UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA E
INDUSTRIAS
CARRERA DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y MANEJO
DE RIESGOS NATURALES
ANÁLISIS DE LA EFICIENCIA DE LA PLANTA DE
TRATAMIENTO CON PROCESOS BIOLÓGICOS DE AGUAS
RESIDUALES PROVENIENTES DE DESCARGAS
DOMÉSTICAS DE PUÉLLARO
TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO
DE INGENIERA AMBIENTAL Y MANEJO DE RIESGOS NATURALES
MARÍA FERNANDA REVELO LÓPEZ
DIRECTOR: ING. GLORIA ROLDÁN MSc.
FORMULARIO DE REGISTRO BIBLIOGRÁFICO PROYECTO DE TITULACIÓN
DATOS DE CONTACTO
CÉDULA DE IDENTIDAD: 1714261276
APELLIDO Y NOMBRES: Revelo María Fernanda
DIRECCIÓN: Luis Calisto N49221 y Francisco Salgado
EMAIL: [email protected]
TELÉFONO FIJO: 02 2410436
TELÉFONO MOVIL: 0998560231
DATOS DE LA OBRA
TITULO: ANÁLISIS DE LA EFICIENCIA DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO CON PROCESOS BIOLÓGICOS DE AGUAS RESIDUALES PROVENIENTES DE
DESCARGAS DOMÉSTICAS DE
PUÉLLARO.
AUTOR O AUTORES: María Fernanda Revelo López
FECHA DE ENTREGA DEL PROYECTO
DE TITULACIÓN: 07, de marzo de 2017
DIRECTOR DEL PROYECTO DE
TITULACIÓN: Ing. Gloria Roldán MSc. PROGRAMA PREGRADO POSGRADO
TITULO POR EL QUE OPTA: Ingeniera Ambiental y Manejo de Riesgos Naturales
RESUMEN: Mínimo 250 palabras El siguiente proyecto tiene como objetivo realizar el análisis de la eficiencia de la Planta de Tratamiento
de los moradores y proteger las fuentes receptoras, por lo que se realizó una alternativa de diseño de la cámara de desinfección.
PALABRAS CLAVES: Planta de tratamiento, fosa séptica, tratamiento biológico, eficiencia, aguas residuales domésticas, infiltración, parámetros desinfección
that had deficiencies of removal, to be able to determine the type of treatment to be performed, however only a disinfection stage was proposed as a preventive measure since the type of water to be treated contains many Pathogenic microorganisms and sought to safeguard the quality of life of the residents and protect the receiving sources, so we made an alternative design of the disinfection chamber.
KEYWORDS Treatment plant, septic tank, biological treatment, efficiency, domestic sewage, infiltration, parameters, disinfection
Se autoriza la publicación de este Proyecto de Titulación en el Repositorio Digital de la Institución.
DECLARACIÓN Y AUTORIZACIÓN
Yo, MARÍA FERNANDA REVELO LÓPEZ, CI 1714261276 autora del proyecto titulado:
Análisis de la eficiencia de la planta de tratamiento con procesos biológicos de aguas residuales provenientes de descargas domésticas de PUELLARO previo a la obtención del título de INGENIERA AMBIENTAL Y MANEJO DE RIESGOS NATURALES en la Universidad Tecnológica Equinoccial.
1. Declaro tener pleno conocimiento de la obligación que tienen las Instituciones de Educación Superior, de conformidad con el Artículo 144 de la Ley Orgánica de Educación Superior, de entregar a la SENESCYT en formato digital una copia del referido trabajo de graduación para que sea integrado al Sistema Nacional de información de la Educación Superior del Ecuador para su difusión pública respetando los derechos de autor.
2. Autorizo a la BIBLIOTECA de la Universidad Tecnológica Equinoccial a tener una copia del referido trabajo de graduación con el propósito de generar un Repositorio que democratice la información, respetando las políticas de propiedad intelectual vigentes.
Quito, 07 de marzo de 2017
DECLARACIÓN
Yo MARÍA FERNANDA REVELO LÓPEZ declaro que el trabajo aquí descrito es de mi autoría; que no ha sido previamente presentado para ningún grado o calificación profesional; y, que he consultado las referencias bibliográficas que se incluyen en este documento.
La Universidad Tecnológica Equinoccial puede hacer uso de los derechos correspondientes a este trabajo, según lo establecido por la Ley de Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por la normativa institucional vigente.
CERTIFICACIÓN
Certifico que el presente trabajo que lleva por título “ANÁLISIS DE LA EFICIENCIA DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO CON PROCESOS BIOLÓGICOS DE AGUAS RESIDUALES PROVENIENTES DE DESCARGAS DOMÉSTICAS DE PUELLARO”, que, para aspirar al título de Ingeniera Ambiental y Manejo de Riesgos Naturales fue desarrollado por Fernanda Revelo, bajo mi dirección y supervisión, en la Facultad de Ciencias de la Ingeniería e Industrias; y cumple con las condiciones requeridas por el reglamento de Trabajos de Titulación artículos 19, 27 y 28.
Ing. Gloria Roldán MSc.
DIRECTOR DEL TRABAJO
DEDICATORIA
Quisiera dedicar el presente trabajo a todas las personas que influyen en mi vida y que han compartido conmigo lo mejor de ellos, cada uno de ustedes han aportado grandes cosas a mi vida.
Dedico este trabajo especialmente a mi familia, a mi padre y a mi hermana, por ser el pilar fundamental de todo lo que soy, por confiar en mí y comprender mis ideales, por su apoyo incondicional y por ser la motivación e inspiración para alcanzar cada meta que me propongo.
AGRADECIMIENTOS
A mi padre, que a lo largo de toda mi vida me ha apoyado y motivado de diferentes maneras, por su esfuerzo y sacrificio, por ser el principal promotor de mis sueños, por confiar en cada decisión que tomo y creer en mí, por cada consejo, cada regaño, por todo el amor y la confianza que siempre me ha brindado, por velar por mi bienestar, por ser un modelo a seguir, por inculcarme los valores que me permitieron llegar a cumplir esta meta, por ser como eres, gracias a ti esto es posible.
A mi hermana, con quien cada día aprendo algo nuevo, por llenarme de alegría y acompañarme en cada aventura a pesar de que no siempre compartamos los mismos ideales, por ser totalmente incondicional y por ser la gran persona en la que te estas convirtiendo.
A mis compañeros, futuros colegas y más que eso amigos, Emi, Cory, Carlos, Andrea, Vero, Steph, Damián, y Erick, por hacer que esta etapa de mi vida sea inolvidable, cada minuto compartido, las noches de estudio, las risas, por estar para mí en las mejores situaciones y en las peores, por sus innumerables demostraciones de cariño y comprensión, son muy importantes para mí. A Mónica y Erika que aunque no logre verlas con frecuencia siempre han mostrado su apoyo, por ser consejeras y amigas. A mi novio Danny, por acompañarme durante esta etapa, darme su apoyo frente a cualquier circunstancia, por siempre estar dispuesto a ayudarme, y por alentarme a cumplir mis sueños, gracias te amo.
