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UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL UNIDAD DE POSTGRADO INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO

MAESTRÍA EN ADMINISTRACION AMBIENTAL

TESIS PRESENTADA PARA OPTAR EL GRADO ACADÉMICO DE MAGÍSTER EN ADMINISTRACION AMBIENTAL

“CARACTERIZACION Y MEJORAMIENTO DE LAS AGUAS RESIDUALES DE LA EMPRESA TECOPESCA PARA

OBTENER PARAMETROS DE RIEGO DESTINADO A LAS CANCHAS DE FUTBOL PARA USO COMUNITARIO Y

PARA EL PARQUE DE LOS RECUERDOS SECTOR JARAMIJO”

AUTOR (A): ING. LUIS FERNANDO CENTENO GUILLEN

TUTOR (A): Msc. ALEXANDRA CORDOVA MOSQUERA

GUAYAQUIL – ECUADOR

AGOSTO 2015

ii

REPOSITORIO NACIONAL EN CIENCIA Y TECNOLOGÍA

FICHA DE REGISTRO DE TESIS

TÍTULO Y SUBTÍTULO: “caracterización y mejoramiento de las aguas residuales de la empresa Tecopesca para obtener parámetros de riego destinado a las canchas de futbol para uso comunitario y para el parque de los recuerdos sector Jaramijo”

AUTOR: Centeno Guillen Luis Fernando

TUTOR: Mosquera Cordova Rosa Alexandra

REVISORES: Ing. Víctor Hugo Briones K.

INSTITUCIÓN: UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD: UNIDAD DE POSTGRADO INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO

CARRERA: Maestría en Administración Ambiental

FECHA DE PUBLICACIÓN: agosto 2015

No. DE PÁGS:

TÍTULO OBTENIDO: Magister en Administración Ambiental.

ÁREAS TEMÁTICAS: Demanda Bioquímica de Oxigeno (DBO5), Demanda química de oxigeno (DQO) efectos sobre la tierra. Efectos sobre el césped de las canchas recreativas y parques del recuerdo.

PALABRAS CLAVE: Parámetros, Aguas, Riego, Canchas, parque, Jaramijo, TECOPESCA.

RESUMEN: La empresa TECOPESCA realiza su actividad desde el año 2000 procesando alimentos del mar, así mismo su responsabilidad para que su actividad no genere un impacto agresivo al ambiente es muy importante como política de empresa. Uno de los principales problemas es su tratamiento de residuales, producto de la cocción de pescado, se genera aguas residuales con alto contenido de cloruros, DBO, DQO, SST, originando agua muy contaminada, el reto del proyecto es de tener un tratamiento óptimo para cumplir parámetros de riego y proveer a las canchas y al parque de el recuerdo del cantón Jaramijo.

No. DE REGISTRO (en base de datos):

No. DE CLASIFICACIÓN:

DIRECCIÓN URL (tesis en la web):

ADJUNTO PDF: x SI NO

CONTACTO CON AUTOR/ES Teléfono: 0969097896 E-mail: lcenteno@tecopesca.com

CONTACTO EN LA INSTITUCIÓN: Nombre: Unidad de Postgrado Investigación y Desarrollo

Teléfono: 2325530-38 Ext. 114

E-mail: maestria_docencia_gerencia@hotmail.com

iii

CERTIFICADO DEL TUTOR

Guayaquil, agosto del 2015.

Ing. Víctor Hugo Briones K.

Director

Unidad de Postgrado Investigación y Desarrollo

Presente

Señor Director:

Cumplo con informarle que revisado el trabajo de investigación titulado:

“CARACTERIZACION Y MEJORAMIENTO DE LAS AGUAS RESIDUALES

DE LA EMPRESA TECOPESCA PARA OBTENER PARAMETROS DE

RIEGO DESTINADO A LAS CANCHAS DE FUTBOL PARA USO

COMUNITARIO Y PARA EL PARQUE DE LOS RECUERDOS SECTOR

JARAMIJO”, presentado por el Sr. Luis Fernando Centeno Guillen, con

cedula de identidad No 131000952-5, como requisito para obtener el título de

Magister en Administración Ambiental, este cumple con las normas y

disposiciones exigidas.

En tal virtud, solicito apruebe el trabajo de investigación en mención.

Atentamente,

Ing. Alexandra Córdova Mosquera

Tutora de Investigación

iv

CERTIFICACIÓN DE REDACCIÓN Y ESTILO

Maria Esther Mendoza Guerra Magister en Educación para el desarrollo

social con el registro del SENESCYT No. 1032-09-691516 por medio del

presente tengo a bien CERTIFICAR: Que he revisado la redacción, estilo y

ortografía de la tesis de grado elaborada por el SR LUIS CENTENO

GUILLEN con C.I. #131000952-5, previo a la obtención del título de

MAGISTER EN ADMINISTRACION AMBIENTAL.

TEMA DE TESIS: “CARACTERIZACION Y MEJORAMIENTO DE LAS

AGUAS RESIDUALES DE LA EMPRESA TECOPESCA PARA OBTENER

PARAMETROS DE RIEGO DESTINADO A LAS CANCHAS DE FUTBOL

PARA USO COMUNITARIO Y PARA EL PARQUE DE LOS RECUERDOS

SECTOR JARAMIJO”

Trabajo de investigación que ha sido escrito de acuerdo a las normas

ortográficas y de sintaxis vigentes.

FIRMA Y NOMBRE

Ec.Maria Esther Mendoza Guerra

C.I. # 1302376627

NUMERO DE REGISTRO: 1032-09-691516

NUMERO DE TELÉFONO FIJO Y CELULAR: 0992268261

CORREO: maesther23@yahoo.com

v

DECLARACIÓN JURADA DEL AUTOR

Yo, LUIS FERNANDO CENTENO GUILLEN, declaro bajo juramento ante la

Dirección de Posgrado de la Universidad de Guayaquil, que el trabajo aquí

descrito, así como sus resultados, conclusiones y recomendaciones

presentadas es de mi autoría y exclusiva responsabilidad, que es inédito y no

ha sido previamente presentado para ningún grado o calificación profesional.

