UNIVERSIDAD REGIONAL AUTÓNOMA DE LOS ANDESdspace.uniandes.edu.ec/bitstream/123456789/6535/1/... ·...

UNIVERSIDAD REGIONAL AUTÓNOMA DE LOS ANDES

“UNIANDES”

FACULTAD DE CIENCIAS MÉDICAS

CARRERA DE BIOQUÍMICA Y FARMACIA

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO

DE BIOQUÍMICO FARMACÉUTICO

PORTADA

TEMA:

“EVALUACIÓN DEL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES PARA

DISMINUIR LA CONTAMINACIÓN DE EFLUENTES GENERADOS POR LA

EMPRESA DE LÁCTEOS “MARLEN” UBICADA EN EL CANTÓN TISALEO

PROVINCIA DE TUNGURAHUA”

AUTORA: MIRANDA COELLO GIOVANNA LISSETTE

ASESORA: DRA.BASANTES VACA CARMEN VIVIANA, MAG

AMBATO – ECUADOR

2017

APROBACIÓN DEL ASESOR DEL TRABAJO DE TITULACIÓN

CERTIFICACIÓN:

Yo Dra. Basantes Vaca Carmen Viviana Mg,legalmente en calidad de asesora de

tesis por disposición de la Secretaria General, Procuraduría de la Universidad

Regional Autónoma de los Andes UNIANDES CERTIFICA QUE: el presente trabajo

de investigación realizado por la señorita MIRANDA COELLO GIOVANNA LISSETTE,

estudiante de la Carrera de Bioquímica y Farmacia, Facultad de Ciencias Médicas, con

el tema: “EVALUACIÓN DEL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES PARA

DISMINUIR LA CONTAMINACIÓN DE EFLUENTES GENERADOS POR LA

EMPRESA DE LÁCTEOS “MARLEN” UBICADA EN EL CANTÓN TISALEO

PROVINCIA DE TUNGURAHUA”, previo a la obtención del título de Bioquímica

Farmacéutica ha sido minuciosamente revisado, y cumple con todos los requisitos

establecidos en la normativa pertinente de la Universidad Regional Autónoma de los

Andes -UNIANDES-, por lo que apruebo su presentación.

Ambato, Agosto del 2017

DRA. BASANTES VACA CARMEN VIVIANA, MG

ASESORA

DECLARACIÓN DE AUTENTICIDAD

Yo, MIRANDA COELLO GIOVANNA LISSETTE, estudiante de la Carrera de

Bioquímica y Farmacia, Facultad de Ciencias Médicas, declaro que todos los

resultados obtenidos en el presente trabajo de investigación, previo a la obtención del

título de BIOQUÍMICA FARMACÉUTICA, son absolutamente originales, auténticos y

personales; a excepción de las citas, por lo que son de mi exclusiva responsabilidad.


Giovanna Lissette Miranda Coello

CI: 1803590445

AUTORA

DERECHOS DE AUTOR

Yo, MIRANDA COELLO GIOVANNA LISSETTE, declaro que conozco y acepto la

disposición constante en el literal d) del Art. 85 del Estatuto de la Universidad Regional

Autónoma de los Andes, que en su parte pertinente textualmente dice: El Patrimonio

de la UNIANDES, está constituido por: La propiedad intelectual sobre las

Investigaciones, trabajos científicos o técnicos, proyectos profesionales y consultaría

que se realicen en la Universidad o por cuenta de ella.


Miranda Coello Giovanna Lissette

C.I: 1803590445

AUTORA

DEDICATORIA

El presente Trabajo de Investigación se lo dedico a mi DIOS supremo quien me ha

Bendecido día a día para cumplir con mi anhelado objetivo.

A mis padres Gustavo y Sonia por darme la vida, mi educación, un hogar donde crecer

por permitir equivocarme, aprender y adquirir los valores que hoy definen mi vida.

De manera especial dedico este logro a mi madre Sonia quién nunca me abandono y

sobre todo creyó en mi cuando más lo necesite con quién tuve que lidiar toda clase de

obstáculos y los pudimos superar gracias a su amor infinito.

A mis hermanos Michael y Cristina por ser mis amigos mis cómplices y mi apoyo

incondicional durante toda mi carrera, por haber reído y llorado junto a mí en nuestro

largo caminar.

A mis Tíos Rodolfo y Patricia por abrirme la puerta que requerí para continuar con mis

estudios.

Giovanna Miranda

AGRADECIMIENTO

Gracias al creador por mantener mi FE y darme la capacidad, valentía y fortaleza para

que este sueño se haga realidad, gracias a ti mi DIOS porque en ti todas las cosas son

posibles.

A mis padres por su lucha constante para formarnos a mí y a mis hermanos para una

carrera profesional y para la vida, por impulsarme con valor a tomar decisiones, por los

sacrificios que juntos hemos pasado y por ser unos buenos padres.

A mis hermanos por su amor latente, por cada palabra y cada gesto de cariño que me

han demostrado.

A mis tíos y abuelita en especial David, Nancy, Rodolfo y Patricia por el apoyo que me

han brindaron en el transcurso de cada año de mi carrera Universitaria.

Mi gratitud eterna a la Universidad Regional Autónoma de los Andes por haberme

recibido durante mi vida universitaria y permitirme formarme en ella y ser parte de su

seno científico.

A mi asesora de tesis DRA. Viviana Basantes quien me ha orientado y corregido en mi

labor científica con interés y entrega, además quisiera agradecer su confianza y

amistad.

A mis maestros y compañeros de quienes aprendí y me enseñaron a compartir día a

día dentro de las aulas universitarias.

Agradezco a la empresa de Lácteos Marlen a su propietaria Tnlga. Marlene Sánchez

por confiar en mí y por darme la apertura para facilitar el proceso investigativo.

A mis amigas verdaderas kaly, Marilú y Tannia por su constante preocupación y

apoyo.

Finalmente quiero gradecer a una persona especial en mi vida por llegar a ser mi

complemento y compartir buenos y malos momentos junto a mí gracias Ferr por su

paciencia y amor.

Giovanna Miranda

ÍNDICE GENERAL

PORTADA

APROBACIÓN DEL ASESOR DEL TRABAJO DE TITULACIÓN

DECLARACIÓN DE AUTENTICIDAD

DERECHOS DE AUTOR

DEDICATORIA

AGRADECIMIENTO

ÍNDICE GENERAL

ÍNDICE DE TABLAS

ÍNDICE DE CUADROS

ÍNDICE DE GRÁFICOS

ÍNDICE DE FIGURAS

RESUMEN

ABSTRACT

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

Situación Problémica ........................................................................................................ 3

Problema Científico .......................................................................................................... 4

Objeto de investigación y Campo de Acción ................................................................... 4

Identificación de la Línea de Investigación ...................................................................... 4

Objetivos ........................................................................................................................... 4

Objetivo General ............................................................................................................... 4

Objetivos Específicos ....................................................................................................... 5

Idea a Defender ................................................................................................................ 5

Variables de Investigación ............................................................................................... 5

Aporte teórico significación Práctica y Novedad Científica ............................................. 5

CAPÍTULO I ...................................................................................................................... 7

1. MARCO TEÓRICO ....................................................................................................... 7

1.2. Análisis de las distintas posiciones teóricas sobre el objeto de investigación......... 8

1.2.1. Análisis Bioquímicos .............................................................................................. 8

1.2.2. Agua ....................................................................................................................... 9

1.2.3 Agua Residual ....................................................................................................... 10

1.2.4. Clasificación de Aguas Residuales ...................................................................... 11

1.2.4.1. Domésticas: ....................................................................................................... 11

1.2.4.2. Industriales: ....................................................................................................... 11

1.2.4.3. Infiltración y caudal adicionales: ....................................................................... 11

1.2.4.4. Pluviales: ........................................................................................................... 11

1.2.5. Características de las Aguas Residuales ............................................................ 11

1.2.5.1. Características Físicas ...................................................................................... 12

1.2.5.2. Características Químicas .................................................................................. 14

1.2.5.3. Características Biológicas del Agua ................................................................. 18

1.2.6. Tipos de Tratamiento de Agua Residual ............................................................. 20

1.2.6.1. Tratamiento Preliminar ...................................................................................... 20

1.2.6.2. Tratamiento Primario ......................................................................................... 20

1.2.6.3. Tratamiento Secundario .................................................................................... 20

1.2.6.4. Tratamiento Terciario ........................................................................................ 20

1.2.7. Industria Láctea .................................................................................................... 21

1.2.8. Características del efluente de una Industria Láctea. ......................................... 21

1.2.9. Procesos de producción de aguas residuales en la industria láctea .................. 22

1.2.9.1. Recepción de la leche ...................................................................................... 22

1.2.9.2. Estandarización de la leche .............................................................................. 23

1.2.9.3. Tratamientos Térmicos ..................................................................................... 24

1.2.9.4 Transporte de los Productos Lácteos Líquidos ................................................. 24

1.2.9.5. Limpieza de Circuitos y Equipos ....................................................................... 24

1.2.10. Mecanismos de Remoción de Contaminantes .................................................. 25

1.2.10.1. Remoción de DBO .......................................................................................... 25

1.2.10.2. Remoción de Sólidos Suspendidos ................................................................ 25

1.2.10.3. Remoción de Bacterias ................................................................................... 26

1.2.10.4. Remoción de Nitrógeno .................................................................................. 26

1.2.11. Muestreo de Aguas Residuales ......................................................................... 26

1.2.11.1. Tipos de muestras ........................................................................................... 27

1.2.11.2. Preservación de Muestras ............................................................................. 27

1.2.11.3. Identificación de Muestras .............................................................................. 28

1.2.11.4. Transporte de muestras .................................................................................. 29

1.2.12. Normativa Ambiental .......................................................................................... 29

1.2.13. Normas INEN ..................................................................................................... 32

1.2.13.1. Norma INEN 2176. Agua. Calidad del Agua. Muestreo. Técnicas De ........... 32

Muestreo. (Anexo1) ........................................................................................................ 32

1.2.13.2. Norma INEN 2594 .Suero de Leche Liquido. Requisitos. (Anexo 2) ............. 32

1. 2.13.3. Norma INEN 2564. Bebidas Lácteas. Requisitos. (Anexo 3) ........................ 32

1.3. Valoración crítica de los conceptos principales de las distintas posiciones teóricas

sobre el Objeto de Investigación. ................................................................................... 33

1.3.1. Análisis Bioquímicos –Microbiológicos relacionados con Alimentos .................. 33

1.3.2. Calidad y Análisis del Agua .................................................................................. 33

1.3.3. Agua Residual ...................................................................................................... 33

1.3.5. Muestreo ............................................................................................................... 34

1.4. Conclusiones Parciales del Capítulo I .................................................................... 35

CAPÍTULO II ................................................................................................................... 36

2. MARCO METODOLÓGICO Y PLANTEAMIENTO DE LA PROPUESTA. ............... 36

2.1. Caracterización del sector, rama, empresa, contexto institucional o problema

seleccionado para la investigación. ............................................................................... 36

2.2. Descripción del procedimiento metodológico para el desarrollo de la investigación.

........................................................................................................................................ 37

2.2.1. Modalidad de la Investigación. ............................................................................. 37

2.2.2. Tipos de investigación por su Diseño y su Alcance. ........................................... 37

2.2.3. Métodos del Nivel Empírico del Conocimiento .................................................... 38

2.2.4. Métodos del Nivel Teórico del Conocimiento ...................................................... 38

2.2.5 Técnicas Experimentales ...................................................................................... 38

2.2.5.1 Fase Técnica ...................................................................................................... 39

2.2.5.2 Fase de Análisis ................................................................................................. 41

2.2.5.3 Población y muestra ........................................................................................... 45

2.2.5.4 Análisis de Datos ................................................................................................ 45

2.3.1 Tema: ..................................................................................................................... 61

2.3.2 Objetivos ................................................................................................................ 61

2.3.3 Desarrollo .............................................................................................................. 62

2.3.1 Identificación del Problema ................................................................................... 62

2.3.2 Tipo de Estudio...................................................................................................... 62

2.3.3 Lugar de Desarrollo y Aplicación de la Propuesta................................................ 63

2.3.4 Metodología Empleada ......................................................................................... 63

2.3.5 Secuencia de Procedimientos............................................................................... 63

2.3.6 Material para la PTAR ........................................................................................... 63

2.3.7 Beneficios que ofrece la propuesta....................................................................... 63

2.4 Conclusiones Parciales del Capítulo II .................................................................... 64

CAPÍTULO III .................................................................................................................. 65

3. VALIDACIÓN Y/O EVALUACIÓN DE RESULTADOS DE SU APLICACIÓN .......... 65

3.1. Procedimiento de la aplicación de los resultados de la Investigación. .................. 65

3.2 Análisis de los Resultados Finales de la Investigación. .......................................... 66

3.2.1 Resultados de la muestra in vitro tomada 02/05/2017 ......................................... 66

3.2.2 Análisis de datos de la Muestra Final ................................................................... 67

3.2.3. Resultados Topográficos ..................................................................................... 71

3.2.4 Resultados del Dimensionamiento de la PTAR .................................................... 71

3.2.5 Simulación del Proceso ......................................................................................... 71

3.2.6 Alternativas de Reutilización ................................................................................. 71

3.3 Conclusiones Parciales del Capítulo III ................................................................... 74

Conclusiones Generales ................................................................................................ 75

Recomendaciones Generales ........................................................................................ 76

Bibliografía ........................................................................................................................ 1

Anexos .............................................................................................................................. 4

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1. Comparación de caracterización de Aguas Residuales de dos Industrias ..... 22

Tabla 2. Criterios de Calidad para Aguas de Uso Pecuario .......................................... 31

Tabla 3. Análisis Agua Residual Suero 1...................................................................... 45

Tabla 4. Análisis Agua Residual Lavado 1 .................................................................... 48

Tabla 5. Análisis Agua Residual Suero 2 ....................................................................... 51


Tabla 7. Análisis Agua Residual Suero 3 ....................................................................... 56


Tabla 9. Muestra Final Físico-Química y Microbiológica de la Empresa de Lácteos

Marlen. ............................................................................................................................ 66

Tabla 10. Análisis comparativo muestra inicial y muestra final del Agua Residual de la

Empresa de Lácteos Marlen. ......................................................................................... 69

ÍNDICE DE CUADROS

Cuadro 1. Características del Agua Residual ................................................................ 12

Cuadro 2. Fases del Análisis.......................................................................................... 38

ÍNDICE DE GRÁFICOS

Gráfico 1. Análisis Comparativo de Color/Conductividad/Sólidos Disueltos/Sólidos

Suspendidos Totales/Demanda Bioquímica de Oxígeno/ Demanda Química de

Oxígeno, Suero 1 ........................................................................................................... 46

Gráfico 2. Análisis Comparativo pH/Temperatura/Sólidos Sedimentables Suero 1. .... 47

Gráfico 3. Análisis Comparativo Turbiedad/ Grasas Extraíbles en Solventes/

Coliformes Fecales Suero 1. .......................................................................................... 47

Gráfico 4. Análisis Comparativo Coliformes Totales Suero 1 ....................................... 48

Gráfico 5. Análisis Comparativo de Color/Conductividad/Sólidos Disueltos/Sólidos


Oxígeno, Lavado 1 ......................................................................................................... 49

Gráfico 6. Análisis Comparativo pH/Temperatura/Sólidos Sedimentables.Lavado 1. .. 49


Coliformes Fecales Lavado1. ......................................................................................... 50

Gráfico 8. Análisis Comparativo Coliformes Totales Lavado 1. .................................... 50

Gráfico 9. Análisis Comparativo Color/Conductividad/Sólidos Disueltos/Sólidos


Oxígeno, Suero 2. .......................................................................................................... 51

Gráfico 10. Análisis Comparativo pH/Temperatura/Sólidos Sedimentables Suero 2. .. 52



Gráfico 12. Análisis Comparativo Coliformes Totales Suero 2. .................................... 53



Oxígeno, Lavado 2. ........................................................................................................ 54

Gráfico 14.Análisis Comparativo pH/Temperatura/Sólidos Sedimentables. Lavado2 .. 55


Coliformes Fecales Lavado 2. ........................................................................................ 55

Gráfico 16. Análisis Comparativo Coliformes Totales Lavado 2. .................................. 56



Oxígeno, Suero 3. .......................................................................................................... 57

Gráfico 18. Análisis Comparativo pH/Temperatura/Sólidos Sedimentables Suero 3. .. 57



Gráfico 20. Análisis Comparativo Coliformes Totales Suero 3. .................................... 58



Oxígeno, Lavado 3. ........................................................................................................ 59

Gráfico 22.Análisis Comparativo pH/Temperatura/SólidosSedimentables Lavado3. ... 60


Coliformes Fecales Lavado 3. ........................................................................................ 60

Gráfico 24. Análisis Comparativo Coliformes Totales Lavado 3 ................................... 61

Gráfico 25. Análisis Comparativo de Color, pH, Sólidos Sedimentables muestra final 67

Gráfico 26. Análisis Comparativo Temperatura, Sólidos Disueltos, Grasas extraíbles en

Solventes. Muestra Final ................................................................................................ 67

Gráfico 27. Análisis Comparativo Turbiedad, Conductividad, Sólidos Suspendidos

Totales. Muestra Final. ................................................................................................... 68

Gráfico 28. Análisis Comparativo. Demanda Química de Oxígeno, Demanda

Bioquímica de Oxígeno. Muestra Final. ......................................................................... 68

Gráfico 29. Análisis comparativo. Coliformes Totales, Coliformes Fecales. Muestra

Final. ............................................................................................................................... 69

Gráfico 30. Esquema de la propuesta para la PTAR en la Empresa de Lácteos Marlen

........................................................................................................................................ 72

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1. Recepción de la leche por tanqueros ............................................................. 23

Figura 2. Proceso de Estandarización de la Leche. ...................................................... 23

Figura 3. Esquema de la alternativa 2 para la PTAR .................................................... 72

Figura 4. Esquema de Elaboración de una Bebida Láctea ........................................... 73

RESUMEN

Las aguas residuales de las industrias de Lácteos contienen altas concentraciones de

materia orgánica, sólidos suspendidos, variaciones de pH, conductividad elevada,

variaciones de temperatura DQO y DBO. Su composición y flujo generalmente varían

dependiendo del proceso industrial, tamaño de las instalaciones entre otros. En este

sentido, la disposición sin tratamiento de estos efluentes a los cuerpos receptores

causa un impacto ambiental negativo.

En esta investigación con el tema: Evaluación del Tratamiento de Aguas Residuales

para Disminuir la Contaminación de Efluentes generados por la Empresa de Lácteos

“Marlen” Ubicada En El Cantón Tisaleo Provincia De Tungurahua se evaluó la

eficiencia de un sistema de tratamiento de aguas residuales ya que el tratamiento

actual tan solo está conformado por una fosa séptica.

Este proyecto de investigación cubrió los siguientes pasos: Caracterización Físico

Química y Microbiológica del efluente continúo en la empresa de lácteos, evaluación

de su eficiencia basada en el Texto Unificado De Legislación Secundaria del Medio

Ambiente (TULSMA) y finalmente su validación con una nueva Planta de Tratamiento

de aguas Residuales (PTAR).

Los trabajos incluyeron actividades de campo y laboratorio también se realizó una

revisión bibliográfica sobre la PTAR actual objeto de estudio y se encontró que el

tratamiento no es el adecuado y sobre todo no cumple con la normativa vigente de

tratamientos por lo que se planteó la propuesta del rediseño con un diseño PTAR

utilizando agregados pétreos como medios filtrantes en la depuración, para validar

esta propuesta se elaboró una maqueta demostrativa para comprobar la eficacia de la

nueva planta de tratamiento destacando que este sistema es factible y de bajo costo

además se planteó otras alternativas para su tratamiento con la reutilización del agua

residual basadas en normas INEN 2564 coadyudando a la empresa y por ende al

medio ambiente.

ABSTRACT

Wastewater from the Dairy industries contains high concentrations of organic matter,

suspended solids, pH variations, high conductivity, DQO and DBO temperature

variations. Its composition and flow generally vary depending on the industrial process,

size of the facilities, among others. In this sense, the untreated disposal of these

effluents to the receiving bodies causes a negative environmental impact.

In this research with the theme: Evaluation of Wastewater Treatment to Reduce

Effluent Pollution generated by the Marlen Dairy Company Located in the Canton

Tisaleo Tungurahua Province, the efficiency of a wastewater treatment system was

evaluated. The current treatment is only made up of a septic tank.

This research project covered the following steps: Chemical and Microbiological

Physical Characterization of the continuous effluent in the dairy company, evaluation of

its efficiency based on the Unified Text of Secondary Environmental Legislation

(TULSMA) and finally its validation with a new Wastewater Treatment (PTAR).

