INFLUENCIA DE LA CLARIFICACIÓN PRIMARIA...

INFLUENCIA DE LA CLARIFICACIÓN PRIMARIA SOBRE LA DINÁMICA DE LOS

SÓLIDOS EN UN SISTEMA DE LODOS ACTIVADOS BAJO LA MODALIDAD DE

ESTABILIZACIÓN POR CONTACTO

JOHN ALBERT BERMÚDEZ ARROYO

CRISTIAN DAVID CÁRDENAS URBANO

TRABAJO DE GRADO

UNIVERSIDAD DEL VALLE FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA DE LOS RECURSOS NATURALES Y DEL AMBIENTE AREA ACADÉMICA DE INGENIERÍA SANITARIA Y AMBIENTAL

SANTIAGO DE CALI 2011

INFLUENCIA DE LA CLARIFICACIÓN PRIMARIA SOBRE LA DINÁMICA DE LOS

SÓLIDOS EN UN SISTEMA DE LODOS ACTIVADOS BAJO LA MODALIDAD DE

ESTABILIZACIÓN POR CONTACTO

JOHN ALBERT BERMÚDEZ ARROYO CRISTIAN DAVID CÁRDENAS URBANO

TRABAJO DE GRADO

Directora JENNY ALEXANDRA RODRÍGUEZ

Ingeniera Sanitaria Ph.D

Co- Director TATIANA MAÑUNGA

Ingeniera Sanitaria

UNIVERSIDAD DEL VALLE FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA DE LOS RECURSOS NATURALES Y DEL AMBIENTE AREA ACADÉMICA DE INGENIERÍA SANITARIA Y AMBIENTAL

SANTIAGO DE CALI 2011

Nota de aceptación

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Ingeniera Nancy Vásquez Sarria M.Sc

Ingeniero Germán Rueda Saa M.Sc

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Evaluadores del proyecto de grado

Santiago de Cali, Febrero de 2011

Influencia de la clarificación primaria sobre la dinámica de los sólidos en un SLAEC __________________________________ EMCALI E.I.C.E. E.S.P. – Universidad del Valle

0

AGRADECIMIENTOS

Agradecemos ante todo a DIOS por permitir hacer realidad el deseo de realizar nuestro proyecto de

grado y culminar nuestra carrera, además por poner a nuestra disposición a personas tan

maravillosas que facilitaron nuestro aprendizaje y el desarrollo de nuestras capacidades.

Gracias a nuestros padres y hermanos por el apoyo que nos dieron en todas las actividades

realizadas.

Agradecemos a la profesora Jenny A. Rodríguez por ser nuestra guía y nuestra tutora, agradecemos

su carácter formador haciendo que seamos cada día mejores profesionales y personas,

agradecemos también el aguante y la paciencia que tuvo con nosotros.

Agradecemos a nuestros compañeros del proyecto Tatiana Mañunga, Minakschi Brand y Alejandro

Rodas por el apoyo incondicional que tuvimos por parte de ellos en todas las fases del proyecto a

demás son grandes personas y colegas excepcionales.

Agradecemos a los operarios de la planta piloto Edwar y Jefferson Vásquez, al encargado del

laboratorio Andrés Buenaventura, personas que fueron de gran ayuda e importancia para dar

cumplimiento a los estudios realizados.

Agradecemos a la ingeniera Nancy Vásquez por brindarnos asesoría y por ayudarnos cuando lo

necesitábamos, con esa personalidad arrasadora y ese entusiasmo que nos contagia.

Gracias a nuestros amigos Katherine Erazo, Jairo F. Pereira, Karen A. Bueno, Lizeth Enríquez,

Yurani Duque por ayudarnos de manera directa e indirecta en el cumplimiento de nuestros objetivos,

además para nosotros son considerados grandes amigos y personas muy importantes para nuestra

vida.

Agradecemos a nuestra secretaria del plan Magnoly González por colaborarnos en todos los

procedimientos institucionales, por ser esa persona que escucha todas nuestras inquietudes y/o

problemas, es una gran persona.

Agradecemos a los directores de plan Julia R. Caicedo y a Héctor M. Gutiérrez por aconsejarnos en

nuestras decisiones y ayudarnos en todos los contratiempos que sufrimos.

Agradecemos a EMCALI y al grupo ECCA por brindarnos la oportunidad de hacer parte de este

proyecto y darnos las facilidades para dar cumplimiento a los objetivos propuestos.


1

LISTA DE ABREVIATURAS %: Porcentaje ±: Más o menos A/M: Relación Alimento/Microorganismos α: Factor de distribución de lodos CO: Carga Orgánica COV: Carga Orgánica Volumétrica d: Día DBO5: Demanda Biológica de Oxigeno DQO: Demanda Química de Oxigeno EMCALI Empresas Municipales de Cali g: Gramo h: Hora IVL: Índice Volumétrico de Lodo kg: Kilogramo L: Litro m: Metro m3: Metro cúbico Máx: Máximo mg: Miligramo min: Minuto Mín: Mínimo mL: Mililitro ºC: Grados centígrados OD: Oxígeno Disuelto PTAR: Planta de Tratamiento de Aguas Residuales PTAR-C: Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de Cañaveralejo Q: Caudal del afluente QE : Caudal del efluente Qw : Caudal de purga del lodo R: Porcentaje de recirculación de lodo RC: Reactor de contacto RE: Reactor de estabilización s: Segundos SS: Sólidos Suspendidos SST: Sólidos Suspendidos Totales SSTLM: Sólidos Suspendidos Totales en el Licor Mixto SSV: Sólidos Suspendidos Volátiles SSVLM: Sólidos Suspendidos Volátiles del Licor Mixto ST: Sólidos Totales TRH: Tiempo de Retención Hidráulico VSZ: Velocidad de sedimentación zonal


2

VRC: Volumen reactor de contacto; L VRE: Volumen reactor de estabilización X: Sólidos Suspendidos Totales XV: Sólidos Suspendidos Volátiles


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TABLA DE CONTENIDO

RESUMEN ............................................................................................................................................0

INTRODUCCIÓN ..................................................................................................................................1

2. OBJETIVOS .................................................................................................................................3

GENERAL ........................................................................................................................................3

ESPECIFICOS .................................................................................................................................3

3. MARCO REFERENCIAL ..............................................................................................................4

3.1. SISTEMA DE LODOS ACTIVADOS .....................................................................................4

3.1.1. Lodos Activados bajo la modalidad de Estabilización por Contacto (SLAEC) ..............5

3.1.2. Variables de operación y diseño del SLAEC ................................................................6

3.2. SEDIMENTACION EN EL SISTEMA DE LODOS ACTIVADOS ...........................................9

3.2.1. Tipos de sedimentación ................................................................................................9

3.2.2. Características de los sólidos presentes en el agua residual ..................................... 10

3.2.3. Tipos de sólidos en el tratamiento del AR................................................................... 12

3.2.4. Características fisicoquímicas de los sólidos presentes en sistemas de lodos

activados (LA) ............................................................................................................................. 13

3.2.5. Características de sedimentabilidad de los sólidos en el sistema de lodos activados 14

3.2.6. Factores que afectan la sedimentabilidad del lodo activado ....................................... 18

3.3. PRODUCCIÓN DE LODO EN SISTEMAS DE LODOS ACTIVADOS ................................ 19

3.4. DINÁMICA DE LOS SÓLIDOS EN EL SISTEMA DE LODOS ACTIVADOS ..................... 19

3.5. EXPERIENCIAS EN LA EVALUACION DEL COMPORTAMIENTO DE LOS SÓLIDOS EN

SISTEMAS DE LODOS ACTIVADOS ............................................................................................ 20

3.5.1. Consideraciones Finales ............................................................................................ 22

4. MATERIALES Y MÉTODOS ...................................................................................................... 23

4.1. LOCALIZACIÓN ................................................................................................................. 23

4.2. DESCRIPCIÓN DE LA PLANTA PILOTO BAJO LA MODALIDAD DE ESTABILIZACIÓN

POR CONTACTO DE LA PTAR-C ................................................................................................. 23

4.3. OPERACIÓN Y SEGUIMIENTO DEL SLAEC .................................................................... 27


4

4.3.1. Variables de Control ................................................................................................... 29

4.3.2. Evaluación del lodo de purga generado ..................................................................... 30

4.3.3. Calidad ....................................................................................................................... 31

4.4. ANÁLISIS ESTADÍSTICO DE LOS DATOS ....................................................................... 31

5. RESULTADOS Y DISCUSIÓN ................................................................................................... 33

5.1. CARACTERÍSTICAS DEL AGUA RESIDUAL .................................................................... 33

5.2. EVALUACIÓN DE LAS CONDICIONES OPERACIONALES ............................................. 34

5.2.1. Tiempo de retención celular (TRC) ............................................................................. 34

5.2.2. Carga orgánica volumétrica (COV) y Relación alimento microorganismos (A/M) ....... 35

5.2.3. Factor de distribución de lodos (α) ............................................................................. 36

5.3. COMPORTAMIENTO DEL SISTEMA ................................................................................ 37

5.3.1. Comportamiento del pH .............................................................................................. 37

5.3.2. Comportamiento del Oxígeno disuelto ........................................................................ 38

5.3.3. Comportamiento de la DQO y SST en el AR desarenada (ARA), AR clarificada (ARC)

y AR tratada (ART) ..................................................................................................................... 39

5.3.4. Comportamiento de los sólidos en el SLAEC ............................................................ 43

5.4. CALIDAD DEL LODO EN EL SLAEC ................................................................................. 50

5.5. PRODUCCIÓN DE SÓLIDOS EN EL SLAEC .................................................................... 53

5.6. MICROSCOPÍA .................................................................................................................. 55

6. CONCLUSIONES ........................................................................................................................... 59

7. RECOMENDACIONES ............................................................................................................... 61

8. BIBLIOGRAFÍA ........................................................................................................................... 62


5

LISTA DE TABLAS

Tabla 3-1 Tipos de Sólidos presentes en el Agua Residual ............................................................... 11

Tabla 3-2 Rangos y valores típicos de IVL, IVLD ............................................................................... 16

Tabla 3-3 Valores de los coeficientes vo y k en función de las caracteristicas de sedimentabilidad .. 18

Tabla 4-1 Características de la Planta Piloto ...................................................................................... 26

Tabla 4-2 Condiciones Operacionales del Sistema ............................................................................ 27

Tabla 4-4 Variables de medición fisicoquímicas. ................................................................................ 30

Tabla 4-5 Variables de sedimentabilidad del lodo ............................................................................. 31


6

LISTA DE FIGURAS

Figura 3-1 Representación gráfica del sistema de lodos activados ......................................................4

Figura 3-2 Representación gráfica de los tipos de sedimentación predominantes en el tratamiento del

AR ...................................................................................................................................................... 10

Figura 3-3 Esquema determinación de los sólidos presentes en el AR .............................................. 12

Figura 3-4 Representación gráfica de la relación entre la concentración del lodo, el IVL y el volumen

asentado del lodo ............................................................................................................................... 15

Figura 3-5 Esquema de White y la curva típica asociada para la determinación de la VSZ ............... 16

Figura 3-6 Diagrama de flujo del sistema de lodos activados bajo la modalidad de estabilización por

contacto .............................................................................................................................................. 20

Figura 4-1 Planta de Lodos Activados a escala Piloto ........................................................................ 23

Figura 4-2 Desarenadores Planta piloto ............................................................................................. 24

Figura 4-3 Sedimentador Primario de la planta piloto ......................................................................... 24

Figura 4-4 Reactor de contacto de la planta piloto ............................................................................. 25

Figura 4-5 Reactor de Estabilización y sus difusores de burbuja fina de la planta piloto ................... 25

Figura 4-6 Sedimentador Secundario de la planta piloto .................................................................... 26

Figura 4-7 Configuración planta piloto en la modalidad de estabilización por contacto ...................... 27

Figura 4-8 Puntos de Muestreo en la planta piloto ............................................................................. 28

Figura 4-9 Puntos de Muestreo en el Sedimentador secundario ........................................................ 29

Figura 5-1 Comportamiento de la concentración de DQO y SST en el ARA (Fase 1 y Fase 2) ........ 33

Figura 5-2. Comportamiento diario DQO y SST en el ARA (Fase 1 y Fase 2) .................................. 34

Figura 5-3 Comportamiento del TRC en las Fases evaluadas ........................................................... 35

Figura 5-4 Comportamiento de la COV y A/M .................................................................................... 36

Figura 5-5 Comportamiento del Factor de distribución de sólidos (Factor α) ..................................... 37


7

Figura 5-6 Comportamiento del pH para Fase 1 y Fase 2 .................................................................. 38

Figura 5-7 Comportamiento del OD en la Fase 1 ............................................................................... 39

Figura 5-8 Comportamiento del OD en la Fase 2 ............................................................................... 39

Figura 5-9 Comportamiento de la DQO en ARA y ART en la Fase 1 ................................................. 40

Figura 5-10 Comportamiento de los SST en ARA y ART en la Fase 1 ............................................... 41

Figura 5-11 Comportamiento de la DQO en ARA, ARC y ART en la Fase 2 ...................................... 41

Figura 5-12 Comportamiento de los SST en ARA, ARC y ART en la Fase 2 ................................... 42

Figura 5-13 Comportamiento de la DQO afluente y la relación DQOfiltrada/DQOtotal, (ARA-Fase 1 y

ARC-Fase 2) ....................................................................................................................................... 43

Figura 5-14 Comportamiento de los SSTLM en el RC para la Fase 1 ................................................ 44

Figura 5-15 Comportamiento de los SSTLM en el RC para la Fase 2 ................................................ 44

Figura 5-16 Comportamiento de los SST y relación SSV/SST en el RC para ambas Fases .............. 45

Figura 5-17 Comportamiento de los SSTLM en el RE para la Fase 1 ................................................ 46

Figura 5-18 Comportamiento de los SSTLM en el RE para la Fase 2 ................................................ 46

Figura 5-19 Comportamiento de los SST y SSV en el RE (Fase 1 y Fase 2) ..................................... 47

Figura 5-20 Comportamiento de los SST en REC para la Fase 1 ...................................................... 48

Figura 5-21 Comportamiento de los SST en REC para la Fase 2 ...................................................... 48

Figura 5-22 Comportamiento de los SST y SSV en Ppal, P2.4, Flotante y Espuma para la Fase 1 .. 49

Figura 5-23 Comportamiento de los SST y SST en Ppal, P2.4, Flotante y Espuma para la Fase 2 ... 50

Figura 5-24 Comportamiento de la constante V0 de Vesilind .............................................................. 51

Figura 5-25 Comportamiento de la constante k de Vesilind ................................................................ 51

Figura 5-26 Comportamiento del IVL para RC y RE, Fase 1 y Fase 2. .............................................. 52

Figura 5-27 IVLD e IVL en el RC para la Fase 1(a) y Fase 2 (b) ........................................................ 53

Figura 5-28 Comportamiento de la carga de ST para los diferentes puntos de purga del

sedimentador secundario ................................................................................................................... 54


8

Figura 5-29 Coeficiente de producción de solidos .............................................................................. 54

Figura 5-30 Microorganismos predominantes en el licor mixto (RC y RE) para la Fase 1 .................. 56

Figura 5-31 Microorganismos predominantes en el licor mixto (RC y RE) para la Fase 2 .................. 56

Figura 47 Dinámica de los solidos en el SLAEC para las Fases evaluadas ....................................... 58


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LISTA DE ANEXOS

ANEXO 1. Datos Generales FASE 1

ANEXO 2. Estadígrafos Datos Generales FASE 1

ANEXO 3. Datos Generales FASE 2


ANEXO 5. Variables de Sedimentabilidad del Lodo FASE 1

ANEXO 6. Variables de Sedimentabilidad del Lodo FASE 2

ANEXO 7. Carga Eliminada y Producción de Lodos

ANEXO 8. Concentraciones SV y ST en los Puntos de Purga


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RESUMEN

Esta investigación se orientó a evaluar y comparar a escala piloto, la influencia de la clarificación primaria sobre la dinámica de los sólidos en un Sistema de Lodos Activados bajo la modalidad de Estabilización por Contacto (SLAEC) tratando agua residual doméstica sin clarificación primaria con un sistema que cuenta con esta etapa, con el fin de reconocer las diferencias en términos de eficiencias de reducción y de la cantidad, concentración y distribución de los mismos, además de sus características de sedimentabilidad. Este estudio se llevó a cabo en la Planta Piloto perteneciente a la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de Cañaveralejo, PTAR-C, durante un periodo de 183 días; correspondiendo a 114 días para la evaluación del sistema sin clarificación primaria (Fase 1) y 69 días cuando esta etapa de tratamiento fue implementada (Fase 2). Se mantuvieron las siguientes variables de operación: TRC: 6d, R: 40%, TRHneto: 0,84h en RC y 4,3h en RE. Para las dos fases evaluadas se obtuvieron eficiencias de reducción en DQO y SST superiores al 80%. Así mismo, se evaluó la calidad de los sólidos en términos de sedimentabilidad, mostrando pobres características en ambas fases, siendo más acentuadas cuando el SLAEC no contó con la etapa de clarificación primaria (Fase 1), aspecto que se asoció a la ausencia en esta fase del efecto amortiguador que puede generar la clarificación primaria sobre la variabilidad del AR y el ingreso al sistema de compuestos potencialmente nocivos en la estructura del floc. Por otra parte, se evidenció un coeficiente de producción de lodos más alto en la Fase 2 que en la Fase 1, siendo 0.56 ±0.38kg SST.kg DQOremovida

-1 y 0,35 ±0.45 kg SST.kg DQOremovida-1 respectivamente, siendo la Fase inicial la

que presento mayor variabilidad asociada posiblemente a sus características de sedimentabilidad. Palabras Claves: Lodos Activados, Estabilización por Contacto, Clarificación Primaria, Producción de Lodos, Agua Residual Doméstica, Dinámica de Sólidos, Eficiencia de Reducción.


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INTRODUCCIÓN Uno de los problemas ambientales más críticos y crecientes a nivel mundial lo constituyen las descargas de aguas residuales a las fuentes de agua, pues se estima que solo el 15% reciben algún tipo de tratamiento antes de ser vertidas (MAVDT, 2004). En Colombia, mediante los diagnósticos que se han realizado en cuanto a disposición de aguas residuales y generación de cargas contaminantes, se evidencia que en la mayoría de municipios, principalmente de la zona andina, se vierten directamente las aguas residuales a los cuerpos de agua ubicados dentro del perímetro urbano, constituyendo un factor de complejidad y una prioridad para que se planteen soluciones que permitan recuperar estos cuerpos receptores urbanos (MAVDT, 2004), no solo para proteger el ambiente, sino también por razones socioeconómicas, dado su alto costo en materia de salud y calidad de vida (Noyola, 2007). Entre los sistemas utilizados para reducir principalmente los componentes orgánicos del agua residual se encuentran los de tipo biológico, que pueden ser aerobios o anaerobios. El sistema de Lodos Activados hace parte de los sistemas de tratamiento biológico aerobio, donde los microorganismos en medio suspendido, transforman la materia orgánica presente en el agua residual en CO2 y biomasa adicional (Cabezut y Sánchez, 1998). La principal ventaja del sistema de Lodos Activados es que permite obtener bajos valores de concentración de materia orgánica y de sólidos suspendidos en el líquido tratado, además es muy estable a variaciones de carga y su operación puede ser ajustada a diferentes condiciones; sin embargo, un aspecto limitante de este sistema es la alta generación de sólidos, los cuales necesitan ser tratados a través de otros procesos para ser dispuestos al ambiente y así no generar problemas de contaminación (Reyes et al., 2008). Por otra parte, es común que en algún momento y por diversas razones, este tipo de sistemas biológicos de tratamiento sufran anomalías que alteren su normal funcionamiento, relacionadas principalmente con la separación del lodo en las unidades clarificadoras (Hossain, 2004; Castillo et al., 2008), constituyendo un punto crítico, puesto que la efectividad del sistema de Lodos Activados está ligada a las características fisicoquímicas y de sedimentabilidad de los flocs (Barbusinski y Koscielnialk, 1994). Debido a que la cantidad y calidad de los sólidos producidos en un sistema de Lodos Activados depende de la naturaleza del afluente, la configuración de los procesos y las condiciones operacionales (van Haandel y van der van der Lubbe, 2007), donde es evidente tanto su relación con la eficiencia del sistema como en la determinación de la complejidad del tratamiento requerido para su apropiada disposición (Romero, 2000), es de vital importancia realizar una adecuada caracterización y cuantificación de los mismos (Viessman y Hammer, 1998). Una de las modalidades del sistema de Lodos Activados es la de Estabilización por Contacto que fue desarrollado para sacar ventaja de las características de adsorción del lodo activo (Romero, 2000). Bajo esta modalidad, el sistema puede funcionar sin necesidad de clarificación primaria (Ramalho, 1996) además de manejar bajos tiempos de retención hidráulicos (TRH) y no demandar grandes áreas para su implementación (Winkler, 2000).


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De acuerdo con lo anterior, el presente trabajo de investigación determinó a escala piloto la influencia de la clarificación primaria sobre la dinámica de los sólidos en un sistema de Lodos Activados bajo la modalidad de Estabilización por Contacto, para de esta manera contribuir directamente a la determinación preliminar de la viabilidad de esta modalidad de tratamiento en lo relacionado con la dinámica de los sólidos e indirectamente al cumplimiento de los objetivos nacionales y globales en cuanto a la validación de nuevas alternativas de tratamiento en pro de la disminución de los impactos ambientales, sanitarios y socioeconómicos generados por la inadecuada disposición de residuos líquidos a las fuentes de agua. El presente trabajo de investigación se enmarcó dentro del proyecto “Estudio preliminar del tratamiento secundario en un sistema de Lodos Activados bajo la modalidad de Estabilización por Contacto sin Clarificación Primaria” desarrollado por el Grupo de Investigación Estudio y Control de la Contaminación Ambiental (EECA) y el cual fue financiado por las Empresas Municipales de Cali (EMCALI EICE-ESP) y la Universidad del Valle.