La reproducción total o parcial de esta tesis en forma idéntica o modificada,

no autorizada por los editores transgrede los derechos de autoría. Cualquier

utilización debe ser previamente solicitada a la Universidad de Guayaquil, a

través de la Dirección de Posgrado o al autor.

El autor acepta la propiedad intelectual compartida con la Universidad de

Guayaquil. Reconoce al tutor como coautor y a los colaboradores directos, si

los hubiere, en la investigación como coautores, para lo cual se indicará la

filiación institucional.

Ing. Luis centeno Guillen

vi

AGRADECIMIENTOS

A Dios por darme la fuerza, la salud y la sabiduría para culminar con éxito

una meta importante y por derramar sus enteras bendiciones en mí.

Al ingeniero Víctor Hugo Briones por brindarme la oportunidad académica de

realizar la maestría en docencia, que me permitiría avanzar y obtener un

logro profesional.

A mi tutora de tesis Ing. Alexandra Córdova

A mis amigos y compañeros de maestría por brindarme sus conocimientos,

los mismos que me permitieron realizar con ahínco los trabajos académicos y

por todo por su apoyo.

A mi familia por ser un gran apoyo.

vii

DEDICATORIA

A mi madre por ser una mujer valiente, dedicada, por tener la fuerza de una

guerrera y saberme guiar por el buen camino tanto en lo moral como en lo

académico, con orgullo te dedico esta tesis madre.

A mi hermano por ser un gran apoyo con su tiempo de ayuda, a mis amigos y

a mis compañeros de trabajo que ayudaron y colaboraron con el desarrollo

de este tema de investigación.

A mi hija y fuente de inspiración y de ganas de lograr objetivos como este

paso importante.

A mi novia por su apoyo incondicional y desinteresado y su gran calidad

humana y amor para mí y mis metas que compartimos juntos, y juntos

disfrutamos de nuestros éxitos con un lazo muy fuerte.

viii

ÍNDICE GENERAL

REPOSITORIO NACIONAL EN CIENCIA Y TECNOLOGÍA……......………..II

CERTIFICADO DEL TUTOR……………………………………………………..III

CERTIFICACIÓN DE REDACCIÓN Y ESTILO…..………………………........IV

DECLARACIÓN JURADA DEL AUTOR………………………...………………V

AGRADECIMIENTOS……………………………………………………………..VI

DEDICATORIA…………………………………………………………………….VII

RESUMEN Y PALABRAS CLAVE……………..……………………………….XI

RESUMEN………. …………………………………………………….…………..XI

PALABRAS CLAVE: .........................................................................................XI

SUMMARY O ABSTRACT……………….……………….……………..………XII

SUMMARY………………………….…………………………………………….XII

1. INTRODUCCION……………………………………………………………….13

1.1 HIPÓTESIS DE TRABAJO ........................................................................... 14

1.2.1Objetivo General ............................... ¡Error! Marcador no definido.

1.2.2 Objetivos Específicos .................................................................... 14

1.3 METODOLOGÍA ....................................................................................... 15

1.4 MARCO TEÓRICO .................................................................................... 15

1.4.1 Situación de las aguas residuales en Latinoamérica. .................... 15

1.4.2 Tratamiento de aguas residuales .................................................. 16

1.4.3 Conceptos, procesos y definiciones. ............................................. 16

1.4.4. Características químicas .............................................................. 19

2. MATERIALES Y MÉTODOS………………………………………………..22

2.1 MATERIALES USADOS ............................................................................. 22

2.2 EQUIPOS USADOS ................................................................................... 22

2.3 MÉTODOS .............................................................................................. 22

3.RESULTADOS Y DISCUSIÓN ………………………………………………..23

3.1 DIAGRAMA DE PROCESO DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS

RESIDUALES ................................................................................................. 24

3.2 DISMINUCIÓN DEL DQO (DEMANDA QUÍMICA DE OXIGENO) ......................... 25

3.3 DOSIFICACIÓN DE COAGULANTES Y FLOCULANTES ..................................... 28

ix

3.3.2 ANÁLISIS DE COSTOS DE USO DE QUÍMICOS PARA EL TRATAMIENTO PRIMARIO

EN LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE TECOPESCA ......................................... 29

3.4 DISMINUCIÓN DEL DBO (DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXIGENO) ..................... 30

3.5 ANÁLISIS INTERNOS ................................................................................. 31

3.6 RESULTADOS Y DISTRIBUCIÓN DE AGUA TRATADA ...................................... 34

3.7 BENEFICIO SOCIAL .................................................................................. 35

3.7.3 distribución de agua y conexión de tubería al parque de los

recuerdos y canchas TECOPESCA. ...................................................... 38

4.CONCLUSIONES……………………………………………………………….40

5.RECOMENDACIONES………..…………….………………………………….41

6.BIBLIOGRAFÍA…………………………….……………………………………42

ANEXOS……………………………………………………………………………42

INDICE DE CUADROS

Cuadro.3 cuadro obtenido de reportes internos de laboratorio de calidad de

TECOPESCA………..……………………………………………………………..23

Cuadro 3.3.2 (obtenido del informe técnico de dosis nueva de químicos para

la planta de tratamiento)…………………………………………………….…….29

Cuadro 3.5 (obtenido de los registros de monitoreo interno de

TECOPESCA)……………………………………………………………………...31

Cuadro.3.5.1 obtenida de archivos de monitoreo interno de TECOPESCA..32

Cuadro3.5.2 análisis realizado por laboratorio certificado.……….………...33

Cuadro 3.7.2 (obtenido del personal que asistió al taller dictado previa a la

ejecución)……………………………….………………………………………….38

x

ÍNDICE DE FIGURAS

Fig. 3.1. Diagrama de flujo de la planta obtenido del manual de operaciones

de la planta de tratamiento de aguas residuales…………..………………….24

Fig. 3.2 diagnóstico de Demanda Química de Oxigeno (extraída del informe

técnico de TECOPESCA realizado por el jefe de medioambiente de la

empresa y análisis de calidad de agua internos……………………………….25

Fig.3.2.1 obtenida del manual de diseño del sistema de flotación por aire

comprimido de TOTAGUA………………………………..………………………26

Fig. 3.2.2 diseño con difusores de membrana para mejor distribución de aire

sacado del manual de TOTAGUA………………………………………….……27

Fig. 3.2.3 diagrama de funcionamiento del sistema de flotación por aire

comprimido.....................................................................................................27

