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J. Becerra, C. Jimnez Gil, C.F. Espitia, J. Medina, L.A. Ochoa, A. Villar

Informe de laboratorio para el anlisis de una muestra de agua residual del vertimiento de la industria la Tocanita municipio de Sorac. (06 Mayo 2014)Resumen Se realiza el anlisis de calidad a una muestra simple de agua residual tomada del vertimiento que la industria procesadora de papas La Tocanita en la vereda Otro Lado del municipio de Sorac realiza en un cuerpo de agua, se determinan parmetros in-situ como [pH], temperatura [T], Oxgeno Disuelto [OD] y conductividad [C].Para la muestra obtenida , se realizaron ensayos para determinar la Demanda Bioqumica de Oxgeno [DBO],Demanda Qumica de Oxgeno [DQO] y slidos suspendidos totales [SST], con el fin de caracterizar las condiciones del vertimiento y establecer los parmetros no admisibles segn el decreto 1594/84, para proponer de esta forma los tratamientos pertinentes. Como resultado se obtuvo que dadas las caractersticas del agua, se requiere de una PTAR, se propone como alternativa un tratamiento primario de cribado y un tratamiento secundario convencional que logra porcentajes de remocin de DBO5 y slidos suspendidos totales por encima del 80%, as como un aumento en la concentracin de OD..

Abstract Quality analysis is performed to a single sample of wastewater taken from the dumping of the potato processing industry "La Tocanita" in the village named " El otro lado" of the municipality of Sorac in a body of water, where in-situ parameters as [pH], temperature [T], dissolved oxygen [DO] and conductivity [C] were determined. For the sample obtained, the tests of Biochemical Oxygen Demand [BOD], Chemical Oxygen Demand [COD] and total suspended solids [TSS] were made, in order to characterize the conditions of the dumping and establish the non meet parameters with the Decree 1594/84,in order to propose appropriate treatments. It was observed that given the characteristics of the water, a Primary screening and a conventional secondary treatment are proposed as an alternative to achieve removal percentages of BOD5 and total suspended solids above 80%, as an increase in the concentration of DOPalabras clave Agua residual, anlisis, carga orgnica, concentracin, demanda bioqumica de oxgeno, demanda qumica de oxgeno, muestra simple, oxgeno disuelto, planta de tratamiento de agua residual, vertimiento. Keys words Residual water, analysis, organic load, concentration, biochemical oxygen demand, chemical oxygen demand, single sample, dissolved oxygen, plant wastewater treatment, shedding.

I. GlosarioAgua residual: Agua que contiene material disuelto y en suspensin, luego de ser usada por una comunidad o industria.Anlisis: Examen del agua, agua residual o lodos, efectuado por un laboratorio.

Carga Orgnica: Producto de la concentracin media de DBO por el caudal medio determinado en el mismo sitio; se expresa en kilogramos por da (kg/d).

Concentracin: Se denomina concentracin de una sustancia, elemento o compuesto en un lquido, la relacin existente entre su peso y el volumen del lquido que lo contiene.

Demanda Bioqumica de Oxgeno (DBO): Cantidad de oxgeno usado en la estabilizacin de la materia orgnica carboncea y nitrogenada por accin de los microorganismos en condiciones de tiempo y temperatura especificados (generalmente cinco das y 20 C). Mide indirectamente el contenido de materia orgnica biodegradable. Demanda Qumica de Oxgeno (DQO): Medida de la cantidad de oxgeno requerido para oxidacin qumica de la materia orgnica del agua residual, usando como oxidantes sales inorgnicas de permanganato o dicromato en un ambiente cido y a altas temperaturas.

Muestra simple: Se toma en un sitio determinado y solo una vez. Se utiliza para determinar parmetros de calidad del agua.Oxgeno disuelto: Concentracin de oxgeno medida en un lquido, por debajo de la saturacin. Normalmente se expresa en mg/L.Planta de tratamiento de agua residual: Conjunto de obras, instalaciones y procesos para tratar las aguas residuales.

Vertimiento: Descarga de cualquiercantidaddematerialo sustancias ofensivas a la salud pblica.II. Introduccin

La evaluacin de las caractersticas de las aguas residuales y de vertimientos que posteriormente se unirn a fuentes superficiales y subterrneas se hace indispensable con el nimo de garantizar las condiciones mnimas de vida a las especies de fauna y flora que habitan dichos ecosistemas, a la reduccin de las tasas de morbilidad y mortalidad producto de enfermedades de carcter hdrico en poblaciones aguas abajo del vertimiento y a proveer las caractersticas adecuadas del cauce que puede ser utilizado aguas abajo como fuente de abastecimiento de un sistema de agua potable.Para Colombia, las caractersticas de los vertimientos deben cumplir con los requerimientos del Decreto 1594 de 1984, este establece entre otros la carga mxima permisible que puede aportar un vertimiento, el exceder este lmite repercutir en la necesidad de un tratamiento para las aguas residuales a verter, con unas caractersticas propias del tipo de problemtica.III. Clculos y ResultadosSe determinaron los siguientes parmetros in-situ, obteniendo como resultados los valores relacionados en la Tabla I.

