tesis paty
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A ti mamá que desde el cielo guías mis pasos y me cuidas. Todo esto es por ti. Te Amo.
Georgina Ramírez Ramos…
A mi papá, Germán Guillermo Yupanqui,
Que estas siempre cuando te necesito.
Muchas Gracias Papito
Keyby y Gabrielita, A mis hermanas, por su gran apoyo incondicional. Gracias.
1
INDICE
Págs.
RESUMEN
I. INTRODUCCION 8
II. REVISION BIBLIOGRAFICA 10
2.1. Contaminación de aguas de uso domestico 10
2.2. Tratamiento de aguas residuales domiciliarias 18
2.3. Fundamentos del tratamiento de aguas Residuales mediante
Pozas de oxidación 21
2.4. Clasificación de los sistemas ecológicos de Depuración
De aguas residuales 27
III. MATERIALES Y METODOS 29
3.1. Descripción del área de Estudio 29
3.2. Materiales y Equipos 32
3.3. Metodología 33
IV. RESULTADOS 42
4.1. Determinación del caudal de entrada (afluente) del Sistema 42
4.2. Resultados por Muestreo 46
4.3. Resultados Por Parámetro 48
4.3. Comparación de los Valores Obtenidos con los LMP y ECA 56
4.4. Nuevo sistema de Tratamiento en base a mejoras de actual 57
V. DISCUSIÓN DE RESULTADOS 58
2
5.1. De los Parámetros Evaluados 58
5.2. De la Comparación con la Ley (Límites Máximos Permisibles
Y Estándares de Calidad Ambiental) 60
VI. CONCLUSIONES 61
VII. RECOMENDACIONES 63
VIII. BIBLIOGRAFIA
ANEXOS
3
INDICE DE CUADROS
1: Composición típica del agua residual doméstica bruta 13
2. Clasificación de los sólidos presentes en aguas residuales de
Concentración media 18
3. Población Actual de acuerdo al Plan de Desarrollo Concertado de la
Municipalidad de Viques 30
4. Métodos Estandarizados para Análisis en Laboratorio 34
5. Codificación de Puntos de Muestreo 34
6. Caudal afluente del sistema de tratamiento de Aguas Residuales 43
7. Caudal Diario del Afluente del Sistema de tratamiento de
Aguas Residuales 45
8. Análisis del Primer Muestreo 46
9. Análisis del Segundo Muestreo 46
10. Análisis del Tercer Muestreo 47
11. Promedios de los Parámetros Analizados 47
12. Análisis de la Temperatura (ºC) 48
13. Análisis del pH 49
14. Análisis de la Demanda Bioquímica De Oxigeno (mg/L) 50
15. Análisis de la Demanda Química De Oxigeno (mg/L) 51
16. Análisis de los Sólidos Suspendidos Totales (mg/L) 52
17. Análisis del Oxigeno Disuelto (mg/L) 53
18. Análisis de los Coliformes Totales (NMP/100ml) 54
19. Análisis del Escherichia Coli (NMP/100ml) 55
20. Comparación de los Parámetros Analizados con los LMP de
Efluente para vertidos a Cuerpos de Agua 56
21. Comparación de los valores obtenidos del análisis con los
ECA’s para Agua – Categoría 3 56
4
INDICE DE GRÁFICOS
1. Dimensionamiento de las Pozas de Oxidación 42
2. Caudal horario del sistema de tratamiento de Aguas Residuales 44
3. Caudal Diario del Afluente del Sistema de tratamiento de
Aguas Residuales 45
4. Análisis de la Temperatura (ºC) 48
5. Análisis del pH 49
6. Análisis de la Demanda Bioquímica De Oxigeno (mg/L) 50
7. Análisis de la Demanda Química De Oxigeno (mg/L) 51
8. Análisis de los Sólidos Suspendidos Totales (mg/L) 52
9. Análisis del Oxigeno Disuelto (mg/L) 53
10. Análisis de los Coliformes Totales (NMP/100ml) 54
11. Análisis del Escherichia Coli (NMP/100ml) 55
5
RESUMEN
El proyecto de tesis se ejecutó en el sistema de tratamiento primario de aguas
residuales que esta ubicado en la Provincia de Huancayo, Distrito de Viques,
cumpliendo el objetivo general el cual consistió en evaluar la calidad de aguas
residuales del tratamiento primario en pozas de oxidación, por consiguiente los
objetivos específicos evaluar las aguas residuales en parámetros físicos,
químicos y biológicos, plantear la reutilización y proponer un nuevo sistema en
base a mejoras del sistema actual. Se realizó la medición de las dimensiones
de las pozas de oxidación, mediante el método volumétrico se registro el
caudal horario el cual determino el día y hora de mayor avenidas las cuales
fueron los días Lunes, Jueves y Sábado a las horas de 11.00 am,8.00 am y
3.00 pm respectivamente, teniendo un caudal promedio de 6.04 lt/s. El
muestreo se realizo durante los meses de Agosto a Noviembre, en la cual se
realizaron mediciones de los parámetros físicos, químicos y biológicos del agua
residual, como la temperatura, pH, sólidos suspendidos totales, DBO5, DQO,
OD y coliformes fecales, tanto en el afluente total del sistema así como en los
efluentes de cada poza, con la finalidad de ver el comportamiento de cada
parámetro y por lo tanto verificar la calidad de aguas. Los parámetros
analizados en promedio en el efluente del sistema de tratamiento son: DBO5
413.70 mg/L, DQO 516.03 mg/L, E Coli 386.67 encontrándose con
concentraciones muy altas, que están por encima de los Estándares de Calidad
Ambiental para agua (Categoría 3: Riego de Vegetales y Bebida de animales),
así mismo Coliformes Totales 886.67 NMP/ 100 mL encontrándose que este
parámetro si esta dentro de los Estándares de Calidad Ambiental, de la misma
forma sobrepasa los Límites máximos Permisibles para vertidos a cuerpos
receptores (Río Mantaro).Según el nuevo diseño en base a mejoras del
6
sistema actual debe implementarse pre tratamientos como una cámara de rejas
o cribas, un desarenador y tamices, con ello se podrá reutilizar esta agua en el
riego de cultivos agrícolas y cumpliendo los parámetros de LMP y ECA de
Ministerio de Ambiente.
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I. INTRODUCCION
La Organización Mundial de la Salud (OMS) a nivel mundial menciona que la
contaminación de aguas residuales domiciliarias en diferentes partes del
mundo es uno de los mayores problemas ambientales que aqueja a este
recurso. Desde los años 1980 se adoptan métodos para tratar las aguas
residuales domiciliarias obteniendo resultados eficaces logrando el 79.7% de
descontaminación, solucionando en forma positiva su calidad de agua.
Actualmente en el Perú se producen cerca de 1000 mil millones de metros
cúbicos (MMC) de aguas residuales domésticas (aguas servidas) anualmente;
de las cuales sólo el 19% es tratado mientras que el 81% restante son
dispuestas sin ningún tratamiento en ambientes acuáticos superficiales, como
ríos, lagos, mares y tierras agrícolas.
El distrito de Viques cuenta con un servicio de red de agua potable que cubre al
90% de la población, las cuales después de su utilización en las respectivas
viviendas son depositados en las pozas de oxidación mediante la red de
desagüe, el recurso hídrico del distrito no es muy abundante. La práctica
combinada de sistemas de tratamiento de agua residual y una racional
irrigación agrícola, significaría una estrategia económicamente posible para
desarrollar una fuente de agua crucial para la agricultura peruana. A la fecha se
cuenta con un sistema de tratamiento primario de las aguas residuales las que
están constituidas por pozos de Oxidación (2 pozas).
El presente trabajo tiene como objetivo general evaluar la calidad de aguas
residuales del tratamiento primario en pozas de oxidación en el distrito de
8
Viques, mediante la toma de muestras y análisis respectivo de las mismas y
por consecuencia los objetivos específicos:
Evaluar las aguas residuales en las pozas de oxidación del Distrito de
Viques en función de parámetros físicos, químicos y biológicos,
Plantear la reutilización de las aguas residuales para el riego de áreas
verdes o productos agrícolas,
Proponer un sistema de tratamiento en base a mejoras del sistema actual.
9
II. REVISION BIBLIOGRAFICA
2.1. CONTAMINACIÓN DE AGUAS DE USO DOMESTICO
Las aguas residuales domesticas se originan principalmente en las
habitaciones, instalaciones sanitarias, lavado de utensilios domésticos, grifos
de baño, lavado de ropa y otros usos domiciliarios. El volumen generado esta
en función del nivel de educación y de las costumbres de los habitantes de las
ciudades. (Sáenz, 1985)
Las aguas residuales domesticas son el producto de viviendas que poseen un
sistema de abastecimiento de aguas interconectadas a una red de
alcantarillado en la que se vierte todas las aguas servidas de la vivienda como
ser; baño; cocina, etc. (Sáenz, 1985)
Existen tres tipos de contaminantes de agua, contaminantes químicos, físicos y
biológicos:
Contaminantes químicos: Algunos efluentes cambian la concentración de los
componentes químicos naturales del agua causando niveles anormales de los
mismos. Otros, generalmente de tipo industrial, introducen sustancias extrañas
al medio ambiente acuático, muchos de los cuales pueden actuar en detrimento
de los organismos acuáticos y de la calidad del agua en general. En este
sentido es en el que puede hablarse propiamente de contaminación. (Metacalf,
1999)
10
Contaminantes físicos: Las sustancias que modifican factores físicos, pueden
no ser tóxicas en sí mismas, pero modifican las características físicas del agua
y afectan a la vida acuática. (Metacalf, 1999)
Contaminantes biológicos: Son los efectos de la descarga de material
biogénico, que cambia la disponibilidad de nutrientes del agua, y por tanto, el
balance de especies que pueden subsistir. El aumento de materia orgánica
origina el crecimiento de especies heterótrofas en el ecosistema, que a su vez
provoca cambios en las cadenas alimentarías.
Un aumento en la concentración de nutrientes provoca el desarrollo de
organismos productores, lo que también modifica el equilibrio del ecosistema.