La fig.3.3 y 3.3.1 muestra el ensayo realizado…………………………………28

Fig.3.3.3 (obtenida del informe técnico de dosificación de químicos para

planta TECO)………..……………………………………………………………..29

Fig. 3.4 y fig.3.4.1 fotografía realizada por el investigador en la planta…….30

Fig. 3.6 salida del tratamiento primario fisicoquímico foto inicial y después

del mejoramiento………………………………………………………………......34

Fig.3.6.1 (foto registro de proceso de tratamiento de agua realizada en

laboratorio de TECOPESCA)…………………………………………………….35

Fig.3.7.1 (obtenida del archivo de gestión de personal de TECOPESCA

socialización del proyecto)………………………………………………………..36

xi

RESUMEN Y PALABRAS CLAVES

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

UNIDAD DE POSGRADO INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO

MAESTRÍA EN ADMINISTRACION AMBIENTAL

“CARACTERIZACION Y MEJORAMIENTO DE LAS AGUAS RESIDUALES

DE LA EMPRESA TECOPESCA PARA OBTENER PARAMETROS DE

RIEGO DESTINADO A LAS CANCHAS DE FUTBOL PARA USO

COMUNITARIO Y PARA EL PARQUE DE LOS RECUERDOS SECTOR

JARAMIJO”

Autor: Ing. Luis Fernando Centeno Guillen

Tutor: Msc. Alexandra Córdova Mosquera

RESUMEN

La empresa TECOPESCA realiza su actividad desde el año 2000

procesando alimentos del mar, así mismo su responsabilidad para que su

actividad no genere un impacto agresivo al ambiente es muy importante

como política de empresa. Uno de los principales problemas es su

tratamiento de residuales, producto de la cocción de pescado, se genera

aguas residuales con alto contenido de cloruros, DBO, DQO, SST,

originando agua muy contaminada, el reto del proyecto es de tener un

tratamiento óptimo para cumplir parámetros de riego y proveer a las canchas

y al parque de el recuerdo del cantón Jaramijo.

Palabras Clave:

Caracterización, Parámetros, Aguas, Riego, Canchas, parque, Jaramijo,

TECOPESCA.

xii

SUMMARY O ABSTRACT

UNIVERSITY OF GUAYAQUIL

UNIT OF GRADUATE RESEARCH AND DEVELOPMENT

ENVIRONMENTAL MBA

“CHARACTERIZATION AND IMPROVEMENT OF WASTEWATER

Tecopesca ENTERPRISE FOR IRRIGATION PARAMETERS FOR THE

COURTS OF SOCCER COMMUNITY USE AND MEMORIES PARK

SECTOR Jaramijo”

Author: Mr. Luis Fernando Centeno Guillen.

Tutor: MSc. Alexandra Cordova Mosquera

SUMMARY

Tecopesca enterprise carries on business since 2000 sea food processing,

also their responsibility to their activity does not generate an aggressive

impact on the environment is very important as company policy. One of the

main problems is the treatment of waste product of cooking fish, wastewater

is generated with high chloride content, BOD, COD , TSS, resulting in highly

polluted water, the challenge of the project is to have an optimal treatment

parameters to meet irrigation and provide to the courts and to park the

memory of the canton Jaramijo .

Keywords:

Characterization, parameters, Water, Irrigation, park, Jaramijó Tecopesca.

13

1. INTRODUCCION

Las aguas residuales producto de la actividad pesquera y su transformación

para darle valor agregado tanto en el mercado local como el mercado

internacional genera mucho trabajo, en la actualidad y en el sector industrial

es uno de los sectores productivos privados que más genera empleo y

divisas en nuestro país. Sin embargo producto de estas actividades se

generan volúmenes grandes de aguas residuales con un sin número de

agentes contaminantes físico-químico el cual muchas veces no son tratados

en algunas ocasiones dispuestos directamente a un cause receptor.

El tratamiento previo a su disposición es una obligación de cada empresa

que se dedique a esta actividad y en específico en la investigación a realizar

donde se plantea el mejoramiento del proceso en la planta de tratamiento de

TECOPESCA, así también como la optimización en el proceso y la medición

con análisis para diagnosticar y dar solución a el tratamiento de estas aguas

que se puedan disponer para riego, cumpliendo la normativa legal ambiental

con el fin social de proveer un volumen considerable de agua para canchas

de futbol del sector y el parque de los recuerdos que es un parque vecino del

sector.

La actividad pesquera en nuestro país específicamente en la ciudad de

Manta y Jaramijo es muy alta, producto de esta actividad que

socioeconómicamente ha mejorado mucho el estilo de vida de la gente

involucrada directa o indirectamente en esta área, el crecimiento de la

industria pesquera es mayor, así mismo producto de todas sus actividades se

generan residuales siendo responsabilidad de cada empresa tratar sus

aguas y cumplir con parámetros establecidos por la legislación ambiental de

nuestro país.

14

Es por eso que se crea la necesidad de realizar una caracterización y

mejoramiento de las aguas específicamente de TECOPESCA para eficiencia

de la misma y por ende su sobredimensionamiento ya que esta empresa está

en crecimiento. El efluente generado para su tratamiento al día es de

alrededor de 400 m3 de agua residual la cual es tratada en la PTAR de

TECOPESCA, es un volumen considerable el cual tratado debidamente

puede suplir necesidades de riego en el sector, aprovechando este recurso

depurado en vez de ser dispuesto podrá tener un fin autosustentable y eso

es lo que pretende la investigación.

