RESULTADOS DE TEMPERATURA Y pH

Según la tabla 35, podemos observar los parámetros de temperatura,

pasando de un valor de temperatura promedio por puntos, 15.28°C, 14.6°C, 16 °C, 13.96°C, 15.34°C y 13.38°C correspondiente al monitoreo de cada punto de monitoreo; así mismo se ven los promedios de temperatura por días, se registró temperaturas máximas promedio de 18.17°Cel 2do día de monitoreo

Tabla 34: Variación de Temperatura en los sedimentadores y filtros verticales de la planta de tratamiento de aguas residuales de José Domingo

Choquehuanca. T° EFLUENTE PROM DIA DIA PUNTO 01 PUNTO 02 PUNTO 03 PUNTO 04 PUNTO 05 PUNTO 06 13/02/2018 15.7 15.7 15.7 13.9 13.9 14 14.82 20/02/2018 16.6 16.5 21.8 16.3 22.2 15.6 18.17 17/04/2018 16.7 16.4 19.2 15.5 13.2 12.7 15.62 26/04/2018 14 11.5 11.7 10.7 14.8 12.5 12.53 03/05/2018 13.4 12.9 11.6 13.4 12.6 12.1 12.67 PROM- PUNTO 15.28 14.6 16 13.96 15.34 13.38 FUENTE: Reporte de Resultados del Multiparametro UANCV (2018)

Elaboración: por el investigador

La figura 35 nos muestran el comportamiento de la temperatura del afluente y afluente de la planta de tratamiento en todos los muestreos

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realizados. Observándose que en la temperatura no hay mucha variación.

Figura 35: Variación de la temperatura en los sedimentadores y filtros verticales. Fuente: Tabla 35

Elaboración: por el investigador

Según la tabla 36, podemos observar los parámetros de pH, con valores

de pH promedio por puntos, siendo estos de 8.57, 8.16, 8.29, 8.05, 8.06, 7.98 respectivamente a cada punto de monitoreo; así mismo se ven los promedios de pH por días siendo el tercer día de monitoreo que registro Ph más altos con un promedio de 8.52, se registró un pH máximo de 8.88 esto fue registrado en el punto 01 el último día de monitoreo y un pH mínimo de 7.36 registrado el primer día en el punto 04 y 05

Tabla 35: Variación del pH en los sedimentadores y filtros verticales de la planta de tratamiento de aguas residuales de José Domingo Choquehuanca.

pH EFLUENTE _PROM- DIA DIA PUNTO 01 PUNTO 02 PUNTO 03 PUNTO 04 PUNTO 05 PUNTO 06 13/02/2018 8.05 7.85 8.05 7.36 7.36 7.44 7.69 20/02/2018 8.57 8.31 8.29 7.96 8.13 7.91 8.20 17/04/2018 8.77 8.39 8.71 8.72 8.29 8.25 8.52 26/04/2018 8.59 8.27 8.16 8.04 8.44 8.18 8.28 03/05/2018 8.88 7.97 8.22 8.15 8.1 8.13 8.24 PROM- PUNTO 8.57 8.16 8.29 8.05 8.06 7.98 VALOR MIN 7.36

PUNTO 01 PUNTO 02 PUNTO 03 PUNTO 04 PUNTO 05 PUNTO 06

13/02/2018 15.7 15.7 15.7 13.9 13.9 14 20/02/2018 16.6 16.5 21.8 16.3 22.2 15.6 17/04/2018 16.7 16.4 19.2 15.5 13.2 12.7 26/04/2018 14 11.5 11.7 10.7 14.8 12.5 03/05/2018 13.4 12.9 11.6 13.4 12.6 12.1 10 14 18 22

73 VALOR

MAX 8.88

FUENTE: Reporté de Resultados del Multiparametro UANCV (2018) Elaboración: por el investigador

La figura 36 nos muestran gráficamente los datos de pH registrados durante toda la investigación; de forma relevante se puede apreciar que hay una disminución de pH del punto 01 al punto 06 en todos los días de monitoreo, al mismo se observa que el primer día se registraron los datos de pH más bajos, y el tercer día se registraron los datos de pH más altos.

