCIA
ENTRADA ENTRADA SALIDA
0,135 0,09 0,105
% 0,3 0,1 1
DQO 191927,54 380130,43 44534,78
31
02 de enero de 2017 % 0,05 0,1 1
ABSORVANCIA
ENTRADA ENTRADA SALIDA
0,036 0,217 0,126
DQO 290695,65 932304,35 53665,22
5.4.4. Eficiencia del lombrifiltro haciendo uso de la DQO FECHA
MUESTRA
17/10/2016 14/11/2016 02/01/2016
DQO (mg/L)
Afluente (crudo) al 0.1%
380130,43
Efluente (tratado) al 1 %
44534,78
Afluente (crudo) al 0.1%
380130,43
Efluente (tratado) al 1 %
44534,78
Afluente (crudo) al 0.1%
932304,35
Efluente (tratado) al 1 %
53665,22
EFICIENCIA (%) 88,2843423 88,2843423 94,2438089
90,27 Interpretación de resultados
El porcentaje de eficiencia de 90,27% de lombrifiltro en el tratamiento de aguas residuales de la industria láctea, sustenta que tanto los valores del efluente y del afluente, están por debajo y por encima del valor típico de 10000 mg/l de DQO respectivamente.
5.4.5. Otros 14 noviembre 02 enero 2017 2016 Sólidos Disueltos Entrada Totales
3, 23 g/l
-
NaClConductividad Eléctrica
Entrada Entrada
4,12 g/l 6,46 mS
-
Blanco Entrada
0 +433
07 NMP/100 ml -
NTU
32
Número Probable
Salida Más Salida
366 16 NMP/100 ml
07 NMP/100 ml
Interpretación de resultados
El valor de 3,23 g/l de sólidos totales disueltos presentes en el agua residual de la industria láctea está por encima del valor típico que es de 1200 mg/l.
El agua residual de la industria láctea utilizada presenta una concentración muy elevada de cloruro con un valor de 4120 mg/l, siendo su valor típico de 100 mg/l.
Con el respecto a la presencia de coliformes totales en el efluente del lombrifiltro, está muy por debajo del límite máximo permisible de 3000 NMP/ 100ml, lo que es una muestra clara que el agua de salida o efluente del lombrifiltro es un agua ambientalmente segura para ser vertida a un cuerpo receptor.
5.4.6. Conclusiones El uso del lombrifiltro para el tratamiento de agua residual proveniente de la industria láctea es eficiente, la misma que en porcentaje es del 90%, lo que además es un indicador de la buena aceptación de la biomasa con respecto al sustrato, al mismo tiempo en los análisis de coliformes termotolerantes que se hizo en el efluente se pudo verificar que la presencia de este tipo de bacterias es muy reducida con respecto al límite máximo permisible, razones suficientes para asegurar que éste, es un agua que ambientalmente no significa peligro para algún cuerpo de agua receptor.
33
VI.
PROPUESTA DE MEJORAS AL PROYECTO Implementar el sistema Tohá sin lombrices. Así pues, revisadas las capas del biofiltro, el grupo ha considerado renovar la capa de arena, cambiar la malla Rachell y la capa de viruta debido a su estado deteriorado. Por la inactividad y paralización del proyecto experimental, se ha optado por tratar un sistema sin lombrices, de tal forma determinar la eficiencia en comparación con su presencia en el sistema. Por lo que aplicaremos el suero lácteo., con un caudal de 0.23 ml/seg. o
Tiempo: Un periodo de 45 días, el cual será significativo para el análisis válido de los parámetros fisicoquímicos.
o
Determinación del caudal Considerando:
=
Volumen 20 = = 9.6 tiempo 24 ℎ
/
Implementar el sistema Tohá con lombrices. Se realizará el mismo procedimiento, con la diferencia que se colocará sustrato necesario de suelo, para las condiciones necesarias del desarrollo de la “ Eisenia foetida”
luego de haber concluido el periodo de aplicación del sistema Tohá sin
lombrces. De la igual manera, en el mismo periodo de tiempo. o
Tiempo: Un periodo de 45 días, el cual será significativo para el análisis válido de los parámetros fisicoquímicos. Luego de haber concluido con el primer sistema.
