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Dise�o de una planta de tratamiento de agua residual de una industrea l�ctea

 

Design of a wastewater treatment plant for a dairy industry

 

Projeto de uma esta��o de tratamento de �guas residuais para uma ind�stria de latic�nios

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Correspondencia: paola.arcos@espoch.edu.ec

 

 

Ciencias T�cnicas y Aplicadas

Art�culo de Investigaci�n

 

 

* Recibido: 07 de junio de 2024 *Aceptado: 13 de julio de 2024 * Publicado: �28 de agosto de 2024

 

        I.            Investigador Independiente, Ecuador.

      II.            Escuela Superior Polit�cnica de Chimborazo, Sede Morona Santiago, Ecuador.

   III.            Escuela Superior Polit�cnica de Chimborazo, Sede Morona Santiago, Ecuador.

   IV.            Escuela Superior Polit�cnica de Chimborazo, Sede Morona Santiago, Ecuador.

Resumen

Este proyecto tuvo como objetivo realizar el dise�o de una planta de tratamiento de aguas residuales provenientes de la quesera artesanal �Don Miranda� del cant�n Suc�a, para lo cual se empez� midiendo el caudal por el m�todo de aforo volum�trico, luego para la caracterizaci�n de los par�metros f�sicos, qu�micos, y microbiol�gicos, a causa de las variaciones de caudal, se tom� 6 muestras de 2 l de agua residual, en el periodo de 3 meses, mediante muestreo compuesto, donde se obtuvo que los par�metros fuera de los l�mites de descarga a un cuerpo de agua dulce de la Tabla 9 del Acuerdo Ministerial 097-A, fueron los aceites y grasas 139 mg/l, el cobre 8.18 mg/l, los cloruros 1260 mg/l, el color 312 UC, la DBO5 263.9mg/l, la DQO 626.67mg/l, los SST 946 mg/l, los ST 3266 mg/l y presencia de materia flotante. Determinados estos par�metros se procedi� a realizar la prueba de jarras, determin�ndose que la dosis �ptima para 2 l de agua residual fue 50 ml de sulfato de aluminio al 5% m/v como coagulante y 0.3 ml de pol�mero cati�nico al 0.01% m/v como floculante, logr�ndose obtener un porcentaje de remoci�n del 88.13%. Finalmente se realiz� el dimensionamiento de la planta de tratamiento de aguas residuales compuesto por un canal rectangular, rejillas, un sedimentador primario, un tanque de aireaci�n mediante difusores, un tanque de coagulaci�n y floculaci�n, un sedimentador secundario y un filtro compuesto por zeolita, arena, carb�n activado y grava. Como una forma de ayuda al medio donde vivimos la quesera tiene que implementar un sistema de tratamiento a sus efluentes para que de esta manera se d� cumplimiento con la normativa ambiental y as� incitar a otras empresas a cuidar y reducir la contaminaci�n del ambiente.

Palabras clave: tecnolog�a y ciencias de la ingenier�a; tratamiento de aguas residuales; industria quesera; caracterizaci�n f�sica; qu�mica y microbiol�gica; coagulaci�n y floculaci�n; dise�o de planta de tratamiento; Suc�a.

 

Abstract

This project had the objective of carrying out the design of a wastewater treatment plant from the artisanal cheese factory �Don Miranda� in the Suc�a canton, for which the flow began by measuring the volumetric gauging method, then for the characterization of the physical, chemical, and microbiological parameters, due to flow variations, 6 samples of 2 l of wastewater were taken, in a period of 3 months, through composite sampling, where it was obtained that the parameters were outside the discharge limits. to a body of fresh water from Table 9 of Ministerial Agreement 097-A, oils and fats were 139 mg/l, copper 8.18 mg/l, chlorides 1260 mg/l, color 312 UC, BOD5 263.9 mg /l, COD 626.67mg/l, TSS 946 mg/l, TS 3266 mg/l and presence of floating matter. Once these parameters were determined, the jar test was carried out, determining that the optimal dose for 2 l of wastewater was 50 ml of aluminum sulfate at 5% m/v as coagulant and 0.3 ml of cationic polymer at 0.01% m/v. as a flocculant, achieving a removal percentage of 88.13%. Finally, the sizing of the wastewater treatment plant was carried out, consisting of a rectangular channel, grates, a primary settler, an aeration tank using diffusers, a coagulation and flocculation tank, a secondary settler and a filter composed of zeolite, sand. , activated carbon and gravel. As a way to help the environment where we live, the cheese factory has to implement a treatment system for its effluents so that in this way it complies with environmental regulations and thus encourages other companies to take care of and reduce environmental pollution.

