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UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA

FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA REGIONAL DE INGENIERÍA SANITARIA Y RECURSOS

HIDRÁULICOS -ERIS-

“EVALUACIÓN DEL PROCESO COAGULACIÓN-FLOCULACIÒN EN LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALES DE UNA EMPRESA MANUFACTURERA DE JABONES, DETERGENTES,

DENTÍFRICOS Y DESINFECTANTES”

ESTUDIO ESPECIAL

ING. MIRNA CONCEPCIÓN GÓMEZ CADENAS

Guatemala, julio de 2002.

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CONSPICUA CAROLINA AC

AD

EM

IA C

OACTEMALENSIS

Mirna Concepción Gómez Cadenas ERIS/USAC

ÍNDICE GENERAL

ÍNDICE DE ILUSTRACIONES___________________________________________ I

Figuras_____________________________________________________________ I

Tablas ____________________________________________________________ II

Gráficas ___________________________________________________________IV

GLOSARIO___________________________________________________________VI

RESUMEN ___________________________________________________________ X

INTRODUCCIÓN ____________________________________________________XII

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA__________________________________ XIV

HIPÓTESIS _________________________________________________________ XV

OBJETIVOS_________________________________________________________ XV

LIMITACIONES ____________________________________________________ XVI

1. ANTECEDENTES__________________________________________________1

1.1 Reseña Histórica ________________________________________________1

1.2 Investigación sobre la dosis óptima de reactivos _______________________2

2. DESCRIPCIÓN DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO ___________________4

3. MARCO TEÓRICO ________________________________________________10

3.1 Coagulación-Floculación ________________________________________10

3.1.1 Cinética o etapas de la coagulación ________________________________10

3.1.2 Mecanismos de coagulación predominantes_________________________11

a) Coagulación por adsorción_________________________________________12

b) Coagulación por barrido __________________________________________12


3.2 Mezcla rápida _________________________________________________13

3.2.1 Mezcla rápida y mecanismos de la coagulación______________________13

3.3 Parámetros Operacionales________________________________________15

3.3.1 Gradiente de velocidad _________________________________________15

3.3.2 Intensidad y tiempo de mezcla ___________________________________16

4. METODOLOGÍA__________________________________________________18

4.1 Universo de Trabajo ____________________________________________18

4.2 Puntos de Muestreo _____________________________________________18

4.3 Metodología de Análisis _________________________________________18

5. CARACTERIZACIÓN DE LAS AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALES EN

ESTUDIO ____________________________________________________________21

5.1 Caudal de entrada a la planta de tratamiento (QENTRA) _______________22

5.2 Caudal de tratamiento ___________________________________________23

5.3 Potencial hidrógeno (pH) ________________________________________25

5.4 Temperatura __________________________________________________25

5.5 Ingrediente Activo ______________________________________________27

6. RESULTADOS____________________________________________________29

7. INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS ______________________________34

8. CONCLUSIONES _________________________________________________39

9. RECOMENDACIONES ____________________________________________40

10. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS _______________________________42

11. ANEXOS_______________________________________________________43

A. Propuesta CONAMA para la descarga de aguas residuales industriales ____44

B. Determinación del caudal de ingreso QENTRA_________________________45


C. Procedimiento para determinar los parámetros operacionales a través de la

prueba de jarras. _____________________________________________________49

D. Resultados de la Prueba de Jarras del presente estudio.___________________51

E. Determinación de la Ecuación de Gradiente en función del Tiempo._______71

F. Evaluación de los gradientes de velocidad . __________________________73

G. Gradientes de velocidad que actualmente se utilizan en la planta de tratamiento

en estudio. __________________________________________________________75

H. Tiempo de retención actuales en las unidades de mezcla y floculación de la

planta de tratamiento en estudio._________________________________________77


I

ÍNDICE DE ILUSTRACIONES

Figuras

1 Trampa de grasas _________________________________________________ 4

2 Tanque de homogenización _________________________________________ 5

3 Bomba dosificadora de ácido sulfúrico ________________________________ 6

4 Unidades de mezcla de reactivos y floculación __________________________ 7

5 Tanque sedimentador (Clarificador) __________________________________ 8

6 Tanque de almacenamiento de lodos __________________________________ 9

7 Filtro prensa _____________________________________________________ 9

8 Esquema del tratamiento de aguas residuales en estudio __________________ 10

9 Multiagitador Phipps & Bird para la prueba de jarras _____________________ 21


II

Tablas

1

Caudal que ingresa (QENTRA) a la planta de tratamiento en estudio

(Año 1999)______________________________________________________

2

2 Caracterización fisicoquímica de la aguas residuales industriales (Año 1999)__ 3

3 Dosificación de recomendada para el tratamiento por precipitación química __ 3

4 Caracterización. Análisis estadístico de los datos________________________ 22

5 Análisis de frecuencia del Caudal que ingresa (QENTRA) a la planta de

tratamiento (2001-2002)____________________________________________

23

6 Análisis de frecuencia del caudal de tratamiento_________________________ 25

7 Análisis de frecuencia del potencial hidrógeno (pH)______________________ 26

8 Análisis de frecuencia de la temperatura_______________________________ 27

9 Análisis de frecuencia del ingrediente activo____________________________ 29

10 Calidad del agua residual utilizada en las pruebas de jarras________________ 30

11 Valores mínimos obtenidos en las pruebas de jarras______________________ 30

12

Dosificación utilizada en la prueba de jarras para la evaluación de los

gradientes óptimos________________________________________________

32


III

13 Alternativa 1. Tiempo de retención dividido en períodos de 4 min__________ 33

14 Porcentajes de remoción utilizando Alternativa 1________________________ 33

15 Alternativa 2. Tiempo de retención dividido en períodos de 6 min__________ 33


17 Alternativa 3. Tiempo de retención de 12 min__________________________ 34


19 Variables operacionales utilizadas en la planta de tratamiento en estudio______ 34

20 Limites máximos permisibles recomendados por CONAMA para una empresa

manufacturera de jabones y detergentes________________________________

46


IV

Gráficas

1 Curva de frecuencia del caudal que ingresa a la planta de tratamiento

(QENTRA)_____________________________________________________

24

2 Curva de frecuencia del caudal de tratamiento_________________________ 25

3 Curva de frecuencia del potencial hidrógeno (pH)______________________ 27

4 Curva de frecuencia de temperatura__________________________________ 28

5 Curva de frecuencia del ingrediente activo____________________________ 29

6 Valores mínimos obtenidos en cada una de las pruebas de jarras___________ 32

7 Ecuación Gradiente de velocidad versus tiempo de retención______________ 32

8 Color aparente residual versus tiempo de floculación. Prueba de Jarras 1____ 54

9 Color aparente residual versus gradiente de velocidad. Prueba de Jarras 1___ 54






V



16 Color aparente residual versus tiempo de floculación. Prueba de Jarras 5 ___ 62


18 Color aparente residual versus tiempo de floculación. Prueba de Jarras 6 ___ 64








26 Color aparente residual versus tiempo de floculación. Prueba de Jarras 10___ 72

27 Color aparente residual versus gradiente de velocidad. Prueba de Jarras 10 __ 72


VI

GLOSARIO

Afluente Se llama así al caudal de aguas residuales que ingresa a la planta

de tratamiento.

Aguas negras Aguas residuales cuyas características son mayoritariamente

orgánicas (desechos sanitarios, cafeterías, etc.).

Agua residual Es el líquido resultante de cualquier uso, proceso y operaciones de

tipo agropecuario, doméstico o industrial.

Análisis físico Pruebas físicas que miden y registran aquellas propiedades que

pueden ser observadas por los sentidos.

Análisis químico Pruebas químicas que determinan las cantidades de materia

orgánica e inorgánica presentes en el agua, que afecta su calidad y

proporciona datos acerca de contaminaciones o muestra

variaciones ocasionadas por un tratamiento.

Concentración Medida de la cantidad de materia en una unidad de volumen o

masa.

Descarga Acción de depositar un vertido en un cuerpo receptor.

DBO5 Cantidad de oxígeno necesaria para la oxidación de sustancias

orgánicas biodegradables presentes en el agua a los cinco días.


VII

DQO La demanda química de oxígeno necesario para estabilizar

químicamente sustancias de origen orgánico e inorgánico

presentes en el agua.

Desechos

industriales

Aguas residuales provenientes de procesos industriales, lavados o

enfriamiento.

Efluente Se refiere al caudal de agua que sale de la planta de tratamiento.

Industria Se considera la instalación industrial y sus anexos y

dependencias, ya sean cubiertos o descubiertos, que se dediquen a

la manipulación, elaboración o transformación de productos

naturales o artificiales, mediante tratamiento físico, químico,

biológico y otros, utilizando o no maquinaria, ubicados en áreas

rurales y urbanas.

Ingrediente activo La empresa en estudio se refiere de esta manera a los surfactantes

aniónicos utilizadas en la fabricación de jabones y detergentes.

Lixiviado Desecho líquido resultante de un proceso de filtración.

LMP Límite máximo permisible. Promedio diario, los valores, rangos

y concentraciones máximo de los parámetros que debe cumplir

el responsable de permisible descarga, en funcion del análisis de

una muestra compuesta de las aguas residuales provenientes de

esta industria.

Materia flotante Materia que permanecen temporal o permanentemente en la

superficie del cuerpo de agua, limitando su uso.


VIII

Método Procedimientos recomendados para el análisis de cualquier

parámetro ( físico, químico, bacteriológico, etc.).

Muestra

compuesta

La que resulta de mezclar varias muestras simples. Debe ser

proporcional al caudal descargado en el momento de la captación

de la muestra.

Parámetro Es aquella característica que puede ser sometida a medición.

pH Potencial hidrógeno, se define como el logaritmo inverso de la

concentración de iones hidrógeno y mide la intensidad de la

reacción alcalina del agua.

Sólidos totales Cantidad de materia sólida que permanece como residuo,

posterior a la evaporación total del agua.

Sólidos disueltos

totales

Sólidos disueltos totales. Se componen de moléculas orgánicas e

inorgánicas e iones que se encuentran presentes en solución

verdadera en el agua.

Sólidos en

suspensión

Son aquellos cuyo diámetro mínimo es aproximadamente una

micra.

Sólidos

sedimentables

Materia que se deposita en el fondo de un cuerpo de agua o

unidad de tratamiento por acción de la gravedad.

Tanque de

almacenamiento

Es una estructura hidráulica utilizada para el acopio de agua.


IX

Tratamiento de

aguas residuales

Es cualquier proceso físico, químico o biológico, definido para

depurar las condiciones de las aguas residuales a través de

procesos unitario preliminares, primarios, secundarios, o

avanzados, a fin de cumplir normas establecidas.

Tubería Obra de ingeniería hidráulica por medio de la cual se transporta el

agua entre dos puntos geográficos distantes (distancia > 1 Km).

Vertido Efluente o descarga proveniente de un establecimiento comercial,

agropecuario, industrial, planta de tratamiento, etc.


X

ABSTRACT

The main objective of the present study is to determine the operational

parameters (velocity gradient and the retention time) of the industrial wastewater

of a company manufacturer of detergents, toothpastes, soaps and disinfectants

through the Jar Test still when the quantity and quality of the same ones is not

constant.

To carry out the determination of the operational parameters, ten samples

of industrial wastewater they were captured in different dates and the velocity

gradients and the retention times were determined through the Jar Test

recommended by the Pan-American Center of Sanitary Engineering (CEPIS),

using the apparent color as comparison variable.

According to the obtained results, the optimum time of flocculation is

12 minutes and the velocity gradient of flocculation is 60 s-1 (when a single

flocculation unit is used).


XI

RESUMEN

En el presente estudio especial se llevó a cabo la evaluación de los

parámetros operacionales (tiempo de retención y gradiente de velocidad) del

proceso coagulación-floculación de una planta de tratamiento de aguas residuales

industriales provenientes de una empresa manufacturera de jabones, detergentes,

dentífricos y desinfectantes.

Para llevar a cabo la evaluación se captaron diez muestras de aguas

residuales industriales en diferentes fechas y se determinaron los gradientes de

velocidad y los tiempos de retención por medio de la Prueba de Jarras

recomendada por el Centro Panamericano de Ingeniería Sanitaria (CEPIS),

utilizando el color aparente como variable de comparación.