TABLA I

Valores obtenidos para los parmetros in-situ del vertimiento.PARMETROMTODOVALORUNIDADES

PARMETROS IN SITUpHElectromtrico 45005.12(unidades)

ConductividadElectromtrico 2520 B118(s/cm)

Oxgeno DisueltoIodomtrico modificacin azida 4500 -OB0.6(mg/L O2)

Temperatura2550 B22C

Adicionalmente se determinaron otros parmetros relevantes para la caracterizacin del vertimiento y la posterior identificacin de la necesidad de aplicar o no algn tratamiento si estos parmetros no se encuentran entre los valores admisibles.A. Demanda Qumica de Oxgeno (DQO) Al preparar la muestra para este ensayo se observ que al mezclarla con el agente oxidante, la solucin tom una coloracin verde, lo cual indic que el valor de DQO de la muestra era superior a los 1500 mg/L de O2. Para este caso fue necesario diluir la muestra con una proporcin de 1:10, y posteriormente realizar la medicin con el fotmetro.Los resultados obtenidos fueron:

Lectura promedio del fotmetro = 216 mg/L de O2. Debido a la dilucin realizada, la lectura promedio representa una dcima parte del valor de DQO de la muestra.

Valor real de DQO de la muestra = 2160 mg/L de O2.

B. Demanda Bioqumica de Oxgeno (DBO)

Teniendo en cuenta el valor obtenido de DQO, para la determinacin de este parmetro, se realiza nuevamente una dilucin de la muestra con la misma proporcin anterior usando 10ml de muestra en 100 ml de solucin, luego se ejecut el procedimiento correspondiente, obteniendo los siguientes resultados.Volumen inicial de Titulante gastado = 6.5 ml Volumen final de Titulante gastado = 4.2 ml

OD (mg/L) = (V*N*8000)/M

Dnde:

V= Volumen de titulante consumido (ml)

N= Normalidad del titulante = 0.025 N

M= Volumen de muestra valorada (ml)

ODi = (6.5*0.025*8000)/200 = 6.5 mg/L de O2ODf = (4.2*0.025*8000)/200 = 4.2 mg/L de O2DBOu = (ODi ODf)/P

P = Fraccin volumtrica decimal de la muestra utilizada

P = ml de muestra/ ml de solucin

DBOu = (6.5 4.2) / (5/300) = 138 mg/L de O2La anterior DBO calculada representa la dcima parte del valor total de la muestra, como consecuencia de la dilucin inicial, por lo tanto el valor real de DBOu es:

Valor real de DBOu de la muestra = 1380 mg/L de O2

El valor de la DBO5 se determina con base a la DBOu a travs de la siguiente expresin.

DBO5= DBOu *(1- e kd *5)

DBO5= 1380 *(1- e 0.23 *5) = 943 mg/L de O2 C. Slidos Suspendidos Totales (SST) Para determinar los slidos suspendidos totales se filtran 50 ml de muestra de agua residual, a travs de un papel filtro con ayuda de una bomba de vaco. Posteriormente se colocan en el horno la capsula y el papel filtro previamente pesados. La determinacin de los SST se basa en la siguiente ecuacin.

SST (mg/L)= [(P2-P1)/Vm] *106Dnde:

P2= Peso de la cpsula con papel filtro y muestra seca (g)

P1= Peso de la cpsula con papel filtro (g)Vm= Volumen de la muestra (ml)

SST (mg/L)= [(25.912-25.901)/50] *106 = 220 mg/LTABLA II

Valores obtenidos para los parmetros del vertimiento medidos en laboratorio.

PARMETROMTODOVALORUNIDADES

OTROS PARMETROSDBOuIncubacin winkler 5210 B1380(mg/L)

DBO 5Incubacin a 5 das winkler 52 B943(mg/L)

DQO5220 D Mtodo de Reflujo cerrado colorimtrico2160(mg/L)

SST2540 D220(mg/L)

D. Clculo de cargas1) Carga de control

A = Q*CDC*0.0864

Dnde:

Q = Caudal del vertimiento = 5 l/s

CDC = Concentracin de control, mg/l 2) Carga en el vertimientoB = Q*CV*0.0864Dnde:

Q = Caudal del vertimiento = 5 l/s

CV = Concentracin en el vertimiento, mg/l

3) Carga Mxima Permisible (CMP)

La carga mxima permisible ser la menor entre la carga de control y la carga en el vertimiento.