(Metacalf, 1999)
2.1.1. Composición de las Aguas Residuales Domésticas
La composición de las aguas residuales domésticas se refiere a las cantidades
de constituyentes físicos, químicos y biológicos presentes en las aguas
residuales. Las aguas residuales urbanas presentan tipos de contaminantes
muy variados. (Seoánez, 2001)
Clasificaremos los componentes según e aspecto químico o bajo el aspecto
biológico.
a) Sólidos
Generalmente, las aguas residuales contienen sólidos disueltos, sólidos en
suspensión y sólidos en flotación.
Según su composición los sólidos se pueden clasificar en:
Sólidos orgánicos
Los sólidos orgánicos presentes en las aguas residuales son de origen vegetal
o animal y a veces contienen compuestos orgánicos sintéticos.
11
Los glúcidos, lípidos, proteínas y sus derivados son los grandes grupos de esta
clase, son biodegradables y su eliminación por combustión es relativamente
sencilla. (Seoánez, 2001)
Sólidos inorgánicos
Se incluyen todos los sólidos de origen mineral como son sales minerales,
arcilla, lodos, arenas y gravas no biodegradables.
Sólidos sedimentables: Son aquellas partículas más gruesas que se
depositan por gravedad en los fondos de los receptores; se componen
de un 30% de sólidos inorgánicos. (Seoánez, 2001)
Sólidos en suspensión: Son las partículas flotantes, como trozos de
vegetales, animales, basura; generalmente se componen de un 68% de
sólidos orgánicos y de 32% de sólidos inorgánicos. (Seoánez, 2001)
Sólidos disueltos: Son aquellos que pasan por el cristal de “gooch”, su
producción es de 40% de productos orgánicos y un 60% de sólidos
inorgánicos. (Seoánez, 2001)
b) Gases:
Contienen diversos gases con diferentes concentraciones
Oxígeno disuelto
Es el más importante, y es el gas que va siendo consumido por la actividad
química y biológica. (Seoánez, 2001)
Líquido
Por lo general las aguas residuales urbanas llevan algunos líquidos volátiles
como gasolinas, alcoholes. (Seoánez, 2001)
c) Composición Biológica
12
Son las que mantiene la actividad biológica, producen la fermentación,
descomposición y degradación de la materia orgánica e inorgánica; estos son
seres vegetales y animales. (Seoánez, 2001)
Vegetales
Espermatofitos
Micofitos (Eumicofitos, mixomicofitos)
Euglenofitos
Ficofitos
Bactereofitos
Virus
Animales
Cordados
Metazoarios triblasticos (Artrópodos, Anélidos, Rotíferos)
Protozoarios
Rizópodos
Flagelados
Ciliados
Cuadro Nº 1: Composición típica del agua residual doméstica bruta
CONTAMINATESUNIDADE
S
CONCENTRACIÓN
DÉBI
L
MEDI
A
FUERT
E
Sólidos totales (ST)
Disueltos totales (SDT)
Fijos
Volátiles
Sólidos suspendidos totales (SST)
Fijos
Volátiles
Sólidos sedimentales
Demanda bioquímica de oxígeno,
mg/l:
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
350
250
145
105
100
20
80
5
110
720
500
300
200
220
55
165
10
220
1200
850
525
325
350
75
275
20
400
13
5 días, 20ºC (DBO5, 20ºC)
Demanda química de oxígeno, (DQO)
Nitrógeno (total de la forma N)
Orgánico
Amoniaco libre
Nitritos
Nitratos
Fósforos (total en la forma P)
Orgánico
Inorgánicos
Cloruros
Sulfato
Alcalinidad (como CaCO3)
Grasa
Coliformes totales
Compuestos orgánicos volátiles
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
nº/ 100ml
mg/l
250
20
8
12
0
0
4
1
3
30
20
50
50
106 - 107
< 100
500
40
15
25
0
0
8
3
5
50
30
100
100
106 - 107
100 - 400
1000
85
35
50
0
0
15
5
10
100
50
200
150
107 - 109
> 400
Fuente: Metcalf-Eddy 1985.
2.1.2- Parámetro para el análisis de aguas residuales domesticas
En un agua residual de concentración media, un 75% de los sólidos
suspendidos y un 40% de los sólidos filtrables son de naturaleza orgánica.
Proceden de los reinos animal y vegetal y de las actividades humanas
relacionadas con la síntesis de los compuestos orgánicos. Los compuestos
orgánicos están conformados generalmente por una combinación de carbono,
hidrogeno y oxigeno, junto con nitrógeno en algunos casos. Los principales
grupos de sustancias orgánicas hallados en el agua residual son las proteínas
(40% a 60%), carbohidratos (25% a 50%) y grasas y aceites (10%). La urea
principal constituyente de la orina, es otro importante compuesto orgánico del
agua residual en razón de su rapidez con que se descompone, la urea es muy
raramente hallada en un agua residual que no sea muy reciente. (Cenagua,
1980)
Junto con las proteínas, carbohidratos, grasas, aceites y la urea, el agua
residual contiene pequeñas cantidades de un gran número de diferentes
14
moléculas orgánicas sintéticas cuya estructura puede variar desde muy simple
hasta sumamente compleja. Ejemplos típicos que se tratan incluyen agentes
tensos activos (detergentes), fenoles y pesticidas usados en la agricultura. Por
otro lado el número de tales compuestos aumenta año tras año al ir
incrementándose la síntesis de moléculas orgánicas. La presencia de estas
sustancias ha complicado en los últimos años el tratamiento de aguas
residuales, ya que muchas de ellas no pueden descomponerse biológicamente
o bien lo hacen muy lentamente. (Cenagua, 1980)
A. Demanda Bioquímica de Oxigeno (DBO5).
Es la calidad de oxigeno expresada en mg/l., necesaria para la degradación
biológica de la materia orgánica contenida en el agua. La demanda bioquímica
de oxígeno (DBO) es una prueba usada para la determinación de los
requerimientos de oxígeno para la degradación bioquímica de la materia
orgánica en las aguas municipales, industriales en general residuales. El
parámetro de contaminación orgánica mas ampliamente empleado, aplicable
tanto a aguas residuales como a aguas superficiales, es la DBO a 5 días
(DBO5). 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.
Los resultados de los ensayos de DBO se emplean para determinar la cantidad
aproximada de oxígeno que se requerirá para estabilizar biológicamente la
materia orgánica presente; dimensionar las instalaciones de tratamiento de
aguas residuales; medir la eficacia de algunos procesos de tratamiento y
controlar el cumplimiento de las limitaciones a que están sujetos los vertidos.
Como el proceso de descomposición varía según la temperatura, este análisis
se realiza en forma estándar durante cinco días a 20 ºC; esto se indica como
D.B.O5. Según las reglamentaciones, se fijan valores de D.B.O. máximo que
pueden tener las aguas residuales, para poder verterlas a los ríos y otros
cursos de agua. De acuerdo a estos valores se establece, si es posible
arrojarlas directamente o si deben sufrir un tratamiento previo. (Cenagua, 1980)
B. Demanda Química de Oxigeno (DQO).
15
Es la cantidad de oxigeno expresada en mg/l., necesario para la degradación
química de la materia orgánica contenidas en aguas servidas o naturales, se
mide en el laboratorio bajo condiciones determinadas. El ensayo de la DQO se
emplea para medir el contenido de materia orgánica tanto de las aguas
naturales como de las residuales. En el ensayo, se emplea un agente químico
fuertemente oxidante en medio ácido para la determinación del equivalente de
oxígeno de la materia orgánica que puede oxidarse.
La DQO de un agua residual suele ser mayor que su correspondiente DBO,
siendo esto debido al mayor de compuestos cuya oxidación tiene lugar por vía
química frente a los que se oxidan por vía biológica. (Cenagua, 1980)
C. Sólidos Suspendidos Totales (SST).
Son materiales de tamaño microscópicos en el agua. Pueden eliminarse por
decantación o filtración. Se definen los sólidos totales como los residuos de
material que quedan en un recipiente después de la evaporación de una
muestra y su consecutivo secado en estufa a temperatura definida. Los sólidos
totales incluyen los sólidos suspendidos, o porción de sólidos totales retenidos
por un filtro, y los sólidos disueltos totales, o porción que atraviesa el filtro.
La fracción de sólidos filtrables se componen de sólidos coloidales y disueltos.
La fracción coloidal consiste en partículas con un diámetro aproximado que
oscila entre 10-3 y 1µm. los sólidos disueltos se componen de moléculas
orgánicas e inorgánicas e iones que se encuentran presentes en disolución
verdadera en el agua. La fracción coloidal no puede eliminarse por
sedimentación. Por lo general se requiere una coagulación u oxidación
biológica seguida de sedimentación para eliminar estas partículas de la
suspensión. (Cenagua, 1980)
D. Coliformes Fecales.
Las bacterias de este género se encuentran principalmente en el intestino de
los humanos y de los animales de sangre caliente, es decir, homeotermos, pero
también ampliamente distribuidas en la naturaleza, especialmente en suelos,
semillas y vegetales.
Los coliformes se introducen en gran número al medio ambiente por las heces
de humanos y animales. Por tal motivo suele deducirse que la mayoría de los
16
coliformes que se encuentran en el ambiente son de origen fecal. Sin embargo,
existen muchos coliformes de vida libre. (Cenagua, 1980)
E. Potencial Hidrogeno (pH).
La concentración de ion hidrógeno es un parámetro de calidad de gran
importancia tanto para el caso de aguas naturales como residuales. El agua
residual con concentraciones de ion-hidrógeno inadecuadas presenta
dificultades de tratamiento con procesos biológicos, y el efluente puede
modificar la concentración de ion de hidrógeno en las aguas naturales si ésta
no se modifica antes de la evacuación de las aguas. La escala de pH puede
tomar valores de 0 a 14, siendo el punto pH =7 el correspondiente a una
disolución neutra, esto es, sin carácter ácido ni alcalino. Para valores menores
de 7 se trata de una disolución de carácter ácido ni alcalino. Para valores
menores de 7 se trata de una disolución de carácter ácido, siendo mayor la
acidez cuando menor sea el valor de pH registrado. Por el contrario, una
disolución cuyo pH sea mayor que 7 será una disolución alcalina o básica,
siendo mayor el carácter alcalino, cuanto mayor sea el valor del pH. El pH
óptimo para el uso de microorganismos en el tratamiento es entre 6 y 8.