De acuerdo a los resultados obtenidos, el tiempo de floculación utilizado

actualmente en la planta de tratamiento en estudio es 1.3 minutos y se encuentra

por debajo del determinado con las pruebas de jarras (12.9 minutos). De igual

manera, el gradiente de velocidad de la unidad de floculación utilizado en la

actualidad es 2 s-1 mientras que el determinado por las pruebas de jarras es 60 s-1

(cuando se utiliza una sola unidad de floculación).

Con la evaluación de los parámetros operacionales obtenidos a partir de

los resultados del presente estudio pudo comprobarse la hipótesis que asegura que

es factible determinar el tiempo de retención y los gradientes de velocidad de las

aguas residuales de la empresa en estudio aún cuando la calidad de las mismas no

es constante.


XII

INTRODUCCIÓN

En la actualidad, las exigencias del comercio internacional hacen que las

empresas transnacionales y las empresas nacionales que buscan certificase para competir

cumplan con las exigencias para la descarga controlada de sus aguas residuales

domésticas y/o industriales. Lo anterior ha generado un creciente interés en la

investigación de procesos físicos, químicos, microbiológicos o combinaciones de estos,

que garanticen que las aguas residuales generadas por los diferentes procesos

industriales alcancen, luego de ser tratadas, las concentraciones estipuladas en las

regulaciones internas de la empresa y/o las regulaciones gubernamentales.

En 1996 la Comisión Nacional del Medio Ambiente, CONAMA, (actualmente

Ministerio de Medio Ambiente) dio a conocer la primera propuesta para alcanzar

gradualmente los Límites Máximos Permisibles para la descarga de Agua Residuales

provenientes de los diferentes procesos de manufactura. Dicha propuesta se encuentra

aún pendiente de aprobación para sustituir al Decreto 60-89.

Para cumplir con las exigencias internas y gubernamentales en la primera etapa,

la empresa en estudio inició en 1998 un programa para optimizar gradualmente su

tratamiento fisicoquímico de aguas residuales industriales. Dentro de este programa se

encuentra el presente estudio especial cuyo objetivo es evaluar los parámetros de diseño

del proceso coagulación floculación del tratamiento.

El capítulo 1 incluye una reseña histórica y los resultados de un estudio previo

realizado a la planta de tratamiento, el cual tuvo como objetivo principal determinar la


XIII

dosificación óptima de reactivos en la precipitación química1. Es por ello que en el

presente estudio no se profundiza el tema de la dosificación óptima.

En el capítulo 2 se hace una breve descripción de la planta de tratamiento. En el

Capítulo 3 se recopila la información bibliográfica que muestra la importancia de los

parámetros de diseño de las unidades de mezcla, coagulación y sedimentación para

garantizar la máxima eficiencia en la precipitación química. El Capítulo 4 corresponde a

la Metodología utilizada en la evaluación y en los capítulos restantes se dan a conocer

los resultados y conclusiones de la evaluación y las recomendaciones pertinentes.

1 Referencia bibliográfica 4.


XIV

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

La planta de tratamiento en estudio reúne las unidades necesarias para llevar a

cabo el tratamiento de las aguas residuales provenientes de los diferentes procesos de

manufactura a través de la precipitación química de los sólidos suspendidos utilizando

sulfato de aluminio como coagulante, cal como modificador de pH y polímero aniónico

como auxiliar de coagulación. Fue instalada en 1978 y su diseño se determinó en base a

la calidad de las aguas residuales descargadas en ese momento por la manufactura de

detergentes y crema dental. Para 1996, ya se habían incorporado los procesos de

saponificación, elaboración de jabones, detergentes líquidos, desinfectantes, cepillos y

recipientes plásticos. Esto dio como resultado el incremento del caudal a tratar y la

modificación de la calidad de las aguas residuales, causando la reducción en la efic iencia

del tratamiento.

Durante el período 1997-2000 se realizó un estudio para determinar la

dosificación óptima de reactivos. Como resultado se incrementaron la efectividad de

los sólidos sedimentables, sólidos suspendidos, nitratos y fosfatos. A pesar de las

modificaciones, actualmente existen puntos muertos en la unidad de floculación,

conglomerados en la superficie del tanque clarificador y flóculos sin sedimetar en el

efluente final.

En la precipitación química, el grado de clarificación resultante depende tanto de

la dosificación de productos químicos que se adicionan como de los parámetros

operacionales (gradientes de velocidad y tiempos de retención). El manual de

operación de la planta de tratamiento en estudio no incluye los gradientes de velocidad y

por ello los gradientes utilizados en la planta de tratamiento fueron adoptados

empíricamente.


XV

HIPÓTESIS

Es factible determinar los parámetros operacionales (gradiente de velocidad y los

tiempo de retención) de las aguas residuales de una empresa manufacturera de

detergentes, dentífricos, jabones y desinfectantes a través de la prueba de jarras aún

cuando la cantidad y calidad de las aguas residuales industriales en estudio no sean

constantes.

OBJETIVOS

• General

Evaluar los parámetros operacionales del proceso Coagulación-Floculación de la

planta de tratamiento de aguas residuales industriales de una empresa manufacturera de

jabones, detergentes, dentífricos y desinfectantes.

• Específicos

1. Realizar la caracterización de las aguas residuales industriales en estudio.

2. Determinar los gradientes de velocidad y tiempos de retención óptimos para el

tratamiento de las aguas residuales industriales en estudio a través de la

Prueba de Jarras.

3. Comparar los gradientes de velocidad y los tiempos de retención utilizados

actualmente en la Planta de Tratamiento con los determinados por medio de la

Prueba de Jarras.


XVI

LIMITACIONES

La calidad de las aguas residuales descargadas por una industria está en función

de los procesos que se llevan a cabo dentro de la misma, por tal motivo, los resultados de

la presente evaluación son válidos únicamente para la empresa en estudio.

El tamaño de la empresa en estudio y la diversidad de procesos de manufactura

que en ella se llevan a cabo hacen que las características de sus aguas residuales

industriales sean muy variables. Debido a esto, sólo se eligieron las muestras más

representativas en función de la frecuencia del potencial hidrógeno (pH).

La evaluación se realiza a nivel de Laboratorio ya que no se cuenta con una

planta piloto. La prueba de jarras es una técnica de laboratorio utilizada en las plantas

de tratamiento de agua para determinar la dosificación de reactivos adecuada en la

precipitación química. Este ensayo intenta simular las condiciones en las cuales coagula

el agua en la planta de tratamiento, sin embargo, dado el pequeño volumen (1 ó 2 litros)

que los vasos de precipitado contienen en comparación con el gran volumen de los

tanques de floculación reales, la prueba de jarrras constituye una pobre reproducción del

proceso que se efectúa en el prototipo. No obstante, esta prueba sigue siendo el mejor

método que hasta ahora se ha desarrollado para tales propósitos.

La velocidad máxima alcanzada por el multiagitador (equipo utilizado en la

Prueba de Jarras) cuando se utilizan jarras de 1 litro es de 100 rpm que corresponde a un

gradiente de velocidad de 180 s-1 .


1

1. ANTECEDENTES

1.1 Reseña Histórica

La empresa en estudio divide sus aguas residuales en dos clases para su

tratamiento: a) aguas residuales domésticas que provienen de la cafetería y servicios

sanitarios y b) aguas residuales industriales que provienen de los procesos de

manufactura de productos, del agua utilizada en la limpieza del equipo e instalaciones y

de una porción del agua utilizada para enfriamiento. Las aguas residuales industriales

generadas por las plantas de jabones, detergentes, dentífricos y desinfectantes son

recolectadas en la red diseñada para tal propósito y conducidas por medio de una tubería

principal a la planta de tratamiento de aguas residuales industriales.

La planta de tratamiento de desechos industriales fue adquirida a una firma

estadounidense y pertenece a las llamadas plantas “paquete”, funciona desde 1978 y

reúne las unidades necesarias para el tratamiento de aguas residuales industriales por

medio de un proceso de precipitación química. Fue diseñada para tratar un caudal de 20

gal/min (1.26 L/seg) utilizando sulfato de aluminio como coagulante y cal como

modificador de pH. En un principio, las aguas residuales industriales tratadas por la

planta de tratamiento eran generadas por los procesos de fabricación de detergentes y

dentífricos, sin embargo, el crecimiento en la producción y la implementación de nuevos

procesos (saponificación, fabricación de jabones, fabricación de detergentes líquidos y

desinfectantes) modificaron su calidad.


2

1.2 Investigación sobre la dosis óptima de reactivos

Los cambios en la calidad del afluente disminuyeron la eficiencia del tratamiento

y por ello como parte del programa de optimización antes mencionado, durante el

período 1997 a 2000 se realizó un estudio para caracterizar las aguas residuales

industriales y determinar la dosificación óptima de reactivos utilizados en la

precipitación química. Los resultados de la caracterización se resumen en las Tablas 1 y

2 que se muestran al final de esta sección. Como resultado de la caracterización y de las

pruebas para determinar la dosis óptima de reactivos (Tabla 3), fueron adicionadas dos

etapas al proceso de la precipitación química: modificación de pH con ácido sulfúrico y

adición de un polímero aniónico como auxiliar de coagulación. La efectividad del

tratamiento aumentó para los sólidos sedimentables de 24% a 69%, sólidos suspendidos

de 53% a 100%, nitratos de 37% a 100%, fosfatos de 86% a 100% y pH de 24% a 100%.

Sin embargo, durante la realización de dicho estudio se observaron puntos muertos en

los compartimentos de mezcla de reactivos, presencia de conglomerados en la superficie

del tanque clarificador y además flóculos en el efluente final. Además, los sólidos

sedimentables en el efluente son flóculos producto del tratamiento que deberían quedar

retenidos en el tanque clarificador. De allí la necesidad de llevar a cabo la evaluación de

los parámetros de diseño del proceso de tratamiento.

Tabla 1. Caudal que ingresa (QENTRA) a la planta de tratamiento en estudio (año 1999).

Fuente: Referencia bibliográfica 4, pág. 41

Año QENTRA PROMEDIO

(gal/min)

DESVIACIÓN ESTÁNDAR

(gal/min)

1998 18.47 5.53

1999 19.66 6.21

2000 18.85 5.06


3

Tabla 2. Caracterización fisicoquímica de las aguas residuales industriales ( año 1999).

Parámetro Unidades Total Datos Promedio Desviación

Estándar Valor Máximo

Valor

Mínimo

Sólidos sedimentables mL/L 98 2 4 30 0

Sólidos suspendidos mg/L 134 1230 1509 6350 43

Nitratos mg/L 78 61 100 484 0

Fosfatos mg/L 78 104 124 610 1

PH Unid. PH 160 10 2 14 5

Ingrediente activo mg/L 136 306 488 3202 0

Grasas y aceites mg/L 79 547 646 2916 2

DQO mg/L 120 6631 2386 12000 1600

DBO5 mg/L 73 512 293 1715 60

Fuente: Referencia bibliográfica 4, pag. 41.

Tabla 3. Dosificación recomendada para el tratamiento por precipitación química.

Características del afluente pH ajustado con ácido

sulfúrico

pH después del sulfato de

aluminio

pH después de

la cal

Polímero

(mg/L)

1. pH > 11

Sustancias tensoactivas: <500 mg/L

11

6

7

10

2. pH > 11

Sustancias tensoactivas: >500 mg/L

11

5.5

8

5 – 7

3. * pH < 11

Sustancias tensoactivas: < 500 mg/L

---

6.5 - 7

12

5 – 7

4. * pH < 11

Sustancias tensoactivas; > 500 mg/L

---

6

12

10

Fuente: Referencia bibliográfica 4, pag. 50. * Orden de adición de reactivos: Cal, sulfato de aluminio y polímero.


4

2. DESCRIPCIÓN DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO

La planta de tratamiento de desechos industriales en estudio abarca el

pretratamiento y tratamiento primario (Figura 8) y consta de las siguientes etapas:

a) Separación de grasas. Al final de la tubería principal de recolección desechos

industriales se encuentra una trampa de grasas con capacidad para 600 galones.

En ella los materiales menos densos (como la grasa) pasan a la parte superior y

son removidos manualmente por el operador de la planta de tratamiento con la

ayuda de un utensilio que consiste en un cedazo soportado en una estructura

metálica.

Figura 1. Trampa de grasas.