The work included field and laboratory activities. A bibliographic review was also

carried out on the current PTAR. under study and it was found that the treatment is not

adequate and above all it does not comply with the current regulations of treatments. In

order to validate this proposal, a demonstration model was developed to test the

effectiveness of the new treatment plant, emphasizing that this system is feasible and

of low cost. In addition, other alternatives were proposed for Its treatment with the

reuse of waste water based on standards INEN 2564 contributing to the company and

therefore to the environment.

1

INTRODUCCIÓN

El agua no solo es importante como recurso vital sino también como recurso

económico e industrial, ya que se usa en innumerables actividades industriales,

supone un consumo elevado y casi siempre resulta contaminada y por este motivo se

han desarrollado varios métodos Físicos Químicos y Microbiológicos para ayudar a

tratar las llamadas aguas residuales.

La industria láctea genera gran cantidad de aguas residuales, concentrando en estas

la mayor cantidad de contaminantes originados en sus procesos. Las aguas residuales

de la industria láctea se caracterizan por poseer una gran cantidad de materia

orgánica, especialmente grasas y aceites, además de sólidos suspendidos y valores

de pH que se salen de los rangos permisibles para vertimiento.

El presente trabajo de investigación tiene como estudios previos los siguientes:

- (Cueva y Rivadeneira ,2013), en su investigación con título TRATAMIENTO DE

AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS MEDIANTE UN HUMEDAL ARTIFICIAL DE

FLUJO SUBSUPERFICIAL CON VEGETACIÓN HERBÁCEA relata que Ecuador

posee una población aproximada de 14 millones de habitantes y una tasa de

crecimiento que bordea el 1,6% INEC (2004), el consumo promedio es de 1 800 m3

/año de agua, donde se generan altos consumos de agua y altas descargas de aguas

residuales (AR). La ley de prevención y control ambiental, capítulo VI, de la Prevención

y Control de la Contaminación de las Aguas, adopta nuevas medidas para prevenir la

contaminación de los recursos hídricos y manifiesta lo siguiente: “queda prohibido

descargar AR a las redes de alcantarillado, quebradas, acequias, ríos, lagos naturales

o artificiales, o en aguas marítimas sin sujetarse a las normas técnicas y regulaciones,

así como infiltrar aguas residuales en terrenos, las aguas residuales que contengan

contaminantes que sean nocivos a la salud humana, a la fauna, a la flora y a las

propiedades privadas”. Santo Domingo cuenta con una población aproximada de 450

000 personas distribuidas en 76.889 viviendas entre urbanas y rurales, la zona urbana

que comprende el 48,1% de viviendas son atendidas por un sistema de alcantarillado

público, el 13,6% tiene pozos ciegos, el 24% utiliza pozos sépticos y el 14,3% elimina

las Aguas Residuales de otras formas INEC (2004), pero ninguna de estas cumplen

las normativas de descarga en la investigación se aplicó un DCA, con cuatro

tratamientos y cuatro repeticiones, se realizaron tres evaluaciones (agosto, octubre,

diciembre de 2011), se determinaron los niveles de DBO5, DQO, aluminio, nitrógeno

2

total, índice de Coliformes totales, fósforo total y sólidos totales, además se realizó un

Análisis Físico-Químico a la entrada y salida del humedal. Para el cumplimiento de la

investigación se planteó como objetivo general “Tratar las aguas residuales

domésticas de la Hacienda Zoila Luz mediante un Humedal Artificial de Flujo

Subsuperfical con vegetación herbácea”.

- (Lara ,L. 2011), en su estudio preliminar sobre “LAS AGUAS RESIDUALES DEL

CAMAL MUNICIPAL DEL CANTÓN BAÑOS Y SU INCIDENCIA EN LA

CONTAMINACIÓN DEL RÍO PASTAZA EN LA PROVINCIA DE TUNGURAHUA.”

Menciona que la presente investigación la metodología que uso fue el estudio

bibliográfico y el trabajo de campo, el instrumento que nos permitió recoger la

información fue la encuesta, observación y análisis de muestras del agua residual en

el laboratorio. En vista a la petición emitida por parte de la Municipalidad de Baños

sobre el problema que genera la descarga del agua residual del Camal Municipal de

Baños en el río Pastaza. Se procedió a la recopilación de la información y al análisis

de las aguas residuales. Mismas que son descargadas directamente al río Pastaza sin

dar un previo tratamiento. Como una solución al problema, luego de revisar

información bibliográfica, se plantea la construcción de una planta de tratamiento

conformada por un tanque desarenador, el de igualación o sedimentador primario, el

tanque UASB, lecho de secados y el tanque de desinfección. Con la finalidad de que

las aguas residuales lleguen a los límites permisibles del TULAS antes de la descarga

al río Pastaza. Cabe recalcar que una vez que entre en funcionamiento la planta de

tratamiento se deberá verificar que el agua tratada cumpla con la normativa planteada.

- (Borja, M. 2011), en el estudio referido sobre “DISEÑO DE UNA PLANTA DE

TRATAMIENTO PARA AGUAS RESIDUALES DE LA CIUDAD DE GUARANDA” nos

relata que el agua, como motor de desarrollo y fuente de riqueza, ha constituido uno

de los pilares fundamentales para el progreso del hombre. La ordenación y gestión de

los recursos hídricos, que ha sido desde siempre un objetivo prioritario para cualquier

sociedad, se ha realizado históricamente bajo directrices orientadas a satisfacer la

demanda en cantidades suficientes, bajo una perspectiva de política de oferta. El

incremento de la oferta de agua como herramienta para el impulso económico, el

mayor nivel de contaminación, irremisiblemente asociado a un mayor nivel de

desarrollo, algunas características naturales (sequías prolongadas, inundaciones) y en

definitiva una sobreexplotación de los recursos hídricos, han conducido a un deterioro

importante de los mismos.

3

Las investigaciones preliminares realizadas se enfocan en el tratamiento por un

método específico como es el flujo superficial con vegetación herbácea para aguas

residuales domesticas también en la necesidad de tratar aguas residuales de un camal

para disminuir la contaminación del río Pastaza y por último con el diseño en si de una

planta de tratamiento de aguas residuales para el cantón Guaranda.

El estudio se basa en una evaluación de un método rústico que actualmente se utiliza

en la empresa de lácteos “MARLEN” ya que la contaminación de los efluentes que

genera dicha empresa es muy densa y se supone q el actual tratamiento no es eficaz

motivo por el cual se realizará la evaluación pertinente para disminuir la contaminación

que estos efluentes producen y seleccionar una alternativa más adecuada para tratar

estas aguas residuales.

Situación Problémica

La industria láctea, dedicada a la producción de leche y a la elaboración de quesos,

yogures y mantequillas helados entre otros productos, genera una gran cantidad de

agua residual. Actualmente, en la producción de leche, la generación de aguas

residuales se estima de promedio entre 1 y 2 litros por litro de leche producida.

Las aguas residuales se generan por fugas y derrames de materias primas, en las

limpiezas de los equipos de proceso (tanques, pasteurizadores, tinas de cuajo, etc.),

en el lavado de superficies (suelos y paredes) y en el vertido de las salmueras

agotadas. Las aguas residuales generadas en la industria láctea presentan una

contaminación principalmente de carácter orgánico (DQO y DBO elevadas), con

una elevada concentración de grasas y también de nitrógeno y fósforo. Aunque

la DBO5 media puede estar en torno a 3.000-4.000 mg O2/L, los vertidos

muestran una elevada variabilidad, tanto en caudal como en composición. Ésta

depende fundamentalmente del proceso que genera las aguas residuales y del

producto que se prepara. Así, el suero que se genera en la elaboración de

quesos tiene una DBO del orden de 40.000-50.000 mg O2/L y se considera que

una granja que procese unos 100 m3/día de leche para la elaboración de queso,

genera la misma contaminación que un núcleo de 55.000 habitantes.

(Armstrong, 2013)

En la empresa de lácteos MARLEN no existe antecedentes de que se esté dando un

adecuado tratamiento a las aguas residuales que genera dicha empresa ya que sus

efluentes líquidos son variados.

4

La empresa de Lácteos MARLEN está inmersa en la contaminación con sus aguas

residuales por el desconocimiento por parte de sus dueños sobre los efectos que estas

producen y su consecuencia de elevación contaminante que conllevan a cambios en

los rangos permisibles de control de calidad del agua.

Las aguas residuales vertidas por la empresa de lácteos MARLEN generan una

contaminación del medio ambiente ya que por el escaso control de las autoridades del

cantón Tisaleo no hay ningún estudio que pondere el daño que se produce al no tratar

adecuadamente estas aguas.

La contaminación del agua desalojada por la Empresa de Lácteos MARLEN es

originada por el desinterés de hacer un estudio de impacto ambiental de las aguas

residuales lo que ocasiona la presencia de olores desagradables en los alrededores de

la empresa y posibles futuras enfermedades que pueden afectar a la población de

Tisaleo.

Problema Científico

¿Es eficiente el tratamiento de aguas residuales generadas por los efluentes de la

empresa de lácteos” MARLEN”?

Objeto de investigación y Campo de Acción

Objeto de investigación:

Análisis Bioquímicos

Campo de acción:

Análisis de aguas

Identificación de la Línea de Investigación

Estudios bioquímicos –microbiológicos relacionados con alimentos

Objetivos

Objetivo General

Determinar la eficiencia del actual tratamiento de las aguas residuales de la empresa

de Lácteos “Marlen” para disminuir la contaminación generados por sus efluentes en

el período 2016-2017.

5

Objetivos Específicos

- Fundamentar teórica y científicamente; la microbiología aplicada respecto al

análisis Físico, Bioquímico, Microbiológico de aguas y tratamiento de aguas

residuales.

- Realizar un estudio situacional actual para determinar los afluentes que llegan a la

planta de tratamiento.

- Diagnosticar Física, Química y Microbiológicamente el agua residual del efluente

actual.

- Establecer un correcto mecanismo para el tratamiento de aguas residuales para

que el efluente cumpla con la norma vigente sobre el vertimiento.

- Plantear soluciones a la problemática que generan los vertimientos de aguas

residuales empresa de lácteos MARLEN.

Idea a Defender

Con el diagnóstico Físico Químico y Microbiológico de las aguas residuales de la

empresa de lácteos Marlen se pretende establecer un mecanismo adecuado para

disminuir la contaminación de los efluentes que generan estas aguas.

Variables de Investigación

Variable dependiente:

Eficiencia del Tratamiento de aguas residuales.

Variable Independiente:

Evaluación del tratamiento de aguas residuales.

Aporte teórico significación Práctica y Novedad Científica

Aporte Teórico

El estudio aporta teóricamente con el área de microbiología aplicada y de alimentos

ya que se reiteran los conceptos de análisis de aguas tipos de muestreos, estudios

bioquímicos para hacer una correcta recolección de aguas además de las revisiones

de la normativa vigente en cuanto a aguas residuales.

http://www.monografias.com/trabajos14/soluciones/soluciones.shtml

6

Significación Práctica

Al aplicar técnicas Bioquímicas-Microbiológicas, y realizar muestreo para obtener

resultados que optimicen el tratamiento de aguas residuales y disminuyan la

contaminación de los fluentes que generan las aguas residuales de la empresa de la

empresa de lácteos MARLEN para que se encuentren dentro de las normativa de

vertimiento.

Novedad Científica

Con la investigación de este proyecto se contribuirá con la evaluación Física-Química

y Microbiológica de las aguas residuales que generan los efluentes de la empresa de

lácteos MARLEN ya que no existen precedentes de investigaciones anteriores que

indique que se esté realizando un correcto análisis de estas aguas y que ayuden a

disminuir su contaminación por lo que con los resultados se aportará a la realización

de un correcto mecanismo para tratar aguas residuales.

7

CAPÍTULO I

1. MARCO TEÓRICO

1.1. Origen y Evolución del Objeto de Investigación.

La Bioquímica es el estudio de los procesos químicos que ocurren en los tejidos vivos.

Concretamente, la bioquímica estudia a los seres vivos y describe como ocurren los

procesos biológicos a nivel molecular, al utilizar conjuntamente los principios de la

química orgánica y de la fisiología en la búsqueda de la comprensión cada vez más

precisa de los procesos biológicos.

La Bioquímica analiza los fenómenos biológicos a nivel más profundo que el de las

modificaciones aparentes, y la información está más allá del campo de lo que se

observa a simple vista o con cualquier microscopio.

El propósito de la bioquímica, como nos dice Robert Murray, consiste en describir y

explicar, en términos moleculares, todos los procesos químicos de las células vivas.

El agua es la molécula más abundante en la superficie de la Tierra, donde cubre

alrededor del 71%. Por este motivo, nuestro planeta fue nombrado “planeta azul” por

uno de los primeros astronautas, que viajó a la Luna al referirse al color azul de los

océanos.

La molécula de agua es la más abundante de todas las que integran a los seres vivos.

La inmensa mayoría de las células están constituidas de 80% de agua y el resto de

todas las demás moléculas. En consecuencia, los seres vivos intercambian con su

medio externo, mayor número de moléculas de agua que de todas las demás

moléculas juntas.

Es esencial para la supervivencia de todas las formas conocidas de vida, es decir, no

puede haber vida sin ella, ni siquiera los microorganismos (que son las células más

sencillas), podrían sobrevivir sin agua.

El término agua, generalmente, se refiere a la sustancia en su estado líquido, pero la

misma puede hallarse en su forma sólida, llamada hielo, y en forma gaseosa,

denominada vapor. Se localiza principalmente en los océanos, donde se concentra el

96.5% del agua total, los glaciares y casquetes polares poseen el 1.74%, los depósitos

8

subterráneos (acuíferos), los permafrost y los glaciares continentales suponen el

1.72% y, el restante 0.04% seré parte en orden decreciente entre lagos, humedad del

suelo, atmósfera, embalses, ríos y seres vivos. (Angulo, 2012).

Continuamente de forma natural entran al agua sedimentos restos orgánicos,

nutrimientos y calor, los componentes bióticos y abióticos de los ecosistemas soportan

durante cierto tiempo cantidades variables de cada uno de estos materiales debido a

que poseen una capacidad de eliminación o destrucción de impurezas por los

volúmenes de agua contaminada y a su escasez en muchas zonas se busca la forma

de tratarlas con la finalidad de reponer cierto grado de calidad de las mismas para

utilizarlos nuevamente y disminuir la excesiva extracción de fuentes superficiales y

subterráneas.

La selección del método de tratamiento para la purificación del agua depende del tipo

y grado de contaminación está presente. Dichos métodos utilizados implican

básicamente tres niveles de purificación: tratamiento primario secundario y terciario.

(Adame Romero, 2012).

1.2. Análisis de las distintas posiciones teóricas sobre el objeto de

investigación.

1.2.1. Análisis Bioquímicos

Las aguas naturales, bien sean superficiales o subterráneas, presentan características

determinadas que han sido compatibles con la vida vegetal y animal a lo largo de los

siglos. La progresiva contaminación debido a la industria, la agricultura o a las

aglomeraciones urbanas, cambia sustancialmente las propiedades del agua y

comporta un nivel de exigencia cada vez mayor en los sistemas de control. Las

filtraciones, los vertidos y la contaminación atmosférica (la lluvia ácida, por ejemplo)

han originado que, en muchos casos, el agua natural no sea agua potable.

Esto ha originado la necesidad de utilizar parámetros de control estos parámetros

dependen de la procedencia del agua y de su uso (consumo humano, uso industrial,

vertidos, etc.). El control de la calidad de las aguas incluye la problemática del

muestreo (número de muestras, frecuencia, lugares de muestreo), la conservación de

las muestras, la selección de los parámetros de control, la elección de los métodos

analíticos y el control de calidad de los análisis.

9

A esto es preciso unir la existencia de un gran número de seres vivos en el medio

acuático que interrelacionan con el mismo mediante diferentes procesos biológicos en

los que se consumen y desprenden distintas sustancias. Esto hace que las aguas

dulces pueden presentar un elevado número de sustancias en su composición química

natural, dependiendo de diversos factores tales como las características de los

terrenos atravesados, las concentraciones de gases disueltos, etc.

El agua de lluvia presenta los cationes: Na+, K+, Ca2+, Mg2+ los aniones: HCO3 −,

Cl−, Br−, I−, SO4 2−, NO3 −, PO4 3− y dióxido de carbono, oxígeno, ozono, nitrógeno,

argón, etc. La composición química natural de las aguas puede verse alterada por

actividades humanas: agrícolas, ganaderas e industriales, principalmente. La

consecuencia es la incorporación de sustancias de diferente naturaleza a través de

vertidos de aguas residuales o debido al paso de las aguas por terrenos tratados con

productos agroquímicos o contaminados. (Caldon, 2012).

1.2.2. Agua

El agua es una sustancia cuya molécula está formada por dos átomos de hidrógeno y

uno de oxígeno (H2O) el término agua, generalmente, se refiere a la sustancia en su

estado líquido, pero la misma puede hallarse en su forma sólida llamada hielo, y en

forma gaseosa denominada vapor. El agua cubre el 71% de la superficie de la corteza

terrestre se localiza principalmente en los océanos donde se concentra el 96,5% del

agua total, los glaciares y casquetes polares poseen el 1,74%, los depósitos

subterráneos (acuíferos), los permafrost y los glaciares continentales suponen el

1,72% y el restante 0,04% se reparte en orden decreciente entre lagos, humedad del

suelo, atmósfera, embalses, ríos y seres vivos.

El agua es un elemento común del sistema solar, hecho confirmado en

descubrimientos recientes, puede ser encontrada, principalmente, en forma de hielo se

estima que aproximadamente el 70% del agua dulce es usada para agricultura.

El agua en la industria absorbe una media del 20% del consumo mundial,

empleándose en tareas de refrigeración, transporte y como disolvente de una gran

variedad de sustancias químicas.

El acceso al agua potable se ha incrementado durante las últimas décadas en la

superficie terrestre. Sin embargo estudios de la FAO, estiman que uno de cada cinco

10

países en vías de desarrollo tendrá problemas de escasez de agua antes del 2030; en

esos países es vital un menor gasto de agua en la agricultura modernizando los

sistemas de riego. (Armstrong, 2013).

1.2.3 Agua Residual

Se consideran Aguas Residuales a los líquidos que han sido utilizados en las

actividades diarias de una ciudad cantón o parroquia (domésticas, comerciales,

industriales y de servicios). Las aguas residuales aparecen sucias y contaminadas:

llevan grasas, detergentes, materia orgánica, residuos de la industria y de los

ganados, herbicidas y plaguicidas y en ocasiones algunas sustancias muy tóxicas.

Debido a la naturaleza de las aguas residuales al momento de su descarga, no

pueden ser reutilizadas en los procesos que las generó, y al ser vertidas en varios

cuerpos receptores sin un tratamiento previo pueden llegar a implicar una alteración de

los ecosistemas terrestres y acuáticos o incluso afectar a la salud humana.

SECRETARIA NACIONAL DEL AGUA (SENAGUA, 2012).

En los sectores productivos es indispensable el uso del agua para el desarrollo de los

procesos y como consecuencia de ello, se generan vertimientos que deben cumplir

con lo estipulado en la normatividad vigente, por lo cual las industrias deben tratar las

aguas residuales, previa descarga a los recursos hídricos. Actualmente, se están

implementando tecnologías sostenibles para el tratamiento de las aguas residuales

tales como los humedales construidos, los cuales han sido utilizados en el tratamiento

de aguas residuales de diferente origen, agrícolas, domésticas, industriales, drenajes

de minas entre otras.

En los humedales construidos se lleva a cabo una interacción de sus componentes:

agua, grava, plantas y microorganismos, que permiten la descontaminación de las

aguas residuales .Sin embargo estas tecnologías deben combinarse con tratamientos

previos, que remuevan algunos contaminantes que son difíciles de eliminar por medio

de los humedales construidos, o que puedan ser una obstrucción de los procesos que

participan en la remoción de los contaminantes en este tipo de sistemas.

Generalmente se asume que es un sistema sencillo de construir y poner en

funcionamiento, en ocasiones, son utilizados sin tener en cuenta un sistema de

tratamiento primario. (Jaramillo-Gallego, 2016).

11

1.2.4. Clasificación de Aguas Residuales

De acuerdo con su origen, las aguas residuales pueden ser clasificadas como:

1.2.4.1. Domésticas

Consisten básicamente en residuos humanos que llegan a las redes

de alcantarillado por medio de descargas de instalaciones hidráulicas de la edificación

también en residuos originados en establecimientos comerciales, públicos y similares.

1.2.4.2. Industriales

Son líquidos generados en los procesos industriales que poseen características

específicas, dependiendo del tipo de industria.

1.2.4.3. Infiltración y Caudal Adicionales

Las aguas de infiltración penetran en el sistema de alcantarillado a través de los

empalmes de las tuberías, paredes de las tuberías defectuosas, tuberías de

inspección y limpieza, etc. Hay aguas pluviales, que son descargadas por medio de

varias fuentes, como canales, drenajes y colectores de agua de lluvia.