A mis abuelitos que a pesar de la distancia siempre han sido un pilar muy importante en mi vida, por creer en mí y por toda la dulzura y el amor que siempre comparten.
i
ÍNDICE DE CONTENIDOS
PÁGINA
RESUMEN ... x
ABSTRACT ... xi
1.INTRODUCCIÓN ... 1
2. MARCO TEÓRICO ... 2
2.1. AGUAS RESIDUALES ... 2
2.2. CARACTERÍSTICAS DE LAS AGUAS RESIDUALES ... 2
2.2.1. CARACTERISTÍCAS FÍSICAS: ... 3
2.2.1.1. Temperatura ... 3
2.2.1.2. Turbiedad ... 3
2.2.1.3. Color ... 3
2.2.1.4. Olor ... 4
2.2.1.5. Sólidos y residuos ... 4
2.2.1.6. Solidos totales ... 4
2.2.2. CARACTERÍSTICAS QUÏMICAS ... 5
2.2.2.1. pH ... 5
2.2.2.2. Demanda Bioquímica De Oxigeno (DBO) ... 5
2.2.2.3. Demanda Química De Oxigeno (DQO) ... 5
2.2.3. CARACTERÍSTICAS BIOLÓGICAS ... 6
2.3. CONTAMINANTESIMPORTANTESDEINTERÉSENEL TRATAMIENTO DE LAS AGUAS RESIDUALES ... 6
2.4. SISTEMAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES ... 8
2.5. TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES ... 8
2.5.1. PRELIMINARES ... 9
2.5.1.1. Filtración ... 9
ii
2.5.1.3. Tipos de sedimentación ... 10
2.5.2. FLOTACIÓN ... 10
2.5.3. ECUALIZACIÓN ... 11
2.5.4. TRATAMIENTO PRIMARIO ... 11
2.5.5. TRATAMIENTO SECUNDARIO ... 12
2.5.6. TRATAMIENTO TERCIARIO ... 13
2.5.6.1. Desinfección ... 13
2.5.6.2. Manejo de lodos ... 13
2.6. FOSA SÉPTICA ... 14
2.6.1. FUNCIONAMIENTO ... 14
3. METODOLOGÍA ... 16
3.1. TIPODEINVESTIGACIÓN ... 16
3.2. DIAGNÓSTICO ... 16
3.3. CARACTERÍSTICAS DE LA ZONA DE ESTUDIO ... 16
3.4. MUESTREO ... 16
3.5. CARACTERIZACIÓN DE LAS AGUAS ... 17
3.5.1. RESIDUALES DOMÉSTICAS ... 17
3.5.2. PARÁMETROS ... 17
3.6. CÁLCULO DE LA EFICIENCIA ... 17
4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN ... 19
4.1. CARACACTERÍSTICAS DE LA ZONA DE ESTUDIO ... 19
4.1.1. PUÉLLARO... 19
4.1.1.1. Área de implantación física ... 19
4.1.1.2. Área de implantación biótica. ... 20
4.1.1.3. Área de implantación social. ... 21
4.2. DIAGNÓSTICO ... 24
4.3. PARÁMETROS ... 31
iii
4.3.2. pH ... 32
4.3.3. CONDUCTIVIDAD ... 33
4.3.4. SÓLIDOS TOTALES DISUELTOS ... 34
4.3.5. SÓLIDOS TOTALES GRAVIMÉTRICOS ... 35
4.3.6. SÓLIDOS SUSPENDIDOS VOLÁTILES GRAVI. ... 36
4.3.7. DEMANDA QUÍMICA DE OXÍGENO (DQO) ... 37
4.3.8. DEMANDA BIOLÓGICA DE OXÍGENO (DBO5) ... 38
4.3.9. GRASAS Y ACEITES ... 39
4.3.10. TENSOACTIVOS ... 40
4.3.11. NITRÓGENO TOTAL KJELDHAL ... 42
4.3.12. NITRATOS... 43
4.3.13. NITRÓGENO DE AMONIO... 44
4.3.14. FÓSFORO TOTAL ... 45
4.4. CÁLCULO DE LA EFICIENCIA ... 45
4.5. PROPUESTA ... 49
4.5.1. DESINFECCIÓN ... 49
4.5.2. ANALISIS DE COSTOS ... 54
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ... 56
5.1. CONCLUSIONES ... 56
5.2. RECOMENDACIONES: ... 57
BIBLIOGRAFÍA ... 58
iv
ÍNDICE DE TABLAS
PÁGINA
Tabla 1. Contaminantes importantes y de interés para el tratamiento a las
aguas residuales domésticos. ... 6
Tabla 2. Tipos de Tratamiento Secundario ... 12
Tabla 3. Distribución, cobertura y uso del suelo ... 19
Tabla 4. Población según Censos ... 21
Tabla 5. Valores de la Temperatura del afluente y efluente del PTAR de San Luis de Aloguincho ... 31
Tabla 6. Valores de pH del afluente y efluente del PTAR de San Luis de Aloguincho ... 32
Tabla 7. Valores de Conductividad del afluente y efluente del PTAR de San Luis de Aloguincho ... 33
Tabla 8. Valores de los Sólidos Totales Disueltos del afluente y efluente del PTAR de San Luis de Aloguincho (Puéllaro) ... 34
Tabla 9. Valores de los Sólidos Totales Gravimétricos del afluente y efluente del PTAR de San Luis de Aloguincho (Puéllaro)... 35
Tabla 10. Valores de los sólidos suspendidos volátiles gravimétricos del afluente y efluente del PTAR de San Luis de Aloguincho (Puéllaro) ... 36
Tabla 11. Valores de la demanda Química de Oxígeno DQO del afluente y efluente del PTAR de San Luis de Aloguincho (Puéllaro) ... 37
Tabla 12. Valores de Demanda de Oxígeno DBO5 del afluente y efluente del PTAR de San Luis de Aloguincho (Puéllaro)... 38
Tabla 13. Valores de concentración de Grasas y aceites del afluente y efluente del PTAR de San Luis de Aloguincho (Puéllaro) ... 40
v
Tabla 15. Valores del Nitrógeno Total Kjendhal NTK el afluente y efluente del
PTAR de San Luis de Aloguincho (Puéllaro) ... 42
Tabla 16. Valores de nitratos el afluente y efluente del PTAR de San Luis de Aloguincho (Puéllaro) ... 43
Tabla 17. Valores del Nitrógeno de Amonio el afluente y efluente del PTAR de San Luis de Aloguincho (Puéllaro) ... 44
Tabla 18. Valores de Fósforo Total el afluente y efluente del PTAR de San Luis de Aloguincho (Puéllaro) ... 45
Tabla 19. Eficiencia del PTAR de San Luis de Aloguincho (Puéllaro). ... 46
Tabla 20. Eficiencia de otros parámetros de la PTAR San Luis de Aloguincho (Puéllaro). ... 48
Tabla 21. Dosis típicas de compuestos de cloro para procesos de desinfección debido al origen del agua. ... 50
Tabla 22. Datos para realizar el cálculo de la población. ... 51
Tabla 23. Alternativa de diseño ... 53
vi
ÍNDICE DE FIGURAS
PÁGINA
Figura 1. Esquema de una Fosa Séptica ... 15
Figura 2. Diagrama de la PTAR San Luis de Aloguincho ... 24
Figura 3. Tanque sedimentador y tanque desarenador y desengrasador. .. 26
Figura 4. Repartidor de caudal. ... 26
Figura 5. Fosas Sépticas. ... 27
Figura 6. Interior de la fosa séptica. ... 27
Figura 7. Salida del efluente de la fosa séptica. ... 28
Figura 8. Pozos repartidores de flujo. ... 28
Figura 9. Quebrada de descarga. ... 29
Figura 10. Lechos de secado. ... 29
Figura 11. Análisis FODA de la PTAR San Luis de Aloguincho. ... 30
Figura 12. Temperatura del afluente y efluente del PTAR de San Luis de Aloguincho ... 31
Figura 13. pH del afluente y efluente del PTAR de San Luis de Aloguincho 32 Figura 14. Conductividad del afluente y efluente del PTAR de San Luis de Aloguincho ... 33
Figura 15. Sólidos Totales Disueltos del afluente y efluente de la PTAR de San Luis de Aloguincho ... 34
Figura 16. Sólidos Totales Gravimétricos del afluente y efluente del PTAR de San Luis de Aloguincho ... 35
Figura 17. Sólidos suspendidos volátiles gravimétricos del afluente y efluente del PTAR de San Luis de Aloguincho ... 36
vii
Figura 19. Demanda Bioquímica de Oxígeno DBO5 del afluente y efluente del PTAR de San Luis de Aloguincho ... 38
Figura 20. Grasas y aceites del afluente y efluente del PTAR de San Luis de Aloguincho ... 39
Figura 21. Tensoactivos del afluente y efluente del PTAR de San Luis de Aloguincho ... 40
Figura 22. Nitrógeno Total Kjendhal NTK el afluente y efluente del PTAR de San Luis de Aloguincho ... 42
Figura 23. Nitratos el afluente y efluente del PTAR de San Luis de
Aloguincho ... 43
Figura 24. Nitrógeno de Amonio el afluente y efluente del PTAR de San Luis de Aloguincho ... 44
Figura 25. Fósforo Total el afluente y efluente del PTAR de San Luis de Aloguincho ... 45
Figura 26. Eficiencia Promedio de DBO, Grasas y Aceites, Sólidos
suspendidos y Fósforo ... 47
Figura 27. Alternativa de diseño para la cámara de cloración... 53
viii
ÍNDICE DE ANEXOS
PÁGINA Anexo 1 Diagrama de Diseño del PTAR San Luis de Aloguincho... 61
Anexo 2. Resultados de análisis de laboratorio PTAR de San Luis de
Aloguincho ... 62
ix
LISTA DE ABREVIATURAS
DBO Demanda biológica de oxígeno
DQO Demanda química de oxígeno
TSS Sólidos suspendidos
PTAR Planta de tratamiento de aguas
residuales
NTK Nitrógeno total de Kjeldahl
pH Potencial hidrógeno
H2S Ácido sulfhídrico
DMQ Distrito Metropolitano de Quito
STAR Sistema de Tratamiento de Aguas
x
RESUMEN