(Cenagua, 1980)
F. Oxigeno Disuelto
Los niveles de oxígeno en el agua dependen de las actividades físicas,
químicas y bioquímicas que ocurren en el agua, y su presencia es una
condición fundamental para el desarrollo de la vida acuática vegetal y animal.
Si hay materia orgánica en el agua puede reducirse a cero el contenido de
oxígeno en ella, por ello generalmente las aguas negras carecen de oxígeno
disuelto en aguas contaminadas son debido a la descomposición aeróbica de
materiales orgánicas e inorgánicos. (Cenagua, 1980)
G. Temperatura.
La temperatura del agua residual suele ser más elevada que el del agua de
suministro, hecho principalmente debido a la incorporación de agua caliente
procedente de las casas y los diferentes usos industriales.
17
Dado que el calor específico del agua es mucho mayor que el del aire, las
temperaturas registradas de las aguas residuales son más altas que la
temperatura del aire durante la mayor parte del año, y sólo son menores que
ella durante los meses más calurosos del verano.
La temperatura es un factor importante en la degradación biológica de
desechos orgánicos. La temperatura óptima para el desarrollo de la actividad
bacteriana se sitúa entre los 25 y los 35ºC. (Cenagua, 1980)
Cuadro Nº 2: Clasificación de los sólidos presentes en aguas residuales de
concentración media
Fuente: Centro Nacional del Agua, 1980
2.2. TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMICILIARIAS
18
Total720 mg/L
Disuelta450 mg/L
No sedimentables
60 mg/L
Coloidal50 mg/L
Suspendidos220 mg/L
Filtrables500 mg/L
Organica45 mg/L
Mineral15 mg/L
Organica40 mg/L
Mineral10 mg/L
Organica160 mg/L
Minerla290 mg/L
Sedimentables160 mg/L
Organica120 mg/L
Mineral40 mg/L
Toda agua residual debe ser tratada tanto para proteger la salud pública como
para preservar el medio ambiente. Antes de tratar cualquier agua residual
debemos conocer su composición. Esto es lo que se llama caracterización del
agua. Permite conocer qué elementos químicos y biológicos están presentes y
da la información necesaria para que los ingenieros expertos en tratamiento de
aguas puedan diseñar una planta apropiada al agua servida que se está
produciendo. (Kleim, 2003)
Una Planta de tratamiento de Aguas Servidas debe tener como propósito
eliminar toda contaminación química y bacteriológica del agua que pueda ser
nociva para los seres humanos, la flora y la fauna de manera que el agua sea
dispuesta en el ambiente en forma segura. El proceso, además, debe ser
optimizado de manera que la planta no produzca olores ofensivos hacia la
comunidad en la cual está inserta. Una planta de aguas servidas bien operada
debe eliminar al menos un 90% de la materia orgánica y de los
microorganismos patógenos presentes en ella. (Kleim, 2003)
Desde el punto de vista de la salud pública se encuentra aceptable un agua
servida que contiene menos de 1.000 coliformes totales por 100 ml y con una
DBO inferior a 50 mg/L.
También define las siguientes etapas:
2.2.1.- Etapa preliminar
Debe cumplir dos funciones:
a. Medir y regular el caudal de agua que ingresa a la planta
b. Extraer los sólidos flotantes grandes y la arena (a veces, también la grasa).
Normalmente las plantas están diseñadas para tratar un volumen de agua
constante, lo cual debe adaptarse a que el agua servida producida por una
comunidad no es constante. Hay horas, generalmente durante el día, en las
que el volumen de agua producida es mayor, por lo que deben instalarse
19
sistemas de regulación de forma que el caudal que ingrese al sistema de
tratamiento sea uniforme. (Kleim, 2003)
Asimismo, es impresionante ver las cosas que el agua servida contiene: palos,
pañales, botellas plásticas, granos de maíz, etcétera, por lo que es necesario
retirarlas para que el proceso pueda efectuarse normalmente. Las estructuras
encargadas de esta función son las rejillas, tamices, trituradores (a veces),
desgrasadores y desarenadores.
En esta etapa también se puede realizar la preaireación, cuyas funciones son:
a) Eliminar los compuestos volátiles presentes en el agua servida, que se
caracterizan por ser malolientes, y
b) Aumentar el contenido de oxígeno del agua, lo que ayuda a la disminución
de la producción de malos olores en las etapas siguientes del proceso de
tratamiento. (Kleim, 2003)
2.2.2.- Etapa primaria
Tiene como objetivo eliminar los sólidos en suspensión por medio de un
proceso de sedimentación simple. Para complementar este proceso se pueden
agregar compuestos químicos con el objeto de precipitar el fósforo, los sólidos
en suspensión muy finos o aquellos en estado de coloide. (Kleim, 2003)
Las estructuras encargadas de esta función son los estanques de
sedimentación primarios o clarificadores primarios. Habitualmente están
diseñados para suprimir aquellas partículas que tienen tasas de sedimentación
de 0,3 a 0,7 mm/s. Asimismo, el período de retención es normalmente corto, 1
a 2 h. Con estos parámetros, la profundidad del estanque fluctúa entre 2 a 5 m.
(Kleim, 2003)
2.2.3.- Etapa secundaria
Tiene como objetivo eliminar la materia orgánica en disolución y en estado
coloidal mediante un proceso de oxidación de naturaleza biológica seguido de
20
sedimentación. Este proceso biológico es un proceso natural controlado en el
cual participan los microorganismos presentes en el agua residual, y que se
desarrollan en un reactor o cuba de aireación, más los que se desarrollan, en
menor medida en el decantador secundario. Estos microorganismos,
principalmente bacterias, se alimentan de los sólidos en suspensión y estado
coloidal produciendo en su degradación en anhídrido carbónico y agua,
originándose una biomasa bacteriana que precipita en el decantador
secundario. Así, el agua queda limpia a cambio de producirse unos fangos para
los que hay que buscar un medio de eliminarlos. (Kleim, 2003)
2.2.4.- Etapa terciaria
Tiene como objetivo suprimir algunos contaminantes específicos presentes en
el agua servida tales como los fosfatos que provienen del uso de detergentes
domésticos e industriales y cuya descarga en curso de agua favorece la
eutroficación, es decir, un desarrollo incontrolado y acelerado de la vegetación
acuática la que agota el oxígeno, mata la fauna existente en el sector. No todas
las plantas tienen esta etapa ya que dependerá de la composición del agua
servida y el destino que se le dará. (Kleim, 2003)
2.3. FUNDAMENTOS DEL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
MEDIANTE POZAS DE OXIDACIÓN
2.3.1. Caracterización del efluente
El conocimiento de la naturaleza del agua residual es fundamental y constituye
el primer paso para el proyecto y explotación de una infraestructura de
depuración.
Las aguas residuales se caracterizan por su composición física química y
biológica. Muchos de los parámetros característicos del agua residual guardan
relación entre ellos. Una propiedad física como la temperatura, puede afectar
tanto la actividad biológica como la cantidad de gases disueltos en el agua
residual.
21
Para la caracterización del agua residual se emplea tanto métodos de análisis
cuantitativos para la determinación precisa de la composición química del agua,
como análisis cualitativos para el conocimiento de las características físicas y
biológicas. Los métodos cuantitativos pueden ser gravimétricos, volumétricos o
físico químico.
Las características físicas mas importantes del agua residual son el contenido
total sólidos, el olor, la temperatura, la densidad, el color y la turbiedad. Entre
los principales características químicas se encuentran: la materia orgánica, la
materia inorgánica y los gases disueltos. Las características biológicas incluyen
los principales grupos de microorganismos presentes en el agua residual, tanto
aquellos que intervienen en los tratamientos biológicos como los organismos
patógenos.
Un factor importante a tener en cuenta es la toma de muestras. El análisis
reflejara el resultado de la muestra enviada al laboratorio, por lo que esta debe
ser representativa del volumen de agua que se pretende caracterizar. La toma
de muestra deberá tener en cuenta la variación en el tiempo del caudal y carga
contaminante.
La relación entre la DBO5 y la DQO indica la importancia de los vertidos dentro
de las aguas residuales y sus posibilidades de biodegradación, entre 0.2 y 0.4
es biodegradable y valores superiores a 0.4 indica aguas altamente
biodegradables. (Metcalf L, & Hedí S, 1996)
2.3.2. Estudios previos a la construcción de las pozas de oxidación.
Uno de los problemas que pudiera presentar las pozas de oxidación, es la
permeabilidad de los depósitos, que pueden generar impactos importantes en
las aguas subterráneas.
Para la implantación de los pozos de oxidación son precisos estudios sobre:
Accesibilidad
Topografía
Geología
22
2.3.3. Caudal de diseño
Generalmente los pozos de oxidación son diseñados considerando los
caudales promedios generados por la población servida mas el caudal de
infiltración que pudiera introducirse al sistema: Q lagunas = Q medio + Q
infiltración.
La mejor forma de diseñar las lagunas es disponiéndolas en dos módulos en
paralelo con la finalidad de que cuando uno de los módulos este siendo
sometido a operaciones de limpieza y mantenimiento, el otro sirva para captar
todo el caudal generado. Por lo tanto el caudal de diseño por modulo será la
mitad del caudal que llega a los pozos: Q diseño = Q lagunas/2. (Metcalf L, &
Hedí S, 1996)
2.3.4. Condiciones generales para el diseño.
Debe ubicarse alejadas de núcleos urbanos (como mínimo 1000 m)
La dirección de los vientos predominantes debe seguir la dirección del flujo
en la laguna para alejar olores.
La relación ancho: largo será de 3:6 y se evitará la formación de islas.
Radio mínimo en extremo: 5m
La altura de los diques de tierra entre el coronamiento y el líquido será >
0,5 m y los taludes internos y externos tendrán una inclinación de vertical:
horizontal = 1:2. Y o,5 m debajo y por sobre el líquido debe haber un
revestimiento de pasto, hormigón, ladrillos u otros que aplaquen el oleaje.