1.2.4.4. Pluviales

Son agua de lluvia, que descargan grandes cantidades de agua sobre el suelo. Parte

de esta agua es drenada y otra escurre por la superficie, arrastrando arena, tierra,

hojas y otros residuos que pueden estar sobre el suelo. (Jaguey, 2014).

1.2.5. Características de las Aguas Residuales

Es fundamental conocer la composición del agua residual para luego visualizar en

forma clara el papel que cumplen los microorganismos en los procesos biológicos de

tratamiento. Esta posee características físicas como el color, olor , temperatura y

contenido de solidos características químicas como compuestos orgánicos e

inorgánicos, y características biológicas que incluyen organismos como plantas ,

algas, animales, protozoos, hongos , bacterias y virus. A continuación se presenta de

manera muy general estas características.

https://www.ecured.cu/Alcantarillado

https://www.ecured.cu/L%C3%ADquido

https://www.ecured.cu/Aguas_pluviales

https://www.ecured.cu/index.php?title=Canal&action=edit&redlink=1

https://www.ecured.cu/index.php?title=Agua_de_lluvia&action=edit&redlink=1

https://www.ecured.cu/Suelo

https://www.ecured.cu/Arena

12

Cuadro 1. Características del Agua Residual

Físicas Químicas Biológicas

Color Olor Sólidos

Lípidos Carbohidratos Proteínas Pesticidas Fenoles Tensoactivos Compuestos orgánicos volátiles Alcalinidad Cloruros Metales pesados Fosforo pH O2 Metano

Bacterias Virus Hongos Protozoos Algas Plantas Animales

Fuente: (González Leal, 2012) Elaborado por: Giovanna Miranda

La mayoría de los componentes mencionados son contaminantes y por tanto , de

interés en el tratamiento del agua residual; si el objetivo primordial es remover los

contaminantes para verter luego el agua residual de mejores condiciones en otros

cuerpos de agua receptores, el tratamiento se basaría en la eliminación de materia

orgánica, sólidos suspendidos ,exceso de nutrientes y microorganismo patógenos.

Si adicionalmente se desea reutilizar el agua, la normativa exige remoción de metales

pesados tensoactivos, pesticidas, fenoles y solidos inorgánicos disueltos, dependiendo

de la concentración de estos se puede decir que el agua es débil, mediana o

fuertemente concentrada, pero tales elementos y sus concentraciones pueden variar,

según las condiciones locales; además no hay que olvidar que cada agua residual es

única y por consiguiente se debe pensar en la caracterización y el tratamiento,

dependiendo de su origen. (González Leal, 2012, págs. 299-300).

1.2.5.1. Características Físicas

Las características físicas más importantes del agua residual son el contenido total de

sólidos, término que engloba la materia en suspensión, la materia sedimentable, la

materia coloidal y la materia disuelta. Otras características físicas importantes son el

olor, la temperatura, la densidad, el color y la turbiedad. (Valencia López, 2014).

- “Solidos Totales: Es la suma de solidos suspendidos totales, de las sales disueltas

y de la materia orgánica.” (Barrera Díaz, 2014, pág. 52).

13

- Olor: Los olores son debidos a los gases producidos por la descomposición de la

materia orgánica. El agua residual reciente tiene un olor peculiar algo desagradable,

pero más tolerable que el del agua residual séptica. El olor característico del agua

residual séptica es de sulfuro de hidrogeno producido por los microorganismos

aerobios que reducen los sulfatos a sulfitos. (Valencia López, 2014)

- Temperatura: La temperatura del agua residual es un parámetro muy importante por

su efecto en la vida acuática, en las reacciones químicas y velocidades de reacción y

en la aplicación del agua a usos útiles. La temperatura del agua residual suele ser

siempre más elevada que la del agua de suministro, hecho principalmente debido a la

incorporación de agua caliente procedente de las casas y los diferentes usos

industriales. Dado que el calor específico del agua es mucho mayor que el del aire, las

temperaturas registradas de las aguas residuales son más altas que la temperatura del

aire durante la mayor parte del año, y sólo son menores que ella durante los meses

más calurosos del verano. (Ruiz López, 2014).

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

volumen, expresada en kg/m3. Es una característica física importante del agua

residual dado que de ella depende la potencial formación de corrientes de densidad en

fangos de sedimentación y otras instalaciones de tratamiento.

- Color: El agua residual reciente suele tener un color grisáceo. Sin embargo, al

aumentar el tiempo de transporte en las redes de alcantarillado y al desarrollarse

condiciones más próximas a las anaerobias, el color del agua residual cambia

gradualmente de gris a gris oscuro, para finalmente adquirir color negro. En la mayoría

de los casos, el color gris, gris oscuro o negro del agua residual es debido a la

formación de sulfuros metálicos por reacción del sulfuro liberado en condiciones

anaerobias con los metales presentes en el agua residual.

- Turbiedad: La turbiedad, como medida de las propiedades de transmisión de la luz

de un agua, es otro parámetro que se emplea para indicar la calidad de las aguas

vertidas o de las aguas naturales en relación con la materia coloidal y residual en

suspensión. La medición de la turbiedad se lleva a cabo mediante la comparación

entre la intensidad de la luz dispersada en la muestra y la intensidad registrada en una

suspensión de referencia en las mismas condiciones. (Valencia López, 2014).

14

1.2.5.2. Características Químicas

- Materia Orgánica: En un agua residual de intensidad media, un 75% de los sólidos

suspendidos y un 40% de los sólidos filtrables son de naturaleza orgánica, los

compuestos orgánicos están formados generalmente por una combinación de

carbono, hidrógeno y oxígeno, junto con nitrógeno en algunos casos. Otros elementos

importantes tales como azufre, fósforo y hierro pueden también hallarse presentes.

- Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO): El parámetro de polución orgánica más

utilizado y aplicable a las aguas residuales y superficiales es la D.B.O a los 5 días.

Supone esta determinación, la medida de oxígeno disuelto utilizado por los

microorganismos en la oxidación bioquímica de la materia orgánica y sirve para

determinar la cantidad aproximada de oxigeno que se requerirá para estabilizar

biológicamente la materia orgánica presente

- Demanda Química de Oxígeno (DQO): El ensayo de la D.Q.O, se emplea para

medir el contenido de materia orgánica tanto de las aguas residuales como naturales.

El equivalente de oxigeno de materia orgánica que puede oxidarse se mide utilizando

un fuerte agente químico oxidante en medio ácido. Puesto que algunos compuestos

inorgánicos interfieren en el ensayo, deben eliminarse previamente. La D.Q.O. de un

agua es por lo general , mayor que la D.B.O. porque es mayor el número de

compuestos que pueden oxidarse por vía química que biológicamente. La D.Q.O.

puede determinarse en aproximadamente 3 horas.

- Carbono Orgánico Total (C.O.T.): Este ensayo es especialmente aplicable a

pequeñas concentraciones de materia orgánica. Se lleva a cabo inyectando una

cantidad conocida de muestra en un horno de lata temperatura. El carbono orgánico

se oxida a anhídrido carbónico en presencia de un catalizador. El anhídrido carbónico

producido es cuantitativamente medido con un catalizador de infrarrojos

- Demanda Total de Oxígeno (D.T.O): Las sustancia orgánicas y, en menor escala,

las inorgánicas se transforman en productos finales estables dentro de una cámara de

combustión catalizada con platino. La D.T.O. se determina observando el contenido

del oxígeno presente en el gas que transporta el nitrógeno. (Campaña, 2013).

- Materia Inorgánica: Son varios los componentes inorgánicos de las aguas

residuales y naturales que tienen importancia para la determinación y control de la

15

calidad del agua. Las concentraciones de las sustancias inorgánicas en el agua

aumentan tanto por el contacto del agua con las diferentes formaciones geológicas,

como por las aguas residuales, tratadas o sin tratar, que a ella se descargan. Las

aguas residuales, salvo el caso de determinados residuos industriales, no se suelen

tratar con el objetivo específico de eliminar los constituyentes inorgánicos que se

incorporan durante el ciclo de uso. Las concentraciones de constituyentes inorgánicos

aumentan, igualmente, debido al proceso natural de evaporación que elimina parte del

agua superficial y deja las sustancias inorgánicas en el agua. Puesto que las

concentraciones de los diferentes constituyentes inorgánicos pueden afectar mucho a

los usos del agua, conviene examinar la naturaleza de algunos de ellos, especialmente

aquellos que han sido incorporados al agua superficial durante su ciclo de uso. (Ruiz

López, 2014).

- pH: El intervalo de concentraciones adecuado para la adecuada proliferación y

desarrollo de la mayor parte de la vida biológica es bastante estrecho y crítico. El agua

residual con concentraciones de ion hidrógeno inadecuadas presenta dificultades de

tratamiento con procesos biológicos, y el efluente puede modificar la concentración de

ion hidrógeno en las aguas naturales si ésta no se modifica antes de la evacuación de

las aguas.

- Cloruros: Los cloruros que se encuentran en el agua natural proceden de la

disolución de suelos y rocas que los contengan y que están en contacto con el agua.

Otra fuente de cloruros es la descarga de aguas residuales domésticas, agrícolas e

industriales a aguas superficiales.

Las heces humanas, por ejemplo, suponen unos 6g de cloruros por persona y día. En

lugares donde la dureza del agua sea elevada, los compuestos que reducen la dureza

del agua también son una importante fuente de aportación de cloruros. Puesto que los

métodos convencionales de tratamiento de las aguas no contemplan la eliminación de

cloruros en cantidades significativas, concentraciones de cloruros superiores a las

normales pueden constituir indicadores de que la masa de agua receptora está siendo

utilizada para el vertido de aguas residuales. (Valencia López, 2014).

- Alcalinidad: Está provocada por la presencia de hidróxidos, carbonatos y

bicarbonatos de elementos como el calcio, el magnesio, el sodio, el potasio o el

amoniaco. De entre todos ellos, los más comunes son el bicarbonato de calcio y el

bicarbonato de magnesio. Normalmente, el agua residual es alcalina, propiedad que

16

adquiere de las aguas de tratamiento, el agua subterránea, y los materiales añadidos

en los usos domésticos.

La alcalinidad se determina por titulación con un ácido normalizado, expresándose los

resultados en carbonato de calcio, CaCO3. La concentración de alcalinidad en un

agua residual es importante en aquellos casos en los que empleen tratamientos

químicos, en la eliminación biológica de nutrientes, y cuando haya que eliminar el

amoniaco mediante arrastre por aire. (Campaña, 2013).

- 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, 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. (Ruiz López, 2014)

- Fósforo: El fósforo también es esencial para el crecimiento de algas y otros

organismos biológicos. Debido a que en aguas superficiales tienen lugar nocivas

proliferaciones incontroladas de algas, actualmente existe mucho interés en limitar la

cantidad de compuestos de fósforo que alcanzan las aguas superficiales por medio de

vertidos de aguas residuales domésticas, industriales, y a través de las escorrentías

naturales. Las formas más frecuentes en las que se presenta el fósforo en soluciones

acuosas incluyen el ortofosfato, el polifosfato y los fosfatos orgánicos. (Valencia

López, 2014).

- Azufre: El ion sulfato se encuentra, de forma natural, tanto en la mayoría de las

aguas de abastecimiento como en el agua residual. Para la síntesis de proteínas, es

necesario disponer de azufre, elemento que posteriormente será liberado en el

proceso de degradación de las mismas. Los sulfatos se reducen químicamente a

sulfuros y a sulfuros de hidrógeno (H25) bajo la acción bacteriana en condiciones

anaerobias.

- Compuestos tóxicos: Por su toxicidad, ciertos cationes son de gran importancia en

el tratamiento y vertido de las aguas residuales. El cobre, plata, plomo, arsénico y boro

son tóxicos en distintos grados para los microorganismos y, por lo tanto, deben

17

tenerse en consideración al proyectar una planta de tratamiento biológico. (Campaña,

2013)

- Metales pesados: Como constituyentes importantes de muchas aguas, también se

encuentran cantidades, a nivel de traza, de muchos metales. Entre ellos podemos

destacar el níquel (Ni), el manganeso (Mn), el plomo (Pb), el cromo (Cr), el cadmio

(Cd), el cinc (Zn), el cobre (Cu), el hierro (Fe) y el mercurio (Hg). Muchos de estos

metales también están catalogados como contaminantes prioritarios. Algunos de ellos

son imprescindibles para el normal desarrollo de la vida biológica, y la ausencia de

cantidades suficientes de ellos podría limitar el crecimiento de las algas, por ejemplo.

Debido a su toxicidad, la presencia de cualquiera de ellos en cantidades excesivas

interferirá con gran número de los usos del agua. Es por ello que, a menudo, resulta

conveniente medir y controlar las concentraciones de dichas substancias. Además, las

cantidades de muchos de estos metales pueden determinarse, a concentraciones muy

bajas, empleando métodos instrumentales entre los que cabe destacar la polarografía

y la espectroscopia de absorción atómica. (Valencia López, 2014)

- Gases: Los gases que con mayor frecuencia se encuentran en aguas residuales

brutas son el nitrógeno (N2), el oxígeno (O2), el dióxido de carbono (CO2), el sulfuro

de hidrógeno (H2S), el amoniaco (NH3), y el metano (CH4). Los tres primeros son

gases de común presencia en la atmósfera, y se encuentran en todas las aguas en

contacto con la misma. Los tres últimos proceden de la descomposición de la materia

orgánica presente en las aguas residuales. Si bien no se encuentran en el agua

residual sin tratar, existen otros gases con los cuales debe estar familiarizado un

ingeniero sanitario. Tal es el caso, por ejemplo, del cloro (C12) y el ozono (O3)

(desinfección y control de olores), y los óxidos de azufre y nitrógeno (procesos de

combustión). (Campaña, 2013).

- Metano: El principal subproducto de la descomposición anaerobia de la materia

orgánica del agua residual es el gas metano. El metano es un hidrocarburo

combustible de alto valor energético, incoloro e inodoro.

En ocasiones, se produce metano como resultado de un proceso de descomposición

anaerobia que puede darse en depósitos acumulados en el fondo. Debido a que el

metano es sumamente combustible y a que el riesgo de explosión es elevado. En las

plantas de tratamiento, el metano se genera en los procesos de tratamiento

anaeróbicos empleados para la estabilización de los fangos de aguas residuales.

(Valencia López, 2014).

18

1.2.5.3. Características Biológicas del Agua

Los aspectos bilógicos incluyen el conocimiento de los grupos principales de los

microorganismos que se encuentran en las aguas superficiales y residuales así como

aquellos que intervienen en el tratamiento biológico y el de los organismos utilizados

como indicadores de polución. (Campaña, 2013).

- Microorganismos: Los principales grupos de organismos presentes tanto en aguas

residuales como superficiales se clasifican en organismos eucariotas, eubacterias y

arquebacterias. La mayoría de los organismos pertenecen al grupo de las eubacterias.

La categoría protista, dentro de los organismos eucariotas, incluye las algas, los

hongos y los protozoos. Las plantas tales como los helechos, los musgos, las plantas

hepáticas y las plantas de semilla están clasificadas como eucariotas multicelulares.

Los vertebrados y los invertebrados están clasificados como animales eucariotas

multicelulares. Los virus, también presentes en el agua residual, se clasifican en

función del sujeto infectado. (Valencia López, 2014).

- Bacterias: Las bacterias son protistas unicelulares. Consumen alimentos solubles,

por lo que se encuentran en donde estén estos y exista humedad. La temperatura y el

pH juegan un papel vital en la vida de las bacterias, así como, la disponibilidad de

nutrientes. La mayoría de los microorganismos no pueden tolerar niveles de pH por

encima de 9.5 o por debajo de 4.0. El pH óptimo se encuentra entre 6.5 y 7.5.

- Hongos: Los hongos son protistas eucariotas aerobios, multicelulares, no

fotosintéticos y quimio heterótrofos. Muchos de los hongos son saprófitos; basan su

alimentación en materia orgánica muerta. Juntos con las bacterias, los hongos son los

principales responsables de la descomposición del carbono en la biosfera. Desde el

punto de vista ecológico, los hongos presentan ciertas ventajas sobre las bacterias:

pueden crecer y desarrollarse en zonas de baja humedad y en ámbitos con pH bajos.

Sin la colaboración de los hongos en los procesos de degradación de la materia

orgánica el ciclo del carbono se interrumpiría en poco tiempo, y la materia orgánica

empezaría a acumularse.

- Algas: Las algas pueden presentar serios inconvenientes en las aguas superficiales,

puesto que pueden reproducirse rápidamente cuando las condiciones son favorables.

Este fenómeno, que se conoce con el nombre de crecimiento explosivo, puede

conducir a que ríos, lagos y embalses sean cubiertos por grandes colonias flotantes de

19

algas.

- Protozoos: Los protozoos son microorganismos eucariotas cuya estructura está

formada por una sola célula abierta. La mayoría de los protozoos son aerobios o

facultativamente quimioheterótrofos anaerobios, aunque se conocen algunos

anaerobios. Los protozoos se alimentan de bacterias y otros microorganismos

microscópicos. Tienen una importancia capital, tanto en el funcionamiento de los

tratamientos biológicos como en la purificación de cursos de agua ya que son capaces

de mantener el equilibrio natural entre los diferentes tipos de microorganismos. Ciertos

protozoos son también patógenos. (Campaña, 2013).

- Plantas y animales: Diferentes plantas y animales tienen tamaños muy variados:

desde los gusanos y rotíferos microscópicos hasta crustáceos macroscópicos, el

conocimiento de estos organismos resulta útil a la hora de valorar el estado de lagos y

corrientes, al determinar la toxicidad de las aguas residuales evacuadas al medio

ambiente, y a la hora de determinar la efectividad de la vida biológica en los

tratamientos secundarios empleados para destruir los 0residuos orgánicos. (Ruiz

López, 2014).

- Virus: Los virus son partículas parasíticas formadas por un cordón de material

genético ácido desoxirribonucleico (ADN) o ácido ribonucleico (RNA) con una capa de

recubrimiento proteínico. No tienen capacidad para sintetizar compuestos nuevos. En

lugar de ello, invaden las células del cuerpo vivo que los acoge y reconducen la

actividad celular hacia la producción de nuevas partículas virales a costa de las células

originales. Cuando muere la célula original, se liberan gran cantidad de virus que

infectarán células próximas. Los virus excretados por los seres humanos pueden

representar un importante peligro para la salud pública. Se sabe con certeza que

algunos virus pueden sobrevivir hasta 41 días, tanto en aguas limpias como residuales

a la temperatura de 20 0C, y hasta 6 días en un río normal.

Organismos Patógenos: Los organismos patógenos que se encuentran en las aguas

residuales pueden proceder de deshechos humanos que estén infectados o que sean

portadores de una determinada enfermedad. Las principales clases de organismos

patógenos presentes en las aguas residuales son, las bacterias, los virus, los

protozoos y el grupo de los helmintos. (Campaña, 2013).

20

1.2.6. Tipos de Tratamiento de Agua Residual

1.2.6.1. Tratamiento Preliminar

“Se trata de un tratamiento previo, diseñado para remover partículas grandes, tales

como plásticos, pelos, papeles, ya sea que floten o se sedimenten, antes de que

lleguen a las unidades de tratamiento posteriores. Aquí se emplean mayoritariamente

rejillas o tamices.” (PyM Quimicos C.A, 2012)

1.2.6.2. Tratamiento Primario

En el primario, se elimina un gran porcentaje de sólidos en suspensión, sobrenadante

y materia inorgánica. En este nivel se hace sedimentar los materiales suspendidos

usando tratamientos físicos o físico-químicos. También se utiliza la flotación. En

algunos casos el tratamiento se hace, dejando simplemente, las aguas residuales un

tiempo en grandes tanques o en el caso de los tratamientos primarios mejorados,

añadiendo al agua contenida en estos grandes tanques, sustancias químicas

quelantes que hacen más rápida y eficaz la sedimentación. También se incluyen en

estos tratamientos la neutralización del pH, Las operaciones que incluye son el

desaceitado y desengrase, la sedimentación primaria, la filtración, neutralización y la

desorción (PyM Quimicos C.A, 2012).

1.2.6.3. Tratamiento Secundario

En la secundaria se trata de reducir el contenido en materia orgánica acelerando los

procesos biológicos naturales. En estafase del tratamiento se eliminan las partículas

coloidales y similares. Puede incluir procesos biológicos y químicos.

El tipo de tratamiento más empleado es el biológico en el que se facilita que bacterias

digieran la materia orgánica que llevan las aguas. Este proceso se suele hacer

llevando el efluente que sale del tratamiento primario a tanques en los que se mezcla

con agua cargada de microorganismos. (PyM Quimicos C.A, 2012).

