Universidad Nacional del Centro del Perú

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Universidad Nacional del Centro del Perú

Facultad de Ingeniería Química

Evaluación de la materia orgánica y turbidez del agua residual vehicular con Opuntia ficus en el

proceso de coagulación

Mayhua Daviran, Víctor Domingo Quijada Caro, Edgar Elías

Huancayo 2019

Esta obra está bajo licencia

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‘UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU

FACULTAD DE INGENIERIA QUÍMICA

EVALUACIÓN DE LA MATERIA ORGÁNICA Y TURBIDEZ DEL AGUA RESIDUAL VEHICULAR CON

OPUNTIA FICUS EN EL PROCESO DE COAGULACIÓN

Tesis

Para optar el Título Profesional de Ingeniero Químico del Gas Natural y Energía

Presentado por:

Mayhua Daviran, Víctor Domingo Quijada Caro, Edgar Elías

HUANCAYO – PERU

2019

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TITULO

EVALUACIÓN DE LA MATERIA ORGÁNICA Y TURBIDEZ DEL AGUA RESIDUAL VEHICULAR CON OPUNTIA FICUS EN EL PROCESO DE COAGULACIÓN

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NOMBRE DEL ASESOR Dr. Abel Filomeno Inga Diaz.

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DEDICATORIA

A mis queridos padres Víctor y Elena quienes, con su paciencia y amor, y sobre todo por su esfuerzo me permiten cumplir un sueño más, así mismo el gran ejemplo de esfuerzo y valentía.

A mis hermanas Yesica, Paola y Roxana por su cariño y apoyo incondicional, durante todo este largo camino. No dejaron de darme ánimos y fuerzas para seguir adelante a pesar de todas las adversidades.

A Dios porque con su gran amor puso en mi vida a las personas correctas y no dejo que me desviara de su camino.

Finalmente quiero dedicar esta tesis a todos mis amigos y a esa persona especial que nunca dejaron de apoyarme cuando más los necesitaba.

A Dios, y a su hijo nuestro señor Jesucristo y a la guía de su madre la santísima Virgen María, que siempre fue mi auxilio y me puso el camino correcto en mi vida.

A mis padres, Elías Quijada y Fabiola Caro que con su amor, dedicación y esfuerzo lograron que se cumplan la mayoría de mis sueños y metas a ellos gracias por la mejor herencia que me dejan, mi educación.

A mis hermanos, Renatto, Elías y Fabiola y a mis abuelos Edgar, Gloria y María su presencia en mi vida son lo más importante que tengo.

Finalmente, a los Salesianos e Hijas de María Auxiliadora que aportan cada día a mi formación de ser Buen Cristiano y Honrado ciudadano

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AGRADECIMIENTO

Expresar mi gratitud a Dios, quien llena siempre nuestras vidas y a toda la familia por estar siempre presentes.

Nuestro agradecimiento a El señor decano Dr Arturo Melgar Merino, y todos los docentes de la facultad de Ingeniería Química, por la confianza en nosotros, para poder realizar nuestro trabajo investigativo dentro de la facultad.

Nuestro sincero agradecimiento al Dr. Abel Inga Diaz, quien direcciono con sus conocimientos para la culminación de nuestro trabajo de investigación.

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RESUMEN

En el presente trabajo se utilizó penca de tuna liofilizada para disminuir la concentración de contaminantes de una muestra de agua del lavadero de vehículos.

Para el trabajo de remoción los cladiolos de la penca de tuna fue liofilizada, de un peso de 3, 080 kg se obtuvo 0,127 kg.

Las pruebas físico químicas iniciales de la muestra no probabilística de agua del lavadero de vehículos presento concentraciones de DBO de 80 ppm y 448 NTU, que es objetivo de este estudio.

El trabajo de remoción de estos contaminantes se realizó con un equipo de prueba de jarras, se utilizó concentraciones de penca de tuna liofilizada de 5 mg/L, 6,5 mg/L, 7,5 mg/L, 8,5 mg/L y 10 mg/L.

Para el análisis de remoción del agua residual, se utilizó el sobrenadante que queda después del proceso realizado con la prueba de jarras con las concentraciones mencionadas, que para este proceso se propuso una agitación rápida de 0 RPM a 160 RPM por 1 minuto y agitación lenta de 0 RPM a 60 RPM durante 30 minutos, para un tiempo de sedimentación de 15 minutos.

