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UNIVERSIDAD NACIONAL '
"SANTIAGO ANTÚNEZ DE .. MAYOLO"
FACULTAD DE CIENCIAS DEL AMBIENTE . ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL .D.E
INGENIERÍA SANITARIA ' . . :' .· · f .... ' ...... : . ' l ; ¡,. : ~ .. :· . ... · ..
"CONFIGURACIÓN DE BIOFILTROS SUBSUPERFICIALES MODIFICADOS PARA REDUCIR
EL ÁREA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMESTICA',
TESIS PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE: INGENIERO SANITARIO
AUTORES: BACH. ELVIS ROMMEL RODRIGUEZ BALVAS BACH. ENVER VLADIMIR GARAY HUAMAN
HUARAZ-ANCASH-PERÚ 2010
. : ,' ~ .
AVAL
Titulo de la tesis: ~'REACTOR BIOLÓGICO DE SUPERFICIE REDUCIDA (RBSR)"
Autores: Bach. ELVIS ROMMEL RODRIGUEZ BALVAS
Bach. ENVER VLADIMIR GARAY HUAMAN
Actualidad del tema:
El trata!'Tii.ento de las aguas residuales, para preservar el medio ambiente, as( como su
tráscende~tal importancia en el ciclo del agua para sus diferentes usos, habla por si
soio dé la -actualidad que tiene el tema, dirigido a disminuir el área de los biofiltros como
-parlé de estos sistemas. El diseño de un nuevo prototipo de biofiltros, con- ·mayor
efectividad en la reducción de los contaminantes es, sin duda,. un avance en la / .
evolución de estas obras que tienen una repercusión directa en uno de los principales
problemas que enfrenta la humanidad consistente en evitar la contaminación de los
diferentes cuerpos de agua.
Originalidad de los resultados:
Los resultados obtenidos por los autores no se aprecian en estudios similares. Los
mismos basan su originidad en la búsqueda· analftica de un diseño con su respectivo
método de cálculo para de manera eficiente determinar los parámetros que le
permitieran evaluar la cantidad y ·calidad de tratamiento a partir del uso de un prototipo
del biofiltro subsuperficial de flujo horizontal modificado combinando diferentes soportes
que incluye la técnica del film nutriente (humedales). Para los resultados alcanzado, los
autores tuvieron que diseñar, construir y analizar el comportamiento de dos
instalaciones simulando· los dos tipo·de biofiltros(convencional y modificado) en busca
de los objetivos propuestos que evidenció el talento e originalidad de los resultados del
trabajo
Aplicabilidad y valor de los resultados:
La modificación propuesta y avalada por los resultados, es el ejemplo palpable de la
aplicación de estas instalaciones y de su garantía de replica.
Méritos e insuficiencias ·de la tesis:
El mérito mayor de la tesis esta en la acción participativa de los autores tanto en el
desarrollo del método integrador analítico como en la ejecución de las instalaciones. La
validación de los resultados, es otro de los meritas que se puede citar entre otros del
trabajo.
Como insuficiencia se puede señalar que los autores pudieron haber explotado mas su
trabajo haciéndolo extensivo al. uso de otros soportes como el plásticos en las cámaras
y no limitándolo al material rocoso.
Otros datos de relevancia:
Como resultado ·del trabajo la facultad del ambiente de la UNASM, ·cuenta con una
instalación de nuevo tipo para el tratamiento de las aguas residuales domésticas del tipo
"RBSR", de mucha mayor eficiencia y económica producto de un uso mas racional del
espacio, que puede ser utilizada, además, para nuevas investigaciones que la
perfeccionen como ya fue señalado, probando con otros materiales de soporte, entre
otros análisis, que permite la referida instala.ción.
· Es meritorio destacar, en nuestra opinión, que la tesis logró un nivel de realización
superior al nivel de su disertación o defensa: Optar por el título profesional de ingeniero
sanitario
Especialista e Cubasolar y Profesor Titular Adjunto de la
Universidad entra! de las Villas en Cuba
•
UNIVERSIDAD NACIONAL "SANTIAGO ANTUNEZ DE MAYOLO"
FACUL TAO DE CIENCIAS DEL AMBIENTE
ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA SANITARIA
ACTA DE SUSTENTACIÓN DE LA TESIS PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE INGENIERO SANITARIO
Los Miembros del Jurado Evaluador que suscriben, reunidos para la Ceremonia de Sustentación de la Tesis, que presenta el Señor Bachiller: GARA Y HUA~AN, ENVER VLADIMIR.
Tesis Titulada: "CONFIGURACIÓN DE BIOFILTROS · SUBSUPERFICIALES MODIFICADOS · PARA REDUCIR EL ÁREA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDúALES DOMÉSTICAS"
Y atendida la exposición oral y oída las respuestas a las preguntas y observaciones formuladas la declaramos:
· ..... . A .. pn?.b.r;u{o. .... .... : .. ............. .
Con el calificativo de:
. .... ... .).~ :: [ ~:.YJ .. ~). .... .. ~ - ........... .. . ::-- ···
En consecuencia, queda en condiciones de ser APROBADO por el c ·ónsejo de Facultad y recibir el Titulo de:
INGENIERO SANITARIO
De conformidad con los Artículos 48, 49, 50, 52, 53, 54 y 55 del Reglamento de Grado · Académico de Bachiller y Títulos de la Escuela Académico Profesional de Ingeniería Sanitaria de la Facultad de Ciencias del Ambiente de la Universidad Nacional "Santiago Antúnez de Mayolo".
ACOLLAS
. 9 Jul- . Huaraz •.. ~ .... de .......... ~ ............. del2010.
Biga. ROSARIO ADRIANA POLO ·SALAZAR Secretaria
Dr. EDWIN JULIO PALOMINO CADENAS Asesor
.•'
UNIVERSIDAD NACIONAL "SANTIAGO ANTUNEZ DE MAYOLO"
FACUL TAO DE CIENCIAS DEL AMBIENTE
ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA SANITARIA
ACTA DE SUSTENTACIÓN DE LA TESIS PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE INGENIERO SANITARIO
Los Miembros del Jurado Evaluador que suscriben, reunidos para la Ceremonia de Sustentación de la Tesis, que presenta el Señor Bachiller: RODRIGUEZ BALVAS, EL VIS ROMMEL.
Tesis Titulada: "CONFIGURACIÓN DE BIOFILTROS SUBSUPERFICIALES l\tiODIFICADOS PARA REDUCIR EL ÁREA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS"
Y atendida la exposiCión oral y oída las respuestas a las preguntas y observaciones formuladas la declaramos:
........ A .. f~hP..M. ....................... . Con el calificativo de:
.... J -~- ,.(. .<llMn -~ ....... ~- ............ .
En consecuencia, queda en condiciones de ser APROBADO por el Consejo de Facultad y recibir el Titulo de:
.. -- .. ·-----~--------------"INGENIERO ·sANITARIO~_=-_~--------------:------
De conformidad cori -los Artículos 48, 49, 50~ 52, "53,-5fl. y_55_del Reglamento de Grado Académico de Bachiller y Títulos de _la Escuela Académico-Profesional de Ingeniería Sanitaria de la Facultad de Ciencias del Ambiente de la Universidad Nacional "Santiago Antún~z-~~MAY2Jo~. __________________________ _
YVA COLLAS
Huaraz, .. Q.? .. de .... j.t!.-.&~9 ............ del 201 O.
Biga. ROSA Secretaria
DL EDWIN ~~MINO CADENAS Asesor
DEDICATORIA
Quiero dedicar esta tesis en primer lugar a mis padres, quienes brindaron todo su esfuerzo posible afin de darme una profesión, a mis hermanos por su apoyo incondicional, a mis amigos que siempre estuvieron dispuestos a brindarme su apoyo en todo momento y a todos aquellos que logran hacer cosas grandes con lo poco que tienen.
Elvis.
En retribución al esfuerzo incesable de mis padres, por su lucha interminable en busca de hacer de mí una persona de bien, a mis hermanos por su apoyo constante y todos quienes luchan por un mundo diferente porque si es posible.
Enver.
¡¡
AGRADECIMIENTO
Nuestro más sincero agradecimiento a las siguientes personas e instituciones
que nos apoyaron de una u otra forma en la realización de cumplir con nuestros fines
primordiales de ser Ingenieros Sanitarios:
• Dr. Blgo. Julio E. Palomino Cadenas.
• Sr. Antonio Rodríguez Gómez.
• Sra. Juana Huamán Rafael.
• Alum. Hulzano Rosales Enriquez.
• Bach. Ing. Walter Pecho Tahua.
• UNASAM- FCAM
Agradecemos también a nuestros am1gos del Laboratorio De Calidad
Ambiental de la FCAM, Laboratorio De Mecánica De Suelos de la FIC, y a todos los
que de alguna manera contribuyeron al desarrollo y culminación de la presente tesis.
¡¡¡
"CONFIGURACIÓN DE BIOFILTROS SUBSUPERFICIALES
MODIFICADOS PARA REDUCIR EL AREA DE TRATAMIENTO DE
AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS"
RESUMEN EJECUTIVO
iv
El presente trabajo se enfocó en la posibilidad de poder reducir el área útil ocupada
por un biofiltro o humedal artificial de configuración convencional a fm de
aprovechar mejor el área dispomble para la implementación de este tipo de sistemas
en zonas en las que no se cuente con espacios suficientes.
Para lo cual se modificó la configuración convencional de un biofiltro o humeral
subsuperficial de flujo horizontal, el cual fue diseñado, construido, evaluado y
comparado con un biofiltro o humedal subsuperficial de flujo horizontal de
configuración convencional, ambos sistemas fueron diseños y evaluados bajo las
mismas condiciones, con el fin de comparar la eficiencia en el tratamiento de las
aguas residuales domésticas de ambos sistemas.
El diseño de ambos sistemas se realizó en base a un caudal de 150 Udía, lo cual es
equivalente a la dotación diaria para una persona, para un afluente con DBOs de 250
mg/L, una concentración de sólidos suspendidos de 70 mg/L, una temperatura del
agua residual de 19 oc y para una exigencia de de DBOs de 1 Omg/L en el efluente.
Estos dos sistemas fueron implementados en una vivienda unifamiliar ubicada en la
localidad de Carhuaz a 40 minutos en carro de la localidad de Huaraz. Con
coordenadas UTM 18 L 209663.97mE, 8972372.98mS, a una altitud de 2660
m.s.n.m., los que cuentan con una sistema de captación, acondicionamiento primario,
sistema de alimentación y distribución del agua residual doméstica; lo materiales
empleados para construir estos sistemas fueron, acero estructural, perfiles de fierro,
laminas de latón, tuberías de PVC, textil de lona impermeable, laminas de polietileno
de baja densidad, emulsión asfáltica, etc.
Los principales componentes de estos sistemas fueron la grava de rio tamizadas de
diferentes diámetros, la macrofita empleada fue la Rorippa nasturtium-aquaticum
(berro).
V
La operación de estos sistemas se realizó con el agua residual proveniente del
sistema de desagüe de la vivienda unifamiliar, por un periodo de 124 días.
Obteniéndose resultados que demuestran que la eficiencia de remoción de los
principales contaminantes presentes en el agua residual del biofiltro modificado es
similar a la eficiencia de un biofiltro de configuración convecional, no obstante la
ventaja del biofiltro modificado es que requiere de menos área útil en comparación a
los biofiltros convencionales subsuperficiales de flujo horizontal, reduciéndose en
aproximadamente un 47.6% de área útil requerida.
Por lo tanto el biofiltro modificado que de ahora en adelante será denominado
"Reactor biológico de superficie reducida (RBSR)", podrá ser una tecnología
viable para el tratamiento de aguas residuales domésticas en especial en núcleos
urbanos, rurales, en instituciones y en zonas donde no se cuente · con superficies
extensas para realizar el tratamiento mediante otras tecnologías.
Finalmente, se recomienda realizar investigaciones a nivel piloto con el sistema
(RBSR), a fm de evaluarse mejor los parámetros de diseño, eficiencias, costos de
implementación, construcción, operación y mantenimiento, con la finalidad de
garantizar la viabilidad técnica y económica del sistema.
::.:t.->.
vi ··:
ÍNDICE GENERAL
Página
DEDICATORIA........................................................................... 11
AGRADECIMIENTOS . . . . .. . .. . . . . .. . .. . .. . . . . . . . .. . .. . . . .. . . .. . .. . .. .. . . . . . . . . . . . .. . . .. 111
RESUMEN EJECUTIVO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . .. . .. . . . . .... . . . .. . . . . .. . .. . .. . . . . . . ... Vl
CAPÍTULO!
INTRODUCCION
Página
1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ........................... ,'....... ... 02
1.1.1 Antecedentes del problema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 02
1.1.2 Formulación del problema....................................................... 03
1.2 OBJETIVOS........................................................................ 04
1.2.1 Objetivo general .. . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . .. . .. . .. . . . . . . . .. . . .. . .. . . . . .. . .. . 04
1.2.2 Objetivo especifico................................................................ 04 1.3 FlJNDAMENTACIÓN ........................................................... 04
1.4 CARACTERÍSTICAS GENERALES DEL ÁMBITO DE ESTUDIO . . . 05
1.4.1 Ubicación geográfica............................................................. 05
1.4.2 Clima . .. ... . .. . . . . .. .. . .. . .. . ... .. . . .. . . . ... . .. . .. . .. ... ... ... . .. ... . . . ... ... . .. .. .. 05
1.5 NIVEL DE LA INVESTIGACIÓN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 05
1.6 LIMITACIONES DE LA INVESTIGACIÓN .. .. . .. . . .. .. . .. . .. .. .. .. . .. .. .. 05
1.6.1 Económicos........................................................................ 05
1.6.2 Tecnológicas .. . .. . .. . . . . .. . . . . . . . . .. .. . .. . . . . .. . .. . . . . .. . .. . .. . . .. . . . . .. .. . .. . . .. .. 05
CAPÍTULO U
MARCO TEORICO
Página
2.1 AGUA RESIDUAL DOMÉSTICA . . . .. . .. . . . . .. . . . . .. . . .. . . . . . . . .. . . . . .. . .. . . . 06
vii
2.1.1 Composición típica de las aguas residuales domésticas..................... 06
2.1.2 Efectos de contaminación por las aguas residuales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 07
2.2 CARACTERÍSTICAS DE IMPORTANCIA DE LAS AGUAS
RESIDUALES DOMÉSTICAS ................................................... ó..... 08
2.2.1 Acidez ................ .'............................................................. 08
2.2.2 Acido sulfhídrico.................................................................. 08
2.2.3 Alcalinidad . . . . . . .. . .. . . .. . . . .. . . .. . .. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . .. . .. . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . 08
2.2.4 Bacterias............................................................................ 09
2.2.5 Cloruros.............................................................................. 09
2.2.6 Coliformes . . . . .. .. . .. . . .. . . . .. . . .. .. . .. . . .. . . . .. . . .. . . . . . . .. . . .. . .. . .. . . . .. . .. .... .. 09
2.2. 7 Color . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 09
2.2.8 Compuestos orgánicos volátiles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 09
2.2.9 Demanda bioquímica de oxigeno................................................ 10
2.2.10 Demanda química de oxigeno................................................... 10
2.2.11 Detergentes ........................................... :............................. 10
2.2.12 Dióxido de carbono............................................................... 10
2.2.13 Fosforo ... . .. . .. ... ... ... ... .. . . . . .. . ... . .. ... .. . . . . ... ... . . . ......... ... .. . .. . ... .. . 10
2.2.14 Grasas y aceites.................................................................... 11
2.2.15 Hongos ...... ... ...... ... ... ... ... ... ... . .. . .. ... . .. . .. ... ... . .. . .. ... ... ... ... . .. ... 11
2.2.16 Metano . . . . . . .. . .. . . . . . . . .. . . . . . . . . .. . .. . .. . . . . .. .. . . .. . . . . .. . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.2.17 Nitrógeno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.2.18 Oxigeno disuelto.................................................................. 11
2.2.19 pH ... . .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . .. ... ... ... . .. ... ... . .. ... ... .. . ... ... ... 11
2.2.20 Sólidos . .. . . . . . . .. . . . . . . .. . . . .. . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . .. .. . . .. .. . . .. . . . . . . .. . . . . . . . . .. 12
2.2.21 Sulfatos.............................................................................. 13
2,2,22 Sulfuros . .. .. . .. . .. . . . . .. . . .. .. . . . . .. . .. . .. . .. . .. . .. . . . . . .. .. . .. . .. . .. . . .. .. . .. . .. ... 13
2.2.23 Temperatura........................................................................ 13
.2.2.24 Turbiedad . . . .. . .. . .. . . .. .. . .. . . . . .. . .. . .. . .. . . . . .. . .. . . . . . .. .. . . .. . . . . . . .. . . . . . . . . .. 14
2.2.25 Patógenos........................................................................... 14
2.3 NIVELES DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES Y NORMAS
DE CALIDAD DE LAS AGUAS . .. . .. .. .. .. . .. .. .. .. . .. . .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. . .. 15
2.4 ESTÁNDARES DE CALIDAD DE VERTIDO Y REIGO DE LAS AGUAS
RESIDUALES DOMÉSTICAS . . . ... . .. . .. . . . . .. . .. . .. . .. . .. .. . . .. . . . .. . . .. .. . . .. . .. . .. 16
2.4.1 Normas internacionales.......................................................... 16
viii
2.4.2 Normas nacionales . . . . . . . . . ... . .. . .. . . . . . . . . . ... . . . ... . . . . . . .. . . .. . . . . . . . .. . . . . . .. 18
2.5 COMPARACIÓN DE LOS DIFERENTES SISTEMAS DE
TRATAMIENTO........................................................................... 20
2.5.1 Necesidades de superficie........................................................ 20
2.5.2 Necesidades de obra e instalación............................................... 20
2.5.3 Mantenimiento . . . . . . .. . .. . .. . . . . .. . .. . .. . . . . . . . .. . .. . . . . .. . . .. .. . .. . .. . . . . .. . .. . .. . 21
2.5.4 Costos............................................................................... 22
2.5.5 Rendimientos(%)................................................................. 22
2.5.6 Generación de subproductos útiles.............................................. 23
2.6 BIOFILTROS O HUMEDALES .. .... .... .. ......... ... ...... ... ...... ... ...... 23
2.7 CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS BIOFILTRO O
HUMEDALES .............................................................................. 24
2.8 TIPOS DE BIOFILTROS O HUMEDALES .. .. .. . .. . .. .. .. .. . .. . .. .. .. .. .. .. 24
2.8.1 Humedales con flujo libre o flujo superficial (FL) ........................... 24
2.8.2 Humedales con flujo sub superficial (FSS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.8.3 Flujo vertical y sistemas combinados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2.9 COMPONENTES DE LOS BIOFILTROS O HUMEDALES ... .. . . . . . . .. 28
2.9 .1 Plantas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.9 .2 El suelo y el medio soporte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2.9 .3 Microorganismos y demás organismos que se desarrollan en los humedales
. .. . .. ... ... ... ... ... ... . .. ... ... ... ... ... ... .. . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. . ... 32
2.9.4 Complejo plantas suelo .......... ,................................................. 33
2.9.5 Complejo plantas microorganismos............................................. 33
2.9.6 Complejo suelo microorganismos.............................................. 33
2.1 O MECANISMOS DE REMOCIÓN .. .. .. .. . .. .. .. .. .. . . .. . .. . .. .. .. . .. .. . .. . .. . 34
2.11 PARÁMETROS BÁSICOS DE DISEÑO PARA HUMEDALES O
BIOFILTROS .. . . .. . .. .. .. .. .. . .. . . .. .. . . .. .. . .. . .. . .. . . .. .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . . . . .. . 35
2.11.1 Carga hidráulica.................................................................. 35
2.11.2 Tiempo de retención_ hidráulica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
2.11.3 Profundidad del humedal .. .. . .. . .. . .. .. .. .. .. .. .. .. .. . . .. . .. . .. .. .. . .. .. . . .. . .... 35
2.11.4 Carga orgánica.................................................................... 36
2.12 PROCEDIMIENTO GENERAL UTILIZADO PARA EL DISEÑO DE LOS
HUMEDALES O BIOFILTROS SUBSUPERFICIALES DE FLUJO
HORIZONTAL . .. . .. . .. .. . .. . .. . . .. .. . . .. ... ... ... ... . .. ... .. . .. .. .. .. . ... .. . .. . .. . ... .. .. 36
ix
2.12.1 Diseño en función a su eficiencia de remoción............................... 36
2.12.2 Diseño en función al requerimiento hidráulico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
2.12.3 Criterios típicos para el diseño de los humedales con flujo subsuperfi.cial y la
calidad de los efluentes esperados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
CAPÍTULO ID
HIPÓTESIS
Página
3.1 HIPÓTESIS GENERAL......................................................... 42
3.2 OPERACIONALIZACION DE LAS VARIABLE . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . ... 43
3.3 MATRIZ DE CONSISTENCIA................................................ 44
CAPÍTULO IV
METO DO LOGIA
Página
4.1 MÉTODO EXPERIMENTAL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . .. . . . . .. . . . . 46
4.1.1 UBICACIÓN . . . . . . .. . . .. .. . .. . .. . .. . .. . . . . . . . .. . . . . . .. .. . .. . .. . . . . .. . .. . . . . .. . .. . .. 46
4.1.2 IMPLEMENTACIÓN DE LOS MODELOS EXPERIMENTALES .. . .. . 47
4.1.2.1 Captación, acondicionamiento primario y almacenamiento del agua residual
doméstica . .. .. . . .. .. . .. . .. . . .. .. . .. .. .. .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. .. .. .. . .. . 47
4.1.2.2 Sistema de alimentación y distribución......................................... 47
4.1.2.3 Descripción del diseño y construcción del biofiltro de configuración
modificada .. . .. . .. . . . . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . . . . .. . .. . .. . . . . .. . .. . .. . . . . .. . .. . .. . . . ... 48
4.1.2.4 Descripción del diseño y construcción del biofiltro de configuración
convencional .. . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .. . . . . .. . . .. . . . .. . .. . .. . .. . .. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . .. . .. . .. ... 49
4.1.3 OPERACIÓN DE LOS BIOFJLTROS EXPERIMENTALES .. .. .. .. . .. . 49
4.1.4 MONITOREO ..................................................................... 50
4.2 DETERMINACIÓN DEL TIEMPO DE RETENCIÓN REAL Y
CARACTERÍSTICAS HIDRÁULICAS ....................... :....................... 51
4.3 MÉTODOS ANALÍTICOS..................................................... 51
4.3.1 Para las muestras de agua........................................................ 51
4.4 Para muestras de grava . . . . .. . .. . .. .. . . . . . .. . .. . . . .. . . . . .. . . .. .. . .. . .. . .. . .. . . .. .. 52
4.5 ANÁLISIS ESTADÍSTICO..................................................... 52
CAPÍTULO V
PLANEAMIENTO TECNOLÓGICO
Página
5.1 PARÁMETROS DE DISEÑO DE LOS BIOFILTROS ..................... 54
5.1.1 ENFUNCIÓNALAREMOCIÓNDECONTAMINANTES ............. 54
5.1.1.1 Caudal de diseño................................................................... 54
5.1.1.2 Concentración de la DBO en el efluente .. . ......... ... ... ... ... .. . .. . ... . .. . . .. 55
5.1.1.3 Concentración de la DBO en el afluente........................................ 55
5.1.1.4 Sólidos suspendidos............................................................... 55
5.1.1.5 Temperatura del agua a tratar.................................................... 55
5.1.1.6 Constante de reacción de primer orden......................................... 55
5 .1.1. 7 Profundidad del agua en la celda del biofiltro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
5.1.1.8 Porosidad de medio filtrante...................................................... 56
5.1.2 EN FUNCIÓN AL REQUERIMIENTO IDDRÁULICO . . . . .. . . . . . . . . . . . ... 56
5.1.2.1 Conductividad hidráulica del medio filtrante.................................. 56
5.1.2.2 Gradiente hidráulico............................................................... 56
5.1.2.3 Pendiente del fondo de la celda.................................................. 56
5.2 CRITERIOS DE DISEÑO . . . . .. .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . . .. . .. .. . .. . . .. . .. . .. . .. .. . . 56
5.2.1 BIOFILTRO MODIFICADO . .. ... . .. . .. . . . . . . . . . . . . . . . . .. . .. . . . . . . . .. . . . . .. . ... 56
5.2.1.1 Configuración...................................................................... 56
5.2.2 BIOFILTRO CONVENCIONAL .. .......... ... ............ ......... ...... ..... 58
5.2.2.1 Configuración...................................................................... 58
CAPÍTULO VI
DISEÑO DEL SISTEMA
Página
6.1 MEMORIA DE CÁLCULOS . . . . . . . . . . .. . .. . . . . . . . .. . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
X
xi
CAPÍTULO VII
RESULTADOS
Página
7.1 CAUDALES PROMEDIOS DE ALIMENTACIÓN DE LAS
BIOFILTROS . . . . . . . . . . . . . . . . .. . .. . .. . . . .. . .. . . . . . . . . .. . .. . . . .. . . . . .. . . . . . . . . . . . . .. 66
7.2 CARACTERÍSTICAS DE LAS MUESTRAS OBTENIDAS . . . . . . . . . . . . .. 67
7.3 IDSTOGRAMAS DEL COMPORTAMIENTO DE LOS PARÁMETROS
ANALIZADOS . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... 72
7.3.1 Comportamiento de las conductividad eléctrica con respecto al tiempo... 72
7.3.2 Comportamiento del fosfato con respecto al tiempo .......................... 72
7.3 .3 Comportamiento del pH con respecto al tiempo . .. . . . .. .. . . . . .. . . . . . .. .. . . . . .. 73
7.3.4 Comportamiento de los sólidos totales en suspensión con respecto al
tiempo......................................................................................... 73
7.3.5 Comportamiento de las temperaturas con respecto al tiempo............... 74
7.3.6 Comportamiento de los nitratos con respecto al tiempo...................... 74
7.3.7 Comportamiento del oxigeno disuelto con respecto al tiempo ...... ........ 75
7.3.8 Comportamiento de la DB05 con respecto al tiempo . . . ... .. . . . . . . . . . . . . . . . .. 75
7.3.9 Comportamiento de los coliformes fecales con respecto al tiempo........ 76
7.4 EFICIENCIAS DE REMOCIÓN DE LOS CONTAMINANTES DEL AGUA
RESIDUAL DOMÉSTICA . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
7.5 DIAGRAMA DE BARRAS DE LA EFICIENCIA DE REMOCIÓN DE LOS
PRINCIPALES CONTAMJNANTES DEL EFLUENTE DE LOS SISTEMAS (BM
Y BC) CON RESPECTO AL AGUA RESIDUAL (ARA) .. .. . .. . . .. . . . .. . .. . .. .. .. 77
7.6 COMPARACIÓN DE LOS EFLUENTES DE LOS SISTEMAS CON LA
NORMATMDAD NACIONAL E INTERNACIONAL . . . ... . . . . . . . .. . .. . . . . . . .... 80
7.7 COMPARACIÓN DE LOS PRINCIPALES CONTAMINANTES DE LOS
EFLUENTES DE LOS SISTEMAS CON LA NORMATIVIDAD NACIONAL
(ECAs) ... ... ......... ... ... ... ...... ... ... ... ......... ... ... ...... ......... ... ... ... ... ... ... 81
7.8 DIAGRAMA DE FLUJO DE LOS SISTEMAS .. . . .. . . .. .. . . . . . . . . . .. . . .. ... 82
7.9 BALANCE DE MASAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . 83
7.9 .1 Balance de fosfatos . .. . . . . . . .. . . . . .. . . . . .. . .. . .. . . . . .. . . . . .. . .. . .. . . . . . . . . . . .. . . . .. 83
7.9.2 Balance de sólidos totales en suspensión....................................... 84
xii
7.9.3 Balance de nitratos................................................................. 85
7.9.4 Balance de oxigeno disuelto...................................................... 85
7.9 .5 Balance de la demanda bioquímica de oxigeno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
7.9.6 balance de coliformes fecales ... ... ... ...... ...... ... ... .................. ... .... 86
7.1 O DETERMINACIÓN DEL VOLUMEN ÚTIL DE LOS BIOFILTROS ... 87
7.11 DETERMINACIÓN DE TIEMPO DE RETENCIÓN HIDRÁULICO
TEÓRICO DE LOS BIOFILTROS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
7.12 DETERMINACIÓN DEL TIEMPO DE RETENCIÓN HIDRÁULICO
REAL DE LOS BIOFILTROS MEDIANTE LA APLICACIÓN DEL TRAZADOR
NaCl .................................... ...................................................... 88
7.13 DETERMINACIÓN DE LAS CARGAS DE OPERACIÓN DE LOS
BIOFIL TROS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
7.14 DETERMINACIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS DEL FLUJO EN LOS
BIOFILTROS MODIFICADO Y CONVENCIONAL MEDIANTE LA
APLICACIÓN DEL TRAZADOR NACL. POR EL MÉTODO WOLF Y RESNICK
................................................................................................. 92
7.15 DETERMINACIÓN DE LA CONSTANTE CINÉTICA DE REACCIÓN
DE PRIMER ORDEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
7.16 DETERMINACIÓN DE LA CONSTANTE DE CONSUMO DE SÓLIDOS
TOTALES EN SUSPENSIÓN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. lOO
7.17 DETERMINACIÓN DE LA CONSTANTE DE CONSUMO DE
FOSFATOS ................................................................................. 101
7.18 DETERMINACIÓN DE LA CONSTANTE DE CONSUMO DE LOS C.F
................................................................................................. 102
7.19 COMPARACIÓN DEL COMPORTAMIENTO DEL BIOFILTRO
MODIFICADO VERSUS EL BIOFILTRO CONVENCIONAL . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
7.20 OBSERVACIONES REALIZADAS EN CAMPO DURANTE EL
PROCESO DE INVESTIGACIÓN . .. .. .. .. .. . .. . . . . . .. . .. . .. . . . . . . . . . . . .. .. . .. .......... 109
CAPÍTULO Vlll
ANALISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS
Página
8.1 CAUDAL PROMEDIO DE ALIMENTACIÓN DE LOS BIOFILTROS 111
xiii
8.2 COMPORTAMIENTO DE LOS PARÁMETROS DE CALIDAD DE AGUA
RESPECTO AL TIEMPO . . . . .. .. . . . . .. . .. . .. . . .. . .. .. . . .. .. . .. . . .. .. . . .. .. . . .. . . . .. . .. ... 112
8.3 EFICIENCIAS DE REMOCIÓN DE LOS PRINCIPALES
CONTAMINANTES DE LOS EFLUENTES DE LOS BIOFILTROS CON
RESPECTO AL AFLUENTE . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . .. . . . . .. ..... 113
8.4 COMPARACIÓN DE LOS PRINCIPALES CONTAMINANTES DE LOS
EFLUENTES DE LOS SISTEMAS CON LA NORMATIVIDAD NACIONAL
(ECAS) ....................................................................................... 115
8.5 DETERMINACIÓN DEL VOLUMEN ÚTIL DE LOS BIOFILTROS ... 115
8.6 DETERMINACIÓN DE TIEMPO DE RETENCIÓN HIDRÁULICO
TEÓRICO DE LOS BIOFIL TROS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
8.7 DETERMINACIÓN DEL TIEMPO DE RETENCIÓN HIDRÁULICO
REAL DE LOS BIOFILTROS MEDIANTE LA APLICACIÓN DEL TRAZADOR
NaCl. .......................................................................................... 116
8.8 COMPARACIÓN DE LAS CARGAS DE OPERACIÓN DE LOS
BIOFILTROS ............................................................................... 116
8.9 COMPARACIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS DEL FLUJO EN LOS
BIOFILTROS MODIFICADO Y CONVENCIONAL .. .. . .. .. .. .. . .. .. .. . . . . .. .. ... 117
8.10 COMPARACIÓN DE LAS CONSTANTES CINÉTICAS DE REACCIÓN
DE PRIMER ORDEN DE LOS BIOFILTROS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 117
8.11 COMPARACIÓN DE LA CONSTANTE DE CONSUMO DE SÓLIDOS
TOTALES EN SUSPENSIÓN ............................................................ 118
8.12 COMPARACIÓN DE LA CONSTANTE DE CONSUMO DE FOSFATOS
.................................................................................................. 118
8.13 COMPARACIÓN DE LA CONSTANTE DE REMOCIÓN DE LOS
C.F ............................................................................................. 118
8.14 COMPORTAMIENTO DEL BIOFILTRO MODIFICADO VERSUS EL
BIOFILTRO CONVENCIONAL EN RELACIÓN A SU CAPACIDAD DE
REMOCIÓN DE CONTAMINANTES ................................................. 119
xiv
CAPÍTULO IX
REINGENIERIA DEL SISTEMA
Página
9.1 REDIMENSIONAMIENTO DEL BIOFILTRO MODIFICADO (BM) .. 120
9.2 REDIMENSIONAMIENTO DEL BIOFILTRO CONVENCIONAL (BC)
................................................................................................. 123
9.3 PROPUESTA DE MODELO PILOTO PARA EL TRATAMIENTO DE
AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 125
CAPÍTULO X
CONCLUSIONES
Página
CONCLUSIONES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 129
CAPÍTULO XI
RECOMENDACIONES
Página
RECOMENDACIONES .................................................................... 132
CAPÍTULO XII
REFERENCIAS BffiLIOGRAFICAS
Página .e;;:_--··'
REFERENCIAS BffiLIOGRÁFICAS......... .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
ANEXOS
Anexo 1: reporte del análisis de laboratorio de las muestras ARA, EBM1, EBM2~
EBC ........................................................................................... 138
Anexo 2: Reporte del análisis de laboratorio de mecánica de suelos............... 163
XV
Anexo 3: Reporte de medición de caudales de operación del los biofiltros BM y
BC ........................................................................................... 173
Anexo 4: Planos .. . .. . . . . . . . . . . . . . .. . .. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . .. 174
Anexo 6: Panel fotográfico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
xvi
RELACIÓN DE PLANOS
Página
Plano N 01: Diagrama de distribución de las unidades planteadas para el desarrollo
de la investigación... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 17 4
Plano N 02: Biofiltro convencional- planta y cortes.............................. 175
Plano N° 03: Biofiltro modificado- planta y cortes................................. 176
Plano N 04: Vista en perspectiva del biofiltro modificado........................ 177
Plano N° 05: Reactor biológico de superficie reducida (RBSR)- planta y
cortes........................................................................ 178
RELACIÓN DE CUADROS
Página
Cuadro N° O 1: Composición típica promedio de las aguas residuales
domésticas..................................................................................... 06
Cuadro N 02: Efectos indeseables de las aguas residuales.......................... 07
Cuadro N° 03: Tipos de tratamiento de aguas residuales............................. 15
Cuadro N 04: Limites máximos de calidad de agua de reuso, según F AO....... 16
Cuadro N° 05: Calidad de agua para riego, según EPA ............................... 17
Cuadro N 06: Limites máximos permisibles para contaminantes para las aguas
residuales tratadas que se reusen en servicio al publico,
México ..................................................................... 18
Cuadro N° 07: Categoría 3, riego de vegetales y bebida de animales·- ECAs para
agua /Perú..................................................................... 18
Cuadro N° 08: Límites máximos permisibles para los efluentes de PTAR ......... 19
Cuadro N 09: Demanda de superficie para diferentes tratamientos............... 20
Cuadro N° 10: Demanda de infraestructura y equipamiento........................ 20
Cuadro N 11: Comparación de los sistemas convencionales de tratamiento,
con respecto al mantenimiento... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Cuadro N° 12: Comparación de los sistemas convencionales de tratamiento,
con respecto al costo de construcción... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 22
xvii
Página
Cuadro N° 13: Comparación de los sistemas convencionales de tratamiento,
con respecto a sus rendimientos ........................................ 22
Cuadro N° 14: Comparación de los sistemas convencionales de tratamiento, con
respecto a la generación de subproductos útiles ......................... 23
Cuadro N° 15: Principales mecanismos de remoción en biofiltros ................... 34
Cuadro W 16: Variables de la investigación ............................................ 43
Cuadro N° 17: Características del agua residual empleada en la
investigación ............................................................... 50
Cuadro N° 18: Codificación de las muestras tomadas en los puntos de
muestreo .................................................................... 50
Cuadro N° 19: Métodos usados para el análisis de las muestras para cada
parámetro ........................................................................................ 52
RELACIÓN DE TABLAS
Página
Tabla W 01: Características de los medios filtrantes usados en humedales
Artificiales... .. . . . . .. . . . . . . . . . . . . . .. . .. . . .. . . . . . . .. . . . . . . . .. . .. . . . . . . . . . . . .. 3 9
Tabla W 02: Profundidad de penetración de las raíces de las macrofitas más
usadas en humedales ........................................................ 40
Tabla W 03: Parámetros de diseño de humedales ...................................... 41
Tabla N° 04: Resultado del aforo de los caudales de operación de los sistemas ... 67
Tabla W 05: Resultado de la evaluación fisico- químico y biológico del agua
residual afluente (ARA) .................................................... 68
Tabla W 06: Resultado de la evaluación fisico- químico y biológico del efluente
de la cámara N°01, del biofiltro modificado (BMEI) ...... ~-............ 69
Tabla W 07: Resultado de la evaluación fisico- químico y biológico del
efluente de la cámara N°02, del biofiltro modificado (BME2) ........ 70
Tabla W 08: Resultado de la evaluación fisico - químico y biológico del
efluente del biofiltro convencional (BCE) ............................... 71
Tabla W 09: DeterÍninación de la eficiencia de remoción de los principales
contaminantes............................................................... 77
Tabla N° 10: Comparación de los efluentes de los sistemas con la normatividad
nacional e internacional.................................................... 80
Tabla N° 11: Volumen útil del biofiltro modificado (BM) ............................ 87
Tabla N' 12: Volumen útil del biofiltro convencional (BC) .......................... 87
Tabla N' 13: Tiempo de retención teórico detenninado para los sistemas ......... 88
Tabla N' 14: Tiempo de retención real del biofiltro modificado, mediante el
trazador...................................................................... 88
Tabla N' 15: Tiempo de retención real del biofiltro convencional, mediante el
trazador...................................................................... 89
Tabla N' 16: Cargas de operación del biofiltro modificado (BM).................. 90
Tabla N° 17: Cargas de operación del biofiltro convencional (BC) ................. 91
Tabla N' 18: Tipo de flujo existente en el biofiltro modificado (BM) ............... 92
Tabla N' 19: Tipo de flujo existente en el bioflltro convencional (BC) ............ 94
Tabla N' 20: Detenninación del Kt para el bioflltro modificado (BM)............. 96
Tabla N° 21: Detenninación del Kt para el biofiltro convencional (BC)........ ... 98
Tabla N' 22: Constante de consumo de los SST en el biofiltro modificado
xviii
(BM) ........................................................................... 100
Tabla N' 23: Constante de consumo de los SST en el biofiltro convencional
(BC) ............................................................................ 100
Tabla N' 24: Constante de consumo de los Fosfatos en el biofiltro modificado
(BM) .............................................................................................. 101
Tabla N' 25: Constante de consumo de los Fosfatos en el bioflltro convencional
(BC) ...................................................................................... 101
Tabla N' 26: Constante de consumo de los C.F en el biofiltro modificado
(BM)......................................................................................... 102
Tabla N' 27: Constante de consumo de los C.F en el biofiltro convencional
(BC) ............................................................................ 102
Tabla N' 28: Estadísticos de muestras relacionadas- Caudales ....................... 103
Tabla N° 29: Correlaciones de muestras relacionadas- Caudales ..................... 103
Tabla N' 30: Prueba de muestras relacionadas- Caudales............ . . . . . . . . . . . . . . . .. 103
Tabla N° 31: Estadísticos de muestras relacionadas-DBOs ........................... 104
Tabla N' 32: Correlaciones de muestras relacionadas-DEOs... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
Tabla N° 33: Prueba de muestras relacionadas-DBOs ................................. 105
Tabla N° 34: Estadísticos de muestras relacionadas-SST ......................... .-." .•.. 105
xix
Tabla N° 35: Correlaciones de muestras relacionadas-SST ............................ 106
Tabla W 36: Prueba de muestras relacionadas-SST .................................... 106
Tabla W 37: Estadísticos de muestras relacionadas-C.F ................................. 107
Tabla W 38: Correlaciones de muestras relacionadas-C.F ............................. 1 07
Tabla N° 39: Prueba de muestras relacionadas-C.F .................................... 108
RELACIÓN DE GRÁFICOS
Página
Grafica N° 01: Variación de la conductividad eléctrica (C.E) con respecto al
tiempo ...................................................................... 72
Grafica W 02: Variación del fosfato con respecto al tiempo ......................... 72
Grafica N° 03: Variación del pH con respecto al tiempo .............................. 73
Grafica W 04: Variación de los SST con respecto al tiempo ......................... 73
Grafica N° 05: Variación de la temperatura con respecto al tiempo .................. 74
Grafica W 06: Variación de los nitratos con respecto al tiempo... . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 4
Grafica N° 07: Variación del oxigeno disuelto con respecto al tiempo ............... 7 5
Grafica W 08: Variación de la DB05 con respecto al tiempo ................................ 75
Grafica N° 09: Variación del ciclo log (CF) con respecto al tiempo ...................... 76
Gra:fica W 10: Eficiencia de remoción de fosfatos ...................................... 78
Grafica N° 11: Eficiencia de remoción de SST ........................................... 78
Grafica W 12: Eficiencia de remoción de Nitratos ....................................... 79
Grafica W 13: Eficiencia de remoción de la DBOs ..................................... 79
Grafica W 14: Eficiencia de remoción de coliformes fecales ......................... 80
Grafica W 15: Comparación de los principales contaminantes de los efluentes
con las ECA.................................................. .... .. .. . .. . 81
GraficaN° 16: CurvaLog (1-F(t)) del BM............................................ 93
GraficaW 17: CurvaLog (1-F(t)) del BC.............................................. 95
Grafica N° 18: Correlación ente Log (Kt) y la temperatura del agua residual,
para le biofiltro modificado (BM) ...................................... 96
Grafica N° 19: Correlación ente Log (Kt) y la temperatura del agua residual,
para le biofiltro convencional (BC) .................................... 98
XX
RELACIÓN DE FOTOGRAFÍAS
Página
Foto N 01: Estructura metálica empleada para la implementación de los biofiltros
experimentales ............................................................................ 179
Foto N 02: Tuberías, accesorios y equipos empleados en la implementación de los
biofiltros experimentales............. . . . .. . .. . . . . .. . . . . . .. . .. . . . . . . .. . . .. .. 179
Foto N° 03: Nivelación y apisonado del fondo del biofiltro experimental
convencional....... . . . . .. . . . . . . . . . . . . .. . . . . .. . .. . . . . . . . .. . .. . .. . .. .... .. . .. .. 180
Foto N° 04: Nivelación y apisonado del fondo del biofiltro experimental
modificado................................................................... 180
Foto N° 05: Colocación del medio filtrante (grava) en el biofiltro experimental
convencional.... .. . . . . .. . .. . . .. .. . . . . . .. .. . .. . .. . .. . . .. . . . . .. . . . .. . .. . .... .. . 181
Foto N 06: Extracción de una muestra del medio filtrante (grava) colocada en el
biofiltro experimental convencional. ...................................... 181
Foto N 07: Colocación del sistema de muestreo en la primera cámara del biofiltro
experimental modificado............. . . . .. . . . . .. . .. . . . . .. . . . . .. . .. . . . . .. . .. 182
Foto N° 08: Colocación del medio filtrante (grava) en la primera cámara del biofiltro
experimental modificado .................................................... 182
Foto N 09: Colocación de la membrana impermeable que divide la primera cámara
de la segunda en el biofiltro experimental modificado ................. 183
Foto N° 10: Fijación de la membrana impermeable a la estructura del biofiltro
experimental modificado.... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183
Foto W 11: Colocación de los tres lechos de medio filtrante (grava, grava fma y
arena gruesa) en la segunda cámara del biofiltro experimental
modificado................................................................... 184
Foto N 12: Vista del bioflltro experimental modificado, luego de culminada su
construcción.... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184
Foto N 13: Extracción de una muestra de medio flltrante (grava) de la primera
cámara del biofiltro experimental modificado .......................... 185
Foto N 14: Extracción de las muestras de medio filtrante (grava, grava fina y arena
gruesa) de la segunda cámara del biofiltro experimental
modificado............... .... .. . . . . .. . . . . . . . . . . .. . .. . . .. . .. . . . .. . .. . .. . . .. . . .. 185
Foto N 15: Sistema de captación de las aguas residuales domésticas ............... 186
xxi
Foto N' 16: Sistema de sedimentación e impulsión del agua residual domestica ... 186
Foto N 17: Sistema almacenamiento y distribución del agua residual domestica
sedimentada, a los biofiltros experimentales ............................. 187
Foto N 18: Sistema de alimentación a carga constante ............................... 187
Foto N° 19: Colocación y adaptación de las macrofitas (Berros), en el biofiltro
experimental convencional .................................................. 188
Foto N° 20: Colocación y adaptación de las macrofitas (Berros), en el biofiltro
experimental modificado .................................................... 188
Foto N° 21: Biofiltro experimental convencional en operación con el agua residual
domestica ...................................................................... 189
Foto N' 22: Biofiltro experimental modificado en operación con el agua residual
domestica ...................................................................... 189
Foto N' 23: Vista del crecimiento de las macrofitas en dirección al sentido del flujo
del agua residual en el biofiltro experimental convencional ........... 190
Foto N' 24: Vista del crecimiento de las macrofitas en dirección al sentido del
flujo del agua residual en el biofiltro experimental modificado ....... 190
Foto N° 25: Comparación visual de la calidad de agua del efluente del
BM y BC con respecto al ARA. .. . ...... . . . . . .. . .. .. .. .. . .. . . . .. . . .. . . . . .. 191
Foto N° 26: Lectura de parámetros in situ. ·:. ............................................ 191
Foto N 27: Muestreo del efluente del biofiltro experimental convencional...... 192
Foto N° 28: Muestreo del efluente del biofiltro experimental modificado........ 192
Foto N 29: Moro y regulación de los caudales de ingreso a los biofiltros ........ 193
Foto N° 30: Adición de NaCl (sal común) como sustancia trazadora ............... 193
Foto N 31: Preparación de la solución del trazador (NaCl y Azul de metileno ) .... 194
Foto N 32: Aplicación de la solución del trazador (NaCl y Azul de metileno) a la
entrada de cada biofiltro ..................................................... 194
Foto N° 33: Lectura de la concentración de NaCl (sal común) a la entrada y salida de
los biofiltros, luego de aplicar de la solución trazadora ................ 195
Foto N° 34: Lectura de la concentración de NaCl (sal común) en la entrada de los
biofiltros, ...................................................... , ............... 195
Foto N° 35: Efecto taponamiento observado al ingreso del biofiltro
convencional...... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ...... 196
xxii
UNIDADES DE MEDIDA
SIGNIFICADO
Kg. Kilogramos
gr. Gramos
mg!L. Miligramo por litro
giL. Gramo por litro
Ha. Hectárea
d día
dia-1 día a la menos uno
Kg/Ha. Kilogramos por hectárea
Kg/Ha.d. Kilogramos por hectárea día
m. Metro
¡.tm. Micrómetro por metro
mm Milímetro
cm. Centímetro
Km. Kilo metro
d. Metros cuadrado
m3. Metro cubico
mis. Metro por segundo
m3/s. Metro cubico por segundo
m3/d. Metro cubico por día
gr/d.
gr/m2.d.
gr/m3.d
Ha/1000 m3 x d.