Keywords: technology and engineering sciences; wastewater treatment; cheese industry; physical characterization; chemistry and microbiology; coagulation and flocculation; treatment plant design; Suc�a.

 

Resumo

Este projeto teve como objetivo realizar o projeto de uma esta��o de tratamento de �guas residuais da queijaria artesanal �Don Miranda� no cant�o de Suc�a, para a qual o fluxo come�ou pela medi��o do m�todo de medi��o volum�trica, depois pela caracteriza��o dos aspectos f�sicos, qu�micos , e par�metros microbiol�gicos, devido a varia��es de vaz�o, foram coletadas 6 amostras de 2 l de efluente, num per�odo de 3 meses, atrav�s de amostragem composta, onde se obteve que os par�metros estavam fora dos limites de descarga para um corpo de �gua doce. da Tabela 9 do Acordo Ministerial 097-A, �leos e gorduras foram 139 mg/l, cobre 8,18 mg/l, cloretos 1260 mg/l, cor 312 UC, DBO5 263,9 mg/l, DQO 626,67 mg/l, TSS 946 mg /l, TS 3266 mg/l e presen�a de mat�ria flutuante. Uma vez determinados estes par�metros, foi realizado o jar test, determinando que a dose ideal para 2 l de �gua residual era de 50 ml de sulfato de alum�nio a 5% m/v como coagulante e 0,3 ml de pol�mero cati�nico a 0,01% m/v. como floculante, alcan�ando um percentual de remo��o de 88,13%. Por fim, foi realizado o dimensionamento da esta��o de tratamento de esgoto, composta por um canal retangular, grades, um decantador prim�rio, um tanque de aera��o atrav�s de difusores, um tanque de coagula��o e flocula��o, um decantador secund�rio e um filtro composto por ze�lita, areia. carv�o ativado e cascalho. Como forma de ajudar o ambiente onde vivemos, a queijaria tem que implementar um sistema de tratamento dos seus efluentes para que desta forma cumpra as normas ambientais e assim incentive outras empresas a cuidar e reduzir a polui��o ambiental.

Palavras-chave: tecnologia e ci�ncias da engenharia; tratamento de �guas residuais; ind�stria de queijos; caracteriza��o f�sica; qu�mica e microbiologia; coagula��o e flocula��o; projeto de esta��o de tratamento; Suc�a.

 

Introducci�n

En la industria l�ctea se produce un elevado consumo de agua y energ�a, la generaci�n de agua residual con alto contenido org�nico, la liberaci�n de gases y part�culas al aire y el ruido (Vallejo Llerena, 2014, p.3), conforme a los procesos y sistemas usados para la fabricaci�n de distintos productos (O�ate Barraza y Chinchilla Calder�n, 2021: p.122), en donde por cada litro de leche procesada se genera desde 6 hasta 10 litros de agua residual (Porwal et al., 2015: p.2), proveniente de la limpieza, de la desinfecci�n, del calentamiento, del enfriamiento y del lavado de las instalaciones (Chuiza-Rojas et al. 2019: p.246).

Seg�n la FAO (2021, p.2), la producci�n lechera mundial se encuentra en constante aumento, ya que casi lleg� en el 2020 a 906 millones de toneladas, un 2,0% m�s que en 2019, y tambi�n teniendo en cuenta que la proyecci�n de crecimiento anual es de 1,7% con lo que se llegara a 1020 millones de toneladas en 2030 (OECD-FAO, 2021, p.179), acorde con estos datos es evidente que esta actividad acoja una gran importancia debido a la contaminaci�n ambiental que produce su procesamiento a lo largo de su preparaci�n para el comercio.