5

b) Homogenización. El tanque de homogenización tiene una capacidad

aproximada de 46,000 galones y tiene como funciones lograr que el agua

residual a tratar posea características muy parecidas, proporcionar 24 horas para

mantenimiento o reparación de los equipos de la planta de tratamiento (si el

caudal descargado por las plantas es de 20 gal/min) y amortiguar caudales pico.

El tanque posee dos unidades de agitación tipo hélice, lo anterior no sólo evita la

sedimentación de sólidos, que en este caso disminuirían el volumen efectivo de

almacenamiento sino también, evita la descomposición anaeróbica de los sólidos

sedimentados (lodos).

Figura 2. Tanque de homogenización.

c) Ajuste de pH. En este paso, el pH de las aguas residuales se ajusta al pH óptimo

para lograr mejores resultados en la precipitación química. En este caso, el pH a

modificar es el que se encuentran por arriba de 10 unidades. Para ello, se inyecta

ácido sulfúrico grado industrial en la tubería que conduce las aguas residuales

por medio de una bomba dosificadora (Figura 3).


6

Figura 3. Bomba dosificadora de ácido sulfúrico.

d) Precipitación química. Se lleva a cabo en dos compartimentos (Figura 4)

provistos de agitación mecánica en donde son mezclados el sulfato de aluminio,

la cal y un polímero aniónico, que son los reactivos utilizados en el tratamiento.

La concentración de la solución de sulfato de aluminio utilizada es del 8% según,

la solución de cal se prepara al 1.32% y la solución del polímero aniónico al

0.125%. El tiempo de retención en los compartimentos es de 1 minuto cuando

el caudal de tratamiento es de 20 galones por minuto.

Figura 4. Compartimentos para la mezcla de reactivos.


7

e) Clarificación. Después de la coagulación el caudal tratado es trasladado al

tanque clarificador, el cual tiene una capacidad de 7,200 galones (Figura 5) y un

tiempo de retención de 6 horas cuando el caudal de tratamiento es de 20 galones

por minuto. En él se lleva a cabo la sedimentación de los flóculos producto de la

precipitación química. El efluente clarificado se une al efluente resultante del

tratamiento de aguas residuales domésticas y posteriormente son descargados al

drenaje municipal.

Figura 5. Tanque de sedimentación (clarificador).

f) Filtración de lodos. Los lodos formados por el material precipitado son

almacenados en un tanque elevado con capacidad para 7,000 galones (Figura 6) y

de allí pasan al filtro prensa. En esta etapa los lodos almacenados son trasladados

a un filtro prensa (Figura 7) para su deshidratación. El tiempo necesario para

lograr la mayor deshidratación es de 4 horas que unidas a las dos horas utilizadas

para el llenado del filtro y la limpieza de las placas hacen un total de 6 horas

(mínimo) por cada filtración.


8

Figura 6. Tanque de almacenamiento de lodos.

Figura 7. Filtro Prensa


9

Figura 8. Esquema del tratamiento de aguas residuales industriales en estudio.

Esquema del proceso de la planta de tratamiento en estudio. Áreas de manufactura QENTRA Trampa de grasas Lodos Botadero controlado

Lixiviados

AFLUENTE PTAR-I MF EFLUENTE PTAR -I Efluente PTAR-D

Efluente final

Colector Municipal

Ácido Sulfúrico

Sulfato de Aluminio

Cal

Polímero

Tanque

Homogenización

Tanque

Clarificador

Filtro Prensa

CU

QENTRA: Caudal de entrada MF: medidor de flujo CU: caja unificadora de caudales PTARD: planta de tratamiento de aguas residuales domésticas PTARI: planta de tratamiento de aguas residuales industriales

: bomba : agitador T.A.: tanque auxiliar

Tanque almacen. de lodos

T. A. T. A. T. A.


10

3. MARCO TEÓRICO

3.1 Coagulación-Floculación2

El proceso de coagulación transforma las pequeñas partículas en grandes

aglomerados, de manera que se facilite la sedimentación. El proceso global de

coagulación incluye las etapas de desestabilización y floculación, que es la etapa de

transporte provocando el crecimiento de las partículas aglomeradas.

Las impurezas presentes en el agua en forma de partículas en estado coloidal,

tienen carga negativa, pero la dispersión coloidal (agua+coloides), no tienen una carga

eléctrica única. Las cargas originales de las partículas son equilibradas con las cargas de

la fase acuosa, resultando una doble capa eléctrica en cada interfase entre el sólido y el

agua. Las fuerzas de difusión y atracción electrostática dispersan la carga en el agua

alrededor de cada partícula, en una capa difusa. Las fuerzas eléctricas de repulsión y las

fuerzas de atracción de Van Der Waals interaccionan con las partículas en la solución

produciendo una barrera potencial que previene la aglomeración. Al proceso de vencer

la barrera de repulsión para permitir que ocurra la aglomeración se le denomina

desestabilización.

3.1.1 Cinética o etapas de la coagulación

La coagulación es un proceso que depende del tiempo. Stumm y O´Melia

identificaron varias etapas en la reacción.

2 Referencia bibliográfica 7, Manual III, Tomo I.


11

1. Hidrólisis de los iones metálicos multivalentes y su consecuente polimerización

hasta llegar a especies hidrolíticas multinucleadas.

2. Adsorción de las especies hidrolíticas en la interfase de la solución sólida para lograr

la desestabilización del coloide.

3. Aglomeración de las partículas desestabilizadas mediante un puente entre las

partículas que involucra el transporte de éstas y las interacciones químicas.

4. Aglomeración de las partículas desestabilizadas mediante el transporte de las

mismas y las fuerzas de Van Der Waals.

5. Formación de los flóculos.

6. Precipitación del hidróxido metálico.

Algunos de estos pasos ocurren secuencialmente, otros coinciden parcialmente y otros

incluso pueden ocurrir simultáneamente. Se pueden asumir que los diferentes pasos de

la reacción pueden resultar controlables en un cierto porcentaje, bajo diferentes

condiciones químicas.

3.1.2 Mecanismos de coagulación predominantes

La coagulación mediante sales inorgánicas se produce predominantemente por

medio de dos mecanismos:

1. Adsorción de las especies hidrolíticas por el coloide, provocando la neutralización de

la carga, y

2. Coagulación de barrido en la que se producen las interacciones entre el coloide y el

hidróxido precipitado.


12

a) Coagulación por adsorción

Cuando se agrega sulfato de aluminio o sales de hierro al agua en condiciones

especiales de dosis de coagulante y pH, se forman una serie de especies solubles

hidrolizadas.

En el caso del sulfato de aluminio, las especies hidrolizadas que se forman son:

Al3+, Al(OH)2+, Al8(OH)20

4+ y Al(OH)4, las cuales son tomadas a menudo para

representar todo el sistema.

Estas especies hidrolizadas se adhieren o forman complejos superficiales con los

grupos SILANOL (SiOH) y el coloide y lo desestabilizan, permitiendo la formación de

flóculos. Este mecanismo es denominado neutralización de carga (también se le llama

de desestabilización-absorción).

Cuando la cantidad de coloides presentes en el agua es grande, la distancia entre

ellos es pequeña, siendo por lo tanto mayor la fuerza de atracción y la energía requerida

para su desestabilización menor, así como el potencial zeta resultante.

b) Coagulación por barrido

Con dosis de alúmina suficientemente altas se forma un precipitado de hidróxido

de aluminio que físicamente barre de la suspensión a las partículas coloidales, por lo que

se denomina coagulación de barrido. De lo precedente, es evidente que la coagulación

de las partículas coloidales en el tratamiento del agua es en su mayor parte controlada

por la química del hidróxido de aluminio y sus especies hidrolíticas precursoras.


13

Este tipo de coagulación se presenta normalmente cuando el agua es clara y el

porcentaje de partículas coloidales es pequeño. En este caso las partículas son

entrampadas al producirse una sobresaturación de precipitado de sulfato de aluminio.

Debido a que la distancia entre las partículas es mayor, las fuerzas de atracción

son menores y se requiere de mayor cantidad de coagulante y energía para

desestabilizarlas, aumentando el potencial zeta y el tiempo de reacción que puede ser de

hasta 7 segundos.

3.2 Mezcla rápida

Se denomina así a las condiciones de intensidad de agitación y tiempo de

retención que debe reunir la masa de agua en el momento en que se dosifica el

coagulante, con la finalidad de que las reacciones de coagulación se den en las

condiciones óptima que correspondan al mecanismo de coagulación predominante.

Sabemos que la desestabilización de las partículas se leva a cabo principalmente

mediante dos mecanismos: adsorción o neutralización de las cargas y barrido.

Investigaciones realizadas han demostrado que las condiciones de la mezcla rápida son

importantes para optimizar el primer mecanismo mientras que para la coagulación de

barrido son indiferentes.

3.2.1 Mezcla rápida y mecanismos de la coagulación

En la coagulación por adsorción, las reacciones que preceden a la neutralización de

la carga con aluminio, son extremadamente rápidas y ocurren en milésimos de segundos

cuando no hay formación de polímeros hidrolíticos de Al(III), y en un segundo cuando


14

éstos se forman. En cambio, la formación del precipitado de hidróxido de aluminio

antes de la coagulación de barrido es lenta y se produce en un rango de 1 a 7 segundos.

Debido a la naturaleza de las reacciones involucradas en cada uno de estos

modelos de coagulación, se deduce que para que ocurra la neutralización de la carga es

imperativo que los coagulantes sean difundidos en las masas de agua, tan rápido como

sea posible (menos de 0.1 seg), para que los productos que se desarrollan entre 0.01 y 1

segundo, produzcan la desestabilización del coloide. Por el contrario, para la

coagulación de barrido, la formación del hidróxido se produce en un rango de 1 a 7

segundos, por lo que es evidente que no es de crucial importancia disponer de tiempos

de dispersión muy cortos, o de altas intensidades de mezcla.

a) Mezcla rápida para coagulación de barrido

En este mecanismo de coagulación, las interacciones se producen entre los

coloides del agua y la voluminosa formación de precipitado de hidróxido de hierro o

aluminio.

En la práctica del tratamiento de agua, en condiciones de coagulación de barrido,

el agua es sobresaturada en 3 ó 4 órdenes de magnitud y el hidróxido precipita con

mucha rapidez. En estas circunstancias son considerablemente más importantes las

condiciones químicas para lograr una buena precipitación y subsecuente floculación de

las partículas, que las interacciones de transporte entre el coloide y los productos

hidrolíticos durante la desestabilización. Por consiguientes, en este caso son importantes

los aspectos químicos de la etapa de desestabilización y los de transporte en la etapa de

floculación. Amirtharajah y Mills señalaron que cuando predomina la coagulación de

barrido, las condiciones de mezcla rápida no afectan los resultados obtenidos.


15

Estos conceptos concuerdan con el estudio de Letterman et al., que señala que la

etapa de floculación es más importante que la sola desestabilización en condiciones

químicas de coagulación de barrido. Ellos indicaron que las etapas iniciales de la

floculación están influenciadas por las operaciones de mezcla rápida y encontraron un

período óptimo de mezcla rápida sustancialmente mayor que el período necesario para la

precipitación de aluminio (1-7 seg).

3.3 Parámetros Operacionales

Los parámetros operacionales de la mezcla rápida son la intensidad de agitación

que se impartirá al agua para dispersar al coagulante, el cual se evalúa mediante el

gradiente de velocidad, y el tiempo durante el cual debe aplicarse esta agitación al agua.

La magnitud de estos parámetros dependerá del tipo de coagulación que se va a llevar a

cabo: coagulación por adsorción o coagulación por barrido.

3.3.1 Gradiente de velocidad

El gradiente medio de velocidad, comúnmente indicado por la letra G, puede ser

fácilmente calculado por la ecuación de Camp y Stein:

G = √ P/µ∀

Donde:

µ = coeficiente de viscosidad dinámica

P/∀ = potencia disipada por unidad de volumen


16

La intensidad de agitación es importante sólo cuando el mecanismo

predominante es el de adsorción o neutralización de carga. Cuando el mecanismo

predominante es el de barrido, este parámetro es indiferente, debiendo limitarse a

producir una distribución homogénea del coagulante en la masa de agua.

En los casos en que el mecanismo predominante sea el de adsorción, los

gradientes de velocidad (G) recomendados varían entre 700 a 1000 s-1 y de 3000 a 5000

s-1 para coagulantes inorgánicos, dependiendo del tipo de mezclador.