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2. OBJETIVOS

GENERAL

Evaluar la influencia de la clarificación primaria sobre la dinámica de los sólidos en un sistema de lodos activados bajo la modalidad de estabilización por contacto (SLAEC) ESPECIFICOS

Evaluar el comportamiento de los SST y SSV generados en un SLAEC con y sin clarificación primaria

Determinar la producción de sólidos en términos de SST y SSV en un SLAEC con y sin clarificación primaria

Comparar las características de sedimentabilidad y la producción de los sólidos en términos de la concentración de SST y SSV entre un sistema de Lodos Activados bajo la modalidad de Estabilización por Contacto sin clarificación primaria con un sistema que cuenta con esta etapa


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3. MARCO REFERENCIAL

3.1. SISTEMA DE LODOS ACTIVADOS

El sistema de Lodos Activados (SLA) es el proceso biológico más utilizado actualmente para el tratamiento de aguas residuales domésticas e industriales (Chaves et al., 2003). Fue desarrollado en Inglaterra, en 1914, por Ardern y Lockett y consiste básicamente en el contacto del agua residual (AR) con una población mixta de microorganismos, en forma de suspensión floculenta bajo un sistema aireado y agitado. Los tres componentes básicos de este sistema son: (i) Un reactor en el cual los microorganismos responsables del tratamiento se encuentran en medio suspendido y aireado; (ii) Una separación sólido – liquido, generalmente en un tanque de sedimentación; y (iii) un mecanismo de recirculación para el retorno al tanque de aireación de los sólidos removidos en la fase de separación (Metcalf y Eddy, 2003). Ciertas versiones del sistema se usan sin una etapa primaria de tratamiento (Winkler, 2000; Ramalho, 1996). En el sistema de Lodos Activados, la materia en suspensión y la coloidal se reducen rápidamente en el efluente por adsorción y aglomeración en los flocs, para luego descomponerse de manera más lenta debido a la actividad metabólica de los microorganismos, produciendo CO2 y agua, además de nuevo material celular. Parte del material celular se descompone mediante un proceso llamado “respiración endógena”. Una vez se alcanza el grado de tratamiento, el material celular, también llamado biomasa o lodo se separa del AR generalmente por asentamiento (Winkler, 2000). La Figura 3-1 muestra un esquema del sistema de lodos activados convencional, así como una representación gráfica de la dinámica de los sólidos bajo esta modalidad.

Materia

Orgánica+ +

Lodo

ActivoO2

Sintesis

CO2, H2O

NO3, SO4, PO4

Generación de

nuevo lodo activo

Degradación

Lo

do

Rec

ircu

lad

o

Agua Residual

Efluente

Purga de

Lodos

Tanque de Aireación

Aire

Sedimentador

Secundario

Hidrolisis –Oxidación

Figura 3-1 Representación gráfica del sistema de lodos activados FUENTE: Adaptado de Gray, 2004


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Adicional a la recirculación del lodo necesaria para mantener en el licor mixto la concentración de material celular activo, se realiza una purga del excedente de la biomasa producida para su posterior tratamiento y disposición (Cisterna y Alvarado, 2000), donde el tiempo de retención celular y el balance de sólidos en el sistema condicionan la cantidad de lodo a ser retirado. Esta actividad, sin considerar aspectos tales como los relacionados con el escape del lodo en el efluente o la posible evacuación de material flotante donde estos puedan estar integrados; puede realizarse en diferentes puntos del sistema de tratamiento. Uno de ellos es considerado como “control hidráulico” y consiste en la evacuación del lodo directamente desde el tanque de aireación. Los otros puntos hacen referencia a la purga del lodo desde la línea de recirculación o desde la unidad de sedimentación (Gray, 2004). Existen varias modalidades del sistema de lodos activados entre los cuales se destacan: Convencional, Aireación Extendida, Aireación Escalonada, Proceso Krauss y Estabilización por Contacto (Romero, 2000)

3.1.1. Lodos Activados bajo la modalidad de Estabilización por Contacto (SLAEC)

Estabilización por Contacto es una modificación del proceso de Lodos Activados y fue investigado primero en Inglaterra por Coombs, 1922 y después en Estados Unidos por Ulrich y Smith, 1951 (citados por Sarıoğlu et al., 2003). Este proceso procura explotar al máximo la propiedad de bio-absorción que tienen los flocs biológicos (Orozco, 2005) y consiste en mezclar las aguas residuales crudas con lodo activo recirculado en un tanque aireado, llamado de contacto, durante 30 a 90 minutos (Romero, 2000). Una vez la bio-absorción ocurre, se sedimentan los lodos, fluyendo el sobrenadante como efluente. Estos lodos han absorbido la materia orgánica pero no la han oxidado, por lo que deben enviarse a un tanque de estabilización por un periodo de tres a seis horas. Este tanque contiene lodos altamente concentrados (Orozco, 2005). Durante el periodo de estabilización los componentes orgánicos absorbidos se rompen mediante degradación aerobia. El lodo estabilizado que abandona el tanque de estabilización lo hace en condiciones de “inanición” y dispuesto por lo tanto, a absorber residuos orgánicos (Ramalho, 1996). Por otra parte, una porción del lodo recirculado se desecha para mantener un nivel constante de sólidos suspendidos volátiles en el licor mixto (SSVLM). El sistema bajo esta modalidad permite reducir la capacidad del tanque de aireación en un 50% aproximadamente (Romero, 2000), lo que se traduce en una ventaja frente al proceso convencional (Ramalho, 1996). Otra de las principales características del SLAEC radica en que opera bien cuando el agua residual contiene una proporción elevada de DBO en las formas coloidal y en suspensión, típico de aguas residuales domésticas que solo han sido expuestas a tratamiento preliminar, comúnmente denominadas aguas residuales crudas. Lo anterior conlleva a aspectos favorables como la eliminación de sedimentadores primarios, así como de los costos asociados al manejo de los lodos y olores generados en esta unidad de tratamiento (Ramalho, 1996).


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3.1.2. Variables de operación y diseño del SLAEC

El adecuado conocimiento del sistema de tratamiento así como el control de eventos desfavorables que puedan desestabilizar su comportamiento, se logra mediante la definición y el seguimiento de los variables operacionales y de diseño. Entre los variables en cuestión se encuentra los SSVLM, el TRC, relación A/M, la fracción de distribución de lodo (α) y el porcentaje de recirculación de lodo (R).

Solidos suspendidos volátiles en el licor mixto (SSVLM)

El sistema de lodos activados bajo la modalidad de estabilización por contacto se caracteriza por presentar dos tanques de aireación con concentraciones diferentes de SSVLM, una para el reactor de contacto (RC) y otra para el reactor de estabilización (RE), siendo este último de mayor concentración debido a que es alimentado por el lodo de recirculación. Lo anterior presenta una ventaja para esta modalidad en comparación a otras configuraciones ya que permite mantener la mayor parte de la biomasa en una unidad más pequeña. Los rangos recomendados para RC son de 1000 a 4000 mgSSVLM.L-1 y para RE de 4000 a 10000 mgSSVLM.-1 (Grady et al., 1999; Rittman y McCarty, 2001; Orozco, 2003)

Tiempo de retención celular (TRC)

El lodo o biomasa requiere una cierta cantidad de tiempo para asimilar el sustrato y reproducirse, que en caso de no garantizarse en la operación del sistema, conlleva al desequilibrio de las eficiencias de tratamiento (Droste, 1997). El tiempo promedio que la biomasa permanece en el tanque de aireación antes de ser desechadas se define como TRC y relaciona la masa de SSV en el sistema y la entrada total de SSV en el mismo por síntesis de biomasa y transporte hidráulico con la alimentación inicial (Ramalho, 1996). El TRC es uno de los variables operacionales más importantes en el SLA (van Haandel y Marais, 1999), puesto que afecta el comportamiento del proceso de tratamiento, el volumen del tanque de aireación, la producción de lodos y los requerimientos de oxígeno en el sistema (Metcalf y Eddy, 2003). El TRC en una planta de tratamiento esta influenciado por la estabilidad del proceso y de las características de sedimentabilidad del lodo. Los valores recomendados para la modalidad de estabilización por contacto se encuentran entre 4 y 15 días (Grady et al., 1999; van Haandel y van der Lubbe , 2007). Generalmente, con TRC mayores de 12 días, la producción de lodos será inferior, porque el alimento es escaso y los microorganismos se establecen en respiración endógena (Romero, 2000). Una limitante que conlleva a mantener periodos cortos de TRC (2 a 3 días) tiene que ver con los predadores de bacterias libres (aquellas que no están agregadas a los flocs) los cuales no se desarrollan, obteniéndose una calidad baja del efluente, ya que parte del lodo activo es descargado como bacterias libres en el efluente y las concentraciones de DBO5 y SST tienden a ser altas, en cambio TRC entre 5 a 8 días los predadores


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de bacterias libres se desarrollan y la concentración de DBO5 y SST es inferior (van Haandel y van der Lubbe ,2007). El TRC puede ser calculado de acuerdo con la ecuación 3.1:

VEwVWw

VREREVRCRC

XQQXQ

XVXVTRC

)( Ecuación 3.1

Dónde: TRC: Tiempo de retención celular; d VRC: Volumen reactor de contacto; L VRE: Volumen reactor de estabilización; L XVRC: Concentración de SSVLM en el reactor de contacto; mg.L-1 XVRE: Concentración de SSVLM en el reactor de estabilización; mg.L-1 QW: Caudal de purga de lodo; L.d-1 XVW: Concentración de SSV del lodo de purga; mg.L-1

Q: Caudal afluente; L.d-1 XVE: Concentración de SSV en el efluente; mg.L-1

Relación Alimento/Microorganismos (A/M).

La relación A/M representa la carga neta aplicada, susceptible de ser absorbida por los microorganismos en el reactor de contacto y a ser utilizada en el reactor de estabilización. Los valores típicos recomendados de A/M para la modalidad estabilización por contacto se encuentran entre 0,1 a 0,6 kgDBO5.(kgSSV.d)-1 (Orozco y Salazar, 1985; Metcalf y Eddy, 2003) el cual se expresa en la Ecuación 3.2 (von Sperling, 1997):

VREREVRCRC

b

XVXV

SQ

M

A .

Ecuación 3.2

Dónde: A/M: Relación Alimento-Microorganismos (A/M); kgDBO5.(kgSSV.d)-1 Q: Caudal Afluente; L.d-1

XVRC; XVRE: Concentración de SSVLM en el reactor de Contacto y Estabilización respectivamente; mg.L-1 Sb: Materia orgánica biodegradable; mgDBO5.L-1 VRC; VRE: Volumen del reactor de contacto y reactor de estabilización respectivamente; L


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Fracción de distribución de lodos α.

Esta fracción representa la cantidad de biomasa en el Reactor de Contacto relacionada con la biomasa total del sistema, los valores recomendados están alrededor de 0,1 y 0,2 (Gujer y Jenkins, 1975). Según Sarioglu et al. (2003) α se define como se presenta en la Ecuación 3.3:

RERERCRC

RCRC

XVXV

XV

Ecuación 3.3 Dónde: XRC; XRE: Concentración de SSVLM en el reactor de Contacto y Estabilización respectivamente (mg.L-1) VRC; VRE: Volumen del reactor de contacto y reactor de estabilización respectivamente (L)

VRC: Volumen reactor de contacto; L VRE: Volumen reactor de estabilización; L XRC: Concentración de SSTLM en el reactor de contacto; mg.L-1 XRE: Concentración de SSTLM en el reactor de estabilización; mg.L-1

Porcentaje de Recirculación de Lodo (R). Este parámetro es considerado de gran importancia en el sistema de lodos activados, su valor suele ser elegido para satisfacer una concentración razonable de sólidos recirculados en el sistema y por consideraciones económicas. El modelo de recirculación consiste en igualar la masa de lodo introducido al reactor teniendo en cuenta la recirculación, con la masa de lodos que pasan hasta el sedimentador secundario. La cantidad de lodo a ser recirculado depende principalmente de la concentración presente en el sedimentador secundario. La recirculación puede ser expresada como se presenta en la Ecuación 3.4 (Sarioglu et al., 2003):

1

11

RC

REC

RC

X

XTRC

TRH

R

Ecuación 3.4

Donde: α: Fracción de distribución de lodos TRHRC: Tiempo de retención hidráulico en el reactor de contacto; (h)

XRC: Concentración de biomasa en el reactor de contacto; mgSSTLM.L-1 XREC: Concentración total de biomasa recirculada; mgSSTLM.L-1


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3.2. SEDIMENTACION EN EL SISTEMA DE LODOS ACTIVADOS

3.2.1. Tipos de sedimentación La sedimentación se utiliza en el tratamiento de aguas residuales para separar los sólidos en suspensión de las mismas. Esta operación se basa en la diferencia de peso específico entre las partículas sólidas y el líquido donde se encuentran. En algunos casos, la sedimentación es el único tratamiento al que se somete el agua residual. Puede producirse en una o varias etapas o en varios de los puntos de los procesos de tratamiento (Ramalho, 1996). De esta manera, la sedimentación tiene como principal objetivo la generación de un efluente clarificado, sin embargo, también es útil para lograr el espesamiento o concentración de lodo para su posterior tratamiento. Entre los objetivos de la aplicación de la sedimentación en el tratamiento del AR se encuentran (von Sperling, 2007):

Tratamiento preliminar: → Sedimentación de partículas inorgánicas de gran dimensión

Tratamiento primario: → Sedimentación de los sólidos suspendidos

Tratamiento secundario: → Separación de sólidos principalmente de tipo biológico

Tratamiento de lodos: → Espesamiento de lodo primario y/o lodo de exceso

Tratamiento fisicoquímico: →Sedimentación de sólidos por precipitación química Pueden considerarse cuatro tipos de mecanismos o procesos de sedimentación dependiendo de la naturaleza de los sólidos presentes en suspensión (Ramalho, 1996, von Sperling, 2007), las cuales se esquematizan en la Figura 3-2:

Sedimentación Discreta: las partículas que se depositan mantienen su individualidad, o sea no se someten a un proceso de coalescencia con otras partículas. En este caso, las propiedades físicas de las partículas (Tamaño, Forma, Peso específico) no cambian durante la operación.

Sedimentación Floculenta: la aglomeración de las partículas va acompañada de cambios en la densidad y en la velocidad de sedimentación o precipitación. La sedimentación que se lleva a cabo en los clarificadores o sedimentadores es un ejemplo de esta operación.

Sedimentación Zonal: las partículas forman una especie de manto que sedimenta como una masa total presentando una interfase distinta con la fase liquida. La sedimentación que ocurre en los sedimentadores secundarios de los sistemas de lodos activados es un ejemplo de este proceso.

Sedimentación por compresión: Ocurre un aumento en el peso de las partículas, por efecto de la trayectoria descendente y el encuentro entre las mismas. Parte del contenido de agua es evacuado por la masa de lodo, favoreciendo la disminución su volumen.


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Sedimentación Discreta Sedimentación Floculenta

Sedimentación Zonal o Retardada Sedimentación por compresión

Figura 3-2 Representación gráfica de los tipos de sedimentación predominantes en el tratamiento del AR

FUENTE: von Sperling (2007)

3.2.2. Características de los sólidos presentes en el agua residual

El agua residual doméstica (ARD) contiene aproximadamente 99.9% de agua, la parte remanente la constituyen los sólidos suspendidos, disueltos tanto orgánicos como inorgánicos, junto con microorganismos, por lo que la contaminación toma lugar en solo una pequeña fracción (von Sperling, 2007), de ahí que su característica física más importante la constituye el contenido de sólidos (Metcalf y Eddy, 2003). La materia orgánica (MO) a menudo está en forma de partículas en suspensión, por lo que es necesario diferenciar entre los Sólidos Suspendidos (SS) y los Sólidos Disueltos (SD). Los SD representan el material soluble y coloidal, los cuales requieren usualmente para su reducción en el AR, oxidación biológica o coagulación y sedimentación (Orozco, 2005). Asimismo, los sólidos pueden ser volátiles (SV), que indican la procedencia orgánica, o fijos que se presumen como sólidos inorgánicos. Los más importantes en el AR son los SST, en especial los SSV que representan la MO (Orozco, 2005). En la Tabla 3-1 se muestra la características de los sólidos presentes en el AR y en la Figura 3-3 se muestra un esquema de su clasificación.


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Tabla 3-1 Tipos de Sólidos presentes en el Agua Residual

TIPO DE SÓLIDOS DESCRIPCION

Totales Sólidos orgánicos e inorgánicos; suspendidos y disueltos; sedimentables

Suspendidos Fracción de los sólidos orgánicos e inorgánicos que son no filtrables

Fijos Compuestos minerales, no oxidables por calentamiento, inertes, los cuales forman parte de los SST

Volátiles Compuestos orgánicos, oxidables por calentamiento, los cuales forman parte de los SST

Disueltos Fracción de los sólidos orgánicos e inorgánicos que son filtrables. Normalmente son considerados por tener una dimensión menor que 10-3 µm

Fijos Compuestos minerales de los sólidos disueltos

Volátiles Compuestos orgánicos de los sólidos disueltos

Sedimentables Parte de los sólidos orgánicos e inorgánicos que sedimentan en una hora en un cono Imhoff. Son un indicador aproximado de la sedimentación que ocurre en un clarificador primario.


Por otra parte, los Sólidos Sedimentables (SSed) son de gran importancia en el AR, ya que sirven para determinar la cantidad y características de sedimentabilidad de los sólidos en el afluente que se pueden separar por sedimentación simple. Se determinan por el volumen (mL) de sólidos que se asientan en un tiempo determinado, en un recipiente cónico conocido como Cono Imnoff aunque es posible lograr su determinación por método gravimétrico (Orozco, 2005).


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3.2.3. Tipos de sólidos en el tratamiento del AR Las características de los sólidos varían mucho dependiendo, de su edad, del tipo de proceso del cual provienen y de la fuente original de los mismos. Los sólidos que se producen en los procesos de tratamiento de AR son principalmente los siguientes:

SÓLIDOS TOTALES (ST)

SÓLIDOS INORGÁNICOS TOTALES O FIJOS (SF)

T) T: 103 – 105°C SÓLIDOS VOLÁTILES TOTALES (SV)

ST = SF + SV

SÓLIDOS TOTALES (ST)

SÓLIDOS SUSPENDIDOS (SS)

SÓLIDOS DISUELTOS (SD)

SÓLIDOS SUSPENDIDOS INORGÁNICOS (SSI)

SÓLIDOS SUSPENDIDOS VOLÁTILES (SSV)

SÓLIDOS DISUELTOS INORGÁNICOS (SDI)

SÓLIDOS DISUELTOS VOLÁTILES (SDV)

SS = SSI + SSV

SD = SDI + SDV

SS

SD

Figura 3-3 Esquema determinación de los sólidos presentes en el AR

FUENTE: Orozco (2005)

Sólidos primarios: muchas plantas de tratamiento de AR usan la clarificación primaria para remover los sólidos sedimentables, los cuales son rápidamente decantados por acción de la gravedad, al lodo que formado por esta operación se denomina lodo primario, se compone de sólidos orgánicos y pequeñas partículas inorgánicas, y su composición varía ampliamente dependiendo del tipo de AR. Su concentración varía dependiendo de cómo los sólidos son evacuados de la unidad de clarificación, puesto que entre más frecuente se realice esta operación, es de esperarse una menor concentración de sólidos. Plantas que reciben AR provenientes de alcantarillados combinados así como aguas lluvias y de infiltración, pueden tener una gran variación de la concentración de SV y cantidad de lodo primario (WEF, 2003). Adicionalmente, cuando se presenta una inadecuada separación del material inorgánico como arenas, se puede incrementar la producción de sólidos, en estos casos la concentración de SSV decrece aproximadamente en un 60% (WEF, 2003). Los sólidos primarios son generalmente de color gris, textura oleosa, y poseen un olor extremadamente molesto, pueden digerirse fácilmente si se adoptan condiciones adecuadas de funcionamiento (Metcalf y Eddy, 2003).

Sólidos secundarios: son los sólidos generados por la actividad microbiológica. También incluyen la materia particulada que no es removida en la etapa primaria pero que es incorporada a la biomasa (WEF, 2003). Los sólidos secundarios están presentes en sistemas de tratamiento


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como filtros percoladores, biodiscos entre otros. En el caso del sistema de LA, el lodo tiene generalmente una apariencia floculenta de color marrón. Si su color es muy oscuro puede estar próximo a volverse séptico, mientras que si el color es más claro de lo normal, puede haber estado aireado insuficientemente y los sólidos tendrán tendencia a sedimentar lentamente. El lodo en buenas condiciones tiene un olor característico a tierra que no es molesto, además tiende a convertirse a séptico con bastante rapidez y luego adquiere olor bastante desagradable de putrefacción. Se digiere solo o con lodos primarios (Metcalf and Eddy, 2003)

3.2.4. Características fisicoquímicas de los sólidos presentes en sistemas de lodos activados (LA)

El lodo generado en un sistema de LA está conformado por los sólidos suspendidos del licor mixto. La concentración de sólidos puede ser determinada experimentalmente, pesando una muestra de lodo filtrado después de haberse expuesto a 105 °C, con lo que se obtiene la concentración de sólidos suspendidos totales (SST). Estos sólidos se dividen en orgánicos e inorgánicos (van Haandel y van der Lubbe, 2007). Los lodos inorgánicos son los generados a través de la floculación de partículas inorgánicas del afluente, tales como arcilla y sedimento; y en las aguas residuales municipales representan entre el 20 al 35% de los SST (van Haandel y Marais, 1999). La concentración de estos sólidos puede ser determinada experimentalmente a través de la medida de los sólidos totales (ST) después de ser expuestos a una temperatura de 550 °C, donde se realiza la combustión completa de los sólidos orgánicos. La concentración de sólidos orgánicos es calculada a partir de la diferencia de pesos en esta última exposición, debido a que bajo esta temperatura “desaparecen” llamados sólidos suspendidos volátiles (SSV) (van Haandel y van der Lubbe, 2007). Para describir el comportamiento del sistema de lodos activados Marais y Ekama (1976 citado por van Haandel y Marais, 1999) sugirieron una subdivisión de los sólidos orgánicos en dos fracciones básicas: (i) lodo activo, compuesto por los microorganismos que actúan en el metabolismo de la materia orgánica afluente y (ii) lodo inactivo, compuesto por el material orgánico que no ejerce actividad metabólica.