Cuando exista infiltración, debe impermeabilizarse el fondo.
El ingreso a la laguna se hará por medio de al menos 2 emisarios
sumergidos
El sistema de salida no debe dejar lugares muertos. Se recomienda igual
número de entradas que de salidas. (Metcalf L, & Hedí S, 1996)
2.3.5. Criterios de dimensionamiento
Superficie < 5 ha
23
Profundidad > 3 m
Tiempo de retención de 4 – 6 días, de 14 – 20 °C, 3 – 5 días a > 20 °C
Si no se proyectan desarenadores previos: 0,5 m extra en al menos 50%
del pozo. (Metcalf L, & Hedí S, 1996)
2.3.6. Diseño del proceso de las pozas de oxidación
Dentro de los factores a considerar para el diseño del proceso se tienen:
A. Eliminación de la DBO5
Se puede tomar como base para el diseño el tiempo medio de retención
celular. Un enfoque básico supone la selección de un tiempo medio de
retención celular que se asegure:
Que los microorganismos suspendidos bioflocularán para su fácil
eliminación por sedimentación.
Que se provea un factor de seguridad adecuado respecto al tiempo medio
de retención celular límite que produce la pérdida de sólidos.
Los valores de retención para estos pozos utilizados en el tratamiento de aguas
residuales domésticas, varía entre 3 –6 días. Una vez seleccionado el valor de
retención, la concentración del sustrato soluble del efluente podría ser estimada
usando la ecuación:
Donde:
S = concentración del residuo entrante no degradado biológicamente en el
reactor y por lo tanto aparece en el efluente.
Y = coeficiente de producción o crecimiento, en masa de microorganismos /
masa de sustrato utilizado.
kd = coeficiente de desaparición de los microorganismos en tiempo-1
24
Ks = concentración del sustrato para el cual la tasa de utilización del mismo por
unidad de peso de microorganismos es la mitad de la tasa máxima, en masa /
volumen.
k = tasa máxima de utilización del sustrato por unidad de peso de
microorganismos, en tiempo-1.
= tiempo de retención de sólidos o tiempo medio de retención celular.
La eficiencia de la eliminación se calcula utilizando la ecuación.
Donde:
E = eficiencia de la estabilización del residuo, expresada porcentualmente.
S = concentración del residuo entrante no degradado biológicamente en el
reactor y por lo tanto que aparece en el efluente.
Cabe recalcar, que este método está algo limitado debido a la falta de datos de
las constantes cinéticas y la variación de estas constantes con la temperatura.
Otro enfoque alternativo usado es suponer que la eliminación observada de la
DBO5, se la total incluyendo los sólidos suspendidos y solubles o solamente los
solubles, puede describirse en función de una ecuación de eliminación de
primer orden. En base al análisis requerido para un reactor de mezcla
completa, la ecuación adecuada para un solo pozo de oxidación es:
Donde:
S = concentración de DBO5 efluente, en mg/l
So = concentración de DBO5 afluente, en mg/l
k = constante de la tasa de eliminación total del DBO5 en días-1
V = volumen, en m3
Q = caudal, en m3/día
Los valores de k varían de 0.25 a 1.0. Las tasas de eliminación para el DBO5
soluble serán mayores.
25
La ecuación correspondiente derivada de la cinética de eliminación del sustrato
soluble es:
Donde X = concentración de microorganismos, en masa / volumen. (Metcalf L,
& Hedí S, 1996)
B. Efecto de la temperatura
Por ser las condiciones climáticas donde se instalan las plantas de tratamiento
de aguas muy diversas, deberá tenerse en cuenta en el diseño la influencia de
la temperatura en el sistema, siendo los más importantes:
Reducción de la eficiencia de tratamiento y actividad biológica.
Formación de hielo.
Si se considera la temperatura del agua residual afluente, la temperatura del
aire, el área de la superficie de la laguna, y el caudal del agua residual,
permitirá estimar la temperatura resultante del pozo de oxidación, utilizando
para esto la siguiente ecuación:
Donde:
Ti = temperatura del agua residual afluente en °C
Tw = temperatura del agua del pozo de oxidación en °C
T = temperatura del aire ambiente en °C
f = factor de proporcionalidad
A = área de la superficie del pozo de oxidación, en m2
Q = caudal de agua residual, en m3/día
26
El factor de proporcionalidad incorpora los coeficientes apropiados de
intercambio de calor e incluye el efecto del aumento del área superficial, debido
la aireación, viento y humedad, con el objeto de calcular la temperatura de la
laguna, se tiene la siguiente ecuación:
Si se dispusiese de datos climatológicos, la temperatura media de la laguna,
podría ser determinada mediante un análisis del balance térmico suponiendo
que el pozo de oxidación esté totalmente mezclada. La formación de hielo
puede ser un problema, pero sus efectos pueden reducirse aumentando la
profundidad del pozo de oxidación y alterando el método de funcionamiento, sin
embargo, al aumentar la profundidad del pozo de oxidación se hace difícil el
mantenimiento de un régimen de flujo totalmente mezclado, si se aumenta la
profundidad en más de 3.6m será preciso usar aireadores con tubos de
aspiración. (Metcalf L, & Hedí S, 1996)
Un pozo de oxidación bien diseñada puede alcanzar remociones de DBO5
alrededor del 60% y en condiciones óptimas de funcionamiento es posible
conseguir eficacia de eliminación de hasta 85%, a temperaturas de 20 °C. Un
tiempo de retención hidráulico (TRH) de 1 día es suficiente para aguas
residuales con una DBO5 de hasta 300 mg/l y temperaturas superiores a 20 °C.
Los diseñadores siempre han mostrado preocupación por las posibles
molestias generadas por los olores. Sin embargo, los problemas de olor
pueden minimizarse con un diseño adecuado de las unidades, siempre y
cuando la concentración de SO4 en el agua residual sea menor a 500 mg/l.
(Scragg A, 1995)
2.4. CLASIFICACION DE LOS SISTEMAS ECOLOGICOS DE DEPURACION
DE AGUAS RESIDUALES
Los sistemas ecológicos fundamente son los siguientes:
A) Humedales artificiales
27
B) Lagunaje
a) Lagunas Naturales:
Con micrófitas
Tipo Humedal (Con micrófitas)
Mixto
b) Lagunas aerobias (aerobias, de oxidación o de maduración)
Lagunas aerobias
Lagunas de decantación
c) Lagunas anaerobias
d) Lagunas facultativas (mixtas)
e) Lagunas de alto rendimiento
f) Lechos de macrófitas
g) Lechos de turba
h) Infiltración en el suelo controlada
i) Riego
Encharcamiento
Aspersión
Surcos y caballones
Goteo
j) Infiltración - percolación
k) Escorrentía superficial sobre cubierta vegetal
l) Biofiltración
m) Biodiscos
n) Biocilindros
ñ) Adsorción sobre carbón activo
o) Filtración
p) Decantación
q) Microtamizado
r) Acuicultura con aguas residuales (Seoánez, 2001)
28
III. MATERIALES Y METODOS
3.1. DESCRIPCION DEL AREA DE ESTUDIO
3.1.1. Ubicación Geopolítica
Departamento : Junín
Provincia : Huancayo
Distrito : Viques
3.1.2. Ubicación geográfica
Altitud : 3 195 m.s.n.m.
Latitud sur : 120º04’20”
Longitud oeste : 75º12’44”
3.1.3. Población
Viques cuenta con 2637 habitantes, de los cuales 1579 son mujeres
representado por un porcentaje mayor, es decir 59.88 % y 1058 hombres
correspondiéndole el 40.12 %, la mayor parte de la población corresponde al
área rural el 70.29 % y 29.70 % corresponde al área urbana. Registra una tasa
de crecimiento promedio anual de 1.7 %.
El promedio de carga familiar es de 4.5 registrándose 500 familias. La densidad
demográfica es de 0.551 hab/Km2. Así mismo la población de Viques en un
90% cuenta con servicios básicos.
Alrededor de 1365 habitantes están enmarcados como población
económicamente activa, que representa el 61.15 % de la población total.
29
Observándose que la mayor concentración se encuentra en el rango de edad
de 15 a 19 años, concentrando un 18 %. (INEI, 2007)
Cuadro Nº 3: Población Actual de acuerdo al Plan de Desarrollo Concertado de
la Municipalidad de Viques
LocalidadPoblación Actual
2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010
Viques 2454 2477 2499 2522 2545 2568 2591 2614 2637
Fuente: INEI – Boletín especial Nº 16 Lima, Enero 2002 (Plan de Desarrollo
Concertado de la Municipalidad de Viques)
3.1.4. Clima
Huamancaca chico tiene un clima característico del Valle del Mantaro templado
de día y frió con heladas de noche con cierta tendencia a una humedad relativa
media provocada por la presencia de zonas agrícolas. La temperatura
promedio del lugar varia entre una máxima de 20ºC hasta 10ºC media anual.
La precipitación pluvial tiene un máximo registro de 145 mm. que
corresponderá al mes de Marzo y una ausencia total durante los meses de
Junio y Julio (época de estiaje). La humedad relativa promedio es de 45%
3.1.5. Características Edáficas
Este distrito en su totalidad presenta un relieve plano ondulado, no dejando de
tener pequeños bosques a las orillas de los riachuelos, hondonadas cerca al
Río Mantaro.
3.1.6. Ecología
La zona de vida a la que pertenece el área que se encuentra el humedal
artificial es Bosque Seco Húmedo Montano Tropical (BS – HMT): Esta zona de
vida abarca una superficie aproximada de 1299.5 Ha que representa un 75%
de las superficie total de la sub cuenca, se sitúa entre los niveles altimétricos
de 2,600 a 3,400 m.s.n.m. Temperatura media anual de 16,5ºC y una media
anual mínima de 10,9ºC. Promedio medio máximo de precipitación por año de
719 mm. Con un mínimo de 449.3 mm.