La remoción de DBO con concentración de 5 mg/L, disminuye 40 ppm, con la muestra de 7,5 mg/L se obtiene una disminución de 45 ppm, con la muestra de 10 mg/L disminuye 40 ppm, con la concentración de 6,5 mg/L se obtuvo una disminución de 63 ppm, con la concentración de 8,5 mg/L se obtuvo una disminución de 66 ppm, que resulta el valor máximo logrando una eficiencia de 82,5 %.

Con respecto a la turbidez se obtuvo los resultados, con la concentración de tuna de 5 ppm se obtuvo un porcentaje de remoción de 94,95 %, con la concentración de 6,5 ppm se obtuvo un porcentaje de remoción 96,64 %, utilizando la concentración de 7,5 mg/L, se obtuvo el mayor porcentaje de disminución de turbidez de 98,75 %, 8,5 ppm se obtuvo

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un porcentaje de remoción de 97,13 % y con la concentración de 10 ppm se obtuvo un porcentaje de remoción de 98,58%.

Palabras clave: Penca de tuna, tratamiento de agua de lavadero de vehículos.

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SUMMARY

In this work, lyophilized prickly pear penca was used to decrease the concentration of contaminants in a sample of water from the vehicle wash.

For the removal work, the cladioli of the prickly pear prickly pear was lyophilized, weighing 3,080 kg, obtained 0.127 kg.

The initial chemical physical tests of the non-probabilistic sample of water in the car wash showed BOD concentrations of 80 ppm and 448 NTU, which is the objective of this study.

The removal work of these pollutants was carried out with a jug test equipment, lyophilized prickly pear prickly concentrations of 5 mg / L, 6.5 mg / L, 7.5 mg / L, 8.5 mg / L and 10 mg / L.

For the residual water removal analysis, the supernatant that remains after the process performed with the jar test with the mentioned concentrations was used, which for this process was proposed a rapid agitation of 0 RPM to 160 RPM for 1 minute and slow agitation from 0 RPM to 60 RPM for 30 minutes, for a settling time of 15 minutes.

The removal of BOD with a concentration of 5 mg / L, decreases 40 ppm, with the sample of 7.5 mg / L a decrease of 45 ppm is obtained, with the sample of 10 mg / L decreases 40 ppm, with the concentration of 6.5 mg / L a decrease of 63 ppm was obtained, with the concentration of 8.5 mg / L a decrease of 66 ppm was obtained, resulting in the maximum value achieving an efficiency of 82.5%.

With respect to turbidity, the results were obtained, with the tuna concentration of 5 ppm a removal percentage of 94.95% was obtained, with the concentration of 6.5 ppm a removal percentage of 96.64% was obtained, using the concentration of 7.5 mg / L, the highest percentage of turbidity decrease of 98.75% was obtained, 8.5 ppm a removal

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percentage of 97.13% was obtained and with the concentration of 10 ppm a 98.58%

removal rate.

Keywords: Prickly pear prickly water, car wash water treatment.

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INTRODUCCIÓN

El problema que tiene la sociedad es la falta constante de agua para sus actividades diarias, este inconveniente resulta de la irresponsabilidad de los que lo utilizan.

El agua como fuente de vida, es contaminada en sus fuentes, cauces de ríos, en muchos casos agua para uso doméstico es utilizado directamente para actividades industriales.

El trabajo tiene como objetivo la disminución por remoción de los contaminantes que es consecuencia del uso el agua potable para el lavado vehículos motorizados, estos después de ser utilizados van a ser eliminados a los alcantarillados o a veces a terrenos baldíos.

Estas aguas en su contenido tienen sólidos suspendidos totales, demanda bioquímica de oxígeno, demanda química de oxígeno, aceites y grasas, hidrocarburos, solidos suspendidos y turbidez. (Rivera, A, 2017).

Así mismo en la ciudad de Puerto Maldonado están aguas contienen en sus lavaderos urbanos contienen detergente que en su composición contiene fosfato que evita que las sustancias contaminantes vuelvan a readsorberse por los materiales de los vehículos, pero su eliminación provoca a proliferación de algas en una reproducción sin control, (Borda, et al 2012)

Empresas de concesionarios de autos, para la fidelización de sus clientes proponen un servicio de mantenimiento gratuito, pero esta actividad genera aguas residuales con concentración altas de contaminantes que son eliminadas y descargadas al alcantarillado incumpliendo los estándares de calidad ambiental. (FLORES, I. 2015).