L
mi.
ml/1
Lid.
ppm.
¡.tS/cm.
L!Hab.d
NMP/100 ml
HIL
Metro cubico por metro cuadrado día
Gramo por día
Gramo por metro cuadrado día
Gramo por metro cubico día
Hectárea por mil metros cúbicos día
Litro
Mililitro
Mililitro por litro
Litro por día
Partes por millón
Micro siemens por centímetro
Litro por habitante día
Número más probable por cien mililitros
Helmintos por litro
xxiii
xxiv
ABREVIATURAS
SIGNIFICADO
PE Persona equivalente
m.s.n.m Metros sobre el nivel del mar
To Temperatura
co Grado centígrado
HP Caballos fuerza
pH Potencial de hidrogeno
N Nitrógeno
co2 Dióxido de carbono
H2S Acido sulfhídrico
e~ Metano
FeS Sulfuro ferroso
CaC03 Carbonato de calcio
s-2 Ion sulfuro
NH/ Ion amonio
NT Nitrógeno total
NTK Nitrógeno total Kendal
p Fosforo
PT Fosforo total
NaCl Cloruro de sodio (sal común)
PVC
CE
SS
SST
TDS
OD
DQO
UNT
C.F
Poli cloruro de vinilo
Conductividad eléctrica
Sólidos en suspensión
Sólidos totales en suspensión
Sólidos totales disueltos
Oxigeno disuelto
Demanda química de oxigeno
Unidades de turbidez nefelométricas
Coliformes fecales
Constante de reacción de primer orden que depende de la
temperatura
XXV
Constante de reacción de primer orden a 20 grados centigrados
EPA
UTM.
DBOs
COT
SIDA
uv
FAO
ECA
MINAM
PTAR
FL
FSS
OPS
OMS
ARA
BCE
BMEl
SIGLAS
SIGNIFICADO
Agencia Para La Protección Ambiental
Universal Transversal de Mercator
Demanda bioquímica de oxigeno a los 5 días
Carbono orgánico total.
Síndrome de inmune deficiencia adquirida
Ultra violeta
Organismo de las Naciones Unidas para la Agricultura y la
Alimentación
Estándares De Calidad Ambiental Para Agua.
Ministerio Del Medio Ambiente
Planta de tratamiento de aguas residuales
Humedales con flujo libre o flujo superficial
Humedales Con Flujo Subsuperficial
Organización Panamericana De La Salud
Organización Mundial De La Salud
Afluente de la unidad de almacenamiento y alimentación
Efluente del biofiltro convencional experimental
Efluente de la primera cámara del biofiltro modificado
experimental
xxvi
BME2
UNASAM
FCAM
BM
BC
RBSR
Efluente de la segunda cámara del biofiltro modificado
experimental
Universidad nacional Santiago Antúnez de Mayolo
Facultad de ciencias del ambiente
Biofiltro susbsuperficial modificado experimental
Biofiltro susbsuperficial convencional experimental
Reactor biológico de superficie reducida
xxvii
CAPÍTULOI
¡ t # t t q t 1 t 1 t t ; t _p 1 t 1 t t 5 t.; t •-J M 1 t t t ; t ¡54 l t. t •a 1 t t-%$ i 1 ¡ ii§i M t 1 &#a t t. Pi ;¡ 1 ¡ t 3 ; l 1 t ; g g t 4 t t t t 1-: ¡ t t: J t t • 1 og r • t J :: t
INTRODUCCIÓN
'**" 4§4J.fiii4XIQ #J).€f '¡ 1 j '-i4-' ,,_,'' 1 1 D l. i±T 1 ¡_¡. h 44 11M f . J f.f t p_t t t ¡u 14(\1 t t 1 ¡ J-• 15m 451 tfi ¡ t ; i;
En la actualidad se vienen implementado biofiltros también conocidos como
humedales artificiales de flujo subsuperficial, como unidades alternativas en el
tratamiento de aguas residuales domésticas, estos sistemas son estanques o canales
con el fondo generalmente impermeable sobre el cual se coloca un medio poroso que
puede ser suelo, arena o grava en el que se siembran las plantas emergentes. Las
aguas residuales aplicadas a estos sistemas son generalmente efluentes de los
sistemas de tratamiento primario. Estos sistemas pueden ser construidos con flujo
horizontal subsuperficial, en el cual el medio poroso se mantiene saturado por el
agua, o con flujo vertical en el cual el medio poroso no se encuentra saturado debido
a que el agua se aplica sobre la superficie del lecho a intervalos de tiempo.
2
Estos sistemas, son tecnologías viables para la depuración de aguas residuales
domésticas y sobre todo en pequeñas o medianas comunidades con bajos costos de
construcción, operación y mantenimiento. Por esta razón estos sistemas de
tratamiento podrían implementarse en zonas andinas como la nuestra, en especial en
zonas rurales en las que no se cuentan con sistemas de disposición y tratamiento de
las aguas residuales adecuados, debido a la escasa disponibilidad de recursos
económicos tanto para la construcción, operación y mantenimiento de sistemas de
tratamiento de aguas residuales convencionales. No obstante uno de los problemas
radica básicamente en la disponibilidad de terreno, debido a que para implementar
estos sistemas se requiere de áreas relativamente extensas para operar como unidades
de tratamiento eficientes, es por esto que el costo y la factibilidad para implementar
este sistema de tratamiento esta en función al costo y disponibilidad de terreno.
Es por ello que se planteó modificar la configuración de un biofiltro de flujo
horizontal subsuperficial convencional; con la fmalidad de obtener un biofiltro
modificado que ocupe menos área útil y a la vez sea tan eficiente que el biofiltro
convencional y de esta manera aprovechar mejor el uso del área disponible para el
tratamiento.
1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.1.1 Antecedentes del problema
Los sistemas de biofiltros o también conocidos como humedales artificiales de
flujo subsuperficial, son tecnologías viables para la depuración de aguas residuales
domésticas; estos sistemas pueden ser empleados como tratamiento secundario o
terciario, sobre todo en pequeñas o medianas comunidades con bajos costos de
construcción y mantenimiento (Agustín Labora, 2001). Una de las desventajas que se
encuentran en los sistemas de tratamiento mediante biofiltros consiste en que se
requieren de áreas de gran tamaño para que se puedan lograr un tratamiento eficiente
de las aguas residuales, el área requerida puede variar entre 3 a 5 m2 por persona
(EPA 832-F-00-023, Septiembre 2000), es por esto que el costo y la factibilidad para
implementar este sistema de tratamiento radica básicamente en función al costo y
disponibilidad de terreno requerido para su operación.
Adicionalmente algunas investigaciones, establecen que es posible reducir el área
de tratamiento en humedales verticales, reduciendo previamente la cantidad de
3
materia orgánica del agua residual; esta reducción de materia orgánica se obtiene a
través de un biofiltro conformado por un tanque que contiene un medio filtrante
(grava), el cual es instalado previamente a los humedales verticales (Farith Díaz y
Eugenio Giraldo, 2002). Otras investigaciones realizadas con humedales ártificiales
subsuperficiales diseñados y construidos con algunas modificaciones de los
humedales clásicos, muestran que las diferencias en la profundidades del medio
filtrante, generan zonas aerobias, anóxicas y anaerobias, que favorecen la remoción
de contaminantes del agua residual (T. García, 2005), por lo que cabe la posibilidad
de realizar nuevas investigaciones realizando modificaciones a los sistemas de
humedales ya conocidos y probados para poder reducir el área requerida por estos
sistemas y de esta manera poder implementar estos sistemas en lugares en los cuales
la disponibilidad de terrenos es escasa o incluso aprovechar mejor los terrenos con
los que se cuenten.
Por lo que se plantea modificar la configuración de un biofiltro de flujo
subsuperficial convencional; con la finalidad de obtener un biofiltro modificado que
ocupe menos área útil y a la vez sea tan eficiente como biofiltro convencional.
1.1.2 Formulación del problema
En nuestra realidad es necesario desarrollar tecnologías de tratamiento de aguas
residuales domésticas, eficientes y económicas; por lo que debemos buscar
alternativas que permitan conservar y manejar sosteniblemente los recursos
existentes en nuestro medio de una manera eficiente e inteligente. En consecuencia,
hay la necesidad de investigar, identificar, mejorar e incluso desarrollar nuevos
sistemas de tratamiento de aguas residuales que sean económicos, efectivos y
adaptables a las condiciones geográficas y posibilidades socioeconómicas de nuestro
país.
En la actualidad se viene implementado biofiltros o humedales artificiales para el
tratamiento de aguas residuales domésticas, como unidades alternativas a los
tratamientos convencionales, esto debido al bajo costo que demanda su construcción,
operación y mantenimiento; ventajas por las cuales estos sistemas de tratamiento
podrían implementarse en zonas rurales, permitiendo mejorar la calidad de vida de la
población, sin embargo estos sistemas requieren de áreas relativamente extensas para
4
operar como unidades de tratamiento eficientes. Ante este hecho surge la siguiente
interrogante:
¿La modificación en la configuración del biofiltro subsuperficial permitirá
reducir el área de tratamiento de aguas residuales domésticas?-
1.2 OBJETIVOS
1.2.1 Objetivo general
• Reducir el área útil de tratamiento de aguas residuales domésticas mediante la
modificación en la configuración del biofiltro subsuperficial de flujo
horizontal.
1.2.2 Objetivo especifico
• Diseñar un bioftltro subsuperficial de flujo horizontal modificando su
configuración para reducir el área de tratamiento.
• Estudiar y analizar el prototipo del biofiltro subsuperficial de flujo horizontal
modificado comparado con un biofiltro subsuperficial de flujo horizontal
convencional a escala semi-piloto.
1.3 FUNDAMENTACIÓN
Se decidió realizar la investigación por los siguientes motivos:
• Los biofiltros o humedales de flujo subsuperficial son tecnologías de
tratamiento de aguas residuales domésticas, potencialmente aplicables en
zonas rurales, debido a su bajo costo de implementación, operación y
mantenimiento.
• Realizar un mejor aprovechamiento del área disponible para el tratamiento de
las aguas residuales domésticas mediante biofiltros de flujo subsuperficial.
• Optimizar y generar nuevas tecnologías para el tratamiento de aguas
residuales domésticas.
• La contaminación ambiental y los nesgos a la salud publica por aguas
residuales no tratadas, por la falta de tecnologías de tratamiento aplicables a
zonas rurales.
S
1.4 CARACTERÍSTICAS GENERALES DEL ÁMBITO DE ESTUDIO
1.4.1 Ubicación geográfica
La investigación se realizó en una vivienda unifamiliar del Distrito de Carhuaz,
Provincia de Carhuaz, Departamento de Ancash a 34 km de la ciudad de Huaraz.
Con coordenadas UTM 18 L 209663.97mE, 8972372.98mS, con una altitud de 2660
m.s.n.m.
1.4.2 Clima
En la ciudad de Carhuaz el clima es del tipo, templado. Se caracteriza por la
presencia de precipitaciones pluviales de 300 mm coino media anual, oscilando entre
los 250 mm en la parte más baja y los 380 mm en el nivel más alto. La temperatura
promedio anual es de 14 °C.
1.5 NIVEL DE LA INVESTIGACIÓN
• Según el propósito de la investigación y a la naturaleza de los problemas:
Investigación aplicada, por la aplicación de los conocimientos a la solución
de un problema inmediato.
• Según la técnica de contrastación:
Investigación experimental, por la manipulación de una variable experimental
en condiciones de riguroso control.
• Según su naturaleza y profundidad:
Investigación exploratoria, por que el objetivo consiste en examinar un tema
poco estudiado.
1.6 LIMITACIONES DE LA INVESTIGACIÓN
1.6.1 Económicos
Se considero sólo 6 campañas de muestreo, debido a los altos costos de
procesamiento de las muestras.
1.6.2 Tecnológicas
No se cuentan con equipos portátiles que permitan el control permanente de los
parámetros y variables en el proceso de investigación.
CAPÍTULOII
MARCO TEÓRICO
2.1 AGUA RESIDUAL DOMÉSTICA
En general, se considera como aguas residuales domésticas, los líquidos
provenientes de las viviendas o residencias, edificios comerciales o institucionales.
(Romero Rojas Jairo, México 1999).
2.1.1 Composición típica de las aguas residuales domésticas
Cuadro N° 01: Composición típica promedio de las aguas residuales domésticas.
l- ·'"-o,--- .r~A.~JJ~P--c~--~~=---~~c=--J~~!A-~IDJJJJ!.J Sólidos totales 720 mg/L Sólidos disueltos 500 mg/L Sólidos disueltos volátiles 20 mg/L
Sólidos suspendidos 220 m giL Sólidos suspendidos volátiles 165 m giL Sólidos sedimentables 10 m giL D.B.O. 220 m giL C.O.T. 160 m giL D.Q.O. 500 m giL Nitrógeno total 40 m giL Nitrógeno orgánico 15 m giL Nitrógeno amoniacal 25 m giL Nitritos o m giL Nitratos o m giL F os foro total 8 m giL F osforo orgánico 3 m giL Fosforo inorgánico 5 m giL Cloruros 50 m giL Alcalinidad 100 m giL Grasas 100 m giL
FUENTE: Tratamiento de aguas residuales por lagunas de estabilización; Romero Rojas Jairo, 3"
Edición
2.1.2 Efectos de contaminación por las aguas residuales
7
Toda agua residual afecta de alguna manera la calidad del agua de la fuente o
cuerpo de agua receptor. Sin embargo, se dice que un agua residual causa
contaminación solamente cuando ella introduce condiciones o características que
hacen el agua de la fuente o cuerpo receptor inaceptable para el uso propuesto de la
misma. Los efectos más importantes de los principales agentes de contaminación de
las aguas residuales se muestran en el siguiente cuadro:
Cuadro N° 02: Efectos indeseables de las aguas residuales
¡-toNtAMJ.NANtES- . EFECTO
Materia orgánica biodegradable
Materia suspendida
Sustancias corrosivas, cianuros, metales, fenoles. Etc.
Desoxigenación de el agua, muerte de peces, olores indeseables
Deposición en los lechos de los ríos; si es orgánica se descompone y flotan mediante el empuje de los gases; cubre el fondo e interfiere en la reproducción de los peces o transforma la cadena alimenticia.
Extinción de peces y vida acuática, destrucción de bacterias, interrupción de la auto purificación.
~croorgarüsmos
patógenos
Sustancias que causan turbiedad, temperatura, color, olor, etc.
Sustancias o factores · que transforman el
equilibrio biológico
Constituyentes nainerales
Las aguas residuales domésticas pueden transportar orgarüsmos patógenos, los residuos de curtiembre ántrax.
El incremento de la temperatura afectan a los peces; el color, olor y turbiedad hacen estéticamente inaceptable el agua para uso publico.
Pueden causar crecimiento excesivo de hongos y plantas acuáticas las cuales alteran el ecosistema acuático, causan olores, etc. Incrementa la dureza, limitan los usos industriales sin tratamiento especial, incrementan el contenido de sólidos disueltos a niveles perjudiciales para los peces o la vegetación, contribuye a la eutrofización del agua.
FUENTE: Tratamiento de aguas residuales por lagunas de estabilización; Romero Rojas Jairo, 3" Edición
8
2.2 CARACTERÍSTICAS DE IMPORTANCIA DE LAS AGUAS
RESIDUALES DOMÉSTICAS
2.2.1 Acidez
La acidez se ongma en la disolución de COz atmosférico, en la oxidación
biológica de la materia orgánica. Su efecto corrosivo en aguas residuales es de gran
importancia así como su posible efecto destructor o alterador de la flora o fauna de
fuentes depuradoras.
2.2.2 Acido sulflúdrico.
El acido sulfhídrico, HzS, es un producto de la descomposición anaerobia de las
aguas residuales. Al exponer el agua residual a la atmosfera se desprende HzS y se
detecta un claro olor ofensivo a huevo podrido. El HzS mezclado con el C~ y COz
es corrosivo; toxico al sistema respiratorio, incoloro e inflamable y explosivo bajo
ciertas condiciones. El color negro en muchas aguas residuales es comúnmente
causado por la combinación de H2S con hierro para formar sulfuro ferroso, FeS.
2.2.3 Alcalinidad.
Las aguas residuales domésticas son mayormente alcalinas, concentraciones de
50 a 200 mg/L - CaC03 son comunes. Por otra parte aguas residuales con
9
alcalinidad caustica reaccionan con el C02 producido por la actividad microbial para
producir bicarbonato y reducir el valor del pH.
2.2.4 Bacterias.
Organismos eubacteriales, procarioticos unicelulares morfológicamente se
clasifican como cocos, bacilos, curvados o vibriones, espirales o espirillas o
espiroquetas y filamentosas. Son los organismos más importantes en la
descomposición y estabilización de la materia orgánica. Así mismo, los organismos
bacteriales patógenos que pueden acompañar las excretas humanas originan uno de
los problemas sanitarios más graves en el área de las malas condiciones sanitarias.
2.2.5 Cloruros.
Son comunes en aguas residuales pues la contribución diaria por persona es de 6
a 9 gr. Concentraciones altas pueden causar problemas de calidad de agua para riego
y problemas de sabor en aguas para reuso. En general los métodos convencionales de
tratamiento de aguas residuales no remueven cloruros. En aguas residuales
domésticas crudas la concentración de cloruros oscila entre 30 y 200 mg/L.
2.2.6 Coliformes.
Los organismos patógenos que pueden existir en las aguas residuales son,
generalmente pocos y dificil es de aislar e identificar por esta razón se prefiere útilizar
a los coliformes como organismo indicador de contaminación o, en otras palabras
como indicador de la existencia de organismos productores de enfermedad.
2.2.7 Color.
Las aguas residuales domésticas frescas son generalmente de color gris y a
medida que el agua envejece cambia a color gris oscuro y luego a negro. El color
negro de las aguas residuales sépticas es producido principalmente por la formación
de sulfuros metálicos.
2.2.8 Compuestos orgánicos volátiles.
En aguas residuales es común encontrar compuestos orgánicos volátiles, los
cuales al ser emitidos a la atmosfera pueden constituirse en contaminantes tóxicos
j
10
para los usuarios o en gases orgánicos altamente reactivos que pueden contribuir a la
producción de ozono o de compuestos muy olorosos.
2.2.9 Demanda bioquímica de oxigeno.
La demanda bioquímica de oxigeno es la cantidad de oxigeno requerida para los
microorganismos para oxidar (estabilizar) la materia orgánica biodegradable en
condiciones aerobias. La DBO es el parámetro mas usado para medir la calidad de
aguas residuales y superficiales, para determinar la cantidad de oxigeno requerido
para estabilizar biológicamente la materia orgánica del agua, para diseño de unidades
de tratamiento biológico, para evaluar la eficiencia en los proceso de tratamiento y
para fijar las cargas orgánicas permisibles en fuentes receptoras.
2.2.10 Demanda química de oxigeno.
La DQO es útil como parámetro de concentración orgánica en aguas residuales
industriales o municipales toxicas a la vida biológica.
2.2.11 Detergentes.
Los detergentes son ampliamente usados y existen en las aguas residuales. Su
presencia disminuye la tensión superficial del agua y favorece la concentración de
espumas, aun en bajas concentraciones, cuando se acumula en la interfaz aire- agua,
gracias a la presencia de proteínas, partículas sólidas finas y sales minerales
disueltas. Además inhibe la actividad biológica y disminuye la solubilidad del
oxigeno.
2.2.12 Dióxido de carbono.
Generalmente proviene de la atmosfera y de la descomposición de las sustancias
orgánicas.
2.2.13 Fósforo.
Es esencial para el crecimiento de protistas y plantas. En aguas residuales
domésticas el contenido del fósforo oscila entre 6 y 20 mg!L., el fósforo orgánico es
generalmente de importancia secundaria en la mayoría de las aguas residuales
domésticas. En general se recomienda para tratamiento biológico una relación de
DBO/N/P =100/5/1.
11
2.2.14 Grasas y aceites.
Se considera como grasas y aceites los compuestos de carbono, hidrógeno y
oxigeno que flotan en el agua residual, recubren las superficies con las cuales entran
en contacto, causan iridiscencia y problemas de mantenimiento, e interfieren con la
actividad biológica pues son dificiles de biodegradar.
2.2.15 Hongos.
En el tratamiento de aguas residuales son importantes porque soporta medios
ácidos de bajo pH, el pH óptimo para la mayoría de las especies es de 5.6 y, además,
requieren aproximadamente de la mitad de nitrógeno que exigen las bacterias.
2.2.16 Metano.
Se produce en la descomposición anaerobia de la materia orgánica y
generalmente constituye el 65% del gas de digestores.
2.2.17 Nitrógeno.
Las formas de interés en aguas residuales son las de nitrógeno orgánico,
nitrógeno amoniacal, nitrógeno de nitritos y nitratos. Todas son formas inter
convertibles bioquímicamente y componentes del ciclo del nitrógeno. Un agua
residual con contenido insuficiente de nitrógeno puede requerir la adición de
nitrógeno para su adecuada bio-descomposición.
2.2.18 Oxigeno disuelto
Es el más importante, y es un gas que va siendo consumida por la actividad
química y biológica.
El oxigeno disuelto depende de muchos factores como la temperatura, altitud,
movimientos del curso receptor, actividad biológica, actividad química, etc.
El control del oxigeno disuelto a lo largo del tiempo, nos suministra una serie de
datos fundamentales para el conocimiento del estado de un agua residual.
12
2.2.19 pH.
La expresión usual para medir la concentración del ión hidrógeno en una
solución, está en términos del pH, el cual se defme como el logaritmo negativo de la
concentración del ión hidrógeno.
La concentración del ión hidrógeno en el agua está íntimamente rela~;ionada con
la extensión de la reacción de disociación de las moléculas del a~. El agua se
disocia en iones hidroxilo e hidrógeno.
El intervalo adecuado del pH para la existencia de mayor parte de la vida
biológica es relativamente estrecho, en general entre pH 5 y 9. Las aguas residuales
con valores de pH menores a 5 y superiores a 9 son de dificil tratamiento mediante
procesos biológicos. Si el pH del agua residual tratada no es ajustado antes de ser
vertido, el pH de la fuente receptora puede ser alterado; por ello, la mayoría de los
efluentes de las plantas de tratamiento de aguas residuales deben ser descargados
dentro de los limites específicos de pH.
2.2.20 Sólidos
El contenido de sólidos en un agua afecta directamente la cantidad de lodo que se
produce en un sistema de tratamiento y/o disposición.
Los sólidos sedimentables son una medida del volumen de sólidos asentados en el
fondo de un cono I:mhoff, en un periodo de una hora, y representa la cantidad de lodo
removible por sedimentación simple.
Generalmente un agua residual deposita entre 1 a 10 ml. de lodo por litro. Un
sedimentador de agua residual eficiente produce efluentes en menos de 0.5 ml/1 de
sólidos sedimentables.
Los sólidos disueltos representan el material soluble y coloidal, el cual requiere,
usualmente, para su remoción, oxigenación biológica o coagulación o sedimentación.
Los sólidos suspendidos o no disueltos constituyen la diferencia entre los sólidos
totales de la muestra no filtrada y los sólidos de la muestra filtrada. En la practica los
sólidos disueltos son aquellas con un tamaño menor de 1.2 ¡.tm. y los suspendidos los
que tienen tamaño mayor a 1.2 ¡.tm., tamaño nominal de poros correspondientes a los
filtros de fibra de vidrio usados para hacer la separación.
13
Los sólidos volátiles son, básicamente, la fracción orgánica de los sólidos o
porción de los sólidos que se volatilizan a temperaturas de aproximadamente 600 °C.
Su determinación es muy importante en lodos activados. Lodos crudos y lodos
digeridos.
En el tratamiento biológico de las aguas residuales se recomienda un límite de
sólidos disueltos de 16000 mg/L.(J. Romero; 1999)
2.2.21 Sulfatos
Ión común en aguas residuales, se requiere para la síntesis de proteínas y se libera
en su descomposición. En condiciones anaerobias originan problemas de olor y
corrosión de alcantarillas. En digestores de lodos los sulfatos son reducidos a
sulfuros y el proceso biológico se deteriora si la concentración de sulfuros es mayor a
200 mg/1.
2.2.22 Sulfuros
Las bacterias anaerobias reductoras de sulfatos útilizan el oxigeno de los sulfatos
y producen acido sulfhídrico.
En digestores de lodos en tratamiento anaerobio la inhibición de metales pesados,
al enlazarlos y precipitarlos como sulfuros, es importante.
Los problemas de olor por H2S ocurren a valor de pH menor de 8 cuando la
forma predominante del sulfuro es la no ionizada de H2S. A pH mayor de 8 no se
presentan problemas de olor por sulfuros pues la forma existente es la HS-1y s-2
2.2.23 Temperatura
Es un parámetro importante en las aguas residuales por su efecto sobre las
características del agua, sobre las operaciones y procesos de tratamiento, así como el
método de disposición fmal. En general, las aguas residuales son más cálidas que las
de abastecimiento.
La temperatura afecta y altera la vida acuática modifica la concentración de
saturación de oxigeno disuelto y la velocidad de reacciones químicas y de la
actividad bacteria!. La tasa de sedimentación de sólidos en aguas cálidas es mayor
que en aguas frias. Por el cambio de viscosidad del agua. En general los tiempos de
14
retención para tratamiento biológico disminuyen a mayor temperatura y los
parámetros de diseño están en función de ello.
2.2.24 Turbiedad
Prácticamente, constituye una medida óptima del material suspendido en el agua.
Las aguas residuales crudas son, en general, turbias; en aguas residuales tratadas,
puede ser un factor importante del control de calidad. (J. Romero, 1999)
2.2.25 Patógenos.
Los organismos patógenos en las aguas residuales pueden provenir de desechos
humanos que estén infectados o que sean portadores de una enfermedad determinada.
Las principales clases de organismos patógenos que pueden encontrarse en las aguas
residuales son: bacterias, parásitos (protozoos y hel,mintos) y virus.
Los organismos patógenos bacteriales excretados por el hombre causan por lo
general enfermedades del tracto gastroint~stinal, como fiebre tifoidea y paratifoidea,
disentería, diarrea y cólera. En vista de que estos organismos son altamente
infecciosos, se les acusa de ser responsables de un gran número de muertes al año en
zonas con escasa cobertura sanitaria, en especial en el trópico.
Entre los organismos causantes de enfermedades, tenemos, los protozoarios;
Cryptosporidium parvum, Cyclospora y Giardia lamblia son de gran interés debido a
su impacto en individuos con deficiencias en su sistema inmunológico, como es el
caso de niños pequeños, personas de edad avanzada, individuos con cáncer o
aquellas personas víctimas del SIDA. Tales organismos son de interés por su
presencia en las aguas residuales y porque los sistemas convencionales de
desinfección, que emplean cloro y radiación UV, no proveen su efectiva inactivación
o destrucción.
Los más importantes parásitos helmínticos que pueden encontrarse en el agua
residual son las lombrices intestinales, como la lombriz estomacal Ascaris
lumbricoides, la tenia solitaria, Taenia sagtnata y Taenia solium, los gusanos
intestinales Trichuris Trichiuria, etc. Resisten condiciones ambientales desfavorables
y pueden sobrevivir a los tratamientos convencionales de desinfección de aguas
residuales, aunque algunos huevos pueden ser removidos mediante procesos
15
convencionales de tratamiento como sedimentación, filtración y lagunas de
estabilización. (Crites, Tchobanoglous, 2000)
2.3 NIVELES DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES Y
NORMAS DE CALIDAD DE LAS AGUAS
El grado de tratamiento requerido para el agua residual depende
fundamentalmente de los límites de vertido para el efluente. El cuadro W 03 Presenta
una clasificación convencional de los procesos de tratamiento de aguas residuales. El
tratamiento primario se emplea para la eliminación de los sólidos en suspensión y los
materiales flotantes, impuesta por los limites, tanto de descarga al medio receptor
como para poder llevar los efluentes a un tratamiento secundario, ya sea directamente
o pasando por una neutralización u homogenización. El tratamiento secundario,
comprende tratamientos biológicos convencionales.
En cuanto al tratamiento terciario su objetivo fundamental es la eliminación de
contaminantes que no se eliminan con los tratamientos biológicos convencionales.
Cuadro N° 03: Tipos de tratamiento de aguas residuales.
Tratamiento Tratamiento secundario Tratamiento primario terciario
• Cribado o desbrozo • Lodos activados • Micro tamizado
• Sedimentación • Aireación prolongada • Filtración
• Flotación • Estabilización por (lecho de arena,
• Separación de contacto antracita,
aceites • Otras modificaciones diatomea.)
• Homogenización del sistema • Precipitación y
• Neutralización convencional de lodos coagulación activos: aireación por • Absorción fases, mezcla completa, (carbón aireación descendente, activado) alta carga, aireación con· • Intercambio oxigeno puro. iónico
• Lagunaje con aireación • Osmosis inversa
• Estabilización por • Electro lisis lagunaje • Cloracióny
• Filtros biológicos ozonización (Percoladores) • Procesos de
• Discos biológicos reducción de
• Tratamiento anaerobios: nutrientes procesos de contacto, • Otros filtros( sumergidos)
. .. FUENTE: TratlliDiento de agnas resrdnales; R Ramalho, 2 Edrcrón
16
Las normas de calidad de aguas están basadas en uno o dos criterios: calidades de
aguas superficiales o normas de limitación de vertimientos. Las normas de calidad de
aguas superficiales incluyen el establecimiento de la calidad de aguas de los
receptores, aguas abajo del punto de descarga, mientras que las normas de limitación
de vertidos establecen la calidad de aguas residuales en su punto de vertido mismo.
Las normas de calidad seleccionadas depende de los usos del agua, algunas de
estas incluyen: concentración de oxigeno disuelto (OD, mg/1), demanda bioquímica
de oxigeno (DB05,mg/L), demanda química de oxigeno (DQO,mg/L), pH, color,
turbidez, dureza (mg/1), Sólidos disueltos totales (SDT, mg/1), sólidos en suspensión
(SS, mg/1), concentración de productos tóxicos (en cualquier caso especiales o en
duda) (mg/1), olor, temperatura. (Ramalho, 1996).
2.4 ESTÁNDARES DE CALIDAD DE VERTIDO Y RIEGO DE LAS
AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS.
Las aguas residuales antes de su disposición final, ya sea al cuerpo receptor o
para su reuso deben de cumplir con ciertos estándares de calidad establecidas por las
normas nacionales e internacionales vigentes, esto con el fin de proteger -el medio
ambiente y la salud pública
2.4.1 Normas internacionales
• Límites máximos de calidad de agua de reuso, según la FAO (Organismo de
las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación/OMS).
r
Cuadro N° 04: Límites máximos de calidad de agua de reuso, según F AO.
. . -,. - - ·-parámetros-- -
pH conductividad eléctrica JJ.S/m sólidos disueltos totales TDS (g/1) coliformes totales NMP /100 mi coliformes fecales NMP 1100 mi sólidos en suspensión SST (mg/1)
DQO (mg/1)
6.5-8.5 3000
2
cadmio (mg/1) 0.01 cobalto (mg/1) 0.05 cromo (mg/1) 0.1 cobre (mg/1) 0.1
HC03 (mg/1) 600 S04(mgll) 1000 Cl(mg/1) 1100 Calcio (mg/1) 400 magnesio (mg/1) 60 sodio (mg/1) 900 nitrógeno total (mg/1) 30 fierro (mg/1) 5 manganeso (mg/1) 0.2 níquel (mg/1) 5
Elomo {mg/Q 2 FUENTE: FAO, 1990
• Límites máximos de calidad de agua para riego, según EPA.
Cuadro N° 05: Calidad de agua para riego, según EPA
parámetros valores
pH 6-9 DBO (mg/1) < 30
turbiedad (UNT) sólidos suspendidos (mg/1) < 30 coliformes termo tolerantes (NMP/lOOml) <200
huevos de helminto
cloro residual (mgll) 1 grasas y aceites (mg/1)
materia flotante
sólidos disueltos (mg/1)
aluminio (mgll) arsénico (mg/1)
berilio (mgll)
boro (mg/1)
cadmio (mg/1)
cloro(mg/1)
cianuro (mg/1)
cobalto (mg/1)
cobre (mg/1)
cromo (mg/1)
fluoruro (mg/1)
hierro (mg/1)
plomo (mg/1) litio (mgll) manganeso (mg/1)
mercurio (mgll) molibdeno (mg/1)
500-2000
5 0.1
0.1
0.75
0.01
0.1
0.05
0.2
1
5
5 2.5 0.2
0.01
17
níquel (mg/1)
selenio (mg/1)
vanadio (mg/1)
zinc (mg/1) FUENTE: EPA, 1992
0.2
0.02
0.1
2
18
• Límites máximos permisibles de contaminantes para las aguas residuales
tratadas que se reusen en servicios al público, Norma Mexicana.
Cuadro N° 06: Límites máximos permisibles para contaminantes para las . d 1 t d 1 'bl" M' . aguas rest ua es tra a as que se reusen en servtcto a pu lCO, extco.
Tipos de reuso
Parámetros servicio al publico con servicio al publico con contacto directo
contacto indirecto u -ocasional
co1iformes fecales (NMP/100m1) 240 1000 huevos de helmintos (H/1) :::;1 :::;5
aceites y grasas (mg/1) 15 15 DB05 (mg/1) 20 30 SST (mg/1) 20 30
FUENTE: Norma OficJal Mex1cana; 1997.
2.4.2 Normas nacionales
• Estándares de calidad ambiental para agua.
Fue aprobada el24 de octubre del2007, con el objetivo de establecer el grado de
contaminación o el grado de elementos, sustancias o parámetros :fisicos, químicos y
biológicos presentes en el agua, en su condición de cuerpo receptor y componente
básico de los ecosistemas acuáticos, que no representan riesgos significativos para la
salud de las personas y el medio ambiente.
Cuadro N° 07: Categoría 3, Riego de vegetales y bebida de animales- ECA' s para agua /PERÚ.
parámetros
pH
Conductividad eléctrica (uS/cm)
DBO (mg/1)
Turbiedad (UNT) Sólidos suspendidos (ing/1)
Co1iformes termo tolerantes (NMP/lOOml)
valores
6.5-8.5
<2000
15
1000-2000
19
Huevos de helminto <1 Cloro residual (mg/1)
Fosfatos - P (mg/1) 1 Nitratos -N03-N (mgll) 10 Nitratos -N02-N (mg/1) 0.06 Oxigeno disuelto (mg/1) 24 Grasas y aceites (mg/1) 1 Aluminio (mgll) 5 Arsénico (mg/1) 0.05 Boro (mg/1) 0.5-6 Cadmio (mg/1) 0.005 Cianuro (mgll) 0.1 Cobalto (mg/1) 0.05 Cobre (mg/1) 0.2 Cromo (mg/1) 0.1
Hierro (mgll) 1 Plomo (mg/1) 0.05 Litio (mg/1) 2.5 Manganeso (mg/1) 0.2
Mercurio (mg/1) 0.001 Níquel (mg/1) 0.2 Selenio (mgll) 0.05 Zinc (mg/1) 2
FUENTE: ECAs Para Agua /Perú, 2007.
• · Límites Máximos Permisibles para los efluentes de Plantas de
Tratamiento de Aguas Residuales Domésticas o Municipales.
Se aprueban los Límites Máximos Permisibles para efluentes de las Plantas de
Tratamiento de Aguas Residuales Domésticas o Municipales con fecha 17 de marzo
del2010, mediante D.S- 003-2010- MINAM.
Cuadro N° 08: Límites máximos permisibles para los efluentes de PTAR
P~METRO UNIDAD lMP DE EFLUENTES PARA VERTIDO'S A
CUERPOS-DE AGUAS Aceites y grasas mg/L 20 Cohformes J ermotolerantes NMP/100 10,000
mL Demanpa Bi.oqulmica de ffiQ/L 100 Oxigeno Demanda QulfT!ica de· mg/L 200 Oxigeno pH unidad 6~5-8.5
Sólidos Totales en mUL 150 Suspensión
Tempei'arura ·e <35
FUENTE: MINAM /Perú, 2010.
20
2.5 COMPARACIÓN DE LOS DIFERENTES SISTEMAS DE
TRATAMIENTO.
2.5.1 Necesidades de superficie
Cuadro N° 09: Demanda De Superficie Para Diferentes Tratamientos.
SISTEMA
Tanque séptico
Lecho filtrante
Zanja filtrante
Humedal
Tanque imhoff o similar Lecho bacteriano
Lecho de turba
Filtro de arena
Riego por encharcamiento
Infiltración - percolación
Escorrentía superficial
Biodiscos
Aireación prolongada
Lagunas aireadas
Lagunas aerobias
Lagunas anaerobias
Lagunas facultativas
Tratamiento físico - químico
Pozo filtrante
Riego por aspersión FUENTE: S. Mariano, 1999
SUPERFICIE NECESARIA (m2/hab.) -
0.4-0.6 2.2-2.8 6-6.5 2.5-9 0.05-1
4-7 0.6- 1 1.2- 10 10-30 2-10 6-10 5-7 2-8 1-3
4-7
4-7 2-14
0.1-0.2 1 -10
8-10
2.5.2 Necesidades de obra e instalación.
Cuadro N° 10: Demanda de infraestructura y equipamiento.
-"SISTEMA OBRA EQUIPOS·
Tanque séptico poca muy poca
Lecho filtrante muy poca muy poca
Zanja filtrante muy poca muy poca
Humedal poca - bastante muy poca
Tanque imhoff o similar bastante poca - bastante
Lecho bacteriano bastante bastante
Lecho d e turba poca muy poca
Filtro de arena poca poca
Riego por encharcamiento poca - bastante muy poca
Infiltración- percolación poca - bastante muy poca
21
Escorrentía superficial poca - bastante muy poca
Biodiscos muy poca -poca mucha
Aireación prolongada bastante - mucha mucha
Lagunas aireadas bastante muy poca
Lagunas aerobias bastante muy poca
Lagunas anaerobias bastante muy poca
Lagunas facultativas bastante muy poca
Tratamiento fisico - químico bastante mucha
Pozo filtrante bastante - mucha muy poca
Riego .(!Or as.Qersión bastante .(!OCa
FUENTE: S. Mariano, 1999
2.5.3 Mantenimiento
Cuadro N° 11: Comparación de los sistemas convencionales de tratamiento, con resQecto al mantenimiento.
sistema-funciona perso
-control frecuencias
miento nal de control
Tanque séptico MS p p p
Lecho flltrante S p p p
Zanja flltrante S p p p
Humedal MS p I M
Tanque imhoff o similar S p p p
Lecho bacteriano e M M M
Lecho de turba S I p I
Filtro de arena S I I I Riego por encharcamiento S I I I
Inflltración - percolación S p p I
Escorrentía superficial S I I M
Biodiscos e M M M
Aireación prolongada MC M M M
Lagunas aireadas e I M I
Lagunas aerobias S p I I
Lagunas anaerobias S p I I
Lagunas facultativas S p I I Tratamiento fisico -quimico MC M M M
Pozo flltrante MS p I I
Rie~o Eor asl!ersión e M M M FUENTE: S. Mariano, 1999.
PONDERACION
MS =MUY SENCILLO S=SENCILLO
C =COMPLICADO MC=MUY COMPLICADO
P=POCO
I =INTERMEDIO M=MUCHO
2.5.4 Costos
2.5.5
Cuadro Nº 12: Comparación De Los Sistemas Convencionales De Tratamiento, Con Respecto Al Costo De Construcción.
¡ _ SISTEMA coNSTRl.JCCióN MANJE~~-~(1:1\!To j Tanque séptico poco poco lecho filtrante mucho mucho
zanja filtrante mucho mucho
Humedal poco poco Tanque imhoff o similar poco poco
lecho bacteriano intermedio mucho lecho de turba poco mucho
Filtro de arena mucho mucho
Riego por encharcamiento poco intermedio
Infiltración - percolación poco poco
Escorrentía superficial poco poco
Biodiscos intermedio mucho
Aireación prolongada intermedio mucho
Lagunas aireadas poco poco
Lagunas aerobias poco poco
lagunas anaerobias poco poco
lagunas facultativas poco poco
Tratamiento físico - químico intermedio mucho
Pozo filtrante mucho mucho
Riego por aspersión intermedio intermedio
FUENTE: S. Mariano, 1999
Rendimientos (%)
Cuadro N° 13: Comparación de los sistemas convencionales de tratamiento, con respecto a sus rendimientos.