30
3.1.7. Principales actividades
La principal actividad económica de los pobladores del distrito es la
agricultura,artesanía y crianza de ganado vacuno, ovino de raza criolla. Por
consiguiente sus ingresos están constituidos por el producto de la
comercialización de sus cosechas las cuales con comercializadas
principalmente en la provincia de Huancayo y en algunos casos a los
acopiadores mayoristas quienes transportan el producto a la ciudad capital.
3.1.8. Accesibilidad
Carretera Huancayo – Huancán – Huayucachi – Viques - Chupuro (Tramo
de 15 Km.)
Carretera Huancayo – Pilcomayo – Huamancaca Chico – Tres de
Diciembre – Chupuro – Viques (Tramo de 26 Km. aproximadamente)
3.1.9. Educación
En cuanto al nivel educativo, se puede mencionar que en la gran mayoría de
localidades, dentro de área de influencia de proyecto, se cuenta con centros
educativos de nivel inicial, primario y secundario. Según el último censo la
población analfabeta es de aproximadamente 15.54 %.
3.1.10. Salud
En el distrito de Viques se ha comprobado la prevalencia e incidencia de
enfermedades infecciosas respiratorias, enfermedades diarreicas agudas,
infecciones, parasitosis, por otro lado la baja cobertura de control y atención de
partos, desnutrición, servicio de salud materno-infantil, especialmente en las
áreas rurales, ya que limita el acceso a los servicios de salud preventiva como
la vacunación, infecciones o de parasitosis, educación sobre temas de salud y
nutrición.
3.1.11. Servicios básicos
31
Los servicios básicos a nivel del distrito de Viques y sus barrios Los Ángeles,
Nueva Esperanza, Centro, Unión, San Miguel y Vista Alegre tenemos viviendas
que cuentan con red publica de agua dentro de la vivienda.
Las viviendas son de construcción precaria paredes de tapia, adobe y techos
de teja, calamina), y también se aprecian construcciones de material noble.
3.2. MATERIALES Y EQUIPOS
3.2.1. Materiales y equipos de campo
Cuaderno de apuntes
Lápiz
Cámara digital
Wincha
Guantes
Mascarillas
Balde 4 Lt.
Cronómetro
3.2.2. Materiales e insumos de laboratorio
Agua destilada
Botella de 300 ml con tapa esmererilada para DBO
(Winckler)
Pipeta de 10 ml graduada
Bombilla de jebe
Pipeta 2 ml
Propipeta
Porta tubos
Toalla de papel
Plumón marcador
Vaso de precipitación de 500 ml
Vaso de precipitación de 250 ml
Fiola de 1000 ml
Material de vidrio de rutina
Medios de cultivo
32
Tubos de prueba
Papel crac
Papel microfiltro 934-AH Whatman
Probeta de 100 ml
3.2.3. Equipos de laboratorio
Incubadora
Autoclave
Balanza
Birreactor para DQO
Espectrofotómetro UV - VIS
Oxímetro portátil (oxímetro marca Hach.)
Agitador electromagnético
Refrigerador
Equipo de filtración al vació
Balanza analítica de 4 dígitos
Desecador
Estufa de calefacción
3.2.4. Materiales y equipos de gabinete
Computadora
Hojas A4
Calculadora
3.3. METODOLOGIA
3.3.1. Método
El método que se empleo en el presente trabajo de investigación fue
descriptivo.
a) Para el caudal horario de la poza de oxidación se empleó la metodología
descrita en el Protocolo de Monitoreo de la Calidad Sanitaria de Recursos
Hídricos Superficiales.
33
b) Para el Análisis del Agua Residual se utilizaron métodos normalizados para
el análisis de agua potable y residual en laboratorio las cuales fueron:
Cuadro Nº 4: Métodos Estandarizados para Análisis en Laboratorio
PARÁMETROS METODOS ESTANDARIZADOS
Demanda bioquímica de oxigeno (DBO5) 5210 B ROB 5 días
Demanda Química de Oxígenos 5220 D Fotométrico
Coliformes totales NMP/100 mL ICMSF;2000 TUBOS MULTIPLES
E Coli NMP/100 mL ICMSF;2000 TUBOS MULTIPLES
Sólidos Suspendidos Totales 2540 D Filtración
Oxigeno Disuelto 4500-OG Oxímetro
Fuente: APHA “American public Health Association
3.3.2. Población y muestra
La población estuvo constituida por la calidad de agua del tratamiento primario
de aguas residuales en Pozas de oxidación en el Distrito de Viques, así como
también la muestra estuvo constituida por la calidad de agua en los puntos de
muestreo
Cuadro Nº 5: Codificación de Puntos de Muestreo
PUNTOS DE MUESTREO CODIFICACION UTM
Afluente del sistema de tratamiento PM01 474081
8655876
Efluente de la poza Nº 1 PM02 474037
8655838
Efluente de la poza Nº 2 PM03 473933
8655858
A. Variables:
Variables Independientes (Parámetros).
34
Temperatura (ºC)
Potencial de Hidrogeno (pH)
DBO5 (mg/l)
DQO (mg/l)
SST (mg/l)
Coliformes totales (cf/100ml)
Escherichia coli (cf/100ml)
Los siguientes son los parámetros a analizar en el laboratorio y el método de
análisis indicado.
Variables Dependientes (Calidad de agua)
Calidad de agua del afluente (m3)
Calidad d’agua del efluente (m3)
B. Diseño de Muestreo
Se hizo el análisis de laboratorio con muestreos puntuales de DBO5, DQO, OD,
SST, Coliformes Totales y E coli; en el afluente de la poza Nº 1, en el efluente
de la poza Nº 1 y efluente de la poza Nº 2, los días Lunes, Jueves y Sábado en
e horario de 8.30 AM a 3.00 PM, ya que en este horario se registraron la mayor
cantidad de caudal, esto con el propósito de obtener la muestra en el horario
más crítico del agua residual y de reducir el error que pudiera ocasionarse por
variaciones en el tiempo.
3.3.3. Procedimiento Metodológico
3.3.3.1. Fase pre campo
La recopilación de la información básica se obtuvo de la planta de tratamiento
de Viques y proyectos de investigación relacionadas con el tema en mención.
3.3.3.2. Fase campo y laboratorio
El trabajo de campo se realizo tomando en cuenta las recomendaciones
descritas en el protocolo de monitoreo de la calidad sanitaria de los recursos
hídricos superficiales – DIGESA (ver anexo Nº 2).
35
A. Fase de campo
Medición del caudal.- Para la medición del caudal en las pozas de oxidación
se empleo el método volumétrico el cual se emplea por lo general para
caudales pequeños, en la cual se requiere de un recipiente para recolectar el
agua y un cronometro para medir el tiempo. El caudal resulta de dividir el
volumen de agua que se recoge en el recipiente entre el tiempo que transcurre
en colectar dicho volumen.
Donde:
Q : caudal lt / s
V : volúmen en m3
T : Tiempo en segundos
Toma de muestras.- Para la toma de muestras se considero las
especificaciones de la ubicación de puntos de muestreo, la preservación y
conservación, traslado y envió de las muestras hasta el laboratorio detalladas
en el protocolo de monitoreo de la calidad Sanitaria de los Recursos Hídricos
(Anexo 1) y la cadena de custodia (Anexo 2).
B. Fase de laboratorio
Parámetros que se evaluaron
DBO5, DQO, SST, Coliformes fecales y Oxigeno disuelto. Las muestras fueron
recolectadas en frascos de vidrio previamente esterilizado de 250 ml.,
colocadas en cooler y trasladadas al laboratorio de análisis de la Facultad de
Ingeniería Química de la Universidad Nacional Del Centro del Perú.
A partir de estos parámetros se estableció los indicadores que permitan vigilar
de manera permanente las variaciones de la calidad de agua, tanto en los
36
Q = V/T
aspectos sanitarios como ecológicos, permitiendo así tomar las acciones de
control que se requieran.
a. Demanda bioquímica de oxigeno (DBO5 )- La DBO5 es la determinación
de la medida de oxigeno disuelto por los microorganismos en la oxidación
bioquímica de la materia orgánica, la medida de DBO5, es importante en el
tratamiento de aguas (residuales) y para la gestión técnica de la calidad del
agua por que se utiliza para determinar la cantidad aproximada de oxigeno
que es requerida para estabilizar biológicamente la materia orgánica. Para
la determinación de la DBO5 en el laboratorio se procedió de la siguiente
manera:
Procedimiento.
La muestra preparada es trasferida a dos frascos de DBO de 300 ml hasta
el ras. De igual manera se llenó 2 frascos de DBO de 300 ml con agua de
disolución, los cuales son usados como blancos.
Se tapó los frascos con sus respectivas tapas de vidrio. Se midió el
contenido de oxigeno disuelto de uno de los frascos de muestra preparada
(D1) y del blanco (B1) con el medidor de oxigeno disuelto (previa
calibración). El segundo frasco, tanto de la muestra como del blanco se
incubaron a 20 ºC por espacio de 5 días al cabo de los cuales se tomaron
las lecturas de oxigeno disuelto de la muestra (D2) y del blanco (B2).
Calculo de DBO:
Donde:
D1 = Oxigeno disuelto de la muestra medida inmediatamente después de
la preparación (mg/l)
B1 = Oxigeno disuelto del agua de disolución, medida inmediatamente
después de la preparación (mg/l)
D2 = Oxigeno disuelto de la muestra inmediatamente después de 5 días de
incubación a 20 ºC (mg/l)
37
DBO5 (mg/l) = (D1) – (D2) x Fd
B2 = Oxigeno disuelto del agua de disolución, medida inmediatamente
después de 5 días de incubación a 20 ºC (mg/l)
Observación:
B1 – B2 < 0.2 mg/L
b. Demanda química de oxigeno (DQO) - Método de Digestión con el
Birreactor).- El método de la demanda química de oxigeno (DQO) se
emplea para medir el contenido de materia orgánica tanto de las aguas
naturales como de las residuales, el equivalente de oxigeno de la materia
orgánica que puede oxidarse se mide utilizando un agente químico
fuertemente oxidante en medio acido. El bicromato potásico resulta
excelente para tal fin. El ensayo se realizó a temperatura elevada, para
facilitar la oxidación de ciertas clases de compuestos orgánicos se utilizó
un catalizador. El ensayo de DQO se utiliza igualmente para medir la
materia orgánica en aguas residuales, industriales y municipales que
contengan compuestos tóxicos para la vida biológica.