Lodo Activo: El lodo activo es el generado a partir de la síntesis de la materia orgánica afluente (van Haandel y Marais, 1999) y está comprendido por complejas comunidades de microorganismos como bacterias, hongos y protozoarios (Yuan y Blackhall, 2002). Asimismo, dependiendo de las condiciones operacionales, pueden presentarse organismos más complejos como los rotíferos (van Haandel y van der Lubbe, 2007). La fracción activa es la encargada realmente de la conversión del sustrato (von Sperling, 2007).

Lodo Inactivo: El lodo inactivo está compuesto por la materia orgánica no biodegradable y se subdivide en dos fracciones: (1) lodo inerte y (2) residuo endógeno. El lodo inerte es generado


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por la acumulación de la materia orgánica particulada no biodegradable presente en el afluente, mientras que el residuo endógeno se origina por el decaimiento del lodo activo (van Haandel y Marais, 1999).

3.2.5. Características de sedimentabilidad de los sólidos en el sistema de lodos activados

Las características de sedimentabilidad de lo sólidos en el sistema de lodos activados, pueden ser establecidas a partir del Índice Volumétrico de Lodos (IVL), Índice Volumétrico de Lodos Diluido (IVLD) y Velocidad de Sedimentación Zonal (VSZ).

Índice Volumétrico de Lodos (IVL)

El Índice Volumétrico de Lodos (IVL) es el test de sedimentabilidad de lodos más conocido y aplicado (Mohlman, 1934; citado por van Haandel y Marais, 1999). Se determina permitiendo la sedimentación de un litro de lodo activado en una probeta graduada del mismo volumen, durante un periodo determinado, generalmente de 30 minutos (Romero, 2000). Matemáticamente el IVL se puede expresar como sigue (Droste, 1997):

1.1000 gmgX

yIVL

t Ecuación 3.5

Donde: IVL : Índice Volumétrico de Lodos (mL.g-1) y : Volumen asentado de lodo (mL.L-1) Xt : Contenido de sólidos en el licor mixto (mgSSTLM.L-1)

El IVL indica la asentabilidad de los lodos, en otras palabras, la capacidad de separación de la biomasa. Algunos autores consideran un IVL entre 50 mL.g-1 y 150 mL.g-1 como indicador de un lodo de buena sedimentabilidad, mientras que otros consideran adecuado un valor ≤ 50 mL.g-1 y poco conveniente un valor mayor de 150 mL.g-1. En general, el IVL óptimo debe determinarse para cada sistema de tratamiento en particular pues es función de la carga de sólidos sobre el sedimentador, el agua residual y el proceso usado en cada caso (Romero, 2000).

Diversos autores han asociado los altos valores de IVL con la presencia del fenómeno conocido como bulking (estado del lodo donde la velocidad de sedimentación es baja y su compresibilidad es pobre), el cual es ocasionado frecuentemente por microorganismos de tipo filamentoso (Hossain, 2004; Rossle et al., 2009).


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Existen muchos factores que afectan el IVL y se deben principalmente a condiciones operacionales como la relación Alimento / Microorganismos (A/M) y el Tiempo de Retención Celular (TRC). Altas cargas orgánicas fomentan la producción de microorganismos de altos requerimientos energéticos, y generan flujo disperso de baja floculación. De este modo, altas relaciones A/M no favorecen la sedimentación (Orozco, 2005). Bye y Dold (1998) citado por Rossle y Pretorius (2009) establecieron la interferencia de la concentración del lodo como la principal limitación del ensayo de IVL, por lo tanto se hace necesario la implementación de otros variables como el IVL diluido para eliminar dicha interferencia (van Haandel y van der Lubbe, 2007). La Figura 3-4 presenta la curva asociada a la interferencia de la concentración de sólidos en la determinación del IVL.

Figura 3-4 Representación gráfica de la relación entre la concentración del lodo, el IVL y el volumen

asentado del lodo

FUENTE: Orozco (2005) y Ramalho (1996)

Índice Volumétrico de Lodos Diluido (IVLD) Stobbe (1964) citado por van Haandel y van der Lubbe (2007) desarrolló el índice volumétrico de lodo diluido (IVLD), el cual se basa en la presunción de que cuando el volumen de lodo después de sedimentado es menor que el 25% del volumen inicial, el IVL calculado es prácticamente constante y no depende de la concentración inicial del lodo. En la Tabla 3-2 se registran los valores típicos tanto para el IVL como para el IVLD.


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Tabla 3-2 Rangos y valores típicos de IVL, IVLD

Sedimentabilidad

Valores para el Índice Volumétrico de Lodos (mL.g-1) IVL IVLD

Rango Típico Rango Típico

Optima 0-50 45 0-45 40

Buena 50-100 75 45-95 70

Media 100-200 150 95-165 130

Pobre 200-300 250 165-215 190

Muy Pobre 300-400 350 215-305 260


Velocidad de Sedimentación Zonal (VSZ)

La sedimentación zonal se presenta en sedimentadores con lodos activos con concentraciones que exceden los 500 mg.L-1 (Ramalho, 1996), donde las partículas que conforman el lodo se encuentran a distancias tan reducidas que se adhieren entre sí y sedimentan masivamente, conformando una clara superficie de separación entre los flocs y el líquido sobrenadante (Oliva et al., 2008). La sedimentación zonal puede ser determinada en un equipo de sedimentación desarrollado por White (1975) citado por van Haandel y Marais (1999). El equipo consiste en un cilindro vertical transparente en la cual se dispone una suspensión de lodo activo. El lodo es agitado suavemente con un agitador vertical unido a un eje central accionado por un motor de baja revolución (van Haandel y Marais, 1999). En la Figura 3-5 se observa la representación gráfica del equipo y una curva típica de la interface lodo-sobrenadante.

Figura 3-5 Esquema de White y la curva típica asociada para la determinación de la VSZ FUENTE: Adaptado de van Haandel y Marais (1999)


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El comportamiento típico de la sedimentación en el equipo de VSZ, se describe a continuación:

Algunos minutos después de dispuesto el lodo, se forma una interfase definida que separa la fase líquida o sobrenadante del lodo en sedimentación ubicado en la fracción inferior.

En la región situada debajo de la interface sobrenadante-sólidos en suspensión, las partículas de lodo sedimentan en la misma proporción, por lo que la interfase también es desplazada en esta misma proporción.

Simultáneamente, en el fondo del cilindro se acumula lodo con alta concentración. Con el tiempo, cada vez más una mayor parte del lodo en suspensión pasa a ser parte de este lodo concentrado (van Haandel y Marais, 1999).

En determinado momento, la interfase alcanza el lodo concentrado del fondo. Cuando la interfase se aproxima al lodo concentrado, la velocidad de desplazamiento de la interfase comienza a decrecer gradualmente (Ekama et al., 1986) debido a la viscosidad y la densidad de la suspensión (Ramalho, 1996).

Los modelos más conocidos para relacionar la VSZ y la concentración del lodo son los desarrollados por Vesilind (1968) y por Dick (1972) citados por van Haandel y van der Lubbe (2007) y se pueden expresar matemáticamente como se muestra en la Ecuaciones 3.6 y 3.7: Ecuación de Vesilind:

tX*k

0 evVSZ

Ecuación3.6

Ecuación de Dick:

K

tX 0VVSZ

Ecuación 3.7

Donde: VSZ : Velocidad de Sedimentación Zonal (m.h-1) X : Concentración de SST (g.L-1) vo, Vo y k, K : Constantes de sedimentación zonal (m.h-1 y L.g-1 respectivamente)

Aunque el test de velocidad de sedimentación zonal describe adecuadamente el comportamiento de la sedimentabilidad de los lodos, no es de uso frecuente en el control y operación de sistemas de tratamiento, como lo es el ensayo de IVL, esto debido probablemente a que la metodología para su determinación es más laboriosa (Renko, 1998). En la Tabla 3-3 se muestran los coeficientes Vo y K en función de las características de sedimentabilidad del lodo.


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Tabla 3-3 Valores de los coeficientes vo y k en función de las caracteristicas de sedimentabilidad

Sedimentabilidad

Velocidad de Sedimentación (m/h)v= vo*e(-kx)

vo (m.h-1)

k (m3.kg-1)

Optima 10,0 0,3

Buena 9,0 0,4

Media 8,6 0,5

Pobre 6,2 0,7

Muy Pobre 5,6 0,7


3.2.6. Factores que afectan la sedimentabilidad del lodo activado

Las condiciones ambientales en las plantas de tratamiento son cambiantes, y factores como el pH, la presencia de surfactantes, sulfuros y posibles condiciones anaerobias, además de las variaciones de la temperatura, pueden alterar la estabilidad del floc (Seka y Verstraete, 2003; Wilén et al., 2008). Por otra parte, los flocs se pueden desintegrar debido a las fuerzas cortantes que pueden ocurrir durante operaciones como la aireación o el bombeo (Wilen et al., 2008) conllevando al incremento del número de pequeños flocs y microorganismos dispersos en el efluente (Wilen et al., 2000; Wilen et al., 2003)

Temperatura: las variaciones de este parámetro tienen marcados efectos sobre las características microbiológicas y fisicoquímicas de la biomasa en sistemas de tratamiento biológico (Makinia et al., 2005 citado por Rossle et al., 2009), sin embargo estos efectos son opuestos entre sí (Gerardi, 2002). Lo anterior es debido a que por una parte, un incremento en la temperatura conlleva a un mejoramiento de la sedimentabilidad de los flocs debido a que la viscosidad y la densidad del agua disminuyen y por otra parte, bajo estas condiciones también hay un aumento en la actividad microbiológica y de las secreciones propias de los microorganismos, por lo que los flocs las adsorben conllevando a una disminución en sus propiedades de sedimentabilidad (Rossle et al., 2009).

Surfactantes: algunos contaminantes presentes en las aguas residuales pueden afectar negativamente la actividad microbiológica en los sistemas de tratamiento biológico, como es el caso de la presencia de surfactantes. Es bien conocido que los surfactantes pueden cambiar los variables morfológicos del floc, y como consecuencia, disminuyen su habilidad para sedimentar (Liwarska- Bizukojc y Bizukojc 2006). Así mismo, los surfactantes afectan adversamente la eficiencia del sistema de lodos activados, debido a que debilitan las partículas del floc, conllevando a la sálida de pequeños flocs en el efluente, tal como sucede cuando se tiene excesiva turbulencia en el sistema de aireación (Gerardi, 2002).


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Grasas y aceites: Las grasas y aceites en el agua residual se convierten en un factor limitante en el desempeño de sistemas de tratamiento como lodos activados, pues debido a que no son siempre retiradas de manera efectiva en las unidades de sedimentación primaria por su presencia en cantidades considerables en forma de emulsión, provocan la interferencia en la transferencia de oxígeno al interior de las células que conforman la biomasa. (Barba, 2002)

3.3. PRODUCCIÓN DE LODO EN SISTEMAS DE LODOS ACTIVADOS

La producción de lodo en sistemas de lodos activados o cualquier proceso de tratamiento biológico es función de las características del sustrato, el TRC y otras consideraciones ambientales como la temperatura en el licor mixto (Droste, 1997). La cantidad de sólidos producidos diariamente y las pérdidas del mismo, en un sistema de lodos activados puede determinarse matemáticamente. Para un tipo de agua residual dada, el valor del rendimiento observado (Yobs) (g SSV producidos/g de sustrato total consumido) varía dependiendo de la forma como se defina el sustrato: DBO5, DQOb (Demanda Química de Oxígeno Biodegradable) o DQO (Metcalf y Eddy, 2003) y se expresa matemáticamente en la ecuación 3.8:

gkgSSQYP obs SSVX,

3

0 10/1 Ecuación 3.8

Donde: PX,SSV : Producción neta diaria de lodo activo Yobs : Rendimiento observado, g SSV producidos/g de substrato reducido S0 : Concentración del afluente, mg/l S : Concentración del efluente, mg/l.

3.4. DINÁMICA DE LOS SÓLIDOS EN EL SISTEMA DE LODOS ACTIVADOS

Los sólidos están presentes en la conducción y los tanques que conforman la planta de tratamiento. Un buen recurso para la estimación de la producción de sólidos es la determinación de un balance de masa en el proceso de tratamiento. El balance debe considerar los constituyentes claves como caudal, SST y DBO5. (WEF, 2003). La Figura 3-6 muestra el diagrama de flujo del sistema de lodos activados bajo la modalidad de estabilización por contacto.


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Figura 3-6 Diagrama de flujo del sistema de lodos activados bajo la modalidad de estabilización por contacto FUENTE: Ramalho (1996)

Análogamente la dinámica de los sólidos a través de cada una de las unidades de tratamiento es similar al movimiento de dinero en un banco, donde se controlan las entradas y salidas de dinero, como también lo que permanece dentro de él, este conocimiento de la cantidad y la situación de inventario es fundamente al para halla una operación exitosa facilitando entre otros aspectos la implementación de soluciones tecnológicas para su adecuado manejo, incorporando el análisis costo beneficio, puesto que estas operaciones pueden representar cerca del 60 % de los costos de operación (FCMNRC,2004).

3.5. EXPERIENCIAS EN LA EVALUACION DEL COMPORTAMIENTO DE LOS SÓLIDOS EN SISTEMAS DE LODOS ACTIVADOS

Son comunes los inconvenientes presentados en la operación de sistemas de Lodos Activados, asociados tanto a las características fisicoquímicas y de sedimentabilidad de los sólidos como a la producción de los mismos (Schultz et al., 1982). Teniendo en cuenta lo anterior, se han desarrollado una variedad de técnicas y metodologías, prácticas y teóricas para describir la calidad y las características de los sólidos en sistemas de lodos activados pues son un factor determinante en la eficiencia del tratamiento. Schultz et al. (1982) evaluaron la producción de lodo para 16 sistemas de tratamiento de LA bajo diferentes modalidades, tratando aguas residuales domésticas y comerciales sin clarificación primaria ubicadas en cuatro estados de EEUU. Dos de los sistemas evaluados presentaron en su afluente, vertimientos de tipo industrial. En la determinación de la producción de lodos tuvieron en cuenta los sólidos propios del afluente y las variaciones de lodo en el sistema de tratamiento biológico como tal, obteniendo un coeficiente de producción promedio de 0.86 kg SST/DBOred, donde el 10% fue descargado en el efluente. Los autores mostraron la importancia de mantener un adecuado manejo y seguimiento de los sólidos generados en el sistema para lograr un efluente de alta calidad, recalcando que bajo esta modalidad de tratamiento, la dinámica de los sólidos difiere de


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lo esperado teóricamente, obteniéndose mayor producción de lodo por la inclusión de los sólidos primarios al tanque de aireación. Chudoba y Tucek (1985) corroboraron las predicciones observadas por Shultz et al. (1982) en cuanto a la producción de sólidos en SLA sin clarificación primaria. Los autores resaltaron que bajo estas condiciones de operación, el agua residual afluente estaba comprendida por sólidos suspendidos “primarios” y por ende, estos se encuentran igualmente presentes en el licor mixto del tanque de aireación junto con la biomasa producto del proceso biológico. Para describir este comportamiento, establecieron un balance de masa tanto para los sólidos suspendidos primarios como para la biomasa, a través de ecuaciones que predijeron las cantidades de materia orgánica biodegradable, no biodegradable y sólidos minerales bajo cualquier TRC. Mediante dos ejemplos mostraron entre otros aspectos, que los denominados sólidos “primarios” corresponden entre el 50 al 70% del total de sólidos presentes en un SLA que no cuentan con una etapa de sedimentación inicial. Vanderhasselt y Vanrolleghem (2000) desarrollaron un método para optimizar la estimación de las constantes de Vesilind mediante un ensayo de sedimentación simple (batch), que fuera valido para la descripción de la sedimentabilidad hasta la fase de compresión y no solo a la comprendida por la sedimentación zonal. De esta manera, compararon la ecuación de Vesilind con la función de Cho, mostrando que a pesar de que las dos funciones presentaron resultados similares, la de Cho fue más adecuada para describir la curva de sedimentación completa, mientras que la función de Vesilind fue más adecuada para la determinación de la velocidad de sedimentación zonal propiamente. Zhang et al. (2006) desarrollaron y validaron experimentalmente un modelo para la descripción de los procesos de sedimentación por compresión de los lodos activados provenientes de la Planta de tratamiento de Lodos Activados tipo convencional en Chongquing, China, mediante ensayos de sedimentación simple (batch). A través del modelo, dedujeron una ecuación para la determinación teórica del punto crítico cuando inicia la fase de sedimentación por compresión, además de una nueva función de velocidad para este tipo de sedimentación. Los autores anotan que es posible relacionar adecuadamente la función de Vesilind con el comportamiento de este tipo de sedimentación. Mesquita et al. (2008) determinaron las características de sedimentabilidad de ocho muestras de lodo de una planta de Lodos Activados a través de ensayos de IVL junto con las características microbiológicas del lodo haciendo uso de imágenes digitalizadas. Entre los principales resultados obtenidos fueron la fuerte correlación entre valores altos de IVL y la presencia de organismos filamentosos en el lodo. Rodríguez y Rodríguez (2008) evaluaron a escala de laboratorio la viabilidad técnica de aplicación del SLAEC para el tratamiento del efluente clarificado de la PTAR-C. El análisis del desempeño del sistema estableció que con condiciones operacionales de TRHnominal en un rango de 1 a 2h en el RC, TRH de 4,9 a 9,6 en el RE con COV promedio de 0,33 a 0,65 kg DBO5.(m3.d)-1 se obtuvieron eficiencias de reducción en DBO5, DQO y SST superiores al 80%.


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Paz (2008) realizó la determinación de las constantes cinéticas en un SLAEC a escala piloto para el tratamiento del efluente clarificado de la PTAR-C, entre los principales resultados encontró que la velocidad especifica de crecimiento de los microorganismos disminuye cuando se tiene un sustrato de bajas concentraciones (<500 mg. L-1 para DQO, DBO5 y SST). Sin embargo, el autor anota que la disminución en la tasas de rendimiento y crecimiento celular indican que la cinética de degradación biológica varia en cada proceso de acuerdo a su comportamiento y no determina que un sistema sea mas eficiente que otro.

3.5.1. Consideraciones Finales La producción de sólidos y sus características fisicoquímicas y de sedimentabilidad en un sistema de Lodos Activados es un factor indispensable a tener en cuenta en el cumplimiento de los objetivos del tratamiento biológico, específicamente en lo relacionado con la eficiente separación sólido-líquido que permita una óptima calidad del efluente. De acuerdo con lo anterior, la determinación de la influencia de la clarificación primaria sobre la dinámica de los sólidos en un SLAEC constituye un aporte a las investigaciones relacionadas con este sistema de tratamiento así como una herramienta para la validación de la modalidad objeto de estudio cuando no cuenta con esta etapa de tratamiento primario.


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4. MATERIALES Y MÉTODOS

4.1. LOCALIZACIÓN La determinación de la influencia de la clarificación primaria sobre la dinámica de los sólidos en un sistema de Lodos Activados bajo la modalidad de Estabilización por Contacto (SLAEC), se llevó a cabo en la Planta Piloto perteneciente a la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de Cañaveralejo, PTAR-C, la cual se encuentra ubicada al Nororiente de la ciudad de Santiago de Cali, en el barrio Petecuy. El desarrollo de las actividades experimentales se llevaron a cabo en el área de investigación ubicada en el edificio de sopladores, espacio asignado dentro del marco del proyecto “Estudio preliminar del tratamiento secundario en un sistema de Lodos Activados bajo la modalidad de Estabilización por Contacto sin Clarificación Primaria” mediante convenio entre la Universidad del Valle y las Empresas Municipales de Cali, EMCALI EICE ESP.

4.2. DESCRIPCIÓN DE LA PLANTA PILOTO BAJO LA MODALIDAD DE ESTABILIZACIÓN POR CONTACTO DE LA PTAR-C

El presente estudio se llevó a cabo en la Planta Piloto de la PTAR-C, alimentada con una fracción del agua residual que llega a la PTAR Cañaveralejo. La planta piloto es un sistema compacto, diseñado para evaluar el proceso de lodos activados (ver Figura 4-1) en diferentes modalidades de operación.

Figura 4-1 Planta de Lodos Activados a escala Piloto


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La planta piloto cuenta con dos desarenadores en paralelo de igual dimensión que se muestran en la Figura 4-2, los cuales de acuerdo con las necesidades de tratamiento pueden trabajar individual o simultáneamente. Estas dos unidades cuentan cada una con válvulas de purga y toma de muestra.

Figura 4-2 Desarenadores Planta piloto

Luego de los desarenadores se tiene una unidad de clarificación primaria (ver Figura 4-3).

Las características de la planta piloto varían de acuerdo con la modalidad que se desee estudiar, en el caso de la modalidad de estabilización por contacto, el tanque de aireación se divide en dos partes por medio de una pantalla removible, que da lugar al reactor de contacto y al tanque de estabilización (ver Figura 4-4 y 4-5). Finalmente se cuenta con una unidad de sedimentación secundaria de forma rectangular (Figura 4-6) que se caracteriza por contar con dos pantallas, la pantalla “A” tiene el objetivo de mejorar la distribución del flujo facilitando la disminución de la velocidad de flujo mejorando la sedimentabilidad del licor mixto, mientras que la pantalla “B” permite que el almacenamiento principal del lodo sedimentado se realice en la primera sección de toda la

Figura 4-3 Sedimentador Primario de la planta piloto


25

unidad, mientras que el lodo de pobres características de sedimentabilidad pasa por encima de éste almacenándose en el compartimiento siguiente, denominado cámara 2-4. Igualmente, el sedimentador secundario cuenta con una serie de flautas ubicadas en su fondo y distribuidas longitudinalmente las cuales facilitan la succión y el bombeo del lodo sedimentado conocido como lodo de recirculación hacia el reactor de Estabilización, este se realiza principalmente con el lodo almacenado en la primera sección.

Figura 4-4 Reactor de contacto de la planta piloto

Figura 4-5 Reactor de Estabilización y sus difusores de burbuja fina de la planta piloto


26

Figura 4-6 Sedimentador Secundario de la planta piloto

Las características de la unidad experimental están consignadas en la Tabla 4-1.