1-· --~ISTEMA-- -.DQO DilO SS N - P -- C.F
Tanque séptico 30-60 20-60 50-90 0-60 0-75 10-90
Lecho filtrante 90-95 80-98 50-90 10-90 35-55
Zanja filtrante 65-90 90-98 25-98 80-98
Humedal 55-80 60-90 60-98 30-70 20-60 99-99.9
Tanque imhoff o similar 30-65 35-85
Lecho bacteriano 70-80 60-96 50-95 20-70 5-30 80-95
Lecho de turba 60-75 60-85 85-95 20-75 20-30 99-99.5
Filtro de arena 70-90 80-99 40-99 25-90 20-80 98-99.9
Riego por encharcamiento 15-85 90-99 95-99 85-90 85-90 99-99.8
Infiltración - percolación 60-75 80-99 80-99 30-90 90-95 99-99.9
Escorrentia superficial 90-95 90-99 95-99 40-95 90-95 95.5-
22
99.9
Biodiscos 70-85 80-98 75-98 30-80 20-30 80-90
Aireación prolongada 70-90 85-99 85-99 60-90 20-70 90-95
Lagunas aireadas 70-90 60-97 70-92 10-60 25-40 99-99.5
Lagunas aerobias 50-60 65-90 90-95 60-70 10-20 99-99.9
Lagunas anaerobias 20-40 50-85 60-80 30-40 10-20 99-99.9
Lagunas facultativas 50-85 60-96 50-90 60-70 10-40 99-99.9 Tratamiento físico -químico 70-98 70-98 70-95 20-60 90-98 99-99.8
Pozo filtrante
Rieso 2or as2ersíón 70-90 95-99 98-99 90-98 90-98 99-99.9 FUENTE: S. Mariano, 1999
2.5.6 GENERACION DE SUBPRODUCTOS ÚTILES.
Cuadro N° 14: Comparación de los sistemas convencionales de
Tanque séptico
Lecho filtrante
Zanja filtrante
Humedal Tanque imhoff o similar
Lecho bacteriano
Lecho de turba
Filtro de arena Riego por encharcamiento Infiltración - percolación
Escorrentía superficial
Biodiscos
Aireación prolongada
Lagunas aireadas
Lagunas aerobias
Lagunas anaerobias Lagunas facultativas
Tratamiento físico - químico Pozo filtrante
Riego por aspersión
FUENTE: S. Mariano, 1999
eneración de su duetos útiles.
%'é GtNERACIÓNDE ·suBPRODÚCTóSiJ'rtLES
no
no
no si si
si
no
no si no
no
no si
si
si
si si
si -no
no
Sl
2.6 BIOFIL TROS O HUMEDALES
23
Los humedales son áreas que se encuentran saturadas por aguas superficiales o
subterráneas con la frecuencia y duración tales, que sean suficientes para mantener
24
condiciones saturadas. Suelen tener aguas con profundidades inferiores a 60 cm con
plantas emergentes. La vegetación proporciona superficie para la formación de
películas bacterianas, facilita la filtración y la adsorción de los constituyentes del
agua residual, permite la transferencia de oxigeno a la columna de agua y controla el
crecimiento de las algas al limitar la penetración de las luz solar. (Lara, A., España
1999)
2.7 CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS BIOFILTROS O
HUMEDALES
Los humedales tienen como característica principal el elevado contenido de agua
en el suelo, pues están saturados hasta la superficie o muy cerca de ella.
El suelo en general está formado por materiales inorgánicos, por materia orgánica
y por poros que contienen aire y agua.
El suelo está sometido a la presión atmosférica, y a medida que profundizamos,
esta va aproximándose a la presión del agua. Cuando llegan a ser iguales estamos en
la superficie piezométrica. La parte superior a esta será la zona no saturada y la
inferior la zona saturada.
La zona no saturada está caracterizada porque los poros contienen aire, agua y
aire o agua, y porque la circulación del agua depende básicamente de la gravedad
(tendencia al movimiento vertical).
El agua en la zona saturada tiene otros movimientos al no estar regida su
circulación solo por la gravedad, y depende de las presiones que aporta el suelo
circundante y de las propias del agua. (Seoánez, 1999).
2.8 TIPOS DE BIOFILTROS O HUMEDALES
2.8.1 Humedales con flujo libre o flujo superficial (FL).
Los humedales con flujo libre son quizás los más antiguos desde el punto de vista
conceptual. Este tipo de sistema ha sido útilizado como tratamiento secundario, así
como tratamiento de. pulimento a sistemas secundarios. Generalmente, estos sistemas
son diseñados con cargas superficiales bajas. La profundidad de las aguas en estos
sistemas varía entre 5 y 90 cm, sin embargo el valor más común se encuentra entre
30y40 cm.
25
Los sistemas más antiguos se encuentran en Holanda donde han sido útilizados
por más de 30 años, dichos sistemas están formados por zanjas de 3 m de ancho y
100 m de largo, con una profundidad de entre 0,30 y 0,40 m y las plantas sembradas
son Scirpus lacustris. El agua residual entra por un extremo de la zanja y se descarga
por el extremo opuesto. En estos humedales se emplea un área de 20 m2 por persona
equivalente (PE) y las remociones obtenidas para los distintos contaminantes son
elevadas (96 % SST; 96 % DBO; 87 % DQO; 40 % NTK y 30 % PT). Por otra parte,
en el año 1993 se desarrolló en la región Escandinava el primer sistema, a gran
escala, de un humedal con flujo libre, el sistema tiene un área superficial de 21 Ha. y
tiene como objetivo la remoción del 50 % del nitrógeno presente en las aguas
residuales tratadas en una planta de tratamiento las cuales eran vertidas al mar
Báltico. Durante el primer año de operación del humedal se habían removido 720
kg/Ha. de nitrógeno total de una carga total de 181 O kg/Ha. lo que significa una
remoción del 40 % aproximadamente, observándose que la nitrificación fue el paso
limitante en la remoción del nitrógeno; los factores que potencialmente fueron
considerados como las posibles causas de esta baja eliminación de nitrógeno en este
sistema fueron: falta de superficie para que se adhieran las bacterias nitrificantes y
deficiencia de fósforo.
2.8.2 Humedales con flujo subsuperficial (FSS)
Estos sistemas se diseñan con el objetivo de lograr tratamiento secundario y
tratamiento avanzado a las aguas residuales. A estos sistemas se les ha llamado
también de root zone o rock-reed filters y generalmente son estanques o canales con
el fondo relativamente impermeable rellenos con un medio poroso, el cual es
sembrado con plantas emergentes. Se han útilizado diferentes métodos de pre
tratamiento de las aguas residuales, así como diferentes dispositivos de entrada y
salida. El medio poroso suele ser suelo o grava y el agua residual pre tratada entra al
lecho por un extremo del sistema y sale por el extremo opuesto.
En Europa se han construido varios cientos de humedales con flujo subsuperficial
empleando suelo o grava y se considera que en este continente esta tecnología se está
diseminando rápidamente. La mayoría de los sistemas construidos emplean como
planta acuática emergente al Phragmites australis pero se debe señalar que en
algunos sistemas se emplean otras especies de plantas comunes de estos sitios. En la
26
mayoría de los sistemas que se encuentran en operación en Dinamarca y Alemania se
ha útilizado suelo, como medio poroso; mientras que en el caso de Norte América y
el Reino Unido la mayoría de los sistemas emplean Grava.
El diseño actual de estos sistemas varía en los diferentes lugares donde son
útilizados, la mayoría de los sistemas se construyen como sistema único de forma
rectangular con una relación largo/ancho de 0,3 a 3. Algunos se construyen con una
estructura semejante a un tejado con dos aguas, con inclinación a ambos lados y el '
agua residual se añade en la zona media para tratar de maximizar el área de la
sección transversal de esos sistemas. Otros sistemas consisten de dos o más lechos
colocados en serie, pero con la posibilidad de poder ser cargados de forma paralela.
En el primero de estos estanques se adicionan sales de calcio, aluminio o hierro para
tratar de precipitar el fósforo y el segundo lecho es entonces útilizado principalmente
para reducir esos compuestos de fósforos precipitados.
Uno de los problemas que presentan los humedales con flujo subsuperficial
horizontal, que emplean suelo, es su baja conductividad hidráulica, lo cual hace que
se puedan producir flujos del agua residual por la superficie del lecho, reduciéndose
así los tiempos de retención; este problema se ha podido resolver mediante el empleo
de grava como medio poroso, no obstante, en ocasiones se han observado problemas
de obstrucciones en este tipo de sistema lo cual se ha asociado al mal funcionamiento
en el pre tratamiento de las aguas residuales. Los sistemas que emplean grava tienen
poca capacidad de adsorción de fósforo, de aquí que su remoción sea menor. En
Alemania para tratar de mejorar este problema se han empleado arenas enriquecidas
con hierro, este tipo de medio tiene una conductividad hidráulica mayor que la del
suelo y además permite fijar el fósforo.
Otro problema es la transferencia de oxígeno por las raíces de las plantas,
teóricamente se ha considerado que la concentración de oxígeno traslocado a las
raíces es suficiente para satisfacer la demanda de oxígeno para la degradación
aerobia de los contaminantes presentes en las aguas residuales incluyendo la
oxidación del amonio a nitrato, sin embargo, estudios realizados demuestran que el
oxígeno desprendido por las raíces es mucho menor que las cantidades necesarias
para la degradación aerobia de los distintos contaminantes.
27
Los humedales con flujo subsuperficial horizontal son sistemas eficientes en la
remoción de DBO y SST, sin embargo, no son eficientes en la remoción de
nutrientes.
En Inglaterra y Dinamarca se útilizan áreas de aproximadamente 1 O m2 por PE y
la calidad de los efluentes depende de la calidad del agua residual afluente, aunque se
plantea que las eficiencias medias logradas son de: 91 % para los SST; 89 % para la
DBO; 33 %NTy32 %PT.
2.8.3 Flujo vertical y sistemas combinados
En los humedales con flujo vertical el agua residual es aplicada uniformemente
sobre la superficie del lecho y el efluente tratado sale por unos tubos perforados que
se encuentran en el fondo del lecho, colocados paralelamente al eje longitudinal de
este. El criterio conceptual empleado para estos sistemas se basa en los trabajos de la
Dra. Seidel y en la actualidad este tipo de sistema es muy útilizado en varias partes
de Europa.
Un sistema típico consiste en dos grupos o etapas, de celdas con flujo vertical en
serie seguido por una o más celdas con flujo horizontal, estas últimas con el objetivo
de lograr el pulimento de los efluentes. Cada grupo de celdas con flujo vertical
contienen a su vez varias celdas en paralelo, donde el agua es aplicada
intermitentemente y rotando entre las celdás, los sistemas que se encuentran en
operación en Europa útilizan efluentes primarios y en algunos casos emplean
directamente aguas residuales crudas. En estos sistemas las aguas residuales son
dosificadas por 2 días y luego las celdas se mantienen secas de 4 a 8 días. El número
de celdas en paralelo estará en dependencia de los ciclos de aplicación que se vayan a
útilizar.
La principal ventaja de este tipo de sistema radica en la restauración de las
condiciones aerobias durante el período seco. Esto permite que la remoción de la
DBO y del nitrógeno amoniacal se realice a mayor velocidad que la que se presenta
en los sistemas con flujo subsuperficial horizontal, pues al estar estos últimos
constantemente inundados las condiciones son más bien anaerobias. Como resultado
de lo anteriormente explicado, para una calidad de efluente determinado, los lechos
28
con flujo vertical pueden ser algo menores en área que los sistemas con flujo
horizontal.
La carga hidráulica aplicada durante el período de dosificación de las aguas
residuales sobre los lechos de la etapa I es típicamente de 0,3 m/d para efluentes
primarios y el doble para las celdas de la etapa TI. En los sistemas con dos etapas
pueden lograrse eficiencias en remoción de más del 90 %para la DBO y los SST.
En los últimos años en Alemania se ha desarrollado un nuevo sistema con flujo
vertical conocido como PHYTOPILT. El sistema consiste en un lecho multicapa al
cual se le adiciona mediante un pulso automático, por un sistema de sifones, las
aguas residuales sobre la superficie del lecho. El lecho consta de cuatro capas, una
capa superior de suelo con un espesor de 0,3 m. donde son sembradas las plantas,
una capa filtrante superior con un espesor de 0,4 m. consistente en arena o grava con
alta conductividad hidráulica, una capa filtrante intermedia con un espesor de O, 7m. 1
con una conductividad hidráulica relativamente baja, pero una alta capacidad de
adsorción de fósforo y la capa filtrante más baja con un espesor de 0,4 m constituida
por arena y grava.
La diferencia en la conductividad hidráulica entre la capa intermedia del filtro y
la capa de filtro que se encuentra más abajo se útiliza para la aereación automática de
la capa más baja de filtro mediante un sifón que se encuentra conectado a la salida
del sistema. Cuando el agua, que se encuentra en la capa de filtro más baja, es
arrastrada por el sifón, el aire es chupado desde la atmósfera a través del sistema de
drenaje y los tubos de aireación.
Precisamente estas condiciones aerobias en la capa más baja hacen que se mejore
la nitrificación, la combinación con sistemas con flujo horizontal permitiría la
desnitrificación y así podría lograrse una mayor eficiencia en la remoción de los
nutrientes. El área considerada para este tipo de sistema es de aproximadamente 5 m2
por PE.
2.9 COMPONENTES DE LOS BIOFILTROS O HUMEDALES
Los humedales o biofiltros construidos consisten en el diseño correcto de una
cubeta que contiene agua, substrato, y la mayoría normalmente, plantas emergentes.
Estos componentes pueden manipularse construyendo un biofiltro o humedal. Otros
29
componentes importantes de los biofiltros o humedales, como las· comunidades de
microorganismos y los invertebrados acuáticos, se desarrollan naturalmente. (C.
Rodríguez, 2003)
2.9.1 Plantas
En los humedales construidos se han útilizado una variedad de plantas
emergentes semejantes a las encontradas en los humedales naturales. Las plantas que
con más frecuencia se útilizan son: las espadañas o eneas (Typha sp. ), la caña o
junquillo (Phragmites communies), y los juncos (Juncus s¡i) (Scirpus sp.) y (Carex
w_.
Las plantas presentan varias propiedades que las hacen ser un componente
indispensable en los humedales construidos. La función de mayor importancia de las
macrofitas en relación con el proceso de tratamiento de las aguas residuales es el
efecto fisico que ellas producen.
Las macrofitas estabilizan la superficie del lecho, proporcionando buenas
condiciones para la filtración, y en el caso de los sistemas con flujo vertical
previniendo las obstrucciones, además de proporcionar área superficial para el
crecimiento de los microorganismos adheridos.
Contrariamente a lo que al principio se creía, el crecimiento de las macrofitas en
los sistemas con flujo subsuperficial, no incrementa la conductividad hidráulica del
medio en los sistemas que útilizan suelo.
En los humedales el suelo se encuentra saturado, lo que hace que los poros del
suelo estén llenos de agua. Como la velocidad de difusión del oxígeno en el agua es
lenta los suelos se vuelven anaerobios, lo que hace que este ambiente no sea
adecuado para el crecimiento de la mayoría de las especies vegetales. Sin embargo,
las especies de plantas acuáticas emergentes tienen la capacidad de absorber de la
atmósfera, a través de sus hojas y tallos que se encuentra por encima del agua, el
oxígeno y otros gases que ellas necesitan.
Las plantas de los humedales están morfológicamente adaptadas a crecer en los
sedimentos saturados de agua en virtud de los espacios internos de aire que ellas
presentan para la transportación del oxígeno desde las hojas hasta las raíces. Este
30
sistema de lagunas internas, dependiendo de la especie, puede ocupar más del 60 %
del volumen de tejido total. El movimiento interno del oxígeno hacia las raíces de las
plantas no solamente sirve para la demanda de oxígeno que requieren las raíces para
su respiración, sino que además permite la formación de una rizosfera oxidada
alrededor de las raíces, pues a través de ellas fluye una cierta cantidad de oxígeno
creando un ambiente aeróbico, mientras que a su alrededor las condiciones son
anóxicas, permitiendo de esta forma la descomposición aerobia de la materia
orgánica y el crecimiento de bacterias nitrificantes. Se ha estimado que estas plantas
pueden transferir entre .0.02 y 12 g de oxígeno por día por cada metro cuadrado de
área superficial de humedal, este rango de valores tan amplio puede deberse a las
diferentes técnicas experimentales útilizadas y en cierto modo a las variaciones
estacionales.
La velocidad de liberación del oxígeno desde las raíces depende de la
concentración de oxígeno interno, de la demanda de oxígeno por el medio que las
rodea y de la permeabilidad de la pared de las raíces. Por otra parte, cuando se va a
valorar la posibilidad de útilizar las diferentes especies de plantas en los humedales
construidos se debe tomar en cuenta además otros factores como son: profundidad de
enraizamiento, tolerancia a las altas cargas de las aguas residuales, productividad de
las plantas, etcétera.
El oxígeno liberado por las raíces de las plantas es de gran importancia en el caso
de los humedales con flujo subsuperficial donde el agua residual fluye a través del
medio poroso poniéndose en contacto directo con las raíces y rizomas de las plantas,
de aquí que en estos sistemas sea importante que las raíces penetren en toda la
profundidad del medio. En el caso de los humedales con flujo libre el agua residual
fluye por encima de la capa de suelo, no teniendo contacto directo con la fuente
potencial de oxígeno de las plantas; en este tipo de humedal la fuente fundamental de
oxígeno es a través de la reaereación atmosférica por la superficie del agua.
Otra función importante de las plantas en los humedales es la toma de los
nutrientes, así como otros constituyentes presentes en el agua residual; sin embargo,
la cosecha de las plantas en los humedales no es usual debido, fundamentalmente, a
los costos que esto provoca.
31
Estudios realizados demuestran que la cosecha de las plantas no es la vía más
eficiente para la remoción de los nutrientes de las aguas residuales y señalan que una
cosecha al fmal de estación elimina menos del 1 O % del nitrógeno removido en el
humedal. No obstante, hay que señalar que la presencia de las plantas en los
humedales es esencial, pues en el caso de los sistemas con flujo subsuperficial sus
raíces son una fuente fundamental de oxígeno y la presencia de sus hojas, tallos,
raíces, rizomas y detritos regula el flujo de agua y proporciona superficie para el
crecimiento microbiano. En el caso de los humedales con flujo libre la presencia de
las plantas limitan, además, la penetración de la luz y evitan el crecimiento de las
algas. (C. Rodriguez, 2003)
2.9.2 El suelo y el medio soporte
En los humedales construidos el proceso de tratamiento de las aguas residuales es
llevado a cabo, fundamentalmente, por un complejo grupo de microorganismos
adherido a las raíces de las plantas, rizoma y sobre la superficie del medio.
En los sistemas con flujo libre el agua fluye por encima de la superficie del suelo
en el cual ocurre la mayor actividad microbiana asociada a la capa de detritos
depositada, además de los microorganismos adheridos a la superficie sumergida de
las plantas. Los suelos con algún contenido de arcilla son muy efectivos en la
remoción de fósforo, ocurriendo el proceso de remoción en la matriz del suelo; sin
embargo, se considera que este proceso tiende a un equilibrio después del primer año
de funcionamiento del humedal. Por otra parte, los suelos arcillosos tienen cierta
capacidad de intercambio iónico lo que les permite remover, al menos
temporalmente, el nitrógeno presente en las aguas residuales en forma de ión amonio
CNH4l; sin embargo, la mayoría de las veces esta capacidad se agota debido a que la
superficie de contacto se encuentra bajo agua y las condiciones son anaerobias.
En los sistemas con flujo sub~uperficial el medio puede ser suelo, arena o grava y
los espacios libres del medio sirven como canales para el flujo del agua. Sobre la
superficie del medio crece la masa de microorganismos semejante a lo que ocurre en
un filtro percolador, sin embargo, se considera que el crecimiento microbiano en
estos sistemas no debe provocar obstrucciones como ocurre en los filtros
percoladores. En el caso de los humedales con flujo subsuperficial horizontal que
emplean suelo presentan un potencial de remoción de fósforo y amonio semejante al
32
reportado en los sistemas con flujo libre. En los sistemas con flujo subsuperficial
vertical debido a que el flujo es intermitente las condiciones aerobias se restauran
periódicamente y el amonio adsorbido, por el suelo puede liberarse por la vía de la
nitrificación bacteriana y los sitios de intercambio. (C. Rodriguez, 2003)
2.9.3 Microorganismos y demás organismos que se desarrollan en los
humedales
En los humedales se desarrolla una gran variedad de organismos que abarca
desde microorganismos como bacterias y protozoos hasta pequeños animales; siendo
las bacterias el grupo fundamental en el proceso depurador de las aguas residuales.
Como se ha explicado anteriormente, los humedales son sistemas de tratamiento
biológico de las aguas residuales con biomasa adherida, presentando características
semejantes a las de un filtro percolador. Como en todo sistema de tratamiento
biológico, en los humedales se requiere de un sustrato para el desarrollo de los
microorganismos responsables del proceso depurador y que el agua permanezca por
un tiempo para que se desarrolle esta masa microbiana, además el funcionamiento
del sistema depende de una serie de factores ambientales, siendo los más
importantes: la disponibilidad de oxígeno y la temperatura. (C. Rodriguez, 2003)
Los microorganismos tienen un papel esencial que juegan en todos los sistemas
de tratamiento de aguas residuales a partir de las plantas. Y a sean aerobias y
anaerobias, consume la parte carbonada de las aguas residuales para transformarlas
eventualmente en C02 para las bacterias aerobias y también en metano para bacterias
anaerobias. (H. Brix, 1987)
Mientras sea posible mantener las condiciones secuenciales aerobias y
anaerobias, las bacterias nitrificantes van a trasformar el nitrógeno amoniacal en
nitritos y nitratos en las zonas aireadas y las bacterias desnitrificantes van a permitir
la transformación de los nitratos y nitritos en las zonas anaerobias. (A. Liénard,
1993).
Los microorganismos crean además paredes biológicas que facilitan la
sedimentación de las partículas y juegan un papel importante en la remoción de SST.,
principalmente en los sistemas de flujo superficial.
33
2.9.4 Complejo plantas suelo
El papel de cada uno de los componentes es a menudo más importante en un
contexto sinérgico con los otros componentes tomados individualmente. En efecto, el
suelo es importante para soportar el crecimiento de las plantas emergentes y provee
una parte del nutrimento necesario para el crecimiento de estas últimas a menos que
se trate de un cultivo hidropónico. En tal caso, puede ser necesario adicionar al
sistema algunos elementos nutritivos como el potasio para mantener saludables las
plantas.
En los sistemas de tratamiento que requieran el paso de aguas residuales a través
del suelo, los rizomas y raíces de las plantas emergentes juegan un papel muy
importante en el tratamiento de la capacidad hidráulica del suelo. En efecto su
actividad mecánica permite desplazar el suelo y romper las capas colmatantes. La
muerte de las raíces favorece el desarrollo de túneles que facilitan el flujo a largo
plazo. (OPS- OMS, 2003).
2.9.5 Complejo plantas microorganismos
Como se estableció precedentemente, las plantas por su aporte en oxtgeno,
pueden favorecer el crecimiento de ciertos microorganismos aerobios en la
proximidad de sus rizomas y raíces. Ofrecen un soporte fisico para el crecimiento de
las bacterias.
Los microorganismos degradan la materia orgánica y favorecen su mineralización
ofreciendo estos minerales para el consumo de la plantas.
El complejo microorganismos plantas juega un papel importante en la depuración
de las aguas residuales pero su función no se conoce completamente. (OPS- OMS,
2003).
2.9.6 Complejo suelo microorganismos
Las bacterias crecen en el medio filtrante en los sistemas de flujo en el suelo y
estas permiten aumentar a la concentración de microorganismos mejorando así el
rendimiento del sistema por unidad de superficie. Los microorganismos aerobios
tendrán la tendencia en el largo plazo a disminuir la capacidad hidráulica del suelo,
pero no normalmente responsables de la colmatación. Un crecimiento grande de
34
bacterias anaerobias puede ocasionar la completa colmatación del medio filtrante. El
aporte de oxigeno exterior por conexión o por difusión, con la ayuda de las plantas
para mantener un mínimo de oxigeno, permanece importante. Los microorganismos
transforman los compuestos fosforados orgánicos complejos en compuestos
inorgánicos más simples como los orto fosfatos que precipitan más fácilmente.
Como puede constatarse, lós diferentes componentes del sistema operan en
simbiosis y no es posible diferenciar independientemente el papel de cada uno.
La selección del medio filtrante puede tener un impacto .importante en el
crecimiento de las plantas. Aunque estos sistemas sean relativamente simples de
diseñar y operar, el ecosistema responsable del tratamiento es muy complejo y los
fenómenos biológicos y químicos implicados son muy variables e independientes.
(OPS - OMS, 2003)
2.10 MECANISMOS DE REMOCIÓN
Los principales mecanismos de remoción en humedales artificiales o biofiltros se
muestran en la siguiente tabla N' 15:
Cuadro N° 15: Principales mecanismos de remoción en biofiltros
Parámetros Mecanismos De Remoción
Sólidos Sedimentación/filtración
Suspendidos
Degradación microbiana (aerobia y anaerobia); DBO
sedimentación (acumulación de materia orgánica)
Amoníficación seguida de nítrificación y Nitrógeno
desnitrificación por microorganismos.
Absorción del suelo (reacciones de adsorción-
Fósforo precipitación con aluminio, hierro, calcio y minerales) y
absorción por parte de las plantas
Sedimentación/filtración; muerte natural; radiación
Patógenos ultravioleta, excreción de antibióticos por las raíces de las
plantas.
, Fuente: "Humedales Artificmles . Ingemero Lms E. monJe.
35
2.11 PARÁMETROS BÁSICOS DE DISEÑO PARA HUMEDALES O
BIOFIL TROS.
2.u:.1 Carga hidráulica
En los humedales artificiales o biofiltros la carga hidráulica no suele ser un
parámetro de diseño de critica importancia, pero es un parámetro que resulta útil a la
hora de establecer comparaciones entre los diferentes sistemas.
En la práctica, se emplean las cargas hidráulicas que varían entre 150 y 500
m3 /m2 x día, también se emplea su inversa siendo, la superficie especifica necesaria
que varía entre 2 y 7 Ha/1000 m3 x día. (Sotero, l. 2003)
2.11.2 Tiempo de retención hidráulica
Depende fundamentalmente de las características de las aguas residuales
afluentes, de la DBOs, que se exija en los vertidos efluentes, la climatología, el flujo
de diseño, la geometría del sistema y, por supuesto del sistema humedal aplicado.
(Seoánez,~. 1999)
2.11.3 Profundidad del humedal
En humedales de flujo superficial la profundidad de agua de diseño depende de la
profundidad óptima de la vegetación seleccionada. En zonas de clima frio, la
profundidad de operación se suele incrementar durante el invierno para permitir la
formación de hielo en superficie y conseguir los mayores tiempos de retención
necesarios para temperaturas frías. Los humedales se deben de diseñar con
estructuras de salida que permitan variar la profundidad de agua en él. Sin embargo
se recomienda profundidades de O a 0.45m. Siendo muy útiles y eficaces las
instalaciones de hasta 0.20m de profundidad.
En los humedales de flujo subsuperficial, la profundidad de diseño esta
controlada por la profundidad de penetración de las raíces y rizomas de las plantas,
ya que son las que suministran oxigeno a través de los sistemas raíz - rizoma. Sin
embargo se recomienda profundidades de 0.30 a 0.60 m., y no mas, teniendo en
cuenta que si hay pendiente, en la zona más profunda debe de haber 0.60 m. y en las
menos profunda 0.30 m. (Sotero, l. 2003)
36
2.11.4 Carga orgánica
El tratamiento con un humedal artificial debe buscar que la capacidad de
asimilación de éste siempre supere la carga orgánica que se aporta con el agua
residual.
La carga de DBO se debe considerar para diseñar la superficie del humedal,
sabiendo que: la carga máxima de DBO se concentra a la entrada del afluente,
pudiendo ser del orden de 140 a 800 ppm. Si no existe tratamiento previo.
Lo normal es que la carga orgánica que entra oscile entre 40 y 300 ppm.
La carga mínima de DBO se concentra a la salida del afluente y debe estar
incluida en los rangos de 10 a 80 ppm.
La carga orgánica no es uniforme, mientras que la entrada de oxigeno sí lo es en
toda la superficie del humedal artificial.
El aporte de oxigeno oscila entre 5 y 45 gr/m2 x día para las plantas emergentes.
En sistemas de flujo superficial las cargas no deben de superar una DBO de 68
kg/Ha.xdía.
ER sistemas de flujo subsuperficial la carga de DBO no debe superar los 140
kg/Ha.xdía con recomendación media de 67 kg/Ha.xdía.
A pesar de estas orientaciones existen humedales artificiales en funcionamiento
con cargas orgánicas de 200 o 300 kg/Ha.xdía que alcanza rendimientos de
eliminación superiores al 70%, e incluso próximos al98%. (Seoánez, M. 1999).
2.12 PROCEDIMIENTO GENERAL ÚTILIZADO PARA EL DISEÑO DE
LOS HUMEDALES O BIOFILTROS SUBSUPERFICIALES DE FLUJO
HORIZONTAL.
2.12.1 Diseño en función a su eficiencia de remoción
Los humedales construidos pueden ser considerados como reactores- biológicos
de biomasa adherida y su funcionamiento para la remoción de la DBO y el nitrógeno
puede ser estimado de acuerdo con una cinética de primer orden para un reactor con
37
flujo pistón. Las relaciones básicas para los reactores con flujo pistón son las
siguientes:
Ecuación No 01
Donde:
Ce: Concentración del contaminante efluente. (mg/1)
Co: Concentración del contaminante afluente. (mg/1)
KT: Constante de velocidad de reacción de primer orden, dependiente
de la temperatura. (d-1)
t: Tiempo de retención hidráulica. ( d)
El tiempo de retención hidráulica en los humedales puede ser calculado usando la
siguiente ecuación:
Ecuación N° 02
LWdn 1=---
Q
Donde:
L: Longitud del estanque. (m)
W: Ancho del estanque. (m)
d: profundidad del agua en el estanque. (m)
n: porosidad, o espacio útilizado por el agua para fluir a través del
humedal.
En los humedales con flujo libre (FL) la vegetación y l~s plantas secas ocupan un
espacio, mientras que en los humedales con flujo subsuperficial (FSS) el medio, las
raíces y otros sólidos hacen lo mismo.
La porosidad es un por ciento y se expresa en forma decimal.
Q: Flujo promedio a través del humedal. (m3/d)
Para determinar el flujo promedio se aplica la siguiente ecuación:
Ecuación N° 03
Donde:
Q = Oa + Qe 2
Qa: Flujo afluente
Qe: Flujo efluente
Para hacer un diseño preliminar usualmente se asume que Qa y Qe son iguales.
38
Combinando las ecuaciones (1) y (2) se puede determinar el área superficial del
humedal.
Ecuación No 04
Donde: )
As: es el Área superficial del humedal (m2)
El valor de KT usado tanto en la ecuación (1) como en la (4) dependen del tipo de
contaminante removido y de la temperatura. Por lo que la ecuación de reajuste por
efectos de la temperatura es la siguiente.
Ecuación No 05
Para el caso del valor de la K20 en los sistemas con flujo .subsuperficial, esta
constante presenta un valor de 1,104 d-1• (C. Rodriguez, 2003)
2.12.2 Diseño en función al requerimiento hidráulico
Para los sistemas con flujo subsuperficialla porosidad varía con el tipo de medio
usado en el sistema.
En la tabla N° 01 se indican las características de los medios normalmente
empleados en sistemas con flujo subsuperficial.
Tabla No 01: Características de los medios flltrantes usados en humedales artificiales
Tamaño Conductividad Tipo de efectivo010 Porosidad hidráulica medio {mm) (n) (ks)(m=fm~ d)
Arena 2 28-32 100-1000
gruesa
Arena 8 30-35 500-5000
gravosa
Grava fina 16 35-38 1000-10 000
Grava 32 36-40 1 o 000-50 000
media
Roca 128 38-45
50 000-250 gruesa 000
FUENTE: C.Rodríguez, 2003. Humedales construidos.
39
La ley de Darcy describe el régimen de flujo en un medio poroso y es aceptada
para ser útilizada en el diseño de los humedales con flujo subsuperficial que útilizan
como medio el lecho, suelo o grava. Dicha ecuación es la siguiente:
Ecuación N° 06
Donde:
Q: Flujo promedio a través del humedal (m3/d).
Ks: Conductividad hidráulica de un área unidad del humedal,
perpendicular a la dirección del flujo (m3/m2xd).
Ac: Área de la sección transversal perpendicular al flujo (d).
S: Gradiente hidráulico o pendiente del lecho (como una fracción
decimal).
El área de la sección transversal del lecho en el humedal puede ser calculada por
sustitución en la ecuación de Darcy:
40
Ecuación N° 07
Q
ks-..S
Según Metcalf y Eddy, los humedales con flujo subsuperficial horizontal deben
ser diseñados para que la velocidad del flujo defmida por el producto (ks. S) no sea
mayor de 6,8 m/d para minimizar el arrastre de la película biológica.
El ancho del lecho se calcula en función del área superficial y de la profundidad
del lecho, empleando la siguiente ecuación:
Ecuación No 08
La profundidad del medio en los sistemas con flujo subsuperficial está
directamente relacionada con la profundidad de penetración de las raíces y rizomas
de las plantas, pues estas son las que suministran el oxígeno al sistema. La
penetración de las raíces de las principales plantas útilizadas en los humedales
construidos son las que se muestran en la siguiente tabla.
Tabla N° 02: Profundidad de penetración de las raíces de las macrofitas más usadas en humedales
Penetración de las raíces Plantas emergentes en el medio
(cm)
Scirpus 76
Phragmites >60
Typha 30 FUENTE: C. Rodríguez,. 2003. Humedales construidos
41
El área de la sección transversal del lecho así como el ancho del mismo son
iridependientes de la temperatura y de la carga orgánica ya que ellos son controlados
por las características hidráulicas del medio. (C. Rodriguez, 2003)
2.12.3 Criterios típicos para el diseño de los humedales con flujo subsuperficial
y la calidad de los efluentes esperados
Tabla N° 03: Parámetros de diseño de humedales
Parámetros de diseño Unidad Valor
Tiempo de retención d 3-4
6-10
Velocidad de carga kg/ha. d <110
orgánica
Velocidad de carga de kglnr. d 0,04 SST que entran
Profundidad del agua m 0,3-0,61
Profundidad del medio m 0,46-0,76
Control de los No se mosquitos requiere
Esquema de cosecha No se requiere
Calidad esperada para los efluentes
BDOS m giL < 20
SST m giL <20
NT m giL < 10
PT m giL <5
FUENTE: C. Rodríguez,. 2003. Humedales construidos.
CAPÍTULO 111
N<&+ ·?4-' • ii% - -·i-2·€#4-ii ·H €?!·•'* '-4 ·· M .. -i'P'f.*-4W#?A*·Fi - !##:.-&+#'' H
HIPOTESIS
4A? P##-*é!i#M .PP - @#4§-4 N--i ;q EbA@W& b - ti
3.1 IDPOTESIS GENERAL
"La modificación en la configuración del biofiltro subsuperficial sí permite
reducir el área de tratamiento de aguas residuales domésticas".
43
3.2 OPERACIONALIZACION DE LAS VARIABLES
Cuadro N° 16: Variables de la investigación
VARIABLES DIMENSIONES INDICADORES TIPOS DE
VARIABLES
Digestión de la • Físico Cualitativa materia orgánica por • Químicos Cuantitativa procesos aerobios y • Microbiológicos anaerobio. Cualitativa
Cuantitativa
Cualitativa Variable Cuantitativa
Independiente (V.I.)
Efectos hidráulicos • Periodo de Cuantitativa X = modificación del medio filtrante retención
en la hidráulica configuración del • Efecto
biofiltro taponamiento Cualitativa
Asimilación de los • Químicos Cuantitativa compuestos mineralizados en el proceso aerobio y anaerobio a través de las macrófitas Disponibilidad de • Eficiencia del Cuantitativa área requerida para el tratamiento cualitativa
Variable tratamiento • Reducción del Dependiente área requerida Cuantitativa
(V.D.) para el tratamiento. Cuantitativa
Y 1 = área útil • Carga orgánica
.. FUENTE: elaborac1on prop1a
3.3 MATRIZ DE CONSISTENCIA:
PROBLEMA OBJETIVO HIPOTESIS VARIABLES METO DOS TECNICAS E INSTRUMENTOS
¿La Reducir el La Variable Independiente Deductivo Técnicas:
modificación en área de modificación en la (V.I.) Cualitativo Análisis documental;
la configuración tratamiento de configuración de X = modificación en la
de biofiltros aguas residuales biofiltros Cuantitativo Observación y
subsuperficiales domésticas subsuperficiales configuración del biofiltro
experimentación
permitirá mediante la sí permite reducir Analítico
reducir el área modificación de el área de Instrumentos:
de tratamiento la configuración tratamiento de Variable Dependiente
Fichas textuales y de
de aguas de biofiltros aguas residuales (V.O.)
resumen.
residuales subsupérficiales. Y 1 = área útil
domésticas? Equipos y material de
laboratorio
·-FUENTE: elaboración propia
t
CAPÍTULO IV
1 p H-LfJ-'#.iilk*' !·'f.! ep t.+ • 1 '*i p.i_i.f%' ••H 1 • U7i;¡i .. ILII.ii 1.1 ;,q: -+3 !.J.*!!Nf44ilJi-' • 1*' 1 •-• ;¡ .. ;. • ti_t • 4! P-J q ¡;;p f4 &f-E -i-'
METO DO LOGIA 1 FH- · 93- "'-'E+ ·-· H??-E! +
Durante el proceso de investigación se realizó el diseño, la construcción y
evaluación de dos biofiltros subsuperficiales de flujo horizontal a escala semipiloto,
uno fue diseñado modificando su configuración con la finalidad de ocupar la menor
área posible, y el otro fue diseñado manteniendo su configuración convencional el
cual ocupa mayor área; para el proceso de la investigación se diseño cada biofiltro
experimental tendiendo en cuenta que los dos operarían bajo las mismas condiciones
(caudal de ingreso, concentración de contaminantes fisicos, químicos, orgánicos y
microbiológicos, y condiciones ambientales).
46
4.1 MÉTODO EXPERIMENTAL
4.1.1 UBICACIÓN
La construcción y operación de estos biofiltros se realizaron en una vivienda
unifamiliar en la localidad de Carhuaz a 40 minutos en carro de la localidad de
Huaraz. Con coordenadas UTM 18 L 209663.97mE, 8972372.98mS, con una altitud
de 2660 m.s.n.m., temperatura promedio anual de 14 °C.
4.1.2 IMPLEMENTACIÓN DE LOS MODELOS EXPERIMENTALES
4.1.2.1 Captación, acondicionamiento primario y almacenamiento del agua
residual doméstica.
Para la alimentación de los bioftltros con agua residual se construyó un sistema
simple de captación, almacenamiento, sedimentación e incorporación del agua
residual; la captación se realizó directamente de la tubería de desagüe, a la cual para
dicho fm se realizó perforaciones en la zona lateral de aproximadamente W' de
diámetro, zona en la cual se colocó una Tee de PVC de 4" de diámetro
acondicionada a modo de cachimba, la cual fue empalmada a la tubería de
conducción de 1" de diámetro por medio de una reducción de 4" a 2" y otra de 2" a
1" este sistema nos permitió realizar la captación y conducción del agua residual
exenta de macro sólidos a la unidad de almacenamiento y sedimentación.
La unidad de almacenamiento y sedimentación consta de un cilindro de plástico
de 200 litros de capacidad colocado a nivel del piso, a la cual el agua captada de la
tubería de desagüe ingresa de manera .similar al sistema empleado en los tanques
sépticos, luego el agua residual contenida en esta unidad es impulsada a través de una
unidad de impulsión (electro bomba de 0.5 HP) a una segunda unidad de
almacenamiento y alimentación la cual se ubica a 85 cm. Por encima del nivel del
piso, la cual consta de un cilindro metálico impermeabilizado con emulsión asfáltica
de 170 litros de papacidad útil en el cual se encuentra instalado el sistema de
alimentación a carga constantes a través del cual se realiza la alimentación por
gravedad a cada uno de los biofiltros experimentales. (Ver fotos N' 15, 16 y 17)
4.1.2.2 Sistema de alimentación y distribución
El sistema de alimentación consta básicamente de un dosificador regulable de
carga constante elaborado con tuberías y accesorios de PVC de ~" de diámetro,
47
unidos a una manguera de goma de Y4" de diámetro el cual permite calibrar el caudal
constante de operación de los biofiltros experimentales. Este sistema está conectado
al sistema de distribución y ingreso a los biofiltros. (Ver fotos N° 17 y 18)
4.1.2.3 Descripción del diseño y construcción del biomtro de configuración
modificada
El diseño de este biofi.ltro consta básicamente de dos cámaras en las cuales el
agua tendrán un flujo horizontal, estas se encuentran dispuestas en forma paralela y
una sobre la otra divididas por una membrana impermeable, la primera cámara está
compuesta por grava de río de una graduación de 3/4" a 3/8'', con un diámetro
efectivo DIO = 11.79 mm., a continuación y sobre esta se encuentra la segunda
cámara, la cual está dividida en tres tramos, el primer tramo contiene grava de río de
una graduación de 1/2" a N° 4 (4.76mm), con un diámetro efectivo DIO= 5.51 mm.,
el segundo tramo contiene grava de río de una graduación de 3/8" a W 4 (4.76mm),
con un diámetro efectivo DIO= 5.49 mm., y el tercer tramo contiene arena gruesa de
graduación de W 4 (4.76mm) a W 30 (0.59 mm), con un diámetro efectivo DIO=
1.48 mm., cada uno de los tres tramos contienen a las macrofitas o plantas
emergentes. Este diseño se realizó teniendo en cuenta la reducción del área y el
mejor aprovechamiento del área disponible.
El área ocupada por este biofiltro es de 3.016 m2 las dimensiones útiles de la
primera cámara son de 1.16 metros de ancho, 2.3 metros de largo y 0.3 metros de
espesor, las dimensiones útiles de la segunda cámara son de 1.16 metros de ancho,
2.15 metros de largo y 0.3 espesor.
La estructura del modelo experimental fue construida con acero de construcción
de Y2" y %", perfiles angulares de 1", planchas de latón de calibre 20, tuercas y
pernos de Y4", para la impermeabilización de dicha estructura se empleo laminas de
polietileno dispuestas en cuatro capas, posteriormente para realizar la división de las
cámaras se útilizó dos perfiles angulares de %" en forma de "L" dispuestos con
pernos y tuercas de Y4" a fin de fijar el textil de lona impermeabilizada con emulsión
asfáltica a la estructura, para el sistema de salida y drenaje del biofiltro se emplearon
tuberías perforadas y accesorios de PVC de 1", adicionalmente se colocó una válvula
de paso para realizar el muestreo del efluente de la primera cámara. (Ver fotos N°
01, 02, 04 07, 08, 09, IO, 11, 12, 13 y 14)
48
Se sembraron 228 brotes de plantas emergentes de la especie Rorippa nasturtium
aquaticum. (Ver foto N' 20)
4.1.2.4 Descripción del diseño y construcción del bionltro de configuración
convencional
El diseño de este biofiltro consta básicamente de una cámara en la cual el flujo
del agua es horizontal, está compuesta por grava de río de una graduación de 3/4" a
N° 8 (2.38mm), con un diámetro efectivo DIO= 5.37 mm.
El área ocupada por el biofiltro convencional es de 5.60 m2 las dimensiones
útiles de esta cámara son de 1.60 metros de ancho, 3.20 metros de largo y 0.3 metros
de espesor.
La estructura del modelo experimental fue construida con acero de construcción
de ~" y%", perfiles angulares de 1" y planchas de latón de calibre 20, tuercas y
pernos de W', para la impermeabilización de dicha estructura se empleo laminas de
polietileno dispuestas en cuatro capas, para el sistema de salida y drenaje del biofiltro
se emplearon tuberías perforadas y accesorios de PVC de 1". (Ver fotos N° 01, 02,
03,05 y 06)
Se sembraron 350 brotes de plantas emergentes de la especie Rorippa
nasturtium-aquaticum. (Ver foto N' 19).
4.1.3 OPERACIÓN DE LOS BIOFILTROS EXPERIMENTALES
El día en que se inicio la operación de los biofiltros experimentales fue
denominado día 1 a partir del cual los biofiltros operaron con agua limpia con el fm
de que se estabilicen las macrofitas, el día 28 se comenzó a alimentarlos con el agua
residual doméstica pre tratada (libre de macro sólidos y sólidos sedimentables)
proveniente del sistema de desagüe de la vivienda unifamiliar en la cual se
construyeron los modelos experimentales y fmalmente el día 66 se comenzó con la
campaña de monitoreo.
A cada uno de los bioflitros se les alimento con un caudal promedio de 210 Ud.