Estas aguas residuales se van a incrementar y se tiene que prever porque de datos de la cámara de comercio de Lima, que desde el 2012, el incremento de parque automotor crece en un promedio del 7% anual, al 2016, en el Perú circulan 2’661.719 vehículos.

Existen muchos métodos que permiten la descontaminación de aguas, pero en la búsqueda de sustancias naturales se propone este método con penca de tuna liofilizada

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para el tratamiento primario de aguas residuales producto del lavado de vehículos, sustancia que es obtenido de una planta que crece de forma silvestre y que está al alcance de los pobladores de la región, que con una orientación adecuada pueda aplicarse para descontaminar las aguas residuales que puedan producirse de estas actividades.

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OBJETIVOS

Objetivo general

Determinar la concentración de Opuntia ficus indica, mediante el test de jarras para disminuir la concentración de DBO, Dureza total, turbidez y SST de las aguas residuales del lavado vehicular de acuerdo con los valores máximos admisibles.

Objetivos específicos

O1: Caracterizar el agua residual generado de un lavadero de vehículos

O2: Evaluar la materia orgánica del agua residual vehicular con Opuntia Ficus en el proceso de coagulación

O2: analizar la turbidez del agua residual vehicular con Opuntia Ficus en el proceso de coagulación

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SIMBOLOGIA UTILIZADA

pH Potencial de hidrogeno

NMP Numero más probable

NTU Nephelometric Turbidity Unit

°C Grados centígrados

mL Milílitros

DBO Demanda bioquímica de oxigeno UTM Universal transversal de Mercator

L/s Litros por segundo

% Porcentaje

m³ Metros cúbicos

mg/L Miligramos por litro

ppm Partes por millón

cm Centímetro

m Metro

kg Kilogramos

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INDICE DE CONTENIDO

DEDICATORIA………04

AGRADECIMIENTO………...05

RESUMEN………06

ABSTRACT………..08

INTRODUCCIÓN………10

OBJETIVOS………..12

SIMBOLOGIA UTILIZADA………...13

INDICE DE CONTENIDO………..14

ÍNDICE DE TABLAS………..16

ÍNDICE DE FIGURAS………17

GRÁFICOS….……….…………18

CAPITULO I: REVISIÓN BIBLIOGRAFICA……… ….…19

1.1. Antecedentes de la investigación……… ……….…..19

1.2 Marco Teórico.……… ……..……. 27

1.2.1. Calidad del agua……… ……….. …..….27

1.2.2. Tratamiento de aguas residuales………… ………...……..27

1.2.3. Tratamiento de lodos……… ………....28

1.2.4. Proceso físico químico de Coagulación y floculación………...….29

1.2.5. Prueba de jarras – jar test………...….30

1.2.5.1 PH……… ………....30

1.2.5.2 Temperatura ………30

1.2.5.3 Dosis de Coagulante………... 30

1.2.5.4 Grado de agitación ………..……… …31

1.2.5.5 Tiempo de Sedimentación………..……… . … .31

CAPITULO II: METODOLOGÍA………..…….……32

2.1. Equipos y materiales ………..………..………..32

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2.1.1. Materiales ……….…...32

2.1.2 Reactivos……….…...32

2.1.3 Equipos ………...32

2.1.4 Procedimiento………..……… …33

2.1.4.1 Muestra ……… ...33

2.1.4.2 Técnicas e instrumentos de recolección de datos ……….……. ..33

2.1.4.2.1 Liofilización……… ……….………...…… …33

2.1.4.2.2 Prueba de test de jarras……… ………… ……. ...35

CAPITULO III: TRATAMIENTO DE DATOS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS 3.1. Presentación, Análisis e interpretacion de datos………..….…36

3.1.1 Liofilización………. ………36

3.1.2 Muestra de agua………...36

3.1.2.1 Resultados de los datos iniciales del muestreo inicial de las aguas residuales del lavadero de vehículos……….………..…...36

3.1.2.2 Resultados del análisis de agua, con el tratamiento del agua del lavadero de vehículos con la penca de tuna mediante el test de jarras…...37

3.1.2.3 Resultados del análisis de agua, con el tratamiento del agua del lavadero de vehículos con la penca de tuna mediante el test de jarras…...37