1.2.6.4. Tratamiento Terciario

La terciaria es necesaria cuando el agua va a ser reutilizada; elimina un 99% de los

sólidos y además se emplean varios procesos químicos para garantizar que el agua

21

esté tan libre de impurezas como sea posible. Se emplean tipos de tratamiento físicos

y químicos con los que se consigue limpiar las aguas de contaminantes concretos:

fósforo, nitrógeno, minerales, metales pesados, virus, compuestos orgánicos, etc.

(PyM Quimicos C.A, 2012).

1.2.7. Industria Láctea

Antes de la Revolución Industrial la leche era muy difícil de conservar, por esta razón

se consumía fresca o procesada en forma de quesos. Durante años se fueron

produciendo diferentes productos lácteos. La posibilidad de transportar la leche fresca

de las zonas rurales a las grandes ciudades se dio gracias a las mejoras en los

transportes. Todos los procesos productivos en la Industria láctea utilizan una gran

cantidad de agua, la cual después de su utilización en cada proceso, sus

características físicas, químicas y biológicas son alteradas, siendo necesario realizar

un tratamiento adecuado antes de ser descargadas a un cuerpo de agua o

alcantarillado. (Buenaño Dávalos, 2015).

1.2.8. Características del efluente de una Industria Láctea.

La caracterización del agua residual proveniente de industrias lácteas es compleja

debido a los procesos que cada una realiza, sin embargo varios estudios coinciden en

un aumento considerable en diversos parámetros como aceites y grasas, demanda

biológica de oxígeno (DBO5), demanda química de oxígeno (DQO), sólidos

suspendidos y total de sólidos disueltos, entre otros. Todo ello depende de la cantidad

de leche y suero que se introduzca en el efluente final provocando una mayor carga

orgánica contaminante.

Las aguas residuales de las industrias de tratamiento de leche presentan las

siguientes características generales: • Marcado carácter orgánico (elevada DBO5 y

DQO) ya que leche tiene una DBO5 de 100.000 mg/L. • Alta biodegradabilidad. •

Presencia de aceites y grasas • Altas concentraciones de nutrientes (fósforo y

nitratos). • Presencia de sólidos en suspensión, principalmente en la elaboración de

quesos. • Ocasionalmente pueden tener pH extremos debidos a las operaciones de

limpieza. • Uso de ácidos y bases en las limpiezas. Existen varios estudios a industrias

lácteas en el Ecuador en los que podemos encontrar la caracterización de sus

efluentes, como se muestra en la siguiente tabla: (Llanos Campaña, 2013).

22

Tabla 1. Comparación de Caracterización de Aguas Residuales de dos Industrias

DETERMINACIONES UNIDADES RESULTADO

Empresa 1

RESULTADO

Empresa 2

pH Und 4.74 4.74 6.71

Temperatura ºC 30.00 -----

Conductividad µSiems/cm 7,820.20 -----

Alcalinidad mg/L 1,130.00 -----

Acidez mg/L 3,220.00 -----

Turbiedad NTU 3,921.00 -----

Cloruros g/L 101.90 -----

Demanda Química de

Oxígeno

mg/L 18,400.00 13800

Demanda Bioquímica

de Oxígeno

mg/L 12,500.00 7472

Hierro mg/L 0.17 -----

Fosfatos mg/L 14.96 -----

Nitritos mg/L 0.005 -----

Nitrógeno de Nitratos mg/L 104.40 -----

Sulfatos mg/L 462.00 -----

Aceites y Grasas mg/L 4,600.00 3089

Sólidos en Suspensión mg/L 1,020.00 4300

Sólidos Disueltos mg/L 4,848.00 -----

Sólidos Totales mg/L 36,620.00 -----

Coliformes Totales

UFC/100 mL

39,500.00 -----

Coliformes Fecales

UFC/100 mL

Ausencia -----

Fuente (Llanos Campaña, 2013)

1.2.9. Procesos de producción de aguas residuales en la industria láctea

1.2.9.1. Recepción de la leche

La leche se recibe en cisternas, tal como se indica en el gráfico 1, se termiza a unos

65 °C para eliminar gran parte de la contaminación bacteriana, se enfría a 4 °C y se

transporta a los tanques de almacenamiento, los cuales también están refrigerados. La

23

limpieza de las cisternas genera residuos, siendo la cantidad de grasa abundante, ya

que el propio transporte de la leche provoca un desnatado parcial de la misma, que

después es difícil de reemulsionar. La limpieza de los tanques de almacenamiento

genera residuos similares. (Buenaño Dávalos, 2015)

Figura 1. Recepción de la leche por Tanqueros

Fuente: (Adame Romero, 2012)

1.2.9.2. Estandarización de la leche

La leche es estandarizada en materia grasa mediante el uso de desatadores

centrífugos de forma que se consiga la cantidad de grasa adecuada, en este proceso

se suelen producir efluentes con alto contenido de grasa. El proceso de separación se

realiza mediante la aplicación de fuerzas centrífugas. Las centrifugadoras de leche

están formadas por un cuerpo cónico relleno de un cierto número de aletas con una

inclinación determinada. La leche entra por la parte exterior de las aletas, y al subir

entre ellas las partículas de mayor densidad (impurezas) van yendo hacia la periferia

por la fuerza centrífuga. Las partículas de menor densidad (nata o glóbulos de grasa)

ascienden por el eje central de rotación. La leche desnatada se mueve hacia el

exterior y sale por el conducto inmediatamente inferior al de la nata. (Buenaño

Dávalos, 2015)

Figura 2. Proceso de Estandarización de la Leche.

Fuente: (Barrera Díaz, 2014)

La estandarización del contenido en grasa implica el ajuste del contenido en grasa de

la leche o de un producto lácteo, por medio de la adición de nata o leche desnatada de

forma apropiada.

24

La estandarización se realiza para cumplir las normas legales o porque el fabricante

decide elaborar un producto con unas características determinadas. (Buenaño

Dávalos, 2015)

1.2.9.3. Tratamientos Térmicos

Los tratamientos térmicos habitualmente empleados son los siguientes: ·

Pasteurización, proceso muy similar a la termización pero que emplea temperaturas de

hasta 85 °C durante unos 15 segundos para la eliminación de todos los

microorganismos patógenos. · Esterilización mediante tratamiento UHT (Ultra High

Temperature), en la cual la leche es calentada a alta temperatura (hasta 145 °C)

durante un tiempo muy corto (de 2 a 5 segundos).

En los tratamientos térmicos se suelen producir depósitos de proteínas que quedan

adheridos a las superficies de los intercambiadores de calor y que posteriormente

deben ser arrastrados por las limpiezas químicas. Estos tratamientos térmicos son

comunes para la leche, nata, postres lácteos, etc. (Buenaño Dávalos, 2015)

1.2.9.4 Transporte de los Productos Lácteos Líquidos

Los productos lácteos líquidos se mueven por tuberías por medio de las bombas

adecuadas. Cuando en un circuito ha terminado de enviar un producto, se produce

manual o automáticamente un empuje con agua para la eliminación de los restos de

dicho producto, con lo cual se crea una pequeña zona de mezcla agua-producto, que

es enviada a sumidero y que puede contener más o menos producto en función a la

precisión de empuje del agua. (Buenaño Dávalos, 2015).

1.2.9.5. Limpieza de Circuitos y Equipos

La limpieza de los circuitos y equipos se suele realizar en varios pasos:

- Empuje de los restos de leche y productos lácteos con agua. Todo este efluente

normalmente va a sumidero.

- Lavado con sosa diluida

- Lavado con ácido

- Empuje final con agua para eliminar todos los posibles restos de producto, de ácido o

de sosa.

25

La mayor parte de las aguas residuales lácteas proceden de este tipo de lavados. El

uso de ácido y sosa provoca que tengan valores de pH muy extremos, que pueden

oscilar desde 5 hasta 10,53. En ocasiones también para determinados circuitos se

emplean otros tipos de detergentes y desinfectantes tales como: ácido peracético,

agua oxigenada, sales de amonio cuaternario, etc.) (Buenaño Dávalos, 2015)

1.2.10. Mecanismos de Remoción de Contaminantes

1.2.10.1. Remoción de DBO

El suelo es un biofiltro que contiene una gran cantidad de bacterias. La remoción de

DBO se lleva a cabo por la absorción de compuestos orgánicos en solución y por

oxidación bacterial, ya que las capas superiores del suelo contienen microorganismos

en abundancia. Los valores más comunes que se estiman respecto a la cantidad de

microorganismos son: 107 bacterias, 106 actinomices y 105 hongos por gramo de

tierra. Estos microorganismos los responsables de la remoción de DBO en el agua

residual aplicada. Para flujo superficial, el crecimiento bacterial que se presenta en la

capa superior del suelo y en el humus de las plantas es responsables de la remoción.

Los organismos alcanzan un crecimiento óptimo a temperaturas relativamente altas,

pero su reproducción continúa inclusive a temperaturas muy bajas (Marin Montoya &

Correa Ramirez, 2010).

1.2.10.2. Remoción de Sólidos Suspendidos

Constituyen uno de los límites que se fijan a los efluentes de plantas de tratamiento de

aguas residuales se determinan como la cantidad de material retenido después de

filtrar un determinado volumen de muestra, a través de crisoles "GOOCH" o filtros de

fibra de vidrio que utilizan como medio filtrante. En la actualidad se prefiere utilizar

filtros de membrana con un tamaño de poro de aproximadamente 1.2 micrómetros (1.2

x 10-6metros). Los sólidos suspendidos son principalmente de naturaleza orgánica;

están formados por algunos de los materiales más objetables contenidos en el agua

residual. La mayor parte de los sólidos suspendidos son desechos humanos,

desperdicios de alimentos, papel, trapos y células biológicas que forman una masa de

sólidos suspendidos en el agua. Incluso las partículas de materiales inertes adsorben

sustancias orgánicas en su superficie. (Argandoña & Macias , 2013).

26

1.2.10.3. Remoción de Bacterias

Esta remoción se logra por diferentes mecanismos, destacando entre ellos: adsorción

sobre las partículas del sustrato; la toxicidad que ejercen los antibióticos de las raíces

de la plantas sobre los organismos patógenos; la acción depredadora de bacteriófagos

y protozoos. En los humedales artificiales la eliminación de coliformes fecales se

ajusta a modelos de cinética de primer orden, lográndose la mayor parte de

eliminación en los primeros tramos de los humedales, de tal manera que a la mitad ya

se ha eliminado el 80% de estos microorganismos (Sánchez, 2011).

1.2.10.4. Remoción de Nitrógeno

El nitrogeno en el agua residual se encuentra en muchas formas, las cuales pueden

transformarse de manera muy diversa en cada uno de los procesos de tratamiento de

agua residual.el nitrogeno amoniacal es convertido en diferentes productos por los

procesos de nitrificacion y desnitrificacion;parte del amoniacal es asimilado por los

microorganismos e incorporado a su masa celular. Debido a que las bacterias

nitrificantes son muy sensibles , es necesario controlar parametros como el pH,cuyo

intervalo ideal esta entre 7,5 y 8,6 disuelto por encima de 1mg/L.

Los procesos de nitrificacion se pueden realizar en suspension o en cultivo fijo; en el

primer caso, la nitrificacion se consigue en el mismo reactor empleado para el

tratamiento de materia organica carbonosa o en un reactor independiente, situado a

continuacion del reactor convencional de lodos activados. El proceso de

desnitrificacion requiere condiciones anoxicas, ya que el oxigeno disuelto inhibe el

complejo enzimatico para el desarrollo del proceso ;el pH optimo varia entre 7 y 8, de

acuerdo con las poblaciones microbianas presentes.

La desnitrificacion con cultivos en suspension se lleva a cabo en sistemas de lodos

activados de flujo en piston. (González Leal, 2012).

1.2.11. Muestreo de Aguas Residuales

El muestreo del agua residual es una técnica que sirve para caracterizar y cuantificar

los contaminantes del agua y los volúmenes que se descargan como producto de

todas las etapas de un proceso.

27

Las técnicas de muestreo deben asegurar que la muestra sea confiable, debido a que

corresponde la base fundamental para el procedimiento de análisis y posterior diseño

del sistema de tratamiento.

Para realizar un muestreo confiable, es necesario conocer toda la información sobre

las características de la descarga; es decir, conocer el volumen de producción, tipo de

productos que utilizan en cada proceso, ubicación de la descarga, horas de trabajo de

la industria, entre otros.

La variación del caudal se relaciona con los períodos de tiempo con que se va a tomar

la muestra. Por tal razón que deben tomar en tiempos cortos, para encontrar mayor

representatividad. (Pallmay, 2016).

1.2.11.1. Tipos de muestras

Muestra Simple

“La muestra simple o puntual es aquella que se toma en un sitio determinado y una

sola vez. Es decir constituye la composición del agua inicial, para el tiempo, lugar y

circunstancias particulares en las que se realizó su captación”. (Pallmay, 2016).

Muestra Compuesta

La muestra compuesta se define como la combinación de muestras puntuales,

tomadas en el mismo lugar, pero en diferentes tiempos. La utilización de muestras

compuestas representa un ahorro de recursos tanto humanos como económicos,

debido a que se puede obtener un promedio en vez de la utilización de una serie de

muestras para ser analizadas. (Pallmay, 2016).

Muestra Integrada

“La muestra integrada consiste en el análisis de las muestras puntuales recolectadas a

un mismo tiempo en diferentes puntos, o lo más próximas posible”. (Pallmay, 2016).

1.2.11.2. Preservación de Muestras

El tiempo que transcurre desde que se toma la muestra hasta su llegada al laboratorio

puede conducir a cambios físico químicos, bioquímicos y biológicos dentro del envase,

lo que producirá un cambio en la calidad intrínseca de la muestra. Por consiguiente es

necesario preservar la muestra antes de su envío para prevenir estos cambios.

28

Los métodos de preservación son relativamente limitados y tienen por objetivo:

a. Retardar la acción biológica

b. Retardar la hidrólisis de compuestos y complejos químicos.

c. Reducir la volatilidad de los constituyentes

La preservación de las muestras es difícil debido a que casi todos los persevantes

interfieren de una u otra manera con algunas de las pruebas analíticas, por ello lo ideal

es realizar los análisis de manera inmediata. El almacenamiento a baja temperatura es

quizá la mejor manera de preservar la mayoría de muestras por 24 horas. En todo

caso solo se deben usar persevantes químicos cuando ellos no interfieran con los

análisis a realizarse.

Ningún método de preservación es enteramente satisfactorio por los que debe

seleccionarse el persevante teniendo en consideración las determinaciones a ser

efectuadas. Las técnicas de preservación incluyen:

• Protección contra la incidencia de la luz solar,

• Adición de persevantes químicos,

• Disminución de la temperatura para retardar las reacciones,

• Congelación de la muestra, etc.

Las técnicas de preservación solamente retardan los cambios químicos y biológicos

que sobrevienen inevitablemente al remover la muestra de la fuente original. Los

cambios que ocurren en una muestra pueden ser químicos o biológicos. Los cationes

metálicos pueden precipitarse como hidróxidos o formar complejos con otros

constituyentes; los cationes y aniones pueden cambiar su estado de valencia bajo

ciertas condiciones de reducción u oxidación; otros constituyentes pueden disolverse o

volatilizarse con el transcurso del tiempo. Los cationes metálicos tales como hierro y

plomo, pueden ser absorbidos en superficies (vidrios, plásticos cuarzo,

etc.). (Tecnólogos Ambientales SENA CICUCO, 2012).

1.2.11.3. Identificación de Muestras

Una vez envasada la muestra deberá ser identificada, para prevenir confusiones en la

identificación de las muestras, pegar al recipiente antes o en el momento de muestreo

papel engomado o etiquetas adhesivas en las que se anote, con tinta a prueba de

agua, por lo menos la siguiente información:

29

• Número de muestra

• Nombre del recolector

• Fecha y hora de muestreo

• Lugar y dirección del sitio de muestreo

• Técnica de preservación realizada

• Análisis requerido (Tecnólogos Ambientales SENA CICUCO, 2012).

1.2.11.4. Transporte de muestras

El tiempo de entrega de las muestras al laboratorio no deberá de exceder de 24 horas.

En el caso específico de muestras bacteriológicas y de manera general se deberá

respetar el lapso de tiempo que especifica el “Standard Methods”.19 edición. Es

indispensable, antes de efectuar el transporte de las muestras recolectadas, verificar

que el etiquetado de las mismas corresponda con el registro de campo y la cadena de

custodia, lo que permitirá la rápida y correcta identificación de todas y cada una de las

muestras en el momento de su recepción; adicionalmente se debe cuidar que los

envases estén perfectamente cerrados para evitar pérdida de muestra y mantener los

recipientes con bastante hielo a una temperatura de 4°C, durante el tiempo que dure

su traslado hasta el laboratorio.

El transporte de los envases puede hacerse en hileras o en cajas de madera cubiertas

interiormente por un material aislante y que contiene hielo en su interior. El material

aislante permite mantener las muestras a temperaturas (40C) durante el tiempo de

almacenamiento. (Tecnólogos Ambientales SENA CICUCO, 2012).

1.2.12. Normativa Ambiental

La Constitución dela República del Ecuador, publicado mediante registro oficial # 449,

de fecha octubre 20 de 2008, establece lo siguiente:

Art. 14.- Indica que la población tiene derecho a vivir en un ambiente sano y

ecológicamente equilibrado, que garantice la sostenibilidad y el buen vivir, Sumak

Kawsay.

Se declara de interés público la preservación del ambiente, la conservación de los

ecosistemas, la biodiversidad y la integridad de patrimonio genético del país.

30

La prevención del daño ambiental y la recuperación de los espacios naturales

degradados.

Art. 27.- La educación se centrará en el ser humano y garantizará su desarrollo

holístico, en el marco del respeto al medio ambiente sustentable.

Art. 32.- La salud es un derecho que garantiza el estado, cuya realización se vincula al

ejercicio de otros derechos, tales como derecho al agua, derecho a los ambientes

sanos y otros que sustentan el buen vivir.

Art. 66, inciso 2.- Derecho a una vida digna, saneamiento ambiental.

Art. 66, inciso 26.- El derecho a la propiedad en todas sus formas, con responsabilidad

ambiental.

Art. 66, inciso 27.- El derecho a vivir en un ambiente sano, ecológicamente equilibrado,

libre de contaminación y en armonía con la naturaleza.

Art. 71.- La naturaleza o Pacha Mama, donde se reproduce y realiza la vida, tiene

derecho a que se respete integralmente su existencia y el mantenimiento y

regeneración de sus ciclos vitales.

Art. 83, inciso 6.- Respetar los derechos de la naturaleza, preservar un ambiente sano

y utilizar los recursos naturales de modo racional, sustentable y sostenible.

Art. 318.- El agua es patrimonio nacional estratégico de uso público, dominio

inalienable e imprescindible del Estado.

Art. 389. El estado protegerá a las personas, las colectividades y la naturaleza frente

a los efectos negativos de los desastres naturales o antrópicos, mediante la

prevención ante el riesgo, a mitigación de desastres, la recuperación y mejoramiento

de las condiciones ambientales, con el objetivo de minimizar la condición de

vulnerabilidad.

Art. 395, inciso 2.- Las políticas de gestión ambiental se aplicarán de manera

transversal y serán de obligatorio cumplimiento por todas las personas naturales o

jurídicas en el territorio nacional.

Art. 396.- Todo daño al ambiente, además de las sanciones, implicará la obligación de

restaurar integralmente los ecosistemas.

Art. 411.- Se regulará toda actividad que pueda afectar la calidad y cantidad de agua,

y el equilibrio de los ecosistemas.

La legislación ambiental de Ecuador, se encuentra inmersa en diferentes códigos,

acuerdos ministeriales, reglamentos, entre otros. En tal virtud el Ministerio del

Ambiente cuenta con el programa “Legislación y normativa para el desarrollo

sustentable”, a través del cual señalan las leyes que se detallan a continuación:

31

Ley de Gestión Ambiental

Publicado en el Registro Oficial No. 253, de fecha 26 de enero de 2001.

De la evaluación de impacto ambiental y del control ambiental:

Art. 19.- Las obras públicas, privadas o mixtas, y los proyectos de inversión públicos o

privados que puedan causar impactos ambientales, serán calificados previamente a su

ejecución, por los organismos descentralizados de control, conforme el Sistema Único

de Información Ambiental.

Art. 20.- Para el inicio de toda actividad que suponga riesgo ambiental se deberá

contar con la licencia respectiva, otorgada por el ministerio del ramo.

Art. 33. Establecen como instrumentos de aplicación de las normas ambientales los

siguientes: parámetros de calidad ambiental, normas de fluentes y emisiones.

TEXTO UNIFICADO DE LEGISLACIÓN SECUNDARIA DEL MEDIO AMBIENTE

(TULSMA), libro VI, Tabla 8.