Otro factor muy importante es la ausencia de canales de riego en el sector y

el costo elevado del agua en tanqueros que se usa para riego en el sector.

1.1 Hipótesis de trabajo

Las Aguas Residuales de la empresa TECOPESCA, que se vierten tratadas

directamente en la zona y alrededores, poseen una carga físico química que

no cumple parámetros de riego siendo capaz de contaminar el ecosistema y

el entorno de dicha área.

1.2 Objetivo General

Cumplir parámetros de riego mejorando y optimizando los procesos en la

PTAR para usar el riego para canchas y parque del recuerdo.

1.2.2 Objetivos Específicos

• Controlar el DBO (Demanda bioquímica de oxigeno)

• Controlar el DQO (Demanda Química de oxigeno)

• mejorar y controlar la dosificación en el sistema de flotación por aire

comprimido.

15

1.3 Metodología

La investigación se realizara en la ciudad de Jaramijo, en las instalaciones de

la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la Empresa TECOPESCA,

durante el periodo comprendido desde enero del 2015 hasta julio del 2015,

las condiciones ambientales en el diagnóstico descriptivo, y la incidencia de

parámetros fisicoquímicos en el efluente. Con la investigación se determinara

la cantidad y el tipo de agentes contaminantes presentes en el efluente de la

Planta para proponer medidas correctivas que hagan de este vertido llegue a

parámetros de riego establecido por la legislación ambiental ecuatoriana para

su debida disposición. Los métodos que se emplearán en la parte

experimental del presente proyecto estarán acorde con las exigencias de las

Agencias Reguladoras que marcan las pautas en esta actividad, y en

concordancia con Protocolos Estándares Internacionales.

El equipamiento y las tecnologías empleadas, para caracterizar los residuos

serán, de tecnología de punta con una alta resolución, realizados en

laboratorios acreditados y con seguimiento en análisis interno más diseños

de ingeniería si se diera el caso de hacerlo.

1.4 Marco teórico

1.4.1 Situación de las aguas residuales en Latinoamérica.

Con la ausencia de tratamiento, las Aguas Residuales son por lo general

vertidas en aguas superficiales, creando un riesgo obvio para la salud

humana, la ecología y los animales. La contaminación del suelo ocurre tanto

en áreas urbanas como rurales. Conteniendo 40% de las especies tropicales

de plantas y animales del mundo, y 36% de las especies cultivadas de

alimentos y productos industriales.

La mayor parte de las Aguas Residuales no han recibido tratamiento. Aun las

grandes ciudades se encuentran a menudo altamente contaminadas y

carecen de infraestructura de saneamiento para tratar las aguas residuales.

Es difícil generalizar acerca de cualquier condición, debido a la diversidad

16

económica, social y ambiental de la región, tanto entre país y país como

dentro de una misma nación. Una gran inquietud, es la gente pobre que vive

en áreas urbanas y habita en colonias y áreas que no son adecuadas para el

desarrollo (como laderas empinadas de cerros, pantanos, y planicies

propensas a inundaciones). Aproximadamente 18% de la población de

escasos recursos cuenta con agua de tubería en sus casas, comparado con

80% de la población de altos ingresos.

Las personas de escasos recursos se encuentran más susceptibles a las

enfermedades y potencialmente están menos conscientes de cómo mantener

las condiciones salubres, lo cual lleva a una mayor propagación de

enfermedades en la población general.

1.4.2 Tratamiento de aguas residuales.

En nuestro país casi la totalidad de las aguas negras procedentes de los

sistemas de alcantarillado (en la mayoría de los casos) son depositadas

directamente en los cuerpos receptores. Dicha problemática lleva a que se

formule la compleja pregunta acerca de que contaminantes contenidos en las

aguas residuales y a qué nivel deben de ser eliminados de cara a los

problemas antes mencionados es preciso analizar las condiciones y

necesidades locales en cada caso y aplicar tanto los conocimientos

científicos como la experiencia previa de ingeniería respetando las leyes y

normas reguladoras de la calidad del agua vigentes en nuestro país.

1.4.3 Conceptos, procesos y definiciones.

1.4.3.1 Características de las aguas residuales

Dichas características son las siguientes:

• Características físicas

• Características biológicas

17

• Características químicas

1.4.3.2 Características físicas

Las características físicas más importantes del agua residual son: el

contenido total de sólidos (materia en suspensión, materia sedimentable,

materia coloidal y la materia disuelta) otra características físicas importantes

son el olor, color, la temperatura, la densidad y la turbiedad.

1.4.3.3 Sólidos totales.

Analíticamente, definiremos al contenido total de sólidos como: la materia

que se obtiene como residuo de someter al agua a un proceso de

evaporación entre 103ºC y 105ºC no se considera como sólida aquella

materia que se pierde durante la evaporación debido a su alta presión de

vapor. Los sólidos totales o residuos de evaporación pueden clasificarse en

filtrables o no filtrables (sólidos en suspensión) haciendo pasar un volumen

conocido de líquido por un filtro, la fracción filtrable de los sólidos

corresponden a sólidos coloidales y disueltos

1.4.3.4 Sólidos sedimentables

Son aquellos que sedimentan en el fondo de un recipiente de forma cónica

(cono imhoff) en el transcurso de un periodo de 60 minutos los sólidos

sedimentables, expresados en unidades de ml/l constituyen una medida

aproximada de la cantidad de fango que se obtendrá en la decantación

primaria del agua residual.