El siguiente proyecto tiene como objetivo realizar el análisis de la eficiencia de la Planta de Tratamiento con procesos biológicos de aguas residuales provenientes de descargas domésticas de Puéllaro, concretamente del barrio San Luis de Aloguincho, la cual sirve a una población de 162 personas. La importancia de este análisis se debe en que al ser un sector rural no cuentan con todas las facilidades de las zonas urbanas y al ser aguas residuales domésticas con altas cantidades de microorganismos patógenos se debe tener un manejo adecuado de estas, para evitar riesgos en la salud de los pobladores y daños al medio ambiente. Para ello se realizó la caracterización de las Aguas Residuales Domésticas, en base a los muestreos realizados por la Empresa Pública Metropolitana de Agua Potable y Saneamiento (EPMAPS) de Quito, durante el año 2016, tomando en cuenta que se realiza un tratamiento biológico ya que las instalaciones constan de una fosa séptica con infiltración al suelo. Los parámetros que se tomaron como determinantes para el análisis son la Demanda Biológica de Oxígeno, Grasas y Aceites, Sólidos suspendidos y fósforo. Durante el análisis de los resultados se tuvo que analizar los parámetros que tenían deficiencias de remoción, para poder determinar el tipo de tratamiento a realizarse, sin embargo solo se propuso una etapa de desinfección como medida preventiva ya que el tipo de aguas a tratar contiene muchos microorganismos patógenos y se busca salvaguardar la calidad de vida de los moradores y proteger las fuentes receptoras, por lo que se realizó una alternativa para el diseño de la cámara de desinfección.
xi
ABSTRACT
The following project aims to perform the analysis of the efficiency of the Treatment Plant with biological processes of wastewater from domestic discharges of Puéllaro, specifically the district San Luis de Aloguincho, which serves a population of 162 people. The importance of this analysis is due to the fact that as a rural sector do not have all the facilities of urban areas and to be domestic wastewater with high amounts of pathogenic microorganisms must be properly managed to avoid risks in the Health of the inhabitants and damages to the environment. For this purpose, the characterization of Domestic Residual Waters was carried out, based on the sampling carried out by the Empresa Pública Metropolitana de Agua Potable y Saneamiento (EPMAPS) of Quito, during the year 2016, taking into account that biological treatment is carried out since The facilities consist of a septic tank with infiltration to the ground. The parameters that were taken as determinants for the analysis are the Biological Demand of Oxygen, Fats and Oils, suspended solids and phosphorus. During the analysis of the results had to analyze the parameters that had deficiencies of removal, to be able to determine the type of treatment to be performed, however only a disinfection stage was proposed as a preventive measure since the type of water to be treated contains many Pathogenic microorganisms and sought to safeguard the quality of life of the residents and protect the receiving sources, so we made an alternative design of the disinfection chamber.
1
1. INTRODUCCIÓN
2
2. MARCO TEÓRICO
2.1.
AGUAS RESIDUALES
Según la OEFA, las aguas residuales “Son aquellas aguas cuyas características originales han sido modificadas por actividades humanas y que por su calidad requieren un tratamiento previo, antes de ser reusadas, vertidas a un cuerpo natural de agua o descargadas al sistema de alcantarillado” (Organismo de Evaluacion y Fiscalización Ambiental, 2014) Existen varios tipos de aguas residuales, entre las cuales tenemos aguas residuales industriales, domésticas, municipales.
Aguas Residuales Industriales, resultan de procesos productivos, se debe incluir las resultantes de actividades mineras, agrícolas, energéticas, agroindustrias, etc. (Organismo de Evaluacion y Fiscalización Ambiental, 2014)
Aguas Residuales Domésticas, tienen origen residencial y comercial, presentan desechos fisiológicos, provenientes de actividad humana por lo que deben ser dispuestas de la mejor manera posible. (Organismo de Evaluacion y Fiscalización Ambiental, 2014)
Aguas Residuales Municipales, son aguas residuales domésticas que pueden estar mezcladas con aguas de drenaje pluvial o con aguas tratadas de origen industrial, para ser descargadas al alcantarillado combinado. (Organismo de Evaluacion y Fiscalización Ambiental, 2014)
2.2.
CARACTERÍSTICAS DE LAS AGUAS
3 Una parte fundamental de las aguas residuales son las características que presenten, ya que a partir de esto se puede conocer el tipo de tratamiento a realizar y la disposición que se les puede dar. Estas características son físicas, químicas y biológicas.
2.2.1. CARACTERISTÍCAS FÍSICAS:
2.2.1.1. Temperatura
La temperatura varía de acuerdo a las horas del día y épocas del año, las aguas residuales presentan temperaturas más elevadas entre los 10°C y 20°C, debido a este incremento la descomposición del material orgánico es más veloz, lo que provoca que se necesite más oxígeno para realizar los procesos de oxidación. Así mismo la temperatura produce cambios en la velocidad de las reacciones químicas y la actividad de microorganismos, influye además durante la sedimentación cambiando su viscosidad por lo que incrementa esta capacidad (Olivos, 2010).
2.2.1.2. Turbiedad
Es una característica basada en la dispersión de la luz en el agua, permitiendo que se conozca la calidad de las mismas de acuerdo al material en suspensión que se presente. Por generalidad las aguas residuales son turbias ya que contienen grandes cantidades de material orgánico e inorgánico suspendido. (Olivos, 2010).
4 Se da debido a las sustancias suspendidas presentes en el agua, los sólidos suspendidos otorgan el denominado color aparente, mientras que las sustancias disueltas y coloidales causan el color verdadero. Las aguas residuales resientes presentan un color gris oscuro, y a medida que pasa el tiempo se tornan de un color más oscuro hasta llegar a negro debido a formación de sulfuros metálicos. (Olivos, 2010)
2.2.1.4. Olor
El olor que las aguas residuales frescas presentan es desagradable, esto debido a la descomposición anaerobia de sulfatos que da paso a la formación de H2S. Este olor es una problemática ambiental por lo que su control es de suma importancia dentro de una Planta de Tratamiento. (Romero, 2000)
2.2.1.5. Sólidos y residuos
Es el material que resulta después de evaporar una muestra de agua a 103- 105 °C, se presentan en tres estados: en suspensión, coloidal y disolución. El estado coloidal corresponde a partículas suspendidas. (Olivos, 2010)
2.2.1.6. Solidos totales
5
2.2.2. CARACTERÍSTICAS QUÏMICAS
2.2.2.1. pH
Es la concentración del ion hidrógeno en el agua, en aguas residuales en tratamiento biológico un pH<6 facilita el crecimiento de hongos frente a bacterias; con pH bajo el cloro funciona como un bactericida fuerte, al contrario con un pH alto predomina el nitrógeno amoniacal que es tóxico pero removible; un valor adecuado de pH es de 6.5 a 8.5, pero es restrictivo al uso que se le vaya a dar. (Romero, 2000)
La contaminación más importante presente en las aguas residuales domésticas es por materia orgánica, en base a esto existen dos parámetros que nos permiten determinar la carga contaminante, estos son la Demanda Bioquímica de Oxigeno (DBO) y la Demanda química de Oxigeno (DQO).