Las características fisicoquímicas y microbiológicas del agua residual con la que se
alimento a los biofiltros se muestran en el siguiente cuadro. (Ver fotos N° 21 y 22)
Cuadro No 17: Características del agua residual empleada en la
investigación
PARÁMETRO
FÍSICO QUÍMICO CE ().lS/cm) Fosfatos (mg/1) pH Sólidos Sedimentables (mg/1) Sólidos Totales en Suspensión (mg/1) Sólidos Totales (mg/1) Temperatura (0 C)
NUTRIENTES Nitratos (mg/1) BIOQUÍMICOS OD (mg/1) in situ DB05 (mg/1) MICROBIOLÓGICOS Y P ARASITOLÓGICOS
Coliformes Fecales o Termo tolerantes (NMP/lOOml) Huevos de Helmintos (huevos/300L)
Fuente: elaboración propia
4.1.4 MONITOREO
PROMEDIO
963.00 9.40 6.69 <1
87.50 554.00 24.22
1.73
0.86 266.50
5.3E+07 ausencia
49
Para el proceso de monitoreo se eligieron estratégicamente cuatro puntos, el
primero está ubicado en la unidad de almacenamiento y alimentación zona
circundante al alimentador de carga constante colocado dentro del cilindro metálico,
el segundo punto está ubicado a la salida del efluente del biofiltro convencional, el
tercer punto está ubicado en la salida del efluente de la primera cámara del biofiltro
modificado, y el cuarto punto está ubicado a la salida del efluente de la segunda
cámara del biofiltro modificado.
La codificación de las muestras tomadas de cada uno de los puntos de muestreo
se detalla en el cuadro siguiente:
Cuadro N!! 18: Codificación de las muestras tomadas en los puntos de
muestreo.
CÓDIGO DE ___ PUNTO D~ MUESTREO MúESTRA --
ARA Afluente de la unidad de almacenamiento y alimentación
BCE Efluente del biofiltro convencional experimental
Efluente de la primera cámara del biofiltro modificado
BMEl experimental
Efluente de Ja segunda cámara del biofiltro modificado
BME2 experimental
.. Fuente: elaborac1on prop1a.
so
Durante el proceso de la investigación se realizaron 6 campañas de monitoreo, la
primera se realizó el día 66, la segunda el día 79, la tercera el día 89, la cuarta el día
96, el quinto el día 108 y el sexto y último monitoreo el día 124.
Se realizó un muestreo simple y representativo, para el cual se eligieron
aleatoriamente los días y la hora en la cual se realizó el muestreo.
Las muestras obtenidas de cada una de las campañas de monitoreo, fueron
tomadas y trasportadas bajo condiciones establecidas por el Laboratorio de Calidad
Ambiental de la UNASAM, para su respectivo análisis. (Ver Fotos N° 26, 27, 28)
4.2 DETERMINACIÓN DEL TIEMPO DE RETENCIÓN REAL Y
CARACTERÍSTICAS HIDRÁULICAS
Para determinar el tiempo de retención real y evaluar las características
hidráulicas de los prototipos propuestos se utilizó las sustancias trazadoras (NaCl,y
azul de metileno) las cuales fueron aplicadas a la entrada de la unidad y
simultáneamente se comenzó a registrar la concentración del trazador a la salida de
dicha unidad, la aplicación del trazador se realizó de forma instantánea. (Ver fotos
w 30, 31, 32, 33 y 34)
Para evaluar las características hidráulicas se empleó el método de Wolf y
Resnick.
51
4.3 MÉTODOSANALÍTICOS
4.3.1 Para las muestras de agua
Las muestras obtenidas por cada una de las campañas de monitoreo fueron
procesadas de acuerdo a los estándares establecidos para el análisis de aguas
residuales por el Laboratorio de Calidad Ambiental de la UNASAM.
Los métodos útilizados para cada uno de los parámetros analizados se muestran
en el siguiente cuadro.
Cuadro N2 19: Métodos usados para el análisis de las muestras para cada parámetro.
,(>!\RÁMETRO UNO. DE MÉTODO
LIMITE DE MEDIDA DETECCIÓN
Físico químico Conductividad eléctrica CE. (J.lS/cm) Part 2510B 0.1
Fosfatos mg/1 Vanadatomoli
bdato 0.5
pH un d. Part. 4500-
H+B 0.01 Sólidos Sedimentables mg/1 Part. 2540 F. 1 Sólidos Totales en Suspensión mg/1 Part. 2540 D. 1 Sólidos Totales mg/1 Part. 2540 B. 1 Temperatura oc Part. 2550 B. 0.1
Nutrientes Nitratos mg/1 Nitrospectral 1
Bioquímicos
O.D. mg/1 Part. 4500-0
G. 0.01 DB05 mg/1 Part. 2550 B. 1
Microbiológicos y Parasitológicos Coliformes Fecales o Termo
NMP/lOOml tolerantes Part. 9221 C. 2
Huevos de Helmintos huevos/300L 9810BAPHA
; 1623 EPA 1
FUENTE: laboratorio de Calidad Ambiental- UNASAM.
4.3.2 Para muestras de grava
Las muestras obtenidas de cada uno de los lechos filtrantes de los biofiltros
fueron analizadas por el Laboratorio de Mecánica de Suelos de la UNASAM y
procesadas bajo las normas ASTM D- 421. (Ver fotos N 06, 13 y 14)
52
4.4 ANÁLISIS ESTADÍSTICO
Los resultados obtenido durante el proceso de investigación se tabularon y
graficaron, luego se sometieron a pruebas estadísticas de comparación de medias,
mediante método de T - students para muestras relacionadas, de existir diferencias se
realizara otras pruebas diferentes.
Se diseñaron las pruebas estadísticas de los parámetros tales como caudales de
operación del biofiltro modificado Vs biofU.tro convencional, comparación de la
DB05 en el afluente y el efluente del biofiltro modificado, comparación de la DB05
en el afluente y el efluente del biofiltro convencional, comparación de la SST eil el
afluente y el efluente del biofiltro modificado, comparación de la SST en el afluente
y el efluente del biofiltro convencional, comparación de la concentración de los
coliformes fecales en el afluente y el efluente del biofiltro modificado, comparación
de la concentración de los coliformes fecales en el afluente y el efluente del biofiltro
convencional, comparación de DB05 en el efluente del biofiltro modificado Vs el
efluente del biofiltro convencional, comparación de SST en el efluente del biofiltro
modificado V s el efluente del biofiltro convencional, comparación de coliformes
fecales en el efluente del biofiltro modificado V s el efluente del biofiltro
convencional.
Para cada parámetro se consideró 6 repeticiones esto con la finalidad de validar el
análisis estadístico y de esta manera obtener resultados que se asemejen a los reales. \
CAPÍTULO V
tpt.ftt.ft.i_i?$t@tt-t::ttj'"J-1"fl_j.lb 4-i'f-A- g, 4--## #?i • -#J!i&- ** * ·t f#:S4.§j+ ?#*' :.q
PLANTEAMIENTO TECNOLÓGICO
5.1 PARÁMETROS DE DISEÑO DE LOS BIOFIL TROS
Los parámetros que se consideraron para el diseño de los biofiltros fueron:
5.1.1 EN FUNCIÓN A LA REMOCIÓN DE CONTAMINANTES
5.1.1.1 Caudal de diseño
Se consideró un caudal de diseño de 150 L/d. para el dimensionamiento
preliminar de las unidades experimentales, el cual equivale a la dotación diaria per
cápita en zonas urbano rural con climas templado y cálido, según RNE. En su norma
os 100.
54
5.1.1.2 Concentración de la DBO en el efluente
Se tomó como base para el diseño preliminar de las unidades, la concentración de
1 O mg/1., el cual fue asumido de acuerdo a los Estándares de calidad ambiental para
agua de ley general de aguas, para categoría 3.
5.1.1.3 Concentración de la DBO en el afluente
Se tomó como base para el diseño preliminar de las unidades, la concentración de
250 mg/1., el cual fue asumido de acuerdo a características promedios de las aguas
residuales domésticas (Rojas, R; 2002), luego de un tratamiento primario con una
eficiencia de remoción entre 25 al 30%, de acuerdo al Reglamento Nacional de
Edificaciones en su Norma OS. 090.
5.1.1.4 Sólidos suspendidos
Se tomó como base para el diseño preliminar de las unidades, la concentración de
70 mg/1., el que fue asumido teniendo en cuenta las características promedios de las
aguas residuales domésticas (ROMERO, J. 1999), luego de un tratamiento primario
de las aguas residuales con una eficiencia de remoción entre 40 al 70%, tal como lo
estipula el Reglamento Nacional de Edificaciones en su Norma OS. 090.
5.1.1.5 Temperatura del agua a tratar
Se consideró para el diseño preliminar de las unidades, una temperatura de l9°C.,
que fue asumido, de acuerdo a características promedios de las aguas residuales
domésticas para zonas cálidas (CRITES, R.; 2000).
5.1.1.6 Constante cinética de reacción de primer orden
Esta constante depende de la temperatura del agua residual doméstica, tal como
muestra en la ecuación N 5 del capítulo TI; para el diseño preliminar de los sistemas
se consideró una temperatura del agua de l9°C, obteniéndose un valor de la constante
cinética de reacción de primer orden (Kt) = 1,04 d-1•
5.1.1.7 Profundidad del agua en la celda del biofiltro
Este parámetro se estableció de acuerdo al tipo de macrofita a emplear, para este
caso fue la Rorippa nasturtium-aquaticum (berros), debido a que la profundidad del
SS
agua está en función a la profundidad de penetración de la raíz de la macrofita,
teniendo esta una extensión radicular de 20 a 27 cm. Aproximadamente.
Por esta razón se estableció una profundidad del agua de 30 cm para el diseño de
los sistemas.
5.1.1.8 porosidad de medio f"Iltrante
Se realizó el diseño preliminar de los sistemas teniendo en cuenta que la
porosidad está en función al diámetro efectivo y que para el caso se consideró una
porosidad promedio del 30%, para un diámetro efectivo D10 = 8 mm de grava.(ver
tabla N' 01).
5.1.2 EN FUNCIÓN AL REQUERIMIENTO HIDRÁULICO
5.1.2.1 Conductividad hidráulica del medio filtrante
Para el diseño preliminar de los sistemas se tuvo en cuenta que la conductividad
hidráulica esta en función al diámetro efectivo del medio filtrante o substrato, el cual
se obtuvo de la tabla N° 01, por lo que se asumió un valor de 1000 m3/m2.dia.
5.1.2.2 Gradiente hidráulico
Para el diseño preliminar se asumió una gradiente hidráulica de O.Olm/m que
asegure el buen funcionamiento hidráulico de los sistemas.
5.1.2.3' Pendiente del fondo de la celda
Para el diseño preliminar se asumió una pendiente de fondo de O.Olm/m que
asegure el buen funcionamiento hidráulico de los sistemas.
5.2 CRITERIOS DE DISEÑO
5.2.1 BIOFIL TRO MODIFICADO
5.2.1.1 Configuración
• Superficie
Se realizó el diseño del prototipo teniendo en cuenta un mejor aprovechamiento
de la superficie útil, para ello se propuso realizar el proceso de tratamiento en dos
cámaras dispuestas en forma paralela y una sobre la otra, divididas por una
membrana impermeable, que cumple la función de evitar cortos circuitos y zonas
56
muertas que se producirían solo al profundizar y no separar los sistemas, debido a las
múltiples variaciones de-flujo, temperatura y presión.
En la primera cámara, en la cual hipotéticamente se realizarán los procesos de
sedimentación y digestión anaerobia de la materia orgánica, eliminación por
sedimentación de una parte de los microorganismos patógenos(huevos de helmintos,
bacteria y virus) contenidas en el agua residual de ingreso.
En la segunda cámara, en la cual se realizaran procesos de sedimentación,
filtración, digestión anaerobia y digestión aerobia en la rizosfera de las macrofitas,
eliminación por sedimentación, filtración y depredación de una parte persistente de
microorganismos patógenos (huevos de helmintos, bacteria y virus), adicionalmente
a estos procesos se producirá la asimilación de nutrientes por parte de las macrofitas.
(Ver plano W 03)
• Geometría
La geometría de las cámaras fue establecida de acuerdo a la relación largo -
ancho que se recomienda para reactores con flujo tipo pistón, para este caso fue:
largo/ ancho = 2/1; de forma rectangular; las profundidades de las cámaras se
estableció de acuerdo a la profundidad mínima recomendado para diseño de
biofiltros o humedales, y teniendo en cuenta la profundidad de penetración de las
raíces de las macrofitas.
• Componentes
En el componente planta emergente se eligió como especie a la Rorippa
nasturtium-aquaticum, por ser una planta nativa de la zona en donde se realizó la
investigación y por tener una alta eficiencia en la remoción de contaminantes, tal
como lo m.,1;1estra investigaciones realizadas en nuestro ámbito ("DETERMINACIÓN
DE LA EFICIENCIA DE HUMEDALES ARTIFICIALES EN EL TRATAMIENTO
DE AGUAS RESIDUALES MUNICIPALES DE LA CUIDAD DE CIDQUIAN Y
SU REÚTILIZACIÓN EN EL CULTIVO DE Tritolium Pratense (Trébol rojo)" y
"ACCIÓN DEPURADORA DEL Rorippa nasturtium-aquaticum (berros) SOBRE
EL EFLUENTE DEL TANQUE SÉPTICO EN EL CENTRO POBLADO DE
UTCUYACU- DISTRITO DE CATAC- PROVINCIA DE RECUA Y) por tesistas
de la UNASAM- FCAM.
57
En el componente suelo se modificó la granulometría en ambas cámaras, en la
primera se dispuso una granulometría con efectivo D10= 11.79 y más uniforme que la
granulometría del biofiltro convencional, a fin de garantizar un flujo más uniforme
que se asemeje al flujo pistón, de esta manera, garantizar todos los procesos que
anteriormente se mencionaron; en la segunda cámara se dispuso tres tipos de grava,
con granulometrías descendentes en dirección al flujo de diámetros efectivos de:
DI0=5.51, DI0=5.49, DI0=1.48 respectivamente, esto con la fmalidad de obtener una
mejor distribución del flujo y asegurar todos los procesos ya detallados
hipotéticamente. 01 er Plano N° 03).
El componente microorganismo será modificado esencialmente en la primera
cámara, debido a que en esta cámara se producirá un proceso netamente anaeróbio ya
que en todo momento esta cámara estará saturada por el agua residual y sin contacto
con las macrofitas y el oxigeno atmosférico.
5.2.2 BIOFIL TRO CONVENCIONAL
5.2.2.1 Configuración
• Superficie
Este diseño se realizó considerando la configuración convencional de los
biofiltros subsuperficiales de flujo horizontal, en el cual se realizarán los procesos de
sedimentación, filtración y digestión anaerobia y digestión aerobia en la rizosfera de
las macrofitas de la materia orgánica, eliminación por sedimentación, filtración y
depredación de una parte de los microorganismos patógenos (huevos de helmintos,
bacterias y virus) contenidas en el agua residual de ingreso, adicionalmente a estos
procesos se realizará la asimilación de nutrientes por parte de las macrofitas.
• Geometría
La geometría fue establecida de acuerdo a la relación largo - ancho que se
recomienda para reactores con flujo tipo pistón, para este caso fue: largo/ancho =
2/1; de forma rectangular; las profundidad se estableció de acuerdo a la profundidad
mínima recomendado para el diseño de biofiltros o humedales, y teniendo en cuenta
la profundidad de penetración de las raíces de las macrofitas.
58
• Componentes
Se conservo los componentes suelo - microorganismos que se recomienda para
diseñar bioflltros convecionales con un diámetro efectivo D10 = 5.37 mm.
El componente planta emergente se eligió la especie RoriJ!,pa nasturtium
aquaticum, que es la misma que se útilizó en el biofiltro modificado. (Ver Plano
N°02)
CAPÍTULO VI
DISEÑO DEL SISTEMA
=
6.1 MEMORIA DE CÁLCULOS
DATOS
DATOS PARA EL DISEÑO EN FÚNCIÓN A .LA REMOCION
.. . OE GDNTAMINAt:-JTES . . . ·"
CAUDAL DE DISEÑO:
CONCENTRACIÓN DE LA DBO EN
EL EFLUENTE:
CONCENTRACIÓN DE LA 080 EN
EL AFLUENTE:
SÓLIDOS SUSPENDIDOS:
TEMPERATURA DEL AGUA A
TRATAR:
CONSTANTE DE REACCIÓN DE
M3/DÍA
MG/L
MG/L
MG/L
PRIMER ORDEN: """'""""1;,;;..0;o;.,.4;,;"'"' 1 /DÍA
PROFUND~~~~AD~~t=~~:~~~R~ ~~~ M
POROSIDAD DE MEDIO
FILTRANTE: 30%
DATOS PARA EL DISEÑO EN FUNCIÓN DEL
. REG;JUERIMIENTO HIDRÁULICO .
ÁREA SUPERFICIAL DE LA CELDA
DEL BIOFILTRO: 2.67 M2
ÁREA TRANSVERSAL MfNIMA DE
LA CELDA DEL BIOFILTRO: 0.03 M2
ANCHO MÍNIMO ACEPTABLE DE LA
CELDA DEL BIOFILTRO: 0.1 o M
"" "" ----DETERMINACIÓN DE LAS
DIMENSIONES DEL BIOFILTRO
PROFUNDIDAD DEL A13UA EN LA
CELDA DEL BIOFILTRO: 0.30 M
ANCHO DE LA CELDA DEL
BIOFILTRO: 1.15 M DK LONGITUD DE LA CELDA DEL
BIOFILTRO: 2.31 M
EVALUANDO NUEVA CONDICIÓN
HIDRÁULICA DEL SIOFILTRO
CAUDAL MÁXIMO A TRAVÉS DEL
ÁREA TRANSVERSAL DE LA
CELDA: 1.73 M3/DÍA
CAUDAL DE DISEÑO: 0.15 M3/DÍA
60
TIEMPO DE RETENCIÓN
HIDRÁULICO:
GRADIENTE HIDRÁULICO PARA EL
CAUDAL DÉ DISEÑO:
VELOCIDAD DE DARCY:
VELOCIDAD REAL A TRAVÉS DEL
MATERIAL DE FILTRO:
1 .60 DÍAS
0.09%
0.43 M/DÍA
1.44 M/DÍA
NUMERO DE REYNDLDS: 1 .9E-07
E:vA.LÜAÑ.óo bA.RGA MAX.ü.;jA -o·;:: CONTAMINANTES
CARGA ORGÁNICA MÁXIMA:
CARGA DE SÓLIDOS
SUSPENDIDOS MÁXIMA:
'E:sp.;::i:ii'FioÁoüJi"N PÁRÁ E:L r.:i'E:'dí'ó FILTRANTE DE LA CELDA
TAMAÑO EFECTIVO 010:
14.06
3.94
DATOS
G/M2.DÍA
G/M2.DÍA
8 MM
DK
FLUJO LAMINAR
EXCEDE A LO
RECOMENDADO
DK
DATOS. PARA EL DI,SEÑO Ef":J FUNCI-ÓN A. LA ' • " • f " ' • r
. REMOC!ON· D'E .CONTAMINANTE.S: . .' : .·
CAUDAL DE DISEÑO:
CONCENTRACIÓN DE LA 080 EN
EL EFLUENTE:
CONCENTRACIÓN DE LA 080 EN
EL AFLUENTE:
SÓLIDOS SUSPENDIDOS:
TEMPERATURA DEL AGUA A
TRATAR:
CONSTANTE DE REACCIÓN DE
1
!
0.1 S l M3/DÍA
1 tJ ..... MG/L
4'1.2 MG/L
;a o M GIL
19 .¡
PRIMER ORDEN: 1 .04 1 /DÍA
PROFUNDIDAD DEL AGUA EN LA ¡r~~ CELDA DEL BIDFILTRO: -~~-M POROSIDAD DE MEDID
FILTRANTE: 30%
78.8
136
. DATOS PARA EL DISEÑO EN FUNCIÓN DEL· ..
· REQUERIMIENTO HIDRÁULICO .
CONDUCTIVIDAD HIDRÁULICA DELtE· . ¡ MEDID FILTRANTE: , $00 . M3/M2/DÍA
GRADIENTE HIDRÁULICO: 1 O.tJ 1 . ! M/M
61
PENDIENTE DEL FONDO DE LA
CELDA:
ÁREA SUPERFICIAL DE LA CELDA
DEL BIOFILTRO:
ÁREA TRANSVERSAL MÍNIMA DE
LA CELDA DEL BIOFILTRO:
ANCHO MÍNIMO ACEPTABLE DE LA
CELDA DEL BIOFILTRO:
DETERMINACIISN D-E LAS DIMENSIONES DEL_~II;JFILT~I;l
PROFUNDIDAD DEL AGUA EN LA
CELDA DEL BIOFILTRO:
ANCHO DE LA CELDA DEL
BIOFILTRO:
LONGITUD DE LA CELDA DEL
BIOFILTRO:
EVALUAN oc-NUEVA -CCNDICIÓN
, _HI!)_~-~1,-ICA O~L BI_!:II:'"ILTRO ___
CAUDAL MÁXIMO A TRAVÉS DEL
AREA TRANSVERSAL DE LA
CELDA:
CAUDAL DE DISEÑO:
TIEMPO DE RETENCIÓN
HIDRÁULICO:
GRADIENTE HIDRÁULICO PARA EL
CAUDAL DE DISEÑO:
VELOCIDAD DE DARCY:
VELOCIDAD REAL A TRAVÉS DEL
MATERIAL DE FILTRO:
NUMERO DE REYNOLDS:
EVALUANO_O_ CÁRci.A MÁXIMA DE
Ct;JNTJ!I~INA_NTE~
CARGA ORGÁNICA MÁXIMA:
CARGA DE SÓLIDOS
SUSPENDIDOS MÁXIMA:
· EsPECIFicA-ci6N PARA E:L. MEDu:i
FI_I,TRANTE DE_~ CELDA
TAMAÑO EFECTIVO O 1 O:
62
M/M
•• _48 M2
0.03 M2
0.1 o M
0.30 M
1.15 M OK
2.15 M
1.73 M3/DÍA
0.15 M3/DÍA
1.49 DÍAS
0.09%
0.43 M/ DÍA
1.44 M/DÍA DK FLU.JO
1 .9E-07 LAMINAR
2.85 G/M2.DÍA OK
1 .81 G/M2.DÍA OK
8 MM
1 1
[Q)[!§~~@ @i~fl:::. ~0[51JJT'OíL1F~u;;_¡ @)~ i?rhfLllcJi©!
§(U] f~ § GJJt~~J~~l?O@D&tb G=:JrCl! i~ fi(L @fl<0'y Bslb, . -
.fDllQl[~J'W'i.~ ~~l [l:B{l ©lf~J~[b.
DATOS
, DATOS PARA EL DISEÑO EN FUNCIÓN A LA
REMOCIÓN DE CONTAMINANTES
CAUDAL DE DISEÑo:
CONCENTRA!::;IÓN DE LA 080 EN
EL EFLUENTE:
CONCENTRACIÓN DE LA 080 EN
EL AFLUENTE:
SÓLIDOS SUSPENDIDOS:
TEMPERATURA DEL AGUA A
TRATAR:
CONSTANTE DE REACCIÓN DE
1 1
[
!
1
0.15_j
10 1
2~ 70 1
19 l
M3/DÍA
MG/L
MG/L
MG/L
PRIMER ORDEN: 1 .04 1 /DÍA
PROFUNDIDAD DEL AGUA EN LA lr;=l ======¡¡¡'j M
CELDA DEL BIOFILTRO: 1!..1==0=''=3="==¿¡._ POROSIDAD DE MEDID
FILTRANTE: 30%
DATOS PARA EL DISEÑO EN FUNCIÓN DEL
REQUERfMIENTO HIDRÁULIOO .
CONDUCTIVIDAD HIDRÁULICA DEL
MEDIO FILTRANTE:
GRADIENTE HIDRÁULICO:
PENDIENTE DEL FONDO DE LA
CELDA:
¡ 1
1
so o 0.01
-0.01
j
l )
l
M3/M2/DÍA
MIM
MIM
l. PROCESAMIENTO
ÁREA SUPERFICIAL DE LA CELDA
DEL SIOFILTRO:
ÁREA TRANSVERSAL MÍNIMA DE
LA CELDA DEL SIOFILTRO:
ANCHO MÍNIMO ACEPTABLE DE LA
CELDA DEL BIOFILTRO:
DETERivllhiACIÓN DE LAS
DIMENSIONES DEL BIDFILTRD
PROFUNDIDAD DEL AGUA EN LA
CELDA DEL BIOFILTRO:
ANCHO DE LA CELDA DEL
BIOFILTRO:
LONGITUD DE LA CELDA DEL
BIOFILTRO:
EVALUANDO NUEVA CONDiOIÓN
HIDRÁULICA DEL BIOFILTRD
5.1 S M2
0.03 M2
0.1 o M
0.30 M
1.60 M OK
3.21 M
63
CAUDAL MÁXIMO A TRAVÉS DEL
ÁREA TRANSVERSAL DE LA
CELDA:
CAUDAL DE DISEÑO:
TIEMPO DE RETENCIÓN
HIDRÁULICO:
GRADIENTE HIDRÁULICO PARA EL
CAUDAL DE DISEÑO:
VELOCIDAD DE DARCY:
VELOCIDAD REAL A TRAVÉS DEL
MATERIAL DE FILTRO:
NUMERO DE REYNOLDS:
EVALUANDO CARGA MÁXIMA DE
CONTAMINANTES
CARGA ORGÁNICA MÁXIMA:
CARGA DE SÓLIDOS
SUSPENDIDOS MÁXIMA:
ESPECIFICACIÓN PAAA EL MEDIO
Fl L TRANTE O E LA cELDA
TAMAÑO EFECTIVO D 1 O:
64
2.41 M3/0ÍA
0.15 M3/DÍA
3.09 DÍAS DK
0.015%
0.31 M/ DÍA
1.04 M/ DÍA DK FLU.JO
1 .4E-D7 LAMINAR
7.28 G/M2.DÍA OK
2.04 G/M2.DÍA OK
8 MM
CAPÍTULO VD
RESULTADOS
En este capítulo se presenta los resultados obtenidos durante el proceso de la
investigación, los cuales contrastan y demuestran la hipótesis planteada; para el cual
se tomaron los siguientes parámetros como indicadores de rendimiento y eficiencia
(CE, Fosfatos, pH, Sólidos Sedimentables, Sólidos Totales en Suspensión, Sólidos
Totales, Temperatura, Nitratos, OD in situ, DB05, Coliformes Fecales o
Termotolerantes, Huevos de Helmintos).
Para la investigación se estableció 4 puntos de muestreo, y por cada punto se
realizaron 6 campañas de muestreo, los puntos de muestreo están definidos como:
ARA: Afluente de la unidad de almacenamiento y alimentación
BMEl: Efluente de la primera cámara del biofiltro modificado experimental
000053
66
BME2: Efluente de la segunda cámara del bioftltro modificado experimental
BCE: Efluente del bioftltro convencional experimental
7.1 CAUDALES PROMEDIOS DE ALIMENTACIÓN DE LAS
BIOFILTROS
Se realizó el aforo de los caudales de ingreso a los biofiltros, proveniente del
dosificador de carga constante, por el método volumétrico, realizando tres aforos por
cada campaña de muestreo, obteniéndose los siguientes resultados. (Ver foto N° 29).
Tabla N° 04: resultado del aforo de los caudales de operación de los sistemas
CAUDALES DE OPERACION DE BIOFILTROS Biofiltro Convencional Bioflltro Modificado
(BC) (BM) (litros/dí~ (litros/dí~
219.36 222.912 200.8 201.65
202.36 204.36 201.45 206.35 197.13 199.60 203.6 206.496 186.47 196.29 212.16 218.84 213.12 221.21 215.43 228.27 217.96 220.05 216.37 216.44 208.64 192.672 238.84 206.65 198.61 199.26 199.4 202.07 216.6 214.272
224.75 226.35 CAUDALES PROMEDIO
BiotUtro Convencional e
209.61litros/día FUENTE: Elaboración propia.
Biotlltro Modificado
7.2 CARACTERÍSTICAS DE LAS MUESTRAS OBTENIDAS
• ARA
N° de análisis Parámetro 1 2 3 4
12/01/2010 25/01/2010 04/02/2010 11/02/2010 Físico químico
CE (J.LS/cm) 786.00 810.00 1173.00 1000.00 Fosfatos (mg/1) 1.31 6.90 17.50 7.80
_l)_H 7.05 7.99 6.17 6.68 Sólidos Sedimentables (mg/1) <1 <1 - -Sólidos Totales en Suspensión (mg/1) - - 115.00 98.00 Sólidos Totales (mg/1) 483.00 625.00 - -Temperatura (°C) 25.40 22.30 23.20 22.10
Nutrientes Nitratos (mg/1) 2.20 1.10 1.00 1.90
Bioquímicos OD (mg/l) in situ - - 0.72 0.56 DB05 (mg/1) 330.00 129.00 267.00 179.00
Microbioló~ icos _y Parasitológicos Coliformes Fecales o Termo tolerantes
1.1E+08 2.4E+07 1.1E+08 4.6E+07 (NMP/lOOml) Huevos de Helmintos (huevos/300L) - - ausencia ausencia
'--------~---~ ~ -------
Fuente: Elaboración propia.
5 6 23/02/2010 11/03/2010
943.00 1066.00 0.50 13.50 5.70 6.56
- -69.00 68.00
- -23.50 28.80
1.00 1.00
0.76 1.41 372.00 322.00
2.4E+07 1.5E+06
ausencia -
Promedio
963.00 7.92 6.69 <1
87.50 554.00 24.22
1.37
0.86 266.50
5.3E+07
ausencia
en ......
• BME1
-------- ---- ----------- --- --- - - --- ------ -- ----
N° de análisis Parámetro 1 2 Promedio 3
12/01/2010 25/01/2010 04/02/2010 Físico químico
CE (¡.¡S/cm) 500.00 532.00 516.00 976.00
Fosfatos (mg/1) 0.50 5.40 2.95 14.10
pH 7.23 7.22 7.23 7.12
Sólidos Sedimentables (mg/1) 1.00 1.00 1.00 -Sólidos Totales en Supencion (mg/1) - - - 22.00
Sólidos Totales (mg/1) 348.00 415.00 381.50 -TemperaturaCOC)_ 20.50 18.40 19.45 19.70
Nutrientes Nitratos (mg/1) 2.20 1.40 1.80 1.00
Bioquímicos OD _(mg/1) in situ - - - 1.63
DB05 (mg/1) 141.00 86.00 113.50 1.00
Microbiológicos lT Parasitológicos Coliformes Fecales o Termo tolerantes
2.4E+06 1.1E+07 6.7E+06 1.1E+07 (NMP/1 OOml) Huevos de Helmintos (huevos/300L) - - - ausencia
Fuente: Elaboración propia.
-- --- -- -
N° de análisis 4 5 6
11/02/2010 23/02/2010 11/03/2010
1034.00 1119.00 1198.00 1.20 0.50 13.60 7.12 7.34 7.17
- - -47.00 5.00 11.00
- - -19.10 19.80 19.50
1.00 1.30 1.00
1.02 1.29 0.81 1.00 1.00 1.00
2.4E+06 7.5E+05 1.2E+06
ausencia ausencia -
Promedio
1081.75 7.35 7.19
-21.25
-19.53
1.08
1.19 1.00
3.8E+06
ausencia - ---
en 00
• BME2
----- -. -.- ----------- -- --- - ------------------ - ------- - - - - -- - ----- - -- ---
N° de análisis Parámetro 1 2
Promedio 3 12/01/2010 25/01/2010 04/02/2010
Físico químico CE (1-1S/cm) 475.00 530.00 502.50 1015.00 Fosfatos (mg/1) 1.50 0.80 1.15 9.10 pH 7.24 7.24 7.24 7.20 Sólidos Sedimentables (mg/1) 1.00 1.00 1.00 -Sólidos Totales en Suspensión (mg/1) - - - 30.00 Sólidos Totales (m&'!)_ 378.00 536.00 457.00 -Temperatura COC) 20.70 19.30 20.00 20.10
Nutrientes Nitratos (mg/1) 1.20 1.00 1.10 1.00
Bioquímicos OD {m_g/j} in situ - - - 1.24 DB05 (mg/1) 59.00 59.00 59.00 1.00
Microbiológicos Parasitológicos Coliformes Fecales o Termo tolerantes 1.5E+05 4.6E+06 2.4E+06 2.4E+06 (NMP/1 OOml) Huevos de HelmintQ_s_(huevos/300L) - - - ausenc1a
Fuente: Elaboración propia.
;} --- -
4 11/02/2010
1064.00 2.80 7.06 -
47.00 -
21.20
1.10
0.79 1.00
4.6E+05
ausencta
--- ---- - ------ ----
5 6 23/02/2010 11/03/2010
1041.00 1178.00 0.50 7.20 7.21 7.92
- -2.00 20.00
- -21.50 20.60
1.20 1.00
1.00 1.41 1.00 1.00
2.4E+06 2.1E+05
ausenc1a -
Promedio
1074.50 4.90 7.35 -
24.75 -
20.85
1.08
1.11 1.00
1.4E+06
ausencia
en ~
• BCE
N° de análisis Parámetro 1 2
Promedio 3
12/01/2010 25/01/2010 04/02/2010 Físico _guímico
CE (~-tS/cm) 478.00 451.00 464.50 986.00
Fosfatos (mg/1) 0.64 1.10 0.87 8.40
pH 7.21 7.08 7.15 6.97
Sólidos Sedimentables _(mg/Jl 1.00 1.00 1.00 -Sólidos Totales en Suspensión (mg/1) - - - 21.00
Sólidos Totales (mg/1) 341.00 489.00 415.00 -Temperatura (°C) 22.30 18.20 20.25 20.70
Nutrientes Nitratos (mg/1) 1.00 1.40 1.20 1.00
Bioq_uímicos OD (mg/1) in situ - - - 1.43
DB05 (mgfl) 1.00 19.00 10.00 2.00
Microbiológicos Parasitológicos Coliformes Fecales o Termo tolerantes
2.4E+03 4.6E+06 2.3E+06 4.6E+05 (NMP/1 OOml) Huev_2! de Helmintos (huevos/300L) - - - ausencia Fuente: Elaboración propia.
4 5 11/02/2010 23/02/2010
968.00 972.00 1.50 0.50 6.95 7.02
- -23.00 23.00
- -19.90 20.00
1.00 1.30
0.72 1.20 1.00 1.00
2.4E+04 4.3E+04
ausencia ausencia
6 11/03/2010
1153.00 7.70 7.03
-19.00
-19.80
1.00
0.90 1.00
4.6E+04
-
Promedio
1019.75 4.53 6.99 -
21.50 -
20.10
1.08
1.06 1.25
1.4E+05
ausencia
...... o
71
7.3 IDSTOGRAMAS DEL COMPORTAMIENTO DE LOS
PARÁMETROS ANALIZADOS
7.3.1 Comportamiento de la conductividad eléctrica con respecto al tiempo
1200.00
1150.00
1100.00
1050.00
1000.00
~~A -~- ¡ B.C>~_p~~~ !i~SI e~~~()~Lfl ~MPO.-l.-J.-~--, 1"- ' 1 ~ ~
' 1 1
1-1-- ---j --· r----+--~ f- ···--. ..L 1 1 --1 ~ ,Jf ~ J...-': ..... i
~- ¡,;¡¡ 1-...; 1
t----· .. ___ ,,_ ... ----¡_-- ¡--¡ rt -f:· ~~- - ·····t--····· -~ ~ 1 J ~
r 1- :t-¡ . 1-// ¡_ --- - i ---¡- t=t= .1 ' '=t= 1 '
_L 1 ....,._ARJI.
950.00
900.00
~50.00 ~00.00 ;¡750.00 u
700.00
1-+-----¡-
--+-- -~
_, J[J.
-- - -'f!--
1 1 1
_ ---3ME1 ~ ... - --- -- . --- -·-
.:-:"I 650.00
600.00
550.00
500.00
450.00
400.00
·--
o
1
..
......
---
~ 1
5
¡ .JL
--- .1-1- ------ + - ---- -- ----- . -IIL .L 1
V - . -1---,--
10 15 20 25 30 35 40 45 so 55 TIEMPO (DIAS)
60
Grafica N° 01: Variación de la conductividad eléctrica (C.E) con respecto al tiempo.
7.3.2 Comportamiento del fosfato con respecto al tiempo
VARIACION DEL FOSFATO RESPECTO AL TIEMPO
18.00 17.00 16.00 15.00 14.00 13.00 12.00
-- ------- 1- -- -- --- .¡¡;;..
¡, .. 1-\- - - -- - --. _ _,_ ., "'\.- -\-- ·-1-
-------· -+- -- ---
--- . --- -- ·-
-¡ M:zg ~~--~~~~-~-~=-~-~,-~~-~--1~\-~~-~-~-~~--l-~~~-~-~~~l-;~-:li~ 9.00 ¡--.¡ ·1-1-- -...::::;:. f-'\.i--1 -- +·· --+-0 8.00 !Z:: F+--1- -L-t- :.;i"..._,.-~ 7.00 -..:JI -- -···1\.1 --· -'\.. .L ---~-V) 6.00 ' --+ o 5.00 --¡----V/ +- _ _ _ . _ "'- --1- ____ -Y/- -Lif . t-
.... 4.00·--3.00 ~--:...... --'---2.00 1.00 ~ . ' 0.00
-1.00 -2.00
O S 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
TIEMPO (OlAS]
Grafica N° 02: Variación del fosfato con respecto al tiempo.
-+-ARA
---3J\IIl
-r-3ME2
7.3.3 Comportamiento del pH con respecto al tiempo
VARIACION DEL pH RESPECTO AL TIEMPO 8.50
1
i 1
i 1 1
¡ 1
1 1 1
1 1 1
1 V ¡' ¡ 1 ~
1
1
1
1 ll '\ 1 ,.. ~ [ 1
V i ' 1 • y ! -f-""' ~ ~~ -¡.... 1
..,.,¡ r \ ~ 1 }
1
,, í ~ ~
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1
1 1
1 1
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1 ~ V 1\ i 1 V ¡.r¡
1
1 f\.i V 1
1 1 i
~ ~ 1 l 1 1 1 N ¡....--
1 1 ! 1
8.00
7.50
i 7.00
6.50
6.00
5.50
o 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
TIEMPO {DIAS)
Grafica N° 03: Variación del pH con respecto al tiempo.
-+-ARA
-BME1
.....,a-BME2
~BCE
72
7.3.4 Comportamiento de los sólidos totales en suspensión con respecto al
tiempo
VARIACION DEL SST RESPECTO AL TIEMPO 120.00
110.00 "' ......... 100.00 '
!.10.00 ~
' 80.00 ..... ::¡- 70.00 ~ ~ -+-ARA .5. fiO.OO ....
50.00 .....BMEl 111 ~ 111
40.00 /.1 """"
-r-BME2 '/ ~
30.00 ../ "''" --*" BCE ... / 20.00 ""!" ~ 1 ~.( 10.00 ~ 1 :.- ...
~ ~ ....: ...---0.00
20 25 30 35 40 45 50 55 60
TIEMPO (OlAS)
Grafica N° 04: Variación de los SST con respecto al tiempo.
7.3.5 Comportamiento de las temperaturas con respecto al tiempo
VARIACION DEL TEMPERATURA RESPECTO Al TIEMPO
29.00 1 ! 1 i 1 1 1
¡ ! 1 1 /19' ! 1
27.00 ' ! j i 1/ i
1 ! ! 1 i 1/ 25.00
,..., i l 1 V 1
t'... 1 1 ! ! ;' i 1
~ 23.00
.... 21.00
19.00
"""" i' ~ ~ 1
l--}-~ /
...... :,...... 1 ! "" ¡
~ ; 1
r-~ t\ 1
~~ IAt: 1 1 --1 1 1 -.... !'....: ~ 1 , 1 ~ - ! .. ...,. ! i i i
17.00
15.00
1 i i 1 !
1 ! i 1
1
i 1 1
i 1 1 1
o 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
TIEMPO (OlAS)
Grafica N° 05: Variación de la temperatura con respecto al tiempo.
7.3.6 Comportamiento de los nitratos con respecto al tiempo
2.30 2.20 2.10 2.00 1.90
::r 1.80 b'¡¡ 1.70 E 1.60
1.50 lS 1.40 ~ 1.30 g:; 1.20 1-2 1.10
1.00 0.90 0.80 0.70 0.60 0.50
VARIACION DEL NITRATOS RESPECTO AL TIEMPO
1 1 1 ! 1 1 1
'\. 1 i 1 i ~ l 1 l J. 1 ,,
1 l 1 1
'\.~ 1 11' ·~ 1
"' ! 'L _:\ 1 1
1'\ 1'\. 1 ¡ 1 i'\. ! 1
1\. 1 Li 1 i 1'\ ! _}_! 1
~ 1 - 1
.J.i""" ' ~ : 1 ! l ' .. ! / 1\. i'.:l\. i 1 1 ~ "':1 ~"""-~ i
-o:¡.( ~ i 1 ~ ,... ' - r- ¡....... N !
[..¿ r- 1::"\. ~ -r ~ 1\.. ,.....-::: ~ 1 1 1 1
1 ! 1 ! 1 1
_L ¡ i i 1 ! ¡ ! 1 i
l i ' i .1 1
o 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
TIEMPO (OlAS)
Grafica N° 06: Variación de los nitratos con respecto al tiempo.
-+-ARA
---BMEl
-r-BME2
~BCE
-+-ARA
_....BMEl
'"""*"""BME2
~BCE
73
7.3.7 Comportamiento del oxigeno disuelto con respecto al tiempo
VARIACION DEL 110.0 11 RESPECTO AL TIEMPO 1.70
1.60
1.50
1.40
1.30 ::; 1.20 ...... co .§. 1.10 e 1.00 o
0.90
0.80
0.70
0.60
0.50
l ! i [
1 • ! i 1
\ ¡ 1
i i 1 !
~' 1 i 1 1 ' 1 1 1
¡ l.. \\ 1 1 i ..... --2:1 .,, \1 y - .........
...... 1 lLrL j
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1
~ "-, ......... / )( V ... ¡.,... N. 1
~\ V t¿ f/ Á_ es: ~' '~ L. V .L..~' ¡ 1
~ 1
1 .. ~ D i [;A 1 1 ¡ 1
1 : 1 ' ...... ¡..... _y 1 1
i ¡
1 i 1 i
1 1
20 25 30 35 40 45 so SS
TIEMPO {OlAS)
Grafica N° 07: Variación del oxigeno disuelto con respecto al tiempo.
7.3.8 Comportamiento de la DB05 con respecto al tiempo
60
~ARA
--BMEl
-r-BME2
"""'*""BCE
VARIACION DEL DBOS RESPECTO AL TIEMPO
390.00 ' 370
.
00 1111~1 -~~l--l;·ll'l----r~-~-~-~-~-~ t-~...l-ii+-;-~~-------·~-i --~_:t~-' 1 350.00 r-r- ,.__ r- --1 r- 1--i 1--~ 9- :' 330.00 310.00 l- -! --lt-· -f·l:- ¡--+-::- 1~ 290.00 ' ' -- --- - + · · r-- + · · +- 1L , · · • --- -- i 270.00 -+- -t-
::; 250.00 ' i--1'- -- l- =~ .¡ t=t:=:!: ";::: 230.00 ' _,_. .._ .
e 210
.
00
~-~--~-~-~~: ~~~~~, ~~~-'~-r-~~·-~~· ~~~~-~-~~ J.tl 190.00 o 170.00 ~ 150.00 t- ~ : -+- --+-
130.00 ' ' 110.00 _____ -·--P!'ooo.. . ---1 --+-- . _ .... ,-. . _ .. ·t-- .. . -i
90
.
00
jiiEIIIIIIIIIIIIIIIII 1o.oo 1::......:- _ _ r- 1 _ 1
50.00 : -1-30.00 10.00
-10.00
o 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
TIEMPO (OlAS)
Grafica N° 08: Variación de la DB05 con respecto al tiempo.
-+-ARA
........ BME1
-r-BME2
"""'*""BCE
74
7.3.9 Comportamiento de los coliformes fecales con respecto al tiempo
VARIACION DE CICLOS LOGARITMOS DE C.F. RESPECTO AL TIEMPO
9.00 1 1 ; '
8.50
8.00
! 1 : i
-+-J& 1
--- ! ~-""'' ~ ; i ' 7.50
u:- 7.00 ¿ 6.50 ·1!:1
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1 1 1
; 1 '\ 1 1 i
4.50 1 i i ,1 i 1 1
4.00 / i 1 1 ! 1
3.50 1 i 1
' i 1
' ' 3.00
o 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
TIEMPO(DIAS)
Grafica N° 09: Variación del ciclo log(CF) con respecto al tiempo.