A nivel mundial, uno de los derivados l�cteos de mayor inter�s por sus caracter�sticas alimentarias es el queso, el cual genera una cantidad considerable de un subproducto denominado lactosuero, que por parte de las queseras artesanales es usado para la alimentaci�n animal o desechado como efluente l�quido incrementando de este modo los niveles de contaminaci�n ambiental en las zonas cercanas (Cortez Latorre, 2018, pp. 13-14), por la fuerza contaminante equivalente a la de las aguas negras producidas en un d�a por 500 personas, es decir, mil litros de lactosuero producen aproximadamente 35 kg de demanda biol�gica de ox�geno (DBO) y cerca de 68 kg de demanda qu�mica de ox�geno (DQO) (INTI, 2017, p.13).

Las aguas residuales provenientes de la industria quesera adem�s de la alta carga org�nica que posee tambi�n presentan aceites y grasas, variaciones de temperatura y pH, lo cual indica que antes de ser vertidas al ambiente y poder cumplir con las exigencias de calidad de las normas de cada pa�s(Lazcano Carre�o, 2016, pp.266-268),� deben tener un tratamiento de varias etapas o procesos con el prop�sito de acondicionar el agua residual y preservar los ecosistemas (Quispe P�rez et al., 2020: p.17).

En Ecuador debido a la contaminaci�n por parte de las aguas residuales sin tratamiento alguno previo al vertido en los alcantarillados, as� como, en las distintas fuentes h�dricas, existen organismos reguladores como el Ministerio del Ambiente, Agua y Transici�n Ecol�gica (MAATE) que se encarga de llevar el control de las descargas de efluentes permitiendo, mediante obligaciones, mejoras en el ambiente y de la comunidad que depende de este (Corona Lisboa, 2011; citado en Chav�z-Vera, 2017, p. 540).

El trabajo est� estructurado en cuatro cap�tulos: en el primer cap�tulo se presenta el problema analizando las procesos y la practicas que causan mayor impacto en las actividades llevadas a cabo en la quesera; en el segundo cap�tulo se define los conceptos y teor�as necesarios para comprender qu� tipo de sistema y que dise�o es m�s eficiente; el tercer cap�tulo representa la metodolog�a a utilizar para la medici�n de caudales, tomar las muestras, realizar la caracterizaci�n del agua residual y la prueba de tratabilidad; y finalmente en el cuarto cap�tulo se presenta los resultados generados durante el trabajo para validar nuestra investigaci�n mediante las conclusiones y recomendaciones obtenidas en el desarrollo.

El presente proyecto se realiz� en la quesera artesanal �Don Miranda� que se encuentra ubicada en la parroquia Santa Marianita de Jes�s del cant�n Suc�a situada en la provincia de Morona Santiago.

Figura 1: Ubicaci�n de la quesera �Don Miranda� en la parroquia Santa Marianita de Jes�s, en el cant�n Suc�a, provincia Morona Santiago.

Realizado por: los autores, 2022

 

Descripci�n de la quesera

La quesera �Don Miranda� es una empresa familiar que produce uno de los mejores quesos artesanales de la provincia Morona Santiago desde hace unos 50 a�os aproximadamente con una producci�n diaria de 45 unidades por 400 litros de leche propia. Estos quesos son enviados m�s del 70% a los Estados Unidos y el resto es entregado en todos los diferentes cantones de la provincia.� La quesera cuenta con un cuarto de un �rea de 100 m² para la producci�n de quesos, el cual esta divido en secciones, primero un espacio destinado para la recepci�n de la leche y el cernido, seguido se encuentran los tanques para el enfriamiento de la leche, luego los mesones en un lugar oscuro para el almacenamiento y finalmente un encementado separado para el lavado de las pomas.

 

�ndice de biodegradabilidad

Obtenido el resultado de la biodegradabilidad mediante la relaci�n entre DBO5 y DQO, que es de 0.42, se ha determinado que este efluente es de tipo biodegradable, por lo tanto, el sistema de tratamiento adecuado es el f�sico-qu�mico o el biol�gico.