3.3.2 Intensidad y tiempo de mezcla

La adecuación de estos parámetros es de especial importanc ia cuando el

mecanismo de coagulación predominante es el de adsorción o neutralización de carga.

En este caso, el coagulante debe dispersarse en forma instantánea en toda la masa de

agua antes de que la hidrólisis del coagulante se complete, sobre todo cuando se emplean

coagulantes inorgánicos como las sales de aluminio (III) o de hierro (III). Por lo que si

la unidad de mezcla no produce un gradiente de velocidad apropiado en un tiempo de

retención instantáneo, no se habrá logrado una desestabilización completa.

Con coagulación de barrido en cambio, sólo es necesaria una dispersión

homogénea, los tiempos de retención pueden ser mayores (1 a 7 segundos) y el gradiente

de velocidad no influye en la eficiencia como se ha podido constatar en resultados

experimentales.

Adicionalmente, gradientes de velocidad mayores de 1000 s-1 y menores de 3000

s-1 afectan negativamente el proceso produciendo una tasa de desestabilización mínima.


17

En la coagulación con polímeros, gradientes superiores a 800 s-1 rompen las

cadenas poliméricas reduciendo la eficiencia.

Por otro lado, gradientes de velocidad exageradamente altos (<5000 s-1) traen

como consecuencia un fuerte retardo en el tiempo de formación del flóculo.


18

4. METODOLOGÍA

4.1 Universo de Trabajo

El Universo de trabajo está conformado por la planta de tratamiento de aguas

residuales industriales de una empresa manufacturera de jabones, detergentes,

dentífricos y desinfectantes.

4.2 Puntos de Muestreo

Las muestras analizadas pertenecen al afluente de la planta de tratamiento en

estudio y fueron captadas en la válvula de muestreo ubicada en la tubería que sale del

tanque de homogenización

4.3 Metodología de Análisis

Se refiere a los procedimientos utilizados para el análisis fisicoquímico de las

aguas residuales en estudio.

4.3.1 Caudal de ingreso a la planta de tratamiento (QENTRA): Se realiza de

acuerdo al procedimiento descrito en el Anexo 1.


19

4.3.2 Caudal de tratamiento: Se realiza a través de un medidor de flujo magnético

ubicado en la tubería que conduce el agua del tanque de homogenización a los

compartimentos para la mezcla rápida.

4.3.3 Potencial hidrógeno (pH): Las mediciones se realizan con un potenciómetro

marca HACH.

4.3.4 Temperatura: Se mide utilizando un termómetro electrónico marca HACH

4.3.5 Ingrediente Activo: Se denomina de esta manera a las sustancias tensoactivas

presentes en las aguas residuales en estudio. El método utilizado es el aprobado

por la empresa, el cual se basa en las sustancias que reaccionan al azul de

metileno.

4.3.6 Color aparente: Se mide por un método colorimétrico utilizando un

espectrofotómetro marca HACH DR/4000.

4.3.7 Demanda Química de Oxígeno: Se realiza por medio de una determinación

colorimétrica con un espectrofotómetro HACH DR/2010. El procedimiento

empleado es el HACH 8000 el cual es una adaptación del método colorimétrico

recomendado por Standard Methods for the examination of water and wastewater


20

4.3.8 Nitratos: Para su determinación se utiliza el método colorimétrico de reducción

con cadmio empleando un espectrofotómetro HACH DR/4000. Dicho método

corresponde al HACH 8039

4.3.9 Fosfatos: Se utiliza el método HACH 8048 conocido como el método del ácido

ascórbico. El procedimiento es equivalente al método USEPA 365.2 y al

Standard Method 4500-P-E for wastewater. Para las mediciones se utilizó un

espectrofotómetro HACH DR/4000.

4.3.10 Prueba de Jarras: Se realiza de acuerdo al procedimiento recomendado por el

CEPIS (ANEXO 4).

Figura 9. Multiagitador Phipps & Bird para Prueba de Jarras.


21

5. CARACTERIZACIÓN DE LAS AGUAS RESIDUALES

INDUSTRIALES EN ESTUDIO

Como es bien sabido, uno de los pasos más importantes dentro de la

investigación de un proceso de tratamiento, es la caracterización del afluente a tratar, es

decir conocer la cantidad y la calidad de las aguas residuales a tratar. Para el presente

estudio es necesario actualizar la información sobre los mismos y por ello se utilizará la

información obtenida durante el año 2001 y los primeros cuatro meses de 2002. Para los

objetivos que persigue el presente estudio, la caracterización de las aguas residuales

industriales se realizará a partir de las variables de control medidas en la planta de

tratamiento en estudio: Caudal de entrada (QENTRA), Caudal de tratamiento,

potencial hidrógeno (pH), temperatura (grados Celsius) e Ingrediente Activo (mg/L).

La medición de las variables de control se realiza cada dos horas y con esto se ha podido

observar que la calidad del afluente a tratar puede cambiar, incluso drásticamente, en

dicho período, por ello, debe prestarse mucha atención a la misma para que la

dosificación de los reactivos utilizados en la precipitación química siga siendo la óptima.

Para el análisis estadístico se utiliza el promedio diario de las variables de control y los

resultados se resumen a continuación :

Tabla 4. Caracterización: Análisis estadístico de los datos.

QENTRA QTRATAMIENTOpH °C I.A. pH °C I.A. gal/min gal/min

NÚMERO DE DATOS N 416 416 416 416 416 416 416 416PROMEDIO X 10 31 358 8 30 64 23.0 27.8DESVIACIÓN ESTÁNDAR σ 2 3 313 1 3 84 6.2 4.3

VALOR MÁXIMO max 13 39 1888 12 37 944 41.5 40.0VALOR MÍNIMO min 4 20 0 6 21 0 5.7 17.4RANGO R 9 20 1888 6 16 944 35.9 22.6

No. CLASES DE GRUPOS K 10 10 10 10 10 10 9.7 9.7AMPLITUD DEL INTERVALO I 1 2 195 1 2 97 3.7 2.3

AFLUENTE EFLUENTE


22

5.1 Caudal de entrada a la planta de tratamiento (QENTRA)

Se refiere al volumen de aguas residuales por unidad de tiempo que ingresa al

tanque de homogenización de la planta de tratamiento. En el presente estudio se expresa

como galones por minuto (gal/min) y se calcula de acuerdo al procedimiento descrito en

el Anexo 1.

Los resultados del análisis de los datos de QENTRA se muestran en las Tablas 4,

5 y en la Gráfica 1.

Tabla 5: Análisis de frecuencia del caudal que ingresa (QENTRA) a la PTARI (2001-2002).

43.30 39.50 4 4 1.0% 41.4

39.50 35.70 8 12 1.9% 37.6

35.70 31.90 21 33 5.0% 33.8

31.90 28.10 45 78 10.8% 30.0

28.10 24.30 91 169 21.9% 26.2

24.30 20.50 103 272 24.8% 22.4

20.50 16.70 86 358 20.7% 18.6

16.70 12.90 38 396 9.1% 14.8

12.90 9.10 13 409 3.1% 11.0

9.10 5.30 7 416 1.7% 7.2

TOTAL 416 100.0%

65%

FRECUENCIAFRECUENCIA ACUMULADA

FRECUENCIA PORCENTUAL

MARCA CLASE (xi)

QENTRA arriba de 20 gal/min =

TABLA DE FRECUENCIA: QENTRA (CAUDAL QUE INGRESA A LA PTARI)

INTERVALO


23

Gráfica 1. Curva de frecuencia del caudal que ingresa a la planta (QENTRA)

5.2 Caudal de tratamiento

Se refiere al caudal de aguas residuales industriales que se trata en la planta de

tratamiento, se fija electrónicamente y se elige de acuerdo al caudal del afluente

(QENTRA). Se expresa en galones por minuto (gal/min) y se mide cada dos horas con

un medidor de flujo magnético.

El análisis estadístico de este parámetro se resume en la Tabla 6 y su

comportamiento puede observase en la Gráfica 2.

C U R V A D E F R E C U E N C I AC A U D A L Q U E I N G R E S A A L A P L A N T A D E T R A T A M I E N T O ( Q E N T R A )

0 . 0 %

5 . 0 %

1 0 . 0 %

1 5 . 0 %

2 0 . 0 %

2 5 . 0 %

3 0 . 0 %

0 . 0 5.0 1 0 . 0 15.0 20.0 25.0 3 0 . 0 35.0 4 0 . 0 45.0

Q E N T R A ( g a l / m i n )

FRE

CU

EN

CIA

PO

RC

EN

TUA

L


24

Tabla 6: Análisis de frecuencia del caudal de tratamiento.

Gráfica 2: Curva de frecuencia del caudal de tratamiento de la planta de tratamiento.

40.05 37.55 3 3 0.72% 38.80

37.55 35.05 3 6 0.72% 36.30

35.05 32.55 59 65 14.18% 33.80

32.55 30.05 24 89 5.77% 31.30

30.05 27.55 126 215 30.29% 28.80

27.55 25.05 35 250 8.41% 26.30

25.05 22.55 124 374 29.81% 23.80

22.55 20.05 24 398 5.77% 21.30

20.05 17.55 17 415 4.09% 18.80

17.55 15.05 1 416 0.24% 16.30

TOTAL 416 100.0%

96%Caudal tratamiento arriba de 20 gal/min =

TABLA DE FRECUENCIA: CAUDAL DE TRATAMIENTO

INTERVALO FRECUENCIA FRECUENCIA ACUMULADA


MARCA CLASE (xi)

C U R V A D E F R E C U E N C I AC A U D A L D E T R A T A M I E N T O ( g a l / m i n )

0 . 0 0 %

5 . 0 0 %

1 0 . 0 0 %

1 5 . 0 0 %

2 0 . 0 0 %

2 5 . 0 0 %

3 0 . 0 0 %

3 5 . 0 0 %

1 0 . 0 0 1 5 . 0 0 2 0 . 0 0 2 5 . 0 0 3 0 . 0 0 3 5 . 0 0 4 0 . 0 0 4 5 . 0 0

C A U D A L D E T R A T A M I E N T O ( g a l / m i n )

FR

EC

UE

NC

IA P

OR

CE

NT

UA

L


25

5.3 Potencial hidrógeno (pH)

El término pH es una forma e expresar la concentración del ión hidrógeno, más

exactamente, la actividad del ión hidrógeno. En general, se usa para expresar la

intensidad de la condición ácida o alcalina de una solución, sin que esto quiera decir que

mida la acidez total o la alcalinidad total. Los resultados del análisis estadístico se

muestran en la Tabla 7 y Gráfica 3.

Tabla 7: Análisis de frecuencia del potencial hidrógeno (pH).

5.4 Temperatura

Los resultados del aná lisis estadístico se muestran en la Tabla 8 y Gráfica 4.

13.05 12.05 18 18 4.3% 12.6

12.05 11.05 96 114 23.1% 11.6

11.05 10.05 115 229 27.6% 10.6

10.05 9.05 65 294 15.6% 9.6

9.05 8.05 35 329 8.4% 8.6

8.05 7.05 21 350 5.0% 7.6

7.05 6.05 36 386 8.7% 6.6

6.05 5.05 26 412 6.3% 5.65.05 4.05 4 416 1.0% 4.6

TOTAL 416 100.0%

TABLA DE FRECUENCIA: POTENCIAL HIDRÓGENO (AFLUENTE)

FRECUENCIA FRECUENCIA ACUMULADA

FRECUENCIA PORCENTUALINTERVALO

MARCA CLASE (xi)


26

Gráfica 3. Curva de frecuencia del potencial hidrógeno (pH).

Tabla 8: Análisis de frecuencia de la temperatura.