Los sólidos disueltos están compuestos de moléculas orgánicas e

inorgánicas e iones en disolución en el agua. (No es posible eliminar la

fracción coloidal por sedimentación normalmente, para la eliminación de

dicha fracción es necesaria la oxidación biológica o coagulación

complementadas con sedimentación)

18

1.4.3.5 Olores

Normalmente los olores son originados por los gases liberados durante el

proceso de descomposición de la materia orgánica. El agua residual reciente

presenta un olor característico, algo desagradable, que resulta más tolerable

que el olor producido por el agua residual séptica. El olor más característico

del agua residual séptica es el debido a la presencia del SULFURO DE

HIDROGENO que se produce al reducirse los sulfatos a sulfitos por acción

de microorganismos anaerobios.

1.4.3.6 Temperatura.

La temperatura del agua residual suele ser siempre más elevada que la del

agua de abastecimiento debido a la incorporación de agua caliente

procedente de las casas y los diferentes usos industriales.

La temperatura del agua es un parámetro muy importante dada su influencia,

tanto sobre el desarrollo de la vida acuática como sobre las relaciones

químicas y velocidades de reacción, así como la aptitud del agua para usos

útiles

1.4.3.7 Densidad

Se define la densidad de un agua residual como su masa por unidad de

volumen expresada comúnmente en Kg / m3 es una característica física del

agua residual dado de que de ella de pende la potencial formación de

corrientes de densidad en fangos de sedimentación.

1.4.3.8 Color.

Se utiliza para determinar la edad del agua residual que puede ser

determinada de pendiendo del color que tenga por ejemplo el agua residual

resiente suele tener un color grisáceo sin embargo al aumentar el tiempo de

transporte en la red de alcantarillado y al desarrollarse condiciones más

próximas a las anaerobias el color del agua residual cambia de gris a gris

oscuro o negro llegado este punto suele clasificarse el agua residual como

séptica.

19

1.4.3.9 Turbiedad.

Esta se utiliza como medida de las propiedades de transmisión de la luz de

un agua también es utilizado para indicar la calidad de las aguas vertidas en

relación con la materia coloidal y residual en suspensión. Aun así no es

posible afirmar que exista una relación entre la turbiedad y la concentración

de sólidos en suspensión de agua no tratada pero si la hay en el caso de

efluentes procedentes de la decantación secundaria en el proceso de fangos

activados.

1.4.4. Características químicas

En el estudio de las características químicas de las aguas residuales se a

bordaran

1.4.4.1 Materia orgánica.

Cerca del 75% de los sólidos en suspensión y del 40% de los sólidos

filtrables de un agua residual de concentración media son de naturaleza

orgánica. Son sólidos que provienen de los reinos animal y vegetal así como

de actividades humanas con la síntesis de compuestos orgánicos los

compuestos orgánicos están compuestos normalmente por combinaciones

de carbono, hidrogeno oxigeno con la presencia en determinados casos de

nitrógeno también pueden estar presentes elementos como el azufre, fósforo

o hierro.

1.4.4.2 Grasas, grasas animales y aceites.

Las grasas animales y los aceites son el tercer componente, en importancia,

de los alimentos. El término grasa, de uso extendido, engloba las grasas

animales, aceites, ceras y otros constituyentes presentes en las aguas

residuales. El contenido de grasa se determina extracción de la muestra con

triclorotrifluoroetano, debido a que la grasa soluble en él.

Las grasas animales y los aceites son compuestos de alcohol ésteres glicerol

(glicerina) y ácidos grasos. Los glicéridos de ácidos grasos que presentan en

estado líquido a temperaturas normales se denominan aceites mientras que

20

los que se presentan en estado sólido reciben el nombre grasas.

Químicamente son muy parecidos, y están compuestos por carbono, oxígeno

e hidrógeno en diferentes proporciones.

1.4.4.3 Demanda bioquímica de oxígeno (DBO)

El parámetro de contaminación orgánica más ampliamente empleado,

aplicable tanto a aguas residuales como a aguas superficiales, es la DBO a 5

días (DBO La determinación del mismo está relacionada con la medición del

oxígeno disuelto que consumen los microorganismos en el proceso de

oxidación bioquímica de la materia orgánica.) La explicación se basa en que

los resultados de los ensayos de DBO se emplean para:

1. Determinar la cantidad aproximada de oxígeno que se requerirá para

estabilizar biológica mente la materia orgánica presente.

2. Dimensionar las instalaciones de trata miento de aguas residuales.

3. Medir la eficacia de algunos procesos de tratamiento.

4. Controlar el cumplimiento de las limitaciones a que están sujetos.

1.4.4.4 Demanda química de oxígeno (DQO).

El ensayo de la DQO se emplea para la medición de la materia orgánica

presente en aguas residuales tanto industriales como municipales que

contengan compuesto tóxico para la vida biológica. La DQO de un agua

residual suele ser mayor que su correspondiente DBO, siendo esto debido al

mayor número de compuestos cuya oxidación tiene lugar por vía química

frente a los que se oxidan por vía biológica. En muchos tipos de agua

residuales es posible establecer una relación entre los valores de la DBO y

DQO.

1.4.4.5 PH.

La concentración de ion hidrógeno es un parámetro de calidad de gran

importancia tanto para el caso de aguas naturales como residuales. El

21

intervalo de concentraciones adecuado para la adecuada proliferación y

desarrollo de la mayor parte de la vida biológica es bastante estrecho y

crítico.

1.4.4.6 Nitrógeno.

Los elementos nitrógeno y fósforo son esenciales para el crecimiento de

protistas y plantas, razón por la cual reciben el nombre de nutrientes o

bioestimuladores. Trazas de otros elementos, tales como el hierro, son

necesarias para el crecimiento biológico. No obstante, el nitrógeno y el

fósforo son, en la mayoría de los casos, los principales elementos nutritivos.

Puesto que el nitrógeno es absolutamente básico para la síntesis de

proteínas, será preciso conocer datos sobre la presencia del mismo en las

aguas, y en qué cantidades, para valorar la posibilidad de tratamiento de las

aguas residuales domésticas e industriales mediante procesos biológicos.

Cuando el contenido de nitrógeno sea insuficiente, será preciso añadirlo para

hacer tratable el agua residual.