Figura 36: Variación de la temperatura en los sedimentadores y filtros verticales. Fuente: Tabla 36

Elaboración: por el investigador

PUNTO 01 PUNTO 02 PUNTO 03 PUNTO 04 PUNTO 05 PUNTO 06

13/02/2018 8.05 7.85 8.05 7.36 7.36 7.44 20/02/2018 8.57 8.31 8.29 7.96 8.13 7.91 17/04/2018 8.77 8.39 8.71 8.72 8.29 8.25 26/04/2018 8.59 8.27 8.16 8.04 8.44 8.18 03/05/2018 8.88 7.97 8.22 8.15 8.1 8.13 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 7.7 7.8 7.98 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6 8.7 8.8 8.99

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4.5. DISCUSIONES:

COMPARACIÓN CON LOS LÍMITES MÁXIMOS PERMISIBLES

De acuerdo a los límites máximos para efluentes de plantas de tratamiento de aguas residuales domesticas o municipales (DECRETO SUPREMO N° 003- 2010-MINAM) para la Demanda

Tabla 36: comparación de salida del sistema (efluente) con límites máximos permisibles para los efluentes de plantas de tratamiento de aguas residuales municipales

PARAMETRO UNIDAD LMP DE EFLUENTES PARA VERTIDO A CUERPOS DE AGUA PARAMETROS DE SALIDA NIVEL DE CONTAMINACIO N ACEITES Y GRASAS Mg/L 20 - COLIFORMES TERMOTOLERANTE S NMP/100m l 10000 12000000 FUERTE DEMANDA BIOLOGICA DE OXIGENO Mg/L 100 73.94 ACEPTABLE DEMANDA QUIMICA DE OXIGENO Mg/L 200 Ph Und 6.5-8.5 8.18 ACEPTABLE SOLIDOS TOTALES EN SUSPENSION Ml/L 150 TEMPERATURA ºC <35 10.7 - 22.2 ACEPTABLE FUENTE: datos de los resultados finales

Elaboración: por el investigador

TEMPERATURA.

Según los LMPs nos indica que para la T° el valor debe ser menor de 35°, la temperatura registrada en la investigación oscila entre los valores de 10.7° y 22.2°, estos valores se encuentran por debajo de lo establecido en los LMPs.

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Según Romero (2000). La temperatura es un factor muy importante en la evaluación del rendimiento en un proceso de tratamiento biológico, para un proceso anaerobio en general la temperatura óptima es de 32 – 38 °C

POTENCIAL DE HIDROGENO (pH).

El potencial de hidrogeno (pH) se encuentra dentro del rango establecido en los LMPs que es de 6,5 a 8.5, en la investigación ser obtuvo un pH promedio de 8.18

Según Romero (2000) En los procesos anaerobios es muy importante el control de pH ya que las bacterias del metano operan solamente en el intervalo de pH 6.5 a 7.5, la disminución o el aumento de pH puede inhibir la actividad de las bacterias del metano. Según datos obtenido, el pH promedio en los puntos de muestro que son 8.57, 8.16, 8.29, 8.05, 8.06, 7.98 respectivamente, superan el intervalo de pH 6.5 -7.5. Al mismo Romero menciona que las reacciones que contribuyen al incremento de pH son las reacciones de oxidación bioquímica de ácidos orgánicos y la destrucción bioquímica de sales de ácidos orgánicos.

DEMANDA BIOLOGICA DE OXIGENO (DBO5)

Según los LMPs indican que para DBO5 el límite máximo permisible es

de 100mg/l del efluente tratado, el resultado promedio obtenido de DBO5

es de 73.94mg/l, en comparación de este resultado se concluye que el resultado obtenido se encuentra dentro de los límites máximos permisibles.

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COLIFORMES FECALES

En cuanto a los coliformes fecales, que indica la norma como máximo 10,000.00 NMP/100ml, obteniéndose como resultado del análisis efectuado 12, 000,000.00 NMP/100ml cuyo resultado está por encima de lo esperado y no cumple con los LMPs

Para solucionar este problema es necesario implementar un proceso de cloración con el fin de disminuir la carga patagona contaminante antes de su vertimiento al rio.

Desinfección con cloro.

o o e Q V t t k N N     ) 1 ( Ne 10,016.69 <10,000 No 12,000,000.00 NMP/100ml k 6.30 min-1 t 30 min Qo 101.95 m3/dia V 13.45 m3 h 1.00 m Área 13.75 m2 Largo 5.50 m Ancho 2.50 m

El clorador será indispensable en la eliminación de la carga patógena, por tal motivo es necesario implementar una cámara de contacto continuo en la que se supone condiciones de equilibrio y de mescla completa, normalmente se coloca pantallas interceptando el camino del fluido.

coeficiente de la ley de chick min-1

k= tasa de eliminación varía desde 0.24 a 6.3 min- 1

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LIMITACIONES DE LA INVESTIGACIÓN

Variaciones en la remoción de la carga orgánica y patógena.

La baja remoción en el Sedimentador 01 y 02 se debería según Romero (2000) la tasa de sedimentación es menor en aguas frías (7ª 18°C) el TR disminuye en aguas frías y a esto se suma el alto tiempo de retención el cual es de 10.9 y 16.4 horas respectivamente, teniendo un efecto en el incremento de viscosidad del líquido causante de la baja tasa de sedimentación ya que según Metcalf y Eddy (1995) nos afirma que los cerca de del 75% de los sólidos en suspensión y 40% de los sólidos filtrables de un agua residual en concentraciones medias son de naturaleza orgánica.