Tabla 2. Criterios de Calidad para Aguas de Uso Pecuario

Parámetros Expresados como:

Unidad Valor máximo permisible

Aluminio

Arsénico (total)

Bario

Boro (total)

Cadmio

Carbamatos

(totales)

Cianuro (total)

Cinc

Cobre

Cromohexavalente

Hierro

Litio

Materia flotante

Manganeso

Molibdeno

Al

As

Ba

B

Cd

Concentración de

carbamatos totales

CN-

Zn

Cu

Cr +6

Fe

Li

visible

Mn

Mo

mg/l

mg/l

mg/l

mg/l

mg/l

mg/l

mg/l

mg/l

mg/l 1,0

mg/l

mg/l

mg/l

mg/l

mg/l

mg/l

5,0

0,2

1,0

5,0

0,05

0,1

0,2

25,0

0,5

1,0

1,0

5,0

Ausencia

0,5

0,005

0,01

32

Mercurio (total)

Nitratos + nitritos

Nitritos

Níquel

Oxígeno disuelto

Organofosforados

(totales)

Organoclorados

(totales)

Potencial de

hidrógeno

Plata

Plomo

Selenio

Sólidos disueltos

totales

Transparencia de

las aguas medidas

con el disco

secchi.

Vanadio

Coliformes fecales

Coliformes Totales

Hg

N

N-nitrito

Ni

O.D.

Concentración de

organofosforados

totales

Concentración de

organoclorados

totales.

pH

Ag

Pb

Se

V

nmp por cada 100

ml

nmp por cada 100

ml

mg/l

mg/l

mg/l

mg/l

mg/l

mg/l

mg/l

mg/l

mg/l

mg/l

mg/l

mg/l

10,0

1,0

0,5

3,0

0,1

0,2

6-9

0,05

0,05

0,01

3 000

mínimo 2,0 m

10,0

Menor a 1 000

Promedio mensual

menor a 5 000

Fuente: TULSMA., Libro VI., Pág. 316-317 Elaborado por: Giovanna Miranda

1.2.13. Normas INEN

1.2.13.1. Norma INEN 2176. Calidad del Agua. Muestreo. Técnicas De Muestreo.

(Anexo 3).

1.2.13.2. Norma INEN 2594 .Suero de Leche Liquido. Requisitos. (Anexo 4).

1. 2.13.3. Norma INEN 2564. Bebidas Lácteas. Requisitos. (Anexo 5).

33

1.3. Valoración crítica de los conceptos principales de las distintas posiciones

teóricas sobre el Objeto de Investigación.

1.3.1. Análisis Bioquímicos –Microbiológicos relacionados con Alimentos

El análisis Bioquímico-Microbiológico comprende la parte práctica que aplica los

métodos de análisis para resolver problemas de composición y naturaleza química de

la materia y la otra parte las técnicas operatorias. El análisis bioquímico-microbiológico

de alimentos juega un papel muy importante, tanto en el establecimiento y

mantenimiento de la calidad de los alimentos, como en la industria.

Los análisis bioquímicos y microbiológicos aplicables para el agua considerando a

este como alimento nos a ayudaran conocer su estructura composición e interacciones

aplicando técnicas establecidas para definir sus parámetros.

1.3.2. Calidad y Análisis del Agua

Para que el agua sea de calidad hay que examinar tres aspectos: la concentración de

minerales disueltos, la composición bacteriana y si está o no contaminada. El agua no

es de calidad cuando hay introducción directa o indirecta de sustancias nocivas por el

hombre, lo cual desencadena problemas como: daños en los organismos vivos,

efectos sobre la salud de los humanos

El análisis de aguas se realiza con el fin de conocer la calidad de la misma ya sea para

consumo humano, industrial o domestico es importante mencionar que dependiendo

del uso que quiera darse existen normas ya establecidas que avalan tanto si sus

características físico -químicas como biológica están dentro de los rangos permisibles.

1.3.3. Agua Residual

Se define como aquella que ha sido utilizada en cualquier uso benéfico el

conocimiento de la naturaleza del agua residual es fundamental para el diseño,

operación y control de los sistemas de aguas residuales (recolección y

tratamiento).Generalmente los generadores de aguas residuales se pueden agrupar

en aguas residuales domésticas, industriales (caracterizadas o medidas y no medidas)

y comerciales.

34

El agua residual es un vertimiento contaminado que sin ser depurado no es apto para

ningún consumo por lo que es necesario conocer su composición para luego brindarle

un tratamiento adecuado.

1.3.4. Efluentes Lácteos

Es el vertido de efluentes líquidos que contienen un alto nivel de carga orgánica, estos

efluentes provienen principalmente del lavado de la maquinaría utilizada en los

distintos procesos de producción. Al efectuar el lavado, estas aguas arrastran restos

de producto que puede contener un elevado nivel de aminoácidos y proteínas de alto

peso molecular la combinación de todos estos materiales acostumbra a presentar

unos altos índices de conductividad y un contenido de DBO elevado.

Los lácteos son productos que para su elaboración generan gran cantidad de efluentes

generalmente de materia orgánica por lo q es necesario evaluar y dar un diagnóstico

para q este tipo de efluentes no represente ningún riesgo para la salud ni el medio

ambiente.

1.3.5. Muestreo

“Es el proceso de tomar una porción, lo más representativa, de un volumen de agua

para el análisis de varias características definidas.”

Es una técnica que también cumple con varios parámetros tanto como para su

recolección como para su conservación y que nos sirven para saber el tipo de análisis

que se quiere efectuar.

35

1.4. Conclusiones Parciales del Capítulo I

Este primer capítulo es el aporte teórico con sus definiciones más importantes que

abarca el objeto de estudio que son los análisis Bioquímicos, análisis de aguas y

estudios Bioquímicos-Microbiológicos relacionados con alimentos ya que el agua es

considerado como tal y sus parámetros Físico-Químicos y Biológicos son relevantes

para la evaluación de la calidad del agua pues así se reflejan las diferentes

alteraciones en un sistema de agua.

Las aguas residuales no son más que aguas contaminadas con residuos nocivos para

la salud y que si se pueden reutilizar pero con tratamientos adecuados que garanticen

que se puede destinar para otros usos y que estas aguas estén dentro de los rangos

permisibles de las normativas vigentes tal es el caso de la norma INEN 2176 que

sustenta la calidad del agua y técnicas de muestreo, así también está el TEXTO

UNIFICADO DE LEGISLACION SECUNDARIA DEL MEDIO AMBIENTE (TULSMA),

libro VI, Tabla 8,que menciona los Criterios de calidad para aguas de uso pecuario.

La industria láctea es una de las industrias más antiguas cuya materia prima es la

leche de la cual se derivan subproductos tal es el caso de la empresa de lácteos

“MARLEN” ubicada en el cantón Tisaleo la cual se dedica a la producción y

elaboración de derivados de la leche como el queso yogurt mantequilla y helados y

todos sus procesos utilizan gran cantidad de agua, la cual después de su utilización en

cada proceso, sus características físicas, químicas y biológicas son alteradas, siendo

necesario realizar un tratamiento de estas aguas residuales adecuado antes de ser

descargadas a un cuerpo de agua .

36

CAPÍTULO II

2. MARCO METODOLÓGICO Y PLANTEAMIENTO DE LA PROPUESTA.

2.1. Caracterización del sector, rama, empresa, contexto institucional o problema

seleccionado para la Investigación.

La presente investigación se desarrolló en la industria de lácteos MARLEN, ubicada en

el caserío San Vicente, parroquia Quinchicoto perteneciente al Cantón Tisaleo.

Es una microempresa dedicada a la producción lechera de gran calidad de la cual se

deriva la elaboración artesanal de deliciosos lácteos, en este lugar se podrá encontrar

quesos y yogures, además se puede degustar manjar de leche, mermeladas,

chocolate, machica tradicional, espumilla, choco fresas, postres y adicional recorridos

por la granja ecológica.

Esta empresa desde antaño fue la primera en dedicarse a la elaboración artesanal de

quesos que es su fuerte.

Misión

Como microempresa que elabora de la leche cruda: quesos , yogurt, manjar de leche,

helados y crema de leche distribuir a tiendas, micromercados, mercados, ferias

parroquiales cantonales y provinciales y q al consumir por la población de la zona

centro del país el cliente se sienta satisfecho del producto de calidad que adquiere.

Visión

Productos Lácteos MARLEN es una microempresa que cumple con la normativa

vigente, certificación alimentaria y marca registrada para el 2022 se posicionara en el

mercado industrial mediante técnicas de innovación de sus productos como una de las

pioneras a nivel provincial y nacional generando fuentes de trabajo por el incremento

en la producción contribuyendo así con la sociedad.

37

2.2. Descripción del procedimiento metodológico para el desarrollo de la

investigación.

2.2.1. Modalidad de la Investigación.

Cualitativa: porque se determinaron las características de los residuos que

causan el problema de estudio.

Cuantitativa: se realizó los análisis Físicos, Químicos y Microbiológicos; y se

estableció procedimientos adecuados para disminuir los valores de contaminación.

2.2.2. Tipos de investigación por su Diseño y su Alcance.

Tipo de investigación por su diseño

a) Diseños Experimentales

Diseño Cuasi experimental: se evaluó el tratamiento de las aguas residuales

generadas por la empresa de lácteos Marlen para conocer si los procedimientos

son los adecuados y/o buscar una mejora para tratar correctamente los efluentes

b) Diseños no experimentales

Diseño transversal: se recolectó los datos, realizando una visita in situ para

conocer la situación actual del tratamiento que se está dando a las aguas

residuales y se buscó otros procedimientos más adecuados para mejorar dicho

tratamiento.

Tipo de investigación por su alcance

Investigación Exploratoria: se realizó el análisis de aguas residuales para

determinar el diagnóstico.

Investigación Descriptiva: se identificó las características y propiedades

predominantes que se pueden encontrar en aguas residuales (DQO y

DBO sólidos y grasas) y se describe posibles soluciones.

38

2.2.3. Métodos del Nivel Empírico del Conocimiento

Experimento: se determinó el control físico- químico y microbiológico de las

aguas residuales

2.2.4. Métodos del Nivel Teórico del Conocimiento

Histórico- Lógico: empleado en el marco teórico e investigación de conceptos

métodos y técnicas que ayudan a mejorar los procedimientos para un mejor

tratamiento de aguas residuales.

Inductivo- Deductivo: se utilizó para realizar la explicación de los resultados

obtenidos en los análisis del agua.

Analítico Sintético: son los resultados analíticos de la investigación que tuvieron

la finalidad de mejorar o dejar el procedimiento actual que se da a las aguas

residuales generadas por la industria de lácteos.

2.2.5 Técnicas Experimentales

Consta de dos fases: fase Técnica y Fase de análisis.

Cuadro 2. Fases del Análisis.

F

A

S

E

T

É

C

N

I

C

A

Muestreo y Registro de las

muestras

- Medición del caudal del efluente y tres

días para el muestreo

- Las muestras para el análisis físico

químico se recolectaron en envases de

plástico de 4 L y para el análisis

microbiológico en envases estériles de 1L

- Registro y preservación de muestras.

- Etiquetado de las muestras.

- Transporte de muestras

39

F

A

S

E

D

E

A

N

Á

L

I

S

I

S

Análisis Físico Químico y

Microbiológico

- Color

- pH

-Temperatura

- Conductividad

- Turbiedad

- Sólidos Disueltos

- Sólidos Sedimentables

- Sólidos Suspendidos Totales

- Demanda Química de Oxígeno

- Demanda Bioquímica de Oxígeno

- Grasas extraíbles en solvente

- Coliformes Totales

- Coliformes Fecales

Elaboración de una base de

Datos

-Datos de campo y laboratorio

- Software ArcGis 10.3

- AutoCAD 2016.

Análisis Estadístico

Análisis comparativo: Resultados obtenidos

y parámetros establecidos en el TULSMA

tabla 8 – N. INEN 2176 N.INEN 2594

N.INEN 2564

Elaborado por: Giovanna Miranda

2.2.5.1 Fase Técnica

Esta etapa consiste en las visitas y el muestreo realizado en el lugar de la

investigación.

a) Frecuencia del muestreo

El muestreo del agua residual se efectuó en la descarga final de la empresa de

lácteos, a través de un muestreo compuesto; es decir, se tomaron varias muestras

instantáneas con la utilización de un balde con volumen conocido.

El muestreo se realizó durante tres días, tomando en cuenta que la empresa de

Lácteos Marlen realiza sus actividades de lunes a domingo. Este proceso se llevó a

cabo durante las 8 horas del trabajo rutinario debido a que se efectúan 3 descargas

diarias; los días escogidos aleatoriamente fueron lunes, martes, y viernes.

40

La primera descarga se realiza a las 10:00 am

La segunda descarga se realiza a las 12:00 am

La tercera descarga se realiza a las 15:00 pm

b) Recolección de las muestras

Se requiere una técnica apropiada de muestreo que se encuentre dentro de los

métodos normalizados o estándar para obtener un resultado real y que la muestra sea

representativa del total de la descarga.

En la empresa de lácteos se utilizó el método de muestreo compuesto el cual asegura

mayor representatividad y ayuda a detectar realmente el comportamiento de los

diferentes contaminantes a través del tiempo (durante un día de labores).

La muestra se recolectó en frascos de vidrio de 500 mL y 1000 ml y de polietileno, en

un volumen de 4 L, no se requieren preservantes. El origen de las muestras, las

condiciones bajo las cuales han sido recogidas deben ser anotadas y esta información

ser adherida a la botella inmediatamente.

Los recipientes que contienen las muestras deben estar marcados de una manera

clara y permanente, para que el laboratorio permita su identificación. Anotar, en el

momento del muestreo todos los detalles que ayuden a una correcta interpretación de

los resultados (fecha y hora del muestreo, nombre de la persona que muestreó,

naturaleza y cantidad de los conservantes adicionados, tipo de análisis a realizarse,

etc.).

c) Cantidad

Para la mayor parte de los análisis físicos y químicos es suficiente una muestra de 2

litros, pero para ciertas determinaciones especiales, se puede necesitar un volumen

mayor. No se debe intentar usar la misma muestra para exámenes químicos,

microbiológicos y microscópicos, porque son diferentes los métodos de recolección.

d) Intervalo de tiempo entre la Recolección y el Análisis

En general, mientras menos tiempo transcurra entre la recolección de una muestra y

sus análisis, mayor será la confianza de los resultados analíticos, porque la

41

composición de la muestra puede variar antes de llegar al laboratorio. Es imposible

precisar terminablemente el tiempo que puede trascurrir entre la recolección de la

muestra y sus análisis, pues depende de la índole de la muestra, del análisis particular

por verificar y de las condiciones de almacenamiento. Se pueden reducir mucho los

cambios producidos por la proliferación de organismos si la muestra se mantiene en la

obscuridad y a baja temperatura hasta que se analice. Se sugiere, como razonable los

siguientes límites máximos para muestras destinadas a análisis físicos y químicos:

Aguas no contaminadas: 72 horas, aguas ligeramente contaminadas: 48 horas y

aguas contaminadas: 12 horas.

2.2.5.2 Fase de Análisis

En esta etapa, se realizaron los análisis en base a los procedimientos utilizados en el

laboratorio.

Análisis Físicos

a) Color

Seleccionar en la pantalla : PROGRAMAS ALMACENADOS

Seleccionar el test 125 color a 465 nm

Llenar una cubeta cuadrada de una pulgada de 10 ml hasta la marca 10 ml con la

muestra

Preparación del blanco: Llenar otra cubeta cuadrada de una pulgada de 10 ml

hasta la marca 10 ml con agua destilada

Limpiar bien el exterior de la cubeta (el blanco) y colocar el blanco en el soporte

portacubetas con la marca de llenado hacia la derecha

Seleccionar en la pantalla: Cero

La pantalla indicara: 0 units PtCo

Limpiar bien el exterior de la cubeta (la muestra) y colocar el blanco en el soporte

portacubetas con la marca de llenado hacia la derecha

Seleccionar en la pantalla: Medición

La pantalla indicara: 0 units PtCo

b) Temperatura

Recoger el volumen necesario de agua

Introducir lo más rápido posible el termómetro, para evitar errores en la lectura por

el cambio de temperatura en el ambiente externo, la medida se realiza in situ.

42

c) Turbiedad

Calibrar del turbidímetro.

Encerar el equipo y luego calibrar con el patrón requerido.

Tomar la muestra en el frasco correspondiente y esperamos hasta que todas las

burbujas de aire desaparezcan luego verter la muestra en el tubo del turbidímetro.

Leer la turbiedad directamente, en la escala del instrumento.

d) Conductividad

Calibrar del conductímetro.

Encerar el equipo.

Leer la conductividad directamente, en la escala del instrumento.

e) Sólidos Totales

Pesar en una caja Petri previamente tarada (vacía)

Agitar la muestra de agua

Colocar 25 ml de la muestra en la caja Petri

Someter a baño maría hasta la sequedad

Introducir en la estufa

Colocarle en el desecador por aproximadamente 15 minutos y pesar.

Cálculo:

𝑆𝑇 (𝑚𝑔/𝐿) = (𝐴 − 𝐵) ∗ 1.000

𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛_𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 (𝑚𝐿)

En donde:

ST= Solidos totales

A = Peso del residuo seco más crisol en mg.

B = Peso del crisol en mg.

Vol. = Volumen de Muestra (mL).

Análisis Químicos

a) pH

Calibrar el instrumento con las soluciones amortiguadoras de pH 4, pH 7, pH 9.

Medir el pH de la muestra indicando la temperatura de la misma. Realizar la

medida con una agitación moderada para minimizar la entrada de dióxido de

carbono y suficiente como para homogeneizar la muestra.

43

Introducir el electrodo en la muestra y leer.

Una vez finalizada la medida enjuagar y secar suavemente los electrodos y

proceder a ubicarlos en la solución de preserva de los mismos

b) Sólidos Sedimentables

Verter en el cono Imhoff 1000 mL de muestra perfectamente mezclada.

Dejar sedimentar y leer el volumen del sedimento a los 10 minutos en la escala.

A los 45 minutos, raspar las paredes del cono con varilla de vidrio para desprender

las partículas adheridas.

Dejar sedimentar 15 minutos más y leer el volumen del sedimento en la escala a

los 60 minutos de iniciado el ensayo.

c) Sólidos Disueltos

Preparación del papel de filtro: Colocar el filtro en el embudo de filtración.

Aplicar vacío y enjuagar con tres porciones de 20 mL de agua destilada. Continuar

la succión hasta eliminar totalmente el agua.

Secar en estufa 103-105ºC por 1 hora en un soporte de porcelana o similar.

A 550 ºC, enfriar en desecador y pesar.

Repetir el ciclo de muflado, enfriado y pesado hasta peso constante.

Determinación: Una vez que se obtuvo el peso constante del filtro, pesarlo

inmediatamente antes de usarlo.

Colocar el filtro en el embudo de filtración, mojar el filtro con una pequeña cantidad

de agua destilada.

Tomar un volumen de muestra homogeneizada que de un residuo seco entre 2.5 y

200 mg.

Verter el volumen medido en el embudo de filtración. Comenzar la succión.

Lavar 3 veces sucesivas con 10 mL de agua destilada cada vez, permitiendo un

completo drenaje en los lavados. Continuar la succión por 3 minutos hasta que la

filtración sea completa.

Remover el filtro y colocarlo sobre un soporte de porcelana. Secar por 1 hora

a103-105ºC en estufa, enfriar en desecador hasta temperatura ambiente y pesar.

Repetir el ciclo de secado, enfriado, y pesado hasta peso constante o hasta que la

pérdida de peso sea menor que el 4% del peso previo o 0.5 mg.

Colocar el filtro anterior en la mufla a 550 ± 50ºC durante 1 hora. Enfriar en

desecador y pesar. Repetir la secuencia hasta obtener peso constante o hasta que

44

la pérdida de peso sea menor que el 4% del peso previo o 0.5 mg.

d) Demanda Química de Oxígeno (DQO)

En un balón de 250 mL agregar 10 mL de alícuota o de muestra más 6 mL de

dicromato de potasio 0.0167 M más 14 mL de solución (H2SO4 AgSO4 precaución

agitar bien y añadir el ácido lentamente)

Someter a reflujo durante dos horas con sus respectivos núcleos de ebullición y

dejar enfriar.