3.1.2.4 Resultados del análisis de agua, con el tratamiento del agua del lavadero de vehículos con la penca de tuna mediante el test de jarras..….38

3.1.2.5 Resultados del análisis de agua, con el tratamiento del agua del lavadero de vehículos con la penca de tuna mediante el test de jarras…. .39 3.2. Discusión de Resultados………..…42

CAPITULO IV: CONCLUSIONES………..…46

RECOMENDACIONES………..…….48

BIBLIOGRAFÍA……….……..49

ANEXOS………...53

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ÍNDICE DE TABLAS TABLA 1. Cadena de custodia

TABLA 2. Resultados de análisis inicial de agua residual del lavadero de carros.

anexo 1

TABLA 3. Resultados con concentración 5,0 mg/L TABLA 4. Resultado con concentración 6,5 mg/L TABLA 5. Resultados con concentración 7,5 mg/L TABLA 6. Resultados con concentración 8,5 mg/L TABLA 7. Resultados con concentración 10,0 mg/L Tabla 8. Resumen de resultados

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ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1. Coagulación y floculación al añadir un coagulante-floculante Figura 2. Proceso de coagulación.

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GRAFICOS

GRAFICA 1. Concentración de peca de tuna vs. DBO5 GRAFICO 2. Concentración de penca de tuna vs. turbidez GRAFICO 3. Concentración de penca de tuna vs. pH

GRAFICO 4. Concentración de penca de tuna vs. Solidos totales GRAFICO 5. Concentración de penca de tuna vs. Solidos suspendidos

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CAPITULO I

REVISIÓN BIBLIOGRAFICA 1.1. Antecedentes de la investigación

Según Rivera, A, en el año de 2017, en su trabajo de tesis donde usa la Moringa oleífera y carbón activado para mejorar la calidad del agua residual que se obtiene dentro de un centro de lavado de vehículos ubicado en el distrito de San Martín de Porres, se realiza experiencias para remover los contaminantes del agua residual procedentes del lavado de vehículos utilizando Moringa oleífera y carbón activado, con el objetivo de cumplir con las normas vigente para aguas de uso agrícola. Para iniciar con el trabajo se recogió una muestra representativa del local en estudio que está ubicado en el distrito de San Martín de Porres. Se realizaron mediciones de temperatura y el control de pH en el mismo lugar donde se recogió la muestra, para luego enviar una muestra a un centro especializado para los análisis físicoquímicos de turbidez (NTU), demanda bioquímica de oxígeno (DBO5), sólidos suspendidos totales (SST), demanda química de oxígeno (DQO), aceites y grasas (A y G) e hidrocarburos (HC). Así mismo se halló la concentración necesaria del polvo de semillas de Moringa oleífera como coagulante natural en referencia del valor de la turbidez, se realizó la experiencia utilizando la prueba de jarras con tres repeticiones por dosis, después del proceso se encuentra que la dosis de 140 mg/ L es la que reduce de mejor forma con un 95%, utilizando en la prueba de jarras para la mezcla rápida 120 RPM por espacio de 10 minutos, y para la mezcla lenta 60 RPM por espacio de 30 minutos y un tiempo de sedimentación de 60 minutos. El proceso que sigue es la filtrar con el carbón activado, se obtiene 2,5 NTU logrando una eficiencia de reducción del 98 % como promedio, 98 % de DBO5 , 97 % de SST, 97 % de DQO,

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63 % de hidrocarburos y 99 % de aceites y grasas, estos valores permiten concluir que cumplen con los valores máximos admisibles para descargas de aguas residuales no domésticas al alcantarillado. De este experimento se puede considerar que la recuperación tiene un promedio de 98 % de agua. Los coagulantes naturales es una nueva alternativa que es amigable con el medio ambiente, en el proceso produce poca cantidad de lodos a diferencia de sustancia químicas y el uso del carbón activado permite la adsorción del agua residual los contaminantes orgánicos que contiene.