Análisis de entrada y salida del efluente a tratar en ambos sistemas Se desarrollará para determinar los siguientes parámetros: Se realizarán nnúmero de tomas de muestras, para ambos sistemas (sin y con “ Eisenia foetida”) según el periodo
correspondiente, para analizar los parámetros planteados
en la presente investigación:
DBO5 (mg/L)
DQO (mg/L) 34
Oxígeno Disuelto (mg/L)
Absorbancia (mg/L)
En todos los casos la recolección se hará de acuerdo a los protocolos de muestreo brindado por el laboratorio correspondiente.
Para el abastecimiento de efluente al biofiltro El abastecimiento se realizará con 20 litros de aguas residuales de la industria láctea, mediante 01 contenedor de 25 l de plástico PET, cuidando que el lombiofiltro se encuentre con el efluente permanentemente. El caudal estará regulado por la implementación de pernos en la parte inferior del balde, el cual impedirá la obstrucción de este, haciéndolo más eficiente, también el balde contiene 0.1m3 de graba y una malla, con la con la finalidad de que retener grasa y carga orgánica del efluente (suero).
Material con el que está construido e implementaremos el Biofiltro. Como se ha realizado la comparación de la eficiencia del funcionamiento de dos sistemas, el primer sistema sin lombrices y el segundo con lombrices, se ha trabajado con los siguientes materiales. •
El módulo experimental de una construcción de 01m3 (1x1x1)
•
0.3 m3 de grava de 30-90mm.
•
0.7 m3 de viruta de pino.
•
Malla Raschel del 90% (media sombra) 3 x 3mts.
•
4 Losetas de 50 x 50cm
•
0.1 m3 de arena
•
2 tubos PVC de 110 mm de diametro y, estarán con orificios de 10 mm de diámetro.
•
Lombriz Eisenia Foetida + Humus (X kg). Según Quezada en su tesis Planta de Tratamiento de Residuos Industriales Lácteos, menciona que el número de lombrices sea alto, por lo cual se ha considerado la mayor cantidad de lombrices con la finalidad de degradar la materia orgánica del efluente)
35
Trabajo de laboratorio El trabajo de laboratorio será para el análisis de las muestras obtenidas del Biofiltro y se realizará en el Laboratorio de Química de la Escuela Académico Profesional de Ingeniería Ambiental, de la Universidad Nacional de Cajamarca.
Trabajo de Gabinete Para determinar la eficiencia de tratamiento, mediante la comparación de datos del efluente, compararemos los datos de la caracterización del efluente con los datos obtenidos del número de toma de muestras, según el periodo correspondiente, para determinar la curva de remoción de Carga Orgánica y determinar si el tratamiento cumple con los objetivos de la presente investigación. Para posteriormente comparar entre los sistemas a implantar.
36
VII.
RESULTADOS DQO
DQO FECHA 26/09/17 26/09/17
MUESTRA Entrada (0.3%) Salida (1%)
VALOR (mg/L) 412.028986 75.7826087
FECHA 21/12/17 21/12/17 21/12/17 21/12/17
MUESTRA Entrada (0.1%) Entrada (0.6%) Salida (2%) Salida (5%)
VALOR (mg/L) Negativo 162.54 59.63 71.68
DQO
Coliformes totales COLIFORMES TOTALES FECHA 21/12/17 21/12/17 21/12/17 21/12/17 21/12/17 21/12/17
MUESTRA Entrada (0.1%) Entrada (0.01%) Entrada (0.0001%) Salida (0.1%) Salida (0.01%) Salida (0.0001%)
VALOR NMP 9.80928*1017 1.391988669*10 5
Análisis de cantidad de lombrices. La cantidad de lombrices en el biofiltro es un factor importante ya estas son las encargadas de reducir la carga orgánica presente en el suero, el total de lombrices va a depender de la cantidad de alimentos que exista, estos comen todo tipo de materia orgánica, consume cada día el equivalente a su peso, asimilando un 20% para su propio sostenimiento y el 80% lo elimina como humus (Basaure, 1993).
1. Procedimientos: Para el análisis de conteo de lombrices se tomó en cuenta el siguiente procedimiento:
a. Cantidad de muestra: 37
Se tomó dos muestras en diferentes puntos de un kilogramo cada una.
b. Conteo de lombrices. Se procedió a contar las lombrices de cada muestra.
2. Resultados:
MUESTRA ( 1 kg) 1 2
VIII.