C U R V A D E F R E C U E N C I AP O T E N C I A L H I D R Ó G E N O ( p H ) E N E L A F L U E N T E

0 . 0 %

5 . 0 %

1 0 . 0 %

1 5 . 0 %

2 0 . 0 %

2 5 . 0 %

3 0 . 0 %

1 2 . 6 1 1 . 6 1 0 . 6 9 . 6 8 . 6 7 . 6 6.6 5.6 4 . 6

P O T E N C I A L H I D R Ó G E N O ( p H )

FR

EC

UE

NC

IA P

OR

CE

NT

UA

L

39.55 37.45 3 3 0.7% 38.5

37.45 35.35 7 10 1.7% 36.4

35.35 33.25 66 76 15.9% 34.333.25 31.15 140 216 33.7% 32.231.15 29.05 98 314 23.6% 30.1

29.05 26.95 72 386 17.3% 28.0

26.95 24.85 18 404 4.3% 25.924.85 22.75 5 409 1.2% 23.8

22.75 20.65 6 415 1.4% 21.720.65 18.55 1 416 0.2% 19.6

TOTAL 416 100.0%

TABLA DE FRECUENCIA: TEMPERATURA, °C (AFLUENTE)



MARCA CLASE (xi)


27

Gráfica 4. Curva de frecuencia de la Temperatura.

5.5 Ingrediente Activo

En este caso, se relaciona con la presencia de surfactantes aniónicos utilizados

como materia prima en la elaboración de detergentes y jabones. Los detergentes son

sustancias usadas para limpieza; son compuestos de materiales orgánicos

superficialmente activos en soluciones acuosas. Las moléculas de los compuestos

superficialmente activos son grandes, un extremo

de la molécula es muy soluble en agua y el otro soluble en aceites; generalmente, se usan

como sales de sodio o de potasio. Los detergentes, en el agua, alteran su tensión

superficial y permiten la formación de burbujas estables de aire, gracias a su contenido

de agentes superficiales activos y surfactantes, sustancias que combinan en una sola

molécula un grupo fuertemente hidrofóbico con uno fuertemente hidrofílico.

C U R V A D E F R E C U E N C I AT E M P E R A T U R A ( ° C ) E N E L A F L U E N T E

0.0%

5.0%

10.0%

15.0%

20.0%

25.0%

30.0%

35.0%

40.0%

38.5 3 6 . 4 34.3 32.2 30.1 28.0 2 5 . 9 23.8 21.7 19.6

T E M P E R A T U R A ( ° C )

FR

EC

UE

NC

IA P

OR

CE

NT

UA

L


28

Tabla 9: Análisis de frecuencia del Ingrediente Activo (mg/L).

Gráfica 5. Curva de frecuencia del ingrediente activo.

1887.85 1683.85 4 0 1.0% 1786

1683.85 1479.85 2 2 0.5% 1582

1479.85 1275.85 2 4 0.5% 1378

1275.85 1071.85 4 8 1.0% 11741071.85 867.85 12 20 2.9% 970

867.85 663.85 31 51 7.5% 766

663.85 459.85 58 109 13.9% 562459.85 255.85 105 214 25.2% 358

255.85 51.85 164 378 39.4% 15451.85 0 34 412 8.2% 26

TOTAL 416 100.0%

TABLA DE FRECUENCIA: INGREDIENTE ACTIVO, mg/L (AFLUENTE)



MARCA CLASE (xi)

0.0%

5.0%

10.0%

15.0%

20.0%

25.0%

30.0%

35.0%

40.0%

45.0%

1786 1582 1378 1174 970 766 562 358 154 26

INGREDIENTE ACTIVO (mg/L )

FRE

CU

EN

CIA

PO

RC

EN

TUA

L

CURVA DE FRECUENCIAINGREDIENTE ACTIVO (mg/L ) EN EL AFLUENTE


29

6. RESULTADOS

Tabla 10. Calidad del agua residual utilizada en las pruebas de jarras.

Tabla 11. Valores mínimos obtenidos en las pruebas de jarras (Ver detalles en gráficas del Anexo D)

Color aparente Turbiedad pH Temperatura Ingrediente ActivoUnid. Pt-Co UNT Unidades °C mg/L

1 1315 420 10.7 35 1402 1930 550 9.8 36 703 1550 490 10 35 834 1350 440 10 35 975 1500 580 9.5 35 1256 1800 500 8 31 97 2440 850 9.4 32 2808 2210 650 7.2 32 1709 2220 620 8.9 31 150

10 2215 600 7.7 30 140

NÚMERO DE DATOS N 10 10 10 10 10PROMEDIO X 1853 570 9 33 126DESVIACIÓN ESTÁNDAR σ 409 124 1 2 72VALOR MÁXIMO max 2440 850 11 36 280VALOR MÍNIMO min 1315 420 7 30 9

Muestra No.

Prueba No. Tiempo óptimo (min) 5 min 10 min 15 min 20 min

1 11.6 108 68 56 302 12.5 104 71 56 303 10.6 104 73 60 304 14.8 110 68 57 305 10.5 100 70 62 306 14.2 99 71 58 307 11.2 108 73 52 308 15 105 77 62 309 14.4 104 75 63 3010 14.2 118 77 62 30

Total datos 10 10 10 10 10Promedio 12.9 106 72 59 30Desviación estándar 1.81 5.44 3.30 3.58 0.00Valor máximo 15 118 77 63 30Valor mínimo 10.5 99 68 52 30

Gradiente óptimo (s-1)


30

Gráfica 6

Valores mínimos obtenidos en cada una de las pruebas de jarras

Gráfica 7

Ecuación Log Gradiente versus Log Tiempo

V A L O R E S M Í N I M O S D E C A D A U N A D E L A S P R U E B A S D E J A R R A S

2 0

3 0

4 0

5 0

6 0

7 0

8 0

9 0

1 0 0

1 1 0

1 2 0

0 5 1 0 1 5 2 0 2 5

T I E M P O

GR

AD

IEN

TE

P r u e b a 1

P r u e b a 2

¨ P r u e b a 3

P r u e b a 4

P r u e b a 5

P r u e b a 6

P r u e b a 7

P r u e b a 8

P r u e b a 9

P r u e b a 1 0

C O R R E L A C I Ó N D E R E S U L T A D O SM É T O D O D E L O S M Í N I M O S C U A D R A D O S

LOG G versus LOG T

L o g G = - 0 . 8 1 8 0 L o g T + 2 . 6 3 6 4r 2 = 0 .86

1 . 4 0 0

1 . 5 0 0

1 . 6 0 0

1 . 7 0 0

1 . 8 0 0

1 . 9 0 0

2 . 0 0 0

2 . 1 0 0

2 . 2 0 0

0 . 6 0 0 0 .700 0 .800 0 .900 1 .000 1 .100 1 . 2 0 0 1 . 3 0 0 1 . 4 0 0

L O G T

LO

G G


31

6.1 Ecuación del Gradiente de velocidad de floculación en función del tiempo de

retención

G = (1671 / T ) 0.8180 (Ecuación I)

Donde:

G = gradiente de velocidad en s-1

T = tiempo de retención en minutos

6.2 Evaluación de los Gradientes de Velocidad obtenidos a partir de la

Ecuación I.

a. Equipo utilizado

Volumen de la jarra = 1 L

Paletas = 2.5 x 7.5 cm

Estatores = 1.5 x 3.0 cm

b. Dosificación.

Tabla 12. Dosificación utilizada en la prueba de jarras (evaluación de gradientes).

Concentración Dosis Mezcla rápida

% mg/L Tiempo (seg)

1. Cal 2 1600 0.15

2. Sulfato 8 2400 0.30

3. Polímero 0.125 10 0.15


32

c. Alternativa 1

Tabla 13. Tiempo de retención dividido en períodos de 4 min (Alternativa 1).

Tabla 14. Porcentajes de remoción utilizando Alternativa 1.

d. Alternativa 2

Tabla 15. Tiempo de retención dividido en 2 períodos de 6 min (Alternativa 2).

Tabla 16. Porcentajes de remoción utilizando Alternativa 2.

Tiempo de retención Gradiente de velocidad Velocidad (rpm)

4 140 658 80 45

12 60 35

Parámetro Unidades Calidad original Calidad final % Remoción

Color aparente Unid. Pt-Co 3000 22 99

Turbiedad UTN 800 9.5 99

DQO mg/L 9300 4950 47

Nitratos mg/L 270 140 48Fosfatos mg/L 57 0.6 99


6 70 5012 60 35




DQO mg/L 9300 4950 47Nitratos mg/L 270 140 48

Fosfatos mg/L 57 0.6 99


33

e. Alternativa 3

Tabla 17. Período de retención de 12 min (Alternativa 3)

Tabla 18. Porcentaje de remoción utilizando Alternativa 3.

6.3 Tiempos de retención y gradientes de velocidad utilizadas actualmente en la

planta de tratamiento de aguas residuales (Detalles en el Anexo G).

Tabla 19. Variables operacionales utilizadas actualmente en la planta de tratamiento.


12 60 35



Turbiedad UTN 800 8 99

DQO mg/L 9300 4750 49

Nitratos mg/L 270 140 48


Unidad Tiempo de retención Gradiente de velocidad

Mezcla 2 minutos 200 s-1

Floculación 1.3 minutos 2 s-1


34

7. INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS

El objetivo general del presente estudio es evaluar los parámetros operacionales

del proceso Coagulación-Floculación de la planta de tratamiento de aguas residuales

industriales de una empresa manufacturera de jabones, detergentes, dentífricos y

desinfectantes. Para alcanzarlo fueron planteados tres objetivos específicos y los

resultados obtenidos se detallan a continuación:

1. Caracterización de las aguas residuales industriales en estudio.

Tal como se mencionara en el Capítulo 5, la caracterización de las aguas

residuales en estudio se realizó a través de las variables de control de la planta de

tratamiento: Caudal que ingresa a la planta de tratamiento (QENTRA), caudal de

tratamiento, pH, temperatura e ingrediente activo, las cuales son medidas por el operador

en turno cada 2 horas siguiendo los procedimientos aprobados por la Empresa. Para el

análisis estadístico se utilizó el promedio diario de cada variable de control durante el

período enero-diciembre de 2001 y enero-abril de 2002, haciendo un total de 416 datos.

El análisis estadístico comprende la elaboración de la tabla de frecuencia y la

curva de frecuencia porcentual de cada una de las variables de control. Con lo anterior

es posible observar el rango en el que la variable de control aparece un mayor número de

veces.

Para el caudal que ingresa a la planta de tratamiento (QENTRA) los resultados se

muestran en la Tabla 5 y Gráfica 1. De acuerdo a ellos el 65% de los datos analizados

sobrepasan los 20 gal/min, que es el caudal de diseño. El resto se encuentra distribuido

en porcentajes menores en los intervalos restantes. Para el caudal de tratamiento (Tabla

6, Gráfica 2) el 95% de los datos analizados sobrepasan el caudal de diseño (20


35

gal/min). Lo anterior repercute en el proceso de floculación y sedimentación ya que el

tiempo de retención disminuye al aumentar el caudal de tratamiento y esto podría ser la

causa de la presencia de flóculos en el efluente tratado.

En la Tabla 7 y Gráfica 3 se muestran los resultados obtenidos en el análisis

estadístico del potencial hidrógeno (pH): el 15.6% de los valores se encuentran entre 9 y

10 unidades, el 27.6% entre 10 y 11 unidades y el 23.1% entre 11 y 12 unidades. Esto

quiere decir, que el 66.3% de los datos se encuentran entre 9 y 12 unidades.

La temperatura (Tabla 8 y Gráfica 4 ) muestra que el 23.6% de los valores se

encuentran entre 29 y 31 °C, 33.7% entre 31 y 33 °C, y 15.9% entre 33 y 35 °C. Esto

indica que aproximadamente el 73.2% de los valores se encuentran por arriba de los

30 °C, que es el límite máximo recomendado por CONAMA (Tabla 20).

En la Tabla 9 y Gráfica 5 puede observarse que para el ingrediente activo, el

39.4% de los datos se encuentra entre 52 y 256 mg/L,

2. Gradientes de velocidad y tiempos de retención

Para alcanzar el presente objetivo específico, se propuso la realización de 10

pruebas de jarras. Se captaron muestras en diferentes fechas para analizar calidades

distintas del agua residual, tratando que la muestra fuera representativa de los intervalos

de mayor frecuencia. Se realizó de este modo debido a que la calidad del agua residual

en estudio no es constante y no sería posible (por lo menos para el presente estudio)

evaluar cada una de las combinaciones posibles entre estas 5 variables.


36

Generalmente, la turbiedad es el parámetro con el que se evalúa la eficiencia del

ensayo, sin embargo, en dos pruebas de jarras previas pudo constatarse que para el

presente estudio el color aparente era el más adecuado debido a que registraba

diferencias aún cuando la turbiedad era la misma.