Procedimiento
Se homogeniza 500 ml de muestra durante dos minutos, se procede a
encender el reactor DQO calentándolo a 150ºC, destapar un frasco de
reactivo para digestión de DQO del rango deseado (0 – 1,500 mg/l).
Sostener el frasco de reactivo a un ángulo de 45 grados, luego transferir
2,0 ml de muestra dentro del frasco. Colocar la tapa al vial cuidando que
quede bien ajustado, enjuagar el frasco con agua mineralizada y secarlo
con una toalla de papel limpio. Sostener el frasco por el tapón, invertirlo
suavemente varias veces para mezclar su contenido, colocar el frasco
dentro del reactor DQO que ha sido precalentado. Preparar el blanco
repitiendo los pasos anteriores, substituyendo 2.0 ml de agua desionizada
en vez de la muestra. Calentar los frascos durante 2 horas apagar el
reactor luego esperar unos 20 minutos hasta que los frascos se enfríen
hasta 120 ºC o menos. Invierta cada frasco varias veces, mientras están
calientes todavía, colocarlos en un porta tubo, esperar hasta que se hayan
enfriado a la temperatura ambiente, luego determinar la concentración de la
38
muestra por el método fotométrico y por ultimo leer la Absorbencia 605 nm
de longitud de onda tanto del blanco como de la muestra.
Cálculos:
Donde:
A = Absorbancia de la muestra
B = Absorbancia del blanco
F = Factor
c. Sólidos Suspendidos Totales.- Se filtra una muestra bien mezclada por
un filtro estándar y el residuo retenido en el mismo se seca a un peso
constante a 103 – 105 ºC. El aumento de peso del filtro representa los
sólidos totales en suspensión.
Procedimiento
Se armó el equipo de filtración, se hizo el vacío y coloco el papel filtro
previamente pesado en el embudo, humedecer éste con una pequeña
cantidad de agua destilada para ajustar el filtro. Medir 100 ml de muestra
bien mezclada y pasar a través del papel filtro succionado lentamente el
agua, lávese dos veces con volúmenes de 10 ml de agua destilada,
permitiendo el drenaje completo del filtro, separe cuidadosamente el filtro
del aparato y séquese en la estufa a 103 a 105 ºC durante una hora,
enfríelo en el desecador para equilibrar la temperatura y proceda a pesar
hasta obtener un peso constante.
Cálculo.
Donde:
A = Peso del filtro + residuo seco
B = Peso del filtro
V = Volumen de muestra.
39
DQO (mg/l) = (A – B) F
SST (mg/l) = A - B x 106
V
d. Coliformes Totales.- El grupo de coliformes esta formado por todas las
bacterias aerobias y anaerobias facultativas gran negativas, no formadoras
de espora y con forma de bastón que fermenta a la lactosa, produciendo
gas y acido a las 48 horas a 35 ºC. Los resultados de los tubos y diluciones
replicado se comunican en términos del numero Mas probable (NMP) de
microorganismos existentes. Este análisis generalmente esta hecho para
investigar casos de contaminación con excretas en agua de consumo,
aguas de río, sistemas de tratamiento de aguas residuales, aguas marinas
y en general, para el monitoreo de la calidad del agua. Para la obtención de
datos de coliformes fecales se tiene que pasar por las siguientes fases:
Método de los tubos múltiples para coliformes totales y fecales
Se esterilizo los materiales (tubos de prueba, pipetas y el papel craf) Una
ves esterilizado los materiales se procede a verter el medio de cultivo caldo
lauril en los tubos de ensayo.
Distribuir la cantidad de 10 ml en los tubos de ensayo provistos de los
tubos Durhan invertidos. Esterilizar en el autoclave por 15 minutos a 15
libras de presión a 121 ºC. Al final de la esterilización el pH es 6.8 +/- 02.
Incubar por 24 horas.
Procedimiento: La eficacia de esta técnica es de sembrar cantidades
alícuotas de muestras de agua de 10 ml, 1 ml y 01 ml, según el caso que
requiera en cada una de las series de los tubos múltiples. Todas las
muestras deben ser agitadas vigorosamente al igual que las disoluciones
antes de inocular en la serie de los tubos múltiples. Se trabajo con una
serie de 3 (10 ml. 1 ml. Y 01 ml) con 3 repeticiones.
Al cabo de 24 horas los tubos deben ser examinados, si no ha producido
gas se examina a las 48 horas.
Nota: Esta prueba es presuntiva. Una vez realizado el procedimiento
anterior se realiza la operación final para la obtención de coliformes fecales
para ello se realiza el medio de cultivo EC.
40
Preparación: Disolver 37 gr de este medio en 1000 ml de agua destilada,
mezclar cuidadosamente y calentar para disolverlos. Antes de esterilizar
distribuir la cantidad de 10 ml en los tubos con tapones de metal o de
plástico resistentes al calor. El pH debe ser 6.9 después de la
esterilización.
Analizar todos los tubos de fermentación presuntivos que haya mostrado
alguna cantidad de gas o un fuerte crecimiento durante las 48 horas de
inoculación en la prueba de confirmación. Agitar suavemente y girar los
tubos de fermentación que muestran gas o un fuerte crecimiento. Con una
asa estéril de metal de 3 mm de diámetro pase el cultivo a cada tuvo de
fermentación con el medio, incubar los tubos con medio EC. a 44.5 ºC.
durante 24 horas, poner todos los tubos con EC. En el grafico se puede
observa el procedimiento de los análisis realizado (Ver anexo Nº 5).
Interpretación: Se considera como reacción positiva la aparición de gas
en el medio EC. a las 24 horas o menos de incubación. La falta de gas (a
veces produce crecimiento) constituye un resultado negativo, que indica
que el origen de los microorganismos no es el aparato digestivo de los
animales de sangre caliente. Los resultados se calculan mediante el NMP.
Calculo y registro del Numero Mas Probable (NMP)
El NMP se obtiene a través de tablas en las que se presentan límites de
confianza de 95% para cada valor de NMP determinado (ver Anexo Nº 6).
3.3.3.3. Fase de gabinete
Los registros de los datos de caudal fueron procesados en las hojas de cálculo
del Excel las cuales sirvieron para determinar el caudal máximo para la toma
de muestras.
Los datos de laboratorio fueron procesados en la planilla de Excel para
determinar la calidad de aguas residuales del tratamiento primario en pozas de
oxidación.
Se evaluaron las aguas residuales en las pozas de oxidación del Distrito de
Viques en función de parámetros físicos, químicos y biológicos, y de acuerdo a
41
los resultados de laboratorio se compararon con los Estándares de Calidad
Ambiental (ECA’s) del Ministerio de Ambiente.
Se realizó un sistema de tratamiento en base a mejoras del sistema actual.
42
IV. RESULTADOS
4.1. Determinación del caudal de entrada (afluente) del Sistema
Se realizó la medición del caudal de agua residual que ingresa a la primera
poza de oxidación (Poza Nº 1) por el método volumétrico en el cual se utilizó un
balde de 4 litros y un cronómetro. El caudal resulta de dividir el volúmen de
agua que se recoge en el recipiente entre el tiempo que transcurre en colectar
dicho volumen.
Gráfico Nº1: Dimensionamiento de las Pozas de Oxidación
43
48 m
98 m
Cuadro Nº 6: Caudal afluente del sistema de tratamiento de Aguas Residuales
HORA
BALDE CAUDAL ( Lt/s )
vol.