Tabla 4-1 Características de la Planta Piloto

Especificaciones Unidades Desarenador Clarificador

Primario Sedimentador

Secundario RC RE

Longitud m 1,2 2,15 3,7 1,66 2,8 Altura m 2,2 2,2 1,9 2,3 2,3 Ancho m 1,3 0,9 0,9 0,77 0,77

Pendiente % 5 7 7,5 - - Volumen m3 0,88 3,6 5,43 2,19 4,53

El proceso de tratamiento biológico inició en el Reactor de contacto (RC), donde el agua residual con o sin clarificación primaria entró en contacto con el lodo activo, resultando lo que se denomina licor mixto. La mezcla del licor mixto en esta primera unidad fue promovida por dos difusores de burbuja fina, los cuales permitieron además, mantener la concentración de oxígeno entre 1 y 3 mg.L-1. Una vez ocurrió el contacto inicial del agua residual con el lodo activo en RC, el licor mixto fue enviado al sedimentador secundario, que permitió la separación de los sólidos donde una fracción de estos fue enviada Reactor de Estabilización (RE) mientras que la fracción restante fue purgada del sistema. La fase liquida constituyó el efluente del sistema (ART). En el RE se llevó a cabo la asimilación de la materia orgánica por parte de los microorganismos, completando la fase del tratamiento. El licor mixto de este reactor fue conducido por una tubería dispuesta en la parte superior hacia el Reactor de Contacto. En la Figura 4-7 se muestra un esquema de la configuración de la planta piloto en la modalidad de estabilización por contacto.


27

Figura 4-7 Configuración planta piloto en la modalidad de estabilización por contacto

4.3. OPERACIÓN Y SEGUIMIENTO DEL SLAEC

El sistema fue operado de acuerdo con las condiciones presentadas en la Tabla 4-2, las cuales fueron obtenidas de estudios previos (UNIVALLE-EMCALI, 2005 y UNIVALLE-EMCALI, 2008) en donde se seleccionaron las condiciones más favorables para promover la eficiencia del tratamiento biológico en un SLAEC. El estudio se llevó a cabo durante un periodo de 183 días, y se dividió en dos fases, las cuales tuvieron como variable la presencia o ausencia de la clarificación primaria.

Tabla 4-2 Condiciones Operacionales del Sistema

c Caudal

ARA Caudal de

REC

TRH (h)

Total RC

RE Sedimentador

Secundario (d) (L.s-1) (%) (L.s-1) Tratamiento Preliminar y

Primario Neto Nominal

6 0.72 40 0.29 2.06

0.84 0.60 4.30 2.10 (Vútil= 5.4m3)

RC: Reactor de contacto ARA: Agua Residual Afluente RE: Reactor de estabilización Neto: Sin recirculación o TRHneto. El cálculo del TRH contempla solo el caudal afluente (V/ Q) Nominal: Con recirculación o TRHnominal. El cálculo del TRH contempla el caudal afluente y recirculación de lodo (V/ (Q + %R x Q)


28

Para el seguimiento y control del sistema se tomaron muestras puntuales de agua residual y de licor mixto, las cuales se recolectaron en horas de la mañana entre las 8:30 y 10:00 a.m.; los puntos de muestreo fueron:

Agua Residual Afluente “ARA”: corresponde al agua residual desarenada

Agua Residual Tratada “ART”: hace referencia al agua residual, efluente del sedimentador secundario.

Licor mixto reactor de contacto “RC”

Licor mixto reactor de estabilización “RE”

Recirculación “REC”: es el lodo recirculado del sedimentador secundario que se almacena en la parte inicial del mismo.

En la Figura 4-8, se muestra de manera general los puntos de toma de muestra del AR, del licor mixto en RC y RE además de los sólidos generados en el proceso de tratamiento.

Figura 4-8 Puntos de Muestreo en la planta piloto

Para el seguimiento de la producción y calidad del lodo se establecieron en el sedimentador secundario puntos de muestreo los cuales se identificaron como y se esquematizan en la Figura 4-9:


29

Figura 4-9 Puntos de Muestreo en el Sedimentador secundario

Purga principal “Ppal”: correspondió a los sólidos sedimentados entre el canal de entrada y la pantalla “B”, en este punto estaban conectadas tres válvulas: R1, R2 y R3, que se manipulaban de acuerdo con los requerimientos de volumen de purga.

Purga cámara 2-4 “P2-4”: corresponde a los sólidos acumulados en el fondo del sedimentador entre la pantalla “B” y canal de salida.

El punto llamado “Flotante”: representó los sólidos de mala calidad que no tuvieron la capacidad de sedimentar y se acumularon entre la pantalla A y B.

El punto denominado “Espuma” correspondió a los sólidos que se encontraron en la superficie del sedimentador entre la pantalla A y la canaleta de entrada.

Al implementar la fase con clarificación primaria se estableció un nuevo punto de muestreo, denominado agua residual clarificada “ARC”: que correspondió al efluente del clarificador primario.

4.3.1. Variables de Control El seguimiento del comportamiento del sistema se realizó a través de la medición de las variables fisicoquímicas en el AR y el licor mixto ylos sólidos o lodo en los diferentes puntos de muestreo como se muestra en la Tabla 4-4. Estos análisis se llevaron a cabo de acuerdo con las metodologías descritas por APHA; AWWA y WEF (2005). Paralelo a las actividades de caracterización, se realizó un registro diario de la cantidad de lodo de purga en el sistema.


30

Tabla 4-3 Variables de medición fisicoquímicas.

Parámetro ARA-

ARC-ART

Licor Mixto REC

Purga Método Frecuencia

RE-RC Principal 2-4 Flotante

pH X X X X X X Potenciométrico Diario

OD X X X Potenciométrico Diario

Sólidos SST X X X X X X

Gravimétrico Diario

SSV X X X X X X Diario

DQO Total X Digestión y

colorimétrico Diario

DQO Filtrada X* Digestión y

colorimétrico Diario

* ARA Fase1 y ARC Fase 2

4.3.2. Evaluación del lodo de purga generado La cantidad de lodo generado en el SLAEC se estimó a través del coeficiente de producción de lodos (Px) el cual relaciona la carga de lodo producido con la carga de DQO eliminada. Este coeficiente se calculó aplicando la siguiente ecuación (van Haandel y van der Lubbe, 2007):

eliminada

purgado

xDQOCarga

lodoCargaP Ecuación 4.1

Donde Px: coeficiente de producción de lodo (kgSST.(kgDQO eliminada)-1) La carga de lodo purgado se estimó teniendo en cuenta el volumen y la concentración de los sólidos retirados diariamente del sedimentador secundario en los puntos Ppal y P2-4 y en Espuma y Flotante cuando fue necesario. La suma del aporte en carga de cada uno de los puntos anteriormente mencionados correspondió a la carga total del lodo generado, la Ecuación 4.2 corresponde al cálculo para la producción de cada punto de interés.

6

Vwiwit 10.XQC Ecuación 4.2


31

Donde: Ct: Carga total diaria de lodo (kg ST.d-1) Qwi: Volumen diario de purga en cada punto (L.d-1) XV wi: ST en el lodo purgado en cada punto (mg.L-1) La carga de DQO eliminada se calculó aplicando la Ecuación 4-3.

6

e)oe

eliminada10

S(SQDQOCarga

Ecuación 4.3

Donde: Carga DQOremovida (kgDQO.d-1) Qe: caudal efluente (L.d-1) So: DQO del AR (mgDQO.L-1) Se: DQO del efluente (mgDQO.L-1)

4.3.3. Calidad

La calidad del lodo generado se determinó en función de la concentración de sólidos (SST y SSV) y las características de sedimentabilidad (IVL y VSZ). Las variables de evaluación y el método se registran en las Tablas 4-4 y 4-5.

Tabla 4-4 Variables de sedimentabilidad del lodo

Parámetro ARA- ARC-ART

Licor Mixto REC

Purga Método Frecuencia

RE-RC Principal 2-4 Flotante

IVL X Volumétrico Diario

IVLD X Volumétrico Diario

VSZ X Volumétrico 2 x semana

4.4. ANÁLISIS ESTADÍSTICO DE LOS DATOS Para el análisis de la influencia de la clarificación primaria sobre la dinámica de los sólidos en un SLAEC a partir de la medición de los variables anteriormente mencionados, se hizo uso de herramientas de la estadística descriptiva y el uso de paquetes estadísticos como Microsoft Excel y


32

Minitab 15.0®, los cuales permitieron el cálculo de estadígrafos y la realización de graficas así como la construcción de diagramas de cajas y alambres o Boxplot.


33

5. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

El presente estudio se llevó a cabo durante un periodo de 183 días; de los cuales, 114 días correspondieron a la evaluación del SLAEC sin clarificación primaria (Fase 1) y los 69 días restantes correspondieron a la evaluación del sistema cuando esta etapa de tratamiento fue implementada (Fase 2), donde se realizó la determinación de la calidad del AR afluente al SLAEC, la evaluación de las condiciones operacionales y el desempeño del sistema se realizó bajo condiciones estables de operación.

5.1. CARACTERÍSTICAS DEL AGUA RESIDUAL La caracterización del agua residual afluente desarenada (ARA) se realizó en las dos fases de operación. De acuerdo con la Figura 5-1(a), se observa que el ARA, presentó un valor promedio de DQO de 251 ± 99 mg.L-1 cuando se evaluó el sistema en la Fase 1, mientras que durante la evaluación de la Fase 2, registró un valor medio de 241 ± 81 mg.L-1. De igual manera, se determinó la calidad del ARA en cuanto al contenido de SST (Ver Figura 5-1-b) los cuales se mantuvieron en un promedio de 98 ± 28 y 102 ± 42 mg.L-1 para las dos fases evaluadas.

FASE 2FASE 1

600

500

400

300

200

100

0

DQ

O (

mg

.L-1

)

FASE 2FASE 1

250

200

150

100

50

0

SS

T (

mg

.L-1

)

(a) (b)

Figura 5-1 Comportamiento de la concentración de DQO y SST en el ARA (Fase 1 y Fase 2)

Al observar el comportamiento diario del ARA se aprecia que las características del agua residual en las dos fases evaluadas no presentaron una variabilidad significativa, como se ilustra en la Figura 5-2, indicando que el presente estudio se realizó bajo condiciones similares de calidad del agua. De este modo, se identifica que el ARA se ubicó dentro del rango que caracteriza su calidad fisicoquímica bajo los variables de DQO y SST como diluida, debido a que se encuentran por debajo de los 400 y 220 mg.L-1 respectivamente según la clasificación propuesta por Metcalf y Eddy, (2003) y otros autores.


34

Adicionalmente, fue posible identificar eventos en los cuales se presentaron valores atípicos mínimos y máximos en la concentración del AR afluente al sistema, los cuales no fueron proporcionales entre sí en el periodo de ocurrencia; es decir, un incremento acentuado de la DQO no conllevó a un aumento de los SST, incremento ocasionado posiblemente por la presencia de compuestos orgánicos solubles. Cabe anotar que estas variaciones de concentración, pueden ser un factor que incide en el comportamiento del agua residual domestica proveniente de alcantarillados combinados, susceptibles a la alteración de su calidad por vertimientos con diversa calidad fisicoquímica.

Figura 5-2. Comportamiento diario DQO y SST en el ARA (Fase 1 y Fase 2)

5.2. EVALUACIÓN DE LAS CONDICIONES OPERACIONALES

Se realizó la evaluación del SLAEC bajo condiciones estables y se garantizaron valores de TRC: 6d, R: 40%, TRHneto: 0,84h en RC y 4,3h en RE, cuyo comportamiento se describe a continuación:

5.2.1. Tiempo de retención celular (TRC)

El comportamiento estadístico del TRC en el sistema se muestra en la Figura 5-3, el cual presentó un promedio de 6,6 ± 3,1 d para la Fase 1 mientras que para la Fase 2 este correspondió a 5,3 ± 1,1 d. La variación del TRC durante la Fase 1 presentó una cantidad considerable de datos atípicos, que en su mayoría se encontraron por encima de 9d y que posiblemente pudieron influir en las condiciones ecológicas del sistema. Estos valores altos de TRC (> 9 d) pudieron promover que las


35

condiciones de abundancia de sustrato pasen a condiciones de escasez originando mayor competencia entre los microorganismos por el sustrato disponible. Bajo este escenario, según lo reportado en la literatura (Bisogni y Lawrence, 1971), los microorganismos predominantes tienen que adaptarse a estas condiciones prevaleciendo aquellos de característica filamentosa de mayor densidad en la biomasa del sistema, sin embargo para las condiciones en las que se realizó este estudio (Fase 1), se descartan eventos en la operación del sistema donde se hallan propiciado condiciones de inanición extrema, que pudiera favorecer el predominio de un estado de respiración endógena y así provocar la aparición de solidos dispersos de bajas características de sedimentabilidad. El mantener en promedio un TRC entre 5 y 7 d que estuvo acorde con lo establecido como condición operacional (6d) favoreció un adecuado consumo de oxígeno y de producción de biomasa en las dos fases evaluadas de acuerdo con lo reportado por van Haandel y Marais, (1999).

FASE 2FASE 1

20

15

10

5

0

TR

C (

d)

Figura 5-3 Comportamiento del TRC en las Fases evaluadas

5.2.2. Carga orgánica volumétrica (COV) y Relación alimento microorganismos (A/M)

Como se muestra en la Figura 5-4, la carga orgánica por unidad de volumen que fue susceptible de ser absorbida por la biomasa en el reactor de contacto y posteriormente utilizada en el reactor de estabilización para la producción de nuevo material celular, se encontró por encima de los valores típicos para la modalidad de estabilización por contacto los cuales según la literatura varían entre 1 y 1,3 kg DBO5.(m3.d)-1 (Benefield y Randall, 1980; Metcalf y Eddy, 2003) indicando de manera preliminar una posible sobrecarga del sistema.


36

Lo anterior se corroboró al evaluar la relación A/M, donde en la segunda fase evaluada esta variable se ubicó dentro del rango típico para un SLAEC (0,1 – 0,6 kg DBO5. (kg SSV.d)-1) contrario a lo observado en la Fase 1, evidenciando la posibilidad de que cuando hubo ausencia de la clarificación primaria del AR afluente, el sistema se vio forzado en asimilar el exceso de carga afluente si se tiene en cuenta que esta variable representa la cantidad de sustrato por unidad de biomasa en el sistema. El encontrar en la Fase 1 un valor de A/M superior al rango típico establecido para la modalidad de estabilización por contacto, se convierte en un aspecto de gran importancia, puesto que cuando la relación A/M es alta (> 0,6 kg DBO5. (kg SSV.d)-1), se favorecen las condiciones para que los microorganismos entren en la fase de crecimiento exponencial y como existe un exceso de alimento, se promueve que las reacciones metabólicas ocurran a una tasa máxima conllevando a reducciones significativas de DBO5. Sin embargo, bajo esas condiciones, los microorganismos no se aglomeran formando un floc compacto sino disperso, con malas características de sedimentación que lo hacen no apto para ser recirculado al tanque de aireación. Además, como el alimento se encuentra en exceso, no todo el material orgánico es utilizado y la fracción remanente puede escapar en el efluente como anota Gray, (2004). Otro aspecto importante de mantener relaciones A/M elevadas radica en la microfauna del sistema, ya que según Ramalho, (1996), pueden favorecer la aparición de microorganismos de naturaleza filamentosa.

FASE 2FASE 1

4

3

2

1

0

CO

V (

kg

DB

O5

.(m

3.d

)-1

)

FASE 2FASE 1

4

3

2

1

0

A/M

(k

g D

BO

5.(

kg

SS

V)-

1)

(a) (b)

Figura 5-4 Comportamiento de la COV y A/M

5.2.3. Factor de distribución de lodos (α)

Este factor representa la distribución de la biomasa presente en RC con respecto a la biomasa total del sistema; como se observa en la Figura 5-5, en ambas fases presentaron valores similares, los cuales fueron de 0.18 ± 0,06 y 0.15 ± 0,04 para la Fase 1 y 2 respectivamente, indicando que la cantidad de biomasa que se encontró en RE fue mayor que la de RC, favoreciendo que se lleven a cabo los procesos de asimilación de la materia orgánica y evidenciando que se obtuvo un flujo adecuado de los sólidos con respecto a la entrada y salida del licor mixto en RC. Cabe anotar que de


37

acuerdo con los valores recomendados por Sarioglu et al. (2003) estos valores se encuentran por debajo de 0.3 resultando favorable y afirmando que el sistema se comporta en la modalidad de estabilización por contacto.

FASE 2FASE 1

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0,0

Fa

cto

r a

Figura 5-5 Comportamiento del Factor de distribución de sólidos (Factor α)

5.3. COMPORTAMIENTO DEL SISTEMA

Durante la evaluación de la influencia de la clarificación primaria sobre la dinámica de los sólidos en un SLAEC, el control del proceso de tratamiento se llevó a cabo a través de la medición de diferentes variables fisicoquímicos mediante los cuales se determinó el desempeño del sistema bajo la modalidad estudiada en cada una de las fases evaluadas.

5.3.1. Comportamiento del pH En la Figura 5-7 se muestra el comportamiento del pH en todas las etapas del tratamiento, donde se observa que se mantuvo dentro del rango recomendado para el tratamiento biológico de 6,5 a 9 unidades (Spellman, 2011), aunque se presentaron valores inferiores a este rango, que se pueden atribuir a la presencia de sustancias específicas en el agua residual afluente producto de descargas industriales u otras de tipo no doméstico que contribuyeron con un aumento en la acidez (WEF, 2008); estos valores no fueron tan bajos que puedan inhibir la actividad microbiológica o el consumo de oxigeno de los microorganismos, como ocurre cuando esta variable se encuentra entre 3 y 5 unidades, según lo reportan Paterson, (1970) y Talbot, (1970) citados por Hernández, (1992). No se observó una diferencia entre las dos fases evaluadas para este parámetro, Además en el caso del pH en RC y RE, su rango de variación del pH se ubicó dentro del rango típico para el licor mixto en un sistema de lodos activados, por lo que las variaciones poco pronunciadas dentro de este rango, no afectaron de manera significativa su desempeño como anotan Turovskiy y Mathai, (2006).


38

ART RERC ARA

9

8

7

6

5

4

pH

(Un

idad

es)

ART RERCARCARA

9

8

7

6

5

4

pH

(Un

idad

es)

(a) (b)

Figura 5-6 Comportamiento del pH para Fase 1 y Fase 2

El leve aumento evidenciado en el pH del ART en ambas fases evaluadas frente a lo observado en ARA y ARC, pudo estar asociado a la liberación de enzimas extracelulares por los microorganismos que conforman el lodo activado, pues como anotan autores como Ghanizadeh y Sarrafpour, (2001), éstas producen cambios en el estado isoeléctrico del medio acuoso hacia el rango alcalino.

5.3.2. Comportamiento del Oxígeno disuelto La Figura 5-7 muestra las concentraciones de OD tanto en el RC como en el RE para la Fase 1, las cuales

variaron entre 3,2 ±1,1 y 3,0 ± 1,0 mg.L-1 respectivamente. Lo anterior muestra que el sistema fue

operado con una concentración de OD superior al requerido para el tratamiento biológico de (>2 mg.L-1) (Metcalf y Eddy, 2003). Situación similar se observó en el comportamiento de esta variable en la segunda fase evaluada como se ilustra en la Figura 5-8. En términos generales, se puede decir que en las dos fases evaluadas los microorganismos contaron con una concentración de OD suficiente para ser aprovechado en sus procesos metabólicos, garantizando además las condiciones en cuanto a esta variable para una eficiente reducción de la materia orgánica biodegradable en el AR afluente al SLAEC


39

RERC

7

6

5

4

3

2

1

0

OD

(m

g.L

-1)

Figura 5-7 Comportamiento del OD en la Fase 1

RE RC

7

6

5

4

3

2

1

0

OD

(m

g.L

-1)

Figura 5-8 Comportamiento del OD en la Fase 2

5.3.3. Comportamiento de la DQO y SST en el AR desarenada (ARA), AR clarificada (ARC) y AR tratada (ART)

El comportamiento de la DQO para el AR afluente al SLAEC para la Fase 1 correspondió al tipo de AR diluida según lo reportado en la literatura como se mencionó anteriormente. Respecto al ART, esta variable presentó un comportamiento relativamente estable como se observa en la Figura 5-9, con un promedio de 49,4 ± 22,5 mg.L-1 que significó en términos de eficiencia de reducción un promedio de 80,3%.


40

1251007550250

600

500

400

300

200

100

0

Dia de Operación (d)

DQ

O (

mg

.L-1

)

DQO ARA

DQO ART

Variable

ARTARA

600

500

400

300

200

100

0

100

80

60

40

20

0DQO

Po

rcen

taje

de

Red

ucc

ion

(%

)

Figura 5-9 Comportamiento de la DQO en ARA y ART en la Fase 1

En cuanto al ART, según se observa en la Figura 5-10; la concentración promedio de SST fue de 17,8 ± 12,7 mg.L-1, que significó en términos de eficiencia una reducción promedio del 81,9% en SST. Se evidenció una diferencia significativa en la calidad del ARA para la variable DQO cuando ésta fue sometida a clarificación primaria (ARC). Un análisis detallado de la Figura 5-11 muestra que para el ARC, la concentración de DQO descendió en promedio un 24,9%, equivalente a una concentración promedio de 181 ± 70mg.L-1, lo cual es coherente con lo expuesto por diversos autores que plantean un rango de reducción de esta variable en la etapa de clarificación primaria entre el 25 y el 35% (von Sperling, 2005 citado por Figueiredo, 2009). Además, fue notable una menor variabilidad del AR afluente al SLAEC en la Fase 2 respecto a la Fase 1, aspecto que posiblemente fue ocasionado por la capacidad del clarificador primario en acentuar las variaciones del AR que se presentan en el tiempo promoviendo la estabilidad en el sistema.


41

Figura 5-10 Comportamiento de los SST en ARA y ART en la Fase 1

Al incluir la clarificación primaria al SLAEC (ver Figura 5-11) la concentración de DQO en el ART registró un promedio de 40,7 ± 15,1mg.L-1, que respecto al ARA, significó en promedio una eficiencia de reducción global del 83,1%.