En el anexo D se muestran los resultados de cada una de las pruebas de jarras y

las gráficas “Color aparente residual versus tiempo de retención” y “Color aparente

versus gradiente de velocidad” correspondientes. El valor de color aparente residual

mínimo en la gráfica “Color aparente residual versus tiempo de retención” corresponde

al tiempo de retención recomendable para obtener una mayor remoción de color

aparente. Con la gráfica “Color aparente residual versus gradiente de velocidad” se

determina el color aparente residual menor para cada uno de los gradientes evaluados y

con ellos se construye la ecuación del gradiente de velocidad en función del tiempo que

permite calcular los gradientes de velocidad óptimos (Anexo E).

De acuerdo a los resultados obtenidos (Anexo E), el tiempo óptimo de retención

es 12.9 minutos y la ecuación es la siguiente:

G (s-1) = ( 1671 / T ) 0.8180 (Ecuación I)

Donde G es el gradiente de velocidad en s-1 y T es el tiempo en minutos. Esta ecuación

es válida para los rangos mostrados en la Tabla 10.

El coeficiente de correlación (r2) correspondiente es 0.86 y luego de revisar los

datos y el comportamiento de éstos, puede asumirse que la desviación de los datos se

debe a la calidad variable del agua residual en estudio.


37

Para fines prácticos el tiempo de retención se aproximó a 12 minutos. Se

propusieron tres alternativas para la distribución de los períodos de retención y se

calcularon los gradientes de velocidad a partir de la Ecuación I. Para evaluarlos se llevó

a cabo una prueba de jarras utilizando dichos gradientes de velocidad. De acuerdo a los

resultados obtenidos (Tablas 13 a 18) la remoción es considerable y no existe una

diferencia significativa entre elegir 3, 2 ó 1 unidad de floculación. Sin embargo, es

necesario realizar más pruebas de jarras para confirmar la última observación.

3. Gradientes de velocidad y tiempos de retención de la planta en estudio

En el proceso actual, el agua residual es transportado por una tubería de 4 plg de

diámetro hacia la unidad de mezcla de reactivos. Dicha unidad tiene forma rectangular,

mide 0.60 m x 0.60 m x 0.90 m y el volumen efectivo es 0.24 m3. El tiempo de

retención es de 2.1 min cuando el caudal de tratamiento es 30 gal/min. Está provisto de

un agitador mecánico con velocidad de 860 rpm y el gradiente de velocidad es 200 s-1

(Ver Anexo G).

Para los ensayos de la prueba de jarras se utilizó el gradiente de velocidad

máxima que puede alcanzarse con el equipo (280 s-1) pudiendo observarse una buena

mezcla de reactivos. CEPIS recomienda3 que en los retromezcladores se utilicen

gradientes entre 500 y 1000 s-1. En la planta de tratamiento también se ha observado

una buena mezcla de reactivos cuando la velocidad del agitador es 860 rpm, el cual

corresponde a 200 s-1. Debido al tamaño de la unidad de mezcla no se recomienda

velocidades mayores a los 200 s-1 ya que arriba de éste las salpicaduras son

considerables.

3 Referencia bibliográfica 7. Manual VI, Tomo II, pág. 49.


38

Luego de la mezcla rápida, el caudal tratado pasa a una segunda unidad donde se

lleva a cabo la etapa de floculación. Dicha unidad mide 0.45 m x 0.60 m x 0.80 m, su

volumen efectivo es 0.15 m3, está provisto de un agitador más pequeño que trabaja a una

velocidad de 185 rpm y el área de paletas es 0.0103 m2 . De acuerdo a los resultados

(Anexo G) el tiempo de retención es 1.3 min y el gradiente de velocidad correspondiente

es 2 s-1. Como puede observarse, la diferencia entre el tiempo de retención óptimo

obtenido en la prueba de jarras (12 minutos) y el utilizado actualmente (1.3 min) es muy

considerable, así también el gradiente de velocidad (2 s-1) está por debajo de los

recomendados por CEPIS (10 – 100 s-1 ). El gradiente no puede ser tan bajo que permita

la sedimentación de partículas floculentas ni tampoco tan alto que rompa los flóculos

formados 4 .

4 Referencia bibliográfica 7. Manual VI, Tomo II, pág. 55


39

8. CONCLUSIONES

1 Si es posible determinar los parámetros operacionales (tiempo de retención y

gradientes de velocidad) de las aguas residuales en estudio a través de la

Prueba de Jarras recomendada por el Centro Panamericana de Ingeniería

Sanitaria (CEPIS) aún cuando su calidad no sea constante.

2 El tiempo de retención actual de la unidad de floculación (1.3 minutos) es

menor que el determinado por medio de las Pruebas de Jarras (12.9 minutos).

3 El gradiente de velocidad actual de la unidad de floculación (2 s-1) es menor

que al determinado con las Pruebas de Jarras (60 s-1).

4 El caudal de tratamiento actual de la planta de tratamiento en estudio es

mayor que el caudal de diseño original (20 gal/min). Con al análisis

estadístico queda demostrado que el 95% del tiempo la planta ha operado por

arriba del caudal de diseño.


40

9. RECOMENDACIONES

1 De acuerdo a los resultados, el 65% de los datos del caudal que ingresa a la

planta de tratamiento (QENTRA) sobrepasan el caudal de diseño

(20 gal/min), por ello, se recomienda realizar un estudio en cada planta de

manufactura para identificar, clasificar, reutilizar y minimizar las descargas

de aguas residuales hacia la planta de tratamiento.

2 Si después de minimizar las descargas de las plantas de manufactura hacia la

planta de tratamiento el caudal de ingreso (QENTRA) aún es mayor que el

caudal de diseño (20 gal/min) debe evaluarse la posibilidad de aumentar la

capacidad de la planta de tratamiento.

3 Se recomienda realizar un número mayor de pruebas de floculación para

estudiar la relación entre los porcentajes de remoción y la

compartimentalización de la unidad de floculación.

4 Para aumentar la eficiencia del proceso de floculación debe evaluarse la

ampliación de esta unidad y ajustar el gradiente de velocidad al determinado

por la Prueba de Jarras.


41

5 De acuerdo al manual de la planta de tratamiento, el diseño original muestra

al tanque de sedimentación (tanque de clarificación) como una unidad de

floculación y no como una de sedimentación. Por ello, debe estudiarse el

cambio entre el funcionamiento actual y el funcionamiento original.

6 En la evaluación de los gradientes de velocidad de floculación pudo

observarse que el porcentaje de remoción de la demanda química de oxígeno

es aproximadamente 50%. De acuerdo a la información obtenida sobre el

tratamiento de aguas residuales a través de la precipitación química

(Referencia blibliográfica 6) el resultado es aceptable, sin embargo, no es

suficiente para alcanzar el límite máximo permisible recomendado por

CONAMA (Tabla 20). Por lo anterior, es necesario realizar un estudio que

permita conocer los avances en materia de tratamiento de aguas residuales

industriales y evaluar el tipo de tratamiento más recomendable para lograr

remociones más altas.


42

10. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

1. BARRIOS, Roberto. Manual de operación de la planta de tratamiento de aguas

industriales. (Guatemala, agosto de 1984) pp. 1-30. 2. CONAMA (Comisión Nacional del Medio Ambiente). Propuesta de Modificación.

Reglamento de requisitos mínimos y sus límites máximos permisibles de contaminación para la descarga de aguas servidas. (Guatemala, octubre de 1996). pp. 1-25.

3. GTZ. Cooperación Técnica República Federal de Alemania. Manual de

Disposición de Aguas Residuales. Traducido de la versión en inglés de 1989 por el CEPIS. (Lima, 1991). pp. 90 – 96.

4. GÓMEZ CADENAS. Mirna Concepción. Optimización del tratamiento

fisicoquímico de desechos industriales en una empresa manufacturera de jabones, detergentes y desinfectantes. Tesis USAC, Guatemala, 2000.

5. HERNÁNDEZ MUÑOZ, Aurelio. Depuración de aguas residuales. (4ª. Edición,

España). pp. 355 – 395. 6. METCALF & Eddy. Ingeniería de agua residuales. Tratamiento, vertido y

reutilización. (3a. Edición; México: Editorial McGraw-Hill). pp. 243 – 272, 294 – 309, 345 – 352, 467 – 476.

7. PÉREZ CARRION, José / Lidia Cánepa de Vargas. Coagulación – Mezcla Rápida.

Submódulo CB 4.5.4. Versión preliminar abril 1981. Submódulo CB 4.5.5. Versión preliminar abril 1981. pp. 1 – 136.

8. ROMERO ROJAS, Jairo Alberto. Calidad del Agua. (2ª. Edición; Colombia:

Editorial Alfaomega). pp. 95 – 315.


43

11. ANEXOS


44

A. Propuesta CONAMA para la descarga de aguas residuales industriales5

La propuesta emitida por la Comisión Nacional del Medio Ambiente

(CONAMA) para la descarga de aguas residuales contempla alcanzar gradualmente los

LÍMITES MÁXIMOS PERMISIBLES en un período de nueve años a partir de su

aprobación. Dicho período esta dividido en etapas de tres años y cada una de ellas

contiene los límites máximos permisibles que deben alcanzarse con el tratamiento, los

cuales varían de acuerdo con la fuente generadora de las aguas residuales. La

caracterización del afluente de desechos industriales de la empresa en estudio la coloca

dentro de las empresas manufactureras de jabones y detergentes. A continuación se

listan los parámetros y sus límites máximos permisibles a alcanzar en cada una de las

tres etapas.

Tabla 20. Límites máximos permisibles recomendados por CONAMA.

Parámetro Etapa 1 Etapa 2 Etapa 3

Sólidos sedimentables (ml/L) 10 5 1

Sólidos suspendidos (mg/L) 2400 1400 350

PH 6 – 9 6.5 – 9 6.5 – 85

DQO (mg/L) 2000 1000 500

DBO5 (mg/L) 1400 800 250

Sustancias Tensoactivas (mg/L) 20 10 5

Grasas y Aceites (mg/L) 300 150 75

5 Referencia bibliográfica 2.


45

B. Determinación del caudal de ingreso QENTRA

Dimensiones del tanque de homogenización

VISTA PLANTA

LTG

ATG

A

L

VISTA PERFIL

H

HCE

LCE


46

Profundidad (H) = 102 plg (2.59 m)

Ancho (A) = 251.97 plg (6.4 m)

Largo (L) = 407.48 plg (10.35 m)

Ancho del muro interno (AMI) = 8.27 plg (0.21 m)

Largo trampa de grasas (LTG) = 39.37 plg (1 m)

Ancho trampa de grasas (ATG) = 39.37 plg (1 m)

Largo canal de entrada (LCE) = 359.84 plg (9.14 m)

Profundidad canal de entrada (HCE) = 54 plg (1.37 m)

Volumen efectivo del tanque (V) = VT – VMI

Donde

VT = Volumen total

VMI = Volumen muros internos (Trampa de grasas y Canal de entrada)

VT = L * A *H = 10,472,619.03 plg3

VMI = ((LTG+ATG)*AMI*H) + (LCE*HCE*AMI) = 227,117.69 plg3

V = VT – VMI = 10,245,501.34 plg3 (44357.64 gal, 167.89 m3)

Balance de agua

QE QS

De acuerdo a Ley de continuidad:

QE = QA + QS (Ecuación 1)

QA


47

Donde:

QE = caudal de entrada

QA = caudal acumulado

QS = caudal de salida

Con: Q = Volumen/tiempo

V = L * A * P

La ecuación 1 puede expresarse de la siguiente manera:

QE = L * A * P + QS (Ecuación 2)

t

Donde la relación L * A es constante e igual a 102,672.74 plg2 (66.24 m2) y la

profundidad P está dada por los niveles que se miden cada dos horas, es decir:

P = H2 – H1 (Ecuación 3)

Donde:

H1 = nivel del tanque de homogenización en el tiempo 1

H2 = nivel del tanque de homogenización en el tiempo 2

La ecuación 2 adquiere entonces la siguiente forma:

QE = L * A * (H2 – H1) + QS (Ecuación 4)

t

Para convertir el término L * A * (H2 – H1) a galones, se multiplica por la

constante 444.52


48

La ecuación final se expresa de la siguiente forma:

QE = 444.52 * (H2 – H1) + QS (Ecuación 5)

t

Donde

t = tiempo en minutos

H2, H1 = nivel de agua en el tanque de homogenización (pulgadas)

QE, QS = caudal de entrada y caudal de salida (galones por minuto)


49

C. Procedimiento para determinar los parámetros operacionales a través de la

prueba de jarras 6.

a. Propósito

El propósito de este ensayo es la determinación de los parámetros de floculación

"G" y "T", en función de las dosis de coagulantes, siguiendo el método de

Villegas y Letterman.

b. Equipos y materiales

ü Equipo de prueba de jarras, con 6 jarras de 1 litro.