CANTIDAD (Unidades de lombrices) 45 57
PLAN DE CIERRE GEN ERALID AD ES El Plan de Cierre, es el conjunto de acciones que se llevan a cabo al término de la vida útil o al cese de la operación de una instalación. De este modo, el Plan de Cierre permite identificar y cuantificar los impactos ambientales negativos generados en esta etapa, así como, establece previsiones y medidas para el cierre planificado de los componentes de la instalación, y a su vez, 38
establece las acciones para la recuperación del ambiente intervenido, hasta que alcance -en la medida de lo posible- condiciones similares a las que tenía, previo al inicio de las operaciones. El cierre o abandono contempla así, el retiro, tratamiento y disposición de posibles materiales contaminantes, incluyendo el trabajo necesario para devolver el ambiente a su condición natural o ambientalmente aceptable. Dicho compromiso demanda que previo a cese de las operaciones, los operadores desarrollen los estudios de ingeniería necesarios para la ejecución del cierre, entre ellos la selección de alternativas – sobre la base de las nuevas condiciones ambientales como socioeconómicas- y los diseños de ingeniería, entre otros.
OBJETIVOS
8.2.1. General Implementar los procedimientos y acciones más apropiados que hagan posible la entrega de las áreas de operación permanente (PTARLombrifiltro) con características apropiadas hasta su reapertura.
8.2.2. Específicos 1.2.1. Colocar suficiente sustrato para mantener a las lombrices vivas durante 8 meses hasta la reapertura. 1.2.2. Colocar materiales en la PTAR – Lombrifiltro, para evitar que el contenido tenga contacto directo con la radiación.
8.3. EJECUCIÓN Los responsables de la ejecución de las operaciones de cierre temporal serán los estudiantes de Ingeniería Ambiental, encargados del funcionamiento de la PTAR - Lombrifiltro. La ejecución del plan de cierre temporal de la PTAR será realizada después de un eventual paro definitivo de sus operaciones, donde deberán tomar acciones de planificación que garantizarán la correcta ejecución del plan, entre estas tenemos:
39
Definir los procedimientos llevar a cabo para el plan de cierre temporal. a) Colocar sustrato (estiércol de res) como medida de mantenimiento alimenticio para las lombrices. b) Colocar un plástico sobre la estructura de la PTAR- Lombrifiltro, con las medidas de 1.5m x 2m. c) Limpieza del contorno (maleza y residuos sólidos)
a)
b)
c)
8.4.PRESUPUESTO Material
Unidad
Plástico Estiércol Mano de obra TOTAL
m u HH
Cantidad 1.5 0 5
Costo unitario 3 0 0
Costo parcial s/.4.5 s/.0.0 s/.0.0 s/.4.5
8.5. RESULTADOS
Implementación en las áreas de trabajo los materiales necesarios para llevar a cabo la el plan de cierre temporal, de tal forma que se muestre como en las siguientes imágenes: 40
a) Capa de estiércol a
b) Plástico sobre el sistema de PTAR:
41
X.
DISCUSIÓN •
Comparando los resultados de entrada y salida del sistema de lombrifiltro, se determina que el resultado de la salida es menor al de la entrada como se muestra en los cuadros de los resultados, en el cual podemos decir que el sistema si da un buen funcionamiento y comparando con la tabla de LMP para los efluentes de actividades industriales que es de 250mg/l, podemos decir que el efluente de sistema de lombrifiltro si cumple ya q los resultados obtenidos son menores a 250 mg/l
•
Comparando los resultados de entrada y salida del sistema de Coliformes totales, se comprueba que el resultado de la salida es menor al de la entrada como se muestra en los cuadros de los resultados, en el cual podemos decir que el sistema si da un buen funcionamiento y comparando con la tabla de LMP para los efluentes de actividades industriales que es de 400 NMP/100 ml. Comparando con los resultados obtenidos determinamos que no cumple con los parámetros ya que los resultados son mucho mayores a 400 NMP/100 ml.
42
XI.
CONCLUSIONES
De acuerdo a los resultados obtenidos en el análisis de DQO, en diferentes momentos, se ve que en lo que corresponde a la muestra de entrada existe una gran variación, hasta se obtuvo un valor negativo; y en el caso de la muestra de salida los valores que se obtuvo en los diferentes momentos del análisis, son menores a los que encontramos en los LMP para los efluentes del PTAR
Y con respecto a los resultados obtenidos en el análisis de Coliformes Totales, que se realizó solo una vez, en el caso de la muestra de entrada es mayor a la cantidad de coliformes que salen después del tratamiento.