2.2.2.2. Demanda Bioquímica De Oxigeno (DBO)
Se define como la cantidad de oxígeno en condiciones que requieren los microorganismos de tipo aerobios para oxidar la materia orgánica degradable, se lo utiliza para determinar la calidad del agua, para diseñar sistemas de tratamiento biológico y evaluar la eficiencia de procesos. (Romero, 2000)
2.2.2.3. Demanda Química De Oxigeno (DQO)
6
2.2.3. CARACTERÍSTICAS BIOLÓGICAS
En este tipo de aguas se observa la presencia de microorganismos saprófitos los cuales se encargan de la descomposición de la materia, además se encuentran también microorganismos altamente patógenos, para determinar que microorganismos se encuentran presentes se utilizan pruebas de NMP y conteo de bacterias totales. Generalmente se analiza el Grupo Coliforme, en donde se pueden encontrar bacterias anaerobias y facultativas anaerobias, Gram negativas que no forman esporas, en este grupo se incluye Escherichia coli y otras escherichias, enterobacter aerogenes y otros, permitiendo diferencias Coliformes fecales. (Cubillos, 2008)
2.3.
CONTAMINANTES IMPORTANTES DE INTERÉS
EN EL TRATAMIENTO DE LAS AGUAS RESIDUALES
La prevención de la contaminación en fuentes receptoras, es uno de los principales objetivos de realizar el tratamiento de aguas residuales, entre los contaminantes asociados a este tipo de aguas se tiene la perdida de oxígeno medido como DBO y DQO, además sólidos y nutrientes que provocan eutrofización como el nitrógeno y fósforo, químicos tóxicos como metales pesados, patógenos como bacterias y virus. (Michelcic & Zimmerman, 2011) Metcalf & Eddy (1991), enuncian los siguientes contaminantes como importantes y de interés para realizar un tratamiento adecuado a las aguas residuales domésticas, Tabla 1.
Tabla 1. Contaminantes importantes y de interés para el tratamiento a las aguas residuales domésticos.
CONTAMINATE RAZON DE LA IMPORTANCIA
7
Tabla 1. Contaminantes importantes y de interés para el tratamiento a las aguas residuales domésticos. (Continuación)
Materia orgánica biodegradable
Compuesta principalmente por proteínas, carbohidratos y grasas. Por lo general, se mide en términos de DBO y DQO. Si es descargada sin tratamiento al medio ambiente, su estabilización biológica puede llevarse al consumo delas fuentes de oxígeno natural y al desarrollo de condiciones sépticas.
Microorganismos patógenos
Los organismos patógenos existentes en las aguas residuales, pueden trasmitir enfermedades, debido a que los seres humanos producen alrededor de 1011 a 1013 de coliformes totales por día, es importante tomarlos en cuenta. Nutrientes Cuando son lanzados en el ambiente
acuático, pueden llevar al crecimiento de vida acuática inestable
Contribuyen a la eutrofización. Cuando son aplicados al suelo en
cantidades excesivas, pueden contaminar también el agua subterránea.
Compuestos tóxicos Compuestos orgánicos e inorgánicos seleccionados en función de su conocimiento o sospecha de carcinogenicidad, mutanogenicidad, teratogenicidad o elevada tóxicidad. Muchos de esos compuestos se encuentran en aguas residuales.
Materia orgánica refractaria Esta materia orgánica tiende a resistir los métodos convencionales de tratamiento de aguas residuales. Ejemplos típicos incluyen detergentes, fenoles y pesticidas agrícolas. Metales pesados Los metales pesados son normalmente
adicionados mediante actividades humanas. Tienen una alta persistencia en
el ambiente lo que incrementa su posible acumulación y tóxicidad.
Solidos inorgánicos disueltos Componentes inorgánicos, como calcio, sodio y sulfato, deben ser removidos si se va a usar nuevamente el agua residual, por
8
2.4.
SISTEMAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS
RESIDUALES
Son sistemas formados por una serie de instalaciones y procesos que permiten tratar aguas residuales, son adaptados de diferentes formas considerando el tipo de agua a tratar y la disposición final que se les busca dar. Tienen como objetivo retirar contaminantes como sólidos suspendidos, DBO, microorganismos patógenos, nitrógeno, compuestos orgánicos, metales pesados y compuestos inorgánicos disueltos. (Lizarazo Becerra & Orjuela Gutiérrez, 2013)
En cuanto al diseño de estos sistemas se toma en cuenta la capacidad que se requiere, la eficiencia que se busca tener en los procesos de remoción, y los costos destinados para este tipo de obras, así se permitirá seleccionar los procesos que se encuentren dentro de estas consideraciones en base a estudios previos realizados. (Valencia, 2013)
2.5.
TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
9 una planta municipal sin que esta corra algún riesgo que afecte su operación. (Michelcic & Zimmerman, 2011)
En el proceso de tratamiento de aguas residuales se ven involucrados 5 pasos, Pretratamiento, Tratamiento Primario, Tratamiento Secundario, Tratamiento terciario remoción de nutrientes (Nitrógeno y Fósforo), y por último la desinfección.
2.5.1. PRELIMINARES
Se realizan antes de cualquier tratamiento, se busca eliminar desechos muy grandes o voluminosos para esto se usa rejillas, tamices, y filtro, además elimina la espuma aceitosa; que afecte la operación de la planta o retraigan los procesos biológicos. En el caso de requerir un balance de flujos o de carga orgánica se puede utilizar tanques ecualizadores. En el caso de que sean efluentes industriales se podría necesitar de pretratamientos físicos-químicos por el tipo de contaminantes que los componen. (Michelcic & Zimmerman, 2011)
2.5.1.1. Filtración
Es un proceso en el que se retienen los sólidos cuando un flujo de agua pasa a través de un medio poroso o filtro, es importante ya que ayuda a prevenir daños en la tubería o daños mecánicos a la planta; los principales objetos encontrados son papel, botellas de plástico, harapos, ramas, hojas. (Michelcic & Zimmerman, 2011)
10 menos, no son muy usados por problemas de atascamiento pero llegan a eliminar entre el 5 y 25% de sólidos en suspensión. Mientras que las gruesas tienen aberturas entro los 4 y 9 cm, se utilizan como protección para evitar daños por solidos muy grandes. (Ramalho, 1996)
2.5.1.2. Sedimentación
Es un proceso físico basado en la diferencia de peso específico entre sólidos pequeños y el agua, suele darse en etapas o procesos entre estos se identifican los desarenadores, clarificadores o sedimentadores primarios, clarificadores o sedimentadores secundarios. (Ramalho, 1996)
2.5.1.3. Tipos de sedimentación
Discreta o tipo I: se realiza de forma individual, las propiedades de las partículas se mantienes y no se realiza ningún proceso para aglomerarlas con otras.
Floculenta o tipo II: se realiza en partículas que tienden a flocularse, se altera la densidad y velocidad de sedimentación de las partículas.
Zonal o tipo III: se realiza en partículas en concentraciones intermedias, estas forma una especie de manta donde se diferencia claramente la parte solida de la liquida. (Ramalho, 1996)
2.5.2. FLOTACIÓN
11 presurizaciones que alcanzan entre las 2 y 4 atmosferas, para luego realizar una despresurización, donde se forman burbujas que obligan a los sólidos en suspensión o las partículas líquidas como grasas, aceites o lubricantes a flotar formando una nata que se puede recolectar. (Michelcic & Zimmerman, 2011)
Según Ramalho (1996), los objetivos principales de la flotación en el tratamiento de aguas residuales son:
1) La separación de grasas, aceites, fibras y otros sólidos de bajas densidades.