604530150

400

300

200

100

0


DQ

O (m

g.L

-1)

DQO ARA

DQO ARC

DQO ART

Variable

ART ARCARA

400

300

200

100

0

100

80

60

40

20

0DQO

Po

rcen

taje

de

red

ucc

ion

(%

)

Figura 5-11 Comportamiento de la DQO en ARA, ARC y ART en la Fase 2

1007550250

160

140

120

100

80

60

40

20

0


SS

T (m

g.L

-1)

SST ARA 1

SST ART 1

Variable

ART ARA

160

140

120

100

80

60

40

20

0

100

80

60

40

20

0

SST

Po

rce

nta

je d

e R

ed

uc

cio

n (

%)


42

El efecto de la inclusión de una etapa de clarificación primaria, sobre las características del AR afluente al SLAEC se observa claramente al analizar la dinámica de los sólidos (Ver Figura 5-12), donde, para la Fase 2 la concentración promedio de SST pasó de 102 ± 46 mg.L-1 en el ARA a 80 ± 17 mg.L-1 en el ARC, presentando una disminución promedio del 21,6% en esta variable. De acuerdo con lo mencionado anteriormente, se identifica que la eficiencia lograda en esta etapa del tratamiento en cuanto a la reducción de SST fue inferior comparado con lo reportado por la literatura, donde se expresa que el porcentaje esperado de eficiencia se encuentra entre el 50 y el 65% de reducción (Guan et al, 2005; Figueiredo, 2009). Es necesario anotar, que las bajas eficiencias de reducción observadas en el clarificador primario pudieron estar asociadas a la configuración del mismo, el cual posiblemente favoreció la aparición de líneas preferenciales de flujo y posibles cortos circuitos, también pudo relacionarse con la calidad del ARA y de la fracción de sólidos sedimentables. Como se muestra en la Figura 5-12; en la Fase 2 la concentración de SST en el efluente registró un promedio de 19,3 ± 10,8 mg.L-1, valor que se tradujo en una eficiencia de reducción promedio con respecto al ARA del 81,0%.

75604530150

250

200

150

100

50

0


SS

T (m

g.L

-1)

SST ARA

SST ARC

SST ART

Variable

ART ARCARA

250

200

150

100

50

0

100

80

60

40

20

0SST

Po

rcen

taje

de

Red

ucc

ion

(%

)

Figura 5-12 Comportamiento de los SST en ARA, ARC y ART en la Fase 2

Aunque la concentración de DQO y SST en el afluente del SLAEC en la Fase 1 (ARA) fue mayor respecto a la obtenida cuando se incluyó la clarificación primaria (ARC), no existieron cambios significativos en las eficiencias de reducción de estos variables. Adicionalmente, la poca variabilidad manifestada en la calidad del ART en la primera fase, indica que el sistema de tratamiento fue capaz


43

de soportar las variaciones en la calidad del AR cuando no contó con una etapa de tratamiento primario. Lo anterior indica que la mayor parte de la DQO pudo separarse dentro de un periodo de contacto inicial por adsorción mediante la superficie del floc en el RC aunque no hubo evidencia de que la ausencia de la clarificación primaria aumentara el contenido del material particulado como se observa en la Figura 5-13. Esta última Figura muestra que la relación DQOfiltrada/DQOtotal no reflejó diferencia significativa entre las dos fases evaluadas, registrando valores promedios de 0,67 ± 0,16

para ARA y 0,7 ± 0,1 para ARC, mostrando que la mayor parte del material orgánico presente en el AR afluente al SLAEC fue de tipo soluble.

ARCARA

600

500

400

300

200

100

0

DQ

O (

mg

.L-1

)

ARCARA

1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

0,0

DQ

O f

lt/ D

QO

to

tal

(a) (b)

Figura 5-13 Comportamiento de la DQO afluente y la relación DQOfiltrada/DQOtotal, (ARA-Fase 1 y ARC-Fase 2)

Los resultados obtenidos en términos de eficiencias de reducción de DQO y SST fueron acorde a lo reportado por la literatura para un tratamiento secundario en ambas fases evaluadas (> 80%).

5.3.4. Comportamiento de los sólidos en el SLAEC La Figura 5-14 ilustra el comportamiento de los SSTLM en el RC para la Fase 1, el cual presentó una concentración promedio de 1754 ± 590 mg.L-1. Así mismo, como se muestra en la Figura 5-15, esta concentración de SSTLM correspondió a 1738± 429 mg.L-1 para la segunda fase evaluada.


44

120100806040200

3500

3000

2500

2000

1500

1000

500

0

Dias de Operación (d)

SS

T (

mg

.L-1

)

3500

3000

2500

2000

1500

1000

500

0

RC

SS

T (m

g.L

-1)

Figura 5-14 Comportamiento de los SSTLM en el RC para la Fase 1

75604530150

3500

3000

2500

2000

1500

1000

500

0


SS

T(m

g.L

-1)

3500

3000

2500

2000

1500

1000

500

0RC

SS

T (m

g.L

-1)

Figura 5-15 Comportamiento de los SSTLM en el RC para la Fase 2

Al comparar las concentraciones de sólidos en el RC en ambas fases, no se observaron variaciones significativas, donde el rango en el cual se concentró la mayoría de los datos estuvo comprendido entre 1260 y 2310 mg.L-1 para la Fase 1 y 1350 a 2140 mg.L-1 para la Fase 2. La ausencia de la clarificación primaria no influyó en la concentración de SSV en RC, pues como se observa en la Figura 5-16, la relación SSV/SST fue similar en las dos fases evaluadas registrando un promedio de 0,75. Este valor indica entre otros aspectos, que una gran fracción de los SSTLM en el RC pudo estar representada por microorganismos que favorecieron los procesos de asimilación inicial de los


45

compuestos rápidamente biodegradables en el AR adicional a los procesos de adsorción que se presentan en este reactor.

FASE 2FASE 1

3500

3000

2500

2000

1500

1000

500

0

SS

T (

mg

.L-1

)

FASE 2FASE 1

1,0

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

SS

V/S

ST

(a) (b)

Figura 5-16 Comportamiento de los SST y relación SSV/SST en el RC para ambas Fases

De acuerdo a como se mencionó anteriormente, no hubo una influencia acentuada de las características del AR afluente al sistema en la concentración de los SSTLM del RC, donde era de esperarse que la fracción de SSVLM fuera menor en la Fase 1 debido a que una fracción del licor mixto en esta fase de operación estuvo comprendida por los sólidos suspendidos que no fueron retirados como lodo primario por no contar con una etapa de clarificación primaria además del lodo secundario generado por el proceso de tratamiento aerobio como tal. Esto puede ser explicado por el hecho de que el AR afluente al sistema se caracterizó por ser diluida, donde variables como la relación DQOFiltrada/DQOTotal indicaron la poca predominancia de material particulado en la fase liquida, que pudiera alterar significativamente las concentraciones típicas encontradas en este reactor durante su operación. Adicionalmente, aunque hubo una diferencia en la concentración de SST afluente al SLAEC en las dos fases evaluadas, su impacto en RC también fue poco evidente, debido a las bajas concentraciones en cuanto a esta variable para el ARA (98 ± 28 mg.L-1) y ARC (80 ± 17 mg.L-1) en las Fases 1 y 2 respectivamente. En la Figura 5-17 se ilustra el comportamiento de los SSTLM en el RE para la Fase 1 el cual reflejó una concentración promedio de 4096 ± 1289 mg.L-1. Para la Fase 2, esta concentración correspondió a 4747 ± 1192 mg.L-1, como se observa en la Figura 5-18.


46

120100806040200

9000

8000

7000

6000

5000

4000

3000

2000

1000

0


SS

T (

mg

.L-1

)

9000

8000

7000

6000

5000

4000

3000

2000

1000

0RE

SS

T (

mg

.L-1

)

Figura 5-17 Comportamiento de los SSTLM en el RE para la Fase 1

75604530150

9000

8000

7000

6000

5000

4000

3000

2000

1000

0


SS

T (

mg

.L-1

)

9000

8000

7000

6000

5000

4000

3000

2000

1000

0RE

SS

T (m

g.L

-1)

Figura 5-18 Comportamiento de los SSTLM en el RE para la Fase 2

La Figura 5,19 muestra que se conserva la proporcionalidad de los SSV con respecto a los SST en las dos fases evaluadas (Superior a 0,7), por lo tanto, se identifica que el SLAEC mantiene las condiciones para que se lleve de manera apropiada la transformación de la materia orgánica por parte de los microorganismos, máxime cuando es en el RE donde se lleva a cabo los mecanismos de degradación biológica.


47

FASE 2FASE 1

9000

8000

7000

6000

5000

4000

3000

2000

1000

SS

T (

mg

.L-1

)

FASE 2FASE 1

0,85

0,80

0,75

0,70

0,65

0,60

0,55

SS

V/S

ST

(a) (b)

Figura 5-19 Comportamiento de los SST y SSV en el RE (Fase 1 y Fase 2)

Si se tiene en cuenta que se realizó un control en las condiciones operacionales del sistema y que estas fueron mantenidas durante el desarrollo de las dos fases evaluadas, y que la concentración de SST en el RE fueron inferiores en la Fase 1, se evidencia la interferencia de otras variables relacionadas con la calidad de los sólidos que pudieron alterar la dinámica de estos en el SLAEC, puesto que la carga neta aplicada al sistema susceptible a ser asimilada por los microorganismos representada por la COV y la relación A/M para la producción de nuevo material celular fue mayor en la primera fase evaluada. La posible interferencia asociada a una deficiencia en la recirculación de los sólidos hacia el RE que pudiera alterar su concentración es descartable, ya que la tasa de recirculación siempre fue constante, además fue una condición operacional que se encontró dentro de lo recomendado en la operación de esta modalidad de tratamiento (R:40%). Por tal razón una posible explicación para el hecho de que no se observó una concentración más elevada en el RE cuando se evaluó el SLAEC con mayor carga orgánica afluente (Fase 1) pudo radicar en las interferencias asociadas a la sedimentabilidad de los sólidos en el sistema, aspecto que se considerará más adelante. La Figura 5-20 muestra el comportamiento de los SST en REC para la Fase 1, el cual obtuvo una concentración promedio de 5838 ± 3435 mg.L-1 mientras que en la Figura 5-21 correspondiente a la Fase 2, esta concentración promedio correspondió a 6306 ± 1570 mg.L-1. De acuerdo con las Figuras anteriormente mencionadas, en términos generales no fue evidente una diferencia significativa en la concentración promedio de SST en REC para ambas fases evaluadas, sin embargo es notable una mayor variabilidad en la Fase 1. Tal variación, como se mencionó anteriormente; pudo deberse a las posibles características de mala sedimentabilidad de los sólidos en el sedimentador secundario, ya que cuando estos tienen estas características, no se aglomeran


48

eficientemente, denotando eventos de esponjamiento que se observaron comúnmente en la primera fase evaluada ocasionando que la concentración final del manto de solidos sea tan baja que los haga no aptos para ser recirculados hacia el RE.

120100806040200

18000

16000

14000

12000

10000

8000

6000

4000

2000

0


SS

T (

mg

.L-1

)

18000

16000

14000

12000

10000

8000

6000

4000

2000

0

REC

SS

T (m

g.L

-1)

Figura 5-20 Comportamiento de los SST en REC para la Fase 1

604530150

9000

8000

7000

6000

5000

4000

3000

2000

1000

0


SS

T (m

g.L

-1)

9000

8000

7000

6000

5000

4000

3000

2000

1000

0REC

SS

T(m

g.L

-1)

Figura 5-21 Comportamiento de los SST en REC para la Fase 2

Además de la evaluación de las características de los sólidos en el sistema de tratamiento, también se evaluó la calidad fisicoquímica en términos de SST y SSV de los sólidos generados en este. Cabe anotar que en el presente estudio para este tipo de sólidos, para efectos de facilidad operacional, se realizó la determinación de ST en lugar de SST, sin embargo de acuerdo a von Sperling, 2007 estos dos términos pueden asociarse para lodos con estas concentraciones elevadas ya que la variación entre ellos es mínima. La Figura 5-22 muestra la concentración de SST y SSV en cada una de los puntos definidos para la evacuación de los sólidos en el sedimentador secundario del SLAEC para la Fase 1. En términos


49

generales, es evidente que en todos los puntos la concentración promedio de SST tuvo valores superiores a 5000mg.L-1, además la concentración de SSV también evidenció concentraciones relativamente altas, siendo el punto denominado como Espuma el de mayor variabilidad y concentración (SST: 9362 ± 5586 mg.L-1; SSV: 6480 ± 3930 mg.L-1), evidenciando de manera indirecta la presencia de compuestos en el AR que favorecieron su aparición como los detergentes o de aspectos asociados a la microbiología del sistema , donde existen microorganismos que favorecen la aparición de éstas.

EspumaFlotante P2-4Ppal

30000

25000

20000

15000

10000

5000

0

SS

T (

mg

.L-1

)

EspumaFlotante P2-4Ppal

30000

25000

20000

15000

10000

5000

0

SS

V (

mg

.L-1

)

(a) (b)

Figura 5-22 Comportamiento de los SST y SSV en Ppal, P2.4, Flotante y Espuma para la Fase 1

Por otra parte, la Figura 5-23 muestra la concentración de SST y SSV en cada una de los puntos de purga durante la evaluación de la Fase 2. En términos generales, como sucedió en la Fase 1 estos registraron en promedio concentraciones de SST superiores a 5000mg.L-1. De igual manera, la concentración de SSV evidenció concentraciones relativamente altas, siendo en este caso el punto denominado como Flotante el de mayor variabilidad y concentración (SST: 10684 ± 5436 mg.L-1; SSV: 7713 ± 4091 mg.L-1). En términos generales, en las dos fases evaluadas fue evidente la alta concentración de SSV para los sólidos generados en el sistema de tratamiento, aspecto que debe tenerse en cuenta ya que evidencia la necesidad o conveniencia de un tratamiento biológico posterior que facilite su adecuada disposición.


50

Figura 5-23 Comportamiento de los SST y SST en Ppal, P2.4, Flotante y Espuma para la Fase 2

5.4. CALIDAD DEL LODO EN EL SLAEC

Entre las variables de control más importantes para garantizar el adecuado comportamiento del sistema de LA, está el de proporcionar la eficiente recirculación de los sólidos provenientes del sedimentador secundario, que a su vez está gobernada por las características de sedimentabilidad. Como se muestra en la Figura 5-24, la sedimentabilidad de los sólidos con relación a la constante de Vesilind (V0) registró en promedio para la Fase 1 un valor de 3,5 ± 1,3 m.h-1 y en la Fase 2 de 4,7 ± 1,7m.h-1. Así mismo, para el coeficiente k, se obtuvo un valor de 0,6 m3.kg-1 para ambas fases evaluadas como se muestra en la Figura 5-25. De esta manera, se clasifica a los sólidos como de baja calidad en términos de sedimentabilidad, aunque en la Fase 2 la calidad fue ligeramente mejor, aspecto que fue notable por la disminución de los eventos de esponjamiento del lodo en el sedimentador secundario y la aparición de espuma y lodo flotante en su superficie.

Flotante P2-4Ppal

30000

25000

20000

15000

10000

5000

0

SS

T (m

g.L

-1)

Flotante P2-4Ppal

30000

25000

20000

15000

10000

5000

0

SS

V (m

g.L

-1)

(a) (b)


51

FASE 2FASE 1

9

8

7

6

5

4

3

2

1

Vo

(m

/h)

Figura 5-24 Comportamiento de la constante V0 de Vesilind

Fase 2Fase 1

1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

0,0

k (

m3

.kg

-1)

Figura 5-25 Comportamiento de la constante k de Vesilind

La calidad del lodo en cuanto al IVL, denota que los valores promedio para RC y RE, estuvieron en un rango entre 226 a 268 mL.g-1 como se observa en la Figura 5-26, clasificándose como de pobre sedimentabilidad de acuerdo con von Sperling (2001). Se evidencia que el IVL en RC en ambas fases del estudio, presentó mayor variabilidad con respecto a lo observado para RE, encontrándose valores mínimos y máximos de 97 mL.g-1 y 500 mL.g-1 para la Fase 1 y de 105 mL.g-1 y 413 mL.g-1 para la Fase 2, corroborando además que las características de pobre sedimentabilidad de RC fueron más acentuadas en la primera fase evaluada. Lo anterior puede ser explicado por el hecho de que en el RC ocurre el contacto directo del AR afluente al SLAEC, exponiendo a los microorganismos al contacto con sustancias que pueden afectar sus características de sedimentabilidad como lo son las grasas y aceites y los surfactantes además el impacto que ocasiona las cargas relativamente altas que fueron evidentes en la Fase 1 pueden afectar de manera directa la sedimentabilidad, aunque de acuerdo a estudios hechos a esta modalidad, esta puede funcionar adecuadamente con valores de COV o A/M


52

superiores a lo recomendado por la literatura, aspecto que se resalta según la óptima calidad del efluente en ambas fases evaluadas en términos de la concentración de DQO y SST. De esta manera, es posible inferir que el SLAEC en la Fase 1 se caracterizó por presentar características pobres de sedimentabilidad más acentuadas que influyeron en la disminución de la concentración de sólidos en REC afectando a su vez las concentraciones en RE y RC.

RE FASE 2 RE FASE 1RC FASE 2RC FASE 1

500

400

300

200

100

IVL

(m

l.g-1

)

Figura 5-26 Comportamiento del IVL para RC y RE, Fase 1 y Fase 2.

Según se observa en la Figura 5-27, el IVLD para RC en la Fase 1 presentó en promedio un valor 209 ± 47 mL.g-1 y para la Fase 2 de 205 ± 55 mL.g-1, situándolos en el rango de mala sedimentabilidad de acuerdo con lo planteado por von Sperling (2001). El IVLD permitió visualizar el comportamiento de la sedimentabilidad del lodo de manera más adecuada al no estar afectado por la concentración sólidos, atenuando los valores que se podrían considerar fuera de lo esperado cuando se realiza el IVL propiamente. Lo anterior muestra que el licor mixto en las dos fases evaluadas, independientemente de su concentración presentaron mala calidad en términos de su sedimentabilidad y compactabilidad.


53

Figura 5-27 IVLD e IVL en el RC para la Fase 1(a) y Fase 2 (b)

5.5. PRODUCCIÓN DE SÓLIDOS EN EL SLAEC La producción promedio de sólidos en términos de carga en cada uno de los puntos que se establecieron para la purga de los mismos (Ppal, P2.4, Flotante y Espuma) en las dos fases evaluadas se muestra en las Figura 5-28. De esta manera, en la Fase 1 se encontró una producción promedio en Ppal de 1.5 ±1 kg ST.d-1; P2-4 de 0.73± 0,5 kg ST.d-1; Flotante de 0,79±0,86 kg ST.d-1 y Espuma de 0.42 ±0,41 kg ST.d-1. Estos valores correspondieron para la Fase 2 a 1.92 ±1.61 kg ST.d-1; 2,29 ±1,99 kg ST.d-1 y 1,36 ±1,67 kg ST.d-1 para Ppal, P2-4 y Flotante respectivamente. Como aspecto importante se resalta el hecho de que en esta última Fase, la evacuación del lodo incorporado a la espuma fue mínima y no ameritó su cuantificación para efectos del control del TRC, como sí ocurrió en la Fase 1 y de manera frecuente después de un evento de esponjamiento del lodo, corroborando las pobres características de sedimentabilidad de los sólidos en esta fase, que en términos de operación mostraron un manto de solidos disperso y de baja compactibilidad hasta el punto de sobresalir en la superficie del sedimentador y posiblemente escapar en el efluente cuando este comportamiento no fue controlado. En términos generales se aprecia que en la Fase 2 se presentó una mayor carga de sólidos generados en cada punto de evacuación y con una mayor variabilidad respecto a la Fase 1.


54

EspumaFlotante P2-4 Ppal

7

6

5

4

3

2

1

0

Ca

rga

ST

(k

g.d

-1)

FlotanteP2-4 Ppal

7

6

5

4

3

2

1

0

Ca

rga

ST

(k

g.d

-1)

(a) (b)

Figura 5-28 Comportamiento de la carga de ST para los diferentes puntos de purga del sedimentador

secundario

El coeficiente de producción de lodos (Px) obtenida en cada una de las fases evaluadas se muestra en la Figura 5,29; donde se observa que para la Fase 1, correspondió a un valor de 0.35±0.45kg SST.kg DQOremovida

-1, indicando que por cada kilogramo de DQO removido se generaron alrededor de 0,35 kg de SST de purga del lodo secundario. Para la Fase 2 este coeficiente fue de 0.56 ± 0.38kg ST.kg DQOremovida

-1, el cual no refleja que la inclusión de una etapa de clarificación primaria, favorezca una disminución de los sólidos producidos en el sistema de lodos activados.

Figura 5-29 Coeficiente de producción de solidos

Fase 2Fase 1

2,5

2,0

1,5

1,0

0,5

0,0

Coe

f. P

rodu

cció

n (

kg S

ST

.(kg

DQ

Ore

mov

ida)

-1)


55

El menor coeficiente de producción de solidos observados en la Fase 1 respecto al observado en la Fase 2, puede ser explicado por el hecho de que el control en la purga del lodo y del TRC en el sistema de tratamiento, estuvo influenciado por las características de sedimentabilidad de los sólidos en cada una de las etapas de tratamiento. El hecho de que esta característica fue más crítica en la Fase 1, pudo ser ocasionada posiblemente porque en esta fase el AR afluente al sistema no contó con efecto amortiguador que puede proveer la inclusión de un tratamiento primario frente a las variaciones del AR afluente y la separación o minimización de compuestos que afectan la capacidad de aglomeración de los sólidos entre otros aspectos ligados a la sedimentabilidad de los mismos. Lo anterior, conllevó a que la estrategia llevada a cabo para la estimación del TRC en la operación del sistema tuviera mayor complejidad, debido a que cuando se presentaron eventos producto de la pobre sedimentabilidad de los sólidos, como el esponjamiento, no se tuvo la suficiente precisión en la determinación de la cantidad de lodo a retirar del sistema, generando valores de TRC fuera del valor establecido como condición operacional (6 d). Sin embargo, aunque el TRC predominó alrededor de este valor, lo cual significa en primera instancia que la frecuencia y cantidad de lodo purgado se controló la mayor parte del tiempo de operación, no se tuvo el suficiente conocimiento del comportamiento del sistema cuando tal control no fue realizado (horario nocturno). La posibilidad de un lavado de la biomasa en horas de la noche producto del esponjamiento del lodo y que no fue posible de cuantificar en este estudio, generó incertidumbre en cuanto a las consecuencias que este hecho pudo ocasionar en otros aspectos relacionados con la cinética de crecimiento y que también corresponden a un factor de gran incidencia al momento de realizar la cuantificación de la producción de sólidos en un SLAEC así como de la determinación de la dinámica de los sólidos en cada una de las unidades de tratamiento.