Pasar 50 mL de agua destilada a través de la parte superior de cada refrigerante

Titular con FAS usando como indicador Ferroina color verde hasta que tome una

coloración rojo marrón y anotar el volumen utilizado

e) Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO)

Para realizar este análisis primero se debe airear el agua destilada con la bomba

de vació durante 30 minutos aproximadamente

En un balón de aforaciòn de 1000 se añade 500 mL de agua destilada aireada +

2mL de buffer pH 7 + 1 mL de CaCl2 + 1 mL Mg Cl2 + 1 mL FeCl2 y colocamos 1mL

de aguas residual

Hecho esto aforamos hasta 1000 mL con la misma agua aireada.

f) Grasas

En un balón de separación de 200 mL agregar 10 mL de alícuota o de muestra

más 20 mL de hexano o éter de petróleo

Separar la grasa (que está arriba)

Colocar en una caja Petri tarada (previamente pesada)

Lavar con la misma muestra dos veces

Pesar la caja Petri luego de la sequedad total

Análisis Microbiológico

Para este análisis se utilizan los métodos estandarizados esta normativa técnica se

utiliza para verificar Coliformes totales y fecales determinados por la técnica de

filtración por membrana y evitar obtener resultados falsos positivos.

45

Procedimientos

Estos procedimientos de verificación de Coliformes totales se basan en la capacidad

de los mismos para fermentar la lactosa, inhibiendo el verde brillante y la bilis el

desarrollo de otras bacterias. Este grupo es deficiente en permeasa pero no en ß-

galactosidasa la cual produce la ruptura de la lactosa en glucosa y galactosa. La

verificación de Coliformes fecales se basa en la capacidad de los mismos para

fermentar la lactosa, inhibiendo la sal biliar presente en el medio de cultivo EC, el

desarrollo de bacterias formadoras de endosporas y bacterias Gram positivas. (Anexo

6).

2.2.5.3 Población y muestra

a) Población

5 trabajadores y 15 proveedores de materia prima.

Instalaciones de la empresa de Lácteos Marlen

b) Muestra

Para la muestra se seleccionó un día aleatorio en cualquier momento en que la

empresa de lácteos se encuentre laborando, debido que durante las 8 horas

laborables el caudal de descarga es el mismo.

2.2.5.4 Análisis de Datos

Tabla 3. Análisis Agua Residual Suero 1

Determinaciones Unidades Valores Referenciales

TULSMA

Resultados

Color Und Pt/Co 5400

pH Und 5-9 6.76

Temperatura ºC 30

Conductividad µSiems/cm ˂500 4630

Turbiedad UNT 451

Sólidos Disueltos mg/L 3000 2700

Sólidos Sedimentables

mg/L 4.5

46

Sólidos suspendidos totales

mg/L 4660

Demanda Química de Oxígeno

mg/L 200 4120

Demanda Bioquímica de Oxígeno

mg/L 100 3660

Grasas extraíbles en solvente

mg/L 530

Coliformes Totales

UFC/100 mL ˂ 5000 144 x 104

Coliformes Fecales

UFC/100 mL ˂ 1000 540

Fuente: SAQMIC Elaborado por: Giovanna Miranda.

Gráfico1. Análisis Comparativo de Color/Conductividad/Sólidos

Disueltos/Sólidos Suspendidos Totales/Demanda Bioquímica de Oxígeno/

Demanda Química de Oxígeno, Suero 1

Fuente: TULSMA, Análisis Agua Residual Suero 1 Elaborado por: Giovanna Miranda.

Interpretación de Resultados

Para el análisis respectivo de la muestra de suero 1 se ha tomado en cuenta como

primera instancia seis parámetros, tales como: Color, Conductividad, Sólidos

Disueltos, Sólidos suspendidos, DQO y DBO; los mismos que fueron comparados con

el TULSMA, lo cual indicó que cinco de los seis parámetros no cumplen con los

límites permisibles establecidos. En tanto los Sólidos Disueltos están dentro del rango

permisible de 3000, por lo que es necesario plantear alternativas para disminuir los

valores de los parámetros Físicos Químicos y Microbiológicos.

5400 4630

2700

4660 4120

3660

0 500

3000

1000 200 100

0100020003000400050006000

Color (Debe serIncoloro)

Conductividad(Debe Ser

Menor a 500)

Solidos disueltos Solidossuspendidos

totales

DemandaQuímica de

Oxigeno

DemandaBioquímica de

Oxigeno

Datos Reales TULSMA

47

Gráfico 2. Análisis Comparativo pH/Temperatura/Sólidos Sedimentables Suero 1.

Fuente: TULSMA, Análisis Agua Residual Suero 1 Elaborado por: Giovanna Miranda


Para el análisis respectivo de la muestra de suero 1 se ha tomado en cuenta tres

parámetros que son pH, Temperatura, Solidos Sedimentables, los mismos que se

comparó con el TULSMA, lo cual abordo que ninguno de los tres parámetros cumplen

con los límites permisibles por la ley vigente, por lo que es necesario plantear

alternativas para disminuir los valores de los parámetros físicos químicos y

microbiológicos.


Coliformes Fecales Suero 1.




parámetros: Turbiedad, Grasas Extraíbles en Solventes y Coliformes Fecales, los que

comparados con el TULSMA, dos de tres parámetros no cumplen con los límites

permisibles. En tanto, Coliformes Fecales están dentro del rango permisible de 1000,

por lo que es necesario plantear alternativas para disminuir los valores de los

parámetros Físicos Químicos y Microbiológicos.

6,76

30

4,5 9 0,3 2

0

20

40

pH (Debe Ser entre 5 - 9) Temperatura (Debe Ser ±0.3°C) Solidos sedimentables

Datos Reales TULSMA

451 530 540

100 0,3

1000

0

500

1000

1500

Turbiedad Grasas extraíbles en solvente Coliformes Fecales (Debe SerMenor a 1000)

Datos Reales TULSMA

48

Gráfico 4. Análisis Comparativo Coliformes Totales Suero 1

Fuente: TULSMA, Análisis Agua Residual Suero 1 Elaborado por: Giovanna Miranda


Para el análisis respectivo de la muestra de suero 1 solo se ha tomado en cuenta

Coliformes Totales el cual comparado con el TULSMA , abordó que éste parámetro no

cumple con el límite permisible, por lo que es necesario plantear alternativas para

disminuir los valores de los parámetros Físicos Químicos y Microbiológicos.

Tabla 4. Análisis Agua Residual Lavado 1


TULSMA

Resultados

Color Unid Pt/Co 6120

pH Unid 5-9 4.75

Temperatura ºC 29


Turbiedad UNT 420

Solidos disueltos mg/L 3000 4630


mg/L 3.5

Sólidos Suspendidos Totales

mg/L 4530

Demanda Química de Oxigeno

mg/L 200 3940

Demanda Bioquímica de Oxigeno

mg/L 100 2980


mg/L 120

Coliformes Totales UFC/100 mL ˂ 5000 126 x 104

Coliformes Fecales UFC/100 mL ˂ 1000 400


1440000

5000 0

1000000

2000000

Coliformes Totales (Debe Ser Menor a 5000)

Datos Reales TULSMA

49

Gráfico 5. Análisis Comparativo de Color/Conductividad/Sólidos

Disueltos/Sólidos Suspendidos Totales/Demanda Bioquímica de Oxígeno/

Demanda Química de Oxígeno, Lavado 1

Fuente: TULSMA, Análisis Agua Residual Lavado 1 Elaborado por: Giovanna Miranda


Para el análisis respectivo de la muestra de Lavado 1 se ha tomado en cuenta como

primera instancia seis parámetros que son Color, Conductividad, Sólidos Disueltos,

Sólidos suspendidos, Demanda Química de Oxígeno, Demanda Bioquímica de

Oxigeno los cuales comparados con el TULSMA seis de seis no cumplen con los

parámetros establecidos por lo que es necesario plantear alternativas para disminuir

los valores de los parámetros Físicos Químicos y Microbiológicos.

Gráfico 6. Análisis Comparativo pH/Temperatura/Sólidos Sedimentables.

Lavado1

Fuente: TULSMA, Análisis Agua Residual Lavado 1 Elaborado por: Giovanna Miranda.


Para el análisis respectivo de la muestra de lavado 1 se ha tomado en cuenta tres

parámetros que son pH, Temperatura y Solidos Sedimentables los cuales comparados

con el TULSMA tres de tres no cumplen con los parámetros establecidos por lo que

es necesario plantear alternativas para disminuir los valores de los parámetros Físicos

Químicos y Microbiológicos.

6120 7700

4630 4530 3940 3660

0 500 3000

1000 200 100 0

5000

10000



Menor a 500)


totales

DemandaQuímica de

Oxigeno


Oxigeno

Datos Reales TULSMA

4,75

29

3,5 9

0,3 2

0

20

40


Datos Reales TULSMA

50


Coliformes Fecales Lavado1.




parámetros que son Turbiedad, Grasas Extraíbles en Solventes y Coliformes Fecales

los cuales comparados con el TULSMA dos de tres no cumplen con los parámetros

establecidos y solo Coliformes Fecales están dentro del rango permisible de 1000 por

lo que es necesario plantear alternativas para disminuir los valores de los parámetros

Físicos Químicos y Microbiológicos.

Gráfico 8. Análisis Comparativo Coliformes Totales Lavado 1.



Para el análisis respectivo de la muestra de Lavado 1 solo se ha tomado en cuenta

Coliformes Totales el cual comparado con el TULSMA no cumple con el rango

permisible por lo que es necesario plantear alternativas para disminuir los valores de

los parámetros Físicos Químicos y Microbiológicos

420

120

400

100 0,3

1000

0

200

400

600

800

1000

1200


Datos Reales TULSMA

1260000

5000 0

1000000

2000000


Datos Reales TULSMA

51



TULSMA

Resultados


pH Und 5-9 6.76

Temperatura ºC 30


Turbiedad UNT 451



mg/L 4.5

Sólidos suspendidos totales

mg/L 4660


mg/L 200 8150


mg/L 100 5200


mg/L 530






Oxígeno, Suero 2.


5400 4630

2700

4660

8150

5200

0 500

3000

1000 200 100

0

2000

4000

6000

8000

10000



Menor a 500)


totales

DemandaQuímica de

Oxigeno


Oxigeno

Datos Reales TULSMA

52


Para el análisis respectivo de la muestra de suero 2 se ha tomado en cuenta como






Gráfico 10. Análisis Comparativo pH/Temperatura/Sólidos Sedimentables.Suero

2.





con el TULSMA tres de tres no cumplen con los parámetros establecidos por lo que

es necesario plantear alternativas para disminuir los valores de los parámetros Físicos





6,76

30

4,5 9

0,3 2

0

20

40


Datos Reales TULSMA

451 530 540

100 0,3

1000

0

500

1000

1500


Datos Reales TULSMA

53





establecidos y solo Coliformes Fecales está dentro del rango permisible de 1000 por lo

que es necesario plantear alternativas para disminuir los valores de los parámetros


Gráfico 12. Análisis Comparativo Coliformes Totales Suero 2.



Para el análisis respectivo de la muestra de Suero 2 solo se ha tomado en cuenta





Determinaciones Unidades Valores referenciales

TULSMA

Resultados


pH Und 5-9 4.83

Temperatura ºC 27


Turbiedad UNT 384


Sólidos

Sedimentables

mg/L 2.8

1440000

5000 0

1000000

2000000


Datos Reales TULSMA

54

Sólidos Suspendidos totales

mg/L 4510


mg/L 200 3820


mg/L 100 2930


mg/L 108


Coliformes Fecales UFC/100 mL ˂ 1000 160 Fuente: SAQMIC Elaborado por Giovanna Miranda



Oxígeno, Lavado 2.



Para el análisis respectivo de la muestra de Lavado 2 se ha tomado en cuenta como






6150

7800

4450 4510 3820

2930

0 500

3000

1000 200 100

0

2000

4000

6000

8000

10000


Conductividad(Debe Ser Menor

a 500)


totales

DemandaQuímica de

Oxigeno


Oxigeno

Datos Reales TULSMA

55

Gráfico14.Análisis Comparativo pH/Temperatura/Sólidos Sedimentables.

Lavado2





con el TULSMA dos de tres no cumplen con los parámetros establecidos, solo el pH

está dentro del rango permisible de 9 por lo que es necesario plantear alternativas

para disminuir los valores de los parámetros Físicos Químicos y Microbiológicos.


Coliformes Fecales Lavado 2.








Físicos Químicos y Microbiológicos

4,83

27

2,8 9

0,3 2

0

10

20

30


Datos Reales TULSMA

384 108 160 100 0,3

1000

0

500

1000

1500


Datos Reales TULSMA

56

Gráfico 16. Análisis Comparativo Coliformes Totales Lavado 2.



Para el análisis respectivo de la muestra de Lavado 2 solo se ha tomado en cuenta






TULSMA

Resultados


pH Und 5-9 6.82

Temperatura ºC 30


Turbiedad UNT 502



mg/L 4.6

Sólidos Suspendidos totales

mg/L 4645


mg/L 200 4130


mg/L 100 3670


mg/L 543



Fuente: SAQMIC Elaborado por: Giovanna Miranda

1310000

5000 0

500000

1000000

1500000

Coliformes Totales (Debe Ser Menor a 5000)Datos Reales TULSMA

57



Oxígeno, Suero 3.



Para el análisis respectivo de la muestra de Suero 3 se ha tomado en cuenta como



Oxígeno los cuales comparados con el TULSMA cinco de seis no cumplen con los

parámetros establecidos solo los Solidos Disueltos está dentro del rango permisible de

3000 por lo que es necesario plantear alternativas para disminuir los valores de los

parámetros Físicos Químicos y Microbiológicos.

Gráfico 18.Análisis Comparativo pH/Temperatura/Sólidos Sedimentables Suero

3.



Para el análisis respectivo de la muestra de Suero 3 se ha tomado en cuenta tres





5500 4736

2687

4645 4130 3670

0 500

3000

1000 200 100

0

2000

4000

6000

Color (Debe ser Incoloro)Conductividad (Debe Ser Menor a 500)Solidos disueltosSolidos suspendidos totalesDemanda Química de OxigenoDemanda Bioquímica de Oxigeno

Datos Reales TULSMA

6,82

30

4,6 9 0,3 2

0

50


Datos Reales TULSMA

58





Para el análisis respectivo de la muestra de Suero 3 se ha tomado en cuenta tres






Gráfico 20. Análisis Comparativo Coliformes Totales Suero 3.



Para el análisis respectivo de la muestra de Suero 3 solo se ha tomado en cuenta




502 543 560

100 0,3

1000

0

500

1000

1500


Datos Reales TULSMA

1460000

5000 0

1000000

2000000


Datos Reales TULSMA

59



TULSMA

Resultados


pH Und 5-9 4.52

Temperatura ºC 24


Turbiedad UNT 366



mg/L 2.5


mg/L 4410


mg/L 200 3720


mg/L 100 2850


mg/L 106


Coliformes Fecales UFC/100 mL ˂ 1000 ˂ 100

Fuente: SAQMIC Elaborado: por Giovanna Miranda



Oxígeno, Lavado 3.


6000

7900

4300 4410 3720

2850

0 500

3000

1000 200 100

0

2000

4000

6000

8000

10000


Conductividad(Debe Ser Menor

a 500)


totales

DemandaQuímica de

Oxigeno


Oxigeno

Datos Reales TULSMA

60


Para el análisis respectivo de la muestra de lavado 3 se ha tomado en cuenta como






Gráfico22.Análisis Comparativo pH/Temperatura/Sólidos Sedimentables

Lavado3.









Coliformes Fecales Lavado 3.


4,52

24

2,5 9

0,3 2

0

20

40


Datos Reales TULSMA

366 106 <[VALOR] 100 0,3

1000

0

500

1000

1500


Datos Reales TULSMA

61


Para el análisis respectivo de la muestra de Lavado 3 tomo en cuenta tres parámetros

que son Turbiedad, Grasas Extraíbles en Solventes y Coliformes Fecales y

comparados con el TULSMA dos de tres no cumplen con los parámetros establecidos,

solo Coliformes Fecales están dentro del rango permisible de 1000 por lo que es

necesario plantear alternativas para disminuir los valores de los parámetros Físicos


Gráfico 24. Análisis Comparativo Coliformes Totales Lavado 3



Para el análisis respectivo de la muestra de Lavado 3 solo se tomó en cuenta



los parámetros Físicos Químicos y Microbiológicos.

2.3 Propuesta

2.3.1 Tema:

Rediseño de la planta de tratamiento para el agua Residual de la empresa de Lácteos

Marlen.

2.3.2 Objetivos

Objetivo General

Diseñar la planta de tratamiento para aguas residuales utilizando agregados

pétreos como medios filtrantes en la depuración.

1230000

5000 0

2000000


Datos Reales TULSMA

62

Objetivos Específicos

Dimensionar la planta de tratamiento de aguas residuales, en base a la producción

media de la microempresa.

Simular los procesos del tratamiento in vitro para proponer el diseño de la planta

de tratamiento.

Proponer alternativas para la reutilización del agua residual en subproductos

acoplados a las normas INEN 2594 y 2564.

2.3.3 Desarrollo

2.3.1 Identificación del Problema

La presencia en el agua de muchas sustancias sólidas constituye la parte más

importante y aparente de la contaminación. Debe eliminarse esta parte sólida para

evitar gran número de inconvenientes, de los cuales los más importantes son:

obstrucción de conducciones o de refrigerantes, abrasión de bombas, desgaste de

materiales, etc., en caso de aguas de abastecimiento de aguas o de vertidos, deben

cumplirse, además, las exigencias de la normativa vigente. El tamaño de las partículas

contaminantes presentes en el agua es muy variado. Hay sólidos que por su tamaño

pueden observarse a simple vista y dejándolo en reposo pueden ser separados por

decantación (bajo la influencia de la gravedad) o por flotación, dependiendo de las

densidades relativas del sólido y del agua, también resulta fácil separarlas por

filtración. Además existen partículas finas llamadas coloides, que constituyen una

parte importante de la contaminación, causa principal de la turbiedad. Todo

tratamiento impone una previa desestabilización del estado que permite que las

partículas se aglomeren y formen corpúsculos de mayor tamaño fáciles de eliminar.

2.3.2 Tipo de Estudio

Esta propuesta va dirigida a la gerencia de la empresa de lácteos Marlen y a su vez a

los microempresarios de la zona para que opten por darles a las aguas residuales un

tratamiento adecuado y que esté cumpliendo los parámetros establecidos por el ente

regulador de control.

63

2.3.3 Lugar de Desarrollo y Aplicación de la Propuesta

Empresa de Lácteos Marlen ubicada en el cantón Tisaleo.

2.3.4 Metodología Empleada

Gracias a la colaboración de los dueños y empleados de la empresa de lácteos Marlen

fue posible realizar el estudio para una planta de tratamiento más a fin a la empresa y

que cumpla con los requerimientos de la normativa además de proporcionar

información y alternativas de las posibles mejoras si así los dueños lo requieren

entregando una planimetría para poner en consideración la implementación a corto

plazo de la misma.

2.3.5 Secuencia de Procedimientos

Para el rediseño de la PTAR será necesario la siguiente secuencia de procedimientos:

1) Estudio situacional actual de los efluentes.

2) Muestreo.

3) Caracterización Físico Químico y Microbiológico de los efluentes para conocer si los

parámetros están dentro de los rangos permisibles.

4) Proponer un diseño adecuado de una nueva PTAR.

5) Dimensionar la nueva PTAR mediante la elaboración de planos.

6) Simulación del Proceso con la elaboración de una maqueta Ilustrativa.

7) Plantear alternativas de reutilización basadas en las Normas INEN 2164 y 2494

para aprovechar el agua residual y para que la gerencia de la empresa pueda

implementar este tratamiento.

2.3.6 Material para la PTAR

Maqueta demostrativa para el tratamiento del Agua Residual de la Empresa de

Lácteos Marlen.

Planos en AutoCAD del diseño del tratamiento de aguas residuales.

2.3.7 Beneficios que ofrece la Propuesta

El diseño de la planta de tratamiento para el agua residual de la empresa de lácteos

Marlen permitirá mejorar los índices de tratabilidad de la misma y conocer alternativas

para su reutilización.

64

2.4 Conclusiones Parciales del Capítulo II

Lácteos Marlen es una microempresa que está dedicada principalmente a la

elaboración de queso y debido a su producción se generan aguas residuales que

deben ser tratadas para cumplir la normativa vigente y así contribuir con el medio

ambiente y mejorar la calidad de la misma para poder reutilizarla; por lo que la

empresa requiere de una planta adecuada de tratamiento.

Cabe destacar que para la correcto diseño de esta planta de tratamiento de aguas

residuales, se realizó un análisis previo de calidad y cantidad de aguas residuales que

actualmente están siendo vertidas a una fosa séptica en donde se da un tratamiento

muy rudimentario y se comparó con el Texto Unificado De Legislación Secundaria del

Medio Ambiente (TULSMA) y se pudo corroborar que la mayoría de los parámetros no

se encuentran dentro de los rangos permisibles.