Según Albarracín, E. (2018), en su trabajo de tesis, “Sistema de tratamiento de agua residual auto lavado samiwall”, realiza el estudio, diseño y optimización de una PTAR en uno de sus lavaderos de carros SAMYWAL, del barrio Benjamín Herrera, localidad N° 12 de barrios unidos. Este proyecto se realizó en 4 etapas: En la etapa 1, se gestionó el análisis del vertimiento actual producto del lavado de carros, con los datos obtenidos se pudo dar inicio a diseñar el tipo de tratamiento. En la etapa 2, para diseñar el tipo de tratamiento se consultó el RAS 2 000 y las etapas de diseño, para saber qué tipo de tratamiento se realizará adecuadamente para el proyecto. La etapa 3, en la presente etapa se culminó los diseños de los planos para la construcción del sistema de tratamiento de agua residual, en el tiempo adecuado, utilizando el espacio y contratando al recurso humano a la vez el financiamiento para el proyecto realizado. En la etapa 4, se requiere la caracterización de agua para comprobar la eficiencia y el porcentaje de remoción de la carga que tiene como contaminante.

En el primer análisis realizado del agua residual del auto lavado samiwall el sistema de tratamiento tenia defectos en el diseño, por lo tanto, en la actividad que realizaba ya que no retenía las cargas que contaminaban el agua, este sistema se optimizará y se rediseñará según lo que requiera y los problemas que se encuentren además se

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puede observar la falta de filtros, para retener los sólidos que se encuentran en el agua.

Los resultados de los análisis de lo muestreado del agua en el Lavadero Samiwall analizadas por el laboratorio Antek Sas, se observan los parámetros con una disminución favorable de las unidades de DQO, DBO, aceites, grasas, Solidos sedimentables, solidos suspendidos totales e hidrocarburos totales. Los sólidos suspendidos totales acortan la transparencia del agua, como permanecen suspendidos por repulsión electrostática en sus partículas, a la vez generan turbiedad en el agua e incidiendo en el desarrollo del tratamiento como la filtración la desinfección (ocultamiento de microorganismos) y la filtración (obstrucción de los filtros). Los monitoreo que se realizaron en la Caja de Inspección, informaron un valor de 128 mg/L; mostrando un contenido moderado, pero inferior al límite de 600 mg/ L que señala la Resolución 3957 de 2009.

La DBO5 es la demanda biológica del oxígeno que utilizan los microorganismos para estabilizar la materia orgánica biodegradable, en condiciones aeróbicas, este criterio es utilizado, para poder caracterizar la calidad de una muestra y establecer el grado de la contaminación biológica que puede presentar la muestra. La concentración que se mostró en el monitoreo de la Caja de Inspección fue de 95 mg/L O2. Este valor nos permite demostrar la acumulación de cantidades irrelevantes de carga orgánica, se emite el estricto cumplimiento normativo conociendo que lo máximo que permite de vertimiento se encuentra definido en 800 mg/ L. Por lo tanto, para el parámetro de DQO la cual permite hallar la demanda Química de Oxigeno ya que es susceptible de ser oxidada fue hallada con una concentración de 128 mg/LO2

siendo acorde con la concentración de DBO5 hallada al igual que la carga orgánica se estipula que cumplen con la Resolución 3957/2009 debido a que el límite

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normativo especifica que este en 1500 mg/ L. Para proceder al cálculo de la carga de un contaminante en un vertimiento se utiliza la siguiente ecuación: Para hallar la carga contaminante diaria (Cc), se multiplica el caudal promedio la concentración de la sustancia contaminante, el factor de conversión de unidades y el tiempo diario del usuario medido en horas, como se indica de la siguiente manera.

Dónde:

Cc = Carga contaminante (kg/día) Q = Caudal promedio (L/s)

C=Concentración de la sustancia contaminan (mg/L) 0,0864= Factor de conversión de unidades

t =Tiempo de vertimiento del usuario, (h/dia).

Según Borda, et al (2012), en su trabajo de investigación, “Mitigación de contaminación por detergentes vertidos en los canales colectores por la acción de los lavaderos urbanos de la ciudad de Puerto Maldonado”. La mayoría de detergentes generan grandes impactos ecológicos por la presencia de fosfato en su composición, estos compuestos químicos evitan que vuelvan a la vestimenta las partículas de suciedad. Cuando los fosfatos llegan a los cauces de los ríos y embalses de agua genera la proliferación de algas, estas algas crecen y se reproducen en grandes cantidades desmedidamente. Cuando estas mueren, pasan por el proceso de descomposición donde consume la cantidad de oxígeno que se encuentra disuelto en el agua, y le quita el oxígeno necesario para su desarrollo acuático. El agotamiento del oxígeno extingue la vida de los seres de vida acuática, el resultado es la contaminación de los ríos y lagos por la descomposición de los seres que mueren.