5.6. MICROSCOPÍA

Adicional a los objetivos planteados en el presente estudio se optó por realizar la observación de la diversidad microbiológica del licor mixto de RC y RE, ya que su identificación permite establecer la salud del sistema de tratamiento (Madoni, 2003). En las Figuras 5-30 y 5-31 ilustra la predominancia de los microorganismos encontrados en la Fase 1 y 2 en el licor mixto de RC y RE.


56

Figura 5-30 Microorganismos predominantes en el licor mixto (RC y RE) para la Fase 1

0

5

10

15

20

25

30

Num

ero

de O

bser

vaci

ones

13 Ensayos de Microscopia

Figura 5-31 Microorganismos predominantes en el licor mixto (RC y RE) para la Fase 2

El análisis de microscopia evidenció la presencia de Peranema en el licor mixto de RC y RE en ambas fases evaluadas, con mayor predominancia en la primera fase evaluada. Este microorganismo perteneciente al grupo de los flagelados, no es abundante cuando el proceso de tratamiento funciona adecuadamente; además, si se tiene en cuenta lo reportado en la literatura donde se indica que su elevada densidad en los tanques de aireación se relaciona con las primeras etapas en la puesta en marcha en un sistema de LA, para el presente estudio, su presencia en la Fase 1 pudo estar asociada a los eventos de parada y puesta en marcha del SLAEC ocasionados por los eventos de esponjamiento. Otro aspecto a tener en cuenta, radica en que este tipo de microorganismos, indican un exceso de carga orgánica como anota Vilaseca, (2001), lo cual fue característico en la Fase de operación en mención (Fase 1). Así mismo, en la Fase 1 a diferencia de la segunda fase evaluada, se observó poca predominancia de rotíferos, lo que es de esperarse pues estos microorganismos pluricelulares se encuentran con mayor predominancia en sistemas estables, condición que fue interrumpida frecuentemente en la primera fase evaluada. Por otra parte, los ciliados pedunculados como la Vorticella y la Epystilis se encontraron con mayor predominancia en la Fase 2, aspecto de gran importancia debido a que


57

generalmente son signo de un lodo activado estable según lo reportado por diversos autores (Vilaseca, 2001; Madoni, 2003). De manera general, se infiere que la inclusión de la clarificación primaria al sistema de tratamiento, puede favorecer la predominancia de mayor diversidad de grupos de microorganismos que contribuyan no solo a una mayor calidad en el efluente como los ciliados (fijos y libres) los cuales son predadores de bacterias libres sino que además puede favorecer la presencia de microorganismos que contribuyen a la formación del floc en el licor mixto del SLAEC, por la secreción de sustancias poliméricas extracelulares (Vilaseca, M ,2001), pues bajo estas condiciones de operación, los microorganismo no estuvieron sujetos a variaciones en la calidad del AR que posiblemente fueron más evidentes en las horas de la noche, donde no se tuvo un control del procesos de tratamiento. De acuerdo con lo anterior, en ambas fases evaluadas no fue evidente la presencia de microorganismos que favorecieran las pobres características de sedimentabilidad del lodo, descartando además, la posible asociación entre los valores altos de la relación A/M y el predominio de microorganismos de naturaleza filamentosa y formadores de espuma. Por tal razón, la pobre sedimentabilidad del lodo pudo estar asociada esencialmente a la calidad del agua residual afluente, debido a la presencia de sustancias que producen alteración de la estructura del floc y aspectos como la capacidad de floculación y secreción de sustancias poliméricas extracelulares. Tales sustancias como los surfactantes, grasas y aceites que se visualizaron en la etapa de operación, pudieron tener mayor impacto al sistema cuando éste no contó con una etapa de clarificación primaria, ya que esta etapa de tratamiento previa al contacto inicial del AR con el licor mixto en RC, pudo tener un efecto amortiguador frente a las variaciones del AR afluente al SLAEC. A continuación en la Figura 47 se muestra el esquema resumen de la dinámica de los sólidos en el sistema de lodos activados bajo la modalidad de estabilización por contacto con y sin clarificación primaria, en donde se evidencia que la clarificación primaria tuvo una incidencia directa en las características de sedimentabilidad pero no tuvo incidencia en la calidad del efluente ya que en ambos se presentaron eficiencias de reducción superiores de reducción alrededor del 80% en DQO y SST como es de esperarse en estos sistemas de tratamiento biológico.


58

Figura 32 Dinámica de los solidos en el SLAEC para las Fases evaluadas


59

6. CONCLUSIONES Las características del agua residual afluente al sistema de tratamiento para la Fase 1 (DQO: 251 ± 99 mg.L-1; SST: 98 ± 28 mg.L-1) y para la Fase 2 (DQO: 181 ± 70 mg.L-1; SST: 102 ± 42 mg.L-1) permitieron identificarla como diluida, con alguna presencia de concentraciones pico en el periodo de evaluación que se encontraron dentro de lo esperado para las variaciones típicas encontradas en aguas residuales domésticas provenientes de alcantarillados combinados. La carga aplicada al SLAEC en términos de COV y la relación alimento microorganismos (A/M) para la Fase 1 fue mayor. En promedio, la carga orgánica por unidad de volumen que fue susceptible a ser absorbida por la biomasa en el reactor de contacto y posteriormente utilizada en el reactor de estabilización se encontró por encima de los valores típicos para la modalidad de estabilización por contacto (1 y 1,3 kg DBO5. (m3.d)-1), indicando en términos de estos variables de operación, una posible sobrecarga del sistema, sin embargo se confirmó la posibilidad de operar el SLAEC con valores superiores a lo recomendado sin que exista una alteración de la calidad del efluente típicas de esta modalidad de tratamiento cuando se realiza un adecuado control de los eventos operacionales relacionados con la separación solido-liquido. El TRC en el sistema correspondió a 6 ± 3,1 d para la Fase 1 mientras que para la Fase 2 fue de 5,3 ± 1,1 d, evidenciándose mayor complejidad en su control en la primera fase evaluada por los continuos eventos de esponjamiento del lodo. Las concentraciones en SST para RC obtuvieron un valor promedio para la Fase 1 y la Fase 2 en 1754 ± 590mg.L-1 y 1738± 429m.L-1 respectivamente, mientras que en RE fueron de 4096 ± 1289 mg.L-1 y 4747 ± 1192 mg.L-1, valores relativamente bajos con respecto a lo reportado en la literatura si se tiene en cuenta los rangos de variación a la que estuvieron sujetos además de que fueron similares , aspecto que pudo estar influenciado por las características del AR afluente al sistema en ambas fases evaluadas la cual se clasificó dentro del rango establecido como diluida en términos de DQO y SST.

La calidad del lodo secundario en términos de sedimentabilidad para la Fase 1 con relación a las constantes de Vesilind (Vo: 3,54 ± 1,33m.h-1 y k: 0,6 m3.kg-1), al IVL (RC: 268,5 ± 94,5 mL.g-1, RE: 230,0 ± 55,8mL.g-1) y al IVLD (RC: 209 ± 47 mL.g-1) permitieron clasificarla como de pobre sedimentabilidad. Igual situación se evidenció para la Fase 2, que obtuvo un valor para las constantes de Vesilind (Vo: 4,68 ± 1,70m.h-1y k: 0,6 m3.kg-1), del IVL (RC: 241,8 ± 80,7 mL.g-1, RE: 226,4 ± 57,5 mL.g-1) y del IVLD (RC: 205 ± 55 mL.g-1). Se observo que la concentración de REC tuvo una mayor variabilidad en la Fase 1 (5838 ± 3435 mg.L-1) respecto a la Fase 2 (4747 ± 1192 mg.L-1) aspecto que se asoció a los aspectos relacionados con la separación solido - liquido mas que a una posible alteración de las variables de operación, puesto que estas fueron controladas durante la operación de ambas fases evaluadas. Como aspecto importante se resalta el hecho de que en la Fase 2, la evacuación del lodo incorporado a la espuma fue mínima y no ameritó su cuantificación para efectos del control del TRC,


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como sí ocurrió en la Fase 1 y de manera frecuente después de un evento de esponjamiento del lodo, corroborando las pobres características de sedimentabilidad de los sólidos en esta fase, que en términos de operación mostraron un manto de sólidos disperso y de baja compactibilidad hasta el punto de sobresalir en la superficie del sedimentador y posiblemente escapar en el efluente cuando este comportamiento no fue controlado. Por cada kilogramo de DQO removida se generaron 0,35 ±0.45kg de SST en la Fase 1; mientras que para la Fase 2 el coeficiente de producción de lodos fue mayor con un valor promedio de 0.56 ±0.38kg ST.kg DQOremovida

-1, aspecto que se asoció a la capacidad de sedimentabilidad del lodo en el sedimentador secundario, el cual aportó mayor complejidad en la definición de las cantidades de solidos a evacuar del sistema. La medición de los SSV a los sólidos generados en las dos fases evaluadas, evidenció la necesidad de un tratamiento posterior para que se garantice su adecuada disposición en caso de la aplicación de un SLAEC con o sin clarificación primaria a escala real. Las pobres características de sedimentabilidad que caracterización los sólidos en la Fase 1 respecto a la Fase 2, se asoció a que la inclusión de la clarificación primaria del AR previa al tratamiento biológico actúa como un efecto amortiguador de las variaciones del AR y posiblemente del ingreso de sustancias que pueden alterar la calidad de sedimentabilidad de los sólidos , como los surfactantes y las grasas y aceites, compuestos que fueron observados durante el desarrollo de la etapa experimental. De manera general fue evidente que en la Fase 2 se promovió el crecimiento de una mayor diversidad de microorganismos, haciendo más evidente el efecto amortiguador de la clarificación primaria, aspecto que contribuyó a una mayor estabilidad del SLAEC y a una mejor calidad de los sólidos en términos de sedimentabilidad con respecto a lo observado en la Fase 1.


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7. RECOMENDACIONES

Se recomienda para posteriores estudios, mejorar la configuración del clarificador primario de tal manera que se favorezca una adecuada distribución del flujo evitando la aparición de zonas muertas o líneas preferenciales de flujo de tal manera que se descarten factores operacionales en las eficiencias de reducción en esta etapa e tratamiento.

Se recomienda evaluar el impacto de contaminantes específicos como lo son los surfactantes, las grasas y aceites presentes en el agua residual doméstica, sobre la estructura del floc y la influencia en sus características de sedimentabilidad

Se recomienda evaluar otros puntos de evacuación de lodo para el control del TRC en el sistema y la factibilidad de esta operación cuando se tienen sólidos de bajas características de sedimentabilidad

Se recomienda evaluar otras operaciones para la separación solido-liquido del licor mixto como la flotación así como explorar nuevas configuraciones de las unidades de sedimentación secundaria que minimicen los efectos asociados a sólidos de baja sedimentabilidad y de esta manera contribuir en posteriores estudios que tengan como objetivo resaltar las bondades en términos económicos y operacionales de la ausencia de una unidad de sedimentación primaria en un SLAEC.


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8. BIBLIOGRAFÍA

APHA; AWWA y WEF (2005). Standard methods for the examination of water and wastewater. 21th ed. EEUU: American Public Healt Association, American water Works Association, Water Environment Federation. BENEFIELD L. D., RANDALL C.W. (1980). Biological Process Design for Wastewater Tratament. Ed. Prentice Hall. Inc, Englewood. BARBA, L (2002) conceptos básicos de la contaminación del agua y parámetros de medición. Universidad del Valle. Cali, Colombia BARBUSINSKI, K y KOSCIELNIAK, H (1994). Influence of substrate loading intensity on floc size in activated sludge process. Water Research, Vol. 29, No. 7, pp. 1703-1710. BISOGNI, J. Y LAWRENCE, A. (1971) Relationship Between Biological Solids Retention Time and Settling Characteristics of Activated Sludge. Water Res., 5, 753 CABEZUT, O y SANCHEZ, A (1998).A knowledge base for wastewater treatment plants: The case of an activated-sludge facility. Expert Systems with Applications 14, 53-61 CASTILLO, G; ESCOBAR, B; URMENETA, P; MAC-PHAIL, H y BUSTOS, K (2008). Estudio de cambios en la diversidad biológica en un sistema experimental de lodos activados. En: 31° Congreso Interamericano AIDIS. Santiago, Chile. Centro de Eventos Casa Piedra 12 – 15 de Octubre. CHAVES, S; CAMARGO, M; CONEGLIAN, C; DE BRITO, N; BARROS, R; SOBRINHO, C; TONSO, S y PELEGRINI, R (2003). Tratamento de efluentes por processo de lodos ativados. En 3er Fórum de Estudos Contábeis 2003. Faculdades Integradas Claretianas – Rio Claro – SP – Brasil. CISTERNA, P y ALVARADO, V (2000). Gradientes de estabilización de lodos de acuerdo a los regímenes de procesos de fangos activos - Teoría y práctica. En: 27° Congresso Interamericano de Engenharia Sanitária e Ambiental. Porto Alegre, Brasil. 3 a 8 de dezembro. CHUDOBA, J y TUCEK, F (1985). Production, degradation, and composition of activated sludge in aeration systems without primary sedimentation. Water Pollution Control Federation, Vol. 57, No. 3, Part I , pp 201- 206. DROSTE, R (1997). Theory and practice of water and wastewater treatment. Ed, John Wiley y Sons.


63

EMCALI-UNIVALLE (2008) Tratamiento secundario del efluente de la PTAR-Cañaveralejo. Evaluación preliminar de una nueva configuración de lodos activados para reducción de costos y mejoramiento de eficiencia. “Definición de parámetros de diseño para la modalidad de estabilización por contacto”. Informe Final Fase III. Santiago de Cali. Colombia, EMCALI EICE ESP - Universidad del Valle. EKAMA, G; PITMAN, A; SMOLLEN, M y MARAIS, G (1986). Sludge settleability and secondary settling tank design procedures. Water Pollution Control Federation, Vol.85 (1), pp 101–113. FIGUEIREDO, I. 2009. Avaliação de desempenho do processo CEPT (chemically enhanced primary treatment) no tratamento primário de esgotos domésticos. Doutor em Engenharia Civil, Tese, Universidade Federal do Rio de Janeiro. FCMNRC (2004) Solids Inventory Control for Wastewater Treatment Plant Optimization. Federation of Canadian Municipalities and National Research Council

GERARDI, H (2002). Settleability problems and loss of solids in the activated sludge process. Ed. John Wiley y sons. New Jersey. GHANIZADEH, G Y SARRAFPOUR,R,(2001). The Effects of Temperature and PH on Settlability of Activated Sludge Flocs.Publ. Health, Vol. 30, No. 3-4, pp. 139-142 GRAY, N. F. 2004. Biology of Wastewater Treatment, Imperial College Press, London. GRADY, C., DAIGGER, G. & LIM, H. (1999) Biological wastewater treatment, CRC Press. GUAN, X.-H., CHEN, G.-H. y SHANG, C. (2005). Re-use of water treatment works sludge to enhance particulate pollutant removal from sewage. Water Research, 39, 3433-3440 GUJER W., JENKINS D. (1975). The contact stabilization activated sludge process oxygen utilization, sludge production and efficiency. Water Research, v.9, p. 553 a 564. HERNANDEZ, A (1992). Depuración de Aguas Residuales. Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. Segunda edición. Madrid, España. HOSSAIN, F (2004). Activated Sludge Bulking: A Review of Causes and Control Strategies. IE (I) Journal, Vol. 85. LIWARSKA-BIZUKOJC, E, Y BIZUKOJC, M (2005). Effect of selected anionic surfactants on activated sludge flocs. Enzyme and Microbial Technology Vol, 39. 660–668. MADONI P. (2003). Protozoa as indicators of wastewater treatment efficiency. En: Handbook of water and wastewater microbiology. Great Britain. Elsevier. p. 361 - 371.


64

MAVDT (2004). Plan Nacional de Manejo de Aguas Residuales Municipales en Colombia. Versión final. MESQUITA, D; DIAS, O; AMARAL, A y FERREIRA, E (2008). Relationship between sludge volume index and biomass structure within activated sludge systems. En: 17° Congresso Brasileiro de Engenharia Química. Recife, Brasil. 14 a 17 de setembro. METCALF, L y EDDY, H (2003). Wastewater Engineering: Treatment, Disposal and Reuse.4 ed. Ed. Mc Graw Hill. NOYOLA, A (2007). Agua y Saneamiento en América Latina .Conferencia Latinoamericana de Saneamiento, Latinosan. Cali. Colombia. 12 – 16 de Noviembre. OROZCO A., SALAZAR. A. (1985). Tratamiento Biológico de las aguas residuales. Universidad de Antioquia. Facultad de Ingeniería. Medellín. Colombia. OROZCO, A (2005). Bioingeniería de Aguas Residuales: Teoría y Diseño. ACODAL. OLIVA, U; GIACOMAN, G y PÉREZ, M (2008). Estudio de la dinámica de sedimentación de lodos mediante un sistema óptico. Ingeniería 12-2 ,17-29. PAZ, N (2009). Constantes cinéticas de un sistema de lodos activados en la modalidad de estabilización por contacto para el tratamiento del efluente clarificado de la PTAR Cañaveralejo- Cali. Universidad del Valle. RAMALHO, R (1996). Tratamiento de aguas residuales. Edición revisada. Ed. Reverté S.A. Barcelona, España. RENKO, E (1998). Modelling hindered batch settling Part I: A model for linking zone settling velocity and stirred sludge volume index. Water SA, Vol. 24, No. 4. REYES, P; LODIS, M; SANCHEZ, O; SCHIAPACASSE, M y CHAMY, R (2008). Efecto de la temperatura de operación de un sistema de lodos activados sobre la composición y la productividad específica de metano de los lodos generados. En: 31° Congreso Interamericano AIDIS. Santiago, Chile. Centro de Eventos Casa Piedra 12 – 15 de Octubre. RITTMAN, B. & MCCARTY, P. (2001) Biotecnología del medio ambiente: Principios y aplicaciones, Madrid, McGraw-Hill. RODRIGUEZ, V Y RODRIGUEZ , K (2008). Evaluación de la tecnología de lodos activados de estabilización por contacto para el tratamiento de aguas residuales domésticas. Universidad del Valle. ROMERO, J (2000). Tratamiento de aguas residuales. Escuela Colombiana de Ingeniería. Bogotá D.C., Colombia.


65

ROSSLE, W. H.; PRETORIUS, W. A. (2001) A Review of Characterisation Requirements for In-Line Prefermenters. Paper 1: Process Characterization. Water SA, 27, 413–422. SARIOGLU, M; ORHON, D; GÖRGÜN, E y ARTAN, N (2003). Design procedure for carbon removal in contact stabilization activated sludge process. Water Science and Technology, Vol 48 No 11–12 pp 285–292. SCHULTZ, J; HEGG,B y RAKNESS, K (1982). Realistic Sludge Production for Activated Sludge Plants without Primary Clarifiers. Water Pollution Control Federation, Vol. 54, No. 10, pp 1355-1360. SEKA, M. & VERSTRAETE, W. (2003) Test for assessing shear sensitivity of activated sludge flocs: a feasibility study. Water Research, 37, 3327-3334. SPELLMAN, F (2011). Spellman's Standard Handbook for Wastewater Operators: Intermediate Level Volume II, Taylor and Francis Group .EMCALI-UNIVALLE (2005). Estudio de evaluación para el tratamiento del efluente de la PTAR Cañaveralejo a través de dos opciones secundarias convencionales. Informe final Fase I - Universidad del Valle, Cali, Colombia. TUROVSKIĬ, I Y MATHAI, P (2006).Wastewater sludge processing.John Wiley y Sons.New Jersey EUA. VAN HAANDEL , A y MARAIS, G (1999). O comportamento do sistema do lodo ativado. Teoria e aplicacoes para projetos e operacao. Campina Grande, Brazil. VAN HAANDEL, A y VAN DER LUBBE, J (2007). Handbook Biological Waste water treatment. Design and optimization of activated sludge systems. Campina Grande, Brazil. VANDERHASSELT, A y VANROLLEGHEM, P (2000). Estimation of sludge sedimentation parameters from single batch settling curves. Water Research, Vol. 34, No. 2, pp 395 ± 406. VIESSMAN, W y HAMMER, M (1998). Water supply and pollution control. Ed Addison Wesley. VILASECA, M (2001). Observación microscópica de fangos activados en los tratamientos de depuración biológica. Boletin INTEXTER (U.P.C.). Nº 11, pp 67 - 72 VON SPERLING M. (1997). Principios do tratamento biológico de águas residuarias. Principios Básicos do tratamento de esgotos. v. 2. VON SPERLING, M. (2001) Dimensionamento de lodos ativados por batelada utilizando os princípios da teoria do fluxo de sólidos. Engenharia sanitária e ambiental, 6, 147-156.


66

VON SPERLING, M. (2007). Wastewater characteristics, treatment and disposal, Londres, IWA Publishing. WEF. (2003) Wastewater treatment plant design. International Ltd, Padstow, Cornwall Great Britain WILEN, B; NIELSEN, J, KEIDING, P y NIELSEN, P. (2000) Influence of microbial activity on the stability of activated sludge flocs. Colloids Surf B: Biointerfaces Vol. 18, 145–56. WILEN, B; JIN, B; y LANT, P (2003). Impacts of structural characteristics on activated sludge floc stability. Water Research. Vol. 37, 3632–3645. WILEN, B, ONUKI, M; HERMANSSON, M; LUMLEY, D y MINO, T (2008). Microbial community structure in activated sludge floc analysed by fluorescence in situ hybridization and its relation to floc stability. Water Research. Vol. 42, 2300 – 2308. WINKLER, M (2000). Tratamiento biológico de aguas de desecho. Departamento de Ingeniería. Universidad de Survey. Ed. Limusa S.A. YUAN, Z y BLACKALL, L (2002). Sludge population optimization: a new dimension for the control of biological wastewater treatment systems. Water Research, Vol. 36, pp 482–490. ZHANG, D; LI, Z; LUA, P; ZHANGA, T y XUA, D (2006). A method for characterizing the complete settling process of activated sludge. Water Research, Vol. 40, pp 2637 – 2644.