2) Espesamiento de lodos que provienen del proceso de lodos activos. 3) Espesamiento de lodos provenientes de procesos de tratamiento por
coagulación química. (Ramalho, 1996)
2.5.3. ECUALIZACIÓN
Se encarga básicamente de regular el caudal y generar un flujo estático, principalmente para evitar problemas operacionales que se pueden presentar por variaciones de flujo, además mejoran el desempeño de los procesos de la planta. (Michelcic & Zimmerman, 2011)
2.5.4. TRATAMIENTO PRIMARIO
El cual busca remover sólidos suspendidos que pasaron el tratamiento preliminar, ya sea por medios físicos o físico-químicos como son la coagulación o la precipitación, dentro de ellos también se realizan procesos para neutralizar el pH y la eliminación de contaminantes volátiles, para evitar su interferencia en el tratamiento secundario. (Massieu, 2008)
12 (DBO) y alrededor del 20% de fósforo (P), esta remoción se realiza en la fase de partículas, una vez disueltos tanto el DBO, fósforo y nitrógeno pasarán al tratamiento secundario. (Michelcic & Zimmerman, 2011)
Algunos de los tratamientos primarios son: sedimentación primaria, flotación, precipitación química, filtros gruesos, oxidación química, coagulación, floculación, filtración.
2.5.5. TRATAMIENTO SECUNDARIO
Se encarga de eliminar los contaminantes que no se logran remover en el tratamiento primario, básicamente la reducción de compuestos orgánicos, predominan los tratamientos biológicos en donde se utilizan microorganismos que se encargan de descomponer la materia orgánica funcionando como agentes oxidantes o reductores dependiendo del tipo de sustancias disueltas en el agua. Los más utilizados son los lodos activados y filtros percoladores. El tratamiento secundario tiene una eficiencia de emoción de la DBO de entre el 85% al 95%. (Massieu, 2008). Entre este tipo de tratamiento se tiene:
Tabla 2. Tipos de Tratamiento Secundario
FI. BIOLÓGICA LODOS ACTIVADOS LAGUNAS OTROS
Baja capacidad: Filtros clásicos Alta capacidad: Filtros comunes Biofiltros aero-filtros accelo-filtros Convencional
Alta capacidad
Contacto estabilización Aeración prolongada Estabilización: Aerobia Facultativa Maduración Aerada: Mezcla completa Aerada facultativa
Facultativa con aeración mecánica
Difusión de aire
Anaeróbicos:
Contacto
Filtro anaerobio
Reactor anaeróbico de flujo ascendente
Oxigeno puro:
Unox/ linde
Discos rotatorios
13
2.5.6. TRATAMIENTO TERCIARIO
Consisten en procesos especializados físicos y químicos con los que se busca remover contaminantes específicos, se utiliza para mejorar vertientes del tratamiento secundario, en muchos casos, su objetivo es acondicionar el agua para su disposición final. (Massieu, 2008)
Entre las sustancias y compuestos que son retirados comúnmente se tiene: fosfatos y nitratos, parásitos (huevos y quistes), sustancias tensoactivas, algas, bacterias y virus, sólidos totales y sólidos disueltos, y acondicionamiento de la temperatura. Estos procesos pueden ser físicos, químicos y biológicos. (OMS, Organizacion Mundial de la Salud, 2002)
2.5.6.1. Desinfección
Es el último proceso antes de descargar el efluente hacia el cuerpo receptor, su objetivo es reducir y si se logra eliminar el contenido de patógenos como bacterias, virus y quistes de parásitos, se realiza con agentes que pueden ser químicos, físicos, mecánicos y radiación. Los más usados son el hipoclorito de sodio, dióxido de cloro o gas de cloro, ozonización o radiación ultravioleta. (Michelcic & Zimmerman, 2011)
2.5.6.2. Manejo de lodos
14 Según Michelcic (2011), existen tres características que dificultan la disposición final de un lodo y por ello se requiere realizar un acondicionamiento de estos: 1) presentan malos olores, 2) pueden ser perjudiciales por la presencia de patógenos y, 3) contiene mucha agua. Generalmente se realiza una estabilización del lodo para remediar los dos primeros inconvenientes, y luego una deshidratación para eliminar el agua presente. (Michelcic & Zimmerman, 2011)
2.6.
FOSA SÉPTICA
Son sistemas de tratamiento primario que se realizan en un contenedor herméticamente cerrado, donde se separa y transforma la materia solida de las aguas negras. Es una manera económica y sencilla para tratar aguas negras, son utilizadas en zonas rurales o aisladas preferencialmente. (Castro & Orozco, 2015)
Dentro de una fosa séptica se tiene 3 diferentes zonas, la primera es la zona de almacenamiento ubicada en el fondo donde se depositan los lodos, la zona intermedia o de sedimentación, en donde se encuentran líquidos con materia orgánica en disolución y sobre esta zona se acumulan las grasas y natas, y por último se tiene un espacio para que se ubiquen los gases emitidos como producto de la descomposición de la materia. (Rosales, 2003)
2.6.1. FUNCIONAMIENTO
15 Rosales (2003), afirma que para que un sistema de Fosa Séptica funcione de manera adecuada se presentan tres etapas: La primera, se da en el tanque el cual cumple una función de sedimentador permitiendo que las partículas más livianas y las grasas sean retenidas en la superficie, mientras que las más gruesas caen al fondo, donde comienza la digestión anaerobia. La segunda etapa se da en el drenaje, en donde se pueden tener dos situaciones: continuar hacia el tratamiento secundario o realizar la infiltración hacia el suelo. La tercera, consiste en el tratamiento y disposición final de los lodos generados en el tanque, ya que estos por su naturaleza son altamente contaminantes, los cuales deben bombearse o retirarse periódicamente del tanque. (Rosales, 2003)
16
3. METODOLOGÍA
3.1.
TIPO DE INVESTIGACIÓN
El proyecto de investigación que se realizó es de carácter descriptivo y documental, además se utilizó el método deductivo, ya que se realizó una caracterización de las aguas residuales de la Planta de Tratamiento de San Luis de Aloguincho (Puéllaro), con lo cual se buscó determinar la eficiencia de los procesos de la planta
3.2.
DIAGNÓSTICO
El diagnóstico de la Planta de Tratamientos de Aguas Residuales Domésticas, se realizó a partir de la matriz DOFA en donde se analizó sus debilidades, oportunidades, fortalezas y amenazas. (Humphrey, 2005)
3.3.
CARACTERÍSTICAS DE LA ZONA DE ESTUDIO
Ficha Ambiental (TULAS, 2012)
3.4.
MUESTREO
17
Norma NTE INEN 2 176:1998 AGUA. CALIDAD DEL AGUA. MUESTREO. TÉCNICAS DE MUESTREO
Norma NTE INEN 2 168:98 AGUA. CALIDAD DEL AGUA. MUESTREO. MANEJO Y CONSERVACIÓN DE MUESTRAS.
3.5.
CARACTERIZACIÓN DE LAS AGUAS
3.5.1. RESIDUALES DOMÉSTICAS
3.5.2. PARÁMETROS
3.5.2.1. Temperatura
3.5.2.2. Potencial Hidrogeno (pH)
3.5.2.3. Conductividad
3.5.2.4. Sólidos Totales Disueltos
3.5.2.5. Sólidos Totales (Gravimétricos)
3.5.2.6. Sólidos Totales Volátiles (Gravimétricos)
3.5.2.7. Demanda Química de Oxígeno (DQO)
3.5.2.8. Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO5)
3.5.2.9. Grasas y Aceites
3.5.2.10. Tensoactivos abs (Detergentes)
3.5.2.11. Nitrógeno Total Kjeldhal (NTK)
3.5.2.12. Nitratos
3.5.2.13. Nitrógeno de Amonio
3.5.2.14. Fósforo Total
3.5.2.15. Coliformes Totales
3.5.2.16. Escherichia Coli
18 El cálculo de la eficiencia se va a realizar por la aplicación de la siguiente ecuación:
𝐸 =
𝐶𝐶𝑎𝑓𝑙𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒−𝐶𝐶𝑒𝑓𝑙𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒𝐶𝐶 𝑎𝑓𝑙𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒
𝑥 100
[1]Donde: E= eficiencia
CC afluente= concentración del contaminante en la entrada del sistema
19
4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
4.1.
CARACACTERÍSTICAS DE LA ZONA DE ESTUDIO
4.1.1. PUÉLLARO
4.1.1.1. Área de implantación física
Los criterios deben incluir:
- Superficie del área: La parroquia de Puéllaro cuenta con una superficie de 59,23 Km2.
- Altitud: se encuentra a 2120 metros sobre el nivel del mar.