(Lt)L M M J V S D
06:00: AM 4.00 7.30 5.00 6.10 7.10 6.90 7.20 5.00
07:00: AM 4.00 7.20 3.50 6.00 6.90 5.00 7.10 4.50
08:00: AM 4.00 7.20 6.00 5.80 8.00 7.20 7.20 4.30
09:00: AM 4.00 7.10 4.30 4.90 7.20 4.30 7.10 3.50
10:00: AM 4.00 6.85 4.50 5.70 6.90 3.50 6.90 4.00
11:00: AM 4.00 8.20 5.60 6.30 7.00 4.00 7.00 4.40
12:00: AM 4.00 7.20 3.10 6.50 6.85 5.90 6.85 6.90
01:00: PM 4.00 7.10 4.50 6.20 7.20 6.80 6.50 5.00
02:00: PM 4.00 7.00 4.30 5.80 7.20 4.00 6.70 6.30
03:00: PM 4.00 7.20 5.10 4.90 6.80 4.40 7.30 6.70
04:00: PM 4.00 6.90 4.30 6.30 7.00 6.90 7.20 5.80
05:00: PM 4.00 7.00 4.00 5.80 7.30 5.00 7.10 5.30
06:00: PM 4.00 7.30 3.50 6.50 7.40 6.30 7.00 5.90
PROMEDIO 7.20 4.44 5.91 7.14 5.40 7.01 5.206.0
5
44
Gráfico Nº 2: Caudal horario del sistema de tratamiento de Aguas Residuales
45
Cuadro Nº 7: Caudal Diario del Afluente del Sistema de Tratamiento de Aguas
Residuales
DIACAUDAL
PROMEDIO (Lt/s)
LUNES 7.20
MARTES 4.44
MIÉRCOLES 5.91
JUEVES 7.14
VIERNES 5.40
SÁBADO 7.01
DOMINGO 5.20
Q PROMEDIO 6.04
Gráfico Nº 3: Caudal Diario del Afluente del Sistema de Tratamiento de Aguas
Residuales
46
4.2. Resultados por Muestreo:
Cuadro Nº 8: Análisis del Primer Muestreo
JUEVES 14/10/10 (8.30 AM)
PARAMETROS UNIDADESAFLUENTE DE
LA POZA 1
EFLUENTE DE LA POZA
1
EFLUENTE DEL SISTEMA DE
TRATAMIENTO
(PM001) (PM002) (PM003)
Demanda Bioquímica de Oxigeno (DBO5) mg/L
920.90 550.00 393.20
Demanda Química de Oxigeno (DQO) mg/L
1083.40 670.70 492.50
Sólidos Suspendidos Totales mg/L
427.00 247.00 283.00
Coliformes Totales NMP/100mL >=1100.00 1100.00 1100.00E. Coli NMP/100mL >=1100.00 460.00 460.00Oxigeno Disuelto mg/L 0.00 0.00 0.00Potencial Hidrogeno ph 7.80 7.50 8.00Temperatura ºC 18,70 18,60 19,50
Fuente: Laboratorio de Análisis Químico de la Facultad de Ingeniería Química
Cuadro Nº 9: Análisis del Segundo Muestreo
LUNES 18/10/10 (11.00 AM)
PARAMETROS UNIDADESAFLUENTE DE
LA POZA 1
EFLUENTE DE LA POZA
1
EFLUENTE DEL SISTEMA DE
TRATAMIENTO(PM001) (PM002) (PM003)
Demanda Bioquímica de Oxigeno (DBO5) mg/L
858.50 634.10 590.40
Demanda Química de Oxigeno (DQO) mg/L
1010.70 785.20 729.70
Sólidos Suspendidos Totales mg/L
218.00 210.00 227.00
Coliformes Totales NMP/100mL
>=1100.00 1100.00 1100.00
E. ColiNMP/100mL
>=1100.00 460.00 460.00
Oxigeno Disuelto mg/L 0.00 0.00 0.00Potencial Hidrogeno ph 7.70 7.60 7.70
47
Temperatura ºC 16.00 17.50 18.00Cuadro Nº 10: Análisis del Tercer Muestreo
RESULTADOS DEL TERCER MUESTREO- SABADO 28/10/10 (3.00 PM)
PARAMETROS UNIDADESAFLUENTE DE
LA POZA 1
EFLUENTE DE LA POZA
1
EFLUENTE DEL SISTEMA DE
TRATAMIENTO(PM001) (PM002) (PM003)
Demanda Bioquímica de Oxigeno (DBO5) mg/L
456.00 333.80 257.50
Demanda Química de Oxigeno (DQO) mg/L
537.00 417.40 325.90
Sólidos Suspendidos Totales mg/L
239.00 247.00 225.00
Coliformes Totales NMP/100mL
>=1100.00 460.00 460.00
E. ColiNMP/100mL
1100.00 290.00 240.00
Oxigeno Disuelto mg/L 0.06 0.11 0.12Potencial Hidrogeno ph 7.46 7.48 7.37Temperatura ºC 15.50 19.00 16.80
Fuente: Laboratorio de Análisis Químico de la Facultad de Ingeniería Química
Cuadro Nº 11: Promedios de los Parámetros Analizados
RESULTADOS DE LOS PROMEDIOS EN LOS PUNTOS DE MUESTREO
PARAMETROS UNIDADES
AFLUENTE DEL
SISTEMA
EFLUENTE DE
LA POZA 1
EFLUENTE DEL
SISTEMA
(PM01) (PM02) (PM03)
Demanda Bioquímica de
Oxigeno (DBO5) mg/L745.13 505.97 413.70
Demanda Química de
Oxigeno (DQO) mg/L877.03 624.43 516.03
Sólidos Suspendidos
Totales mg/L294.67 234.67 245.00
Coliformes Totales NMP/100mL >=1100.00 886.67 886.67
E. Coli NMP/100mL 1100.00 403.33 386.67
Oxigeno Disuelto mg/L 0.02 0.04 0.04
48
Fuente: Laboratorio de Análisis Químico de la Facultad de Ingeniería Química
Potencial Hidrogeno Ph 7.65 7.53 7.69
Temperatura ºC 16.73 18.37 18.10
4.3. Resultados Por Parámetro
Cuadro Nº 12: Análisis de la Temperatura (ºC)
TEMPERATURA (T)
PUNTOS DE
MUESTREOUNIDAD
AFLUENTE
DE
LA POZA 1
EFLUENTE
LA POZA 1
EFLUENTE
DE
LA POZA 2
(PM 001) (PM 002) (PM 003)
MUESTREO Nº 1
ºC
18.70 18.60 19.50
MUESTREO Nº 2 16.00 17.50 18.00
MUESTREO Nº 3 15.50 19.00 16.80
PROMEDIO 16.73 18.37 18.10
Gráfico Nº 4: Análisis de la Temperatura (ºC)
49
Cuadro Nº 13: Análisis del pH
POTENCIAL DE HIDRÓGENO (pH)
PUNTOS DE
MUESTREOUNIDAD
AFLUENTE
DE
LA POZA 1
EFLUENTE
LA POZA 1
EFLUENTE
DE
LA POZA 2
(PM 001) (PM 002) (PM 003)
MUESTREO Nº 1
pH
7.80 7.50 8.00
MUESTREO Nº 2 7.70 7.60 7.70
MUESTREO Nº 3 7.46 7.48 7.37
PROMEDIO 7.65 7.53 7.69
Gráfico Nº 5: Análisis del pH
50
Cuadro Nº 14: Análisis de la Demanda Bioquímica de Oxigeno (mg/L)
DEMANDA BIOQUIMICA DE OXIGENO (DBO5)
PUNTOS DE
MUESTREOUNIDAD
AFLUENTE
DEEFLUENTE
EFLUENTE
DE
LA POZA 1 LA POZA 1 LA POZA 2
(PM 001) (PM 002) (PM 003)
MUESTREO Nº 1
mg/l
920.90 550.00 393.20
MUESTREO Nº 2 858.50 634.10 590.40
MUESTREO Nº 3 456.00 333.80 257.50
PROMEDIO 745.13 505.97 413.70
Gráfico Nº 6: Análisis de la Demanda Bioquímica de Oxigeno (mg/L)
51
Cuadro Nº 15: Análisis de la Demanda Química de Oxigeno (mg/L)
DEMANDA QUIMICA DE OXIGENO (DQO)
PUNTOS DE
MUESTREOUNIDAD
AFLUENTE
DEEFLUENTE
EFLUENTE
DE
LA POZA 1 LA POZA 1 LA POZA 2
(PM 001) (PM 002) (PM 003)
MUESTREO Nº 1
mg/l
1083.40 670.70 492.50
MUESTREO Nº 2 1010.70 785.20 729.70
MUESTREO Nº 3 537.00 417.40 325.90
PROMEDIO 877.03 624.43 516.03
Gráfico Nº 7: Análisis de la Demanda Química de Oxigeno (mg/L)
52
Cuadro Nº 16: Análisis de los Sólidos Suspendidos Totales (mg/L)
SOLIDOS TOTALES SUSPENDIDOS (SST)
PUNTOS DE
MUESTREOUNIDAD
AFLUENTE
DEEFLUENTE
EFLUENTE
DE
LA POZA 1 LA POZA 1 LA POZA 2
(PM 001) (PM 002) (PM 003)
MUESTREO Nº 1
mg/l
427.00 247.00 283.00
MUESTREO Nº 2 218.00 210.00 227.00
MUESTREO Nº 3 239.00 247.00 225.00
PROMEDIO 294.67 234.67 245.00
Gráfico Nº 8: Análisis de los Sólidos Suspendidos Totales (mg/L)
53
Cuadro Nº 17: Análisis del Oxigeno Disuelto (mg/L)
PARÁMETRO OXIGENO DISUELTO
PUNTOS DE
MUESTREO UNIDAD
AFLUENTE
DEEFLUENTE
EFLUENTE
DE
LA POZA 1 LA POZA 1 LA POZA 2
(PM 001) (PM 002) (PM 003)
MUESTREO Nº 1
mg/l
0.00 0.00 0.00
MUESTREO Nº 2 0.00 0.00 0.00
MUESTREO Nº 3 0.06 0.11 0.12
PROMEDIO 0.02 0.04 0.04
Gráfico Nº 9: Análisis del Oxigeno Disuelto (mg/L)
54
Cuadro Nº 18: Análisis de los Coliformes Totales (NMP/100ml)
COLIFORMES TOTALES
PUNTOS DE
MUESTREOUNIDAD
AFLUENTE
DEEFLUENTE
EFLUENTE
DE
LA POZA 1 LA POZA 1 LA POZA 2
(PM 001) (PM 002) (PM 003)
MUESTREO Nº 1NMP/100
ml
>=1100.00 1100.00 1100.00
MUESTREO Nº 2 >=1100.00 1100.00 1100.00
MUESTREO Nº 3 >=1100.00 460.00 460.00
PROMEDIO >=1100.00 886.67 886.67
Gráfico Nº 10: Análisis de los Coliformes Totales (NMP/100ml)
55
Cuadro Nº 19: Análisis del Escherichia Coli (NMP/100ml)
ESCHERICHIA COLI
PUNTOS DE
MUESTREOUNIDAD
AFLUENTE
DEEFLUENTE
EFLUENTE
DE
LA POZA 1 LA POZA 1 LA POZA 2
(PM 001) (PM 002) (PM 003)
MUESTREO Nº 1NMP/100
ml
>=1100.00 460.00 460.00
MUESTREO Nº 2 >=1100.00 460.00 460.00
MUESTREO Nº 3 1100.00 290.00 240.00
PROMEDIO 1100.00 403.33 386.67
Gráfico Nº 11: Análisis del Escherichia Coli (NMP/100ml)
56
4.3. Comparación de los Valores Obtenidos con los Límites Máximos
Permisibles (LMP) y Estándares de Calidad Ambiental (ECA)
Cuadro Nº 20: Comparación de los Parámetros Analizados con los LMP de
Efluente para vertidos a Cuerpos de Agua
PARÁMETROS UNIDAD LMPEFLUENTE DEL
SISTEMA
Demanda Bioquímica de
Oxigeno (DBO5) mg/l 100 413.70
Demanda Química de
Oxigeno (DQO) mg/l 200 516.03
Sólidos Suspendidos Totales mg/l 150 245.00
Potencial Hidrogeno Ph 6-5 a 8.5 7.69
Temperatura ºC < 35 18.10
Cuadro Nº 21: Comparación de los valores obtenidos del análisis con los
ECA’s para Agua – Categoría 3
PARA RIEGO DE VEGETALES Y BEBIDA DE ANIMALES
PARÁMETROS UNIDAD ECAPROMEDIO POR
PARAMETRO
Demanda Bioquimica de Oxigeno
(DBO5) mg/L15 554.93
Demanda Química de Oxigeno (DQO) mg/L 40 672.50
Sólidos Suspendidos Totales mg/L -- 258.11
Potencial Hidrogeno NMP/100mL 5000 >=1100.00
Temperatura NMP/100mL 100 630.00
Demanda Bioquimica de Oxigeno
(DBO5) mg/L> = 4 0.03
Demanda Química de Oxigeno (DQO) Ph6-5 a
8.57.62
57
Sólidos Suspendidos Totales ºC -- 17.73
58
4.4. Nuevo sistema de Tratamiento en base a mejoras de actual
59
1. PRE TRATAMIENTO: Rejas Barras metálicas entre si de 1 ½”a 2 ½”. Se instalan con gran inclinación (45 a 60º).La limpieza debe ser manual o mecánica. Estos residuos pueden ser utilizados en compost, ya que están formados de papel, trozos de madera, tejidos, heces, también materia plástica.