 

 

Debido a las caracter�sticas del contenido que presenta el efluente de la quesera y del ambiente �ptimo para que los microorganismos degraden la materia org�nica, se ha optado por el tratamiento f�sico-qu�mico de acorde a la relaci�n DBO5/DQO desde 0.3 a 0.7

 

 

Determinado el caudal y los resultados de la caracterizaci�n f�sico-qu�mica y microbiol�gica del agua residual, acorde a los par�metros que se encuentran fuera de los l�mites m�ximos permisibles del Acuerdo Ministerial 097-A Anexo A del TULSMA, Tabla 9: Limites de descarga a un cuerpo de agua dulce, se dimensiono el sistema de tratamiento de aguas residuales de la quesera �Don Miranda� con el objetivo de ajustarse a estos valores de descarga definiendo as� los componentes unitarios m�s efectivos en el sistema de tratamiento f�sico-qu�mico para garantizar una correcta depuraci�n del efluente y cumplir con la normativa ambiental mediante referentes para el tratamiento de aguas residuales como (Coche, 1993; Metcalf y Eddy, 1995; Ramalho, 1996; Crites y Tchobanogloues, 2000a; Wiki 2007; Lazcano Carre�o, 2016).

 

Caudal de dise�o.

La determinaci�n del caudal para el dise�o de la PTAR se hizo considerando el caudal m�ximo diario, que seg�n la Tabla 1-4 es 0.61 l/s del rango de 0.01 l/s como m�nimo a 0.61 l/s como m�ximo, ya que la empresa no aumentara su producci�n debido a que toda la finca ya se encuentra con ganado vacuno y al ser una empresa familiar no se recolecta leche de otros productores.

 

 

Resultados

A continuaci�n, se presentan los datos obtenidos de la medici�n del caudal, de la caracterizaci�n f�sica-qu�mica y microbiol�gica del agua residual de la quesera con los par�metros que se encuentran fuera de los l�mites permisibles y que nos ayudaran para realizar los c�lculos del dise�o de nuestra PTAR provenientes de la quesera �Don Miranda�.

En la Tabla 1 se muestran los resultados obtenidos a lo largo de una semana en intervalos de 30 minutos empezando a las 10:00 am y finalizando a las 15:00 pm, esto con el objetivo de prevenir posibles errores a la hora de llevar a cabo nuestro dimensionamiento de la PTAR.

 

 

 

 

 

 

 

 

Tabla 1: Datos de la medici�n diaria de los caudales producidos en la quesera "Don Miranda"

Realizado por: los autores, 2022

 

Gr�fico 1: Variaci�n del caudal promedio diario

Realizado por: los autores, 2022

 

La variaci�n del caudal promedio, tomado de lunes a viernes durante una semana empezando a las 10:00 am y finalizando a las 15:00 pm, se observa en la Tabla 1-4 y en el Gr�fico 1-4, donde no existe una variaci�n, seg�n el promedio, los d�as lunes, mi�rcoles y domingo, y en los d�as martes, jueves, viernes y s�bado existe una variaci�n poco significativa, esto se debe a que todos los d�as se lleva a cabo el mismo proceso para la elaboraci�n de quesos.

Se obtuvo 77 mediciones en las cuales se determin� que las horas donde existe mayor volumen son a las 11:00 am, por las descargas de los dos tanques de enfriamiento, y de las 13:30 a 14:00 pm, debido a la limpieza de las instalaciones y de los materiales utilizados en el proceso. Las horas donde se produce menor volumen son a las 12:30 pm, donde se realiza el cernido de suero y a las 15:00 pm donde el proceso de producci�n ya ha finalizado.

 

Resultados de la caracterizaci�n f�sica, qu�mica y microbiol�gica del agua residual proveniente de la quesera �Don Miranda�

El an�lisis de los par�metros f�sicos, qu�micos y microbiol�gicos se realizaron en el laboratorio de la Planta Potabilizadora de Aguas de San Isidro del Municipio del cant�n Morona y en el laboratorio LABCESTTA S.A., para lo cual se requiri� 6 muestras de 2 l y 3 muestras de100 ml en frascos est�riles con el objetivo de reducir la contaminaci�n y prevenir errores en su an�lisis.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tabla 2: Datos de la caracterizaci�n f�sica, qu�mica y microbiol�gica de la quesera "Don Miranda"

Fuente: LABCESTTA y Laboratorio Planta Potabilizadora de Agua San Isidro, 2022

Realizado por: los autores, 2022

 