~ARA
_.,_BME1
-;-BME2
~13CE
75
7.4 EFICIENCIAS DE REMOCIÓN DE LOS CONTAMINANTES DEL
AGUA RESIDUAL DOMÉSTICA
Para determinar la eficiencia de remoción de los principales parámetros se
compararon los resultados promedios de los parámetros de ambos sistemas (BMEI Y
BME2) con respecto al agua residual crudo (ARA).
Tabla N°09: Determinación de la eficiencia de remoción de los principales contaminantes del efluente de los sistemas (BM y BC) con respecto al agua residual (ARA)
AGUA BIOFILTRO
PARÁMETRO RESIDUAL BIOFILTRO MODIFICADO (BM) CONVENCIONAL (BC) AFUENTE EFLUENTE % EFICIENCIA EFLUENTE % EFICIENCIA % EFICIENCIA EFLUENTE % EFICIENCIA
ARA BMEl BMEl BME2 BME2 BM BCE BC
Fosfatos (mg/1) 12.93 7.35 43.17 4.90 33.33 62.11 4.53 65.01
Sólidos Totales en Suspensión (mg/1) 87.50 21.25 75.71 24.75 -16.47 71.71 21.50 75.43
Nitratos (mg/1) 1.23 1.08 12.24 1.08 0.00 12.24 1.08 12.24
DB05 (mg/1) 285.00 1.00 99.65 1.00 0.00 99.65 1.25 99.56 Coliformes Fecales o Termotolerantes (NMP/100ml) 4.5E+07 3.8E+06 91.54 1.4E+06 64.36 96.99 1.4E+05 99.68
.. FUENTE: Elaboración propia.
" en
EFICIENCIA DE REMOCION DE C.F
100.00 90.00 80.00 70.00 60.00 50.00 40.00 30.00 20.00 10.00
0.00
,, .... -r-it-n-,f----46-;-99%_Q-9.-6S%-
% % % % EFICIENCIA EFICIENCIA EFICIENCIA EFICIENCIA
1
BME1 BME2 B.M B.C --------------------------------------------------------
Grafica N° 14: Eficiencia de remoción de coliformes fecales.
79
7.6 COMPARACIÓN DE LOS EFLUENTES DE LOS SISTEMAS CON LA
NORMATIVIDAD NACIONAL E INTERNACIONAL
Tabla N° 10: Comparación De Los Efluentes De Los Sistemas Con La
Normatividad Nacional E Internacional
Biofiltros LMP LMP Calidad LMP ECAs para
de agua (Perú) ARD para para
Parámetro BM BC Catego T
agua para ARDT
ría3 (PER reuso riego (México
U) (FAO) (EPA) )
CE 1074.50 1019.75
(J.! S/ cm) 2000 N.E 3000 N.E N.E Fosfatos
4.90 4.53 (mg/1) 1 N.E - N.E N.E
pH 7.35 6.99 6.5 -8.5 6.5-8.5 6.5- 8.5 6-9 N.E
Sólidos Totales en
24.75 21.50 Supencion
(mg/1) - 150 - <30 30 Temperatur
20.85 20.10 a(°C) N.E <35 N.E N.E N.E
Nitratos 1.08 1.08 (mg/1) 10 N.E N.E N.E N.E
77
7.5 DIAGRAMA DE BARRAS DE LA EFICIENCIA DE REMOCIÓN DE
LOS PRINCIPALES CONTAMINANTES DEL EFLUENTE DE LOS
SISTEMAS (BM Y BC) CON RESPECTO AL AGUA RESIDUAL (ARA)
80.00
60.00
40.00
20.00
EFICIENCIA DE REMOCION DE FOSFATOS
0.00 -+"--------r------,--------.-----1
% % % %
EFICIENCIA EFICIENCIA EFICIENCIA EFICIENCIA BMEl BME2 B.M B.C
--------------
Grafica N° 10: Eficiencia de remoción de fosfatos.
EFICIENCIA DE REMOCION DE SST
80.00
60.00
40.00
20.00
0.00 1'--~==~== -20.00 _¡¿____ _____________ ___;
l % % % %
EFICIENCIA EFICIENCIA EFICIENCIA EFICIENCIA BMEl BME2 B.M B.C
---------------- -----
Grafica N° 11: Eficiencia de remoción de SST.
15.00.
10.00
5.00
EFICIENCIA DE REMOCION DE NITRATOS
% % % % EFICIENCIA EFICIENCIA EFICIENCIA EFICIENCIA
BME1 BME2 B.M B.C
Gra:fica N° 12: Eficiencia de remoción de nitratos.
100.00
80.00
60.00
40.00
20.00
EFICIENCIA DE REMOCION DE DBOS
0.00 ~-----,-------,-----.------(
%EFICIENCIA% EFICIENCIA %EFICIENCIA %EFICIENCIA BMEl BME2 B.M B.C
Gra:fica N° 13: Eficiencia de remoción de la DBOs.
78
80
OD (mg/1) 1.11 1.06 in situ >4 N.E N.E N.E N.E
DB05 1.00 1.25
(mg/1) 15 100 N.E <30 30 Coliformes Fecales o
Termotoler 1.4E+06 1.4E+05 antes
(NMP/100 1000-ml) 2000 10,000 - <200 1000
FUENTE: Elaboración propia
N.E: NO ESPESIFICADO.
7.7 COMPARACIÓN DE LOS PRINCIPALES CONTAMINANTES DE
LOS EFLUENTES DE LOS SISTEMAS CON LA NORMATIVIDAD
NACIONAL (ECAS)
II!BM
COMPARACION DE CONCENTRACIONES DE CONTAMINANTES EN LOS EFLUENTES DE LOS SISTEMAS
16.00
14.00
12.00
10.00
8.00
6.00
4.00
2.00
0.00 Fosfatos Nitratos DBOS (mg/l} Coliformes {mg/1) (rng/1) Fecales o
Termotolera
4.90 1.08
1.08 1.25 5.2
3.3
Grafica N° 15: Comparación de los principales contaminantes de los efluentes con
lasECAs
7.8 DIAGRAMA DE FLUJO DE LOS SISTEMAS
Parámetro
Fosfatos (mg/1)
Sólidos Totales en
Nitratos (mg/1)
OD (mg/1) in situ
DBOS(mg/1)
Coliformes Fecale
Parámetro Valor
Fosfatos (mg/1) 12.93
Sólidos Totales en Supenclon (mg/1) 87.50
Nitratos (mg/1) 1.23
OD (mg/1) In sltu 0.86
DBOS (mg/1) 285.00
Coliformes Fecales (NMP/100ml) 4.5E+07
Valor
4.53
Supencfon (mg/1) 21.50
1.08
1.06
1.25
s (NMP/100ml) 1AE+05
u G)-
<;=e:>= ,,
\ Biofiltro
convencional
\
Tanque de
alimentación Parámetro
Fosfatos (mg/1)
Sólidos Totales en Supenclon (mg/1)
Nitratos (mg/1
OD (mg/1) In sltu
DBOS (mg/1)
Collformes Fecales (NMP/lOOml)
,L Blofiltro ~~
modificado
\ Parámetro
\ Fosfatos (mg/1)
\ Sólidos Totales en Supencion (mg/1)
Aq N~ratos (mg/1)
OD (mg/1) In situ
0805 (mg/1)
Coliformes Fecales (NMP/lOOml)
Valor
4.90
24.75
1.08
1.11
1.00
1AE+06
Valor
7.35
21.25
1.08
1.19
1.00
3.8E+Oi
00 .....
82
7.9 BALANCE-DE MASAS.
7.9.1 Balance de fosfatos.
ARA BIOFILTRO MODIFICADO (BM)
BMEl BME2
Fosfatos Fosfatos Fosfatos (mg/1) (mg/1) (mg/1)
12.93 7.35 4.9
En este balance entre el agua residual doméstica (ARA) y los efluentes de cada
cámara del biofiltro modificado (BM), se evidencia que en el efluente de la cámara!
(BMEl) se removió 5.58 mg/1 con respecto al agua residual doméstica (ARA), en el
efluente de la cámara 2 (BME2) se removió con respecto al efluente en la cámara 1
(BMEl) 2.45 mg/1 y el sistema en general (BM) removió 8.03 mg/1 con respecto al
agua residual doméstica (ARA).
De esta manera se evidencia que existe la remoción de este contaminante, el cual
se produce por dos procesos principalmente; una debido a que en el medio filtrante
existe iones de fierro y aluminio que ayudaron a precipitar los iones fosfatos
principalmente en la primera cámara, por otra parte existe un cantidad removida de
fosfatos por la asimilación y consumo de las plantas durante su crecimiento, el que se
produce principalmente en la segunda cámara.
ARA BCE
Fosfatos Fosfatos (mg/1) (mg/1)
12.93 4.53
En el biofiltro convencional se evidencia la remoción del fosfato en 8.40 mg/1 con
respecto al agua residual doméstica (ARA).
La remoción del fosfato en la biofiltro convencional se da por dos procesos
básicamente que interactúan dentro de él, una por la presencia de iones de fierro y
aluminio dentro del medio filtrante que favorecen la precipitación de los iones
fosfatos, y la otra por el consumo de las plantas emergentes durante su proceso de
crecimiento.
83
7.9.2 Balance de sólidos totales en suspensión
-ARA BIOFILTRO MODIFICADO
BMEl BME2
SST (mg/1) SST(mg/1) SST(mg/1)
87.5 21.25 24.75
En el balance se muestra que en el efluente de la cámara 1 (BME1) del biofiltro
modificado existe reducción de los sólidos totales en suspensión en comparación al
agua residual doméstica (ARA) en 66.25 mg/1., con respecto al BM1 y BM2 se
evidencias un incremento de 3.5 mg/1. de los sólidos totales en suspensión, y existe
una reducción de sólidos totales en suspensión en todo el sistema del biofiltro
modificado (BM) de 62.75 mg/1 con respecto al agua residual doméstica (ARA).
La remoción del los sólidos totales en suspensión en la cámara 1 (BME1) del
biofiltro modificado con respecto al agua residual doméstica (ARA) se debe a dos
procesos básicamente, una a la sedimentación, la que está en función el tiempo de
retención en donde se agrupan los sólidos y son sedimentados, y por la acción
depuradora de los microorganismos existentes al generar biopelículas y retenerlos en
ellos para luego sedimentarios, y la otra por filtración gracias a las características
hidráulicas del medio filtrante o substrato.
En la cámara 2 (BME2) se observa un ligero incremento de los sólidos totales en
suspensión con respecto a la cámara 1 (BME1), esto debido a la presencia de
microorganismo aerobios adheridos a la superficie de la rizófora de las macrofitas las
incrementa la concentración de sólidos totales suspendidos por el proceso mismo de
la digestión aerobia, y también por el arrastre de estos microorganismos.
ARA BCE
SST (mg/1) SST(mg/1)
87.5 21.5
Los sólidos totales en suspensión son removidos o reducidos en 66 mg/1 en el
biofiltro convencional (BCE) con respecto al agua residual doméstica (ARA).
La remoción de los sólidos totales en suspensión en el biofiltro convencional se
debe a la precipitación, filtración, y por la acción depuradora de los microorganismos
existentes al generar biopelículas y retenerlos en ellos para luego sedimentarios.
84
7.9 .3 Balance de nitratos
ARA BIOFILTRO MODIFICADO
BMEl BME2
Nitratos (mg/1) Nitratos (mg/1) Nitratos (mg/1)
1.23 1.08 1.08
Realizado el balance entre el BME1 y el ARA existe una reducción de los nitratos
en 0.15 mg/1, entre el BME2 y BME1 permanece la misma concentración, y existe
una reducción de todo el sistema del biofiltro modificado de 0.15 mg/1 con respecto
al agua residual doméstica.
ARA BCE
Nitratos {mg/1) Nitratos {mg/1)
1.23 1.08
Los nitratos se redujeron en 0.15mg/l en el biofiltro convencional (BCE) con
respecto al agua residual doméstica (ARA)
La reducción de los nitratos en BME1 y BCE con respecto al ARA están
relacionados básicamente a los microorganismos reductores de nitrógeno
( desnitrificación).
En el BM se evidencia que existe una ligera reducción de los nitratos por los
microorganismos y también debido a que las plantas emergentes tienen la propiedad
de asimilación de estos nutrientes.
7.9 .4 Balance de oxigeno disuelto
BIOFILTRO MODIFICADO ARA
BMEl BME2
OD(mg/1) OD (mg/1) OD(mg/1)
0.86 1.19 1.11
Realizado el balance entre ARA y el BME1 se observa un incremento de 0.33
mg/1, entre BME1 y BME2 existe un reducción de 0.08 mg/1 y existe un incremento
en todo el sistema BM de 0.25 mg/1 con respecto al ARA.
ARA BCE
OD(mg/1) OD (mg/1)
0.86 1.06
85
En el balance del oxigeno disuelto entre el ARA y BCE se aprecia que existe un
incremento de OD en 0.2 mg/1. \
7.9.5 Balance de la demanda bioquímica de oxigeno
ARA BIOFILTRO MODIFICADO
BMEl BME2 DBOS(mg/1) DBOS (mg/1) DBOS(mg/1)
285 1 1
El balance nos permite apreciar que el sistema del biofiltro modificado (BM)
remueve la DB05 en 284 mg/1 con respecto ARA.
ARA BCE
DBOS(mg/1) DBOS (mg/1)
285 1;25
En este balance el BCE nos indica una remoción de la DB05 en 283.25 mg/1 con
respecto al agua residual ARA.
Esta remoción ya sea en el BM y BC estada por los microorganismos que
degradan la materia orgánica.
7.9.6 Balance de coliformes fecales
ARA BIOFILTRO MODIFICADO
BMEl BME2
C.F (ciclo LOG) C.F (ciclo LOG) C.F (ciclo LOG)
7.65 6.58 6.15
En el balance entre el BMEl y el ARA se evidencia una remoción de 1.04 ciclos
logaritmos, entre el BME2 y BMEl es de 0.43 ciclos logaritmos y en todo el sistema
BM y el ARA 1.5 ciclos logaritmos.
ARA BCE
C.F (ciclo LOG) C.F (ciclo LOG)
7.65 5.15
El balance nos muestra que el BCE se remueve 2.5 ciclos logaritmos con respecto
al ARA
Esta remoción de los coliformes para ambos biofiltros esta relacionado al tiempo
de retención, la depredación y la generación de antibióticos producidas por las raíces
de las macrofitas.
7.10 DETERMINACIÓN DEL VOLUMEN ÚTIL DE LOS BIOFILTROS
Tabla N° 11: Volumen útil del biofiltro modificado (BM)
- DETERMINACIÓN DELVOLUMEN ÚTIL DElBIOFILTRO ~ODIFICADO (BM}~:
DIMENSIONES ÚTILES DE LA CÁMARA 1
LARGO ANCHO PROFUNDIDAD VOLUMEN POROSIDAD VOLUMEN
ÚTIL
2.30m 1.16m 0.30m 0.80m3 38% 0 .304m3
DIMENSIONES ÚTILES DE LA CÁMARA 2
LECHO FILTRANTE Nº 1 VOLUMEN
LARGO ANCHO PROFUNDIDAD VOLUMEN POROSIDAD ÚTIL
0.72m l. 16m 0.28m 0. 23m3 43% O.lOOm3
LECHO FILTRANTE Nº 2
LARGO ANCHO PROFUNDIDAD VOLUMEN POROSIDAD VOLUMEN
ÚTIL
0.72m l. 16m 0.28m 0. 23m3 43% 0.100m3
LECHO FILTRANTE Nº 3
LARGO ANCHO PROFUNDIDAD VOLUMEN POROSIDAD VOLUMEN
ÚTIL
0.72m l. 16m 0.28m 0.23m3 40% 0.093m3 -- VOLUMEN TOTAL ÚTIL {m3) - . 0.597m3 ..
FUENTE: ElaboraCJon propia.
Tabla N° 12: Volumen útil del biofiltro convencional (BC)
DETERMINACIÓN DELVOLUMEN·ÚTIUlEL BIOFILTRO CONVENCIONAl., -· -- --- - ,.
~(Be) -. - -- -- .. -. - - - . - -DIMENSIONES ÚTILES
LARGO ANCHO PROFUNDIDAD VOLUMEN POROSIDAD VOLUMEN
ÚTIL
3.20m 1.60m 0.28m 1.43m3 39% 0. 559m3 --- ..
voüJMEN tOTAl ÚTIL -{m3).: -. ~ - .
O.SS9m3 .. FUENTE: Elaborac1on prop1a.
86
7.11 DETERMINACIÓN DE_ TIEMPO DE RETENCIÓN HIDRÁULICO
TEÓRICO DE LOS BIOFIL TROS
Tabla N° 13: Tiempo de retención teórico determinado para los sistemas
. " TIEMPO DE . ·voLUMEN •CAUDAL_
RETENOÓN- _ ~:. ~~~l=-~~-~~---; --~3/~í~l_--~ - --- --- -- ----- -- ------)r _,_TEORICO {Citas -
BIOFILTRO MODIFJCADO , 0.597 0.21021 2.84
BIOFllTRO CONVENtiONAl- 0.559 0.20961 2.67 . -- ~ " .. FUENTE: Elaborac1on prop1a.
87
7.12 DETERMINACIÓN DEL TIEMPO DE RETENCIÓN IDDRÁULICO
REAL DE LOS BIOFIL TROS MEDIANTE LA APLICACIÓN DEL
TRAZADOR NACL.
Tabla N° 14: Tiempo de retención real del BM, mediante el trazador
'-DtTERMINACIÓN- DEl:TIEMPO DE RETENCIÓN 'HfDRÁULICO DEL BIOFIL TRO'-
___ }~~o_l_f!~~fl_(~M)'-~~QI~-~TE L~.A~~,l~AC!Q~_P-E~_"fR~~ºPit~~-cL:_~~ ___ Salinidad Tiempo
(ppm) (horas) CJt) t M C(t)*At E(t) t*E(t)*At 0.40 0.00 0.40 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 2.20 25.03 2.20 25.03 25.03 55.07 0.02 9.78 2.30 28.30 2.30 28.30 3.27 7.51 0.02 1.51 1.90 31.32 1.90 31.32 3.02 5.73 0.01 1.27
1.70 34.28 1.70 34.28 2.97 5.04 0.01 1.23 1.55 48.15 1.55 48.15 13.87 21.49 0.01 7.34 1.60 51.92 1.60 51.92 3.77 6.03 0.01 2.22 1.30 55.42 1.30 55.42 3.50 4.55 0.01 1.79 1.10 58.48 1.10 58.48 3.07 3.37 0.01 1.40 1.00 61.33 1.00 61.33 2.85 2.85 0.01 1.24 1.10 69.17 1.10 69.17 7.83 8.62 0.01 4.23 1.20 72.17 1.20 72.17 3.00 3.60 0.01 1.84 1.20 75.52 1.20 75.52 3.35 4.02 0.01 2.15 0.90 80.83 0.90 80.83 5.32 4.79 0.01 2.74 0.80 83.77 0.80 83.77 2.93 2.35 0.01 1.39 0.60 93.78 0.60 93.78 10.02 6.01 0.00 4.00
i: 141.03 i: 44.12
1 Periodo de reténcióti" =: 1~8_4 días 1 FUENTE: Baboración propia.
Tabla N° 15: Tiempo de retención real del BC, mediante el trazador
- -- - e " - .;: :\.' ····- : : - >: ~ -- ~
DETERMINAC!ó"N ~ElTIEM_PO DE RETENéiÓN BiDRÁ~LICO DEl ~IOFILT~O-·:::·--_CO!':JVEN.c_ION.l\U~Cl:ME~IANTEJA A~liCAp_pN DElJR~AD_0~~a_c;li"- ~-.--------------- ---------~-~-----'----~-- ·-------------··------ -~---·- --~-----~----~.---~-------- .... -- ·--------·-·-
"" ';':l . - "" ----. -- -- "" .. .::.:- --·· ' Salinidad Tiempo
(ppm} horas C(t) t ilt C(t}*At E(t)_ t*E(t)*At 0.40 0.00 0.40 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 4.70 25.03 4.70 25.03 25.03 117.66 0.02 10.94 4.80 28.30 4.80 28.30 3.27 15.68 0.02 1.65 3.50 31.32 3.50 31.32 3.02 10.56 0.01 1.23 2.60 34.28 2.60 34.28 2.97 7.71 0.01 0.98 2.20 48.15 2.20 48.15 13.87 30.51 0.01 5.45 4.10 51.92 4.10 51.92 3.77 15.44 0.02 2.98 3.00 55.42 3.00 55.42 3.50 10.50 0.01 2.16 2.40 58.48 2.40 58.48 3.07 7.36 0.01 1.60 1.30 61.33 1.30 61.33 2.85 3.71 0.00 0.84
88
1.20 69.17 1.20 69.17 7.83 9.40 0.00 2.41 1.80 72.17 1.80 72.17 3.00 5.40 0.01 1.45 3.90 75.52 3.90 75.52 3.35 13.07 0.01 3.66 1.90 80.83 1.90 80.83 5.32 10.10 0.01 3.03 1.10 83.77 1.10 83.77' 2.93 3.23 0.00 1.00 0.90 93.78 0.90 93.78 10.02 9.02 0.00 3.14
I 269.33 I 42.52
Periodo de retención = 1;77 días - -1
FUENTE: Elaboración propia.
7.13 DETERMINACIÓN DE LAS CARGAS DE OPERACIÓN DE LOS BIOFILTROS
Tabla N° 16: Cargas de operación del biofiltro modificado (BM)
' i ' /' : ¡;: ,, '., o~·(E,RMI~~~IÓN [t~: LAs C~RGA~· b~ OPE~.ACIQN 9~L .BIQ~ltTRQ: ~:dOIFJ~ADb (~~) . • : ( i
;' !' 1 .. 1r1 :1 , ',.;ol '· . !l.~; :' ·' ·.1' ' li \ _., 1,,1 '!: ', ... :." CONCENTRACIÓN DE CONTAMINANTES
DB05 SST FOSFATOS NITRATOS CAUDAL
ÁREA promedio de VOLUMEN
promedio promedio promedio promedio operación
SUPERFICIAL ÚTIL(m3
) (mg/1) (mg/1) (ml/1) (mg/1)
(m3/d)
(mz)
285.000 87.500 12.933 1.225 0.2102 3.016 0.597
CARGAS DE OPERACIÓN
CARGA DBO SST FOSFATOS NITRATOS
HIDRÁULICA carga carga carga Carga Carga Carga carga carga carga
(m3/m2xdia) orgánica superficial Volumétrica superficial Volumétrica superficial Volumétrica superficial Volumétrica
(gr/d) (gr/m2 x d) (gr/m3xd) (gr/m2 x d) (gr/m3xd) (gr/m2 x d) (gr/m3xd) (gr/m2
x d) (gr/m3xd)
0.070 59.910 19.864 100.277 6.099 30.787 0.901 4.551 0.085 0.431 ·-- - -- -
FUENTE: Elaboración propia.
00 lO
Tabla No 17: Cargas de operación del biofiltro convencional (BC)
l ' ' 1•; ; ·: :. , ¡; ! DET~RMINA~'ÓN D~ LÁS ~A.~GA:s o:E)OPER~CIÓN qÉL BIOF:!~TRO cp!'JVEN,~IONAL {~C)· . \:. ¡ :·; "!' •¡
,··· :l : í' ;~ 1 '- i ' 1 :: L. :1 : 'L, l : ¡,;
CONCENTRACIÓN DCE CONTAMINANTES ' ' '
0805 SST FOSFATOS NITRATOS CAUDAL
ÁREA promedio de VOLUMEN
promedio promedio promedio promedio operación
SUPERFICIAL ÚTIL(m3
) (mg/1) (mg/1) (ml/1) (mg/1)
(m3/d)
(mz)
285.000 87.500 12.933 1.225 0.2096 5.600 0.559 ---CARGAS DE OPERACIÓN 1
CARGA DBO SST FOSFATOS NITRATOS
HIDRAULICA carga carga carga Carga Carga Carga carga Carga carga
(m3/m2xdia) orgánica superficial Volumétrica superficial Volumétrica superficial Volumétrica superficial Volumétrica
(gr/d) (gr/m2
x d) (gr/m3xd) (gr/m2 x d) (gr/m3xd) (gr/m2 x d) (gr/m3xd) (gr/m2 x d) (gr/m3xd)
0.037 59.739 10.668 106.847 3.275 32.804 0.484 4.849 0.046 0.459 ..
FUENTE: Elaboración propia.
IJ:) o
91
7.14 DETERMINACIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS DEL FLUJO EN
LOS BIOFILTROS MODIFICADO Y CONVENCIONAL MEDIANTE LA
APLICACIÓN DEL TRAZADOR NACL. POR EL MÉTODO WOLF Y
RESNICK.
Para determinar las características del flujo en los biofiltros se usó el modelo
simplificado de la teoría de WolfResnick, por tratarse de reactores de flujo continuo,
en los cuales los flujos pueden ser de tipo pistón, mezclado y no ideal.
Tabla N° 18: Tipo de flujo existente en el biofiltro modificado (BM)
DETERMINACI N DEL TIPO DE FLUJO DEL BIOFILTRO IVIODJPICADO ·(BIYI) MEDIANTE LA APLICACIÓN DEL TRAZADOR
- · ···· - NAGL-. --------- ·--- -- - · Caudal promedio de Interpolación de la o eración 210.21 recta Volumen útil del biofiltro 597.45 0.58 0.10 Tiempo de retención teórico 2.84 0.44 1.00
Tiempo tito Salinidad C-Co I(C-Co) F(t) 1-F(t) (Hr) e 0.00 0.00 0.4 o o 0.00 1.00
25.03 0.37 2.2 1.8 1.8 0.12 0.88 28.30 0.41 2.3 1.9 3.7 0.26 0.74 31.32 0.46 1.9 1.5 5.2 0.36 0.64 34.28 0.50 1.7 1.3 6.5 0.45 0.55 48.15 0.71 1.55 1.15 7.65 0.53 0.47 51.92 0.76 1.6 1.2 8.85 0.61 0.39 55.42 0.81 1.3 0.9 9.75 0.67 0.33 58.48 0.86 1.1 0.7 10.45 0.72 0.28 61.33 0.90 1 0.6 11.05 0.76 0.24 69.17 1.01 1.1 0.7 11.75 0.81 0.19 72.17 1.06 1.2 0.8 12.55 0.87 0.13 75.52 1.11 1.2 0.8 13.35 0.92 0.08 80.83 1.19 0.9 0.5 13.85 0.96 0.04 83.77 1.23 0.8 0.4 14.25 0.99 0.01 93.78 1.37 0.6 0.2 14.45 1.00 0.00
FUENTE: Elaboración propia.
-.., -u.
APLICACION DEL METODO DE WOLF Y RESNICK
1.00 -~ 6= 0.44· -E----'=1
.. . ...
.. ~ 1 t11t0 = o .44 -~-\
'
0.10 0;00
\ \ -~
-~
"\ "-.\
\ \ ~-R~cta .Tangente
\ -+-:curilaLOG(1- F(~)
t2/t():::: 0.58 ¡¡;_ ·.
0.50 l.OO
titO Graftca N° 16: Curva Log (1-F(t)) del BM
TIPO DE FLUJO PRESENTE EN EL ReACTOR
Pistón= 88% Mezclado= 12%
Es acios muertos= 50%
92
1.50
Tabla N° 19: Tipo de flujo existente en el biofiltro convencional (BC)
· DETERMINACION DEL TIPO DE FLUJO DEL BIOFlLTRO C:ONVECJONAL (BC) MEDIANTE LA APLICACIÓN DEL TRAZADOR
. - - NaCI.. -Caudal promedio de Interpolación de la o eración 209.61 recta Volumen útil del biofiltro 559.10 0.81 0.10 Tiempo de retención teórico 2.67 0.42 1.00 Tiempo
tito Salinidad C-Co I(C-Co) F(t) 1-F(t) (Hr) e
0.00 0.00 0.40 0.00 0.00 0.00 1.00 25.03 0.39 4.70 4.30 4.30 0.13 0.87 28.30 0.44 4.80 4.40 8.70 0.26 0.74 31.32 0.49 3.50 3.10 11.80 0.35 0.65 34.28 0.54 2.60 2.20 14.00 0.42 0.58 48.15 0.75 2.20 1.80 15.80 0.47 0.53 51.92 0.81 4.10 3.70 19.50 0.58 0.42 55.42 0.87 3.00 2.60 22.10 0.66 0.34 58.48 0.91 2.40 2.00 24.10 0.72 0.28 61.33 0.96 1.30 0.90 25.00 0.75 0.25 69.17 1.08 1.20 0.80 25.80 0.77 0.23 72.17 1.13 1.80 1.40 27.20 0.81 0.19 75.52 1.18 3.90 3.50 30.70 0.92 0.08
80.83 1.26 1.90 1.50 32.20 0.96 0.04 83.77 1.31 1.10 0.70 32.90 0.99 0.01 93.78 1.46 0.90 0.50 33.40 1.00 0.00
Fuente: Elaboración propia.
93
---u. 1 -
APLICACION DEL METODO DE WOLFY RESNICK
--curva LOG(l- F(t))
---Recta Tangente
0.10 -'------------------L----+----' 0.00 0.20 D.olll o.so 1.00 1.20 uo
titO
Grafica N° 17: Curva Lag (1-F(t)) del BC
94
95
7.15 DETERMINACIÓN DE LA CONSTANTE CINÉTICA DE REACCIÓN
DE PRIMER ORDEN
Tabla N° 20: Determinación del Kt para el biofiltro modificado (BM)
- DETÉRNÜNACIÓ!'J DE lA tóNSTANTÉ CINÉTiCA DE REACCióN .bE PRIM~R ORDEN DE LA -
: : __ . _ .. ___ . _ __ ~- ~~-~S_E~,:~l f31.9EI~lRO !V!ODIF.~CAQQ_{B~~- __ _._-. _ _ _ _ _ ..
DBOS afluente DBOS T. del Kt Kt
LOG(Kt efluente (Ct) afluente experimental teórico
(Co) mg/1 mg/1 (OC) (1/día) (1/día)
experimental}
179.00 1.00 22.10 1.8265 1.2477 0.2616
267.00 1.00 23.20 1.9673 1.3303 0.2939
372.00 1.00 23.50 2.0841 1.3538 0.3189 FUENTE: Etaboracrón propia.
GRAFICA DE CORRELACION ENTRE EL LOG (Kt) V LA TEMPERATURA
0;3500
v =0.03?x -0.575 ~ .:;:::_-- -.~ 0.3000
~+- - . 0.2500 -.-"' ~pernnen~
-a-Kt teorico
:ÚÓOO ~uneaUKt~erimen
- Uneal íKt téorito} 1!1 g
il.15Íl0 y =O.i:l~5x -0.463 ....
¡:tl 1. ... 0.1000
lllii'
0.0500
0.0000
LOG(Kt teóñco)
0.0961
0.1239
0.1315
tal)
22.00, 22.20 22.40 .2~;60 22;80 23.00, 23.20 23.40 23.60
TEMPERATURA DEL AFLUENTE
Grafica No 18: Correlación ente Log (Kt) y la temperatura del agua residual, para le
Biofiltro Modificado (BM)
DETERMINACIÓN DE LA ECUACIÓN PARA KT EXPERIMENTAL
1 K r = K 20 x (e ) ( r- 20 ) 1
LINEALIZANDOLAECUACIÓNPARAELKTEXPERIMENTAL
jlogKr = (logB)T -(20log0-logK20 ) .......... (1) 1
DEL GRAFICO SE OBTIENE LA SIGUIENTE ECUACIÓN
Y= 0.037 X- 0.575 .................... (2)
IGUALANDO LOS COEFICIENTES DE LAS ECUACIONES (1) Y (2) SE OBTIENE
---'ECUACIÓN DE REAJUSTE DE tA CONSTANTE CINÉTICA-DE-REACCIÓN DE PRIMER ', - - -
ORDEN QUE DEPENDE DE LA TEMPERATURA DEL AGUA RESIDUAL, PARA El -
96
" , --- ;:_,~ __ ;·_,~ ;_::,~~_:c .. c·c. =--:~ -'--BIOFÍÍ:rRCfMODIF-ICAÓO -(BM)-' _=-_-_ -:~ -~--,~ ~-_:~~: ___ ~,_::~- -_,_ :~_:-_
ECUACIÓN DE KT EXPERIMENTAL
ECUACIÓN DE KT TEÓRICO
97
Tabla N° 21: Determinación del Kt para el biofiltro convencional (BC)
DBOS DBOS T. del Kt Kt
afluente efluente LOG(Kt afluente experimental teórico LOG{Kt teorico)
(CO) (Cf) experimental) (oC) (1/día) (1/día)
179.00 1.00 22.10 1.9428 1.2477 0.2884 0.0961
267.00 2.00 23.20 1.8330 1.3303 0.2632 0.1239
372.00 1.00 23.50 2.2168 1.3538 0.3457 0.1315 Fuente: Ela propia.
GRAFICA DE CORRELACION ENTRE EL LOG (Kt) Y LA TEMPERATURA
0.4000
0.3500
y= 0.023x- 0.2.43 L R2 = 0.170 0.3000
-, ....... J ..,. -
0.2500 -t-Kt eKperimental
-¡:¡ ::.::: ._.
0.2000 el _._Ktteorico
o ...1 -uneai(Kt
0.1500 experimental)
y=0.025x- 0.463 ..!!1 -R2 = 1 --- --0.1000 ~-
0.0500
0.0000 1 -¡
22.00 2.2.20 22.40 22.60 22.80 23.00 23.20 23.40 23.60
TEMPERATURA DEL AFLUENTE
Grafica N!! 19: Correlación ente Log (Kt) y la temperatura del agua residual, para le Biofiltro Convencional (BC)
DETERMINACIÓN DELA ECUACIÓN PARA KT EXPERIMENTAL
IK T =K zoX(O)(T-20)1 LINEALIZANDO LA ECUACIÓN PARA EL KT EXPERIMENTAL
jlogKr = (logB)T -(20log8-logK20 ) .......... (1) 1
DEL GRAFJCO SE OBTIENE LA SIGUIENTE ECUACIÓN
Y= 0.023 X - 0.243 .................... (2)
IGUALANDO LOS COEFICIENTES DE LAS ECUACIONES (1) Y (2) SE OBTIENE
1.05
1.516
ECUA(:IÓN _DE _REAJ~STE D_E LA CONSTANTE CINÉTICA DE REACCIÓN DE PR_IMER ORDE~ QUE DEPENDE DE LA TEMPERATURA DEL AGUA RESIDUAL, PARA J:L BIOFILTRO: --
98
::~; __ ,;: ___ , _ _,:,>.--e __ _,__-~:-_. ____ ,.,_., ___ ~.,CQNVENCIONAL(BC) _,---_, __ .,,_, _o ,_: -----,-~-- --~
ECUACIÓN DE KTEXPERIMENTAL
ECUACIÓN DE KT TEÓRICO
99
7.16 DETERMINACIÓN DE LA CONSTANTE DE CONSUMO DE
SÓLIDOS TOTALES EN SUSPENSIÓN
Tabla N° 22: Constante de consumo de los SST en el biofiltro modificado (BM)
DE:t"E~IVII~AC!QN _ÓE LA CONST ~~TE DE - ·coNsüMO-DEi..OS SST EN El BIOFILTRO
" - . -~ - - - -
-~- --:-___,_~:_.---'--MO~IFléAÓ"O~BM}"-:=""+-~-;~~":'-:-'
SST afluente SST efluente Ksst (Co) (C) experimental
mg/1 mg/1 (1/día)
115.00 30.00 0.4731
98.00 47.00 0.2587
69.00 2.00 1.2468
68.00 20.00 0.4309
- - CALCULO DEL Kssr EXPERIMENTAL < _- __ --_-::- - _, -----pROMEDIO "-- - -_- --
K sstexperimental {1/día) 1 0.6024 FUENTE: Elaboración propia.
Tabla N° 23: Constante de consumo de los sst en el biofiltro convencional (BC)
DETERMif'JACIÓ~ DE LA CONSTANTE DE __ éONSUMO DE lOS SSl' EN EL BiOFILTRd --
---- ' __ -~-':--_'-'CONVENCIONAL {BC)~--"-'-'_-:<~_--,-'
SST afluente SST efluente Ksst
{Co) mg/1 (Ct) mg/1 experimental
{1/día)
115.00 21.00 0.6369
98.00 23.00 0.5429
69.00 23.00 0.4115
68.00 19.00 0.4776
-' ->- CALCU~O DEL Km EXPERIMENTAL' ---: -:_ -" ___ :-PROMEDIO - -- -- ~
Ksstexperimental (1/día) 1 0.5172 FUENTE: Elaboración propia.
100
7.17 DETERMINACIÓN DE LA CONSTANTE DE CONSUMO DE
FOSFATOS
Tabla N° 24: Constante de consumo de los fosfatos en el biofiltro modificado (BM)
DETERMINACIÓN-DE LA CONSTANTE DE --- --CO-NSUMO DE tOS FOSFATOS EN EL-BIOFILTRO -
:;.:~..!...- '::""'- ~~----<IV!QD,IFI~~D()·(BMf-"=-:-::··-- ::~,~-: -~:,:
Fosfatos Fosfatos K fosfatos
afluente (Co) efluente {Ct) experimental (1/día)
mg/1 mg/1
17.5 9.1 0.2303
7.8 2.8 0.3607
13.5 7.2 0.2213
-· CALCÚLO DEL K_FOSFATosEXPERIMENTAL - 'PROMEDIO - - - -- .
K fosfatos experimental (1/día) 1 0.2708 FUENTE: Elaboración propia.
Tabla N° 25: Constante de consumo de los fosfatos en el biofiltro convencional (BC)
DETERMINACIÓN DE LA CONSTANTE bE -.tONSÜMO-DE Lbs'i=dSFATOS ÉN EL aí9FrtrRá
,,: :----~ ':'-~_,_:~--C:-·' <:;ONVENctOf\JAl; (BC) -:"'"':"'-~--:·::c~c~~-~-
Fosfatos Fosfatos K fosfatos experimental
afluente (Co) efluente (Cf) mg/1 mg/1
(1/día)
17.5 8.4 0.2749
7.8 1.5 0.6175
13.5 7.7 0.2103
·' e_- ·cALCULO DEl K FOSFATOS EXPERIMENTAl - · - - -- - ·- "' - -- - - ~ - -- - PROMEDIO . ---
K fosfatos experimental (1/día) 1 0.3676 FUENTE: Elaboración propia.
101
7.18 DETERMINACIÓN DE LA CONSTANTE DE REMOCIÓN DE LOS
C.F.
Tabla N° 26: constante de remoción de los C.F en el biofiltro modificado (BM)
I?~ERMIN~9ÓN DE_ LA CONs:r ANTE REMOCióN DE LOS CF EN El BIOFILTRO
w 4 ~ - - · ~- MODIFICAOO {BM} .".!..., ___ ;;._.;; .: •
CF afluente CF efluente KCF
(Co) mg/1 {Ct) mg/1 experimental
(1/día)
1.10E+08 2.40E+06 1.3468
4.60E+07 4.60E+05 1.6215
2.40E+07 2.40E+06 0.8108
1.50E+06 2.10E+05 0.6923
CALCULO DEL KcFEXPERIMENTAl PROMEDIO
KcF experimental (1/día) 1 1.1179 FUENTE: Elaboración propia.
..
Tabla N° 27: Constante de remoción de los C.F en el biofiltro convencional (BC)
DETERfvUN¡:\CIÓN DE LA CON~TANTE RÉMOCJÓN DE PRIMER DE LOS C.F EN El
· "~ · BIOFILTRO CONVENCIONAL{BC}'- .
CF afluente CF efluente KcF
(Co) mg/1 (Ct) rng/1 experimental
(1/día)
1.10E+08 4.60E+05 2.0513
4.60E+07 2.40E+04 2.8308
2.40E+07 4.30E+04 2.3688
1.50E+06 4.60E+04 1.3051
·CAlCUlO DEL KCFEXPERIMENTAL ·_ · PROMEDIO
KcF experimental (1/día) 1 2.1390 FUENTE: Elaboración propia.
7.19 COMPARACIÓN DEL COMPORTAMIENTO DEL BIOFILTRO
MODIFICADO VERSUS EL BIOFIL TRO CONVENCIONAL
Para determinar el comportamiento de los biofiltros se realizó la prueba
estadística de comparación de medias, mediante método de T - students para
muestras relacionadas.
COMPARACIÓN DE MEDIAS PARA LOS CAUDALES DE INGRESO A LOS BIOFILTROS, MEDIANTE MÉTODO DE T- STUDENTS PARA MUESTRAS RELACIONADAS.
Tabla N!! 28: Estadísticos de muestras relacionadas- Caudales
Desviación Media N tí p.
Par 1 Caudai .. BC 209.6139 18 12.23767 Caudai..BM 210.2079 18 10.96670
Tabla N!! 29: Correlaciones de muestras relacionadasCaudales
N Correlación Sig. Par1 Caudai..BC y
Caudai..BM 18 0.626 0.005
Error típ. de la
media 2.88445
2.58488
Tabla N!! 30: Prueba de muestras relacionadas- Caudales
Media Par1 Caudai..BC-
Caudai..BM -0.59400
N.S : Diferencia no significativa FUENTE: Elaboración propia.
Diferencias relacionadas 95% Intervalo de
Error tí p. confianza para la
Desviación de la diferencia
tí p. media Superior Inferior
10.09348 2.37906 -5.61337 4.42537
Sig. Nivel de t al (bilateral) significancia
-0.250 17 0.806 N.S --
..... o IV
COMPARACIÓN DE MEDIAS PARA LA DB05, MEDIANTE MÉTODO DE T- STUDENTS PARA MUESTRAS RELACIONADAS.
Tabla N!! 31: Estadísticos de muestras relacionadas-0805
Error ti p. de la Media N Desviación tlp. media
Par 1 DB05 ... ARA 285.00 4.00 82.66 41.33 DB05 .... BM 1.00 4.00 0.00 0.00
Par2 DB05 ... ARA 285.00 4.00 82.66 41.33 DB05 .... BC 1.25 4.00 0.50 0.25
Par 3 DB05 .... 8M 1.00 4.00 0.00 0.00
DB05 .... BC 1.25 4.00 0.50 0.25
Tabla N2 32: Correlaciones de muestras relacionadas-0805
N Correlación Sig.
1
Par 1 DB05 ... ARAy 4
1 DB05 .... BM
1
Par2 D805 ... ARA y 4 -0.145 0.855 D805 .... 8C
1
Par 3 DB05 .... 8My 4
J D805 .... BC
FUENTE: Elaboración propia. ...... o w
Tabla N!.! 33: Prueba de muestras relacionadas-DB05 Diferencias relacionadas
95% Intervalo de confianza para la
Desviación Error tí p. de diferencia Sig. Nivel de Media tí p. la media Superior Inferior t al 1 (bilateral) significancia
Par 1 DB05 •.. ARA- 284.00 82.66 DB05 .... BM
Par2 DB05 ... ARA-283.75 82.73
DB05 .... BC Par3 DB05 .... BM-
-0.25 0.50 DB05 .... BC ----- -- -
A.S : Diferencia altamente significativa N.S :Diferencia no significativa
41.33
41.37
0.25
152.47 415.53 6.87 3 0.006 A. S
152.10 415.40 6.86 3 0.006 A. S
-1.05 0.55 -1.00 3 0.391 N.S
COMPARACIÓN DE MEDIAS PARA SST, MEDIANTE MÉTODO DE T- STUDENTS PARA MUESTRAS RELACIONADAS.
Tabla N!.! 34: Estadísticos de muestras relacionadas-SST
Error tí p. de la Media N Desviación tío. media
Par1 SST...ARA 87.50 4.00 23.01 11.51 SST...BM 24.75 4.00 18.82 9.41
Par2 SST...ARA 87.50 4.00 23.01 11.51 SST ... BC 21.50 4.00 1.91 0.96
Par3 SST...BM 24.75 4.00 18.82 9.41 SST...BC 21.50 4.00 1.91 0.96
--
FUENTE: Elaboración propia.