- Clima: la parroquia presenta un clima diverso en donde se encuentran zonas templadas, secas y frías. Su temperatura promedio es de 18,1° C.
- Geología: La geología de la zona se basa en formaciones volcánicas, con la presencia de rocas metamórficas y semmimetamórficas.
- Ocupación actual del área de implantación:
En cuanto a la ocupación del suelo se destacan las siguientes actividades:
Tabla 3. Distribución, cobertura y uso del suelo
Distribución, Cobertura y uso del suelo
Hectáreas Porcentaje
20
Tabla 3. Distribución, cobertura y uso del suelo (continuación) Cultivos y mosaico
agropecuario 708,2 9,8
Bosques nativos 4330 59,8
Sin cobertura y vegetación arbustiva y
herbácea
1489,4 20,6
Total 7237,8 100
Plan de Desarrollo y Ordenamiento Territorial de la parroquia de Puéllaro (Gobierno de Pichincha, 2015)
- Pendiente, tipo de suelo:
La topografía general de la parroquia de Puéllaro presenta pendiente suaves, ligeramente onduladas (5-12%) y planas, con un tipo de pendiente escarpada (50-70%) y montaña (-70%), así mismo se representan vertientes convexas y cóncavas, que corresponden a pendientes moderadamente onduladas (15-25%) y colinadas (25-50%). (GOBIERNO DE PICHINCHA, 2012)
Es una zona volcánica producida por erupciones del Pululahua y el Mojanda. En los alrededores de Puéllaro existe gran cantidad de ceniza volcánica, piedra pómez y material piro plástico por lo que Puéllaro es suelo fértil y productivo. (Gobierno de Pichincha, 2015)
- Hidrología
Puéllaro tiene varias vertientes: 1) Aloguincho y Coyagal (zona alta) vertientes sin nombre, 2) Vertiente del pueblo en el barrio Ciénaga, Chiviga bajo la Merced, Capulí, la Ermita, La Marianita (zona media), 3) vertientes sin nombre, Curipogio y quebrada Guayaquil. (GOBIERNO DE PICHINCHA, 2012)
4.1.1.2. Área de implantación biótica.
21
- Cobertura vegetal y fauna asociada
Existe una capa vegetal natural que cubre la superficie, el 9% del territorio de la parroquia pertenece a bosques naturales, el 9,8% con cultivos y el 59,8% con pastizales. En cuanto a la fauna, en el sector se visualizan animales domésticos como gatos, perros, gallinas, poco ganado vacuno y aves características del área urbana como mirlos, palomas. (GOBIERNO DE PICHINCHA, 2012)
- Medio perceptual (paisajismo)
Dentro de la parroquia la mayor cantidad de vías son de tierra, no existe una señalización adecuada. En las zonas pobladas existen varios negocios equeños y en los alrededores se desarrollan actividades agrícolas para venta local. (GOBIERNO DE PICHINCHA, 2012)
4.1.1.3. Área de implantación social.
- Demografía:
Los habitantes de la parroquia se encuentran distribuidos un 64% en la zona urbana y un 36% en la zona rural, que se encuentra dispersa ocupando la mayor extensión del territorio. (GOBIERNO DE PICHINCHA, 2012)
Tabla 4. Población según Censos
1962 1974 1982 1990 2001 2010
Pichincha 553.665 885.078 1.244.330 1516902 2388817 2.576.287 DMQ 475335 768885 1083600 1371729 1839853 2239191 Puéllaro 4019 4688 5067 5485 5722 5488
22
Agua para consumo humano: El servicio de agua para consumo humano cubre parcialmente del 95% en los barrios: Túquerrez, Rumipamba, La Merced, La Ciénega, La Rinconada, Alchipichí, Pedro Saa, pero hay barrios que tienen 80% de la cobertura del servicio, estos son: Pinguilla, Aloguincho y Coyagal. (GOBIERNO DE PICHINCHA, 2012)
Alcantarillado (Sistema de aguas servidas): Un importante sector de la población, carece del servicio de alcantarillado. La cobertura del servicio de alcantarillado es del 90%, en los barrios: Túquerez, Pedro Saa y Alchipichí, 80% en el barrio La Rinconada, el 70% los barrios: Rumipamba, La Merced y La Ciénega, el 50% los barrios Coyagal y una cobertura del 40% el barrio Aloguincho (GOBIERNO DE PICHINCHA, 2012)
Recolección de basura: se recolecta 3 días por semana en diferentes barrios, tiene una cobertura total del 100%, en la parte central del asentamiento urbano, y del 60% en los barrios circundantes. (GOBIERNO DE PICHINCHA, 2012)
Energía eléctrica: La potencia eléctrica es de baja calidad, cubre 100%, en la zona central del asentamiento urbano y no dispone de este servicio en los alrededores. La zona rural de la parroquia dispone de una cobertura parcial de servicio eléctrico. (GOBIERNO DE PICHINCHA, 2012)
Educación y recreación: En el sector existen centros de educación primarios y secundarios y canchas de uso múltiple. Según el inventario del sistema educativo cuenta con 10 centros de educación. (Gobierno de Pichincha, 2015)
23 - Actividades socio-económicas
Las principales fuentes de ingreso provienen de la producción agrícola, frutícola, avícola y florícola. Las actividades económicas como la ganadera, porcina y viveros, son actividades potenciales de la población de Puéllaro. Otras actividades económicas importantes son: el comercio minorista y la microempresa. (GOBIERNO DE PICHINCHA, 2012)
- Organización social (asociaciones, gremios)
Todos sus barrios cuentan con organizaciones con un funcionamiento permanente, es importante destacar la participación comunitaria a través de organizaciones de control y manejo del agua.
(GOBIERNO DE PICHINCHA, 2012)
- Aspectos culturales
Puéllaro de procedencia católica, destaca por identificarse con danzas y tradiciones como la fiesta de la cosecha en la comunidad de Aloguincho. Durante el mes deJunio la parroquia brinda un espacio de entretenimiento con la presentación de danzas tradicionales y festividades en honor a las fiestas patronales por San Pedro de Puéllaro. (Gobierno de Pichincha, 2015)
24
4.2.
DIAGNÓSTICO
La planta de tratamiento de San Luis de Aloguincho (Puéllaro), es una planta de tratamiento pequeña que sirve aproximadamente a 162 personas, es una fosa séptica con infiltración al suelo, que se encuentra funcionando de forma adecuada, en el siguiente esquema se puede observar su funcionamiento:
25 Cuenta con un tanque de filtración que se encarga de eliminar sólidos grandes que podrían ocasionar atascamientos, luego presenta un tanque desarenador y desengrasador que elimina la arena que trae el efluente y atrapa la grasa, aceite y lubricantes, el caudal luego es repartido equitativamente a dos fosas sépticas idénticas, para realizarse el tratamiento anaerobio, el agua tratada sale y se une al agua de la segunda fosa séptica, para enviarse hacia los repartidores de caudal que transportan el agua tratada hacia una serie de zanjas compuestas de tuberías pvc con un diámetro de 110mm que se encuentran perforadas para realizar la infiltración al suelo, debido a la permeabilidad del suelo no se logra infiltrar todo el flujo de agua, por lo que se lleva a unas cajas que se encargan de recolectar el agua sobrante para ser descargadas a la quebrada que se encuentra en la parte inferior de las instalaciones de la PTAR, además se tiene dos lechos de secado para realizar la deshidratación de los lodos cuando se realiza la extracción de los mismos. En el Anexo 1, se puede observar el diagrama de diseño de la PTAR San Luis de Aloguincho (Puéllaro).
En cuanto al monitoreo de la planta se realiza un muestreo puntual una vez al mes, estas muestras son tomadas en la entrada del tanque sedimentador y en la salida de ambas fosas, antes de ser enviado el flujo a los repartidores de caudal.
El mantenimiento de la planta se realiza una vez al año, en donde se retiran los lodos que se generan a partir de la digestión anaerobia, la sedimentación de los sólidos y la materia orgánica, estos lodos son retirados y deshidratados en los lechos de secado que se observan en la Figura 10, luego se recolectan para su disposición, no cuentan con un tratamiento de este tipo de lodos a parte de la deshidratación.
26
Los dos tanques se encontraban en buenas condiciones, no presentaron atascamientos ni obstrucciones.