22

2. EQUIPOS, MATERIALES Y MÉTODOS

2.1 Materiales usados

difusores de membrana

tubería de ½ plg. Ac/inox 304

llaves de acción rápida de ½ plg.

Accesorios de gasfitería

Válvula reguladora de presión

Instalación de módulo de filtración MBR

Impermeabilización de laguna de homogenización

2.2 Equipos usados

Test de jarra para dosificación de químicos

Medidor de ph de campo

Medidor de campo de sst, tds, análisis internos y externos con

laboratorios acreditados ( adjuntados en anexos)

Instrumentos de laboratorio

2.3 Métodos Empleados

Test de jarra

Difusión de aire por método de distribución y contacto aire – liquido

Mecánica de fluido en el transporte de aire comprimido y liquido de

inyección en mezclador

Análisis de DQO. Interno y externo

Análisis de DBO5 Externo

23

3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Durante este primer trimestre del 2015 el investigador realizo un diagnóstico

integral de la operación de la planta, para lo cual se planifico un estudio

prolongado tanto de cada operación como dosificación de químicos.

Es necesario siempre monitorear el proceso ya que pueden haber gastos no

necesarios incluso cuando un equipo ya sea por su diseño o tiempo de vida

útil no funcione bien, no siempre es necesario el cambio, ni que el proveedor

atienda la necesidad sino más bien buscar soluciones de ingeniería que le

permita a la empresa ahorrar dinero y mejorar su tratamiento sin necesidad

de tener que subcontratar asesoría y/o cambiar algún equipo.

Condiciones de entrada y salida del agua en la planta de tratamiento antes

de la investigación:

Cuadro.3 cuadro obtenido de reportes internos de laboratorio de calidad de TECOPESCA

PARAMETRO ENTRADA PLANTA PRETRATAMIENTO

SALIDA ETAPA FISICOQUIMICA

SALIDA DEL SISTEMA DE LAGUNAJE

SALIDA ETAPA BIOLOGICA

T( OC ) <45 <46 <35 <35

TSS ( mg/l) 3500 < 200 <200 <200

GRASAS (mg/l) 2000 < 100 <100 <80

DBO (mg/l) 10000 < 5000 <2,000 <500

DQO (mg/l) 20000 <9000 <2,600 <850

PH 5.8 -7 5.5 -6.5 7.5 – 9 6.5-9.0

24

3.1 Diagrama de Proceso de la Planta de tratamiento de aguas

residuales

Fig. 3.1. Diagrama de flujo de la planta obtenido del manual de operaciones de la planta de

tratamiento de aguas residuales

25

3.2 Disminución del DQO (demanda química de oxigeno)

Desde el mes de febrero del 2015 se comenzó un diagnostico diario por

medio de monitoreo interno y tome al azar 5 diagnósticos en el cual me dio

una referencia exacta del equipo que estaba con una eficiencia baja debido a

su diseño:

Fig. 3.2 diagnóstico de Demanda Química de Oxigeno (extraída del informe técnico de tecopesca

realizado por el jefe de medioambiente de la empresa y análisis de calidad de agua internos)

En la figura 3.2 observamos como en el porcentaje de eficiencia según los

análisis realizados, el DAF (sistema de flotación por aire comprimido) no

remueve más del 38% en su día más efectivo y el 12% en su día menos

efectivo.

26

Básicamente el DAF (sistema de flotación por aire comprimido) no removía

DQO (demanda química de oxigeno) de manera eficiente y muy pocos

sólidos en suspensión. Este tratamiento primario básicamente de manera

estándar, el objetivo es remover estos parámetros en un 79%.

Con el diagnostico se comprobó que el equipo tenía un error en el diseño,

solo existía un sistema de recirculación de aire mas no difusión de aire para

flotación el cual se detalla en la figura a continuación.

Fig.3.2.1 obtenida del manual de diseño del sistema de flotación por aire comprimido de

TOTAGUA.

27

Fig. 3.2.2 diseño con difusores de membrana para mejor distribución de ire sacado del

manual de TOTAGUA.

Fig. 3.2.3 diagrama de funcionamiento del sistema de flotación por aire comprimido

En la fig. 3.2.1. Indica como trabajaba inicialmente el DAF y en la fig. 3.2.2 es

la modificación que se le hizo con difusores de membrana (circulo con el

numero 6) más una conexión del compresor de aire del reactor por medio de

un by pass y un regulador de presión, todo esto transportado en tubería de

acero inoxidable.

28

Con esta modificación logramos producir más lodos es decir, separar más los

sólidos en suspensión del agua y por consiguiente reducción de DQO.

La segunda parte de el diagnostico una vez habiendo mejorado la eficiencia

del equipo fue realizar pruebas de laboratorio la cual me permitió bajar la

dosis considerablemente y llegar a un ahorro en químicos considerable.

3.3 Dosificación de coagulantes y floculantes

Tomando en cuenta la mejora mecánica del equipo de flotación y asumiendo

que la mejor distribución de aire ayudaría a separar más sólidos del agua,

solidos suspendidos iniciamos un nuevo ensayo de jarra.

La dosificación anterior era exactamente de 1 kg de coagulante policloruro de

aluminio por cada metro cubico tratado en el sistema de flotación por aire

comprimido.