Si la carga real en el vertimiento es mayor a la carga mxima permisible, se requiere tratamiento para reducirla.

TABLA III

Valores obtenidos de cargas para los parmetros analizados.

PARMETROVALOR OBTENIDOUNIDADESVALORES PERMITIDOS*CARGA VERTIMIENTO B (KG/DIA)CARGA DE CONTROL A (KG/DIA)CMP

pH5.12(unidades)5 - 9

Conductividad118(s/cm)

Oxgeno Disuelto0.6(mg/L)> = 40.26

Temperatura22C< 40

DBOu1380(mg/L)596.16

DBO 5943(mg/L)188.6407.3981.4881.48

DQO2160(mg/L)2000933.12864864

SST220(mg/L)4495.0419.0119.01

* Segn el Decreto 1594/84. Valores de DBO y SST para una remocin del 80%.IV. Anlisis de resultadosPARMETROVALOR OBTENIDOUNIDADESVALORES PERMITIDOS*

pH5.12(unidades)5 - 9

Oxgeno Disuelto0.6(mg/L)> = 4

Temperatura22C< 40

DBO 5943(mg/L)188.6

DQO2160(mg/L)2000

SST220(mg/L)44

Las caractersticas del agua residual analizada son muy regulares, como se observa los nicos parmetros que cumple el vertimiento respecto a lo permitido por el decreto 1594/84 son el pH y la temperatura, por su parte otros como el oxgeno disuelto [OD] presentan un valor muy bajo respecto al lmite permisible y para DBO5 y SST los valores obtenidos para la muestra corresponden a 5 veces los mximos permitidos, estos son los parmetros ms crticos observados en el agua residual analizada. Para DQO, pese a ser mayor al valor permitido, no lo es considerablemente.Evidentemente las caractersticas del agua analizada producto de la actividad econmica de la empresa La Tocanita indican que no puede ser vertida de manera directa al cuerpo de agua, con lo cual se hace necesaria la construccin y puesta en marcha de una PTAR que reduzca la carga real del vertimiento, los slidos suspendidos totales y aumente la concentracin de oxgeno disuelto a por lo menos 4 mg/L.Para la problemtica registrada, se propone como una alternativa un tratamiento primario de cribado para retener y eliminar los residuos slidos de tamao mayor como los restos de corteza y almidn, luego un tratamiento secundario convencional, el cual consiste en la utilizacin de bacterias aerobias que consumen la materia orgnica presente en el agua residual, para esto se debe garantizar la aireacin del agua, esto conlleva a la proliferacin de estos microrganismos y a su vez a elevar la concentracin de OD. Los lodos resultantes de este proceso tambin deben ser tratados. Este tipo de tratamiento logra porcentajes de remocin de DBO5 y slidos suspendidos totales por encima del 80%.V. Conclusiones y recomendacionesPara obtener resultados representativos de un vertimiento debe considerarse un nmero mayor de muestras, de manera que se pueda observar la variabilidad de las caractersticas en funcin del tiempo, atendiendo que por tratarse de una industria, el lavado de las mquinas requiera de sustancias contaminantes como soda custica que inciden de manera negativa en las caractersticas del agua del vertimiento.Es importante hacer un llamado al Ministerio de Medio Ambiente y al Ministerio de Salud a quien haga sus veces, para que en uso de sus facultades realicen las pruebas y controles establecidos en el decreto 1594/84, as como tambin exijan el cumplimiento de los parmetros mnimos establecidos, propendiendo por el cumplimiento de los objetivos de dicha normativa.Bibliografa e infografaReglamento Tcnico Del Sector De Agua Potable Y Saneamiento Bsico Ras 2000. Seccin III, Ttulo D, Sistemas De Recoleccin Y Evacuacin De Aguas Residuales Domsticas Y Pluviales Decreto 1594 de 1984. Vertimientos. Art 72, 75 y 76.Decreto 3930 de 2010. Usos del agua y residuos lquidos y otras disposiciones.

Gua conceptual sobre la PTAR El Salitre. [Mayo de 2014]. [En lnea]. Disponible en: http://www.acueducto.com.co/PTAR/guia_concPTARSalitre.pdf.