Figura 4. Repartidor de caudal.
Aquí se puede observar el repartidor de caudal que mantiene el controlado el flujo que entra a las fosas y lo reparte equitativamente para ambas.
27
Figura 5. Fosas Sépticas.
Se observan las dos fosas sépticas, que se encontraron funcionando adecuadamente, ambas tienen una salida compartida que permite el paso del efluente hacia los pozos repartidores de flujo.
Figura 6. Interior de la fosa séptica.
28
Figura 7. Salida del efluente de la fosa séptica.
Se observó despejada y con un caudal normal, no presentaba obstrucciones.
Figura 8. Pozos repartidores de flujo.
29
Figura 9. Quebrada de descarga.
Se observó una cuerpo receptor en buen estado, no presentaba olores de ningún tipo, ni se observó algún determinante que pueda indicar contaminación de algún tipo, se podría deber a que tenía un caudal abundante lo que permite la disolución del efluente tratado.
30
Figura 11. Análisis FODA de la PTAR San Luis de Aloguincho. Fácil instalación.
No consume energia. Requiere poco mantenimiento.
Larga vida útil.
Muestreo puntual No se realiza un tratamiento terciario ni
desinfeccion.
Baja reduccion de patógenos. Generación de malos
olores.
Se realiza el muestreo una vez al mes.
Bajos costos de instalación y mantenimiento. Bajo impacto visual. Se pueden instalar en
zonas rurales.
A partir del diagnóstico de la planta y la revisión de la literatura se determinó que al ser una fosa séptica las principales fortalezas son que es un dispositivo de fácil instalación tomando en cuenta que el lugar donde se encuentra es una zona rural, es la opción más acertada para tener un adecuado tratamiento de las aguas residuales domésticas, así mismo requiere de poco mantenimiento por lo que no existe personal para la operación de la planta, sin embrago se realiza una visita mensual para tomar muestras del agua tratada, este tipo de dispositivos cuentan con una larga vida útil. Entre sus Oportunidades se tomó en cuenta que el costo de instalación de la estructura es relativamente bajo frente a otro tipo de plantas, presenta un bajo impacto visual ya que los tanques se encuentran bajo tierra. Mientras que entre sus debilidades y oportunidades se tiene que el proceso de tratamiento tiene una baja remoción de patógenos, en cuanto a la operación se realiza el muestreo de la aguas una vez al mes y es un muestreo puntual lo que no representa una muestra considerable, además no se realiza un proceso de desinfección adecuado.
AMENAZAS
OPORTUNIDADES FORTALEZAS
31
4.3.
PARÁMETROS
4.3.1. TEMPERATURA
Figura 12. Temperatura del afluente y efluente del PTAR de San Luis de Aloguincho
(EPMAPS Empresa Pública Metropolitana de Agua Potable y Saneamiento, 2016)
Tabla 5. Valores de la Temperatura del afluente y efluente del PTAR de San Luis de Aloguincho
(EPMAPS Empresa Pública Metropolitana de Agua Potable y Saneamiento, 2016) En el gráfico se puede observar los valores de Temperatura que se obtuvieron durante el muestreo, los mismos que provienen de la entrada y salida de la planta, en donde se ve que el agua antes de ser tratada (afluente) tiene una temperatura levemente más alta, que la de la salida (efluente), en la mayoría de los meses, los valores mantienen una tendencia
0 5 10 15 20 25
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
VALOR
DE
L
A T
°C
MESES DEL AÑO
TEMPERATURA °C
VALOR AFLUENTE
VALOR EFLUENTE
Lineal (VALOR AFLUENTE)
Lineal (VALOR EFLUENTE)
TEMPERATURA °C
MES ENE FEB MAR MAY JUL AGO SEP OCT NOV DIC
VALOR DEL
AFLUENTE 7,39 7,69 8,08 7,16 7,23 7,5 7,23 7,76 7,4 7,2
VALOR DEL
32 y se encuentran dentro del rango que deberían tener por ser aguas residuales domésticas.
4.3.2. pH
Figura 13. pH del afluente y efluente del PTAR de San Luis de Aloguincho (EPMAPS Empresa Pública Metropolitana de Agua Potable y Saneamiento, 2016)
Tabla 6. Valores de pH del afluente y efluente del PTAR de San Luis de Aloguincho
(EPMAPS Empresa Pública Metropolitana de Agua Potable y Saneamiento, 2016) En el gráfico de pH se muestra que no existe una variación considerable, pero los valores de la muestra del efluente son menores a los del afluente, manteniendo el rango adecuado para este tipo de aguas, además se observa la tendencia que mantiene el valor durante el año de muestreo.
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
VALOR
DE
p
H
MESES DEL AÑO
Potencial Hidrógeno pH
VALOR AFLUENTE
VALORR EFLUENTE
Lineal (VALOR AFLUENTE)
Lineal (VALORR EFLUENTE)
POTENCIAL HIDRÓGENO pH
MES ENE FEB MAR MAY JUL AGO SEP OCT NOV DIC
VALOR DEL AFLUENTE 18,3 17,6 16,5 18,3 20,9 21,2 20,9 17,3 18,1 18,6
33
4.3.3. CONDUCTIVIDAD
Figura 14. Conductividad del afluente y efluente del PTAR de San Luis de Aloguincho
(EPMAPS Empresa Pública Metropolitana de Agua Potable y Saneamiento, 2016)
Tabla 7. Valores de Conductividad del afluente y efluente del PTAR de San Luis de Aloguincho
(EPMAPS Empresa Pública Metropolitana de Agua Potable y Saneamiento, 2016)
Los valores que presenta la conductividad se encuentran más dispersos, sin embargo los valores del efluente son más constantes, esto se puede deber a que se realizó un mal muestreo o que existió algún factor que produjo la variabilidad de los datos.
0 100 200 300 400 500 600 700 800
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
VALOR DE CON DU CT IVIDAD u s/cm
MESES DEL AÑO
CONDUCTIVIDAD us/cm
VALOR AFLUENTE VALORR EFLUENTE CONDUCTIVIDAD us/cm M ES E NE F E BMAR MAY JUL AG
O S E P O CT NO V DIC V. DEL
AFLUENTE 204,5 419 452 642 607 480 607 290 179 685
V. DEL
34
4.3.4. SÓLIDOS TOTALES DISUELTOS
Figura 15. Sólidos Totales Disueltos del afluente y efluente de la PTAR de San Luis de Aloguincho (EPMAPS Empresa Pública Metropolitana de Agua Potable y Saneamiento,
2016)
Tabla 8. Valores de los Sólidos Totales Disueltos del afluente y efluente del PTAR de San Luis de Aloguincho (Puéllaro)
(EPMAPS Empresa Pública Metropolitana de Agua Potable y Saneamiento, 2016)
En el caso de los Sólidos Totales Disueltos, durante los meses de enero, febrero, mayo, octubre y noviembre los valores son mayores en el efluente, mientras que en los meses de julio, agosto, septiembre y diciembre son menores. Los valores en el afluente mantienen la tendencia durante el año de muestreo, mientras que los valores en el afluente se encuentran más
0 50 100 150 200 250 300 350 400
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
con ce n tra cion d e Só lido s To ta le s m g/L
meses del año
SÓLIDOS DISUELTOS mg/l
VALOR AFLUENTE
VALORR EFLUENTE
SÓLIDOS TOTALES DISUELTOS mg/l
MES ENE FEB MAR MAY JUL AGO SEP OCT NOV DIC
VALOR DEL
AFLUENTE 97,3 202,2 227 315 301 239 301 138,8 90 340
VALOR DEL
35 dispersos, lo que indica que el caso puede ser similar al anterior ya que son muestreos puntuales que pueden generar conflictos.