Para una mejor remoción de DBO y CF en los filtros consideremos que esta unidad según la NORMA OS.090 menciona que el uso de un sistema de filtración se debe tener en cuenta que requiere de un tratamiento preliminar, primario como mínimo y recomendable secundario.

Los filtros es una operación utilizada para remover sólidos, material no sedimentable, turbiedad, fosforo, dbo, dqo, metales pesados, virus es decir asegurar una calidad superior del efluente secundario

Recordemos que en todo proceso biológico los organismos se desarrollan de manera apropiada si se les provee básicamente de nutriente suficiente, ausencia de compuestos toxicos y condiciones ambientales apropiadas, la temperatura y el grado de mescla, intensidad solar, pH, contenido de solidos disueltos

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En la tendencia actual se prefiere los diseños con tasa de filtración alta, lechos filtrantes más profundos y medios más gruesos. La finalidad de la carrera de filtración se determina por la fuga de solidos suspendidos en el efluente filtrado o porque las pérdidas de carga, a través del filtro alcanza el valor máximo permisible. (ROMERO ROJAS, 2000)

El filtro típico convencional mono medio que utiliza arena o antracita como medio filtrante y opera por gravedad con tasas de filtración constante o variable. (ROMERO ROJAS, 2000)

Los filtros para tratamiento de agua residual a diferencia de los filtro se purificación de agua, los granos del material filtrante debe ser más grande para que el filtro tenga una velocidad apropiada y pueda almacenar el volumen de floc removidos. (ROMERO ROJAS, 2000)

Según Romero el diseño de filtros para aguas residuales requiere una selección apropiada del tamaño del medio filtrante, de la profundidad del lecho de filtración, de la tasa de filtración y del a perdida de carga disponible para filtración.

Los resultados nos indican una variación de remoción por días, siendo los más notables los siguientes:

La temperatura es un factor muy importante en la evaluación del rendimiento en un proceso de tratamiento biológico, para un proceso anaerobio en general la temperatura óptima es de 32 – 38 °C

Según Romero (2000) En los procesos anaerobios es muy importante el control de pH ya que las bacterias del metano operan solamente en el

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intervalo de pH 6.5 a 7.5, la disminución o el aumento de pH puede inhibir la actividad de las bacterias del metano.

Según los datos obtenido, el pH promedio en los puntos de muestro que son 8.57, 8.16, 8.29, 8.05, 8.06, 7.98 respectivamente, superan el intervalo de pH 6.5 -7.5. Al mismo Romero menciona que las reacciones que contribuyen al incremento de pH son las reacciones de oxidación bioquímica de ácidos orgánicos y la destrucción bioquímica de sales de ácidos orgánicos.

En el segundo día de muestreo en el SEDIMENTADOR 01 se obtienen los siguientes resultados: remoción de DBO = -1.68%, CF = -102.17%, se registra una T° del efluente =16.6 y pH=8.57, por los resultados se puede afirmar el incremento de la DBO Y CF, esto puede ser debido al incremento de T° en ese día, al mismo se observa que la carga orgánica de ingreso es de 141.63 mg/L y la carga Patógena es de 4.6*107 consideremos que la T° óptima para el crecimiento y desarrollo de la actividad bacteriana en regiones frías es de 7-18 °C, y de acuerda a nuestra T° en el punto se crea un ambiente óptimo para incremento de la carga Patógena

Contrario a los resultados del segundo día, en tercer día de monitoreo la remoción de DBO =29.27% esto se debería al resiente proceso de mantenimiento ya que el tercer día corresponde al primer día de monitoreo después del mantenimiento

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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

CONCLUSIONES

PRIMERA.-La remoción de DBO5 en los sedimentadores 01 y 02 y filtros verticales 01, 02 y 03 de la PTAR del distrito de José Domingo Choquehuanca es menor al 25% y 40% respectivamente. De un total de 15 muestras correspondientes al Sedimentador 01 y 02 se obtuvo un remoción promedio de DBO5 del 10.29% y 16.92% respectivamente, obteniéndose un promedio de remoción de 13.61%. Y de un total de 15

muestras correspondientes a los filtros verticales 01, 02 y 03 se obtuvo las remoción promedio 28.82% -7.88% y 11.88% respectivamente. Obteniéndose un promedio de 10.90%

SEGUNDA.-los resultados de La remoción de coliformes fecales en los sedimentadores 01 y 02 y filtros verticales 01, 02 y 03 de la PTAR del distrito de José Domingo Choquehuanca varían según la unidad de tratamiento dando como resultados valores mayores y menores a lo estipulado en la hipótesis De un total de 15 muestras correspondientes al Sedimentador 01 y 02 se obtuvo un remoción promedio de carga orgánica del -34.76% y 34.34% respectivamente. Obteniendo un promedio de -

0.21 resultado que está por debajo de 20% establecido en la hipótesis. Y

de un total de 15 muestras correspondientes a los filtros verticales 01, 02 y 03 se obtuvo las remoción de coliformes fecales promedio -63.58%,

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82.54% y 35.20% respectivamente. Obteniendo un promedio de 24.07%.