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Según FLORES, M, en su trabajo de tesis “Propuesta de un sistema de tratamiento para la reutilización de aguas residuales generadas en el servicio de lavado del concesionario Nor autos Chiclayo S.A.C”. Las investigaciones fueron realizadas en la empresa Nor Autos Chiclayo S.A.C., empresa con rubro de venta y mantenimiento de vehículos. La investigación se centra en el desarrollo de lavado de autos. En esta empresa el servicio de lavado es gratuito y valor agregado que brinda la empresa para retribuir a sus clientes, luego de realizar un mantenimiento previo del vehículo se procede al lavado, pero este servicio impacta de manera muy negativa a los ecosistemas porque genera aguas residuales con al que son eliminadas directamente a la alcantarilla incumpliendo con los valores que permiten según las normas del Ministerio de Construcción y Vivienda. Este proyecto de investigación tiene la finalidad de proponer la instalación de un sistema de tratamiento viable pero eficiente del agua residual industrial generada por este servicio, para así minimizar la contaminación y evitar la problemática ambiental.

La empresa tiene una pequeña planta de pre-tratamiento de las aguas residuales, que cuenta con rejillas, desbaste y una trampa de lodos, los resultados obtenidos no cumplen con los valores máximos admisibles que establece la normatividad vigente (DBO 500 mg/L, DQO 1000 mg/L, SST 500 mg/L en grasas y aceites 100 mg/l). La caracterización de las aguas residuales dieron como resultados DBO 2 860 mg/L, DQO 4 281 mg/L, SST 4 060 mg/L y grasas y aceites 1 084, 21mg/l, después del pretratamiento los resultados obtenidos fueron DBO 2 600 mg/L, DQO 4 020 mg/L, SST 4 000 mg/L y grasas y aceites 845,7mg/l, Posterior a este proceso se realizó el tratamiento por Electrocoagulación, por tener gran eficiencia de remoción (>90 %), obteniendo los siguientes resultados que cumplen con los VMA, para DBO 166,4 mg/L, DQO 297,48 mg/L, SST 3 mg/L y grasas y aceites 42,7 mg/L.

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Para la empresa en su objetivo de ahorrar el agua que se consume implementando el uso de las maquinarias en el área de lavado, esta implementación permitirá ahorrar un 21%. Teniendo en cuenta que se desarrolló el análisis de costo y beneficio para que la inversión sea recuperada dentro de dos años.

Con la elección del sistema de tratamiento de las aguas residuales la empresa Nor Autos Chiclayo S.A.C, busca el reconocimiento de ser una empresa con responsabilidad ambiental de una manera eco-eficiente y a la vez evitar sanciones

Villabona, Paz y Martinez en el año de 2013 en su trabajo de investigación

“Caracterización de la Opuntia ficus-indica para su uso como coagulante natural”.

Manifiesta que actualmente los municipios de la Costa Atlántica de Colombia no cuentan con los suministros de agua potable y que aplican de forma artesanal la Tuna (Opuntia ficus) como coagulante es una práctica que tiene tradición en comunidades rurales.

En la presente investigación caracteriza el tallo del Opuntia ficus cuyo desarrollo es de forma natural en el departamento de Bolívar, así mismo caracterizar el polvo extraído de esta planta, y determinar los componentes que se asocian a su poder coagulante para poder remover la turbidez y el color en aguas crudas.

Se realizaron los siguientes procesos a la penca de tuna, pelado, corte, secado, molienda, tamizado y despigmentado para poder obtener el coagulante que emite naturalmente. Se obtuvo la eficiencia de este proceso: 65 g de coagulante/kg de materia vegetal. Estos datos nos muestran que la penca tiene un porcentaje alto de humedad y de saponinas solo en proporciones pequeñas, así mismo flavonoides, también contienen hierro y calcio que son las sales mienrales; que nos permite

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manifestar que los metabolitos y las sales por su concentración poco significativa no pueden ser responsables del poder coagulante de la planta.

Mientras que los compuestos químicos como el ácido poligalacturónico y compuestos algínicos dan las propiedades químicas al biomaterial. Así mismo se evaluaron de la penca extraída su poder coagulante, para esta evaluación se investigó los parámetros de tres dosis sobre la turbidez, color y el pH del agua que fue tratada.

Estas investigaciones nos mostraron una remoción del 50 % del color y una capacidad de remoción de la turbidez del 70 % con una muy alta turbidez inicial, y un pH alterado significativamente.