Y del floculante amónico 16,6 gr de floculante por cada metro cubico tratado

La fig.3.3 y 3.3.1 muestra el ensayo realizado

Con este nuevo ensayo de jarra tenemos una dosis nueva de 0.75 kg de

coagulante por cada metro cubico de agua a tratar y 15 gr de floculante por

cada metro cubico a tratar lo que nos da un ahorro en costos muy

significativo anual (cuadro 3.3.2)

29

3.3.2 Análisis de costos de uso de químicos para el tratamiento primario en la planta de tratamiento de

TECOPESCA

Cuadro 3.3.2 (obtenido del informe técnico de dosis nueva de químicos para la planta de tratamiento)

Fig.3.3.3 (obtenida del informe técnico de dosificación de químicos para planta TECO)

quimico dosis anterior/kg dia dosis nueva costo kilogramo anterior costo por kilogramo actual costo mensual ANTERIOR costo mensual ACTUAL costo anual 2014 costo anual nuevo ahorro ANUAL

floculante anionico 10 9 49,5 44,55 1485 1336,5 17820 16038

policloruro de aluminio solido 600 450 630 472,5 18900 14175 226800 170100

policloruro de aluminio liquido 375 375 210 210 6300 6300 75600 75600

total 985 834 889,5 727,05 26685 21811,5 320220 261738 58482

30

3.4 Disminución del DBO (demanda bioquímica de oxigeno)

El caudal que ha pasado por el tratamiento primario luego es transportado a

la laguna final donde es estabilizado tanto en pH (potencial de hidrogeno)

como en temperatura y aun mas bajar la carga de DQO (demanda química

de oxígeno, el cual una vez estabilizado de 5 a 7 días es ingresado al reactor

biológico donde comienza el tratamiento primario para bajar el DBO (

demanda bioquímica de oxigeno) y se da mediante reacción aeróbica por

inyección de aire al reactor.

Fig. 3.4 y fig.3.4.1 fotografía realizada por el investigador en la planta

Fig. 3.4 fig. 3.4.1

31

3.5 Análisis internos

El monitoreo de estos parámetros es semanal 4 veces mínimo para el control

de parámetros en planta

Cuadro 3.5 (obtenido de los registros de monitoreo interno de TECOPESCA)

El cuadro 3.5 observamos parámetros como solidos totales suspendidos SST

y demanda química de oxigeno (DQO) salidos de la norma para agua de

riego. Después de la mejora se monitoreo de nuevo el agua y estos fueron

los resultados obtenido con los laboratorios internos fig. 3.5.1

PARAMETROS P.h Temperatura °C SST STD SALINIDAD DQO

TH 6,80 31,8 1724 22000 15600 11310

DAF 6,34 32,2 730 23000 17100 8023

LAGUNA 7,32 29,0 525 22000 15140 5800

CLARIFICADOR 7,34 28,1 250 5000 2730 700

LUIS CALDERON

ANALISIS DE AGUAS RESIDUALES

32

Cuadro.3.5.1 obtenida de archivos de monitoreo interno de TECOPESCA

Se cumplió parámetros de DQO (demanda química de oxigeno) y los sólidos

suspendidos tuvo una eficiencia de remoción del 75% en la etapa primaria.

El rango del DBO (demanda bioquímica de oxigeno) se considera

únicamente con parámetro sobre la norma de aguas de riego el valor

entregado por el laboratorio acreditado ya que en planta no se hace este

análisis.

El cual mediante análisis presentado cumple este parámetro para riego.

PARAMETROS P.h Temperatura °C SST STD SALINIDAD DQO

TH 6,80 31,8 1850 22000 14000 11310

DAF 6,34 32,2 412 17000 15600 6540

LAGUNA 7,32 29,0 123 17500 15400 3202

CLARIFICADOR 7,34 28,1 27 2000 2030 200

LUIS CALDERON

Analista de Laboratorio

ANALISIS DE AGUAS RESIDUALES

33

Cuadro3.5.2 análisis realizado por laboratorio certificado

34

3.6 Resultados y distribución de agua tratada

Una vez realizado el mejoramiento tomamos una muestra diferenciada de

cada proceso para observar sus características organolépticas las que se

muestran en la fig.3.6

Fig. 3.6 salida del tratamiento primario fisicoquímico foto inicial y después del mejoramiento

Muestra inicial Durante Final

La figura 3.6 muestra la clarificación notable del agua a tratar debido a la

mejor oxigenación que se aplica con los difusores de membranas por lo cual

conseguimos bajar parámetros considerablemente.

35

La fig. 3.6.1 muestra notablemente las etapas del proceso hasta su salida en

el reactor muestras hechas en el laboratorio de la planta de tratamiento de

aguas residuales.

Fig.3.6.1 (foto registro de proceso de tratamiento de agua realizada en laboratorio de

TECOPESCA)

INICIAL PRIMARIA FINAL

3.7 Beneficio social

El agua tratada es directamente aplicada a las canchas de futbol de

TECOPESCA y al parque del recuerdo que demanda una cantidad de agua

diaria de al menos 200 m3 por día, adicionalmente a esto y previo como un

plus al proyecto se realizó una socialización con la comunidad involucrada,

tanto como técnicos de área, personal del parque de la paz y moradores del

sector. (Se adjunta fotografías realizadas y listado de asistencia)

36

Fig.3.7.1 (obtenida del archivo de gestión de personal de TECOPESCA socialización del

proyecto)

37

Cuadro 3.7.2 (obtenido del personal que asistió al taller dictado previa a la ejecución)

38

3.7.3 Distribución de agua y conexión de tubería al parque de los

recuerdos y canchas TECOPESCA.

La etapa final del proyecto culmina con el agua tratada ya proporcionada al

parque de los recuerdos y a las canchas tal como lo muestra la figura 3.7.3 y

la figura 3.7.3.1.

Fig.3.7.3 parque de los recuerdos fotos proporcionadas por el jefe de medio ambiente de la

planta TECOPESCA

39

Fig.3.7.3.1 riego de canchas TECOPESCA datos de archivos de medio ambiente de la

planta.

40

4. CONCLUSIONES

Se evaluó los parámetros de descarga de residuales tratadas llegando

a cumplir parámetros de riego que establece la legislación ambiental

ecuatoriana.

Se controló el DBO (demanda bioquímica de oxigeno) mejorando

lógicamente el tratamiento primario de manera que el reactor recibía

como segundo caudal involucrado del primer tratamiento una emisión

con menos carga contaminante.

Se logró la disminución del DQO (demanda química de oxigeno)

mejorando el tratamiento primaria con la incorporación de membranas

de difusor de burbuja fina para el sistema primario DAF (sistema de

suspensión de solidos por aire comprimido).