Finalmente se ha procedido a realizar una propuesta de rediseño de la planta actual

de tratamiento de la empresa de lácteos Marlen proponiendo un modelo conceptual el

cual podrá ser validado mediante una maqueta demostrativa la cual evidenciará la

mejora del tratamiento además proporcionará alternativas del agua residual más

abundante que en este caso es el suero para su reutilización basada en las Normas

INEN 2564 de Bebidas lácteas y 2594 del Suero.

65

CAPÍTULO III

3. VALIDACIÓN Y/O EVALUACIÓN DE RESULTADOS DE SU APLICACIÓN

3.1. Procedimiento de la Aplicación de los Resultados de la Investigación.

MEJORA CONTINUA


-Muestreo compuesto

-Días aleatorios

Estudio

Situacional actual

Rediseño de una PTAR para la Empresa de Lácteos

MARLEN

Condiciones

Muestreo

Análisis de los Parámetros Físicos Químicos y Microbiológicos del Agua Residual

Efluente

Físicos y

Químicos

Observación

Elaboración de planos

Microbiológicos

Coliformes Totales

Coliformes Fecales

Dimensionar la PTAR

Color, pH, Temperatura,

Conductividad,

Turbiedad, Solidos

Disueltos, Sólidos

Sedimentables, Sólidos

Suspendidos Totales,

Demanda Química de

Oxígeno, Demanda

Bioquímica de Oxígeno,

Grasas extraíbles en

solvente.

Diseño de una PTAR para la Empresa de Lácteos “Marlen

Alternativas de

Reutilización

Norma INEN 2564 y 2494

Maqueta Demostrativa Simulación del proceso de la PTAR

-TULSMA

- N. INEN

2176

Validación

66

3.2 Análisis de los Resultados Finales de la Investigación.

3.2.1 Resultados de la muestra in vitro tomada 02/05/2017

Tabla 9. Muestra Final Físico-Química y Microbiológica de la Empresa de Lácteos

Marlen.

PARÁMETRO ESTÁNDAR

TULSMA

MUESTRA RESULTADO

Color Ausencia Ausencia Si cumple

pH 5-9 6 Si cumple

Temperatura ± 0.3 © 0.2 © Si cumple

Conductividad ˂ 500 µSiems/cm 180 µSiems/cm Si cumple

Turbiedad ˂ 100 UNT 3.3 UNT Si cumple

Sólidos Disueltos 0.3 mg/mL 0.00876 mg/mL Si cumple

Sólidos

Sedimentables

2.0 mg/mL 1.0 mg/mL Si cumple

Sólidos

Suspendidos

Totales

100 mg/mL 87 mg/mL Si cumple

Demanda Química

de Oxígeno


Demanda

Bioquímica de

Oxígeno


Grasas Extraíbles

en Solventes

0.3 mg/mL 0.230 mg/mL Si cumple

Coliformes

Totales

˂ 5000 UFC/100

mL

400 UFC/100 mL Si cumple

Coliformes

Fecales

˂ 1000 UFC/100

mL

130 UFC/100 mL Si cumple

Fuente: SAQMIC Elaborado: por Giovanna Miranda

67

3.2.2 Análisis de Datos de la Muestra Final

Gráfico 25. Análisis Comparativo de Color, pH, Sólidos Sedimentables muestra

final

Fuente: TULSMA, Análisis Muestra Final Agua Residual Elaborado por: Giovanna Miranda


Para el análisis respectivo de la muestra final de agua residual se ha tomado en

cuenta los parámetros, tales como: Color, pH y Sólidos Sedimentables; los mismos

que fueron comparados con el TULSMA, lo cual indicó que los tres parámetros

cumplen con los límites permisibles establecidos. Por lo tanto se valida la alternativa

de PTAR con agregados pétreos.

Gráfico 26. Análisis Comparativo Temperatura, Sólidos Disueltos, Grasas

extraíbles en Solventes. Muestra Final




cuenta los parámetros, tales como Temperatura, Sólidos Disueltos y Grasas extraíbles

en Solventes; los mismos que fueron comparados con el TULSMA, lo cual indicó que

los tres parámetros cumplen con los límites permisibles establecidos. Por lo tanto se

valida la alternativa de PTAR con agregados pétreos.

0

6

1 0

9

2

0

2

4

6

8

10

Color (Debe ser Incoloro) pH (Debe ser de 5-9) Sólidos Sedimentables (≤ 2)

Muestra Final TULSMA

0,2

0,00876

0,23 0,3 0,3 0,3

0

0,2

0,4

Temperatura (Debe Ser ±0.3°C) Sólidos Disueltos Grasas


68

Gráfico 27. Análisis Comparativo Turbiedad, Conductividad, Sólidos

Suspendidos Totales. Muestra Final.




cuenta los parámetros, tales como Turbiedad, Conductividad y Sólidos Suspendidos

Totales; los mismos que fueron comparados con el TULSMA, lo cual indicó que los

tres parámetros cumplen con los límites permisibles establecidos. Por lo tanto se

valida la alternativa de PTAR con agregados pétreos.

Gráfico 28. Análisis Comparativo. Demanda Química de Oxígeno, Demanda

Bioquímica de Oxígeno. Muestra Final.

Fuente: TULSMA, Análisis Muestra Final Agua Residual Elaborado por: Giovanna Miranda.



cuenta los parámetros, tales como Demanda Química de Oxígeno, Demanda

Bioquímica de Oxígeno; los mismos que fueron comparados con el TULSMA, lo cual

indicó que los tres parámetros cumplen con los límites permisibles establecidos. Por lo

tanto se valida la alternativa de PTAR con agregados pétreos.

3,3

180

87 100

500

100

0

100

200

300

400

500

600

Turbiedad (<100) Conductividad (<500) Sólidos Suspendidos Totales


192

67

200

100

0

100

200

300

Demanda Química de Oxígeno Demanda Bioquímica de Oxígeno


69

Gráfico 29. Análisis comparativo. Coliformes Totales, Coliformes Fecales.

Muestra Final.




cuenta los parámetros, tales como Coliformes Totales, Coliformes Fecales; los mismos

que fueron comparados con el TULSMA, lo cual indicó que los tres parámetros

cumplen con los límites permisibles establecidos. Por lo tanto se valida la alternativa

de PTAR con agregados pétreos.

Tabla 10. Análisis comparativo muestra inicial y muestra final del Agua Residual

de la Empresa de Lácteos Marlen.

400 130

5000

1000

0

2000

4000

6000

Coliformes Totales (< 5000 UFC) Coliformes Fecales (< 1000 UFC)


PARÁMETRO MUESTRA

INICIAL

ESTÁNDAR

TULSMA

MUESTRA

FINAL DIFERENCIA

Color 5761 Ausencia Ausencia Transparencia

media

pH 5.75 5 - 9 6

Dentro del

Rango

Permisible

Temperatura 28 °C ± 0.3 °C 0.2 °C

Dentro del

Rango

Permisible

Conductividad 6232

µSiems/cm

˂ 500

µSiems/cm

180

µSiems/cm

Dentro del

Rango

Permisible

70

Fuente: TULSMA, Análisis Muestra inicial y Muestra Final Agua Residual Elaborado por: Giovanna Miranda

Discusión

En los resultados y pruebas de análisis presentados se observa que existe eficiencia,

debido a que en la muestra inicial todos los parámetros están fuera del rango

permisible pero con la validación mediante una maqueta demostrativa de agregados

Turbiedad 429 UNT ˂ 100 UNT 3.3 UNT

Dentro del

Rango

Permisible

Sólidos Disueltos 0.3578

mg/mL 0.3 mg/mL

0.00876

mg/mL

Dentro del

Rango

Permisible


3.7 mg/mL 2.0 mg/mL 1.0 mg/mL

Dentro del

Rango

Permisible


4569 mg/mL 100 mg/mL 87 mg/mL

Dentro del

Rango

Permisible



Dentro del

Rango

Permisible



Dentro del

Rango

Permisible

Grasas Extraíbles en Solventes

322 mg/mL 0.3 mg/mL 0.230

mg/mL

Dentro del

Rango

Permisible

Coliformes Totales

135*104

UFC/100 mL

˂ 5000

UFC/100 mL

400

UFC/100

mL

Dentro del

Rango

Permisible

Coliformes Fecales

380

UFC/100 mL

˂ 1000

UFC/100 mL

130

UFC/100

mL

Dentro del

Rango

Permisible

71

pétreos, la muestra final optimiza un 99% los parámetros y estos cumplen con las

especificaciones de calidad según el TULSMA aunque no es suficiente en la remoción

del color debido a que la prueba se realizó in vitro y no se logró la transparencia total.

3.2.3. Resultados Topográficos

El área destinada para la implementación de la planta de tratamiento de aguas

residuales para la empresa de Lácteos Marlen se encuentra a los 2680 m.s.n.m, en

una planicie dentro de la fábrica, presenta una pendiente 0, lo cual facilita la

construcción. (Anexo 7).

3.2.4 Resultados del Dimensionamiento de la PTAR

Para el dimensionamiento de la planta fue necesaria la elaboración de los planos del

diseño final de la planta de tratamiento de aguas residuales para la empresa de

Lácteos Marlen y se utilizó el software ArcGis 10.3 y AutoCAD 2016.

El diseño se realizó en vista planta, corte longitudinal y corte transversal. (Anexo 8).

3.2.5 Simulación del Proceso

Para la simulación del proceso de la PTAR en la Empresa de Lácteos Marlen se

elaboró una maqueta ilustrativa en la q se tomó una alícuota de la muestra y se

procedió a demostrar como los agregados pétreos ayudan en la filtración y depuración

del agua residual. (Anexo 10).

3.2.6 Alternativas de Reutilización

Es necesario plantear alternativas de tratamiento que permitan disminuir los valores de

los parámetros físicos-químicos y microbiológicos, de las aguas residuales de la

industria láctea.

Con los resultados reportados por el laboratorio y la simulación realizada, se hará el

análisis para definir el tratamiento óptimo de las aguas residuales de la empresa de

lácteos Marlen, y de acuerdo a los aspectos económicos de la empresa la gerencia

podrá tomar la decisión correspondiente.

Como alternativas de tratamiento se consideraron las siguientes:

Primera alternativa (alternativa 1) filtración y depuración mediante agregados

pétreos.

72

Gráfico 30. Esquema de la propuesta para la PTAR en la Empresa de Lácteos

Marlen.


Segunda alternativa (alternativa 2) proceso de clarificación y filtración más

aireación.

Figura 3. Esquema de la alternativa 2 para la PTAR Fuente: (Valencia López, 2014)

AGUA RESIDUAL CANAL DE ENTRADA

GRAVA ARENA

CARBON ACTIVADO

AGUA RESIDUAL TRATADA

73

Tercera alternativa (alternativa 3) reutilización del suero como mi muestra más

significativa de agua residual basada en la Norma INEN 2594 Y 2564.

Figura 4. Esquema de Elaboración de una Bebida Láctea Fuente: (Valencia López, 2014)

74

3.3 Conclusiones Parciales del Capítulo III

El planteamiento y la elaboración de la propuesta así como su esquema aportan a la

presente investigación con un tratamiento óptimo en un 99% verificando paso a paso

lo que se realizó para encontrar un adecuado tratamiento para el agua residual de la

empresa de Lácteos Marlen.

Se aplica la fase técnica y la fase de análisis que son el muestreo y la caracterización

Físico Química y Microbiológica, se procede a plantear el rediseño de la PTAR ya que

con los resultados obtenidos de dichos análisis se comprobó que el tratamiento no

cumple la normativa vigente así que para el diseño de la nueva PTAR fue necesario la

elaboración de planos para el dimensionamiento de la planta.

Para validar la propuesta se presenta una maqueta ilustrativa que ayude a corroborar

el procedimiento adecuado, cabe recalcar que esta alternativa sería la más factible por

el costo beneficio ya que la muestra nuevamente analizada se encuentra dentro de los

rangos permisible según el TULSMA , además se presentó dos alternativas

adicionales para que la gerencia de la empresa tome en cuenta; los cuales fueron un

tratamiento más tecnológico con aireación filtración y desinfección pero por ende más

costoso y que debido al efluente no sería muy factible.

Por último la alternativa de reutilizar el agua residual más y significativa de la empresa

de lácteos Marlen que es el suero para que no la desperdicien y más bien entre en la

cartera de productos de la empresa elaborando una bebida láctea pues la norma INEN

2564 establece que el suero se puede utilizar en una bebida láctea de entre 40-50% y

también en el requesón que es un producto sano y de calidad todo esto basado en

requisitos preestablecidos de la norma INEN del Suero 2594.

75

Conclusiones Generales

Los diferentes tópicos de microbiología aplicada fueron fundamentados con la

teoría que el proyecto de investigación presenta dando a conocer que las aguas

residuales llevan grasas, detergentes, materia orgánica, residuos de industrias y

de los ganados, herbicidas y plaguicida y en ocasiones algunas sustancias muy

tóxicas. Estas aguas residuales, antes de volver a la naturaleza, deben ser

depuradas. Para ello se conducen a las plantas o estaciones depuradoras, donde

se realiza el tratamiento más adecuado para devolver el agua a la naturaleza en

las mejores condiciones posibles tal es el caso de la Empresa de Lácteos Marlen

en donde se realizó la caracterización físico química y microbiológica de sus aguas

residuales para comprobar si el actual tratamiento es eficiente.

El agua es un alimento esencial para los seres vivos la calidad del agua puede

fácilmente alterarse por la contaminación con microorganismos patógenos que

ocasionan enfermedades graves, el agua limpia y potable es esencial para la salud

así como también se debe tratar las aguas residuales para reutilizarlas y contribuir

con el medio ambiente y sobre todo la salud pública.

Al realizar el estudio in situ se observó una fosa séptica como tratamiento actual de

los efluentes generados por la empresa y que no cumple con la normativa del

TULSMA por lo q se procedió a realizar un muestreo técnico del agua residual

basado en la norma INEN 2176. Calidad del agua. Muestreo y Técnicas de

muestreo para su posterior análisis.

Mediante la caracterización Físico Química y Microbiológica del agua que fue

tomada de los efluentes de la Empresa de Lácteos Marlen se determinó que los

parámetros se encuentran en niveles superiores a los permitidos de descarga por

la normativa (tabla 8 del TULSMA); siendo los de mayor trascendencia el DBO,

DBQ Coliformes totales y fecales presentando valores de 4120, 3660mg/mL

144x10^4 y 540 UFC respectivamente; además debemos tomar en cuenta los

parámetros como grasas, turbiedad, sólidos disueltos, sólidos sedimentables,

sólidos suspendidos, conductividad, temperatura, color y pH que se aprecian con

niveles elevados.

76

Considerando los resultados obtenidos se plantea el rediseño de la planta de

tratamiento utilizando agregados pétreos como medios filtrantes en la depuración,

realizando el dimensionamiento de la PTAR con la elaboración de planos en

AUTOCAD y la fabricación de una maqueta demostrativa para simular el proceso

de filtración correcta del agua residual dando como resultado la validación positiva

con una muestra final que si cumple los parámetros establecidos por el TULSMA.

Debido a que este es un proceso de mejora continua se presenta dos alternativas

más para los vertimientos del agua residual de la Empresa de Lácteos Marlen,

destacando que la propuesta PTAR antes mencionada es la mejor opción ya que

es de bajo costo y de larga durabilidad considerando que el efluente no es

caudaloso y su mantenimiento tan solo es de dos veces al año;

Si con el pasar de los años la producción aumenta se puede mejorar con la

alternativa dos aumentando un proceso de clarificación, filtración más aireación,

como es un proceso más tecnológico también es de mayor costo. La tercera

alternativa es reutilizar el suero que es el agua residual más abundante de la

empresa para la elaboración de bebidas lácteas esto beneficiaria en un futuro

primero a disminuir la contaminación y el desperdicio por las propiedades nutritivas

que el suero presenta y después aumentar la cartera de productos de la empresa

hay que contemplar que para la elaboración de esta bebida la inversión sería

mínima debido a que la materia prima (suero) constituye el 50% aproximadamente

de la bebida todo esto cumpliendo la Norma INEN 2594 del suero y la Norma INEN

2564 de bebidas lácteas.

Recomendaciones Generales

Antes de la posible construcción se recomienda a la Gerencia de la empresa de

Lácteos determinar costos y materiales a utilizarse y realizar una valoración costo

beneficio.

Limpiar la planta de tratamiento por lo menos dos veces al año para evitar

taponamientos por residuos.

Se recomienda la Gerencia de la empresa de Lácteos dar seguimientos continuos

para asegurar que el agua residual cumpla con la normativa vigente

Si aumenta la producción considerar las otras alternativas para la mejora continua

del tratamiento de aguas residuales.

Bibliografía

(SENAGUA), S. N. (25 de Julio de 2012). Calidad del Agua en el Ecuador. [en línea].Ecuador.

Obtenido de

http://www.eclac.org/deype/noticias/noticias/1/44071/SENAGUA_calidad-agua.pdf

Adame Romero, A. (2012). Contaminacion Ambiental y Calentamiento Global. Mexico Trillas:

calzada de la viga 1132.

Adame Romero, A. (2012). Contaminacion Ambiental y Calentamiento Global. Mexico Trillas:

calzada de la viga 1132.

Angulo, A. A. (2012). Bioquimica. En A. A. Angulo, Bioquimica (pág. 206). Ciudad

Universitaria,Culiacán, Sinaloa, México: Once ríos,.

Angulo, A. A. (2012). Bioquimica. En A. A. Angulo, Bioquimica (pág. 206). Ciudad

Universitaria,Culiacán, Sinaloa, México: Once ríos,.

Argandoña , L. E., & Macias , R. G. (Marzo-Septiembre de 2013). repositorio.utm.edu.ec.

Obtenido de

http://repositorio.utm.edu.ec/bitstream/123456789/137/1/DETERMINACION%20DE%

20SOLIDOS%20TOTALES,%20SUSPENDIDOS,%20SEDIMENTADOS%20Y%20VOLATILES.p

df

Armstrong, K. C. (28 de Mayo de 2013). Blog Scribd. Obtenido de http://blog.scribd.com/:

https://es.scribd.com/doc/144244122/MONOGRAFIA-DEL-AGUA-pdf

Barrera Diaz, C. E. (2014). Aplicaciones Electroquimicas al Tratamiento de Aguas Residuales. En

C. E. Diaz, Aplicaciones Electroquimicas al Tratamiento de Aguas Residuales (pág. 52).

Mexico D.F: Reverte Ediciones.

Buenaño Davalos, M. G. (6 de Mayo de 2015). Repositorio Digital EPN. Obtenido de

http://bibdigital.epn.edu.ec/bitstream/15000/10534/1/CD-6234.pdf

Caldon, A. (22 de Junio de 2012). Blog Scribd. Obtenido de http://blog.scribd.com/:

https://www.upct.es/~minaeees/analisis_aguas.pdf

Campaña, D. M. (Junio de 2013). Repositorio ESPOCH. Obtenido de

http://dspace.espoch.edu.ec/bitstream/123456789/2636/1/236T0068.pdf

Gonzalez Leal, G. R. (2012). Microbiologia del agua:conceptos y aplicaciones. En G. R. Leal,

Microbiologia del agua conceptos y aplicaciones (pág. 299). Bogota: Escuela

colombiana de ingenieria.

Guevara, D. (20 de Septiembre de 2015). Repositorio Uniandes. Obtenido de

http://dspace.uniandes.edu.ec/simple-search?query=diana+guevara

Jaguey, G. (16 de Junio de 2014). EcuRed conocimientos con todos y para todos . Obtenido de

https://www.ecured.cu/index.php?title=Aguas_residuales&oldid=2262819

Jaramillo-Gallego, M. L.-C.-M. (12 de Febrero de 2016). Scielo. Obtenido de Optimización del

Tratamiento de aguas residuales de Cultivos de flores Usando humedales construidos

de Flujo subsuperficial horizontal. Revista Facultad Nacional de Salud Pública , 34 (1),

20-29.: https://dx.doi.org/10.17533/udea.rfnsp.v34n1a03

Llanos Campaña, D. M. (26 de Julio de 2013). DSpace ESPOCH. Obtenido de

file:///C:/Users/mgmai/Downloads/tesis%20espoch%20lacteos.desbloqueado.pdf

Marin Montoya , J. P., & Correa Ramirez, J. C. (2010). Repositorio.utp.edu.com. Obtenido de

http://repositorio.utp.edu.co/dspace/bitstream/handle/11059/1801/6283M337.pdf?s

equence=1

Marin, Montoya , Jhoan Pablo; Correa, Ramirez, Juan Carlos. (2013). Repositorio.utp.edu.com.