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ANEXOS

ANEXO 1. DATOS GENERALES FASE 1

pH Alcalinidad Total DQO Total DQO Filtrada DBO5 Total pH Alcalinidad Total DQO Total DQO Filtrada DBO5 Total

SST (mg.L-1) SSV (mg/L) (unidades) (mg CaCO3.L

-1) (mg.L-1) (mg.L-1) (mg.L-1) SST (mg/L) SSV (mg/L) (unidades) (mg CaCO3.L-1) (mg.L-1) (mg.L-1) (mg.L-1) SST (mg/L) SSV (mg/L) SSV/SST pH

4 60 16 16 1440 1170 0,81 6,985 40 16 16 1750 1360 0,78 6,476 144 112 143 16 91 1570 1200 0,76 6,718 126 104 6,52 142 161 4 4 6,65 124 88 3200 2340 0,73 6,569 130 90 180 110 6 6 85 70 2620 1920 0,73

11 90 82 6,13 157 190 16 6,63 65 84 2620 1920 0,7318 96 67 5,95 142 14 14 6,68 93 1560 1095 0,70 6,7219 82 62 6,60 199 16 14 6,87 90 700 470 0,67 6,8220 74 62 6,36 152 16 12 6,60 88 1980 1330 0,67 6,3221 74 62 6,21 152 230 180 16 12 6,67 114 78 50 1980 1330 0,67 6,4222 104 80 6 6 1820 1270 0,7023 104 80 6,78 181 6 6 6,51 116 1820 1270 0,70 6,4324 88 84 6,43 28 28 6,62 2080 1550 0,75 6,4825 128 90 6,25 209 150 42 28 6,61 119 90 1910 1350 0,71 6,5826 72 66 6,65 206 283 180 38 38 6,72 98 70 60 2040 1510 0,74 6,3727 56 56 6,84 204 213 16 16 6,68 126 80 2400 1750 0,73 6,4128 114 90 6,42 246 22 22 6,50 75 2400 1720 0,72 6,2829 72 72 6,37 170 335 28 28 6,74 111 67 1870 1420 0,76 6,5830 134 98 6,43 170 423 22 22 6,53 80 49 2550 1850 0,73 6,3231 430 4832 104 100 6,54 152 353 12 7,8 6,74 98 59 2590 1870 0,72 6,3833 468 51 2590 1870 0,7236 118 88 583 410 20 18 42 37 1270 910 0,7237 66 50 6,39 195 286 270 12 8 6,71 137 83 45 1220 840 0,69 6,5738 52 48 12 8 1180 820 0,69 6,6548 84 74 6,59 217 260 125 16 16 6,59 116 18 12 1120 880 0,79 6,7550 130 94 6,14 290 26 24 6,35 37 1780 1260 0,71 6,4251 136 98 6,42 175 350 210 18 16 6,70 127 51 36 690 520 0,75 6,6052 136 134 6,41 186 321 12 12 6,83 84 42 930 650 0,70 6,5053 92 68 6,33 188 293 8 8 6,79 103 33 1650 1180 0,72 6,4754 116 102 6,75 212 315 28 26 6,91 111 64 2470 1830 0,74 6,3255 126 118 6,30 168 336 190 36 36 6,72 170 96 75 1200 980 0,82 6,4756 116 96 6,35 163 353 200 14 14 6,73 120 50 35 1200 980 0,82 6,4158 150 114 6,44 173 337 8 8 6,77 154 37 2260 1700 0,75 6,4371 132 98 6,18 148 322 300 18 18 6,70 118 24 23 1260 930 0,74 6,4072 130 106 242 10 10 24 1260 1260 1,0076 62 48 6,52 166 70 16 16 6,77 83 7 1890 1450 0,77 6,3680 46 46 175 16 16 17 2590 1960 0,7681 280 6 6 28 2420 1860 0,7783 144 92 6,61 150 242 6 6 6,76 150 34 1110 910 0,82 6,5684 134 86 6,49 143 242 12 12 6,73 106 34 1350 1070 0,79 6,3685 92 88 6,37 123 204 182 150 4 4 6,62 100 34 22 1360 1030 0,76 6,5486 84 78 6,74 148 129 115 110 6 6 7,39 141 30 19 24 1300 1050 0,81 6,5987 80 80 148 61 12 12 39 31 1520 1180 0,7888 98 70 6,36 132 157 91 120 12 12 6,69 114 32 24 17 1260 980 0,78 6,3991 112 90 187 91 64 48 51 24 2330 1770 0,7692 112 90 6,67 232 216 64 48 6,71 114 71 2330 1770 0,76 6,2493 66 62 6,47 163 249 124 235 12 12 6,93 150 25 19 20 730 610 0,84 6,5994 66 62 183 116 12 12 39 24 730 610 0,84

106 90 66 117 108 36 36 54 28 2290 1670 0,73107 104 94 176 153 240 16 14 39 37 30 1800 1270 0,71108 108 80 6,43 151 190 113 240 6 10 7,04 151 60 35 50 2460 1800 0,73109 78 60 6,58 120 207 120 6 2 6,96 83 27 20 1540 1170 0,76 6,67110 86 68 6,84 127 202 148 14 14 7,10 98 35 19 1460 1090 0,75 6,53111 104 86 294 178 28 24 44 29 1960 1480 0,76 6,43112 104 74 202 134 135 10 27 23 15 1890 1430 0,76113 98 64 175 122 32 16 36 27 1490 1090 0,73114 62 50 148 110 10 10 45 31 1210 883 0,73

Agua Residual Afluente (ARA) Agua Residual Tratada (ART)

Agua Residual Afluente (ARA)

Agua Residual Tratada (ART)

RC

Dia Operacion


SST (mg/L) SSV (mg/L) SSV/SST pH SST (mg/L) SSV (mg/L) SSV/SST (d) (kg DBO5.(m3.d)-1) (kg DBO5.(kg SSVLM)-1)

3730 2570 0,69 6,28 8000 0,16 7,705240 3810 0,73 6,29 12128 7932 0,65 0,14 10,505260 3780 0,72 6,57 5340 3850 0,72 0,13 0,93 0,328320 5930 0,71 6,35 8834 6044 0,68 0,16 19,10 1,05 0,227150 5040 0,70 14100 9600 0,68 0,15 16,00 1,16 0,297150 5040 0,70 14100 9600 0,68 0,15 1,23 0,314360 3060 0,70 6,68 6350 0,15 6,162370 1610 0,68 6,28 16240 7580 0,47 0,13 2,336230 4200 0,67 6,16 6120 4220 0,69 0,13 10,656230 4200 0,67 6,31 6120 4220 0,69 0,13 9,25 1,49 0,464740 3320 0,70 9240 6480 0,70 0,16 6,424740 3320 0,70 6,15 9240 6480 0,70 0,16 6,094950 3420 0,69 6,03 8220 5460 0,66 0,17 5,694510 3200 0,71 6,36 7480 5208 0,70 0,17 3,16 0,97 0,373960 2740 0,69 6,29 10920 7120 0,65 0,20 3,76 1,83 0,785950 4140 0,70 6,26 6460 4220 0,65 0,16 6,30 1,38 0,415680 3940 0,69 6,29 6610 4570 0,69 0,17 5,78 1,60 0,504860 3430 0,71 6,48 8880 5960 0,67 0,16 5,25 2,17 0,784380 3070 0,70 6,21 2050 1402 0,68 0,22 6,08 2,74 1,03

2,793850 2720 0,71 6,45 1236 856 0,69 0,25 5,44 2,29 0,943850 2720 0,71 3,03 1,244290 2950 0,69 962 670 0,70 0,13 4,16 3,78 1,654280 2940 0,69 6,27 1394 944 0,68 0,12 4,67 1,86 0,823670 2610 0,71 6,61 600 430 0,72 0,13 5,973200 2300 0,72 6,45 2880 2050 0,71 0,14 7,54 1,68 0,923250 2290 0,70 6,44 6378 4338 0,68 0,21 5,92 1,88 0,962900 2020 0,70 6,28 5080 3320 0,65 0,10 6,32 2,27 1,483440 2380 0,69 6,36 5080 3320 0,65 0,12 6,68 2,08 1,153010 2080 0,69 6,37 4500 3090 0,69 0,21 5,39 1,90 1,062430 1810 0,74 6,38 4240 3070 0,72 0,33 3,61 2,04 1,123050 2280 0,75 6,35 5730 4140 0,72 0,16 3,68 2,18 1,173590 2670 0,74 6,45 1220 930 0,76 0,14 6,03 2,29 1,083940 2850 0,72 6,25 3520 2570 0,73 0,22 7,32 2,19 0,883440 2490 0,72 6,15 4540 3210 0,71 0,15 5,40 2,09 1,053590 2670 0,74 3670 2820 0,77 0,15 6,08 1,57 0,712980 2330 0,78 6,26 4180 3180 0,76 0,23 12,70 0,46 0,223180 2490 0,78 0,28 1,13 0,492980 2210 0,74 0,28 1,81 0,864030 3040 0,75 6,39 6350 4690 0,74 0,12 7,90 1,57 0,674060 2990 0,74 6,27 4890 3580 0,73 0,14 6,71 1,57 0,663510 2540 0,72 5,93 8956 6034 0,67 0,16 6,22 1,32 0,654290 3160 0,74 6,39 3830 2860 0,75 0,13 6,76 0,84 0,345720 4200 0,73 3150 2350 0,75 0,11 6,74 0,96 0,302310 1860 0,81 6,19 2830 2190 0,77 0,21 5,40 1,02 0,651960 1500 0,77 2430 1750 0,72 0,37 3,57 1,21 0,761960 1500 0,77 6,39 2430 1750 0,72 0,37 1,53 1,40 0,883170 2380 0,75 6,40 4260 3150 0,74 0,10 5,63 1,61 0,903170 2380 0,75 4260 3150 0,74 0,10 5,90 1,19 0,663470 2500 0,72 4130 2960 0,72 0,24 5,34 0,76 0,343860 2780 0,72 1360 160 0,12 0,18 5,79 1,14 0,503860 2780 0,72 5100 3830 0,75 0,24 5,62 1,23 0,503890 2860 0,74 6,58 7630 5640 0,74 0,16 5,07 1,34 0,583280 2480 0,76 6,71 3990 2980 0,75 0,18 5,20 1,31 0,653600 2680 0,74 6,36 7680 5760 0,75 0,21 5,11 1,90 0,835110 3790 0,74 8770 6530 0,74 0,15 6,20 1,31 0,434180 3050 0,73 5140 3780 0,74 0,15 5,74 1,13 0,473310 2416,3 0,73 6420 4687 0,73 0,15 13,07 0,96 0,50

A/MAplicadaRECREFactor Alfa

α

TRC COV Total


pH Alcalinidad Total DQO Total DQO Filtrada DBO5 Total

SST (mg.L-1) SSV (mg.L-1) (Und) (mg CaCO3.L-1) (mg.L-1) (mg.L-1) (mg.L-1)

PROMEDIO 98,3 80,7 168,0 250,7 122,9 200,3MEDIANA 98,0 80,0 164,6 242,0 117,9 190,0MAXIMO 150,0 134,0 6,8 231,5 583,0 181,9 410,0MINIMO 40,0 46,0 6,0 119,7 70,3 60,8 110,0

DESVIACIÓN 28,1 19,7 28,7 98,9 31,2 78,8No Datos 55 53 37 34 49 16 17





1

Estadigrafo





Estadigrafo


SSTLM (mg.L-1)SSVLM (mg.L-

1)SSV/SST pH (Und) SSTLM (mg.L-

1)SSVLM (mg.L-1)

SSV/SST pH

PROMEDIO 1.754 1.306 0,7 4.096 2.939 0,7MEDIANA 1.780 1.270 0,7 3.860 2.740 0,7MAXIMO 3.200 2.340 1,0 7,0 8.320 5.930 0,8 6,7MINIMO 690 470 0,7 6,2 1.960 1.500 0,7 5,9

DESVIACIÓN 590 423 0,1 1.289 877 0,0No Datos 57 57 57 40 57 57 57 40

SSTLM (mg.L-1)SSVLM (mg.L-

1)SSV/SST pH (Und) (d) (kg DBO5.(m3.d)-1)

(kg DBO5.(kg SSVLM)-

1)

PROMEDIO 5.838 3.975 0,7 0,2 6,6 1,6 0,7MEDIANA 5.120 3.680 0,7 0,2 5,9 1,6 0,7MAXIMO 16.240 9.600 0,8 0,4 19,1 3,8 1,7MINIMO 600 160 0,1 0,1 1,5 0,5 0,2

DESVIACIÓN 3.435 2.209 0,1 0,1 3,1 0,6 0,3No Datos 54 52 52 56 52 49 48

2

Estadigrafo

EstadigrafoA/M

RC

REC

RE

Factor Alfa αTRC COV Total


SST SSV pH Alcalinidad Total DQO Total DQO Filtrada DBO5 Total SST SSV pH Alcalinidad Total DQO Total DQO Filtrada DBO5 Total

(mg/L) (mg/L) (unidades) (mg CaCO3.L-1) (mg.L-1) (mg.L-1) (mg.L-1) (mg/L) (mg/L) (unidades) (mg CaCO3.L

-1) (mg.L-1) (mg.L-1) (mg.L-1)

4 64 58 6,66 200 162 135 6,50 162 755 100 66 6,22 294 181 86 64 6,08 97 233 1106 158 104 6,50 135 353 273 88 62 6,41 116 2667 158 104 7,28 98 411 364 220 88 62 6,35 298 749 76 48 7,05 152 433 341 50 32 7,05 135 322

1017 110 60 183 131 105 76 40 143 9018 98 66 150 68 72 56 7519 58 36 6,75 139 164 68 105 110 62 6,49 122 228 18020 58 36 6,84 143 189 121 110 62 6,45 127 21421 102 68 6,52 127 214 174 86 60 6,43 116 200 8822 88 64 6,66 112 150 58 64 44 6,54 106 10323 90 52 82 26 48 24 7324 96 58 6,81 120 188 155 110 76 48 6,34 87 134 9025 38 20 6,36 124 407 282 170 94 88 6,45 112 150 13526 64 60 6,20 93 256 178 140 72 64 5,76 91 244 195 13527 92 80 6,43 20 331 230 68 56 6,04 24 19741 343 214 17542 106 90 355 197 48 46 15353 142 114 6,40 249 186 98 74 6,49 226 20954 122 94 226 202 200 80 62 390 188 21055 26 18 6,41 124 209 162 62 50 6,56 131 183 10856 114 84 6,39 233 209 78 68 6,35 186 15357 140 96 268 233 230 98 76 233 171 11258 106 78 6,47 186 160 82 60 6,47 209 18659 198 209 171 135 88 70 162 113 9261 76 50 6,33 233 178 82 62 6,33 13762 76 50 256 186 82 62 113 7563 80 52 6,40 118 183 146 86 58 6,26 97 122 82 5864 120 66 6,48 186 174 135 96 52 6,33 148 94 8065 108 86 197 176 68 56 98 4966 94 82 247 186 54 141 8967 242 218 221 183 153 8768 142 110 6,39 209 169 130 106 90 6,37 164 122 9569 16 16 183 98 94 84 122 63


Dia Operacion

Agua Residual Clarificada (ARC)


SST SSV pH Alcalinidad Total DQO Total DQO Filtrada DBO5 Total

(mg/L) (mg/L) (unidades) (mg CaCO3.L-1) (mg.L-1) (mg.L-1) (mg.L-1) SST (mg/L) SSV (mg/L) SSV/SST pH SST (mg/L) SSV (mg/L) SSV/SST pH

10 10 6,80 36 26 25 1290 1030 0,80 6,72 3990 3040 0,76 6,4812 12 6,91 120 15 10 12 1100 740 0,67 6,66 3940 3160 0,806 6 6,70 170 26 8 1670 1220 0,73 6,49 4530 3420 0,75 6,436 6 6,31 87 38 6 27 1670 1220 0,73 6,53 4530 3420 0,75 6,45

14 14 6,73 64 33 5 1840 850 0,46 6,57 3450 1400 6,452620 1990 0,76 3170 2270 0,72

16 16 40 28 21 1270 960 0,76 4260 3140 0,7434 34 66 33 1620 1570 0,97 3690 2690 0,734 4 6,71 97 78 63 55 1470 1040 0,71 3670 2630 0,724 4 6,74 104 24 17 1470 1080 0,73 6,48 4270 3310 0,78 6,35

16 16 6,43 91 24 17 17 2140 1570 0,73 6,51 4370 3220 0,74 6,368 8 7,11 125 42 36 1280 960 0,75 6,48 4500 3350 0,74 6,43

12 12 38 21 1700 1250 0,74 4390 3180 0,7220 14 6,75 93 30 24 25 1560 1190 0,76 6,41 4470 3320 0,74 6,394 6,81 23 15 20 1250 1000 0,80 6,58 3890 2180 0,56 6,29

22 18 6,98 106 28 8 20 1570 1250 0,80 5230 3960 0,7632 26 6,71 27 25 11 2140 1650 0,77 6,62 4710 3560 0,76 6,40

26 16 2140 1650 0,77 4710 3560 0,7616 16 27 21 2280 1750 0,77 3950 2940 0,7424 22 6,71 72 70 2180 1610 0,74 6,64 8330 6800 0,82 6,3822 16 57 50 38 2050 1560 0,76 5210 3770 0,7226 16 6,98 91 58 23 2260 1640 0,73 6,67 4740 3530 0,74 6,4230 20 6,66 47 39 1770 1270 0,72 5740 4280 0,7552 36 45 37 29 1770 1270 0,72 5740 4280 0,7516 16 6,75 51 19 2360 1690 0,72 6,56 5260 3990 0,76 6,4218 18 53 14 25 1590 1190 0,75 5920 4440 0,7526 6,85 49 24 1350 1030 0,76 6,64 5500 4030 0,73 6,1826 45 33 1350 1030 0,76 5500 4030 0,7330 18 6,70 81 42 31 23 1140 860 0,75 6,46 7050 5480 0,78 6,4832 20 6,61 36 27 19 1960 1410 0,72 6,47 4680 3420 0,73 6,4718 18 39 23 1630 1260 0,77 6,48 5430 4090 0,75 6,4126 42 27 1890 1490 0,79 2840 2210 0,78

62 55 2700 1970 0,73 7050 5320 0,7524 24 6,37 39 30 28 1760 1180 0,67 6,39 5040 4040 0,80 6,3610 10 27 17 1000 800 0,80 2400 2520


RC RE


SST (mg/L) SSV (mg/L) SSV/SST pH (d)(kg

DBO5.(m3.d)-1)

(kg DBO5.(kg SSVLM)-1)

3510 2670 0,76 0,14 6,0 1,29 0,55050 3320 0,66 0,12 7,3 1,90 0,85610 4340 0,77 0,15 6,5 1,72 0,85610 4340 0,77 0,15 6,0 2,67 1,08320 3540 0,43 0,16 2,804400 3370 0,77 0,216480 4730 0,73 0,29 6,0 1,19 0,56400 4690 0,73 0,26 5,7 0,97 0,44340 3100 0,71 5,3 1,07 0,56730 4850 0,72 0,17 5,1 1,39 0,56720 4870 0,72 0,18 5,6 1,39 0,54580 3350 0,73 0,17 4,2 0,97 0,48510 6190 0,73 0,18 5,6 0,53 0,26350 4660 0,73 0,13 5,9 1,22 0,56340 3700 0,58 0,18 2,64 1,58720 6590 0,76 0,16 3,9 1,66 0,58990 6820 0,76 0,14 4,4 1,28 0,7

0,19 1,13 0,86270 4730 0,75 0,12 7,1 2,30 0,98280 6220 0,75 0,16 5,9 1,61 0,38280 6220 0,75 0,14 5,6 1,46 0,58560 6370 0,74 0,13 4,0 1,36 0,55520 4150 0,75 0,13 3,6 1,51 0,55520 4150 0,75 0,18 4,4 1,74 0,53990 3040 0,76 5,4 1,20 0,43990 3040 0,76 5,7 1,36 0,47000 5270 0,75 0,47 0,89 0,57000 5270 0,75 1,66 0,55400 4060 0,75 6,6 1,19 0,36590 4920 0,75 0,06 5,7 1,20 0,48170 6100 0,75 0,22 5,4 1,28 0,47210 5550 0,77 0,18 1,60 0,86540 4830 0,74 0,23 1,43 0,35720 3900 0,68 0,15 3,2 1,36 0,43710 3030 0,82 0,14 3,5 1,19 0,6

TRC COV Total A/MAplicadaREC

Factor Alfa α










Estadigrafo



Estadigrafo








Estadigrafo

Agua Residual Clarificada (ARC)



SSTLM (mg.L-

1)SSVLM (mg.L-1)

SSV/SST pH (Und)SSTLM (mg.L-1)

SSVLM (mg.L-1)

SSV/SST pH

PROMEDIO 1.738 1.292 0,7 4.747 3.542 0,7MEDIANA 1.670 1.250 0,7 4.530 3.420 0,7MAXIMO 2.700 1.990 1,0 6,7 8.330 6.800 0,8 6,5MINIMO 1.000 740 0,5 6,4 2.400 1.400 0,6 6,2

DESVIACIÓN 429 329 0,1 1.192 1.010 0,0No Datos 35 35 35 19 35 35 33 18

SSTLM (mg.L-

1)SSVLM (mg.L-1)

SSV/SST pH (Und) (d) (kg DBO5.(m3.d)-1) (kg DBO5.(kg SSVLM)-1)

PROMEDIO 6.306 4.588 0,7 0,2 5,3 1,5 0,6MEDIANA 6.375 4.675 0,8 0,2 5,6 1,4 0,5MAXIMO 8.990 6.820 0,8 0,5 7,3 2,8 1,5MINIMO 3.510 2.670 0,4 0,1 3,2 0,5 0,2

DESVIACIÓN 1.570 1.174 0,1 0,1 1,1 0,5 0,2No Datos 34 34 34 30 27 34 33

4

Estadigrafo

RC RE

Estadigrafo

REC

Factor Alfa α

TRC COV Total A/M

ANEXO 5. VARIABLES DE SEDIMENTABILIDAD DEL LODO

FASE 1

05

101520253035404550

0 5 10 15 20 25 30

Altu

ra de

la in

terfa

se (c

m)

Tiempo de sedimentación (min)