Después de a ver visto los análisis, se pudo determinar que la eficiencia de la PTAR – Lombrifiltro es poca, y aun a pesar del sistema toha con “ Eisenia foetida”,
este necesita otro tratamiento previo antes del ingreso a este sistema.
Para que la eficiencia aumente y exista un buen proceso.
43
XII.
RECOMENDACIONES
Se recomienda para este proceso implementar un sistema previo de tratamiento, para poder complementar el sistema, y aumentar la eficiencia de este.
Se sugiere hacer más análisis a los productos provenientes de la industria láctea, para de esta manera adecuar el pretratamiento y mejorar el sistema toha.
Y también hacer un mejor estudio de lo que es el sistema toha, las ventajas y desventajas para poder, darle un buen uso y funcionamiento, y aportar con el medio ambiente.
XIII.
BIBLIOGRAFIA
Tohá C. (s.f). Lombrifiltro Chile. (En línea). Consultado 26 agost. 2017. Disponible en http://www.lombrifiltro.cl/Lombrifiltro.html.
Agurtzane N. (2010). Lombrices depuradoras de agua. (En línea). Consultado 26 agost. 2017. Disponible en http://www.diariovasco.com/v/20101113/aldia-local/lombrices-depuradoras-agua-20101113.html.
Fernández M. (2013). Lombricomposta. (En línea). Consultado 26 agost. 2017. Disponible en http://lombricomposta604.blogspot.pe/2013/11/funcionde-las-lombrices-en-el.html
Quezada, P. (2001) .Planta de Tratamiento de Residuos Industriales Lácteos. Tesis: Ingeniero en construcción. Universidad de la Frontera. Temuco-Chile.
44
XIV.
ANEXOS ANEXO 1: DETERMINACIÓN DE DEMANDA QUÍMICA DE OXÍGENO La demanda química de oxígeno (DQO) es un parámetro que mide la cantidad de sustancias susceptibles de ser oxidadas por medios químicos que hay disueltas o en suspensión en una muestra líquida. Se utiliza para medir el grado de contaminación y se expresa en miligramos de oxígeno por litro (mg/l). Aunque este método pretende medir principalmente la concentración de materia orgánica, sufre interferencias por la presencia de sustancias inorgánicas susceptibles de ser oxidadas (sulfuros, sulfitos, yoduros...), que también se reflejan en la medida. Es un método aplicable en aguas continentales (ríos, lagos o acuíferos), aguas negras, aguas pluviales o agua de cualquier otra procedencia que pueda contener una cantidad apreciable de materia orgánica. Este ensayo es muy útil para la apreciación del funcionamiento de las estaciones depuradoras. No es aplicable, sin embargo, a las aguas potables, ya que al tener un contenido tan bajo de materia oxidable la precisión del método no sería adecuada. En este caso se utiliza el método de oxidabilidad con permanganato potásico. La DQO varía en función de las características de las materias presentes, de sus proporciones respectivas, de sus posibilidades de oxidación y de otras variables. Es por esto que la reproductividad de los resultados y su interpretación no pueden ser satisfechos más que en condiciones de metodología de ensayo bien definidas y estrictamente respetadas. MATERIALES :
-
Agua destilada
-
Biker
-
Pipetas
-
Probetas
-
Vaso Erlenmeyer
-
Piseta
-
Estufa
45
Determinación de la Demanda Química de Oxígeno del día 26 de septiembre •
Muestra de entrada
En un tubo de ensayo resistente al calor, colocar 0.3 ml de muestra diluida.
Agregar 0.6 ml de la solución de digestión y 1.4 de la solución de ácido sulfúrico paralelamente preparar un tubo de digestión en blanco con 1 ml de agua.
Tapar bien los tubos y agitar rigorosamente, llevar a 1500 C por 2 horas, dejar enfriar.
Dar vuelcos para remover el precipitado blanco y centrifugar (quedarse sólo con el sobrenadante), medir la absorbancia a 2600 nm.
•
Muestra de salida
En un tubo de ensayo resistente al calor, colocar 1 ml de muestra diluida.
Agregar 0.6 ml de la solución de digestión y 1.4 de la solución de ácido sulfúrico paralelamente preparar un tubo de digestión en blanco con 1 ml de agua.