Resultado que está por debajo del 30% establecido en la hipótesis.

TERCERA.-los parámetros de temperatura y pH del afluente y efluente de los sedimentadores y filtros verticales están dentro de los límites Máximos Permisibles establecidos en el DS N° 003 – 2010 – MINAM. De un total de 30 muestreos se obtuvo que la temperatura del efluente asila entre 10.7-22.2 °C y el LMP es <35°C, por tanto la temperatura del efluente está dentro de los LMP. Y de un total de 30 muestreos se obtuvo que el pH del efluente asila entre 7.36 -8.88 y, el LMP es de 6.5-8.5, los valores promedio en el último punto de muestreo es de 7.98; por tanto se afirma que el pH está dentro de los Límites Máximos permisibles, al mismo mencionar que los pH elevados corresponde al punto de muestreo de ingreso de la PTAR.

CUARTA.- Los criterios de diseño de los sedimentadores no están en concordancia con los criterios de diseño establecidos en la Norma técnica OS.090 del RNE. Se realizó el dimensionamiento de los sedimentadores 01 y 02 de la planta, obteniéndose que el tiempo de retención es de 10.9 horas para el Sedimentador 01 y 16.4 para el sediementador 02 calculado con el caudal máximo horario, la norma técnica 090 nos da un parámetro de tiempo de retención de 1.5 a 2.5 horas. Respecto a los resultados se puede afirmar que el tiempo de retención en el Sedimentador 01 y 02 es muy alta; respecto a la carga orgánica superficial es de 0.838g/m2/día para el Sedimentador o1 y 0.352g/m2/día para el Sedimentador 02, la

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norma técnica 090 nos da un parámetro de carga Orgánica Superficial de 24-60 g/m2/día. Respecto a los resultados se puede afirmar que la carga orgánica superficial en el Sedimentador 01 y 02 son muy baja.

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RECOMENDACIONES

PRIMERA.- se sugiere a la Universidad Andina Nestos Cceres Velasques realizar convenios con los Municipalidades distritales para que así seguir contribuyendo a la investigación. Así mismo es de importancia considerar que el diseño de plantas de tratamiento de aguas residuales depende de una adecuada caracterización del agua cruda, calidad requerida del efluente, entre otros. Es por esto que se sugiere implementar pruebas en plantas piloto que nos dé resultados reales en cuanto a eficiencia de remoción. Al mismo recomendamos la implementación adecuada de manual de operación y mantenimiento a fin de garantizar la sostenibilidad de la PTAR

SEGUNDA.- se recomienda hacer una caracterización detallada del ingreso de la planta a fin de determinar la concentración de materia orgánica, grasas, nitrógeno fosforo y coliformes fecales como consecuencia de las emanaciones de aguas residuales de restos industriales producto de la elaboración de charqui y chalona lo cual causa alteración en la remoción de cada unidad de tratamiento.

TERCERA: Se recomienda que el filtro vertical 02 tenga la función de un filtro percolador modificando su lecho filtrante por un relleno de material más poroso e implementar un sistema de distribución acorde. Al mismo se recomienda disminuir el tamaño del lecho filtrante del filtro vertical 03 y mezclarlo con antracita. Y a la salida de este implementar un

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Sedimentador secundario en lugar de los reactores biológicos existentes. Al mismo se recomienda la implementación de la cámara de contacto de tal manera que se pueda reducir la carga patógena contamínate. Hacer seguimiento de monitoreo continuo con el fin de verificar el contenido de carga orgánica y patógena después de modificado los lechos filtrantes del filtro 02 y filtro 03

CUARTA.- los parámetros de temperatura y pH del afluente y efluente de los sedimentadores y filtros verticales están dentro de los límites Máximos Permisibles establecidos en el DS N° 003 – 2010 – MINAM. Sin embargo se recomienda que la EPS de la municipalidad de José Domingo Choquehuanca adquiera un multiparametro para la determinación de estas y otras más.

QUINTA.- se recomienda realizar los diseños de PTARs de acuerdo a los datos y características reales y que sean establecidos mediantes pruebas piloto, también considerar las actividades realizadas por la población. Esto con el fin de que no exista un sobre dimensionamiento de la planta. Al mismo se recomienda que Para una mejor remoción de DBO y CF en los filtros consideremos que esta unidad según la NORMA OS.090 menciona que el uso de un sistema de filtración se debe tener en cuenta que requiere de un tratamiento preliminar, primario como mínimo y recomendable secundario.

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