En la Tabla 2 tenemos los resultados que se obtuvo de los an�lisis de los tres muestreos realizados del agua residual proveniente de la quesera �Don Miranda� en donde al comparar con la tabla 9 del Anexo 1 del libro VI del AM 097-A, se observ� par�metros con valores promedios fuera de los l�mites m�ximos permisibles como es el caso de los aceites y grasas con 114.23 mg/l, debido al contenido de natas, prote�nas y grasas de la leche; de los cloruros con un valor de 1300 mg/l por el uso de sal en la desinfecci�n de las pomas; del cobre con un valor de 5.49 mg/l, el cual se puede encontrar en los quesos y tambi�n en utensilios de este material; del color con un valor de 252 UC consecuencia de restos de leche, quesos y de los lodos de la limpieza de pisos y de las pomas; de la DQO con un valor de 646.86 mg/l y de la DBO5 con 198.98 mg/l, esto debido a la presencia de lactosuero de la producci�n de queso que es considerado de alta carga org�nica; de la materia flotante hubo visibilidad a causa de que en el lavado de los cernidores de cuajada quedan restos de quesos; del pH se obtuvo un valor �cido de 5.97 por la presencia del suero debido a su fermentaci�n; de los TDS se encontr� un elevado valor de 1748.67 mg/l, al igual de los SST con 983 mg/l y as� de los s�lidos totales obteniendo 2731.67 mg/l, causado por los restos de leche, del lavado de pomas y� del cernido, por el suero y basuras de la limpieza, de la misma forma que afectan en la turbiedad con un valor de 757 NTU; seg�n la investigaci�n realizada por O�ate Barraza y Chinchilla Calder�n (2021, pp.121-128) las aguas residuales de la industria l�ctea se caracterizan por tener una gran carga org�nica representada en DQO, aceites y grasas, y SST, resultando dif�cil la disminuci�n o remoci�n de los SST, y de aceites y grasas.

 

Prueba de tratabilidad para el agua residual proveniente de la quesera �Don Miranda�

La prueba de tratabilidad realizada consiste en coagulaci�n y floculaci�n mediante el equipo de prueba de jarras Phipps & Bird 7790-400 del laboratorio de la Planta Potabilizadora de Aguas de San Isidro.

 

Prueba de jarras

La prueba de jarras se realiz� con el sulfato de aluminio al 5% m/v, regulador de pH al 2.5% m/v y pol�mero cati�nico al 0.01% m/v, en la muestra 1 y al 10% m/v de regulador de pH, al 10% m/v de sulfato de aluminio y pol�mero cati�nico al 0.1% m/v en la muestra 3.

Tabla 3 : Dosis �ptimas para el Regulante de pH, coagulante y floculante (M1)

Fuente: Laboratorio de la Planta Potabilizadora de Agua San Isidro

Realizado por: los autores, 2022

 

La Tabla 3 indica la dosificaci�n del Regulante de pH s�lido, sulfato de aluminio y pol�mero cati�nico en una jarra de 2000 ml con muestra de agua residual, en donde se observ� una buena formaci�n de fl�culos y clarificaci�n al ajustar el pH a 9.3 con 280 ml de regulador de pH, al agregar 28 ml de sulfato de aluminio y 0.3 ml de pol�mero cati�nico, lo que indica que las dosis optimas se encuentran entre estos valores por lo que en la tabla 4-4 se determinara cu�l de las dosis presentan mejores caracter�sticas.

 

 

 

Tabla 4: Dosificaci�n de regulante, coagulante y floculante (M1)

Realizado: los autores, 2022

 

Caracterizaci�n final del efluente despu�s de la prueba de tratabilidad (M1)

Tabla 5: An�lisis f�sicos, qu�micos y microbiol�gicos del agua residual tratada (M1)

Fuente: LABCESTTA y Laboratorio Planta Potabilizadora de Agua San Isidro, 2022

Realizado por: los autores, 2022

 

En la Tabla 5 tenemos los resultados de los par�metros que se encontraban fuera de los l�mites m�ximos permisibles de la tabla 9 Limites de descargas a un cuerpo de agua dulce del AM 097-A, luego de haber pasado por la prueba de tratabilidad mediante la coagulaci�n y floculaci�n con ayuda del equipo de jarras.�

Con esta prueba utilizando regulador de pH s�lido al 2.5% m/v, sulfato de aluminio al 5% m/v y pol�mero cati�nico al 0.01% m/v, los resultados de estos par�metros indican una buena calidad del agua encontr�ndose dentro de los l�mites permisibles de la normativa ambiental vigente y eliminado la carga org�nica producida por el suero, derrames de leche, lavado de pomas, cernideros y limpieza de las instalaciones, los resultados de los par�metros fueron: aceites y grasas 20.6 mg/l, DBO5 8.69 mg/l, DQO 14.48, turbiedad de 87 NTU, 21 UC, de 87 mg/l de SST, 213 mg/l de TDS, solidos totales de 300 mg/l, 721 mg/l de cloruros, 0.587 mg/ l de cobre, y una ausencia de coliformes fecales.

 

Prueba de jarras muestra 3

La Tabla 6 indica la adici�n de la disoluci�n de los reactivos usados como regulante, coagulante y floculante, mediante el control de las revoluciones por minuto (RPM) y la observaci�n de la formaci�n de fl�culos.

 

 

 

 

 

Tabla 6: Dosis �ptimas para el Regulante de pH, coagulante y floculante (M3)

Fuente: Laboratorio de la Planta Potabilizadora de Agua San Isidro

Realizado por: los autores , 2022

 

La Tabla 6 indica la dosificaci�n del Regulante de pH s�lido, sulfato de aluminio y pol�mero cati�nico en una jarra de 2000 ml con muestra de agua residual, en donde se observ� una buena formaci�n de fl�culos y clarificaci�n al ajustar el pH a 9.84 con 12 ml de regulador de pH al 10% m/v, al agregar 20 ml de sulfato de aluminio al 10% m/v y 0.3 ml de pol�mero cati�nico al 0.1% m/v, lo que indica que las dosis optimas se encuentran entre estos valores por lo que en la tabla 7-4 se determinara cu�l de las dosis presentan mejores caracter�sticas.

 

 

 

 

 

 

Tabla 7: Dosificaci�n de Regulante, coagulante y floculante (M3)

Realizado por: los autores, 2022

 

La Tabla 7 representa la dosificaci�n, en 6 jarras de 2000 ml de agua residual, de sulfato de aluminio al 10% m/v entre valores de 10 a 35 ml, de regulador de pH entre 6 y 16 ml al 10% m/v y de pol�mero cati�nico al 0.1% m/v 0.3 ml con el objetivo de no saturar la muestra.

 

�Caracterizaci�n final del efluente despu�s de la prueba de tratabilidad (M3)

 

Tabla 8: An�lisis f�sicos, qu�micos y microbiol�gicos del agua residual tratada (M3)

Fuente: LABCESTTA y Laboratorio Planta Potabilizadora de Agua San Isidro, 2022

Realizado por: los autores, 2022

 

En la Tabla 8 se gener� los resultados de los par�metros que se encontraban fuera de los l�mites m�ximos permisibles de la tabla 9 Limites de descargas a un cuerpo de agua dulce del AM 097-A, luego de haber pasado por la prueba de tratabilidad mediante la coagulaci�n y floculaci�n con ayuda del equipo de jarras.�

Con esta prueba utilizando regulador de pH s�lido al 10%, sulfato de aluminio al 10% y pol�mero cati�nico al 0.1%, los resultados de estos par�metros indican una buena calidad del agua encontr�ndose dentro de los l�mites permisibles de la normativa ambiental vigente y eliminado la carga org�nica producida por el suero, derrames de leche, lavado de pomas, cernideros y limpieza de las instalaciones, los resultados de los par�metros fueron: aceites y grasas 13.2 mg/l, DBO5 69 mg/l lo cual fue determinado en relaci�n al DQO ya que al encontrarse al doble de DBO5 en el l�mite de la tabla 9 del AM 097-A, se procedi� a dividir el valor de DQO de 138 mg/l entre 2, turbiedad de 133 NTU, 26 UC, 137 mg/l de SST, 132 mg/l de TDS, solidos totales de 269 mg/l, 461 mg/l de cloruros, 0.323 mg/ l de cobre, y una ausencia de coliformes fecales.

 

Porcentajes de remoci�n

Una vez obtenidos los resultados de la caracterizaci�n de las muestras 1 y 3 luego de aplicar las pruebas de tratabilidad y realizar su comparaci�n con la tabla 9 de los l�mites de descargas a cuerpos de agua dulce del AM 097-A, se procedi� a realizar el c�lculo de los porcentajes de remoci�n.