Tapar bien los tubos y agitar rigorosamente, llevar a 1500 C por 2 horas, dejar enfriar.
Dar vuelcos para remover el precipitado blanco y centrifugar (quedarse sólo con el sobrenadante), medir la absorbancia a 2600 nm.
Determinación de la Demanda Química de Oxígeno del día 21 de diciembre •
Análisis de la muestra de entrada Se realizaron dos muestras:
Muestra 1
En un tubo de ensayo resistente al calor, colocar 0.1 ml de muestra diluida.
Agregar 0.6 ml de la solución de digestión y 1.4 de la solución de ácido sulfúrico paralelamente preparar un tubo de digestión en blanco con 1 ml de agua.
Tapar bien los tubos y agitar rigorosamente, llevar a 150 0 C por 2 horas, dejar enfriar.
Dar vuelcos para remover el precipitado blanco y centrifugar (quedarse sólo con el sobrenadante), medir la absorbancia a 2600 nm 46
Muestra 2
En un tubo de ensayo resistente al calor, colocar 0.6 ml de muestra diluida.
Agregar 0.6 ml de la solución de digestión y 1.4 de la solución de ácido sulfúrico paralelamente preparar un tubo de digestión en blanco con 1 ml de agua.
Tapar bien los tubos y agitar rigorosamente, llevar a 1500 C por 2 horas, dejar enfriar.
Dar vuelcos para remover el precipitado blanco y centrifugar (quedarse sólo con el sobrenadante), medir la absorbancia a 2600 nm
•
Análisis de la muestra de salida Se realizaron dos muestras:
Muestra 1
En un tubo de ensayo resistente al calor, colocar 2 ml de muestra diluida.
Agregar 0.6 ml de la solución de digestión y 1.4 de la solución de ácido sulfúrico paralelamente preparar un tubo de digestión en blanco con 1 ml de agua.
Tapar bien los tubos y agitar rigorosamente, llevar a 150 0 C por 2 horas, dejar enfriar.
Dar vuelcos para remover el precipitado blanco y centrifugar (quedarse sólo con el sobrenadante), medir la absorbancia a 2600 nm
Muestra 2
En un tubo de ensayo resistente al calor, colocar 5 ml de muestra diluida.
Agregar 0.6 ml de la solución de digestión y 1.4 de la solución de ácido sulfúrico paralelamente preparar un tubo de digestión en blanco con 1 ml de agua.
Tapar bien los tubos y agitar rigorosamente, llevar a 150 0 C por 2 horas, dejar enfriar.
Dar vuelcos para remover el precipitado blanco y centrifugar (quedarse sólo con el sobrenadante), medir la absorbancia a 2600 nm.
47
ANEXO 2: DETERMINACIÓN DE COLIFORMES
Metodología.
La metodología que se utilizó para realizar el cálculo de las coliformes totales es la del número más probable que a continuación se describe el procedimiento: 1. En una probeta de 1 ml de agua residual diluir 99 ml de agua estéril se la codificará como 10-1, siendo esta la muestra en blanco. 2. Con una pipeta estéril tomar una alícuota de 1 ml de la muestra en blanco (10-1) y llevarlo a un tubo con cultivo doble, obteniendo de esta manera una dilución de 10 -2. 3. Con otra pipeta estéril tomar una alícuota de 1 ml de la muestra anterior (10-2), y llevarlo a un tubo con cultivo simple, obteniendo de esta manera una dilución de 10 -3. 4. Durante este proceso es importante tener mucho cuidado con la esterilización de los materiales, así mismo codificar correctamente las muestras para evitar confusiones de los pares de tubos de ensayo analizados. 5. Incubar todos los tubos a una temperatura de 35 C durante 48 horas. 6. Si se observa la producción de gas o turbidez indica que el resultado es positivo. Se apuntará la cantidad del número de tubos positivos y negativo y se comparará con la tabla del NMP/100 ml.
ANEXO 3: MEMORIA DESCRIPTIVA DEL ANÁLISIS •
DQO (26/09/17)
Datos del laboratorio Cantidad de muestra 0.3 ml (Entrada) 1.0 ml (Salida)
Absorbancia 0.031 0.020 48
Calculamos C Para calcular “C” se sigue la siguiente formula:
− 0.00257 0.00023
= .
= .
=
Ahora calculamos DQO:
0.031 − 0.00257 = 412.03 0.00023
0.020 − 0.00257 = 75.78 0.00023
= . .