4.3.5. SÓLIDOS TOTALES GRAVIMÉTRICOS
Figura 16. Sólidos Totales Gravimétricos del afluente y efluente del PTAR de San Luis de Aloguincho (EPMAPS Empresa Pública Metropolitana de Agua Potable y Saneamiento,
2016)
Tabla 9. Valores de los Sólidos Totales Gravimétricos del afluente y efluente del PTAR de San Luis de Aloguincho (Puéllaro)
SÓLIDOS TOTALES DISUELTOS mg/l
MES ENE FEB MAR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC
VALOR DEL
AFLUENTE 244 405 386 322 676 590 302 590 276 390 238
VALOR DEL
EFLUENTE 297 318 380 370 342 332 282 332 290 168 584
(EPMAPS Empresa Pública Metropolitana de Agua Potable y Saneamiento, 2016)
0 100 200 300 400 500 600 700 800
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
CONCE N TRAC ION DE SÓLIDOS TOT ALE S G RAVIT AC ION ALE S m g/L
meses del año
SÓLIDOS TOTALES GRAVIMETRICOS mg/L
VALOR AFLUENTE
36 En los valores tomados se observa que en la mayoría de meses existe una remoción considerable, aunque en el mes de mayo por el contrario se produce un incremento del valor de STG en el efluente. Dentro de estos valores también se observa cierta dispersión en los valores, aunque el efluente mantiene más la tendencia que el afluente.
4.3.6. SÓLIDOS SUSPENDIDOS VOLÁTILES GRAVIMÉTRICOS
Figura 17. Sólidos suspendidos volátiles gravimétricos del afluente y efluente del PTAR de San Luis de Aloguincho (EPMAPS Empresa Pública Metropolitana de Agua Potable y
Saneamiento, 2016)
Tabla 10. Valores de los sólidos suspendidos volátiles gravimétricos del afluente y efluente del PTAR de San Luis de Aloguincho (Puéllaro)
SÓLIDOS SUSPENDIDOS VOLÁTILES GRAVIMÉTRICOS mg/l
MES ENE FEB MAR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC
VALOR DEL
AFLUENTE 76 74 90 64 304 156 100 156 50 108 20
VALOR DEL
EFLUENTE 50 25 70 60 50 50 52 50 50 50 276
(EPMAPS Empresa Pública Metropolitana de Agua Potable y Saneamiento, 2016)
0 50 100 150 200 250 300 350
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
CON CE N TRACIO N DE SOL IDO S SUS P EN DID O S VO LA TILE S GRAVI ME TRICOS mg/
MESES DEL AÑO
SÓLIDOS SUSPENDIDOS VOLATILES GRAVIMETRICOS mg/
VALOR AFLUENTE
37 Los Sólidos suspendidos volátiles gravimétricos, disminuyen en concentración en el efluente, a excepción del mes de diciembre que presenta un incremento muy considerable. Los valores mantienen una tendencia en el efluente, mientras que el afluente se encuentra más disperso.
4.3.7. DEMANDA QUÍMICA DE OXÍGENO (DQO)
Tabla 11. Valores de la demanda Química de Oxígeno DQO del afluente y efluente del PTAR de San Luis de Aloguincho (Puéllaro)
(EPMAPS Empresa Pública Metropolitana de Agua Potable y Saneamiento, 2016) DEMANDA QUÍMICA DE OXÍGENO mg/l
MES ENE FEB MAR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC
V. DEL
AFLUENTE 242,9 186,1 460,3 307,2 1007,4 589,9 377,2 589,9 50 362,9 106,7
V. DEL
EFLUENTE 126,3 118,6 307,9 196,5 220 204 449,4 204 65 271 744,6
0 200 400 600 800 1000 1200
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
con ce n tra cion d e DQ O
meses del año
Demanda Química de Oxígeno mg/l
VALOR AFLUENTE
VALOR EFLUENTE
Figura 18. Demanda Química de Oxígeno DQO del afluente y efluente del PTAR de San Luis de Aloguincho (EPMAPS Empresa Pública Metropolitana de Agua Potable y Saneamiento,
38 La DQO presenta valores muy altos en la entrada de la PTAR, que disminuye en el efluente considerablemente gracias al tratamiento biológico que se realiza en la fosa séptica, los valores del muestreo puntual presentan cierta tendencia en el afluente y en el efluente, los únicos valores que están marcados fuera de la tendencia son en el mes de junio en la muestra del afluente pero se tiene una remoción muy alta por lo que no se consideraría un problema, el otro valor está en el mes de diciembre con un valor alto en el efluente lo que podría significar que la muestra pudo presentar algún inconveniente.
4.3.8. DEMANDA BIOLÓGICA DE OXÍGENO (DBO5)
Figura 19. Demanda Bioquímica de Oxígeno DBO5 del afluente y efluente del PTAR de San Luis de Aloguincho (EPMAPS Empresa Pública Metropolitana de Agua Potable y
Saneamiento, 2016)
Tabla 12. Valores de Demanda de Oxígeno DBO5 del afluente y efluente del PTAR de San Luis de Aloguincho (Puéllaro)
DEMANDA BIOLÓGICA DE OXÍGENO mg/l
MES ENE FEB MAR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC
V. DEL AFLUENTE 105,8 46,9 159 129,8 503,2 264,8 175,6 264,8 10 189 48
V. DEL
EFLUENTE 45,5 54,2 109,6 84,6 105,1 85,3 214,3 85,3 28,8 54,5 364,7
(EPMAPS Empresa Pública Metropolitana de Agua Potable y Saneamiento, 2016)
0 100 200 300 400 500 600
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
con ce n tra cion d e DBO m g/l
meses del año
DEMANDA BIOLOGICA DE OXÍGENO DBO mg/l
VALOR AFLUENTE
39 La DBO5 en la entrada de la PTAR, presenta valores altos, pero en el efluente la disminución es muy notable. En la mayoría de los valores se muestra una tendencia, pero existen otros que se encuentran dispersos, por esto y considerando que la DBO es un parámetro importante en el sistema de tratamientos ya que se trata de una fosa séptica, se realizó el cálculo de la desviación estándar (Anexo 2), que permitió descartar algunos datos que pueden ser incorrectos o que el momento del muestreo presentaron alguna alteración.
4.3.9. GRASAS Y ACEITES
Figura 20. Grasas y aceites del afluente y efluente del PTAR de San Luis de Aloguincho
(EPMAPS Empresa Pública Metropolitana de Agua Potable y Saneamiento, 2016) 0
10 20 30 40 50 60 70 80
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
con
ce
n
tra
cion
mg/l
meses del año
Grasas y Aceites mg/l
VALOR AFLUENTE
40
Tabla 13. Valores de concentración de Grasas y aceites del afluente y efluente del PTAR de San Luis de Aloguincho (Puéllaro)
GRASAS Y ACEITES mg7L
MES ENE FEB MAR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC
V. DEL
AFLUENTE 25,9 4,2 68,4 27,7 40,6 20,9 4,9 20,9 8,3 71,6 7,6
V. DEL
EFLUENTE 1,6 2,2 19 7 24,6 5,1 16,7 5,1 4,1 12,5 15,9
(EPMAPS Empresa Pública Metropolitana de Agua Potable y Saneamiento, 2016) En este parámetro se observa que luego de ser tratadas las aguas presentan una disminución en la concentración de estos contaminantes. La tendencia se marca en los dos casos, y se observa con facilidad que existe una eficiencia de remoción bastante alta. En el único mes en el que existe un valor diferente es en diciembre en donde también se debe considerar algún factor externo que afecto la muestra.
4.3.10. TENSOACTIVOS
Figura 21. Tensoactivos del afluente y efluente del PTAR de San Luis de Aloguincho
(EPMAPS Empresa Pública Metropolitana de Agua Potable y Saneamiento, 2016) 0 2 4 6 8 10 12
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
co n cen tra cio n d e t en so activ o s mg/l
meses del año
Tensoactivos (detergentes) mg/l
VALOR AFLUENTE
41
Tabla 14. Valor de los tensoactivos del afluente y efluente del PTAR de San Luis de Aloguincho (Puéllaro)
TENSOACTIVOS (DETERGENTES) mg/l
MES ENE FEB MAR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC
V. DEL
AFLUENTE 6,68 6,35 7,36 11,28 4,51 0,14 4,33 0,14 2,39 3,19 1,96
V. DEL
EFLUENTE 3,98 5,55 3,54 10,31 1,45 0,58 1,45 3,00 0,56 0,60
(EPMAPS Empresa Pública Metropolitana de Agua Potable y Saneamiento, 2016)