Porcentaje de remoci�n del sulfato de aluminio al 5% m/v, regulador de pH al 2.5% m/v y del pol�mero cati�nico al 0.01%m/v.

Tabla 9: Porcentajes de remoci�n (M1)

Realizado por: los autores, 2022

 

Porcentaje de remoci�n del sulfato de aluminio al 10% m/v, regulador de pH al 10% m/v y del pol�mero cati�nico al 0.1% m/v.

Tabla 10: Porcentajes de remoci�n (M3)

Realizado por: los autores, 2022

 

Gr�fico 4: Comparaci�n de los porcentajes entre la M1 Y M3

Realizado por: los autores, 2022

 

En la Tabla 9 y 10 se representan los valores de remoci�n de los par�metros fuera de los l�mites permisibles al igual que en el gr�fico 4, con lo que se procedi� elegir la prueba con sulfato de aluminio al 5%, regulador de pH al 2.5% y pol�mero cati�nico al 0.01%, la cual mostro un porcentaje de remoci�n promedio de 88.13%, por lo que se procedi� a realizar los c�lculos de dimensionamiento del sistema de tratamiento de aguas residuales con considerando estos resultados.

 

Resultados del c�lculo del caudal de dise�o

 

Tabla 11: Resultados del c�lculo del caudal

Realizado por: los autores, 2022

 

En la tabla 11 se indica el caudal de dise�o considerado para el dimensionamiento con el factor de seguridad siendo este de 7.93x10^-4 m³/s.

 

Resultados del c�lculo del canal rectangular

 

Tabla 12: Resultados del c�lculo del canal

Realizado por: los autores, 2022

 

En la tabla 12 se encuentran los datos obtenidos del dimensionamiento del canal de forma rectangular con 0.18 m de ancho, 0.37 m de altura, con un �rea de 0.00104 m², y altura efectiva de

0.072 m, el cual servir� para guiar el agua residual proveniente de la quesera hacia el sistema de tratamiento.

 

Resultados del dimensionamiento del sistema de cribado o rejillas

 

Tabla 13: Resultados del dimensionamiento de las rejillas

Realizado por: los autores, 2022

 

La Tabla 13 presenta los resultados obtenidos para la implementaci�n del sistema de cribado o rejillas que son 4 barras de 0.005 m de ancho, con 0.53 m de largo a 45� de inclinaci�n para limpieza manual, el cual tiene la finalidad de separar los s�lidos gruesos presentes en el agua residual que son los trozos de quesos provenientes del lavado de cernidores, de hierbas y lodo provenientes del lavado de pomas y de fundas.��

 

Resultados del dimensionamiento del sedimentador primario circular

 

Tabla 14: Resultados del dimensionamiento del sedimentador primario

Realizado por: los autores, 2022

 

Los resultados del dimensionamiento para el sedimentador primario se encuentran presentes en la Tabla 14 donde se obtuvo para el di�metro un valor de 1.58 m, para la profundidad 3 m con un tiempo de retenci�n de 2 horas, este sistema tiene el objetivo de retener y asentar los s�lidos suspendidos y dem�s basuras que no fueron separadas en el sistema de rejillas y puedan ocasionar posibles errores en el tratamiento.

 

Resultados del dimensionamiento del tanque de aireaci�n

 

Tabla 15: Resultados del dimensionamiento del tanque de aireaci�n

Realizado por: los autores, 2022

 

Los resultados para el tanque de aireaci�n se presentan en la Tabla 15 donde se obtuvo una profundidad para el tanque de 1.54 m, un ancho de 2.31 m, y un tiempo de retenci�n hidr�ulica de 5.75 horas, el cual tiene la finalidad de aumentar el ox�geno disuelto e influir en la biodegradabidad de la materia org�nica reduciendo el contenido de DBO y DQO.

 

Resultados del dimensionamiento del sedimentador secundario

 

Tabla 16: Resultados del dimensionamiento del sedimentador secundario

Realizado por: los autores, 2022

 

En la tabla 16 se indican los resultados del dimensionamiento del sedimentador secundario el cual tiene un di�metro de 1.58 m, una altura de 3 m, un tiempo de retenci�n de 2 horas y un volumen de 5.71 m³, el cual cumplir� con el objetivo de clarificar el agua con la sedimentaci�n de s�lidos suspendidos a trav�s de su peso.