--
...... ~
Tabla N!! 35: Correlaciones de muestras relacionadas-SST
N Correlación Par1 SST...ARAy
4 0.686 SST...BM
Par2 SST...ARAy 4 0.174 SST...BC
Par3 SST...BM y 4 0.079 SST ... BC -
Tabla N!! 36: Prueba de muestras relacionadas-SST
Diferencias relacionadas
Desviación Media
Par1 SST ... ARA 62.75 - SST ... BM
Par2 SST ... ARA 66.00 - SST ... BC
Par3 SST ... BM-SST ... BC 3.25
A.S : Diferencia altamente significativa N.S : Diferencia no significativa FUENTE: Elaboración propia.
tí p.
17.02
22.76
18.77
95% Intervalo de confianza para la
Error tí p. de diferencia
la media Superior Inferior
8.51 35.67 89.83
11.38 29.78 102.22
9.38 -26.61 33.11
Sl_g.
0.314
0.826
0.921
t gl
7.37 3
5.80 3
0.35 3
Sig. (bilateral)
0.005
0.010
0.752
Nivel de significancia
A. S
A. S
N.S 1
..... o U1
COMPARACIÓN DE MEDIAS PARA LA CONCENTRACIÓN DE COLIFORMES FECALES, MEDIANTE MÉTODO DE T- STUDENTS PARA MUESTRAS RELACIONADAS.
Tabla N!! 37: Estadísticos de muestras relacionadas-C.F
Media N Desviación típ. Error ti p. de la media
Par1 CF ... ARA 4.54E+07 4.00E+OO 4.68E+07 2.34E+07
CF ... BM 1.37E+06 4.00E+OO 1.20E+06 5.98E+05
Par 2 CF ... ARA 4.54E+07 4.00E+OO 4.68E+07 2.34E+07
CF ... BC 2.08E+04 4.00E+OO 1.79E+04 8.94E+03
CF ... BM 1.37E+06 4.00E+OO 1.20E+06 5.9BE+05 Par3
CF ... BC 2.08E+04 4.00E+OO 1.79E+04 8.94E+03 - ---- ---
Tabla N!! 38: Correlaciones de-muestras relacionadas-C.F
N Correlación Sig. 1
Par 1 CF ... ARA y CF ... BM 4 0.565 0.435 1
Par2 CF ... ARAy CF ... BC 4 -0.640 0.360
Par3 CF ... BM y CF ... BC 4 0.064 0.936 -
FUENTE: Elaboración propia.
.... o 0'1
Media
Par1 CF ... ARA-
4.40E+07 CF ... BM
Par2 CF ... ARA-
4.54E+07 CF ... BC
Par3 CF ... BM- 1.35E+06 CF ... BC
N.S : Diferencia no significativa
FUENTE: Elaboración propia.
Tabla N!! 39: Prueba de muestras relacionadas-C.F
Diferencias relacionadas 95% Intervalo de
Desviación Error tí p. de la confianza para la t tí p. media diferencia
Superior Inferior
4.61E+07 2.30E+07 -2.93E+07 1.17E+08 1.910
4.68E+07 2.34E+07 -2.91E+07 1.20E+08 1.940
1.20E+06 5.98E+05 -5.56E+05 3.25E+06 2.253
Sig. gl (bilateral)
3 0.152
3 0.148
3 0.110
Nivel de significancia
N.S
N.S
N.S
~ o ...,¡
108
7.20 OBSERVACIONES REALIZADAS EN CAMPO DURANTE EL
PROCESO DE INVESTIGACIÓN
Durante el proceso de investigación se pudo realizar diferentes observaciones.
• En BM se observó:
Cuando el biofiltro comenzó a ser alimentado con el agua residual, se observó
que el crecimiento y desarrollo de las macrofitas fue en sentido a la dirección del
flujo, es decir, que el tamaño de estas era mayor a la salida de la primera cámara y se
reducía conforme se acercaba a la zona de salida de la segunda cámara, hasta lograr
una cobertura total de las segunda cámara.
Mediante el proceso de operación se observó la presencia de precipitados de color
rojizo en zona donde se vertía el efluente del BM, indicando posiblemente la
presencia de óxidos de fierro, el cual a lo largo del periodo de investigación se fue
tomando de un color verde escuro, que probablemente indique que las cantidades
existentes de fierro y aluminio se este agotando y se empiecen a precipitar sulfatos,
sulfuros y fosfatos.
En la primera cámara se evidenció la presencia de gases como sulfuro de
hidrógeno, metano y C02, esto debido a que en el momento del proceso de
monitoreo se liberaban olores característicos de estos gases, y también durante la
operación se observaron la presencia de burbujas y sonidos típicos del flujo de los
gases en medios líquidos.
Se observó la presencia de organismos multicelulares como larvas, caracoles,
organismos ciliados, etc.
Durante el desarrollo de las macrofitas se observó la infiltración de un especie
nativa denominada anagallis aquatica (verónica), la cual predomino y tuvo mayor
adaptación que berros al medio filtrante, de tal modo que se expandió casi en toda la
superficie del medio filtrante, desplazando al berros casi en su totalidad.
• En BC se observo:
Cuando el biofiltro comenzó a ser alimentado con el agua residual, se observó
que el crecimiento y desarrollo de las macrofitas fue en sentido a la dirección del
109
flujo, es decir que el tamaño de estas era mayor al ingreso del biofiltro y se reducía
conforme se acercaba a la zona de salida de esta, en este biofiltro se observó que el
desarrollo de las macrofitas se dio con mayor vigor y de mayor tamaño que en el
BM.
Mediante el proceso de operación se observó la presencia de precipitados de color
rojizo en zona donde se vertía el efluente, indicando posiblemente la presencia de
óxidos de fierro, el cual a lo largo del periodo de investigación se fue tomando en un
color verde escuro, que probablemente indique que las cantidades existentes de fierro
y aluminio se estén agotando y se empiecen a precipitar sulfatos, sulfuros y fosfatos.
Se observó la presencia de organismos multicelulares como larvas, caracoles,
organismos ciliados, etc.
Durante el desarrollo de las macrofitas se observó la infiltración de la especie
nativa denominada anagallis aquatica (verónica), la cual predomino y tuvo mayor
adaptación que berros al medio filtrante de tal modo que se expandió casi en toda la
superficie del medio filtrante, desplazando al perros casi en su totalidad.
Durante le proceso de operación a partir del día 120 se observó que en la zona
aledaña a la entrada del agua residual se produjo el efecto de taponamiento, esto
posiblemente se debió a que en esta zona se removía la mayor parte de los sólidos los
que se iban acumulando a lo largo del periodo de investigación (ver foto W 35)
• Comparaciones
Se realizaron comparaciones visuales de los efluentes de cada biofiltro (BM y
BC) con respecto al afluente (ARA) de los mismos, observándose las características
fisicas del agua (turbidez, color y olor) en las que las características de los efluentes
destacaban claramente con respecto al afluente (Ver Foto W 01)
CAPÍTULOVIll
ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS i; i*P& 4+W+F·i Mffi4 f f·' • g; 1 ;:::;.¡ i FiJ·I·E*·4·4·"·•·B·i·' ;.p ¡.; 1+, i'i*4 Fii4F++F ++Rf% f-i G·cA+H4±+-
8.1 CAUDAL PROMEDIO DE ALIMENTACIÓN DE LOS BIOFIL TROS
Realizada la prueba estadística de medias mediante método de t - students para
muestras relacionadas, se observa que no existen diferencias significativas entre las
medias de los caudales de ingreso o alimentación de los biofiltros en términos
estadísticos, pero existe una diferencia numérica del caudal de ingreso entre ambos
biofiltros, siendo el caudal promedio de ingreso al biofiltro modificado (BM) de
210.21 L/d y 209.61 Lid al biofiltro convencional (BC); observándose que la
diferencia numérica entre ellos no es significativa en términos de operación de los
sistemas, por lo que se garantiza que ambos sistemas fueron operados bajo las
mismas condiciones de operación.
111
8.2 COMPORTAMIENTO DE LOS PARÁMETROS DE CALIDAD DE
AGUA RESPECTO AL TIEMPO
De acuerdo a los histogramas elaborados para cada uno de los parámetros se
observa que la conductividad eléctrica en los efluentes de ambos biofiltros se
incrementa periódicamente a lo largo del tiempo de operación de los sistemas,
superando la conductividad del afluente a partir del día 30 de operación; lo que
evidencia que existe un incremento de la mineralización de los compuestos orgánicos
debido a la actividad microbiológica que se acentúa en el tiempo en el cual los
biofiltros alcanzan el equilibrio y maduración.
Se observa una reducción de fosfatos en el efluente de ambos biofiltros durante el
periodo de operación con respecto al afluente, esta reducción es directamente
proporcional a la cantidad de fosfatos en el afluente.
Con respecto al pH, en los efluentes de los biofiltros se observa una estabilización
de este parámetro que oscila entre 7.92 a 6.95 con respecto al afluente en el cual se
presentan cambios bruscos de pH que varían de 7.99 a 5.70.
Los sólidos totales en suspensión se reducen significativamente en ambos
sistemas con respecto al afluente, observándose que la reducción de SST en el
biofiltro modificado presenta un carácter oscilante, mientras que en el biofiltro
convencional esta remoción tiende a tener un carácter constante a lo largo del tiempo
de operación.
La temperatura tiende a estabilizarse y mantenerse dentro de un rango de 18.2°C
a 22.30°C en el efluente de ambos biofiltros, mientras que la temperatura en el
afluente presenta valores mayores y oscilantes dentro del rango de 22.1 0°C a
28.80°C. Esto puede deberse a que en estos sistemas existe un equilibrio térmicos
casi estable.
En los nitratos se observa una reducción y comportamiento estable en el efluente
del biofiltro modificado con relación el efluente del biofiltro convencional y al
efluente. Esto posiblemente a los procesos de reducción del nitrógeno realizada por
los microorganismos y también a las macrofitas existentes en el biofiltro modificado
que demandaron nitratos para su desarrollo.
112
El oxigeno disuelto se incrementa en el efluente de ambos biofiltros con respecto
al afluente, evidenciándose así que existe incorporación de oxigeno al cuerpo de agua
ya sea por procesos biológicos, atmosféricos y por la acción de las macrofitas.
En cuanto a la DBOs se observa que existe una reducion altamente considerable
en los efluentes de ambos biofiltros con respecto el afluente, la cual se acentúa y se
hace constante a partir del día 23 después del primer monitoreo y a los 89 días
operación con el agua residual, día en el cual se considera que los sistemas
alcanzaron su equilibrio; por lo que la reducción en ambos sistemas permaneció
constante.
Por esta razón y para poder determinar y evaluar ambos sistemas en términos
estadísticos se tomaran los datos a partir del día 89 de operación con el agua residual,
día en el que los sistemas alcB.nzan el equilibrio (ver grafico N> 08).
En cuanto a la concentración de coliformes fecales existe una reducción
ligeramente mayor en el efluente del biofiltro convencional en compa~ión con el
efluente del biofiltro modificado, esto debido a que en el biofiltro convencional
probablemente exista mayor radiación solar por tener mayor área superficial y menor
profundidad.
8.3 EFICIENCIAS DE REMOCIÓN DE LOS PRINCIPALES
CONTAMINANTES DE LOS EFLUENTES DE LOS BIOFILTROS CON
RESPECTO AL AFLUENTE
La remoción de los fosfatos en el efluente del biofiltro modificado es 62.11% con
respecto al afluente y 65.04% de remoción en el efluente de biofiltro convencional,
evidenciándose que existe gran porcentaje de remoción de los fosfatos por parte de
ambos bioflltros, la diferencia de remoción entre bioflltro convencional y el biofiltro
modificado es de 2.9%. Existe una remoción de 43.17% en la cámara 1, la cual es
superior en 9.48% con respecto a la cámara 2 del biofiltro modificado esto debido a
que probablemente existan iones sueltos de fierro y aluminio en el lecho filtrante que
precipitan el fosfato ionico en forma de fosfatos metalicos y a la acción microbiana
anaerobia existente, la remoción en la cámara 2 se debe básicamente a procesos
microbiológicos aerobios y a la asimilación de estos por parte de la macrofitas para
su desarrollo.
113
La eficiencia de remoción de los sólidos totales en suspensión para ambos
sistemas es considerablemente alto con respecto al afluente, se evidencia que la
mayor parte de la remoción de los sólidos totales en suspensión se realiza en la
cámara 1 del biofiltro modificado siendo incluso mayor a la eficiencia de remoción
del biofiltro convencional,. esto debido a que en la primera cámara del biofiltro
modificado se realizan procesos fisicos como la sedimentación y filtración,
adicionalmente a esto existen procesos biológicos netamente anaerobios en las que se
degradan la materia orgánica presente en los sólidos totales en suspensión
transformándolas en ácido~ orgánicos, hidrógeno y C02, estos a su vez son
convertidos por los microorganismos metanogénicos en co2 y metano
principalmente y otros. Mientras que en la segunda cámara se evidencia un
incremento de los sólidos totales en suspensión en un 16.47% con respecto al
efluente de la cámara 1, esto se debe posiblemente a que en esta cámara existen
procesos biológicos predominante aerobio en las rizósferas de las plantas lo cual
incrementa la producción de biomasa (película microbiana adherida a la superficie de
la rizósfera), lo que incrementan la concentración de sólidos suspendidos al ser
arrastrados por el flujo de agua, el cual produce la resuspensión de esta biomasa.
La eficiencia de remoción de los SST en todo el sistema del biofiltro modificado
es menor en 3.72% con respecto al biofiltro convencional debido a que en la
segunda cámara se incrementan los SST.
La eficiencia· de remoción para los nitratos tanto en el biofitro modificado como
en biofiltro convencional es la misma, esto puede deberse a que ambos sistemas
existen procesos de nitrificación - desnitrificación similares, cabe indicar que la
eficiencia en la remoción de los nitratos en el biofiltro modificado se da solo en la
cámara 1, esto posiblemente porque en esta cámara se da básicamente procesos de
desnitri:ficación que transforman los nitratos en nitrógeno gaseoso que luego es
liberado a la atmosfera junto con los otros gases producidos en esta cámara.
Se observa que la eficiencia de remoción de la DBOs es ligeramente mayor en el
biofiltro modificado en comparación con el biofiltro convencional en un 0.09%, lo
cual evidencia que ambos biofiltros tienen igual eficiencia en la remoción de la
DB05, esto debido a que en ambos sistemas se realiza una biodegradación de la
114
materia orgánica por parte de los microorganismos aerobios y anaerobios asociados a
estos sistemas.
La eficiencia de remoción en cuanto a los coliformes fecales es de 96.99% en el
biofiltro modificado y 99.68% en el biofiltro convencional, esto probablemente a que
en el biofiltro convencional existe una mayor radiación solar debido a que este
biofiltro ocupa una mayor superficie y menor profundidad. Se evidencia que la
cámara 1 del biofiltro modificado es más eficientes que la cámara 2 en 27.18%,
probablemente debido a que en esta cámara se produce la sedimentación, filtración y
depredación de los microorganismos patógenos debido a las condiciones no
favorables para la proliferación de estos microorganismos.
8.4 COMPARACIÓN DE LOS PRINCIPALES CONTAMINANTES DE
LOS EFLUENTES DE WS SISTEMAS CON LA NORlVIATIVIDAD
NACIONAL (ECAs)
Se ha realizado la comparación de los principales contaminantes en los efluentes
de los bioflltros con los estándares ambientales para el agua de nuestra normatividad
vigentes (ECAs) con la finalidad de contrastar los parámetros obtenidos con estos
estándares establecidos por esta normatividad.
Se observa que la concentración de los fosfatos en cada uno de los efluentes de
los biofiltros está por encima del límite permisible para este parámetro
En cuanto a los nitratos las concentraciones de estos en los efluentes de ambos
biofiltros están muy por debajo del límite establecido.
Con respecto a la DB05 las concentraciones en los efluentes de los biofiltros se
encuentran muy de debajo de los limites máximos establecidos.
Los coliformes fecales se encuentran muy por encima de los límites máximos
permisibles que estipula las ECAs en los efluentes de ambos bioflltros.
8.5 DETERMINACIÓN DEL VOLUMEN ÚTIL DE LOS BIOFILTROS
Para la determinación del volumen útil de cada biofiltro fue necesario conocer la
porosidad del medio filtrante, las que fueron determinados mediante análisis de
115
laboratorio (granulometría y porosidad), con los resultados obtenidos de este análisis
se pudo estimar el volumen útil de cada biofiltro.
Siendo el volumen útil del biofiltro modificado 0.597 m3 y 0.559 m3 del biofiltro
convencional, con lo que se verifica una diferencia volumétrica de 0.038 m3 entre el
BM y BC., el que se traducirá en un mayor tiempo de retención para el BM.
8.6 DETERMINACIÓN DE TIEMPO DE RETENCIÓN IDDRÁULICO
TEÓRICO DE LOS BIOFIL TROS
Conocidos los caudales de operación y el volumen útil de cada biofiltro se pudo
determinar el tiempo de retención teórico para cada uno de ellos, siendo 2.84 días el
tiempo de retención para el biofiltro modificado y 2.67 días para el biofiltro
convencional, evidenciándose una leve diferencia entre· ambos en 4.08 horas
aproximadamente.
8.7 DETERMINACIÓN DEL TIEMPO DE RETENCIÓN IDDRÁULICO
REAL DE LOS BIOFILTROS MEDIANTE LA APLICACIÓN DEL
TRAZADOR NaCI.
De acuerdo a los resultados obtenidos con la aplicación del trazador en ambos
sistemas se obtuvo, el tiempo de retención hidráulico real de 1.84 días para el
biofiltro modificado y 1.77 días para el biofiltro convencional, siendo mayor el
tiempo de retención real para el biofiltro modificado en 1.68 horas aproximadamente,
evidenciándose que la diferencia entre estos dos tiempos de retención no es tan
significativa en términos de operación.
8.8 COMPARACIÓN DE LAS CARGAS DE OPERACIÓN DE LOS
BIOFILTROS
Con respecto a la carga hidráulica del biofiltro modificado es mayor en un 0.033
m3 /m2xdia respecto al biofiltro convencional, lo que indica que el caudal que ingresa
al BM se distribuye en un área superficial que es 46.14% menor al área superficial
delBC.
La carga orgánica es ligeramente mayor en BM en 0.171 gr/1 con respecto al BC,
lo que evidencia que la diferencia entre estas dos cargas no es muy significativa en
términos de operación de los sistemas.
116
En cuanto a las cargas superficiales de los principales contaminantes se evidencia
que es mayor en el BM con respecto al BC, lo que indica que la concentración de
estos contaminantes que ingresan al BM se distribuye en un área superficial que es
46.14% menor al área superficial del BC.
Se observa que la carga volumétrica de los principales contaminantes es mayor en
el BC con respecto al BM, esto debido a que el volumen útil del BM es mayor en ~
6.37% en relación al volumen útil del BC.
8.9 COMPARACIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS DEL FLUJO EN
LOS BIOFIL TROS MODIFICADO Y CONVENCIONAL
En los resultados mediante la aplicación del trazador se evidencia que el BM
existe un 88% de flujo pistón, mientras que en el BC existe un 71% de flujo pistón, el
cual evidencia que el BM tiene una mejor eficiencia hidráulica y mayor predominio
de flujo pistón con respecto al BC.
Existe un 12% de flujo mezclado en BM y 29 % en BC, esto nos indica que
dentro del BC existen mayor dispersión del flujo lo cual genera cortos circuitos
hidráulicos, reduciéndose de esta manera el tiempo de retención hidráulica el que se
traduce en una menor eficiencia hidráulica.
También se evidencia la existencia de zonas o espacios muertos de 50% en BM y
41% en al BC, esto indica que existen zonas en las cuales el flujo es cero por lo que
no hay movimiento del agua, generalmente las zonas o espacios muertos se ubican en
los vértices de los biofiltros, lo que explica que el BM tenga mayores espacios
muertos por tener mayor cantidad de vértices.
8.10 COMPARACIÓN DE LAS CONSTANTES CINÉTICAS DE
REACCIÓN DE PRIMER ORDEN DE LOS BIOFILTROS
Luego de obtener las ecuaciones de ajuste de las constantes cinéticas de reacción
de primer orden se obtuvo la ecuación para el BM:
117
La que difiere con la-ecuación obtenida para el BC
Y a su vez estas difieren de la ecuación empleada para el diseño preliminar de
estos dos sistemas.
Kr = 1.104x(l.06)cr-2o)
Esta variación en las ecuaciOnes pueden deberse a vanos factores, entre ellos
tenemos la geometría de los sistemas, las características de los componentes y los
procesos biológicos que se dan dentro de ellos.
Esta constante nos indica la velocidad de degradación de la materia orgánica con
respecto a la temperatura.
8.11 COMPARACIÓN DE LA CONSTANTE DE CONSUMO DE SÓLIDOS
TOTALES EN SUSPENSIÓN
La constante de consumo para los sólidos totales en suspensión determinado para
el BM es de 0.6024 día-1 y para el BC es de 0.5172 día-1, lo que indica que el
consumo de SST dentro del BM es relativamente mayor al BC.
8.12 COMPARACIÓN DE LA CONSTANTE DE CONSUMO DE
FOSFATOS
La constante de consumo para los fosfatos determinado para el BM es de 0.2708
día-1 y para el BC es de 0.3676 día-1, lo que indica que el consumo de los fosfatos
dentro del BC es mayor al BM.
8.13 COMPARACIÓN DE LA CONSTANTE DE REMOCIÓN DE LOS C.F.
La constante de remoción para los CF determinado para el BM es de 1.1179día-1
y para el BC es de 2.1390 día-1, lo que indica que el consumo de los CF dentro del
BC es mucho mayor al BM.
118
8.14 COMPORTAMIENTO DEL BIOFILTRO MODIFICADO VERSUS EL
BIOFILTRO CONVENCIONAL EN RELACIÓN A SU CAPACIDAD DE
REMOCIÓN DE CONTAMINANTES
De acuerdo al análisis estadístíco realizado se evaluaron las siguientes variables,
DBOs, SST y C.F., que son los principales indicadores de contaminación del agua
residual.
En ambos biofiltros los valores de probabilidad resultaron significativos al
comparar sus efluentes (BM y BC) con el afluente (ARA), lo que indica que hubo ·
una alta remoción de contaminantes (DB05 y SST).
Al evaluar estadísticamente el efluente de ambos bioflltros (BM y BC), los
valores de probabilidad, resultaron no significativos, lo cual evidencia que la
eficiencia de remoción de ambos sistemas para los indicadores de DBOs y SST son
estadísticamente iguales. Interpretándose que es indiferente el empleo de cualquiera
de estos biofiltros en el tratamiento de aguas residuales domésticas.
Con respecto al indicador C.F., al comparar los efluentes de los biofiltros (BM y
BC) con el afluente (ARA), los valores de probabilidad resultaron no significativos,
interpretándose estadísticamente que es casi nula la remoción de este contaminante
en ambos sistemas.
CAPÍTULO IX
iHéff + HMY*F B .. i§!tl!f'!
REINGENIERIA DEL SISTEMA
MJ..J..@4@[email protected]$*·i·4&4#?A· 4- AMi· .#M-·· A
9.1 REDIMENSIONAMIENTO DEL BIOFILTRO MODIFICADO (BM)
Este redimensionamiento se realizó con los parámetros iníciales usadas para el
pre-dimensionamiento del BM (caudal de diseño, concentración de la DBO en el
afluente, SST, temperatura del agua y la profundidad del agua en la celdas del BM),
con excepción de la constante cinética de reacción de primer orden (KT) y la
porosidad de cada uno de los medios flltrantes del BM, las cuales fueron
determinadas en el proceso de la investigación.
CAUDAL DE DISEÑO:
CONCENTRACIÓN DE LA 080 EN
EL EF"LUENTE:
CONCENTRACIÓN DE LA DBO EN lfi!'f;;f~~i~~~;:Qi;;}lf~' EL AFLUENTE:
SÓLIDOS SUSPENDIDOS:
TEMPERATURA DEL AGUA A
TRATAR:~~~~
CONSTANTE DE REACCIÓN DE
M3/DÍA
MG/L
MG/L
MG/L
PRIMER ORDEN: 1 .37 1 /DÍA
PROFUNDIDAD DEL AGUA EN LA t~~-~~~~~t_~%~~efi,1~,, CELDA DEL BIDFILTRO: b;:';-;;Q-~3::;;~{ -- M
POROSIDAD DE MEDID FILTRANTE: 41%
DATOS PARA EL DISEÑO EN FUNCIÓN DEL
REQUERIMIENTO HIDRÁULICO
GRADIENTE HIDRÁULICO:
PENDIENTE DEL FONDO DE LA
CELDA: lb=<=o==:odl M/M
ÁREA SUPERFICIAL DE LA CELDA'
DEL BIDFILTRO:
ÁREA TRANSVERSAL MÍNIMA DE LA
CELDA DEL BIDFILTRO:
ANCHO MÍNIMO ACEPTABLE DE LA
CELDA DEL BIOFILTRO:
DETERMINACióN -DE LAS
, J?I_MEN§!_!q!'JEª DEL,. 13
GAUDAL MÁXIMO A TRAVÉS DEL
ÁREA TRANSVERSAL DE LA CELDA:
GAUDAL DE DISEÑO:
TIEMPO DE RETENCIÓN
HIDRÁULICO:
GRADIENTE HIDRÁULICO PARA EL
CAUDAL DE DISEÑO:
VELOCIDAD DE DARCY:
VELOCIDAD REAL A TRAVÉS DEL
MATERIAL DE FILTRO:
NUMERO DE REYNOLDS:
EvALUANDO CARI3A MÁXiMA DE CONTAMINANTES -- - --
CARGA ORGÁNICA MÁXIMA:
GARGA DE SÓLIDOS SUSPENDIDOS
MÁXIMA:
ESPECIFicACIÓN PARA EL MEDID
FILTRANTE DE I...A CEI...OA - - --
2.60 M3/DÍA
0.1 S M3/DÍA
1.23 DÍAS
0.06%
0.58 M/ DÍA
1 .41 M/ DÍA
1 .BE-07
25.01 G/M2.DÍA
7.00 G/M2.DÍA
TAMAÑO EFECTIVO D 1 O: 1 1.79 MM
GAUDAL DE DISEÑO:
CONCENTRACIÓN DE LA 080 EN
EL EFLUENTE:
CONCENTRACIÓN DE LA 080 EN
EL AFLUENTE:
SÓLIDOS SUSPENDIDOS:
TEMPERATURA DEL. AGUA A
TRATAR:
GONSTANTE DE REACCIÓN DE
M3/DÍA
MG/L
MG/L
MG/L
PRIMER ORDEN: 1/DÍA ~~~~
PROFUNDIDAD DEL AGUA EN LA
CELDA DEL BIOFILTRO: Jb~;,;;;;;;~~idl M
POROSIDAD DE MEDIO FILTRANTE: 41%
OK FLU.JO
LAMINAR
DATo"s .. PARA EL P!SEÑD EN FUNCIÓÑ DEL
. RECQUERIMIENTO HIDRÁULICO. .
CONDUCTIVIDAD HIDRÁULICA DEL
MEDIO FILTRANTE:
GRADIENTE HIDRÁULICO:
M3/M2/DÍA
M/M
121
122
ÁREA SUPERFICIAL DE LA CELDA
DEL BIDFILTRD: 1.37 M2
ÁREA TRANSVERSAL MÍNIMA DE LA
CELDA DEL BIDFILTRO: 0.03 M2
ANCHO MÍNIMO ACEPTABLE DE LA
CELDA DEL BIDFILTRO: 0.1 o M
DETERMINACIDN DE LAS
DIEMENCIDNE:S DEL SIDFILTRO
PROFUNDIDAD DEL AGUA EN LA
CELDA DEL BIDFILTRD: 0.30 M
ANCHO DE LA CELDA DEL
BIDFILTRD: 0.87 M DK
LONGITUD DE LA CELDA DEL
BIDFILTRO: 1.58 M
EVALUANDO NUEVA CONDICIÓN
HIDRÁULICA DEL BIDFILTRD
CAUDAL MÁXIMO A TRAVÉS DEL
ÁREA TRANSVERSAL DE LA CELDA: 1.30 M3/DÍA
CAUDAL DE DISEÑO: 0.15 M3/DÍA
TIEMPO DE RETENCIÓN
HIDRÁULICO: l. 1 2 DÍAS
GRADIENTE HIDRÁULICO PARA EL
CAUDAL DE DISEÑO: 0.12%
VELOCIDAD DE DARCY: 0.58 M/DÍA
VELOCIDAD REAL A TRAVÉS DEL
MATERIAL DE FILTRO: 1 .41 M/ DÍA DK
NUMERO DE REYNDLDS: 1.8E-07 FLUo.JD LAMINAR
EVALUANDO CARGA MÁXIMA DE
CONTAMINANTES
CARGA ORGÁNICA MÁXIMA: 5.09 G/M2.DÍA DK
CARGA DE SÓLIDOS SUSPENDIDOS
MÁXIMA: 3.28 G/M2.DÍA DK
ESPECiFICACIÓN PARA EL MEDID
FILTRANTE DE LA CELDA
TAMAÑO EFECTIVO D 1 O: 4.16 MM
9.2 REDIMENSIONAMIENTO DEL BIOFILTRO CONVENCIONAL (BC)
Este redimensionamiento se realizó con los parámetros iníciales usadas para el
pre-dimensionamiento del BC (caudal de diseño, concentración de la DBO en el
afluente, SST, temperatura del agua y la profundidad del agua en la celdas del BC),
con excepción de la constante cinética de reacción de primer orden (KT) y la
porosidad de cada uno de los medios filtrantes del BC, las cuales fueron
determinadas en el proceso de la investigación.
DATOS PARA EL DISEÑO EN FUNCIÓN A LA REMOCIÓN. . .
. DE .CONTAMI.NANTES.
CAUDAL DE DISEÑO:
CONCENTRACIÓN DE LA DBO EN
EL EFLUENTE:
CONCENTRACIÓN DE LA 080 EN
EL AFLUENTE:
SÓLIDOS SUSPENDIDOS:
TEMPERATURA DEL AGUA A
TRATAR!
CONSTANTE DE REACCIÓN DE
PRIMER ORDEN:
PROFUNDIDAD DEL AGUA EN LA
CELDA DEL BIOFILTRO:
POROSIDAD DE MEDID FILTRANTE:
1.44 1 /DÍA
M
39%
· DATOS PARA EL DISEÑO EN FUNCIÓN DEL· "
. REQU~RIMIENTO HIDRÁULICO , .
CONDUCTIVIDAD HIDRÁULICA DEL
MEDID FILTRANTE:
GRADIENTE HIDRÁULICO:
ÁREA SUPERFICIAL DE LA CELDA
DEL BIDFILTRO:
ÁREA TRANSVERSAL MÍNIMA DE LA
CELDA DEL BIOFILTRO:
ANCHO MÍNIMO ACEPTABLE DE LA
CELDA DEL BIDFILTRO:
DETERMINACI-ÓN -DE-LAS
DIMENSIONES DEL BIDFILTRD
PROFUNDIDAD DEL AGUA EN LA
CELDA DEL BIOFILTRO:
ANCHO DE LA CELDA DEL
BIDFILTRO:
LONGITUD DE LA CELDA DEL
M3/M2/DÍA
:a.e_t,; M2
0.03 M2
0.1 o M
0.30 M
1.20 M OK
2.39 M
123
BIOFILTRO:
--- -- ----- -- -- -·-'EvALUANDO NUEVACONO-ICI!~N '
1-!ID~_~LICA_ ~EL BIOFILTRO
CAUDAL MÁXIMO A TRAVÉS DE-L
ÁREA TRANSVERSAL DE LA CELDA:
CAUDAL DE DISEÑO:
TIEMPO DE RETENCIÓN
HIDRÁULICO:
GRADIENTE HIDRÁULICO PARA EL
CAUDAL DE DISEÑO:
VELOCIDAD DE DARCY:
VELOCIDAD REAL A TRAVÉS DEL
MATERIAL DE FILTRO:
NUMERO DE REYNOLDS:
' EVALUANDO --C:ARSA--MÁXIMA- DE- -CONTAMINANTES -- - - - - ----- - - - - - - - ------ -- - .
CARGA ORGÁNICA MÁXIMA:
CARGA DE SÓLIDOS SUSPENDIDOS.
MÁXIMA:
; -ESPECIFII:iAci6N--PARA- É:-L MEDII:l -- '
FLL TRANT~_ p_¡;; LA_ t:;E_L.D~ 1
TAMAÑO EFECTIVO D 1 O:
124
1.79 M3/DÍA
0.15 M3/DÍA
2.23 DÍAS
0.08%
0.42 M/DÍA
1.07 M/ DÍA DK
1 .4E-07 FLU.JO LAMINAR
1 3.1 2 G/M2.DÍA
3.67 G/M2.DÍA OK
5.37 MM
9.3 PROPUESTA DE MODELO PILOTO PARA EL TRATAMIENTO DE
AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS
De acuerdo a los resultados obtenidos en la presente investigación se propone el
siguiente modelo piloto al que denominaremos "Reactor Biológico de Superficie
Reducida (RBSR)", para tratar aguas residuales domésticas a nivel de núcleos
familiares de 6 personas con una dotación diaria de 150 Uhab.xd, y un coeficiente de
contribución diaria de 80%; y los parámetros necesarios para el diseño se tomaron de
los resultados obtenidos de la presente investigación.
DATOS PARA EL DISEÑO EN FUNCIÓN A LA REMOCIÓN DE
CONTAMINANTES · . ·
CAUDAL DE DISEÑO: M3/DÍA
EL EFLUENTE:
CONCENTRAciÓN DE LA 080 EN
EL AFLUENTE:
SÓLIDOS SUSPENDIDOS:
TEMPERATURA DEL AGUA A
MG/L
MG/L
TRATAR: lllii~~~~~ oc CONSTANTE DE REACCIÓN DE
PRIMER ORDEN: 1 .92 1 /DÍA
PROFUNDIDAD DEL AGUA EN LA~h~~~-:~:,_~J;>;0_~f_~:;'_.•·ll CELDA DEL BIDFILTRO: J'.':';';:Q'~t!i·'.'':o.'•· .•. M
POROSIDAD DE MEDID FILTRANTE: 41%
DATOS PARA EL DISEÑO EN FUNCIÓN DEL
_ .REQUERIMIENTO HIDRÁULICO
CONDUCTIVIDAD HIDRÁULICA DEL
MEDID FILTRANTE:
GRADIENTE HIDRÁULicO:
PENDIENTE DEL FONDO DE LA CELDA: ;:_''Ff:l.'th~.Y-; M/M
ÁREA SUPERFICIAL DE LA CELDA
DEL BIDFILTRO: ~.67 M2
ÁREA TRANSVERSAL MÍNIMA DE LA
CELDA DEL BIDFILTRO: 0.07 M2
ANCHO MÍNIMO ACEPTABLE DE LA
CELDA DEL BIDFILTRO: 0.12 M
DETERMINACIÓN -DE LAS
DIMENSIONES DEL BIDFILTRD
PROFUNDIDAD DEL AGUA EN LA
CELDA DEL BIOFILTRD: 0.60 M
ANCHO DE LA CELDA DEL
BIDFILTRO: 1.16 M
LONGITUD DE LA CELDA DEL
BIDFILTRO: 2.31 M
EVALUANDO .NUEVA CONDICIÓN
HIDRÁULICA DEL SIOFILTRO
CAUDAL MÁXIMO- A TRAVÉS DEL
ÁREA TRANSVERSAL DE LA CELDA: 6.93 M3/DÍA
CAUDAL DE DISEÑO: 0.72 M3/DÍA
TIEMPO DE RETENCIÓN
HIDRÁULicO: 0.91 DÍAS
GRADIENTE HIDRÁULICO PARA EL
CAUDAL DE DISEÑO: 0.10%
VELOCIDAD DE DARcY: 1.04 M/DÍA
VELOCIDAD REAL A TRAVÉS DEL
MATERIAL DE FILTRO: 2.53 M/ DÍA
NUMERO DE REYNDLDS: 3.3E-07
EVALUANDO CARGA MÁXIMA DE
CONTAMINANTES
CARGA ORGÁNICA MÁXIMA: 76.87 G/M2.DÍA
CARGA DE SÓLIDOS SUSPENDIDOS
MÁXIMA: 23.60 G/M2.DÍA
OK
DK
FLU.JO LAMINAR
125
ÉÉÚ=•ECIF"ICAcióÑ PARA E:L. MEDID
F'II...T~NTE D_E !..A_ CEL,DA
TAMAÑO EFECTIVO 01 O:
CAUDAL. DE DISEÑO:
CONCENTRACIÓN DE !..A 080 EN
EL. EF"I...UENTE:
CONCENTRACIÓN DE !..A 080 EN
EL. AF"L.UENTE:
SÓI...IDDS SUSPENDIDOS:
16 MM
M3/DÍA
MG/1...
M GIL.
MG/1...
TEMPERATURA DEL. AGUA A Jl/;,-,,2;~:-,:,[j';~o:--~o:<b;c::,U TRATAR: ce:
CONSTANTE DE REACCIÓN DE
PRIMER ORDEN:
PROFUNDIDAD DEL. AGUA EN !..A
1.92 1 /DÍA
CEI...DA DEL. BIDF"II...TRD: ~g;;¡;¡;;;;,;~ M
POROSIDAD DE MEDID F"II...TRANTE: 41%
DATOS PARA EL DISEÑO EN FUNCIÓN DEL • , >
. REQUERIMIENTO hiiDR,AULICO · _
CONDUCTIVIDAD HIDRÁUI...ICA DEL.
MEDID F"II...TRANTE:
GRADIENTE HIDRÁUI...ICO:
PENDIENTE DEL. F"DNDD DE !..A
CEI...DA:
ÁREA SUPERFICIAL. DE !..A CEI...DA
DEL. BIDF"II...TRD: ·
ÁREA TRANSVERSAL. MfNIMA DE !..A
CEI...DA DEL. BIDF"II...TRD:
ANCHO MÍNIMO ACEPTABLE DE !..A
CEI...DA DEL. BIDF"II...TRD:
DETERMINACIÓN DE -!..AS
DIMENSIONES DEL. BIDF"II...TRD
PROFUNDIDAD DEL. AGUA EN L. A
CEI...DA DEL. BIDFII...TRD:
M3/M2/DÍA
M/M
M/M
~.44 M2
0.14 M2
0.24 M
0.60 M
126
ANCHO DE LA CELDA DEL
BIOFILTRO:
LONGITUD DE LA CELDA DEL
BIOFILTRO:
EvA-L.UAND-0 NUEVA CONDICIÓN
HIDr.zÁULICA DEL. BIOFIL.TRD
CAUDAL MÁXIMO A TRAVÉS DEL
ÁREA TRANSVERSAL DE LA CELDA:
CAUDAL DE DISEÑO:
TIEMPO DE RETENCIÓN
HIDRÁULICO:
GRADIENTE HIDRÁULICO PARA EL
CAUDAL DE DISEÑO:
VELOCIDAD DE DARCY:
VELOCIDAD REAL A TRAVÉS DEL
MATERIAL DE FILTRO:
NUMERO DE REYNOLDS:
EVALUANDO CARGA MAXIMA DE
CONTAMINANTES
C:ARI3A ORGÁNICA MÁXIMA:
C:ARI3A DE SÓLIDOS SUSPENDIDOS
MÁXIMA:
ÉSPECIFICACIÓN PARA EL. MEDIO
FILTRANTE DE LA CELDA - - - -
TAMAÑo EFECTIVO D 1 O:
127
1.16 M DK
2. 1 1 M
3.47 M3/DÍA
0.72 M3/DÍA
0.83 DÍAS
0.21%
1.04 M/ DÍA
2.53 M/ DÍA DK
3.3E-07 FL.Uo..IO LAMINAR
14.61 13/M2.DÍA
6.20 13/M2.DÍA
B MM
CAPÍTULO X
CONCLUSIONES
Los análisis de los resultados en los biofJltros convencional y modificados, para
el tratamiento de aguas residuales domésticas; nos permites arribar a las siguientes
conclusiones:
• Ambos sistemas de humedales alcanzan el equilibrio de depuración de aguas
residuales, a los 89 días de ser operados con el agua residual.
• La eficiencia de remoción de los SST, nitratos y BD05, tiene un
comportamiento (estadísticamente) semejante en ambos biofJltros, hasta
valores muy por debajo de los límites máximos permisibles establecidos por
los ECAs, para el uso de agua de categoría 3.
>
129
• La eficiencia de remoción de los coliformes termotolerantes en el biofiltro
convencional (BC) es mayor que en biofiltro modificado (BM) en
aproximadamente 1 ciclo logarítmico.
• El fosfato y los coliformes termotolerantes son removidos eficientemente en
ambos biofiltros ensayados, sin embargo estos parámetros esmh por encima
de los estándares de calidad ambiental de aguas (ECAs). l '
• Los tiempos de retención hidráulicos reales de ambos sistemas son menores a
los tiempos de retención hidráulicos calculados teóricamente en· 1 día para el
BM y 0.90 días para el BC.
• La carga hidráulica y superficial aplicada al BM es mayor que· en el BC, lo
que indica que el caudal y la cantidad de concentración de contaminantes que
ingresa al BM se distribuye en un área superficial que es 46.14% menor al
área superficial del BC, sin modificarse la eficiencia de remoción de los
contaminantes.
• Se evidencia que el BM tiene mejor comportamiento hidráulico por tener un
flujo de 88% ideal o pistón en comparación al 71% del BC.
• La constante cinética de reacción de primer orden que depende de la
temperatura obtenida para cada uno de los sistemas resultó ser mayor a la
teórica, debido a que el K20 obtenido para el BM es 0.387 mayor y para el BC
0.412 mayor al teórico empleado para el dimensionamiento de los biofiltros,
el valor de "8" obtenido para el BM es 0.04 mayor y para el BC 0.01 menor al
empleado para el dimensionamiento de ambos bio:filtros.
• Las plantas de berros y verónica, muestran una buena eficiencia de remoción
de contaminantes; siendo la que mejor se adapta a un sistema de flujo
subsuperficialla verónica.
• Teniendo en cuenta las constantes cinéticas de reacción de primer orden
obtenidas para cada biofiltro, se determinó que los sistemas fueron
sobredimensionados en un 78% para el BM y un 80% para el BC.
• Realizada la reingeniería de ambos sistemas, se estima que el BM requiere de
un 47.6% de superficie menor al requerido por BC, bajo las mismas
condiciones de operación.
• Finalmente, el bioflltro modificado que de ahora en adelante será ~enominado
"Reactor biológico de superficie reducida (RBSR)", es un~ tecnología
130
viable para el tratamiento de aguas residuales domésticas en especial en
núcleos urbanos, rurales, instituciones y/o en zonas donde sea limitante la
disponibilidad de área para la instalación de la planta de tratamiento de
tecnología convencional.
CAPÍTULO XI
4 @ ¡; E a.g.¡!!. t;A;J%$444 E;p!A@*A?@4§244A-1!Cli AZ!CIP?# #4444 4f@4AU4@J!.íb!§S;;:;::¡:;g¡::;:;;:;¿gz;;:;;:;:;z; __ _
RECOMENDACIONES
Consideramos conveniente hacer las siguientes recomendaciones:
• Para los efluentes de ambos sistemas se recomienda la desinfección para
reducir y eliminar la alta concentración de coliformes termotolerantes y
patógenos para su posterior vertimiento al cuerpo receptor.
• Se recomienda realizar investigaciones en estos sistemas para optimizar la
eficiencia de remoción de los fosfatos y cumplir con las normas vigentes para
este parámetro.
• Es necesario realizar investigaciones en estos sistemas empleando como
macrofita a la especie anagallis-aguatica (verónica), ya que presenta una
buena adaptación al medio filtrante.
/
CAPÍTULO XII
REFERENCIAS BffiLIOGRAFICAS
• Lahora A. 2000. "Depuración de Aguas Residuales Mediante Humedales
Artificiales", Levante Almeriense. S.A. Galasa, Vera- Almería.
• EPA, 2000 "Wastewater technology Fact Sheet Humedales artificiales:
Subsurface Flor'' EPA 832-F-00-023.
• Díaz F y Giraldo E., 2002 "Optimización de los Sistemas de Humedales
Artificiales de Flujo Vertical por Medio de Biofiltros", Tesis de Grado,
Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental, Universidad de los Andes,
Bogota- Colombia.
• García T., 2005 "Diseño, Construcción y Evaluación Preliminar de un
Humedal de Flujo Subsuperficial", Universidad de Los Andes, Bogotá -
Colombia
132
• Usar la constante cinética de reacción de primer orden determinada en la
presente investigación para evitar el sobre dimensionamiento de estos
sistemas, ya sea en su configuración convencional o modificada.