ü Seis jeringas

ü B ekers de 100 mL

ü Sulfato de aluminio

ü Cal

ü Polímero aniónico

c. Procedimiento

I. Se toma la muestra de agua cruda y se determina el color aparente inicial

(Cao).

II. Se llenan 6 beakers de 1 L con el agua cruda a tratar.

III. Se pone a funcionar el multiagitador Phipps & Bird a 100 rpm (revoluciones

por minuto).

6 Referencia bibliográfica 7. Manual II: Criterios de selección, pág. 50.


50

IV. Se aplican las dosis óptimas de cal, coagulante y polímero de acuerdo a las

dosificaciones determinadas con anterioridad.

V. A partir de la aplicación del sulfato de aluminio se realizará la mezcla rápida

durante 1 minuto.

VI. Al finalizar la mezcla rápida se inicia el proceso de floculación, para lo cual

se modifica la velocidad de acuerdo a los gradientes de velocidad

seleccionados. En este caso 220, 125, 70 y 30 s-1.

VII. Luego de floculada el agua por 5 minutos, se retira el primer vaso, se coloca

el tomador de muestras y se deja sedimentar por 10 minutos.

VIII. Los siguientes vasos se retiran en los tiempos que se indican:

Vaso 2 a los 10 min

Vaso 3 a los 15 minutos

Vaso 4 a los 20 minutos

IX. Se determina el color aparente residual (Ca) para cada muestra, se calcula la

eficiencia remocional:

Caf = caf/cao (Ecuación 6)

Donde caf es el color aparente del agua tratada, cao es el color aparente

inicial de la muestra y Caf el color aparente residual.

X. Se repite el ensayo incrementando el gradiente de acuerdo al intervalo

seleccionado.

XI. Se efectúa toda la prueba completa a cada una de las muestras seleccionadas.


51

D. Resultados de la Prueba de Jarras del presente estudio.

1. INFORMACIÓN DE LA MUESTRA

1315 Unid. Pt-Co

420 NTU

10.7 Unid. pH

35 °C

140 mg/L

2. EQUIPO DE PRUEBA DE JARRAS 3. DOSIFICACIÓNConcentración Dosis Mezcla rápida

Volumen de jarras (L): 1 % mg/L Tiempo (seg)

Paletas (cm): 2.5 x 7.5 1. Cal 1.32 250 0.15

Estatores (cm): 1.5 x 3.0 2. Sulfato 8 2530 0.30

3. Polímero 0.125 4 0.15

4. TIEMPOS DE FLOCULACIÓN

Gradiente de

Velocidad velocidad (20ºC) 5 min 10 min 15 min 20 min

Corrida rpm s-1Ca Ca Ca Ca

1 80 200 47 82 95 121

2 60 125 37 56 54 65

3 40 70 34 26 26 70

4 20 30 32 27 50 75

5. SEDIMENTACIÓN

Tiempo de sedimentación: 10 min

Profundidad de la toma de muestra: 6 cm

Color aparente

Turbiedad

DETERMINACIÓN DE PARÁMETROS DE FLOCULACIÓN

PRUEBA DE JARRAS No. 1

TIEMPOS DE FLOCULACIÓN

pH

Temperatura

Ingrediente activo


52

Gráfica 8. Color aparente residual vrs. Tiempo de floculación. Prueba de jarras 1.

Gráfica 9. Color aparente residual vrs. Gradiente de velocidad. Prueba de jarras 1.

P A R Á M E T R O S D E F L O C U L A C I Ó NP R U E B A D E J A R R A S N o . 1

C O L O R A P A R E N T E R E S I D U A L V R S . T I E M P O D E F L O C U L A C I Ó N

0 . 0 0 0

0 . 0 1 0

0 . 0 2 0

0 . 0 3 0

0 . 0 4 0

0 . 0 5 0

0 . 0 6 0

0 . 0 7 0

0 . 0 8 0

0 . 0 9 0

0 . 1 0 0

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 0 2 1 2 2 2 3 2 4 2 5

T I E M P O D E F L O C U L A C I Ó N ( m i n )

CO

LO

R A

PA

RE

NT

E R

ES

IDU

AL

(C

af/C

ao)

2 0 0 s - 11 2 5 s - 17 0 s - 13 0 s - 1


C O L O R A P A R E N T E R E S I D U A L V R S . G R A D I E N T E D E V E L O C I D A D

0 . 0 0 0

0 . 0 1 0

0 . 0 2 0

0 . 0 3 0

0 . 0 4 0

0 . 0 5 0

0 . 0 6 0

0 . 0 7 0

0 . 0 8 0

0 . 0 9 0

0 . 1 0 0

0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 1 0 0 1 1 0 1 2 0 1 3 0 1 4 0 1 5 0 1 6 0 1 7 0 1 8 0 1 9 0 2 0 0 2 1 0

G R A D I E N T E D E V E L O C I D A D ( s - 1 )

CO

LO

R A

PA

RE

NT

E R

ES

IDU

AL

(C

af/C

ao)

5 m i n1 0 m i n1 5 m i n2 0 m i n


53


1930 Unid. Pt-Co

550 NTU

9.8 Unid. pH

36 °C

70 mg/L



Paletas (cm): 2.5 x 7.5 1. Cal 1.32 330 15

Estatores (cm): 1.5 x 3.0 2. Sulfato 8 2030 30

3. Polímero 0.125 4 15


Gradiente de



1 80 200 43 32 32 34

2 60 125 41 31 22 32

3 40 70 38 28 21 22

4 20 30 33 29 25 23

5. SEDIMENTACIÓN



Color aparente

Turbiedad



pH

Temperatura

Ingrediente activo



54





0 . 0 1 2

0 . 0 1 7

0 . 0 2 2

0 . 0 2 7

0 . 0 3 2

0 . 0 3 7

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 0 2 1


CO

LO

R A

PA

RE

NT

E R

ES

IDU

AL

(C

af/C

ao)

2 0 0 s - 11 2 5 s - 17 0 s - 13 0 s - 1



0 . 0 1 0

0 . 0 1 5

0 . 0 2 0

0 . 0 2 5

0 . 0 3 0

0 . 0 3 5

0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 1 0 0 1 1 0 1 2 0 1 3 0 1 4 0 1 5 0 1 6 0 1 7 0 1 8 0 1 9 0 2 0 0 2 1 0


CO

LO

R A

PA

RE

NT

E R

ES

IDU

AL

(C

af/C

ao)

5 m i n1 0 m i n1 5 m i n2 0 m i n


55


1550 Unid. Pt-Co

490 NTU

10 Unid. pH

35 °C

83 mg/L



Paletas (cm): 2.5 x 7.5 1. Cal 1.32 200 15


3. Polímero 0.125 3 15


Gradiente de



1 80 200 42 22 22 24

2 60 125 31 19 10 24

3 40 70 24 18 13 14

4 20 30 17 15 13 12

5. SEDIMENTACIÓN




pH

Temperatura

Ingrediente activo

Color aparente

Turbiedad




56





0.000

0.005

0.010

0.015

0.020

0.025

0.030

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 11 12 1 3 1 4 15 16 17 1 8 1 9 20 21

T IEMPO DE FLOCULACIÓN (min )

CO

LO

R A

PA

RE

NT

E R

ES

IDU

AL

(C

af/C

ao)

200 s-1125 s-170 s-130 s-1



0 . 0 0 0

0 . 0 0 5

0 . 0 1 0

0 . 0 1 5

0 . 0 2 0

0 . 0 2 5

0 . 0 3 0

0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 1 0 0 1 1 0 1 2 0 1 3 0 1 4 0 1 5 0 1 6 0 1 7 0 1 8 0 1 9 0 2 0 0 2 1 0


CO

LOR

AP

AR

EN

TE R

ES

IDU

AL

(Caf

/Cao

)

5 m i n10 min15 min20 min


57


1350 Unid. Pt-Co

440 NTU

10 Unid. pH

35 °C

97 mg/L



Paletas (cm): 2.5 x 7.5 1. Cal 1.32 250 15


3. Polímero 0.125 4 15


Gradiente de



1 80 200 27 20 21 22

2 60 125 24 19 14 18

3 40 70 20 17 11 12

4 20 30 17 15 14 14

5. SEDIMENTACIÓN



Color aparente

Turbiedad



pH

Temperatura

Ingrediente activo



58


Gráfica15 . Color aparente residual vrs. Gradiente de velocidad. Prueba de jarras 4.



0 . 0 0 4

0 . 0 0 6

0 . 0 0 8

0 . 0 1 0

0 . 0 1 2

0 . 0 1 4

0 . 0 1 6

0 . 0 1 8

0 . 0 2 0

0 . 0 2 2

0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 1 0 0 1 1 0 1 2 0 1 3 0 1 4 0 1 5 0 1 6 0 1 7 0 1 8 0 1 9 0 2 0 0 2 1 0


CO

LOR

AP

AR

EN

TE R

ES

IDU

AL

(Caf

/Cao

)

5 min1 0 m i n1 5 m i n2 0 m i n



0 . 0 0 4

0 . 0 0 6

0 . 0 0 8

0 . 0 1 0

0 . 0 1 2

0 . 0 1 4

0 . 0 1 6

0 . 0 1 8

0 . 0 2 0

0 . 0 2 2

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 0 2 1


CO

LO

R A

PA

RE

NT

E R

ES

IDU

AL

(C

af/C

ao)

2 0 0 s - 11 2 5 s - 170 s -130 s -1


59


1500 Unid. Pt-Co

580 NTU

9.5 Unid. pH

35 °C

125 mg/L



Paletas (cm): 2.5 x 7.5 1. Cal 1.32 300 15


3. Polímero 0.125 3 15


Gradiente de



1 80 200 67 44 43 48

2 60 125 60 39 24 41

3 40 70 51 38 30 33

4 20 30 45 35 33 30

5. SEDIMENTACIÓN



Color aparente

Turbiedad



pH

Temperatura

Ingrediente activo



60





0 . 0 0 0

0 . 0 0 5

0 . 0 1 0

0 . 0 1 5

0 . 0 2 0

0 . 0 2 5

0 . 0 3 0

0 . 0 3 5

0 . 0 4 0

0 . 0 4 5

0 . 0 5 0

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 0 2 1


CO

LO

R A

PA

RE

NT

E R

ES

IDU

AL

(C

af/C

ao)

2 0 0 s - 11 2 5 s - 170 s -130 s -1



0 . 0 1 0

0 . 0 1 5

0 . 0 2 0

0 . 0 2 5

0 . 0 3 0

0 . 0 3 5

0 . 0 4 0

0 . 0 4 5

0 . 0 5 0

0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 1 0 0 1 1 0 1 2 0 1 3 0 1 4 0 1 5 0 1 6 0 1 7 0 1 8 0 1 9 0 2 0 0 2 1 0


CO

LO

R A

PA

RE

NT

E R

ES

IDU

AL

(C

af/C

ao)

5 m i n1 0 m i n1 5 m i n2 0 m i n


61


1800 Unid. Pt-Co

500 NTU

8 Unid. pH

31 °C

9 mg/L



Paletas (cm): 2.5 x 7.5 1. Cal 1.32 525 15


3. Polímero 0.125 8 15


Gradiente de



1 80 200 343 200 190 231

2 60 125 232 193 158 194

3 40 70 210 191 132 140

4 20 30 188 186 178 168

5. SEDIMENTACIÓN



Color aparente

Turbiedad




pH

Temperatura

Ingrediente activo


62





0 .000

0 .050

0 .100

0 .150

0 .200

0 .250

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 12 13 1 4 1 5 16 17 18 19 2 0 21


CO

LOR

AP

AR

EN

TE R

ES

IDU

AL

(Caf

/Cao

)