•
=
412.03 = 412.03 0.3
=
75.78 = 75.78 1
/ /
DQO (21/12/17)
Datos de laboratorio. Cantidad de muestra 0.3 ml (Entrada) 0.6 ml (Entrada) 2 ml (Salida) 5 ml (Salida)
Absorbancia 0.025 0.030 0.085
Calculamos C Para calcular “C” se sigue la siguiente formula:
− 0.00257 0.00023
= .
(0.6 .
. Ahora calculamos DQO:
)=
0.025 − 0.00257 = 97.52 0.00023
(2
) =
0.030 − 0.00257 = 119.26 0.00023
(2
) =
0.085 − 0.00257 = 358.39 0.00023
=
49
(0.6
.
) =
97.52 = 162.53 0.6
/
.
(2
)=
119.26 = 59.63 2
/
.
(5
)=
358.39 = 71.68 5
/
COLIFORMES TOTALES (21/12/17) Datos de laboratorio. Datos de entrada. Cantidad de muestra Positivos 0.1 ml 3 0.01 ml 3 0.0001 ml 3 •
Negativos 0 0 0
Calculamos el NMP de coliformes con la siguiente formula Y*a=[((1-e^(-D1* ƛ))^p1)*((e^( -D1* ƛ))^q1)] * [((1-e^(-D2* ƛ))^p2)*((e^( -D2* ƛ))^q2)] * [((1-e^(-D3* ƛ))^p3)*((e^( -D3* ƛ))^q3)]
Siendo: D1, D2, D3: Cantidad de muestra en ml P1, P2, P3: Numero de tubos positivos. q1, q2, q3: Numero de tubos negativos. ƛ: Se toman valores asumidos en la siguiente tabla
y*a 8.98277E-17 9.80928E-17 1.0026E-16 1.02469E-16 1.11735E-16
ƛ 3.8 3.84 3.85 3.86 3.9
En donde Y * a es la fórmula antes mencionada reemplazamos datos y nos da el resultado de coliformes totales en NMP. Y se toma el mayor valor de la tabla. Datos de entrada. Cantidad de muestra 0.1 ml 0.01 ml 0.0001 ml total
Positivos 3 3 2 8
Negativos 0 0 1 1
Para calcular el total de positivos se sigue e siguiente procedimiento: 50
0 = ( ∗
)
+ (0.1 (0.01 (0.0001
) = (3 + 0) ∗ 0.1 = 0.3 ) = (3 + 0) ∗ 0.01 = 0.03 ) = (2 + 1) ∗ 0.0001 = 0.0003
Seguimos la siguiente formula:
(0.1, 0.01,0.0001) = 0.3 + 0.03 + 0.0003 = 0.3303
0 = (
) ∗
= 1 ∗ 0.0001 = 0.0001 Ahora calculamos las coliformes totales mediante la siguiente formula: ∗ 100
=
∗ =
SALIDA
+
-
0.1 0.01 0.0001 total
3 3 2 8
0 0 1 1
8 ∗ 100 = 1.39198 ∗ 10^5 √ 0.3303 ∗ 0.0001
N° DE TUBOS POSITIVOS * total negativos 100/(RAIZ((ml de muestra en tubos negativos)*(ml de en tubos positivos))) 0.3 0 0.03 0 139198.8669 0.0003 0.0001 0.3303 0.0001
El resultado es de 1.39198*105 de NMP de coliformes totales.
51
ANEXO 5: FOTOGRAFÍAS
1. Trabajo de campo, Lombrifiltro
Ilustración 6: Estado como se halló el lombrifiltro
Ilustración 7: Limpieza
Ilustración 8: Instalación de lombrices californiana
Ilustración 9: Instalación de tanque para almacenar el agua residua
Ilustración 10: Filtro de grava para el efluente
Ilustración 11: Lombrifiltro puesto en marcha marcha
2. Trabajo en laboratorio 52
•
En el proceso se determinaron los parámetros de DQO y CF
Ilustración 12: Muestras entrada y salida del Lombrifiltro
Ilustración 13: Obtención de muestra para los analices
Ilustración 14: Proceso del analices de DQO
Ilustración 145: centrifugación de las muestras
Ilustración 17: Proceso para determinación de Coliformes
Ilustración 156: Medición de absorbancia
Ilustración 168: Ficha de apuntes
53