 

 

 

 

 

 

 

 

Resultados del dimensionamiento del tanque de coagulaci�n y floculaci�n

 

Tabla 17: Resultados del dimensionamiento del tanque de coagulaci�n y floculaci�n

Realizado por: los autores, 2022

 

La Tabla 17 nos indica los datos para el tanque de coagulaci�n y floculaci�n donde se obtuvo un di�metro de 1.32 m para una capacidad de 3.42 m³, el cual eliminara las part�culas coloidales y clarificara el agua mediante la decantaci�n de los s�lidos a�adiendo 280 ml de regulador de pH s�lido al 2.5% m/v, 50 ml de sulfato de aluminio al 5%m/v, y 0.3 ml de floculante cati�nico al 0.01%m/v por cada dos litros de agua residual.

 

Resultados del dimensionamiento del filtro

 

Tabla 18: Resultados del dimensionamiento del filtro

Realizado por: los autores, 2022

 

En la Tabla 18 se presenta la composici�n del filtro y los datos para su implementaci�n, las capas del filtro est�n formadas por un ancho de 0.37 m y una altura de grava de 0.45 m, de arena de 0.30 m, de carb�n activado de 0.60 m, y de zeolita de 0.80 m, considerando el factor de seguridad se tiene una altura total de 2.7 m, este sistema permitir� la clarificaci�n del agua residual y eliminar� los �ltimos solidos que hayan pasado de los procesos anteriores.

 

Conclusiones

�         Se determin� que el caudal de dise�o es de� , con la aplicaci�n del m�todo de aforo volum�trico en el tubo a la cual se conectan todas las descargas provenientes de la quesera.

�         Se realiz� la caracterizaci�n f�sica, qu�mica y microbiol�gica del agua residual proveniente de la quesera durante su proceso de producci�n donde se encontr� a varios par�metros por encima de los valores permisibles de la Tabla 9 l�mites de descarga a un cuerpo de agua dulce del AM 097-A, los cuales fueron aceites y grasas con un valor de 139 mg/l, cloruros con 1260 mg/l, cobre con 8.18 mg/l, color con 312 UC, DBO5 con 263.9 mg/l, DQO con 626.67 mg/l, pH con 5.8, s�lidos suspendidos totales con 946 mg/l, s�lidos totales con 3266 mg/l y tambi�n presencia materia flotante debido a los restos de quesos, todos estos valores son caracter�sticos de las industrias l�cteas por la carga org�nica que presenta el suero.

�         La prueba de jarras como tratabilidad al agua residual de la quesera con par�metros fuera de la norma demostr� un porcentaje de remoci�n de 88.53% de turbiedad, 93.27% de color, 90.80% de s�lidos suspendidos totales, 90.82% de solidos disueltos totales, 90.81% de s�lidos totales, 96.71% de DBO5, 97.69% de DQO, 42.78% de cloruros, 92.82% de cobre, 85.15% de aceites y grasas, y el 100% de coliformes fecales, permitiendo de esta manera estar dentro de los l�mites m�ximos permisible y cumplir con la normativa ambiental.

�         La planta de tratamiento de aguas residuales provenientes de la quesera �Don miranda� est� compuesta por un canal rectangular de 0.18 cm de ancho y una altura de 0.372 m; rejillas de 4 barras de 0.005 m de ancho y con una longitud de 0.53 m; un sedimentador primario de 1.58 m de di�metro, con una profundidad de 3 m y con capacidad de 5.71 m³; un sistema de aireaci�n por difusores con un ancho de 2.31 m, y una profundidad de 1.54 m; un tanque de coagulaci�n y floculaci�n de 1.32 m de di�metro y capacidad de 3.42m³; un sedimentador secundario de 1.58 m de di�metro y capacidad de 5.71 m³; y por ultimo tratamiento, un filtro de 0.37 m de ancho por 2.7 m de alto con 2.15 m de leche filtrante, logrando de esta manera evitar la contaminaci�n al r�o Arapicos y poder desechar una agua de buena calidad para el ambiente.

 

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