200 s-1125 s-170 s -130 s -1



0 . 0 6 0

0 . 0 8 0

0 . 1 0 0

0 . 1 2 0

0 . 1 4 0

0 . 1 6 0

0 . 1 8 0

0 . 2 0 0

0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 1 0 0 1 1 0 1 2 0 1 3 0 1 4 0 1 5 0 1 6 0 1 7 0 1 8 0 1 9 0 2 0 0 2 1 0


CO

LO

R A

PA

RE

NT

E R

ES

IDU

AL

(C

af/C

ao)

5 m i n1 0 m i n1 5 m i n2 0 m i n


63


2440 Unid. Pt-Co

850 NTU

9.4 Unid. pH

32 °C

280 mg/L



Paletas (cm): 2.5 x 7.5 1. Cal 1.32 340 15


3. Polímero 0.125 6 15


Gradiente de



1 80 200 60 35 37 40

2 60 125 30 28 11 37

3 40 70 28 26 14 15

4 20 30 26 20 19 17

5. SEDIMENTACIÓN




pH

Temperatura

Ingrediente activo

Color aparente

Turbiedad




64





0 .000

0 .005

0 .010

0 .015

0 .020

0 .025

0 .030

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 11 12 1 3 1 4 15 16 1 7 18 19 20 2 1T I E M P O D E F L O C U L A C I Ó N ( m i n )

CO

LOR

AP

AR

EN

TE R

ES

IDU

AL

(Caf

/Cao

)

2 0 0 s - 11 2 5 s - 17 0 s - 13 0 s - 1



0 . 0 0 0

0 . 0 0 5

0 . 0 1 0

0 . 0 1 5

0 . 0 2 0

0 . 0 2 5

0 . 0 3 0

0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 1 0 0 1 1 0 1 2 0 1 3 0 1 4 0 1 5 0 1 6 0 1 7 0 1 8 0 1 9 0 2 0 0 2 1 0


CO

LO

R A

PA

RE

NT

E R

ES

IDU

AL

(C

af/C

ao)

5 m i n1 0 m i n1 5 m i n2 0 m i n


65


2210 Unid. Pt-Co

650 NTU

7.2 Unid. pH

32 °C

170 mg/L



Paletas (cm): 2.5 x 7.5 1. Cal 2.64 350 15


3. Polímero 0.125 6 15


Gradiente de



1 80 200 33 22 25 28

2 60 125 25 19 18 21

3 40 70 21 17 14 16

4 20 30 20 17 15 14

5. SEDIMENTACIÓN




pH

Temperatura

Ingrediente activo

Color aparente

Turbiedad




66


Gráfica 23. Color aparente vrs. Gradiente de velocidad. Prueba de jarras 8.



0 .000

0 .002

0 .004

0 .006

0 .008

0 .010

0 .012

0 .014

0 .016

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 11 12 1 3 1 4 15 16 1 7 18 19 20 2 1T I E M P O D E F L O C U L A C I Ó N ( m i n )

CO

LOR

AP

AR

EN

TE R

ES

IDU

AL

(Caf

/Cao

)

2 0 0 s - 11 2 5 s - 170 s-130 s-1



0 . 0 0 0

0 . 0 0 2

0 . 0 0 4

0 . 0 0 6

0 . 0 0 8

0 . 0 1 0

0 . 0 1 2

0 . 0 1 4

0 . 0 1 6

0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 1 0 0 1 1 0 1 2 0 1 3 0 1 4 0 1 5 0 1 6 0 1 7 0 1 8 0 1 9 0 2 0 0 2 1 0


CO

LO

R A

PA

RE

NT

E R

ES

IDU

AL

(C

af/C

ao)

5 m i n1 0 m i n1 5 m i n2 0 m i n


67


2220 Unid. Pt-Co

620 NTU

8.9 Unid. pH

31 °C

150 mg/L



Paletas (cm): 2.5 x 7.5 1. Cal 1.32 350 15


3. Polímero 0.125 5 15


Gradiente de



1 80 200 79 35 37 54

2 60 125 52 33 26 42

3 40 70 40 32 17 24

4 20 30 36 30 26 26

5. SEDIMENTACIÓN



Color aparente

Turbiedad



pH

Temperatura

Ingrediente activo



68





0 .000

0 .005

0 .010

0 .015

0 .020

0 .025

0 .030

0 .035

0 .040

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 13 14 15 16 17 1 8 19 20 21


CO

LOR

AP

AR

EN

TE R

ES

IDU

AL

(Caf

/Cao

)

2 0 0 s - 11 2 5 s - 17 0 s - 13 0 s - 1



0 . 0 0 0

0 . 0 0 5

0 . 0 1 0

0 . 0 1 5

0 . 0 2 0

0 . 0 2 5

0 . 0 3 0

0 . 0 3 5

0 . 0 4 0

0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 1 0 0 1 1 0 1 2 0 1 3 0 1 4 0 1 5 0 1 6 0 1 7 0 1 8 0 1 9 0 2 0 0 2 1 0


CO

LO

R A

PA

RE

NT

E R

ES

IDU

AL

(C

af/C

ao)

5 m i n1 0 m i n1 5 m i n2 0 m i n


69


2215 Unid. Pt-Co

600 NTU

7.7 Unid. pH

30 °C

140 mg/L



Paletas (cm): 2.5 x 7.5 1. Cal 2.64 360 15


3. Polímero 0.125 4 15


Gradiente de



1 80 200 29 26 28 29

2 60 125 28 24 23 25

3 40 70 27 23 21 22

4 20 30 27 24 24 23

5. SEDIMENTACIÓN



pH

Temperatura

Ingrediente activo


Color aparente

Turbiedad




70



P A R Á M E T R O S D E F L O C U L A C I Ó NP R U E B A D E J A R R A S N o . 1 0


0 .008

0 .009

0 .010

0 .011

0 .012

0 .013

0 .014

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 11 12 1 3 1 4 15 16 1 7 18 19 20 2 1


CO

LOR

AP

AR

EN

TE R

ES

IDU

AL

(Caf

/Cao

)

200 s-1125 s-170 s -130 s -1

P A R Á M E T R O S D E F L O C U L A C I Ó NP R U E B A D E J A R R A S N o . 1 0


0 . 0 0 8

0 . 0 0 9

0 . 0 1 0

0 . 0 1 1

0 . 0 1 2

0 . 0 1 3

0 . 0 1 4

0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 1 0 0 1 1 0 1 2 0 1 3 0 1 4 0 1 5 0 1 6 0 1 7 0 1 8 0 1 9 0 2 0 0 2 1 0


CO

LO

R A

PA

RE

NT

E R

ES

IDU

AL

(C

af/C

ao)

5 m i n1 0 m i n1 5 m i n2 0 m i n


71

E. Determinación de la Ecuación de Gradiente en función del Tiempo 7.

De las gráficas del Anexo D se eligen los puntos mínimos:

Para el cálculo de la ecuación se utilizan los valores de logaritmo de tiempo y

logaritmo de gradiente de velocidad. Se aplican a estos puntos la teoría de mínimos

cuadrados para obtener la ecuación de una recta: Y = a + bX , en la cual X = log T

y Y = log G.

7 Referencia 7. Manual II: Parámetros de floculación, pág. 50.

Prueba No. Tiempo óptimo (min) 5 min 10 min 15 min 20 min

1 11.6 108 68 56 302 12.5 104 71 56 303 10.6 104 73 60 304 14.8 110 68 57 305 10.5 100 70 62 306 14.2 99 71 58 307 11.2 108 73 52 308 15 105 77 62 309 14.4 104 75 63 3010 14.2 118 77 62 30

Total datos 10 10 10 10 10Promedio 12.9 106 72 59 30Desviación estándar 1.81 5.44 3.30 3.58 0.00Valor máximo 15 118 77 63 30Valor mínimo 10.5 99 68 52 30

Gradiente óptimo (s-1)


72

Aplicando mínimos cuadrados se obtienen los siguientes resultados:

La ecuación queda entonces de la siguiente forma:

Log G = -0.8171 *Log T + 2.6358 (Ecuación 7)

Reagrupando y encontrando los antilogaritmos, se encuentra la ecuación final:

G = ( 1671 / T ) ^ 0.8180 (Ecuación 8)

CORRELACIÓN DE RESULTADOSMÉTODO DE LOS MÍNIMOS CUADRADOS

LOG G versus LOG T

Log G = -0.8180 Log T + 2.6364r 2 = 0.86

1.400

1.500

1.600

1.700

1.800

1.900

2.000

2.100

2.200

0.600 0.700 0.800 0.900 1.000 1.100 1.200 1.300 1.400

LOG T

LO

G G


73

F. Evaluación de los gradientes de velocidad .

El tiempo óptimo de retención elegido es 12 minutos y se evalúan tres alternativas

para la combinación de gradientes y por ende número de unidades necesarios para

llevar a cabo la floculación. Se sustituyen valores en la ecuación 8 y el valor del

gradiente (G) se muestra a un lado del tiempo (T):

Alternativa 1:

Alternativa 2:

Alternativa 3:

Se captó una muestra del agua residual en estudio y se realizó el ensayo de Prueba

de Jarras utilizando los gradientes de cada alternativa. Los resultados se resumen a

continuación:

T (min) G (s-1)4 1408 80

12 58

T (min) G (s-1)6 100

12 58

T (min) G (s-1)12 58


74

Resultados Alternativa 1:






DQO mg/L 9300 4950 47

Nitratos mg/L 270 140 48Fosfatos mg/L 57 0.6 99


Color aparente Unid. Pt-Co 3000 21 99Turbiedad UTN 800 9.4 99

DQO mg/L 9300 4950 47





Turbiedad UTN 800 8 99

DQO mg/L 9300 4750 49




75

G. Gradientes de velocidad que actualmente se utilizan en la planta de

tratamiento en estudio8.

Los retromezcladores o agitadores, son equipos mecánicos de agitación rápida

capaces de crear un gradiente entre 100 y 1000 s-1 cuentan con un retromezclador

propiamente dicho, cámara de mezcla, estructuras de entrada, salida y drena je del

agua y un punto de aplicación del coagulante.

Para calcular el gradiente de velocidad, G, de las dos unidades utilizadas en la

mezcla de reactivos y floculación de la planta de tratamiento en estudio se utiliza la

ecuación recomendada por CEPIS.

G = 90 * (n3 * A * Sr3 / V) 0.5 (Ecuación 9)

Donde:

G = gradiente de velocidad (s-1)

n = velocidad de rotación (rps)

A = área de la paleta (m2)

r = distancia de cada paleta al eje (m)

V = volumen de la cámara de floculación (m3)

Sustituyendo los valores del tanque de la mezcla de reactivos en la ecuación 9 se

obtiene el siguiente resultado:

8 Referencia bibliográfica 7. Manual VI, Tomo II: Plantas de tecnología convencional, pág.50.


76

Unidad 1:

n = 15 rps

A = 0.052 m2

r = 0.115 m

V = 0.2376 m3

Sustituyendo estos valores en la ecuación 9:

G = 90 * (153 * 0.052*( 0.115 3 + 0.115 3 +0.115 3 + 0.115 3 )/ 0.2376) 0.5

G = 200 s-1

Unidad 2:

n = 3 rps

A = 0.010 m2

r = 0.045 m

V = 0.1512 m3

Sustituyendo estos valores en la ecuación 9:

G = 90 * (33 * 0.010*( 0.045 3 + 0.045 3 +0.045 3 + 0.045 3 )/ 0.1512) 0.5

G = 2 s-1


77

H. Tiempo de retención actuales en las unidades de mezcla y floculación de la

planta de tratamiento en estudio.

Por definición:

Donde:

Q = caudal

V = volumen

T = tiempo

Para calcular el tiempo de retención en las unidades de mezcla y floculación la ecuación

10 se expresa de la siguiente manera:

Donde:

Tr= tiempo de retención de la unidad (min)

Qtrat = caudal de tratamiento (gal/min)

V = volumen de la unidad (gal)

Q = V (Ecuación 10)

T

Tr = V (Ecuación 11)

Q trat


78

De acuerdo al análisis de frecuencia (Tabla 6) el caudal de tratamiento es en un

alto porcentaje igual a 30 gal/min , entonces Qtrat = 30.

Sustituyendo los valores en la ecuación 11 se obtienen los siguientes resultados:

Unidad 1 = unidad de mezcla

Unidad 2 = unidad de floculación

Unidad Qtrat (gal/min) V (gal) Tr (min)

1 30 63 2.1

2 30 40 1.3

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