• Estos sistemas son tratamientos secundarios por lo que deben ser precedidos
por un tratamiento preliminar y primario.
• Debe haber un sistema de ventilación en la primera cámara del "RBSR" con
la finalidad de evacuar los gases producidos en esta.
• En la primera cámara del "RBSR" se debe colocar un sistema de purga para
evacuar los lodos que se generan dentro de esta.
• Se debe de realizar el corte o poda de las macrofitas periódicamente a fin de
garantizar el consumo de los nutrientes y la incorporación de oxigeno al
sistema.
• Es necesario evaluar costos de construcción del sistema "RBSR" en función a
la efectividad del sistema.
• La biomasa de las macrofitas podadas podrá ser útilizada, previo análisis
fitosanitario.
e•su •P::t*•c:;;;;:=w::&::::::::Ei* #' 44X:A::t::t:::t:::t:' hA P *X#CA • '' 1 t 1 4 1 4 t' $#M@ A4'
ANEXOS I!II i ¡.;o i !# l%:t.''i11.tft i •'E'Ittt"11!flt ; tt;;.t !S ¡.¡.r! t'i ;; ;,¡ •!!•! 11 E 1-f{JI .. i ¡;::¡.f; i pt, Jft,OéHLmioLA i I<Fhf.+bi+.¡¡+1i!"N
134
• Monje E., 2000 "Humedales Artificiales". Corporación Autónoma Regional
(CAR) Bogotá- Colombia.
• R rojas; 2002 "sistema de tratamiento de aguas residuales"- CEPIS/OPS.
Lima-Perú.
• SOTERO, l. 2003. Tesis: "evaluación del comportamiento de un pantano
artificial de flujo vertical, útilizando phragmites australis (Carrizo) para el
tratamiento de aguas residuales domésticas", Lima-Perú.
• SEOÁNEZ, C. 1999. Aguas residuales: tratamiento por humedales
artifficiales, fundamentos científicos. Tecnologías. Diseño. Madrid-España.
• RODRÍGUEZ, C. 2003. Humedales construidos. Estado del arte (I).
Ingeniería Hidráulica y ambiental, Vol. 24, N° 3: 35- 41 pag. Habana-Cuba.
• RODRÍGUEZ, C. 2003. Humedales construidos. Estado del arte (11).
Ingeniería Hidráulica y ambiental Vol. 24, N° 3: 42- 48 pag. Habana-Cuba.
• CRITES, R 2000. Tratamiento de aguas residuales en pequeñas poblaciones.
Colombia
• ROMERO, J. 1999. "Tratamiento de aguas residuales por lagunas de
estabilización", México
• RAMALHO, R 1996. "tratamiento de aguas residuales''. España.
• OPS- OMS, 2003. "Sistemas de tratamiento de aguas servidas por medio de
humedales artificiales" México.
• FERRER, J. Y SECO, A. 2008. ''tratamiento biológico de aguas residuales".
México
• PÉREZ, J. 1992. "Análisis de flujo y factores que determinan los periodos de
retención" CAPÍTULO 2. CEPIS/OPS. Lima-Perú
• RODRIGUEZ, T, PIZON, E Y ARAMBULA, C; 2004. "Estudio de
distribución de tiempos de residencia en un reactor biológico de lecho
empacado cerámico". Colombia.
• MARIN, L.; 2007. "Determinación experimental de la distribución de
tiempos de residencia en un estanque agitado con pulpa" Chile.
• VEGA, F, Y RONDAN, E. 2004. Tesis "Acción depuradora del rorippa
nasturtium - aquaticum (berro), sobre el efluente del tanque séptico en el
centro poblado de Utcuyau- distrito de Catac- provincia de Recua y. Huaraz
Perú
135
• MC GRA W- HILL, 2003. "Metodología de la investigación". España.
• CORDOVA, M. 2003. "Estadística descriptiva e inferencia!". Lima-Perú.
• LEY GENERAL DE AGUAS, aprobado por D.S. N° 261-69-AP.
• ESTÁNDARES NACIONALES DE CALIDAD AMBIENTAL PARA
AGUA, aprobado mediante D.S. No 002- 2008 - MINAM
CLIENTE
MUESTRA
UNIVERSIDAD NACIONAL "Santiago Antúncz de Mavolo"
LABORATORIO DE CALIDAD A~·IBIENTAL Av. Centenario Nº 200- Huaraz- Ancash
Telelax (043) 421431- Apartado 70 Celular 943032706-943032787 RPM # 703722-#703723
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REPORTE DE ANALISIS AGJOOOOS
Razón Social : Garay Huaman Enver Dirección : Carretera Central s/n Carhuaz Atención : Elvis Rodríguez Salvas
Tipo : Agua Residual Entrada para biofiltro modificado y convencional Procede : Carretera Central S/N Dist. De Carhuaz, Prov. De Carhuaz Ref./Condición : Cadena de Custodia CC1 00008/ Refrigerada a 4 oC
MUESTREO
LABORATORIO
Responsable
Recepción
Análistas
: Osear Tarazana Rojas/Laboratorio de Calidad Ambiental
: Tec. Adela Castillo Llanque - 12/Ene./2010 - 15:43 Horas
CÓD.
FQ FQ12 FQ20 FQ23 FQ26 FQ27 FQ35
NU NU04 CB
CB01 CM
CMOS
: Físico Químico y Químico : lng. M.Sc. Quím. Edell Doriza Aliaga Zegarra
Biológico, Microbiológico y Parasitologico: Biga. Rosario Polo Salazar Análisis : 12-18/ Enero /2010
UNIDAD DE lÍMITE.DE PARÁMETRO
MEDIDA MÉTODO
DETECCIÓN
ANALISIS FISICOQUIMICOS Conductividad uScm·1 Part 2510 B. 0.1 Fosfato mo/IP0 3'-P Vanadatomolibdato 0.5 pH Unidades Par! 4500-Ht B. 0.01 Sólidos sedimentables m gil Par! 2540 F. 1 Sólidos totales m gil Part 2540 B. 1 Temperatura oc Part 2550 B. 0.1
ANALISIS DE NUTRIENTES
Nitratos maliNO; Nitrospectral 1.0 ANALISIS DE INDICADORES DE CONTAMINACION BIOQUIMICO
Demanda Bioquímica de Oxígeno mg/1 DB05 Part5210 B. 1 INDICADORES DE CONTAMINACION MICROBIOLOGICA E IDENTIFICACION DE PATOGENOS
Coliformes fecales o termotolerantes NMP/100 mi Par! 9221 C. 2
1 MUESTRA 1
ARA 12/01/2010
13:13 AG100019
786.0 1.31 7.05 < 1 483 25.4
2.2
330
110000000
Huaraz, 18 de Enero de 2010
CLIENTE
MUESTRA
UNIVERSIDAD NACIONAL "Santiago Antúnez de Mayolo"
LABORATORIO DE CALIDAD AMBIENTAL Av. Centenario Nº 200- Huaraz- Ancash
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REPORTE DE ANALISIS AGJ00006
Razón Social : Garay Huaman Enver Dirección : Carretera Central s/n Carhuaz Atención : Elvis Rodríguez Salvas
Tipo : Agua Residual Salida 1 de biofiltro modificado Procede : Carretera Central S/N Dist. De Carhuaz, Prov. De CarhÚaz Ref./Condición : Cadena de Custodia CC1 00006/ Refrigerada a 4 ·oc
M.UESTREO
LABORATORIO
Responsable : Osear Tarazana Rojas/Laboratorio de Calidad Ambiental
Recepción · : Tec. Adela Castillo Llanque - 12/Ene./2010 - 15:43 Horas
CÓD.
FQ FQ12 FQ20 FQ23 FQ26 FQ27 FQ35
NU NU04
CB CB01
CM CM05
Análistas : Físico Químico y Químico : lng. M.Sc. Quím. Edell Doriza Aliaga Zegarra
Biológico, Microbiológico y Parasitologico: Blga.Rosario Polo Salazar Análisis : 12-18/ Enero/2010
UNIDAD DE LÍMITE DE PARÁMETRO MEDIDA
MÉTODO DETECCIÓN
ANALISIS FISICOQUIMICOS Conductividad uScm·' Par! 2510 B. 0.1 Fosfato rng/1 PO J. - P Vanadatomolibdato 0.5 pH Unidades Part 4500-Ht B. 0.01 Sólidos sedimentables mg/1 Part 2540 F. 1 Sólidos totales '· m gil Part 2540 B. 1 l,.'i
.. Temperatura oc. Part2550 B. 0.1
ANALISIS DE NUTRIENTES
Nitratos ma/1 NO; Nitrospectral 1.0 ANALISIS DE INDICADORES DE CONTAMINACION BIOQUIMICO
Demanda Bioquímica de Oxígeno mg/1 DB05 Par! 5210 B. 1 INDICADORES DE CONTAMINACION MICROBIOLOGICA E IDENTIFICACION DE PATOGENOS
Coliformes fecales o termotolerantes NMP/100 mi Part 9221 C. 2
1 MUESTRA 1 BME1
12/0112010 12:50
AG100017
500.0 < 0.5 7.23 < 1 348 20.5
2.2
141
2400000
Huaraz, 18 de Enero de 2010
·~-.~'J.~
CLIENTE
MUESTRA
MUESTREO
LABORATORIO
Razón Social Dirección Atención
UNIV.ERSIDAD NACIONAL "Santiago Antúnez de Mayolo"
LABORA TORIO DE CALIDAD AMBIENTAL Av. Centenario N2 200 - Huaraz - Ancash
Telefax (043) 421431-Apartado 70 Celular 943032706·943032787 RPM # 703722·#703723
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REPORTE DE ANALISJSAG100007
: Garay Huaman Enver : Carretera Central s/n Carhuaz : Elvis Rodríguez Balvas
Tipo · : Agua Residual Salida 2 de biofiltro modificado Procede : Carretera Central S/N Dist. De Carhuaz, Prov. De Carhuaz RefJCondición :Cadena de Custodia CC100007/ Refrigerada a 4 oC
Responsable :Osear Tarazana Rojas/Laboratorio de Calidad Ambiental
Recepción : Tec. Adela Castillo Llanque • 12/EneJ2o10 • 15:43 Horas Análistas : Ffsico Qufmico y Qufmico : lng. M.Sc. Qufm. Edell Doriza Aliaga Zegarra
Biológico, Microbiológico y Parasitologico; Biga. Rosario Polo Salazar Análisis : 12·18/ Enero /2010
UNIDAD DE LÍMITE DE cóp. PARÁMETRO MEDIDA MÉTODO
DETECCIÓN
FQ ANALISIS FISICOQUIMICOS FQ12 Conductividad uScrri'1 Par! 2510 B. 0.1 FQ20 Fosfato __mg[j_ ea a- • P Vanadatomolibdato 0.5 FQ23 pH Unidades Par! 4500·H+ B. 0.01 FQ26 Sólidos sedimentables mgJl . Par! 2540 F. 1 FQ27. Sólidos totales mg/1 Part2540 B. 1 FQ35 Temperatura oc Part2550B. 0.1 NU ANALISIS DE NUTRIENTES
NU04 Nitratos ~ Nitro~ectral 1.0 CB ANALISIS DE INDICADORES DE CONTAMINACION BIOQUIMICO
CB01 Demanda Bioqufmica de Oxigeno mg/1 DB05 Part 5210 B. 1 CM INDICADORES DE CONTAMINACION MICROBIOLOGICA E IDENTIFICACION DE PATOGENOS
CM05 Coliformes fecales o termotolerantes NMP/100 mi Part 9221 C. 2
UESTRA BME2
12101/2010 12:59
AG100018
475.0 1.5
7.24 < 1 378 20.7
1.2
59
150000
Huaraz, 18 de Enero de 2010
CLIENTE
MUESTRA
UNIVERSIDAD NACIONAL "Santiago Antúnez de Mayolo"
LABORATORIO DE CALIDAD AMBIENTAL Av. Centenario Nº 200- Huaraz- Ancash
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REPORTE DE ANALISIS AGJOOOOS
Razón Social : Garay Huaman Enver Dirección : Carretera Central s/n Carhuaz Atención : Elvis Rodríguez Salvas
Tipo : Agua Residual salida de biofiltro convencional Procede : Carretera Central S/N Dist. De Carhuaz. Prov. De Carhuaz Ref./Condición : Cadena de Custodia CC1 00005/ Refrigerada a 4 oC
MUESTREO
LABORATORIO
Responsable :Osear Tarazana Rojas/Laboratorio de Calidad Ambiental
Recepción : Tec. Adela Castillo Llanque • 12/Enéj2010 - 15:43 Horas
CÓD.
FQ FQ12 FQ20 FQ23 FQ26 FQ27 FQ35
NU NU04
CB CB01
CM CMOS
Análistas : Físico Químico y Químico : lng. M.S~. Quím. Edell Doriza Aliaga Zegarra
Biológico, Microbiológico y Parasitologico: Blga.Rosario Polo Salazar Análisis : 12-18/ Enero /2010
..
UNIDAD DE LÍMITE DE PARÁMETRO
MEDIDA· MÉTODO
DETECCIÓN
ANALISIS FISICOQUIMICOS Conductividad uScm·1 Part 2510 B. 0.1 Fosfato mo/1 PO J.- P Vanadatomolibdato 0.5 pH Unidades Part 4500-H+ B. 0.01 Sólidos sedimentables m gil Part 2540 F. 1 .. Sólidos totales m gil Part 2540 B. 1 Temperatura "e Part 2550 B. 0.1
ANALISIS DE NUTRIENTES Nitratos maliNO; Nitrospectral 1.0
ANALISIS DE INDICADORES DE CONTAMINACtON BIOQUIMICO Demanda Bioquímica de Oxígeno mg/1 DB05 Part 5210 B. 1
INDICADORES DE CONTAMINACION MICROBIQLOGICA E IDENTIFICACION DE PATOGENOS
Coliformes fecales o termotolerantes NMP/100 mi Part 9221 C. 2
1 MUESTRA 1
BCE 12/01/2010
12:40 AG100016
478.0 0.64 7.21 < 1 341 22.3
< 1.0
1
2400.00
Huaraz, 18 de Enero de 201 O
CLIENTE
MUESTRA
Razón Social Dirección Atención
UNIVERSIDAD NACIONAL "Santia~o Antúnez de Mayolo" ~
LABORATORIO DE CALIDAD AMBIENTAL Av. Centenario N2 200- Huaraz- Ancash
Telefax (043) 421431 -Apartado 70 Celular 943032706-943032787 RPM # 703722·#703723
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REPORTE DE ANALISIS AGJ00021
: Garay Huaman Enver : Carretera Central s/n Carhuaz : Elvis Rodríguez Balvas
Tipo : Agua Residual Entrada para biofillro modificado y convencional Procede : Carretera Central S/N Dist. De Carhuaz, Prov. De Carhuaz Ref./Condición :Cadena de Custodia CC1000211 Refrigerada a 4 oC
MUESTREO
LABORATORIO
Responsable : Gustavo Espinoza Lópezllaboratorio de Calidad Ambiental
Recepción : Aux. Justiniano De La Cruz Baltazar • 25/Ene./2010 • 12:30 Horas
Anállstas : Físico Quími~o y Qufmico : lng. M.Sc. Qufm. Edell Doriza Aliaga Zegarra
Biológico, Microbiológico y Parasitologico: Blga.Rosario Polo Salazar Análisis : 25 de Enero al 01.de Febrero/2010
UNIDAD DE LÍMITE DE CÓD. PARÁMETRO
MEDIDA MÉTODO
DETECCIÓN
FQ ANALISIS FISICOQUIMICOS
FQ12 Conductividad .u.Scm·1 Part2510 B. 0.1 FQ20 Fosfato maiiPO:¡.-P Vanadatomolibdato 0.5 FQ23 pH Unidades Part 4500-H+ B. 0.01 FQ26 Sólidos sedimentables mg/1 Part 2540 F. 1 F027 Sólidos totales m gil Part 2540 B. 1 FQ35 Temperatura oc Part 2550 B. 0.1 NU ANALISIS DE NUTRIENTES
NU04 Nitratos ma/1 NO; Nitrospectral 1.0 CB ANALISIS DE INDICADORES DE CONTAMINACION BIOQUIMICO
CB01 Demanda Bioquímica de Oxígeno mg/1 DB05 Part 5210 B. 1 CM INDICADORES DE CONTAMINACION MICROBIOLOGICA E IDENTIFICACION DE PATOGENOS
CM05 Coliformes fecales o termotolerantes NMP/100ml Part 9221 C. 2
j MUESTRA! ARA
25/01/2010 10:45
AG100033
810.0 6.9
7.99 < 1 6~5
22:3
1.1
129
24000000
Huaraz, 01 de Febrero de 2010
CLIENTE
UNIVERSIDAD NACIONAL "Santiago Antúnez de Mayolo"
LABORATORIO DE CALIDAD AMBIENTAL Av. Centenario Nº 200- Huaraz- Ancash
Telefax {043) 421431 - Apartado 70 Celular 943032706·943032787 RPM 11703722-11703723
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REPORTE DE ANALISIS AG100019
Razón Social : Garay Huaman Enver Dirección : Carretera Central s/n Carhuaz Atención : Elvis Rodríguez Salvas
MUESTRA Tipo : Agua Residual Salida 1 de biofillro modificado Procede : Carretera Central S/N Dist. De Carhuaz, Prov. De Carhuaz Ref./Condición :Cadena de Custodia CC100019/ Refrigerada a 4 oC
MUESTREO
LABORATORIO
Responsable : Gustavo Espinoza López/Laboratorio de Calidad Ambiental
Recepción : Aux. Justiniano De La Cruz Baltazar - 25/EneJ2010 - 12:30 Horas
CÓD.
FQ FQ12 FQ20 FQ23 -
FQ26 FQ27 FQ35
NU NU04
CB CB01
CM CM05
Análistas : Físico Químico y Químico : lng. M.Sc. Qufm. Edell Doriza Aliaga Zegarra
Biológico, Microbiológico y Parasitologico: Biga. Rosario Polo Salazar Análisis : 25 de Enero al 01 de Febre.ro/201 O
UNIDAD DE LÍMITE DE PARÁMETRO
MEDIDA MÉTODO
DETECCIÓN
ANALISIS FISICOQUIMICOS Conductividad ..u_Scm·1 Part2510 B. 0.1 Fosfato ma/1 PO 3
-- P Vanadatomolibdato 0.5 pH Unidades Part 4500-H+ B. 0.01 ~ólidos sedimentables f!1g¿J Part 2540 F. 1 Sólidos totales m gil Part2540 B. 1 Temperatura oc Part 2550 B. 0.1
ANALISIS DE NUTRIENTES Nitratos ma/1 NO.· Nitrospectral 1.0
ANALISIS DE INDICADORES DE CONTAMINACION BIOQUIMICO Demanda Bioquímica de Oxígeno mg!l DBOs Part 5210 B. 1
INDICADORES DE CONTAMINACION MICROBIOLOGICA E IDENTIFICACION DE PATOGENOS Coliformes fecales o termotolerantes· NMP/100 mi Part 9221 c. 2
TRA BME1
25/01/2010 10:25
AG100031
532.0 5.4
7.22 <1 415 18.4
1.4
86
11000000
Huaraz, 01 de Febrero de 201 O
CLIENTE
MUESTRA
Razón Social Dirección Atención
UNIVERSIDAD NACIONAL "Santiaj!o Antúnez de Mayolo" ·
LABORATORIO DE CALIDAD AMBIENTAL Av. Centenario N2 200 - Huaraz - Ancash
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REPORTE DE ANA.LISIS AGJOOOJB
: Garay Huaman Enver : Carretera Central s/n Carhuaz : Elvis Rodríguez Balvas
Tipo :·Agua Residual Salida 2 de biofiltrci modificado Procede : Carretera Central S/N Dist. De Carhuaz, Prov; De Carhuaz RefJCondición :Cadena de Custodia CC100017/ Refrigerada a 4 oC
MUESTREO
LABORATORIO
Responsable : Gustavo Espinoza López!Laboratorio de Calidad Ambiental
Recepción : Aux. Justiniano De La Cruz Baltazar ·- 25/Ene./201 o - 12:30 Horas Anállstas : Físico Químico y Químico : lng. M.Sc, Quím. Edell Coriza Aliaga Zegarra
Biológico, Microbiológico y Parasitologico: Blga.Rosario Polo Salazar
A T 1 25 d E 101 d F b /2010 na IS S e nero a_ e e rero
LÍMITE DE UNIDAD DE
CÓD. PARÁMETRO MEDIDA
MÉTODO DETECCIÓN
FQ ANALISIS FISICOQUIMICOS 0.1
FQ12 Conductividad uScm·1 Part2510 B. 0.5
FQ20 Fosfato mo/1 PO 3'- P Vanadatomolibdato
0.01 FQ23 pH Unidades Part 4500-H+ B.
1 FQ26 Sólidos sedimentables ll1g/J Part 2540 F.
1 FQ27 Sólidos totales m gil Part2540 B.
0.1 FQ35 Temperatura oc Part 2550 B.
NU ANALISIS DE NUTRIENTES 1 1.0
NU04 Nitratos mo/1 NO; Nitrosgectral CB ANALISIS DE INDICADORES DE CONTAMINACION.BIOQUIMICO 1.
CB01 Demanda Bioquímica de Oxígeno 1 mg/1 0805 l Part 521 O B. TOGENOS CM INDICADORES DE CONTAMINACION MICROBIOLOGICA E IDENTIFICACION DE PA
Part 9221 C. L 2 CM05 Coliformes fecales o termotolerantes NMP/100 mi
( MUESTRA 1
BME2 25/01/2010
10:15 AG100030
530.0 0.8
7.24 < 1 536 19.3
1.0
59
1 4600000
Huaraz, 01 de Febrero de 2010
CLIENTE
MUESTRA
MUESTREO
LABORATORIO
Razón Social Dirección Atención
UNIVERSIDAD NACIONAL "Santiago Antúnez de Mayolo"
LABORATORIO DE CALIDAD AMBIENTAL Av. Centenario N~ 200- Huaraz- Ancash
Telefax (043) 421431- Apartado 70 Celular 943032706-943032787 RPM 1t 703722-#703723
e-mail: [email protected]
REPORTE DE ANALISJS AGJ00020
: Garay Huaman Enver : Carretera Central s/n Carhuaz : Elvis Rodríguez Balvas
Tipo : Agua Residual salida de biofiltro convencional Procede : Carretera Central S/N Dist. De Carhuaz, Prov. De Carhuaz RefJCondición :Cadena de Custodia CC100020/ Refrigerada a 4 oC
Responsable : Gustavo Espinoza López/Laboratorio de Calidad Ambiental
Recepción : Aux. Justiniano De La Cruz Baltazar - 25/Ene./2010 - 12:30 Horas Análistas : Físico Químico y Químico : lng. M.Sc. Qufm. Edell Doriza Aliaga Zegarra
Biológico, Microbiológico y Parasitologico: Biga. Rosario Polo Salazar Análisis : 25 de Enero al 01 de Fcbrero/201 o
UNIDAD DE LÍMITE DE CÓD. PARÁMETRO
MEDIDA MÉTODO
DETECCIÓN
Fa ANALISIS FISICOQUIMICOS FQ12 Conductividad uScm·1 Part2510 B. 0.1 FQ20 Fosfato rmll_f'O 3
. -_p Vanadatomolibdato 0.5 FQ23 pH Unidades Par! 4500-H+ B. 0.01 FQ26 Sólidos sedimentables nlfJI_I Part2540 F. 1 FQ27. Sólidos totales m gil Part2540 B. 1 FQ35 Temperatura •e Part 2550 B. 0.1
NU ANALISIS DE NUTRIENTES NU04 Nitratos L _ma/1 No; 1 Nitro~ectral J 1.0 CB ANALISIS DE INDICADORES DE CONTAMINACION BIOQUIMICO
CB01 Demanda Bioquímica de Oxígeno mg/1 DBOs Part 5210 B. 1 CM INDICADORES DE CONTAMINACION MICROBIOLOGICA E IDENTIFICACION DE PATOGENOS
CM05 Ccllfurmes fecales o termotolerantes NMP/100 mi Part9221 C. 2
1 MUESTR~ BCE
25/01/2010 10:32
AG100032
451.0 1.1
7.08 < 1 489 18.2
_l. 1.4
19
4600000
Huaraz, 01 de Febrero de 2010
Quim~r~""s Labo;~~~ÜÍtdadÁmbientaJ UNASAM-FCAM
CLIENTE
MUESTRA
MUESTRF.O
LABOflA rCfi!O
cóo.
Razón Social Dirección Atención
UNIVERSIDAD NACIONAL "S::nti'i:.,'!f.l Antúnez de Mayolo'"
LABOR\TOHlO ~E CALIDAD Al\lBJENTAL Av. CE.IltC"t:!>.'! i•JQ 20·.:' -· Huaraz ·- Ancash
Tel"fax (0·>3) 421431- Apartado 70 Celulal' 943032106-943032787 RPM 1t 703722-#703723
e-m;ül: .. [email protected]
REPORTE DE ANALISIS AG100053
: Garay Huaman Enver : Carretera Central s/n Carhuaz : Elvis Rodríguez Salvas
Tipo : Agua Residual Entrada para bioliltro modilicado y convencional ProcerJe : Carretera Cantml S.'N Diot. De Carh~az. Prov. De Carhuaz Rci./Condición :Cadena de Cuswdia GC:OOO'i8/ Refrige,·ada a 4 oC
Retponsable :Gustavo EspinonL..í~•)oz/L'lb1.J:atorio de Calidad Ambiental
Rer.epc:ón : Aux. Just1niano De La Cruz 9altazar- 04/Marzo/2010- 12:151·1oras Aná!!stas : Físico Químico y Q~;rr i~o : lng. M. S~. Quím. Edell Do1iza Aliaga Zegarra
Biológico, Mic.robiol¿gico 'J Parasitologic.o: Blga.Rosario PoiJ Salaza1 An~lisls : 04·1 O/Marzo/2Coí O
PARÁMETRO
. . ~U,..U cv-......1 /\
Qwm. 1 ano Ldl va Golfa~ Labor.';!/ ria CJ.J~Iidad Am5TDn!al UNAS'AM-FCAM
/-/mi'i17., 'JO de ivla:zo do 201 a .
CLIENTE
MUESTRA
MUESTREO.
LABORATORiO
11 1 CÓD. 1
r-¡p
Razón Social Dirección Atención
UNIVERSrDAD.NACIONAL "Santiago Antúnez de Mayolo"
LABORATORIO DE CALIDAD AMBIENTAL Av. Centenario N' 2CO- Huaraz- Ancash
. Telefax \043) 42 1'431 ..: Apartado 70 Celular 943032706-943032787 RPM # 703722-#703723
e-rnail: [email protected]
REPORTE DE ANALISIS AG100055
: Garay Huaman Enver : Carretera Central s/n Carhuaz · : Elvis Rodríguez Salvas
Tipo : Agua Residual Efluente 1 biofiltro modificado Procede : Carretera Central S/N Dist. De CarhÚaz, Prov. De Carhuaz RefJCondición : Cadena de Custodia CC 100055! Refrigerada a 4 oC
Responsable : Gustavo Espincza Lcpezilaboratorio dt. Calidad Ambiental
Recepción : Aux. Justinia:oo DeL& Cr~z aaltazm • 04/Marzo/2010 -12:16 Horas Amílistas
Análisis
: Ffsico Qufm!co y Ouim;cc : ing. M.Sc. Quím. Edell Doriza Aliaga Zegarra
Biológico, Microbiológico y Parasitologico: Biga. Rosario Polo S:.lazar : 04·1 0/Marzo/201 o
PARÁMETRO UNIDAD DE
M:DIDA MÉTODO
ANALISIS PARASITOLOGICO AP06 Huovos de Helmintos H;Jevos/300 11 981 08 APHA · 1623 EPA Ausencia j Ausencia
FQ ANALISIS FISlCOQUIMICOS
~=~~~;;~~=~~~o~c~:~,~~u~t~_tiv-id--a-d-------------------r~m~a~~~u~~~~m~:_.~P~r-~V~a~:a~~~~t~~~~17~~i~d~·a~to~-r----~~~:~~j ~~{~ !-:....:F0:::2:.:3~!:.:Prl_;____ Unidades Par! 4500-Ht B. 0.01 7.12
FQ29 Sólidos t:Jtalfls en suspensión r¡:g/1 - .... Pa_rt_2_5-40-D'"".----+------1-:- --22-f-~::.:.. . ..¡.::.;:.;;.::.;:.:..;.~--'----'-----------·--·-+---:·~-----r----:~:-:::::::-::-----r------:--:- ----~
FQ35 Temperatura "" Par: 2550 B. 0.1 ~· • 19.7 1 NU ANALISIS DE NUTRIENTES ~
NU04 Nitratos - J .. _m'! NO? 1 Nit .. ospectral I~ 1.0 < 1.0 ~.;.;;C;.;;_B.-~r-_'_ . ANALIS!S DE INDIC.~DORES DE CONTAMI~CION BIOQUIMICO -w· =~·
CB01 Damanda Bicqui~!ca de Oxígeno ~gil DS05 Pc.rt 5210 B. r:= _ _! __ --¡-_! -~ CB03 IO~f.Jono Di5l!olt•J n}Jil ' Part 4500-0 G. l 0.01 --r--1.63 · CM . • INDICADORES DE CONTAivliNACION MlCROBIOLOGICA E iDENTIFICACION DE PATOGENOS • ~
CM05 !Go~formes f0C:l!€S e termotoleranteS r:~~C' mi l . Par! 9221 C. L 2 :::r 1 ~ÍL.ij
Huaraz, ·to de Marzo de 2010
CLIENTE
UNIVERSIDAD NACIONAL "Santiago Antúnez de Mayolo"
LABORATORIO DE CALIDAD AMBIENTAL Av. Centena no Nº 200- Huaraz- Ancash
Telefax (0.\3) 421431- Apartado 70 Celular 943032706-943032787 RPM # 703722-11703723
e-maii: [email protected]
REPORTE DE ANALISIS AGJ00054
Razón Social : Garay Huaman Enve1 Dirección : Carretera Central sin C3rhuaz Atención : Elvis Rodríguez Balvas
MUESTRA Tipo : Agua Residual Efluente 2 biofiltro modificado Procede : Carretera Central S/N Dist. DE. Carhuaz, Prov. De Carhuaz RefJCondición :Cadena de Custodia CC100054/ Refrigerada a 4 oC
MUESTREO
LABORATORIO
Responsable
Recepción
Anállslas
:Gustavo Espinoza LópeziLaboratorio de Calidad Ambiental
: Aux. Justir.iano De La Cruz Saltazar- 04/Marzo/201 O- 12:16 Horas
CÓD.
AP AP06
FQ FQ12 FQ20 FQ23 FQ29 FQ35 NU
NU04 CB
CB01 CB03 CM
CMOS
: Físico Químico y Qufm!co : lng. M.Sc. Qufm. Edeil Doriza Aliaga Zegarra
Biológico, MicrobiolóQico y Porat:itclogico: Biga. Rosario Polo Sala zar Análisis : 04-10/Marzo/2010
UNIDAD DE LÍMITE DE PARÁMETRO MEDIDA
MÉTODO DETECCIÓN
ANALISIS PARASITOLOGICO Huevos de Helmintos Huevos/300 lt 981 OB APHA · 1623 EPA Ausenc1a
ANALISIS FISICOQUIMICOS Conductividad _p__8cm·1 Part 2510 B. 0.1 Fosfato ma!IPQ:>.p Vanadatomolibdato 0.5 -pH Ur.ida::les Part 4500-H+ B. · 0.01 Sólidos tolaies er. suspensión mail Part2540 D. 1 T P.rnperaiura_ o e_ Part2550 B. 0.1
II.NALISIS DE NUTRIENTES Nit;3IOS _rno!LNQ; NitrosQectral 1.0
ANALISIS DE INDICADORES DE CONT AMINAC!ON B!OQUIMICO Deme:1da Bioquímica de Oxígeno 1 mg/1 D805 Part5210 B. 1 1 Oxígeno Disuelto mg/1 Par! 4500-0 G. 0.01
INDICADORES DE CONTAMINACION MICROBIOLOGICA E IDENTIFICACION DE PATOGENOS Califal mes fecales o termotolerantes NMP/100 mi Part 9221 C. 2
1 MUESTRA 1 BME2
04/02/2010 10:25
AG100090
Ausenda
EIJ15.0
. ---9.1 _i 7.20
30 --20.1
< 1.0
L 1 ___
1.24
---2400000
Huaraz, 10 de Marzo de 2010
CLIENTE
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MUESTREO
LABORATORIO
Razón Social Dirección Atención
UNIVERSIDAD NACIONAL "Santia~o Antúnez de Mayolo"
LABORATORIO DE CALIDAD AMBIENTAL Av. Centenario Nº 200- Huaraz- Ancash
Telefax (043) 421431- Apartado 70 Celular 943032706°943032787 RPM # 703722·#703723
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REPORTE DE ANALISIS AG100056
: Garay Huaman Enver : Carretera Central s/n Carhuaz : Elvis Rodríguez Salvas
Tipo . : Agua Residual Efluente de biofiltro convencional Procede : Carretera Central S/N Dist. De Carhuaz, Prov. De Carhuaz Ref./Condición : Cadena de Custodia CC100056/ Refrigerada a 4 oC
Responsable : Gustavo Espinoza López/Laboratorio de Calidad Ambiental
Recepción : Aux. Justiniano De La Cruz Baltazar o 04/Marzo/2010 °12:16 Horas
Análistas : Físico Químico y Químico : lng. M.Sc. Quím. Edell Doriza Aliaga Zegarra
Biológico, Microbiológico y Parasitologico: Biga. Rosario Polo Salazar Análisis : 04°10/Marzo/2010
UNIDAD DE LÍMITE DE CÓD. PARÁMETRO MEDIDA
MÉTODO DETECCIÓN
AP ANALISIS PARASITOLOGICO AP06 Huevos de Helmintos Huevos/300 11 98108 APHA; 1623 EPA Ausencia FQ ANALISIS FISICOQUIMICOS
F012 Conductividad ..1LScm·1 Part 2510 B. 0.1 FQ20 Fosfato ma/1 PO a. o P Vanadatomolibdato 0.5 FQ23 pH Unidades Part 4500°Ht B. 0.01 FQ29 Sólidos totales en suspensión mg/1 Part 2540 D. 1 FQ35 Temperatura Or, Part 2550 B. 0.1
NU ANALISIS DE NUTRIENTES NU04 Nitratos maliNO.· 1 Nilroª-12_ectral .1 1.0 CB ANALISIS DE INDICADORES DE CONTAMINACION BIOQUIMICO
CB01 Demanda Bioquímica de Oxígeno mg/1 DB05 Par! 5210 B. 1 CB03 Oxígeno Disuelto rQg/1 Part 4500°0 G. 0.01 CM INDICADORES DE CONTAMINACION MICROBIOLOGICA E IDENTIFICACION DE PATOGENOS
CM05 Coliformes fecales o termotolerantes NMP/100 mi Part 9221 C. 2
1 MUESTRA 1 BCE
04/02/2010 11:00
AG100092
Ausencia
986.0 8.4
6.97 21
20.7
.1 < 1.0
2 1.43
460000
Huaraz, 10 de Marzo de 2010
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LABORATORIO
Razón Social Dirección
· Atención
UNIVERSIDAD NACIONAL "Santiago Antúnez de Mayolo"
LABORATORIO DE CALIDAD AMBIENTAL Av. Centenario Nº 200- Huaraz- Ancash
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REPORTE DE ANALISJS AGJ00042
: Garay Huaman Enver : Carretera Central s/n Carhuaz : Elvis Rodríguez Salvas
Tipo : Agua Residual Entrada para biofiltro modificado y convencional Procede : Carretera Central S/N Dist. De Carhuaz, Prov. De Carhuaz Ref./Condlción :Cadena de Custodia CC100042! Refrigerada a 4 oC
Responsable : Gustavo Espinoza López/Laboratorio de Calidad Ambiental
Recepción : Aux. Justiniano De La Cruz Baltazar- 04/Febrero/201 O - 12:30 Horas
Análistas :físico Químico y Químico : lng. M.Sc. Quím. Edell Doriza Aliaga Zegarra
Biológico, Microbiológico y Parasitologico: Biga. Rosario Polo Salazar Análls.is : 11-15/Febrero/2010
UNIDAD DE LÍMITE DE CÓD. PARÁMETRO MEDIDA
MÉTODO ;
DETECCIÓN
AP ANALISIS PARASITOLOGICO
AP06 Huevos de Helmintos Huevos/300 lt 98108 APHA · 1623 EPA Ausencia FQ ANALISIS FISICOQUIMICOS
FQ12 Conductividad uScm·1 Par! 2510 B. 0.1 FQ20 Fosfato mall PO 3
.- P Vanadatomolibdato 0.5 FQ23 pH Unidades Part 4500-H+ B. 0.01 FQ29 Sólidos totales en suspensión 111gll Part2540 D. 1 FQ35 Temperatura ~. Part2550 B. 0.1 NU ANA LISIS DE NUTRIENTES
NU04 Nitratos maliNO. Nitrospectral 1.0 CB ANALISIS DE INDICADORES DE CONTAMINACION BIOQUIMICO
CB01 Demanda Bioquímica de Oxígeno mg/1 DB05 Part5210 B. 1 CB03 Oxigeno Disuelto m gil Part 4500-0 G. 0.01 CM INDICADORES DE CONTAMINACION MICROBIOLOGICA E IDENTIFICACION DE PATOGENOS
CM05 Coliformes fecales o fermotolerantes NMP/100 mi Part 9221 C. 2
MUESTRA ARA
11/0212010 11:35
AG100067
Ausencia
1000.0 7.8 6.68 98
22.1
1.9
179 0.56
46000000
Huaraz, 15 de Febrero de 201 O
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Razón Social Dirección Atención
UNIVERSIDAD NACIONAL "Santiago Antúnez de Mayolo"
LABORATORIO DE CALIDAD AMBIENTAL Av. Centenario Nº 200- Huaraz- Ancash
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REPORTE DE ANALIS/S AGJ00040
: Garay Huaman Enver : Carretera Central s/n Carhuaz : Elvis Rodríguez Salvas
Tipo : Agua Residual Efluente 1 biofiltro modificado Procede : Carretera Central S/N Dist. De Carhuaz, Prov. De Carhuaz RefJCondición :Cadena de Custodia CC100040/ Refrigerada a 4 oC
Responsable : Gustavo Espinoza Lópezilaboratorio de Calidad Ambiental
Recepción : Aux. Justiniano De La Cruz Baltazar- 04/Febrero/201 O- 12:30 Horas
Análistas : Físico Químico y Químico : lng. M.Sc. Quím. Edell Doriza Aliaga Zegarra
Biológico, Microbiológico y Parasitologico: Biga. Rosario Polo Salazar Análisis : 11-15/Febrero/201 O
UNIDAD DE LÍMITE DE CÓD. PARÁMETRO MEDIDA
MÉTODO DETECCIÓN
AP ANALISIS PARASITOLOGICO AP06 Huevos de Helmintos Huevos/300 lt 9810B APHA; 1623 EPA Ausencia
FQ ANALISIS FISICOQUIMICOS F012 Conductividad t Scm·1 Part2510 B. 0.1 FQ20 Fosfato rmJ!I PO 3' - P Vanadatomolibdato 0.5 FQ23 pH Unidades Part 4500-H+ B. 0.01 FQ29 Sólidos totales en suspensión mg/1 Part2540 D. 1 FQ35 Temperatura oc Par!2550 B. 0.1 NU ANALISIS DE NUTRIENTES
NU04 Nitratos mo/1 No: Nitrospectral 1.0 CB ANALISIS DE INDICADORES DE CONTAMINACION BIOQUIMICO
CB01 Demanda Bioquímica de Oxígeno mg/1 DB05 Part 5210 B. 1 CB03 Oxígeno Disuelto mQ!I Par! 4500-0 G. o:o1 CM INDICADORES DE CONTAMINACION MICROBIOLOGICA E IDENTIFICACION DE PATOGENOS
CMOS Coliformes fecales o termotolerantes NMP/100 mi Part 9221 C. 2
1 MUESTRA 1
BME1 11/02/2010
11:20 AG100065
Ausencia
1034.0 1.2
7.12 47
19.1
< 1.0
1 1.02
2400000
Huaraz, 15 de Febrero de 2010
E~v~ Quim. o ev a Col~._ Labora de al dad Ambiental UNASAM-FCAM
CLIENTE Razón Social Dirección Atención
UNIVERSIDAD NACIONAL "Santiago Antúnez de Mayolo"
LABORATORIO DE CALIDAD AMBIENTAL Av. Centenario N9 200- Huaraz- Ancash
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REPORTE DE ANALISIS AGJ00039
: Garay Huaman Enver : Carretera Central s/n Carhuaz : Elvis Rodríguez Salvas
MUESTRA Tipo : Agua Residual Efluente 2 biofiltro modificado Procede : Carretera Central S/N Dist. De Carhuaz, Prov. De Carhuaz Ref./Condición : Cadena de Custodia CC100039/ Refrigerada a 4 oC
MUESTREO
LABORATORIO
Responsable : Gustavo Espinoza López!Laboratorio de Calidad Ambiental
Recepción : Aux. Justiniano De La Cruz Baltazar • 04/Febrero/201 O - 12:30 Horas
CÓD.
AP AP06
FQ FQ12 FQ20 FQ23 FQ29 FQ35 NU
NUD4 CB
CB01 CBD3
CM CM05
Análislas : Físico Qufmico y Químic::> : lng. M.Sc. Qufm. Edell Doriza Aliaga Zegarra
Biológico, Microbiológico y Parasitologico: Biga. Rosario Polo Salazar Análisis : 11-15/Febrero/2010
UNIDAD DE LÍMITE DE PARÁMETRO
MEDIDA MÉTODO
DETECCIÓN
ANALISIS PARASITOLOGICO Huevos de Helmintos Huevos/300 lt 98108 APHA · 1623 EPA Ausencia
ANALISIS FISICOQUIMICOS Conductividad _lLScm"1 Par! 2510 B. 0.1 Fosfato ma/1 PO 3
'. P Vanadatomolibdato 0.5 pH 'Unidades Part 4500-H+ B. 0.01 Sólidos totales en suspensión IT1911 Par! 2540 D. 1 Temperatura ~ Part 2550 B. 0.1
ANALISIS DE NUTRIENTES Nitratos __lllii[J_M)_; Nitroªº-ectral 1.0
ANALISIS DE INDICADORES DE CONTAMINACION BIOQUIMICO Demanda Bioquímica de Oxígeno mg/1 DB05 Part 5210 B. 1 Oxígeno Disuelto mg/1 Part 4500·0 G. 0.01
INDICADORES DE CONTAMINACION MICROBIOLOGICA E IDENTIFICACION DE PATOGENOS Coliformes fecales o termotolerantes NMP/100 mi Part 9221 C. 2
1 MUESTRA 1
BME2 11/02/2010
10:52 AG100064
Ausencia
1064.0 2.8
7.06 47
21.2
1.1
1 0.79
460000
Huaraz, 15 de Febrero de 2010
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LABORATORIO
Razón Social Dirección Atención
UNIVERSIDAD NACIONAL "Santiago Antúnez de Mayolo" ·
LABORATORIO DE CALIDAD AMBIENTAL Av. Centenario Nº 200- Huaraz- Ancash
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REPORTE DE ANALISIS AGJ00041
: Garay Huaman Enver : Carretera Central s/n Carhuaz : Elvis Rodríguez Salvas
Tipo :Agua Residual Efluente de biofiltro convencional · Procede : Carretera Central S/N Dist. De Carhuaz, Prov. De Carhuaz Ref./Condición : Cadena de Custodia CC1 00041/ Refrigerada a 4 oC
Responsable : Gustavo Espinoza López/Laboratorio de Calidad Ambiental
Recepción : Aux. Justiniano De La Cruz Baltazar- 04/Febrero/2010 -12:30 Horas
Análistas : Físico Químico y Químico : lng. M.Sc. Quím. Edell Doriza Aliaga Zegarra
Biológico, Microbiológico y Parasitologico: Biga. Rosario Polo Salazar Análisis : 11-15/Febrero/2010
UNIDAD DE LÍMITE DE CÓD. PARÁMETRO
MEDIDA MÉTODO
DETECCIÓN
AP ANALISIS PARASITOLOGICO AP06 Huevos de Helmintos Huevos/300 lt 9810B APHA; 1623 EPA 1 Ausencia
FQ ANALISIS FISICOQUIMICOS
FQ12 Conductividad Scm·' Part 2510 B. 0.1 FQ20 Fosfato ma/IP0 3'-P· Vanadatomolibdato 0.5 FQ23 pH Unidades Part 4500-H+ B. 0.01 FQ29 Sólidos totales en suspensión mg/1 Part2540 D. 1 FQ35 Temperatura ~e Part2550 B. 0.1 NU ANALISIS DE NUTRIENTES
NU04 Nitratos mn/1 NO.' Nitrosoectral 1.0 CB ANALISIS DE INDICADORES DE CONTAMINACION BIOQUIMICO
CB01 Demanda Bioquímica de Oxígeno mg/1 DB05 Par! 5210 B. 1 CB03 Oxígeno Disuelto mo/1 Part 4500-0 G. 0.01 CM INDICADORES DE CONTAMINACION MICROBIOLOGICA E IDENTIFICACION DE PATOGENOS
CMOS Coliformes fecales o termotolerantes NMP/10Dml Part9221 C. 2
MUESTRA BCE
11/02/2010 11:28
AG100066 .