Se logró con una mejor dosificación un ahorro de casi 60.000 usd. al

año en químicos para tratamiento primario.

41

5. RECOMENDACIONES

Monitoreo diario de parámetros para reportes y seguimiento

Llevar un registro diario de agua procesada anotarlo en un formato el

odómetro las horas funcionando son las mismas horas de proceso.

Hacer dosificación al menos 3 días en laboratorio para tener precisión

en la adición de químicos para la etapa primaria, a pesar de que la

carga de residual es previamente homogenizada si se recomienda

hacer este paso.

Anotar en el mismo registro diario la dosificación usada de floculantes

y coagulantes.

Dar seguimiento al manual de operaciones de la Planta de

Tratamiento y sobretodo cumplir con lo que nos establece el Plan de

Manejo Ambiental de TECOPESCA.

dar seguimiento a los vertidos para riego para su observación física

del paisajismo.

Llevar o manejar lo más apegado posible al plan de manejo

ambiental que lleva la empresa.

Tratar de dar mantenimiento continuo a las operaciones unitarias en

la planta de manera que podamos controlar el proceso y evitar salir

de parámetros a mediano o largo plazo.

42

6. BIBLIOGRAFÍA

• MANUAL PRÁCTICO DE RIEGO CON AGUA RESIDUAL

MUNICIPAL REGENERADA. Mujeriego, R. Ed. de la UPC (1990).

• REGENERACIÓN Y REUTILIZACIÓN DE AGUAS RESIDUALES:

DOCTRINA DEL GRUPO AGBAR. Centro de Estudios e

Investigación del Medio Ambiente. Fundación Agbar (1999).

• TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES. R.S. Ramalho. Ed.

Reverté (1996). CALIDAD Y TRATAMIENTO DEL AGUA. Manual

de suministro de agua comunitaria. American Water Works

Asociation. Ed. Mc Graw-Hill Profesional (2002).

• Registro oficial 13 de febrero del 2015 TULSMA

• Ley de aguas, secretaria del agua

• Ley de gestión ambiental Ecuador

• Ley de Prevención y control de la Contaminación Ambiental

• Constitución de la República del Ecuador

• Manual de operaciones de la planta de tratamiento de aguas

residuales de TECOPESCA.

• Informe Técnico de trabajo realizado en la planta de tratamientos

• Manual de manejo de sistema de flotación por aire comprimido de

TOTAGUA

• Organización Mundial de la Salud (OMS-CEPIS). (1981). Proyecto

de desarrollo tecnológico de las instituciones de abastecimiento de

agua potable y alcantarillado: Tratamientos preliminares. Lima.

• Romero Rojas Jairo Alberto. (2000). Tratamiento de aguas

residuales. teoría y principios de diseño. Primera edición. Santafé

de Bogotá: Editorial escuela colombiana de ingeniería.

• Seoánez Calvo Mariano. (2004). Depuración de las aguas

residuales por tecnologías ecológicas de bajo costo. Madrid.

España: Mundi-Prensa.

43

• Sérgio Rolim Mendonca (2000). Sistemas de lagunas de

estabilización. Cómo utilizar aguas residuales tratadas en sistemas

de regadío. Bogotá: Editorial Nomos S.A. Veenstra S., Alaerts J.,

Bijlsma M. Selección de tecnologías. Capítulo 3.

• Villón Béjar Máximo. (2002). Hidrología. Instituto tecnológico de

Costa Rica. Segunda Edición. Editorial Villón.

44

Anexos

45

46

47

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PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES 2015

Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sept Oct Nov Dic TOTAL

Consumo de agua 10545 9877 11467 11403 10154 9069 9069 0 0 0 0 0 0

Agua de baños 586 575 635 588 512 629 629 0 0 0 0 0

Agua de proceso en m3 9959 9302 10832 10324 9642 8440 8440 0 0 0 0 0

Total agua a tratar 10545 9877 11467 11403 10154 9069 9069 0 0 0 0 0 0

Agua que ingresa al DAF 9959 9302 10832 10324 9642 8440 8440 0 0 0 0 0

Evacuación de agua en tanqueros 0 0 0 0 0 0

Evacuación de lodos 0 0 0 0 0 0 0 0

Agua para regadío CP (1) 3012 2.212 7124 3.580 3.000 2987 2987 0 0 0 0 0 0

Agua para regadío CP (parque recuerdo) 0 0 0 500 500 0 0 0 0 0 0

Agua para regadío NCP(2) 1897 1.500 0 2800 1852 1800 1.800 0 0 0 0 0

Cantidad de agua almacenado en laguna (3)

2000 1.800 2151 2000 2000 1000 1000 0 0 0 0 0

Total de agua tratada 3897 5512 9275 8.380 6.852 6.287 6.287 0 0 0 0 0 0

ESTANDAR A CUMPLIR 100 100 100 100 100 0 0 0 0 0

% Agua destinadas a pruebas areas verdes.

77,29 40,13 76,81 42,72 43,78 47,51 47,51 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

MP COCINADA TECO 2,81 2,73 2,64 2,75 2,90 3 0 0 0 0 0 MP COCINADA BILBO MP COCINADA TOTAL 2,81 2,73 2,64 2,75 2,90 3 0 0 0 0 0 INDICE (m3 agua tratada /Ton. MP cocinada)

1386,83 2019,05 3513,26 3047,27

2362,76

2095,67 #¡DIV/0! #######

#######

######

######

Media historial 2014 2,79 2,79 2,79 2,69 2,79 2,79 2,79 0,00 0,00 0,00 0,00 ESTÁNDAR Promedio del primer semestre 2015.

2,79 2,79 2,79 2,79 2,79 2,79 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

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Sistema primario

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Instalación de tubería de aire comprimido para difusores de membrana

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Reinstalación de MBR membrana de ultrafiltración

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Cisterna de recolección y conexión tubería con parque de los recuerdos

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