3. PRE TRATAMIENTO: Tamices o Cribas
Retienen los materiales de dimensiones superiores a algunos milímetros (entre 0.3 y 5 mm) Son de acción rápida.
2. PRE TRATAMIENTO: DesarenadorCanales largos que deben eliminar todas aquellas partículas de granulometría superior a 200 micras, con el fin de evitar que se produzcan sedimentos en los canales y conducciones. Miden de 18 a 27 m.
EFLUENTE DE LA PRIMERA POZA
POZA Nº 2
EFLUENTE DEL SISTEMA
POZA Nº 1
AFLUENTE DEL SISTEMA
V. DISCUSIÓN DE RESULTADOS
5.1. De los Parámetros Evaluados:
5.1.1. Caudal
El caudal afluente promedio que recibió la planta en el período de muestreo es
de 6.04 L/s, oscilando entre los rangos de 4.44 L/s a 7.20 L/s (Cuadro Nº 6 y 7)
se registra dicho caudal ya que el 90 % de la población de Viques cuenta con
los servicios básicos de saneamiento como agua y desagüe (INEI, 2007).
5.1.2. Temperatura
La temperatura es el principal factor que influye en la abundancia, distribución y
crecimiento de los organismos acuáticos y en los procesos químicos y físicos
de un cuerpo de agua. (Metcalf y Eddy, 1995; Borjas, 1982). Los valores
promedios obtenidos a la entrada (16.73 ºC) y a la salida (18.10 ºC) presentan
poca variación durante el período de muestreo solamente un incremento de 2
ºC. Se puede observar en el Cuadro Nº 12.
5.1.3. Potencial de Hidrógeno (pH)
Abarcó un rango de 7.46 a 7.80 para la entrada (Afluente) y 7.37 a 8.00 para la
salida (Efluente), lo que indica que el efluente está en condiciones apropiadas
para que la actividad biológica acuática no se vea afectada ya que el rango de
pH es favorable para la existencia de la vida biológica acuática puesto que
oscila entre 6 y 9. Igualmente el pH del efluente del sistema no sale del rango
establecido en los Limites Máximos Permisibles (LMP) para residuos líquidos
60
que van a ser vertidos directa o indirectamente en cuerpos de agua. Se puede
observar en el Cuadro Nº 6 y Gráfico Nº 1.
5.1.4. Demanda Bioquímica de Oxigeno (DBO5)
Durante el período de muestreo la promedio DBO5 del afluente fue de 745.13
mg/l y en la salida fue de 413.70 mg/l. Es necesario considerar que el afluente
de la planta es de composición normal según las características típicas de
aguas municipales (Metcalf & Eddy, 1996).
En el cuadro Nº 14 se observa los resultados del análisis de los muestreos
realizados la cual nos muestra que las aguas residuales ingresan con
concentraciones elevadas de DBO5, y disminuyen en los efluentes.
5.1.5. Demanda Química de Oxígeno (DQO)
Durante el período de muestreo la DQO de la entrada promedio fue 877.03
mg/l. En la salida la DQO promedio fue 516.03 mg/l. El efluente de la planta es
de concentración baja de DQO a la sida del sistema. Respecto a la presencia
de este parámetro se registra valores que se encuentran muy por encima de lo
admitido en los Límites Máximos Permisibles (LMP) para vertidos a cuerpos de
agua.
5.1.6. Sólidos Suspendidos Totales (SST)
Las concentraciones de sólidos suspendidos totales en el afluente son
superiores al del efluente, según los análisis de SST tenemos un promedio en
el afluente de 294.67 mg/L y en el efluente un promedio de 245.00 mg/L como
podemos observarlo en el cuadro Nº 16.
Estos valores se encuentra sobrepasan los Limites Máximos Permisibles (LMP)
para verter al cuerpo receptor, el Río Mantaro, ya que el valor establecido es de
150 mg/L de Sólidos Suspendidos Totales. (Ver anexo Nº 2)
5.1.7. Oxígeno Disuelto (OD)
Como se puede ver en el cuadro Nº 17, el oxigeno disuelto es prácticamente
cero, este resultado indica que existe putrefacción de la materia orgánica la
cual se ve reflejada en los resultados altos del parámetro de DBO5, que no
existe vida aeróbica la cual causa graves daños a la flora y fauna acuática,
61
también existe malos olores entorno a las pozas de oxidación por la
inexistencia de este parámetro, el aumento de la DBO5, al igual que la DQO
ocasiona disminución del oxígeno disuelto la cual se justifica con los resultados
del análisis de DBO5 y DQO visto anteriormente.
5.1.8. Coliformes Totales y E. Coli: La concentración de coliformes totales
obtenidas según el análisis del laboratorio en el afluente fue de >=1100
NMP/100 ml y efluente de 886.67 NMP/100ml.
Así mismo resultó >=1100 NMP/100 ml para el afluente y de 386.67 NMP/100ml
en el efluente, de acuerdo a los análisis del Escherichia Coli.
El hecho de que se registren altas concentraciones de coliformes totales
durante el estudio, hacen presumir que las lagunas no se han estabilizado en
cuanto a la remoción de microorganismos patógenos y/o que existen
problemas operacionales.
Estos resultados indican que durante el período de muestreo la calidad
bacteriológica del efluente del sistema cumple con la normativa peruana que
establece que el número más probable de organismos coliformes totales no
debe ser mayor de 5.000 NMP por cada 100ml, los resultados obtenidos se
ubicaron por debajo de los límites establecidos a excepción de los E. Coli tal
como se aprecia en el Cuadro Nº 23
5.2. De la Comparación con la Ley (Límites Máximos Permisibles y
Estándares de Calidad Ambiental)
De los resultados del análisis en laboratorio de los parámetros en estudio,
sobrepasan los LMP de efluentes para vertidos en cuerpos receptores, por lo
tanto el agua de efluente del sistema no es apta para verter al Río Mantaro.
De la misma forma no se puede reutilizar el agua para riego de vegetales y
bebida de animales, sin un previo tratamiento que pueda purificar de manera
significativa dichas aguas. (nexo 3)
62
VI. CONCLUSIONES
6.1. De acuerdo a la toma de datos del caudal se conoció que los
días lunes, jueves y sábados son los días de mayores avenidas de agua
residual a las horas de 11 am, 8.am y.3 p.m. horas respectivamente.
6.2. El sistema de tratamiento primario de aguas residuales en
pozas de oxidación es en serie, sus dimensiones: 48 m de ancho y 98 m
de largo.
6.3. Los parámetros analizados en promedio del sistema de
tratamiento son: en el efluente: DBO5 413.70 mg/L, DQO 516.03 mg/L, E
Coli 386.67 encontrándose con concentraciones muy altas, que están por
encima de los Estándares de Calidad Ambiental para agua (Categoría 3:
Riego de Vegetales y Bebida de animales), así mismo Coliformes Totales
886.67 NMP/ 100 mL encontrándose que este parámetro si esta dentro de
los ECA’s.
6.4. De los análisis se registran datos que indican que las pozas
de oxidación son eficientes en el proceso de tratamiento de aguas
residuales, porque se van purificando de poza a poza, mas no alcanzan
los límites establecidos por la ley para ser reutilizados ni vertidos al Río
Mantaro.
6.5. Con un diseño y operación óptima del sistema de tratamiento
se podrá reutilizar el agua para el riego de vegetales y bebidas de
animales (Categoría III).
63
6.6. Se pueden incrementar pre tratamientos que reduzcan los
gruesos como rejas y cribas, cribas de malla fina para los materiales
superiores a algunos milímetros, desarenadores.
64
VII. RECOMENDACIONES
7.1. Se debe tener un plan operación y mantenimiento del sistema de
tratamiento además establecer puntos de muestreo y monitoreo para
garantizar el buen funcionamiento del sistema.
7.2. El caudal de agua residual varía a lo largo de día y del año, por lo que
deben existir reguladores de caudal que ingresa.
7.3. De la misma forma se recomienda que deben existir sistemas de
desagüe pluvial que viertan el agua de la lluvia directamente al río o
conduzcan a estanques que permitan un corto almacenado y se pueda
reutilizar el líquido elemento.
7.4. Con el fin de reutilizar las aguas del sistema de tratamiento realizar un
tratamiento previo como la de implementa Rejas y Cribas que tienen
como finalidad separa elementos muy gruesos, cribas de malla fina para
los materiales superiores a algunos milímetros y desarenadores.
7.1. Se recomienda realizar la aireación mediante bombeo para dar oxigeno
al agua y garantizar las condiciones aeróbicas en el proceso de
descontaminación.
65
VIII. BIBLIOGRAFIA
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66
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67
DIAGRAMA DE MUESTREO EN EL SISTEMA DE TRATAMIENTO DE
AGUAS RESIDUALES DE VIQUES - HUANCAYO
68
AFLUENTE DEL SISTEMA
EFLUENTE DE LA PRIMERA POZA
1° Punto de Muestreo
2° Punto de Muestreo
3° Punto de Muestreo
POZA Nº 2
EFLUENTE DEL SISTEMA
POZA Nº 1