Obtenido de

http://repositorio.utp.edu.co/dspace/bitstream/handle/11059/1801/6283M337.pdf?s

equence=1

NTE INEN, 2. (1998). law.resource.org. Obtenido de

https://law.resource.org/pub/ec/ibr/ec.nte.2176.1998.pdf

Pallmay, M. E. (15 de Febrero de 2016). Repositorio Espoch. Obtenido de


PyM Quimicos C.A. (20 de Octubre de 2012). Scribd. Obtenido de

https://es.scribd.com/doc/21354512/Manual-de-tratamientos-de-planta-de-aguas-

residuales

Ruiz Lopez, G. A. (25 de Mayo de 2014). Repositorio Universidad de Guayaquil. Obtenido de

UTILIZACIÓN DE BIODIGESTORES EN EL TRATAMIENTO DE LAS AGUAS RESIDUALES

DOMÉSTICAS, EN LA POBLACIÓN DEL BUIJO HISTÓRICO, SAMBORONDÓN,:

http://repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/8054/1/BCIEQ-T-

%200042%20Ruiz%20L%C3%B3pez%20Geovanna%20Alexandra.pdf

Sanchez, R. A. (5 de Julio de 2011). bibdigital.epn.edu.ec. Obtenido de


Sanchez, R. A. (5 de Julio de 2012). bibdigital.epn.edu.ec. Obtenido de


SENAGUA, S. N. (25 de Julio de 2012). Calidad del Agua en el Ecuador. [en línea].Ecuador.

Obtenido de

http://www.eclac.org/deype/noticias/noticias/1/44071/SENAGUA_calidad-agua.pdf

Sierra, C. A. (2012). Calidad del Agua Evaluacion y Diagnostico. En C. A. Ramirez, Calidad del

Agua Evaluacion y Diagnostico (pág. 50). Medellin: Edisiones de la U.

Tecnologos Ambientales SENA CICUCO. (Julio de 2012). Blog Tecnologos en control ambiental

sena. Obtenido de

http://tecnologosencontrolambientalsenacicuc.blogspot.com/p/manual-de-

procedimiento-de-toma-de.html

Tecnólogos Ambientales SENA CICUCO. (Julio de 2012). Blog Tecnologos en control ambiental

sena. Obtenido de

http://tecnologosencontrolambientalsenacicuc.blogspot.com/p/manual-de-

procedimiento-de-toma-de.html

Valencia Lopez, A. E. (6 de Febrero de 2014). dspace.espoch. Obtenido de


Anexos

Anexo 1

Perfil de Tesis

UNIVERSIDAD REGIONAL AUTÓNOMA DE LOS ANDES

UNIANDES

FACULTAD DE CIENCIAS MÉDICAS

ESCUELA DE BIOQUÍMICA Y FARMACIA

PERFIL DE PROYECTO DE INVESTIGACIÓN PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL

TÍTULO DE BIOQUÍMICO(A) FARMACEUTICO

TEMA:

“EVALUACIÓN DEL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES PARA DISMINUIR LA

CONTAMINACIÓN DE EFLUENTES GENERADOS POR LA EMPRESA DE

LÁCTEOS “MARLEN” UBICADA EN EL CANTÓN TISALEO PROVINCIA DE

TUNGURAHUA”

AUTOR (A): MIRANDA COELLO GIOVANNA LISSETTE

TUTOR (A): DRA.BASANTES VACA CARMEN VIVIANA, MAG

AMBATO – ECUADOR

2016

1. ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN

El agua no solo es importante como recurso vital sino también como recurso

económico e industrial, ya que se usa en innumerables actividades industriales,

supone un consumo elevado y casi siempre resulta contaminada y por este motivo se

han desarrollado vario métodos Físicos Químicos y Microbiológicos para ayudar a

tratar las llamadas aguas residuales.

La industria láctea genera gran cantidad de aguas residuales, concentrando en estas

la mayor cantidad de contaminantes originados en sus procesos. Las aguas residuales

de la industria láctea se caracterizan por poseer una gran cantidad de materia

orgánica, especialmente grasas y aceites, además de sólidos suspendidos y valores

de pH que se salen de los rangos permisibles para vertimiento.

El presente trabajo de investigación tiene como estudios previos los siguientes.

(Cueva y Rivadeneira ,2013), en su investigación con título TRATAMIENTO DE

AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS MEDIANTE UN HUMEDAL ARTIFICIAL DE

FLUJO SUBSUPERFICIAL CON VEGETACIÓN HERBÁCEA relata que Ecuador

posee una población aproximada de 14 millones de habitantes y una tasa de

crecimiento que bordea el 1,6% INEC (2004), el consumo promedio es de 1 800

m3 /año de agua, donde se generan altos consumos de agua y altas descargas de

aguas residuales (AR). La ley de prevención y control ambiental, capítulo VI, de la

Prevención y Control de la Contaminación de las Aguas, adopta nuevas medidas

para prevenir la contaminación de los recursos hídricos y manifiesta lo siguiente:

“queda prohibido descargar AR a las redes de alcantarillado, quebradas, acequias,

ríos, lagos naturales o artificiales, o en aguas marítimas sin sujetarse a las normas

técnicas y regulaciones, así como infiltrar aguas residuales en terrenos, las aguas

residuales que contengan contaminantes que sean nocivos a la salud humana, a la

fauna, a la flora y a las propiedades privadas”. Santo Domingo cuenta con una

población aproximada de 450 000 personas distribuidas en 76.889 viviendas entre

urbanas y rurales, la zona urbana que comprende el 48,1% de viviendas son

atendidas por un sistema de alcantarillado público, el 13,6% tiene pozos ciegos, el

24% utiliza pozos sépticos y el 14,3% elimina las Aguas Residuales de otras

formas INEC (2004), pero ninguna de estas cumplen las normativas de descarga

en la investigación se aplicó un DCA, con cuatro tratamientos y cuatro

repeticiones, se realizaron tres evaluaciones (agosto, octubre, diciembre de 2011),

se determinaron los niveles de DBO5, DQO, aluminio, nitrógeno total, índice de

coliformes totales, fósforo total y sólidos totales, además se realizó un Análisis

Físico-Químico a la entrada y salida del humedal. Para el cumplimiento de la

investigación se planteó como objetivo general “Tratar las aguas residuales

domésticas de la Hacienda Zoila Luz mediante un Humedal Artificial de Flujo

Subsuperfical con vegetación herbácea”.

- (Lara ,L. 2011), en su estudio preliminar sobre “LAS AGUAS RESIDUALES DEL

CAMAL MUNICIPAL DEL CANTÓN BAÑOS Y SU INCIDENCIA EN LA

CONTAMINACIÓN DEL RÍO PASTAZA EN LA PROVINCIA DE TUNGURAHUA.”

Menciona que la presente investigación la metodología que uso fue el estudio

bibliográfico y el trabajo de campo, el instrumento que nos permitió recoger la

información fue la encuesta, observación y análisis de muestras del agua residual

en el laboratorio. En vista a la petición emitida por parte de la Municipalidad de

Baños sobre el problema que genera la descarga del agua residual del Camal

Municipal de Baños en el río Pastaza. Se procedió a la recopilación de la

información y al análisis de las aguas residuales. Mismas que son descargadas

directamente al río Pastaza sin dar un previo tratamiento. Como una solución al

problema, luego de revisar información bibliográfica, se plantea la construcción de

una planta de tratamiento conformada por un tanque desarenador, el de igualación

o sedimentador primario, el tanque UASB, lecho de secados y el tanque de

desinfección. Con la finalidad de que las aguas residuales lleguen a los límites

permisibles del TULAS antes de la descarga al río Pastaza. Cabe recalcar que una

vez que entre en funcionamiento la planta de tratamiento se deberá verificar que el

agua tratada cumpla con la normativa planteada.

- (Borja, M. 2011), en el estudio referido sobre “DISEÑO DE UNA PLANTA DE

TRATAMIENTO PARA AGUAS RESIDUALES DE LA CIUDAD DE GUARANDA”

nos relata que el agua, como motor de desarrollo y fuente de riqueza, ha

constituido uno de los pilares fundamentales para el progreso del hombre. La

ordenación y gestión de los recursos hídricos, que ha sido desde siempre un

objetivo prioritario para cualquier sociedad, se ha realizado históricamente bajo

directrices orientadas a satisfacer la demanda en cantidades suficientes, bajo una

perspectiva de política de oferta. El incremento de la oferta de agua como

herramienta para el impulso económico, el mayor nivel de contaminación,

irremisiblemente asociado a un mayor nivel de desarrollo, algunas características

naturales (sequías prolongadas, inundaciones) y en definitiva una sobreexplotación

de los recursos hídricos, han conducido a un deterioro importante de los mismos.

Las investigaciones preliminares realizadas se enfocan en el tratamiento por un

método especifico como es el flujo superficial con vegetación herbácea para aguas

residuales domesticas también en la nesecidad de tratar aguas residuales de un

camal para disminuir la contaminación del rio Pastaza y por ultimo con el diseño en si

de una planta de tramiento de aguas residuales para el canton Guaranda.

Mi estudio se basa en una evaluación de un método rustico que actualmente se utiliza

en la empresa de lácteos “MARLEN” ya que la contaminacion de los efluentes q

genera dicha empresa es muy densa y se supone q el actual tratamiento no es eficaz

motivo por el cual se realizara la evaluacion pertinente para disminuir la contaminación

que estos efluentes producen y seleccionar una alternativa mas adecuada para tratar

estas aguas residuales.

2. SITUACIÓN PROBLÉMICA

La industria láctea, dedicada a la producción de leche y a la elaboración de quesos,

yogures y mantequillas helados entre otros productos, genera una gran cantidad de

agua residual. Actualmente, en la producción de leche, la generación de aguas

residuales se estima de promedio entre 1 y 2 litros por litro de leche producida.

Las aguas residuales se generan por fugas y derrames de materias primas, en las

limpiezas de los equipos de proceso (tanques, pasteurizadores, tinas de cuajo, etc.),

en el lavado de superficies (suelos y paredes) y en el vertido de las salmueras

agotadas. (Armstrong, 2013)

Las aguas residuales generadas en la industria láctea presentan una

contaminación principalmente de carácter orgánico (DQO y DBO elevadas), con

una elevada concentración de grasas y también de nitrógeno y fósforo. Aunque

la DBO5 media puede estar en torno a 3.000-4.000 mg O2/L, los vertidos

muestran una elevada variabilidad, tanto en caudal como en composición. Ésta

depende fundamentalmente del proceso que genera las aguas residuales y del

producto que se prepara. Así, el suero que se genera en la elaboración de

quesos tiene una DBO del orden de 40.000-50.000 mg O2/L y se considera que

una granja que procese unos 100 m3/día de leche para la elaboración de queso,

genera la misma contaminación que un núcleo de 55.000 habitantes.

(Armstrong, 2013)

En la empresa de lácteos MARLEN no existe antecedentes de que se esté dando un

adecuado tratamiento a las aguas residuales que genera dicha empresa ya que sus

efluentes líquidos son variados.

La empresa de lácteos MARLEN está inmersa en la contaminación con sus aguas

residuales por el desconocimiento por parte de sus dueños sobre los efectos que estas

producen y su consecuencia de elevación contaminante que conllevan a cambios en

los rangos permisibles de control de calidad del agua.

Las aguas residuales vertidas por la empresa de lácteos MARLEN generan una

contaminación del medio ambiente ya que por el escaso control de las autoridades del

cantón Tisaleo no hay ningún estudio que cuantifique el daño que se produce al no

tratar adecuadamente estas aguas.

La contaminación del agua desalojada por la Empresa de Lácteos MARLEN es

originada por el desinterés por hacer un estudio de impacto ambiental de las aguas

residuales lo que ocasiona la presencia de olores desagradables en los alrededores de

la empresa y posibles futuras enfermedades que pueden afectar a la población de

Tisaleo.

3. PROBLEMA CIENTÍFICO

¿Es eficiente el tratamiento de aguas residuales generadas por los efluentes de la

empresa de lácteos” MARLEN”?

4. OBJETO DE INVESTIGACION Y CAMPO DE ACCIÓN

Objeto de investigación:

Análisis Bioquímicos

Campo de acción:

Análisis de aguas

5. IDENTIFICACIÓN DE LA LÍNEA DE INVESTIGACIÓN

Estudios bioquímicos –microbiológicos relacionados con alimentos

6. OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Determinar la eficiencia del actual tratamiento de las aguas residuales de la

empresa de Lácteos “Marlen” para disminuir la contaminación generados por sus

efluentes

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Fundamentar teórica y científicamente las asignaturas de microbiología aplicada

respecto análisis Físico, Bioquímico, Microbiológico de aguas y tratamiento de

aguas residuales.

Realizar un estudio situacional actual para determinar los afluentes que llegan a la

planta de tratamiento.

Diagnosticar física, química y microbiológicamente el agua residual en el efluente

actual.

Establecer un correcto mecanismo para el tratamiento de aguas residuales para

que el efluente cumpla con la norma vigente sobre el vertimiento.

Plantear soluciones a la problemática que generan los vertimientos de aguas

residuales empresa de lácteos MARLEN.

7. IDEA A DEFENDER

Con el diagnostico Físico, Químico y Microbiológico de las aguas residuales de la

empresa de lácteos Marlen se pretende establecer un mecanismo adecuado para

disminuir la contaminación de los efluentes que generan estas aguas.¨

VARIABLES DE INVESTIGACIÓN

VARIABLE DEPENDIENTE:

Tratamiento de aguas residuales.

VARIABLE INDEPENDIENTE:

Evaluación del tratamiento de aguas residuales

8. METODOLOGÌA A EMPLEAR

MODALIDAD

Cualitativa: porque se determinará las características de los residuos que causan el

problema

Cuantitativa: se realizará los análisis físicos, químicos y microbiológicos y establecera

procedimientos adecuados para disminuir la contaminación.

http://www.monografias.com/trabajos14/soluciones/soluciones.shtml

TIPO DE INVESTIGACIÓN POR SU DISEÑO Y POR SU ALCANCE.

POR SU DISEÑO

TIPOS DE DISEÑO EXPERIMENTALES

Diseño Cuasi experimental: se evaluara el tratamiento de las aguas residuales

generadas por la empresa de lácteos Marlen para conocer si los procedimientos son

los adecuados y/o buscar una mejora para tratar correctamente los efluentes.

TIPO DE DISEÑOS NO EXPERIMENTALES

Diseño transversal: se recolectará los datos se realizara una visita a la empresa para

conocer la situación actual del tratamiento que se está dando a las aguas residuales y

se buscara el o los procedimientos más adecuados para mejorar dicho tratamiento.

TIPO DE INVESTIGACIÓN POR SU ALCANCE

Investigación Exploratoria: se familiarizará con los análisis que deberán realizarse a

las aguas residuales análisis físico- químico y microbiológico.

Investigación Descriptiva: se identificará las características y propiedades

predominantes que se pueden encontrar en aguas residuales (DQO y DBO solidos

grasas y también nitrógeno y fósforo

MÉTODOS TÉCNICAS E INSTRUMENTOS

Se cuenta con el aval de la empresa de lácteos “MARLEN” quiénes han

presentado un gran interés al proyecto, por lo que el acceso a la información,

instalaciones de la industria y logística hacen de este un proyecto viable y

accesible.

De igual forma se cuenta con recursos bibliográficos, talento humano, web.

Además la presente investigación se encuentra dentro de los lineamientos de

investigación que presenta la Universidad Regional Autónoma de los Andes, ya

que está encaminado a dar solución al problema planteado.

MÉTODOS DEL NIVEL EMPÍRICO DEL CONOCIMIENTO

Experimento: se determinará el control físico- químico y microbiológico de las aguas

residuales

MÉTODOS DEL NIVEL TEÓRICO DE CONOCIMIENTO

Histórico- Lógico: empleado en el marco teórico e investigación de conceptos

métodos y técnicas que ayudan a mejorar los procedimientos para un mejor

tratamiento de aguas residuales.

Inductivo- Deductivo: se utilizara para realizar la explicación de los resultados

obtenidos en los análisis del agua.

Analítico Sistémico: son los resultados analiticos de la investigación que servirán

para mejorar o dejar el procedimiento actual que se da a las aguas residuales

generadas por la industria de lácteos.

POBLACIÓN Y MUESTRA

POBLACIÓN

15 trabajadores y 5 proveedores de materia prima.

Instalaciones

MUESTRA

Para la muestra se seleccionará un día aleatorio en cualquier momento en que la

empresa de lácteos se encuentre laborando, debido que durante las 8 horas

laborables el caudal de descarga es el mismo.

9. ESQUEMA DE CONTENIDOS

1.1 análisis Bioquímico

1.2 Agua

1.3 Agua Residual

1.4 Generalidades Definición

1.4 Clasificacion de Aguas residuales

1.4.1 Aguas residuales domésticas

1.4.2 Aguas residuales industriales

1.4.3 Aguas residuales de lluvias

1.5 Características de Aguas Residuales

1.5.1 Características Físicas

1.5.2 Características QuÍmicas

1.5.3 Características Biológicas

1.6 Tipos de tratamiento de aguas residuales

1.6.1 Tratamiento preliminar

1.6.2 Tratamiento Primario

1.6.3 Tratamiento Secundario

1.6.4 Tratamiento Terciario

1.7 Industria Láctea

1.8 Características del efluente de una industria láctea

1.9 Procesos de producción de aguas residuales en la industria láctea

1.10 Mecanismos de remoción de contaminantes

1.10.1Remoción de DBO

1.10.2 Remoción de sólidos suspendidos

1.10.3 Remoción de bacterias

1.10.4 Remoción de nitrógeno

1.11 Muestreo de aguas residuales

1.11.1 Tipos de muestras

1.11.2 Muestra Simple

1.11.3 Muestra Compuesta

1.11.4 Preservación de muestras

1.11.5 Identificación de muestras

1.11.6 Transporte de muestras

1.12 Normativa Ambiental

1.13 Normas Inen del Agua

10. APORTE TEORICO SIGNIFICACIÓN PRACTICA Y NOVEDAD CIENTIFICA

APORTE TEÓRICO

El estudio aporta teóricamente con el área de microbiología aplicada y de alimentos

ya que se reiteran los conceptos de análisis de aguas tipos de muestreos estudios

bioquímicos para hacer una correcta recolección de aguas además de las revisiones

de la normativa vigente en cuanto a aguas residuales.

SIGNIFICACIÓN PRÁCTICA

Al aplicar técnicas Bioquímicas-Microbiológicas, y realizar muestreo para obtener

resultados que optimicen el tratamiento de aguas residuales y disminuyan la

contaminación de los fluentes que generan las aguas residuales de la empresa de la

empresa de lácteos MARLEN para q se encuentren dentro de las normativa de

vertimiento.

NOVEDAD CIENTÍFICA

Con la investigación de este proyecto se contribuirá con la evaluación física química y

microbiológica de las aguas residuales que generan los efluentes de la empresa de

lácteos MARLEN ya que no existen precedentes de investigaciones anteriores que

indiquen que se esté realizando un correcto análisis de estas aguas y que ayuden a

disminuir su contaminación por lo que con los resultados se aportara con la realización

de un correcto mecanismo para tratar aguas residuales.

Anexo 2

Aprobación del Perfil

Anexo 3

Norma INEN 2176.

Anexo 4

Norma INEN 2594.

Anexo 5

Norma INEN 2564

Anexo 6

Técnica de Coliformes Totales

Anexo 7

Topografía y Planimetría de Ubicación de la Nueva planta de Producción de la

Empresa de Lácteos Malen.

FUENTE: Google maps


Anexo 7

Plano de la Empresa de lácteos Marlen

Elaborado Por: Giovanna Miranda

Anexo 8

Dimensionamiento de la PTAR para la empresa de Lácteos Marlen


Anexo 9

Fotografías

Figura 1. Planta de Producción Lácteos Marlen Figura 2. Planta de Producción Lácteos

Marlen

Fuente: Giovanna Miranda


Figura 3. Medición del Caudal Figura 4.Toma de muestra para Análisis Físico- Químico Muestra 1

Fuente: Giovanna Miranda Fuente: Giovanna Miranda

Figura 5.Toma de muestra para Análisis Físico Químico muestra 2


Figura 6. Toma de temperatura in situ Figura 7. Toma de muestra para el análisis

Microbiológico


Figura 8. Conservación y Etiquetado de Muestras


Figura 9. Procesamiento del Análisis Físico, Químico y Microbiológico de las

Muestras de Agua Residual de la empresa de Lácteos Marlen.


Anexo 10

Fotografías de Validación de la Propuesta

Figura 10. Maqueta Ilustrativa Figura 11. Muestra de Agua Residual


Figura 12. Proceso de Depuración Figura 13. Proceso de Depuración


Figura 14. Proceso de Depuración Figura 15. Proceso de Depuración


UNIVERSIDAD REGIONAL AUTÓNOMA DE LOS ANDESdspace.uniandes.edu.ec/bitstream/123456789/6535/1/... ·...

Documents

Transcript of UNIVERSIDAD REGIONAL AUTÓNOMA DE LOS ANDESdspace.uniandes.edu.ec/bitstream/123456789/6535/1/... ·...