Ausencia
968.0 1.5
6.95 23
19.9
< 1.0
1 0.72
24000
· Huaraz, 15 de Febrero de 2010
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MUESTREO
LABORATORIO
UNIVERSIDAD NACIONAL "Santia~o Antúnez de Mayolo"
LABORATORIO DE CALIDAD AMBIENTAL Av. Centenario N2 200- Huaraz- Ancash ·
Telefax (043) 421431 - Apartado 70 Celular 943032706-943032787 RPM # 703722-#703723
e-mail: [email protected]
.REPORTE DE ANALISIS AG100049
Razón Social : Garay Huaman Enver Dirección : Carretera Central s/n Carhuaz Atención : Elvis Rodríguez Salvas
Tipo : Agua Residual Entrada para biofiltro modificado y convencional Procede : Carretera Central S/N Dist. De Carhuaz, Prov. De Carhuaz Ref.!Condición : Cadena de Custodia CC1 00049/ Refrigerada a 4 oC
Responsable : Ana Díaz Medina/Laboratorio de Calidad Ambiental
Recepción : Tec. A..dela Castillo Llanque - 23/Febrero/201 O - 13:00 Horas Anállstas : Físico Químico y Químico : lng. M.Sc. Quím. Edell Doriza Aliaga Zegarra
Biológico, Microbiológico y Parasitologico: Biga. Rosario Polo Sal azar Análisis :23 de Febrero 01 de Marzo/2010
UNIDAD DE LÍMITE DE CÓD. PARÁMETRO MEDIDA
MÉTODO DETECCIÓN
AP ANALISIS PARASITOLOGICO AP06 Hueves de Helmintos Huevos/300 11 9B10B APHA; 1623 EPA Ausencia
FQ ANALISIS FISICOQUIMICOS FQ12 Conductividad uScm·1 Part2510 B. 0.1 FQ20 · Fosfato ma/IP0 3·-p Vanadatomolibdato 0.5 FQ23 pH Unidades Part 4500-H+ B. 0.01
· FQ29 Sólidos totales en suspensión m gil Part2540 o: 1 FQ35 Temperatura "e Part2550 B. 0.1 NU ANAIJSIS DE NUTRIENTES
NU04 Nitratos . ma/I.NO~· 1 Nitrospectral 1.0 CB ANAUSIS DE INDICADORES DE CONTAMINACION BIOQUIMICO
C801 Demanda Bioquímica de Oxígeno rr.g/1 DB05 Part5210 B. 1 CB03 OxíQeno Disuelto mg/1 Part 4500-0 G. 0.01
CM INDICADORES DE CONTAMINACION MICROBIOLOGICA E IDENTIFICACION D~ PATOGENOS
·CMOS Coliformes fecales o termotolerantes NMP/100 mi Part 9221 C. 2
1 MUESTRA 1 A?.A
23/02/2010 11:05
AG100085
Ausencia
943.0 < 0.5 5.70 69
23.5
< 1.0
372 0.76
24000000
Huaraz, 01 de Marzo de 2010
CLIENTE
MUESTRA
Razón Social Dirección Atención·
UNIVERSIDAD NACIONAL "Santiago AntÚiicz de Mayolo"
LABORATORIO DE CALIDAD AMBIENTAL Av. Centenario Nº 200 - Huaraz- Ancash
Telefax (043) 421431- Apartado 70 · Celular 943032706-943032787 RPM # 703722-11703723
e-mail: [email protected]
REPORTE DE ANALISIS AGJ00051
: Garay Huaman Enver : Carretera Central s/n Carhuaz : Elvis Rodríguez Salvas ..
Tipo : Agua Residual Efluente 1 biofiltro modificado Procede : Carretera Central S/N Disl. De Carhuaz, Prov. De Carhuaz Ref./Condición : Cadena de Custodia CC 1 00051/ Refrigerada a 4 oC
MUESTREO
LABORATORIO
Responsable :Ana Diaz Medina/Laboratorio de Calidad Ambiental
Recepción : Tec. Adela Castillo Llanque- 23/Febrero/2010 -13:00 Horas
Análistas : Físico Químico y Químico : lng. M.Sc. Quím. Edell Doriza Aliaga Zegarra
Biológico, Microbiológico y Parasitologico: Biga. Rosario Polo Sala zar Análisis : 23 de Febrero 01 de Marzo/2010
UNIDAD DE LÍMITE DE CÓD. PARÁMETRO
MEDIDA MÉTODO DETECCIÓN
AP ANALISIS PARASITOLOGICO
APOB Huevos de Helmintos Huevos/300 lt 9810B APHA; 1623 EPA Ausencia FQ ANALISIS FISICOQUIMICOS
. FQ12 Conductividad uScm·1 Part 2510 B . 0.1 FQ20 Fosfato ma/1 PO J.- P Vanadatomolibdato 0.5 FQ23 pH Unidades Part 4500-Ht B. 0.01 FQ29 Sólidos totales en suspensión mg/1 Par! 2540 D. 1 FQ35 Temperatura oc Part 2550 B. 0.1 NU ANALISfS DE NUTRIENTES
NU04 Nitratos mn/1 NO; Nitrospectral 1.0 es ANALISIS DE INDICADORES DE CONTAMlNACION BIOQUIMICO
CB01 Demanda Bioquímica de Oxígeno mg/1 DB05 Part5210 B. 1 CB03 Oxígeno Disuelto mq/1 Par! 4500-0 G. 0.01 CM INDICADORES DE CONTAMINACION MICROBIOLOGICA E IDENTIFICACION DE PATOGENOS
CMOS Coliformes fecales o termotolerantes NMP/100 mi Par! 9221 C. 2
1 MUESTRA 1
BME1 23/02/2010
10:36 AG100087
Ausencia
1119.0 < 0.5 7.34 5
19.8
1.3
1 1.29
750000 .
Huaraz, 01 de Marzo de 2010
CLIENTE
MUESTRA
UNIVERSIDAD NACIONAL "Santiago Antúnez de Mayolo"
LABORATORIO DE CALIDAD AMBIENTAL Av. Centenario Nº 200- Huaraz- Ancash
Telefax (043) 421431 -Apartado 70 Celular 943032706·943032787 RPM # 703722·#703723
e-mail: [email protected]
REPORTE DE ANALISIS AG100050
Razón Social : Garay Huaman Enver Dirección : Carretera Central sin Carhuaz Atención : E/vis Rodríguez Salvas
Tipo : Agua Residual Efluente 2 biotiitro modificado Procede : Carretera Central SIN Dist. De Carhuaz, Prov. De Carhuaz RefJCondición :Cadena de Custodia CC11J0050/ Refrigerada a 4 oC
MUESTREO
LABORATORIO
Responsable
Recepción
Anállstas
: Ana Díaz Medina/Laboratorio de Calidad Ambiental
. : Tec. Adela Castillo L/anque - 23/Febrero/20 1 O - 13:00 Horas
CÓD.
AP AP06
FQ FQ12 FQ20 FQ23 FQ29 FQ35 ~u
NU04 CB
CB01 CB03
CM CM05
: Físico Químico y Químico : lng. M.Sc. Quím. Edell Doriza Aliaga Zegarra
Biológico, Microbiológico y Parasitologico: Blga.Rosario Polo Salazar Análisis : 23 de Febrero 01 de Marzo/2010
UNIDAD DE LÍMITE DE PARÁMETRO
MEDIDA MÉTODO
DETECCIÓN
ANALISIS PARASITOLOGICO Huevos de Helmintos Huevos/300 lt 98108 APHA · 1623 EPA Ausencia
ANALISIS FISICOQUIMICOS Conductividad uScm·1 Part2510 B. 0.1 Fosiato rngfl PO 3" - P Vanadatomolibdato 0.5 pH Unidades Par! 4500-H+ B. 0.01 Sólidos totales en suspensión f!lg/1 Par! 2540 D. 1 Temperatura oc Par! 2550 B. 0.1
ANALISIS DE NUTRIENTES Nitratos ma/1 NO.· Nitrospectral 1.0
ANALISIS DE INDICADORES DE CONTAMINACION BIOQUIMICO Demanda Bioquímica de Oxígeno mg/1 DBO; Par! 5210 B. 1 Oxígeno Disuelto mg/1 Par! 4500-0 G. 0.01
iNDICAD0RES DE CONTAMINACION MICROBIOLOGICA E IDENTIFICACION DE PATOGENOS Colitormes fecales o termotolerantes NMP/100 mi Part9221 C. 2
1 MUESTRA j BME2
23/02/2010 10:20
AG1000B6
Ausencia
1041.0 < 0.5 7.21 2
21.5
1.2
1 1.00
2400000 .
Huaraz, 01 de Marzo de 2010
CLIENTE
MUESTRA
MUESTREO
LABORATORIO
Razón Social Dirección Atención
UNIVERSIDAD NACIONAL "Santiago Antúnez de Mayolo"
LABORATORIO DE CALIDAD AMBIENTAL Av. Centenario Nº 200- Huaraz- Ancash
Telefax (043) 421431- Apartado 70 Celular 943032706-943032787 RPM # 703722-#703723
e-mail: [email protected]
REPORTE DE ANALISIS AGJ00052
: Garay Huaman Enver : Carretera Central s/n Carhuaz : Elvis Rodríguez Salvas
Tipo : Agua Residual Efluente de biofiltro convencional Procede : Carretera Central SIN Dist. De Carhuaz, Prov. De Carhuaz Ref.!Condiclón :Cadena de Custodia CC100041/ Refrigerada a 4 oC
Responsable : Ana· Díaz Medina/Laboratorio de Calidad Ambiental
Recepción : Te c. Adela Castillo Llanque • 23/Febrero/201 O - 13:00 Horas
Análistas : Físico Químico y Químico : lng. M.Sc. Quím. Ede/1 Doriza Aliaga Zegarra
Biológico, Microbiológico y Parasitologico: Biga. Rosario Polo Salazar Análisis · : 23 de Febrero 01 de Marzo/201 O
UNIDAD DE lÍMITE DE CÓD. PARÁMETRO MEDIDA
MÉTODO DETECCIÓN
AP ANALISIS PARASITOLOGICO AP06 Huevos de Helmintos Huevos/300 lt 98108 APHA; 1623 EPA Ausencia
FQ ANALISIS FISICOQUIMICOS FQ12 Conductividad .JLScm·1 Part 2510 B. 0.1 FQ20 Fosfato ma/IPQ3-.p Vanadatomolibdato 0.5 FQ23 pH Unidades Par! 4500-Ht B. 0.01 FQ29 Sólidos totales en suspensión r!lg/1 Part2540 D. 1 FQ35 Temperatura ~e Part 2550 B. 0.1 NU ANALISIS DE NUTRIENTES
NU04 Nitratos maLI_f'JQ; Nitrospectral 1.0 CB ANALISIS DE INDICADORES DE CONTAMINACION BIOQUIMICO
C801 Demanda Bioquímica de Oxígeno mg/1 Di305 Part 5210 B. 1 CB03 OxíQeno Disuelto m gil Part 4500-0 G. 0.01 CM INDICADORES DE CONTAMINACION MICROBIOLOGICA E IDENTIFICACICN DE PATOGENOS
CM05 Coliformes fecales o termotolerantes NMP/100 mi Par! 9221 C. 2
1 MUESTRA 1 BCE
23/02/2010 10:52
AG100088
Ausencia
972.0 < 0.5 7.02 23
20.0
1.3
1 1.20
43000
Huaraz, 01 de Marzo de 2010
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MUESTREO
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UNIVERSIDAD NACIONAL "Santia2n Antúnez de Mayolo"
LABORATORIO DE CALrDAD AMBIENTAL Av. Centenario Nº 200 - Huaraz - Ancash
Telefax (043) 421431- .A.partado 70 Celular 943032706-943032787 RPM # 703722-#703723
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REPORTE DE ANALISIS AG100061
: Garay Huaman Enver : Carretera Central sin Ca;huaz : Elvis Rodríguez Salvas
Tipo :Agua Residual Entrada para biofiltro modificado y convencional Proc~de :Carretera Central S/N Dist. De Carhuaz, Prcv. De Carhuaz Ref./Condición : Cadena de Custodia CG 1 OOC61/ Refrigerada a 4 oC
Responsable : An<~ Díaz Medinw'Lai;or~tor:o de Calidad Amt.:ental
Recepción : Tec. Adela Castillo Llan·~ue - 11/Marzo/201 O - 13:00 Horas
Anállstas :Físico Químicc y Químico : lng. M.Sc. Quírn. Edell Doriza Aliaga Zegarra
· Biológico, Microbiológico y Parasitclogico: 3Jga.Rosario Polo Salazar An.ill3iS : 11-17/Marzo/2010
r:T -
UNIDAD DE LÍMITE DE PARÁMETRO MEDIDA
MÉTODO DETECCIÓN
FQ ANALISIS FISICOQUIMICOS FQ12 Conductividad J¡Scm·1 Part 2510 B. 0.1 FQ20 Fosf3to ma/1 PO 3
'- P Vanadatomolibdato 0.5 FQ23 pH Unidaj6s Par! 4500-Ht B. 0.01 FQ29 __ Sólidos totales 811 suspensión rng/1 Part 2540 D. 1
1:=---- oc Part 2550 B. 0.1 FQ35 Temperatura NU ANP.LISIS DE NUTRIENTES
NU04 hJitrat'ls _maLLMh' Nitro~ectral 1.0 CB ANALISIS DE INDICADORES DE CONTAMINACION BIOQUIMJCO
CB01 Demanda Bioquímica de Oxígeno n!g/l DB05 Part5210 B. _L 1 CB03 Oxíqe:-;o Disuelto mg¡1 Par! 4500-0 G. 0.01
CM INDICADORES DE CONTAMINACiON MICROBIOLOGICA E IDENTIFICACION DE PATOGENOS
CMOS Coliformes teca les o termotolerantes NMP/10C mi Part9221 c. 2
[MUESTRA 1 ARA
11/03/2010 11:10
AG100108
1066.0 13.5 -6.56 68
28.8
< 1.0
;122 1.41
1500000
Huaraz, 17 de Marzo de 2010
CLIENTE
MUESTRA
UNIVERSIDAD NACIONAL "Santiago Antúnez de Mavolo"
LABORATORIO DE CALIDAD AIVIBIENTAL Av. Centenario Ng 200- · Huaraz- Ancash
Telefax {043) 421431- Apartado 70 Celular 943032706-943032787 RPM # 703722-#703723 .
e-mail: [email protected]
REPORTE DE ANALISIS AG/00063
Razón Social : Garay Huaman Enver Dirección : Carretera Central s/n Carhuaz Atención : Elvis Rodríguez Salvas
Tipo : Agua Residual Efluente 1 biofiltro modificado Procede : Carretera Central S/N Dist. De Carhuaz, Prov. De Carhuaz" Ref./Condición :Cadena de Custodia CC1Q0063/ Refrigerada a 4 oC
MUESTREO
LABORATORIO
Responsable
Recepción
Análistas
: Ana Díaz Medina/Laboratorio de Calidad Ambiental
: Tec. Adela Castillo Llanque- 11/Marzo/2010- 13:00 Horas
CÓD.
FQ FQ12 FQ20 FQ23 FQ29 FQ3.5 NU
NU04 CB
CB01 CB03
CM CM05
:Físico Químico y Químico : lng. ·M.Sc. Quírn. Edell Doriza Aliaga Zegarra
Biológico, Microbiológico y Parasiiólogico: Biga. Rosario Polo Salazar Análisis : 11-17/Marzo/2010
UNIDAD DE LÍMITE DE PARÁMETRO MEDIDA :.' MÉTODO
DETECCIÓN
ANALISIS ~ISICOQUIMICOS Conductividad uScm"1 Par! 2510 B. 0.1 Fosfato mal! PO J.- p. Vanadatomolibdato 0.5 pH Ur;idades Part 4500-H+ B. 0.01 Sól!dos totales en suspensión mgtl Part2540 D. 1 Temperatura ''r. Part2550 B. 0.1
ANALISIS DE NUTRIENTES Nitratos mn/INn· Nitrospectral 1.0
ANALISIS DE INDICADORES DE CONTAMINACION BIOQUIMICO Demc::1da Bioquímica de Oxígeno rngfl DB05 Part5210 B. .
1
Oxígeno Disue~to Jllg/1 · Part 4500-0 G. 0.01 INDICADORES DE CONTAMINACION MICROBIOLOGICA E IDENTIFICACION DE PATOGENOS
Coliformes fecaÍes o terrnotolerantes NMP/100 mi. Part 9221 C. 2
1 MUESTRA 1 BME1
11/03/2010 10:40
AG100110
1198.0 13.6 7.17 11
19.5
< 1.0
< 1 0.81
1200000
Huaraz, 17 de Marzo de 2010
•'·.
CLIENTE
MUESTRA
Razón Social Dirección Atención
UNIVERSIDAD NACIONAL "Santiago Antúnez de Mayolo"
LABORATORIO DE CALIDAD AMBIENTAL Av. Centenario N2 200 - · Huaraz- Ancash
Telefax (043) 421431- Apartado 70 Celular 943032706·943032787 RPM # 703722-#703723
e-mail: iabfcar.¡[email protected]
REPORTE DE ANALISlS AG100062
: Garay Hu aman Enver : Carretera c·entral s/n Carhuaz : Elvis Rodríguez Bal\·as
Tipo : Agur. Residual Efluente 2 biofiltro modificado Procede :Carretera Central S/N Dist. Qe Carhuaz, Prov. De Carhuaz Ref./Condicjón : Cadena de Custodia CG1 00062/ Refrigerada a 4 oc
MUESTREO
LABORATORIO
Responsable : Ana Díaz Medina/Laboralcrio de Calidad Ambiental
Recepción : Tec. Adela Castillo Llanq:Je • 11/Marzo/2010 • 13:00 Horas
Análistas : Físico Químico 11 Químico : lng. M.Sc. Quím. Edell Doriza Aliaga Zegarra
Biológico, Microbiológi;;o y Parasitologico: Biga. Rosario Polo Salazar
Análisis : 11-17/Marzo/2010
1 MUESTRA j
UNiDAD DE lÍMITE DE 1 BME2 CÓD.
1
PARÁMETRO MÉTODO ---MEDIDA DETECCIÓN 11/03/2010
10:25 AG10C10(J
FQ .o\NALISIS FISICOQUIMICOS - 1178.0. FQ12 C0nductividad uScm·1 Part2510 B. 0.1 FCi20 Fosfato ma/1 PO 3
' - P Vanadatomolibdato 0.5 --~--~---1-· Unidajes Part 4500-Ht B. FQ23 pH 0.01 7.9~-
FQ29 Srílidos totales en sÚspensión mg/1 Part 2540 D. 1 20 FQ35 Ternp_eratu~ •e Part 2550 B. 0.1 1
20.6---~---
NU ANALISIS DE NUTRIENTES
NU04 Nitratos maliNO; Nitrospectral í.O < 1.0 CB ANALISIS DE INDICADORES DE CONTAMINACION BIOQUIMICO
CB01 Deman~a Bioouimica de Oxígeno · rr.g/1 DBO; Par! 521 O B. 1 -3~-~. C803 Oxígeno Disuelto mg¡l Part 4500-0 G. 0.01 1.41 ~ CM iNDICADORES DE CONTAMINACION M!CROBIOLOGICA E IDENTIFICACION DE PATOGENOS - --·1
CM05 Coliformes fE!cnles o termotolerantes NMP/101J mi Part 9221 C. 2 3.!2QQQ..J
,t-iuaraz, 17 de Mwzo de 2()1 O
CLIENTE
MUESTRA
MUESTREO
LABORATORIO
Razón Social Dirección Atención
UNIVERSIDAD NACIONAL "Santiago Antúnez de Mayolo"
LABORATORIO DE CALIDAD AMBIENTAL Av. Centenario Nº 200- Huaraz- Ancash
Telefax (043) 421431-Apartado 70 Celular 943032706-943032787 RPM # 703722-#703723
e-mail: [email protected]
REPORTE DE ANALISIS AGJ00064
: Garay Huaman Enver : Carretera Central s/n Carhuaz : Elvis Rodríguez Salvas
Tipo : Agua Residual Efluente de biofiltro convencional Proced\l : Carretera Central S/N Dist. De Carhuaz, Prov. De Carhuaz Ref./Condición :Cadena de Custodia CC100064/ Refrigerada a 4 oC
Responsable : Vilma Josefina Mendez Meza
Recepción : Tec. Adela Castillo Llanque - 09/MarzoJ2010 - 10:00 Horas
Análistas : Físico Químico y Químico : lng. M.Sc. Quím. Edell Doriza Aliaga Zegarra
CÓD.
FQ FQ12 FQ20 F023 FQ29 FQ35 NU
NU04 CB
CB01 CB03
CM CM05
Análisis
---
Biológico, Microbiológico y Parasitologico: Blga.Rosario Polo Salazar :09-15/ Marzo /2010
PARÁMETRO UNIDAD DE
MÉTODO MEDIDA - - --
ANALISIS FISICOQUIMICOS Conductividad _1LScm·1 Par! 2510 B. Fosfato moll Po·a-- P Vanadatomolibdato pH Unidades Par! 4500-H+ B. Sólidos totales en suspensión mg/1 Part2540 D. Temperatura •e Part 2550 B.
ANALISIS DE NUTRIENTES Nitratos _lllil[LN(b' Nitroªº-ectral
ANALISIS DE INDICADORES DE CONTAMINACION BIOQUIMICO Demanda Bioquímica de Oxígeno mgil DB05 Par! 5210 B. OxíQeno Disuelto m gil Part 4500-0 G.
LÍMITE DE DETECCIÓN
0.1 0.5
0.01 1
0.1
1.0
1 0.01
INDICADORES DE CONTAMINACION MICROBIOLOGICA E IDENTIFICACION DE PATOGENOS Coliformes fecales o termotolerantes NMP/100 mi Par! 9221 c. 2
1 MUESTRA 1 BCE
11/03/2010 10:55
AG100111
1153.0 7.7
7.03 19
19.8
< 1.0
< 1 0.90
46000
Huaraz, 17 de Marzo de 2010
ANÁLISIS GRANULOMETRICO POR TAMIZADO ASTM D-421
Lugar "Configuradon de biofiltros subsuperfidales modificados .·
TESIS para reducir el area de tratamiento de aguas residuales Muestra domesticas" Tipo
Fecha
Peso Inicial Seco (gr) = 2907.00 Peso Lavado _y Seco (gr) = 2887.50
TAMIZ ABERTURA PESORET % %ACUMULADO
(mm) (gr) RETENIDO RETENIDO ~QUE PASA 3"
. 2"
11/2"
1"
3/4"
1/2"
318"
N"4
N"8
N°16
N•3o
N• so N• 100
N•200
100%
90%
80%
70%
60%
g¡so% as C.W% ID ;:, C'JO%
"#. 20%.
10%
75.000
20.000
38.tOO
25.400
19.050
12.700
9.525
4.760
2.380
1.190
0.590
0.297
0.149
0.074
Finos
,..---- --1--
. 10
431.50
2090.00
366.00
200 100
--
.00
0.00% 0.00% 100.00% 0.00% 0.00% 100.00% 0.00% 0.00% 100.00%
0.00% 0.00% 100.00%
14.84% 14.84% 85.16% 71.90% 86.74% 13.26% 12.59% 99.33%" 0.67% 0.00% 99.33% 0.67%
0.00% 99.33% 0.67%
..
Arena
50 30 16 8 N"4
-- .:
¡-- -
1 1'.Qoo
Abertura (mm) .
Carhuaz 1
BM - C1 - lecho filtrante N"01 grava
Nov-09 J % Que Pasa N° 200 = -.
P. Retenido 3"(gr) = 0.00%
RESUMEN D60(mm) = 16.53
030(mm) = 13.96
010(mm) = 11.79
Cu = 1.40
Ce= 1.00
GRAVA(%) 99.33%
ARENA(%) 0.67%
FINOS(%)
Grava
314" 11/2" 3
V f 1 1 1
-
1 ¡
1 1 .000
~ ANÁLISIS GRANULOMETRICO POR TAMIZADO ~ ~·--ASTM----.--D-421 --~·
"Configuracíon de biofiltros subsuperficiales modificados Lugar Carhuaz '· "' ,, l TESIS para reducir el area de tratamiento de aguas residuales Muestra BM - C2 - lecho filtrante N°02
Peso Inicial Seco (gr) = Peso Lavado y Seco (gr) =
TAMIZ ABERTURA (mm)
3" 75.000
2" 20.000 1112" 38.100
1" 25.400
3/4" 19.050
1/2" 12.700
3/8" 9.525
N°4 4.760 N• a 2.380
N° 16 1.190
~30 0.590
N• 5o 0.297
N°100 0.149
N°200 0.074
Finos
80%
domesticas" Tipo
Fecha
2403.00 2389.00
PESORET % %ACUMULADO (gr) RETENIDO RETENIDO QUE PASA
0.00% 0.00% 100.00% 0.00% 0.00% 100.00% 0.00% 0.00% 100.00%
~
0.00% 0.00% 100.00%
0.00% 0.00% 100.00% 43.50 1.81% 1.81% 98.19%
1825.20 75.96% 77.77% 22.23% 520.30 21.65% 99.42% 0.58%
0.00% 99.42% 0.58%
-.--.--.--.--.--.--.-
Arena
Abertura (mm)
grava Nov-09
%Que Pasa N° 200 = -.P. Retenido 3"(gr) = 0.00%
RESUMEN 060 (mm) = 10.99
030 (mm)= 9.81
010 (mm) = 5.51
Cu= 1.99
Ce= 1.59
GRAVA(%) 99.42%
ARENA(%) 0.58%
FINOS(%)
Grava
i --
.-
ANÁLISIS GRANULOMETRICO POR TAMIZADO ASTM D-421
Lugar "Gonfiguracíon de biofiltros subsuperficiales modificados
Garhuaz l TESIS- para reducir el area de tratamiento de aguas residuales Muestra
domesticas" Tipo
Fecha
Peso Inicial Seco (gr) = 2302.00 Peso Lavado y Seco (gr) = 2287.30
TAMIZ ABERTURA PESORET % %ACUMULADO
9~:~ G2 - lecho filtrante N"'3l
Nov-09
% Que Pasa N• 200 = -.p_ Retenido 3"(gr) = 0.00%
_(mm) (gr) RETENIDO RETENIDO QUE PASA RESUMEN 3"
2"
1 1/2''
1"
3/4"
1/2''
3/8"
N°4 N"8
N°16
N•ao N• so
N•100
N°200
100%
90%
80%
70"A>
60%
50% lll :!140% Q.
~30% g'
~20% o
10%
0%
-10%0
-20%
. 10
75.000
20.000
38.100
25.400
19.050
12.700
9.525
4.760
2.380
1.190
0.590
0.297
0.149
0.074
Finos
1--
0.00% 0.00%
0.00% 0.00% 0.00% 0.00%
0.00% 0.00%
0.00% 0.00%
0.00% 0.00%
256.30 11.13% 11.13%
2031.00 88.23%- 99.36°/o
0.00% 99.36%
Arena
200 100 50 30 16
-
J.-
too 1. 00
Abertura (mm)
100.00% 060 (mm) = 11.83 100.00%
100.00% 030 (mm)= 7.47 100.00%
100.00% 010 (mm) = 5.49 100.00%
88.87% Cu= 2.15 0.64% Ce= 0.86 0.64% GRAVA(%) 99.36%
ARENA(%) 0.64%
FINOS(%) -.-
Grava
8 N"4 31fr' 314" 11/2" 3
17 1
- - --.
---
11 1 --
11 t-
1
~-
1 1-- -
r--V boo 1 -
1 . .
. .
TESIS
ANÁLISIS G.RANULOMETRICO POR TAMIZADO ASTM D-421
Lugar "Configuracion de biofiltros subsuperficiales modificados para reducir el area de tratamiento de aguas residuales
domesticas" Muestra Tipo· Fecha
Carhuaz .1
9~:~ C2 - lecho filtrante N"04J
Nov-09
Peso Inicial Seco (gr) = 2140.00 % Que Pasa N" 200 = .-.P. Retenido 3"(gr) = Peso Lavado _y Seco (gr) =
TAMIZ
3"
2"
11/2"
1"
3/4"
1/2"
3/8"
N°4 N"8
N° 16
N•3o
N" 50
N"100
N"200
100%
00%
80%
70%
lUSO%
= c:t.w% ! 030% "te
20%
10%
. 10
ABERTURA (mm)
75.000
20.000
38.100
25.400
19.050
12.700
9.525
4.760
2.380
1.190
0.590
0.297
0.149
0.074
Finos
PESORET (gr)
339.10
1172.50
602.80
12.80
200 100
.
. 00
2127.20 0.00% % %ACUMULADO
RETENIDO RETENIDO QUE PASA RESUMEN 0.00% 0.00% 100.00% 060 (mm) = 3.51 0.00% 0.00% 100.00% 0.00% 0.00% 190.00% D30(mm) =. 2.40 0.00% 0.00% 100.00% 0.00% 0.00% 100.00% 010 (mm) = 1.48 0.00% 0.00% 10.0.00% 0.00% 0.00% 100.00% Cu= 2.37 15.85% 15.85% 84.15% Ce= 1.11 54.79% 70.64% ~.36% GRAVA(%) 15.65% 26.17% 98.80% '1:20% ARENA(%) 64.15% 0.60% 99.40% . 0.60% FINOS(%)
-.-
. -.-
Arena Grava
50 30 16 8 N"4 318" 3/4" 1 112" 3
. ¡; -
f lj
·L 1/
}_ lL
i_ L
1. lllO_ 1 .!Joo
Abertura (mm)
ANÁLiSIS GRANULOMETRICO POR TAMIZADO ASTM D-421
Lugar Carhuaz "Configuracion de biofiltros subsuperficiales modificados
TESIS para reducir el area de tratamiento de aguas residuales Muestra
Peso Inicial Seco (gr)
Peso Lavado y Seco (gr) =
TAMIZ ABERTURA
domesticas" Tipo
PESORET
3253.00 323350
%
Fecha
%ACUMUlADO
BC - lecllo filtrante :grava
Nov-09
%Que Pasa N• 200 = -.P. Retenido 3"(gr) = 0.00%
(mm) (gr) RETENIDO RETENIDO ÓUEPASA RESUMEN 3"
2"
1 1/2"
1"
3/4"
1/2"
3/8"
N•4
N•8
N°16
N•30
N• so
N-100
N°200
90%
60%
11150"4 .. l'CI Q,¡a%
!l c:30"A. ~
20'1'.
. 10
75.000
20.000
38.100
25.400
19.050
12.700
9.525
4.760
2.380
1.190
0.590
0.297
0.149
0.074
Finos
.-
0.00% 0.00%
0.00% 0.00%
0.00% 0.00%
0.00% 0.00%
1.80 0.06% 0.06%
396.70 12.19% 12.25%
1500.00 46.11% 58.36%
1311.50 40.32% 98.68%.
23.50 0.72% 99.40%
1
Arena
200 100 50 30 16
- 1----
-
i . 00 .oro
Abertura (mm)
."100.00% D60(mm) = 10.68 :.100.00%
100.00% D30(mm) = 7.07 ... · .. 100.00%
: .. 99.94% 010 (mm} = 5.37 ,;··a7.75%
; 41.54% Cu= 1.99 :1.32% Ce= 0.87
0.60% GRAVA(%) 98.68% .. :
ARENA{%) 1.32%
.. FINOS(%)
Grava
8 N"4 3/8" 3/4" 11/Z' 3
--,- -··- - -f-f ·--
' 1 .. !/
-·
J
V r-
1 1 .lOO
PESO ESPESIFICO Y POROSIDAD
Lugar Carhuaz
"Configuracion de biofiltros subsuperficiales TESIS modificados para reducir el area de Muestra BM- C1 - lecho filtrante N°1
tratamiento de aguas residuales domesticas" Tipo grava
Fecha Nov-09
PESO ESPESIFICO
PESO DE FRASCO + AGUA =(A) 974.00 gr.
PESO MAT. Y SUP SECA EN AIRE = {8) 500.00 gr.
MAT. SAT. +AGUA+ FRASCO .A+B = (C) 1474.00 gr.
PESO GLOBAL CONDESPLAZ. DE VOL = (D) 1275.70 gr.
PESO VOL MASA +VOL YACIOS C-D ={E) 198.30 gr.
PESO ESPESIFICO RELATIVO 8/E 2.52
POROSIDAD
VOLUMEN DEL RECIPIENTE 415.00 mi.
PESO DEL RECIPIENTE 34.45 gr.
PESO DEL RECIPIENTE + MUESTRA 713.50 gr.
PESO DEL RECIPIENTE + MUESTRA+AGUA 876.10 gr.
PESO DEL RECIPIENTE + MUESTRA SECA EN ESTUFA A 709.80 gr. ·----PESO DE MUESTRA SOLIDA SECA 675.35 gr.
VOLUMEN DE SOLIDOS 267.84 mi.
VOLUMEN DE VACIOS 166.30 mi.
RELACION DE VACIOS 0.62
POROSIDAD 38%
...
PESO ESPESJFICO Y POROSIDAD
Lugar Carhuaz
"Configuracion de biofiltros subsuperticiales .. TESIS modificados para reducir el area de Muestra BM- C1 -lecho filtrante N°2
tratamiento de aguas residuales domesticas" Tipo grava
Fecha· Nov-09
PESO ESPESIFICO
PESO DE FRASCO +AGUA . =(A) 937-10 gr.
PESO MAT. Y SUP SECA EN AIRE = (B) ' . 500.00 gr.
MAT. SAT. +AGUA+ FRASCO A+B = (C) 1437.70 gr.
PESO GLOBAL CONDESPLAZ. DE VOL = (D) 1251.30 gr .
PESO VOL. MASA + VOL VACIOS C-D . =(E) 186.40 gr.
PESO ESPESIFICO RELATIVO 8/E ' 2.68
POROSIDAD
VOLUMEN DEL RECIPIENTE 415.00 mi.
PESO DEL RECIPIENTE 37.50 gr.
PESO DEL RECIPIENTE + MUESTRA 682.10 gr.
PESO DEL RECIPIENTE+ MUESTRA+AGUA 856.00 gr.
PESO DEL RECIPIENTE+ MUESTRA SECA EN ESTUFA A 678.30 gr. ·--... -PESO DE MUESTRA SOLIDA SECA 640.80 gr.
VOLUMEN DE SOLIDOS 238.89 mi.
VOLUMEN DE VACIOS 177.70 mi.
RELACION DE VACIOS 0.74
POROSIDAD 43%
PESO ESPESIFICO Y POROSIDAD
Lugar Carhuaz
"Configuracion de biofiltros subsuperficiales TESIS modificados para reducir el area de Muestra BM- C1 -lecho filtrante N°3
tratamiento de aguas residuales domesticas" Tipo grava
Fecha Nov-09
PESO ESPESIFICO
PESO DE FRASCO +AGUA =(A) 1518.50 gr.
PESO MAT. Y SUP SECA EN AIRE = (8) 500.00 gr.
MAT. SAT. +AGUA+ FRASCO A+B = (C) 2018.50 gr.
PESO GLOBAL CONDESPLAZ. DE VOL =(O) 1839.10 gr.
PESO VOL MASA +VOL VACIOS C-D =(E) 179.40 gr.
PESO ESPESIFICO RELATIVO B/E 2.79
POROSIDAD
VOLUMEN DEL RECIPIENTE 412.50 mi.
PESO DEL RECIPIENTE 36.50 gr.
PESO DEL RECIPIENTE + MUESTRA 690.00 gr.
PESO DEL RECIPIENTE + MUI;:STRA+AGUA 860.20 gr.
PESO DEL RECIPIENTE+ MUESTRA SECA EN ESTUFA A 686.30 gr. ·----PESO DE MUESTRA SOLIDA SECA 649.80 gr.
VOLUMEN DE SOLIDOS 233.15 mL
VOLUMEN DE YACIOS 173.90 mL
RELACION DE YACIOS 0.75
POROSIDAD 43%
PESO ESPESIFICO Y POROSIDAD
Lugar Carhuaz
"Contiguracion de biotiltros subsuperticiales TESIS modificados para reducir el area de Muestra BM- C 1 - lecho filtrante N°4
tratamiento de aguas residuales domesticas" Tipo grava
Fecha Nov-09
PESO ESPESIFICO
PESO DE FRASCO +AGUA =(A) 654.50 gr.
PESO MAT. Y SUP SECA EN AIRE = (8) 200.00 gr.
MAT. SAT. +AGUA+ FRASCO A+B = (C) 854.50 gr.
PESO GLOBAL CONDESPLAZ. DE VOL =(O) 779.00 gr.
PESO VOL. MASA +VOL VACIOS C-0 =(E) 75.50 gr.
PESO ESPESIFICO RELATIVO BlE 2.65
POROSIDAD
VOLUMEN DEL RECIPIENTE 412.50 mi.
PESO DEL RECIPIENTE 34.05 gr.
PESO DEL RECIPIENTE + MUESTRA 698.00 gr.
PESO DEL RECIPIENTE + MUESTRA+AGUA 861.50 gr.
PESO DEL RECIPIENTE + MUESTRA SECA EN ESTUFA A 693.10 gr. ·-----PESO DE MUESTRA SOLIDA SECA 659.05 gr.
VOLUMEN DE SOLIDOS 248.79 mi.
VOLUMEN DEVACIOS 168.40 mi.
RELACION DE VACIOS 0.68
POROSIDAD 40%
PESO ESPESIFICO Y POROSIDAD
Lugar Carhuaz
"Configuracion de biofiltros subsuperficiales TESIS modificados para reducir el area de Muestra BC - lecho filtrante
tratamiento de aguas residuales domesticas" Tipo grava
Fecha Nov-09
PESO ESPESIFICO
PESO DE FRASCO + AGUA =(A) 951.50 gr.
PESO MAT. Y SUP SECA EN AIRE = (B) 500.00 gr.
MAT. SAT. +AGUA+ FRASCO A+B = (C) 1451.50 gr.
PESO GLOBAL CONDESPLAZ. DE VOL = (D) 1251.50 gr.
PESO VOL. MASA +VOL VACIOS G-0 =(E) 200.00 gr.
PESO ESPESIFICO RElATIVO 8/E 2.50
POROSIDAD
VOLUMEN DEL RECIPIENTE 410.00 mi.
PESO DEL RECIPIENTE 34.30 gr.
PESO DEL RECIPIENTE + MUESTRA 692.60 gr.
PESO DEL RECIPIENTE + MUESTRA+AGUA 856.70 gr.
PESO DEL RECIPIENTE + MUESTRA SECA EN ESTUFA A 689.40 gr. ·--... -PESO DE MUESTRA SOLIDA SECA 655.10 gr.
VOLUMEN DE SOLIDOS 262.04 ml.
VOLUMEN DE VACIOS 167.30 mi.
RELACION DE VACIOS 0.64
POROSIDAD 39%
RESULTADO DEL AFORO DE LOS CAUDALES DE OPERACIÓN DE LOS SISTEMAS
CAUDALES DE OPERACIÓN DE BIOFILTROS BiotUtro Convencional Biofiltro Modificado
(BC) (BM) Oitros/díal _{!itros/dí~
219.36 222.912 200.8 201.65 202.36 204.36 201.45 206.35 197.13 199.60 203.6 206.496 186.47 196.29 212.16 218.84 213.12 221.21 215.43 228.27 217.96 220.05 216.37 216.44 208.64 192.672 238.84 206.65 198.61 199.26 199.4 202.07 216.6 214.272
224.75 226.35
PANEL FOTOGRAFICO
FOTO N° 01: Estructura metálica empleada para la implementación de los biofiltros
experimentales.
FOTO N° 02: Tuberías, accesorios y equipos empleados en la implementación de los
biofiltros experimentales.
FOTO No 03: Nivelación y apisonado del fondo del biofiltro experimental
convencional.
FOTO N° 04: Nivelación y apisonado del fondo del biofiltro experimental
modificado.
FOTO N° 05: Colocación del medio filtrante (grava) en el biofiltro experimental
convencional.
FOTO N° 06: Extracción de una muestra del medio f:tltrante (grava) colocada en el
biof:tltro experimental convencional.
FOTO N° 07: Colocación del sistema de muestreo en la primera cámara del biofiltro
experimental modificado.
FOTO N° 08: Colocación del medio filtrante (grava) en la primera cámara del
biofiltro experimental modificado.
FOTO N° 09: Colocación de la membrana impermeable que divide la primera
cámara de la segunda en el biofiltro experimental modificado.
FOTO N° 10: Fijación de la membrana impermeable a la estructura del biofiltro
experimental modificado.
FOTO N° 11: Colocación de los tres lechos de medio filtrante (grava, grava fina y
arena gruesa) en la segunda cámara del biofiltro experimental modificado.
FOTO N° 12: Vista del bio:filtro experimental modificado, luego de culminada su
construcción.
FOTO N° 13: Extracción de una muestra de medio filtrante (grava) de la primera
cámara del biofiltro experimental modificado.
FOTO N° 14: Extracción de las muestras de medio filtrante (grava, grava fina y
arena gruesa) de la segunda cámara del biofiltro experimental modificado.
FOTO N° 15: Sistema de captación de las aguas residuales domesticas.
FOTO ~ 16: Sistema de sedimentación e impulsión del agua residual domestica.
FOTO N° 17: Sistema de almacenamiento y distribución del agua residual
domestica sedimentada, a los biofiltros experimentales.
FOTO N° 18: Sistema de alimentación a carga constante.
FOTO N° 19: Colocación y adaptación de las macrofitas (Berros)~ en el biofiltro
experimental convencional.
FOTO N° 20: Colocación y adaptación de las macrofitas (Berros)~ en el biofiltro
experimental modificado.
FOTO N° 21: Biofiltro experimental convencional en operación con el agua residual
domestica.
FOTO N° 22: Biofiltro experimental modificado en operación con el agua residual
domestica.
FOTO N° 23: Vista del crecimiento de las macrofitas en dirección al sentido del
flujo del agua residual en el biofiltro experimental convencional.
FOTO N° 24: Vista del crecimiento de las macrofitas en dirección al sentido del
flujo del agua residual en el biofiltro experimental modificado.
FOTO N° 25: Comparación visual de la calidad de agua del efluente del BM y BC
con respecto al ARA.
FOTO N° 26: Lectura de parámetros in situ.
FOTO N° 27: Muestreo del efluente del biofiltro experimental convencional.
FOTO N° 28: Muestreo del efluente del biofiltro experimental modificado.
FOTO N° 29: Aforo y regulación de los caudales de ingreso a los biofiltros .
.. .r- ~
l:
FOTO N° 30: Adición de NaCl (sal común) como sustancia trazadora.
;.
FOTO N° 31: Preparación de la solución del trazador (NaCl y Azul de metileno).
FOTO N° 32: Aplicación de la solución del trazador (NaCl y Azul de metileno) a la
entrada de cada biofiltro.
FOTO N° 33: Lectura de la concentración de NaCl (sal común) a la entrada y salida
de los biofiltros, luego de aplicar la solución trazadora.
TIPARAMÉ UNASAM-
(
FOTO N° 34: Lectura de la concentración de NaCl (sal común) en la entrada de los
biofiltros,
FOTO N° 35: Efecto taponamiento observado al ingreso del biofiltro convencional