Día de Operación: 47

3585 mg.L-1 3227mg.L-1 2510 mg.L-1 1434 mg.L-1

05

101520253035404550

0 5 10 15 20 25 30Al

tura

de la

inte

rfase

(cm)



2820 mg.L-1 2480 mg.L-1 1780 mg.L-1 560 mg.L-1 RC RE

05

101520253035404550

0 5 10 15 20 25 30

Altu

ra de

la in

terfa

se (c

m)




y = -0,464x + 52,40R² = 0,991

y = -0,595x + 50,97R² = 0,991

y = -0,870x + 51,48R² = 0,995

y = -1,513x + 43,10R² = 0,988

05

1015

20253035404550

0 5 10 15 20 25 30

Altu

ra de

la in

terfa

se (c

m)



3585 mg.L-1 3227mg.L-1 2510 mg.L-1

1434 mg.L-1 Lineal (3585 mg.L-1) Lineal (3227mg.L-1)

Lineal (2510 mg.L-1) Lineal (1434 mg.L-1)

y = -0,290x + 50,97R² = 0,997

y = -0,948x + 54,93R² = 0,991

y = -1,4x + 47,14R² = 0,980y = -3,805x + 51,73

R² = 0,991

y = -3,86x + 51,74R² = 0,998

y = -1,102x + 56,41R² = 0,998

05

10152025303540

4550

0 5 10 15 20 25 30

Altu

ra de

la in

terfa

se (c

m)



2820 mg.L-1 2480 mg.L-1 1780 mg.L-1560 mg.L-1 RC RELineal (2820 mg.L-1) Lineal (2480 mg.L-1) Lineal (1780 mg.L-1)Lineal (560 mg.L-1) Lineal (RC) Lineal (RE)

y = -0,241x + 53,00R² = 0,962

y = -0,312x + 52,97R² = 0,972y = -0,869x + 53,26

R² = 0,980

y = -1,535x + 32,86R² = 0,977

y = -3,492x + 51,67R² = 0,991 y = -0,533x + 54,5

R² = 0,992

05

101520253035404550

0 5 10 15 20 25 30

Altu

ra de

la in

terfa

se (c

m)





FASE 1

05

101520253035404550

0 5 10 15 20 25 30

Altu

ra de

la in

terfa

se (c

m)



6040 mg.L-1 4540 mg.L-1 4880 mg.L-1 2310 mg.L-1 1490 mg.L-1

05

101520253035404550

0 5 10 15 20 25 30Al

tura

de la

inte

rfase

(cm

)




05

101520253035404550

0 5 10 15 20 25 30

Altu

ra de

la in

terfa

se (c

m)



2130 mg.L-1 2720 mg.L-1 1800 mg.L-1 1000 RC RE

y = -0,089x + 50,66R² = 0,958

y = -0,237x + 51,01R² = 0,975

y = -0,284x + 52,00R² = 0,976

y = -0,859x + 54,95R² = 0,978

y = -1,264x + 47,76R² = 0,981

05

101520253035404550

0 5 10 15 20 25 30

Altu

ra de

la in

terfa

se (c

m)



6040 mg.L-1 4540 mg.L-1 4880 mg.L-12310 mg.L-1 1490 mg.L-1 Lineal (6040 mg.L-1)Lineal (4540 mg.L-1) Lineal (4880 mg.L-1) Lineal (2310 mg.L-1)Lineal (1490 mg.L-1)

y = -0,147x + 51,55R² = 0,974

y = -0,932x + 58,38R² = 0,983

y = -0,985x + 40,90R² = 0,970

y = -2,486x + 51,49R² = 0,964

y = -1,523x + 55,54R² = 0,990

y = -0,477x + 52,79R² = 0,996

05

101520253035404550

0 5 10 15 20 25 30

Altu

ra de

la in

terfa

se (c

m)




y = -2,573x + 54,73R² = 0,972

y = -0,918x + 57,77R² = 0,986

y = -1,380x + 56,63R² = 0,995

y = -1,077x + 44,06R² = 0,967

y = -1,085x + 56,59R² = 0,991

05

101520253035404550

0 5 10 15 20 25 30

Altu

ra de

la In

terfa

se (c

m)



1800 mg.L-1 2130 mg.L-1 2720 mg.L-1RC RE Lineal (1800 mg.L-1)Lineal (2130 mg.L-1) Lineal (2720 mg.L-1) Lineal (RC)Lineal (RE)


FASE 1

05

101520253035404550

0 5 10 15 20 25 30

Altu

ra de

la in

terfa

se (c

m)




05

101520253035404550

0 5 10 15 20 25 30Al

tura

de la

inte

rfase

(cm

)



4780 mg.L-1 4522 mg.L-1 3230 mg.L-1 1679 mg.L-1

05

101520253035404550

0 5 10 15 20 25 30

Altu

ra de

la in

terfa

se (c

m)



5502 mg.L-1 2660 mg.L-1 1726 mg.L-1 RC RE

y = -0,872x + 57,34R² = 0,997

y = -1,304x + 55,66R² = 0,994 y = -1,692x + 53,79

R² = 0,994y = -3,785x + 53,39R² = 0,963 y = -2,474x + 57,29

R² = 0,995

y = -0,456x + 55,00R² = 0,980

05

1015

2025303540

4550

0 5 10 15 20 25 30

Altu

ra de

la In

terfa

se (c

m)




y = -1,025x + 24,3R² = 0,993

y = -1,245x + 31,37R² = 0,979

y = -1,942x + 43,63R² = 0,974

y = -1,842x + 42R² = 0,969

05

1015202530

35404550

0 5 10 15 20 25 30

Altu

ra de

la in

terfa

se (c

m)


Dia de operación: 103

4780 mg.L-1 4522 mg.L-1 3230 mg.L-1

1679 mg.L-1 Lineal (4780 mg.L-1) Lineal (4522 mg.L-1)


y = -0,04x + 50,45R² = 0,8

y = -0,308x + 53,41R² = 0,988

y = -0,602x + 54,38R² = 0,969

y = -2,471x + 57,55R² = 0,998 y = -0,499x + 52,72

R² = 0,997

05

1015202530

35404550

0 5 10 15 20 25 30

Altu

ra de

la in

terfa

se (c

m)



5502 mg.L-1 2660 mg.L-1 1726 mg.L-1RC RE Lineal (5502 mg.L-1)Lineal (2660 mg.L-1) Lineal (1726 mg.L-1) Lineal (RC)Lineal (RE)


FASE 1

05

101520253035404550

0 5 10 15 20 25 30

Altu

ra de

la in

terfa

se (c

m)



3975 mg.L-1 3533 mg.L-1 3092mg.L-1 2208 mg.L-1 883 mg.L-1

05

101520253035404550

0 5 10 15 20 25 30Al

tura

de la

inte

rfase

(cm)




05

101520253035404550

0 5 10 15 20 25 30

Altu

ra de

la in

terfa

se (c

m)



5815 mg.L-1 4536 mg.L-1 4071 mg.L-1 2908 mg.L-1

y = -0,624x + 53,58R² = 0,993

y = -0,902x + 54,82R² = 0,990

y = -0,433x + 52,43R² = 0,986

y = -1,408x + 48,01R² = 0,977

y = -3,65x + 44,5R² = 0,980

05

101520253035404550

0 5 10 15 20 25 30

Altu

ra de

la in

terfa

se (c

m)



3975 mg.L-1 3533 mg.L-1 3092mg.L-12208 mg.L-1 883 mg.L-1 Lineal (3975 mg.L-1)Lineal (3533 mg.L-1) Lineal (3092mg.L-1) Lineal (2208 mg.L-1)Lineal (883 mg.L-1)

y = -0,427x + 53,86R² = 0,997

y = -1,203x + 56,80R² = 0,989

y = -1,765x + 54,22R² = 0,990y = -2,175x + 53,02

R² = 0,990

y = -4,13x + 52,73R² = 0,999

y = -0,303x + 51,97R² = 0,993

05

101520253035404550

0 5 10 15 20 25 30

Altu

ra de

la in

terfa

se (c

m)




y = -0,630x + 54,51R² = 0,993

y = -1,150x + 55,41R² = 0,998

y = -1,241x + 52,69R² = 0,996

y = -2,085x + 51,71R² = 0,993

05

101520253035404550

0 5 10 15 20 25 30

Altu

ra de

la in

terfa

se (c

m)



5815 mg.L-1 4536 mg.L-1 4071 mg.L-1



Constantes de Vesilind


FASE 1

Estadígrafos Vo (m.h-1)

k (kg.m-3)

Promedio 3,5 0,6 Mediana 3,7 0,5 Máximo 6,1 1,0 Mínimo 1,6 0,4 Desviación 1,3 0,2 No datos 14 14

Estadígrafos IVL

( mL.g-1) IVLD

(mL.g-1) RC RE RC

Promedio 268 230 209

Mediana 250 237 212

Máximo 500 370 277

Mínimo 98 102 122

Desviación 95 56 44

No datos 47 47 12

05

101520253035404550

0 5 10 15 20 25 30

Altu

ra de

la in

terfa

se (c

m)



4600 mg.L-1 3600 mg.L-1 3000 mg.L-1 1710 mg.L-1

05

101520253035404550

0 5 10 15 20 25 30

Altu

ra de

la in

terfa

se (c

m)




y = -0,49x + 53,46R² = 0,983

y = -1,102x + 50,94R² = 0,984

y = -1,237x + 47,80R² = 0,984

y = -1,997x + 48,48R² = 0,987

05

101520253035404550

0 5 10 15 20 25 30

Altu

ra de

la in

terfa

se (c

m)



4600 mg.L-1 3600 mg.L-1 3000 mg.L-1



y = -0,659x + 55,44R² = 0,996

y = -1,160x + 53,53R² = 0,991

y = -1,515x + 50,07R² = 0,988

y = -1,879x + 47,99R² = 0,978

y = -1,952x + 59,67R² = 0,994

y = -0,776x + 55,42R² = 0,987

05

101520253035404550

0 5 10 15 20 25 30

Altu

ra de

la in

terfa

se (c

m)





FASE 2

05

101520253035404550

0 5 10 15 20 25 30

Altu

ra de

la in

terfa

se (c

m)



5250 mg.L-1 3938 mg.L-1 3063 mg.L-1 2188 mg.L-1

05

101520253035404550

0 5 10 15 20 25 30

Altu

ra de

la in

terfa

se (c

m)



5300 mg.L-1 3950 mg.L-1 3450 mg.L-1 1860 mg.L-1

05

101520253035404550

0 5 10 15 20 25 30

Altu

ra de

la in

terfa

se (c

m)



3950 mg.L-1 3720 mg.L-1 2510 mg.L-1 1950 mg.L-1

y = -0,222x + 51,22R² = 0,994

y = -1,080x + 57,63R² = 0,998

y = -1,434x + 57,49R² = 0,995

y = -2,045x + 52,88R² = 0,993

05

1015202530

35404550

0 5 10 15 20 25 30

Altu

ra de

la in

terfa

se (c

m)



5250 mg.L-1 3938 mg.L-1 3063 mg.L-1



y = -0,468x + 53,99R² = 0,992

y = -0,998x + 57,23R² = 0,983

y = -1,161x + 52,24R² = 0,988

y = -1,986x + 51,51R² = 0,989

05

1015202530

35404550

0 5 10 15 20 25 30

Altu

ra de

la in

terfa

se (c

m)



5300 mg.L-1 3950 mg.L-1 3450 mg.L-1



y = -0,86x + 55,36R² = 0,994

y = -1,282x + 50,94R² = 0,995

y = -2,448x + 51,01R² = 0,990y = -2,77x + 42,67

R² = 0,988

05

10

1520253035404550

0 5 10 15 20 25 30

Altu

ra de

la in

terfa

se (c

m)



3950 mg.L-1 3720 mg.L-1 2510 mg.L-1




FASE 2

05

101520253035404550

0 5 10 15 20 25 30

Altu

ra de

la in

terfa

se (c

m)




05

101520253035404550

0 5 10 15 20 25 30Al

tura

de la

inte

rfase

(cm)



6336 mg.L-1 4928 mg.L-1 3520 mg.L-1 2816 mg.L-1

05

101520253035404550

0 5 10 15 20 25 30

Altu

ra de

la in

terfa

se (c

m)



10130 mg.L-1 7091 mg.L-1 5065 mg.L-1 3039 mg.L-1

y = -0,212x + 51,71R² = 0,994

y = -0,246x + 52,17R² = 0,935y = -1,123x + 57,37

R² = 0,995

y = -2,317x + 54,93R² = 0,994

y = -2,365x + 78,93R² = 0,997

y = -0,492x + 58,80R² = 0,984

05

1015202530

35404550

0 5 10 15 20 25 30

Altu

ra de

la in

terfa

se (c

m)


Día de operación:33


y = -1,357x + 58,92R² = 0,995y = -0,775x + 56,19

R² = 0,996

y = -0,375x + 53,93R² = 0,990

y = -0,125x + 52,22R² = 0,959

0

510152025303540

4550

0 5 10 15 20 25 30

Altu

ra de

la in

terfa

se (c

m)



2816 mg.L-1 3520 mg.L-1 4928 mg.L-1



y = -2,001x + 59,32R² = 0,986

y = -0,767x + 58,49R² = 0,992

y = -0,287x + 52,65R² = 0,937

05

1015202530

35404550

0 5 10 15 20 25 30

Altu

ra de

la in

terfa

se (c

m)



3039 mg.L-1 5065 mg.L-1 7091 mg.L-1

Lineal (3039 mg.L-1) Lineal (5065 mg.L-1) Lineal (7091 mg.L-1)


FASE 2

05

101520253035404550

0 5 10 15 20 25 30

Altu

ra de

la in

terfa

se (c

m)



5140 mg.L-1 3700 mg.L-1 RC RE

05

101520253035404550

0 5 10 15 20 25 30Al

tura

de la

inte

rfase

(cm)



8200 mg.L-1 5600 mg.L-1 4154 mg.L-1 2720 mg.L-1

05

101520253035404550

0 5 10 15 20 25 30

Altu

ra de

la in

terfa

se (c

m)



8000 mg.L-1 6140 mg.L-1 4860 mg.L-1 3646 mg.L-1

y = -0,559x + 58,00R² = 0,983

y = -0,785x + 52,96R² = 0,989 y = -0,707x + 54,20

R² = 0,957

y = -0,347x + 51,44R² = 0,983

05

101520253035404550

0 5 10 15 20 25 30

Altu

ra de

la in

terfa

se (c

m)



5140 mg.L-1 3700 mg.L-1 RC

RE Lineal (5140 mg.L-1) Lineal (3700 mg.L-1)

Lineal (RC) Lineal (RE)

y = -0,318x + 53,19R² = 0,988

y = -0,805x + 57,58R² = 0,996

y = -1,612x + 58,49R² = 0,995y = -3,001x + 53,06

R² = 0,996

05

1015202530354045

50

0 5 10 15 20 25 30

Altu

ra de

la in

terfa

se (c

m)



8200 mg.L-1 5600 mg.L-1 4154 mg.L-1



y = -0,175x + 53,37R² = 0,951

y = -0,055x + 50,37R² = 0,954y = -0,641x + 53,24

R² = 0,987

y = -1,484x + 55,03R² = 0,998

05

101520253035404550

0 5 10 15 20 25 30

Altu

ra de

la in

terfa

se (c

m)



8000 mg.L-1 6140 mg.L-1 4860 mg.L-1




FASE 2

05

101520253035404550

0 5 10 15 20 25 30

Altu

ra de

la in

terfa

se (c

m)



5180 mg.L-1 4560 mg.L-1 3760 mg.L-1 2026 mg.L-1

05

101520253035404550

0 5 10 15 20 25 30

Altu

ra de

la in

terfa

se (c

m)Tiempo de sedimentación (min)


5918 mg.L-1 4876 mg.L-1 3798 mg.L-1 2880 mg.L-1

05

101520253035404550

0 5 10 15 20 25 30

Altu

ra de

la in

terfa

se (c

m)



4822 3945 mg.L-1 3068 mg.L-1 2192 mg.L-1

y = -0,302x + 53,21R² = 0,979

y = -0,475x + 54,38R² = 0,986 y = -1,142x + 59,21

R² = 0,996y = -2,862x + 53,36R² = 0,985

05

101520253035404550

0 5 10 15 20 25 30

Altu

ra de

la in

terfa

se (c

m)



5180 mg.L-1 4560 mg.L-1 3760 mg.L-1



y = -0,202x + 54,50R² = 0,987y = -0,354x + 54,13

R² = 0,967y = -0,621x + 55,86

R² = 0,991

y = -1,297x + 57,59R² = 0,994

05

101520253035404550

0 5 10 15 20 25 30

Altu

ra de

la in

terfa

se (c

m)



5918 mg.L-1 4876 mg.L-1 3798 mg.L-1



y = -0,320x + 54,32R² = 0,983

y = -0,555x + 56,36R² = 0,981

y = -0,955x + 54,68R² = 0,996

y = -1,261x + 52,50R² = 0,992

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 5 10 15 20 25 30

Altu

ra de

la in

terfa

se (c

m)



4822 3945 mg.L-1 3068 mg.L-1 2192 mg.L-1

Lineal (4822) Lineal (3945 mg.L-1) Lineal (3068 mg.L-1) Lineal (2192 mg.L-1)


FASE 2

Constantes de Vesilind Fase 2

Estadígrafos Vo (m.h-1)

k (kg.m-3)

Promedio 4,7 0,5 Mediana 4,9 0,6 Máximo 8,1 0,7 Mínimo 2,3 0,4 Desviación 1,7 0,1 No datos 13 13

Estadígrafos IVL

( mL.g-1) IVLD

(mL.g-1) RC RE RC

Promedio 242 226 205

Mediana 228 215 208

Máximo 413 405 321

Mínimo 106 136 97

Desviación 81 58 55

No datos 54 54 47

05

101520253035404550

0 5 10 15 20 25 30

Altu

ra de

la in

terfa

se (c

m)



6963 mg.L-1 5697 mg.L-1 4431 mg.L-1 3165 mg.L-1

y = -0,13x + 51,89R² = 0,988

y = -0,421x + 56,37R² = 0,978

y = -0,618x + 58,09R² = 0,994

y = -1,192x + 58,54R² = 0,996

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 5 10 15 20 25 30

Altu

ra de

la in

terfa

se (c

m)



6963 mg.L-1 5697 mg.L-1 4431 mg.L-1 3165 mg.L-1

Lineal (6963 mg.L-1) Lineal (5697 mg.L-1) Lineal (4431 mg.L-1) Lineal (3165 mg.L-1)

ANEXO 7. CARGAS ELIMINADAS Y PRODUCCION DE LODOS

FASE 1CARGA DE LODO DE PURGA

DQO (kg.d-1)

SST (kg.d-1)

DQO (kg.d-1)

SST (kg.d-1)

DQO (kg.d-1)

SST (kg.d-1) SST (kg.d-1)

% Reducción

DQO

% Reducción

SST Promedio 15,6 6,1 3,1 1,2 11,9 5,1 3,0 0,4 77,6% 79,3%Mediana 15,1 6,3 2,7 1,0 10,9 5,7 2,6 0,2 82,9% 86,4%Maximo 36,3 9,3 5,9 5,6 33,7 8,0 17,1 2,6 93,3% 95,9%Minimo 4,4 2,5 0,4 0,2 3,3 0,1 0,5 0,1 36,7% 3,0%Desviacion 6,2 1,7 1,4 1,0 5,9 2,0 2,3 0,4 14,0% 18,9%No datos 49 55 49 54 46 46 54 44

FASE 2CARGA DE LODO DE PURGA

DQO (kg.d-1)

SST (kg.d-1)

DQO (kg.d-1)

SST (kg.d-1)

DQO (kg.d-1)

SST (kg.d-1) SST (kg.d-1)

% Reducción

DQO

% Reducción

SST Promedio 11,3 5,0 2,5 1,2 9,0 3,8 4,1 0,6 74,1% 74,3%Mediana 10,2 5,1 2,4 1,1 8,3 3,5 3,8 0,4 76,7% 73,5%Maximo 24,3 6,8 4,9 3,2 20,7 6,6 7,9 1,5 93,6% 96,4%Minimo 4,5 3,0 0,9 0,2 0,6 2,0 0,9 0,1 12,1% 46,9%Desviacion 4,3 1,1 0,9 0,7 4,6 1,3 1,8 0,4 16,4% 13,8%No datos 34 31 34 32 30 28 34 30

Estadigrafos

CARGA ARC

Estadigrafos

CARGA ARA CARGA ART

CARGA ART CARGA ELIMINADA

CARGA DE LODO / CARGA DE DQO REMOVIDA - SST

(Kg SST.(kg DQOremovida)-1

CARGA ELIMINADA

CARGA DE LODO / CARGA DE DQO REMOVIDA - SST

(Kg SST.(kg DQOremovida)-1

CARGA ELIMINADACARGA ELIMINADA

ANEXO 8. CONCENTRACIONES ST y SV EN LOS PUNTOS DE PURGA

Concentracion de Solidos totales y Volatiles de las purgas en Fase 1

ST (mg.L-

1)SV (mg.L-

1)ST (mg.L-

1)SV

(mg.L-1)ST (mg.L-

1)SV

(mg.L-1)ST

(mg.L-1)SV

(mg.L-1)Promedio 6615 4412 6862 4693 8257 5638 9362 6480Mediana 6150 4146 6940 4630 6740 4738 7330 4920Maximo 15040 10080 16240 11720 28360 19100 19820 13380Minimo 2700 1600 506 346 2088 1364 2120 1420Desviación 2459 1596 3757 2661 5582 3841 5586 3930No datos 43 43 38 38 33 33 22 21

Concentracion de Solidos totales y Volatiles de las purgas en Fase 2

ST (mg.L-

1)SV (mg.L-

1)ST (mg.L-

1)SV

(mg.L-1)ST (mg.L-

1)SV

(mg.L-1)Promedio 7419 5186 8564 5685 10684 7713Mediana 7260 5300 7769 5500 8328 6132Maximo 11260 7760 19200 10100 21940 16124Minimo 2794 1962 2540 1680 4240 2460Desviación 1937 1476 4103 2504 5436 4091No datos 29 29 24 24 19 19

Purga Principal Purga 2-4 Flotante EspumaEstadigrafo

EstadigrafoPurga Principal Purga 2-4 Flotante

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