Según Olivera, Mercado y Montes (2012), en su trabajo de investigación “Remoción de la turbidez del agua del río magdalena usando el mucílago del nopal opuntia ficus-indica”. Sostiene que de todos los compuestos químicos que se utilizan es el sulfato de aluminio como un coagulante que clarifique el agua, pero considerado como una amenaza para la vida humana. El estudio de las especies vegetales entre ellos el nopal, tuna cuyo nombre científico es Opuntia ficus-indica, cuyo mucilago puede reemplazar el uso del sulfato de aluminio y disminuir esta amenaza.

El objetivo del trabajo de investigación es remover la turbidez de las aguas del río Magdalena utilizando el mucílago del nopal Opuntia ficus-indica. Los materiales y métodos utilizados son: Un diseño experimental factorial 2K aleatorizado; fueron K los factores evaluados: tipo de coagulante (Opuntia y alumbre), la velocidad de agitación (100 rpm y 200 rpm) y la concentración (35 mg/L y 40 mg/L).

Para esta experiencia de clarificación del agua se utilizó la prueba de jarras con las muestras tomadas de las aguas del río Magdalena en la localidad de Gambote, Departamento de Bolívar, Colombia. Se empleó el turbidímetro como instrumento

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de medición de la turbidez (UNT), un pH metro para indicar la acidez o basicidad de la solución y un conductímetro para conocer los valores de conductividad (μS/cm) y sólidos disueltos totales (mg/ m³). Resultados. Se utilizó el análisis estadístico (ANOVA) donde muestra que el coagulante tiene una participación activa para la clarificación del agua. Pero la concentración y la velocidad de agitación no influyen en este proceso. Los resultados de la eliminación de la turbidez de las aguas del rio Magdalena fueron los siguientes: Con el sulfato de aluminio (alumbre) una eficiencia del 99,80 % mientras que con la Opuntia ficus indica se obtuvo una eficiencia del 93,25 %. Con este resultado se concluye que la opuntia ficus indica tiene una eficiencia alta de remoción de la turbidez del agua del río Magdalena.

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MARCO TEÓRICO 1.2. Calidad del agua

El agua es un recurso escaso y muy importante para sociedad en la que vivimos en la actualidad, al ser escasa estos cuerpos de agua no son utilizada de forma efectiva.

La mayoría de poblaciones están obligadas a beber agua de fuentes donde la calidad no es buena y su consumo de forma directa produce enfermedades de diferentes tipos a la población. Tener acceso al agua es un derecho fundamental de supervivencia es una necesidad básica, Por eso se necesita que los reglamentos donde los requerimientos Oficiales Físicos, Químicos y Bacteriológicos que deben tener las aguas de bebida para ser consideradas potables, que por su antigüedad (1946), se hacía obsoleta; por lo tanto, la Dirección General de Salud Ambiental, en el año 2000, empieza a elaborar el “Reglamento de la Calidad del Agua para Consumo Humano”, que es culminada con el D.S. N° 031-2010-SA del 26 de setiembre del 2010. (DIGESA).

1.3 Tratamiento de las aguas residuales

Este proceso tiene como objetivo la eliminación de los contaminantes orgánicos como inorgánicos del agua, los que pueden estar en forma de partículas suspendidas y/o disueltas; para ello se integra operaciones físicas y procesos químicos o biológicos, los cuáles serán aplicados dependiendo de las características del agua residual para cumplir con las normativas aplicables o según su disposición como su posible reutilización.

La primera ley de la termodinámica la cual es la conservación de la materia debe estar presente en un sistema de tratamiento, debido a que, removiendo el material

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que presenta el agua, se transformará en residuos como lodos y generará los gases.

Los residuos que se generan están relacionado con las propiedades fisicoquímicas del agua residual. (Noyola, A., 2013)

Las etapas fundamentales para tratar aguas residuales son:

1. Pre tratamiento. Se separan los sólidos de grandes dimensiones.

2. Deposición primaria. Se separan los sólidos visibles y los sólidos en suspensión por precipitación.

3. Tratamiento secundario. Son procesos de depuración del agua residual, donde participan microrganismos de naturaleza biológica, para eliminar la carga orgánica.

La descontaminación de las aguas residuales no esteriliza el agua, no elimina la totalidad de especies microbianas, pero aseguran la remoción de los agentes patógenos y dañinos hacia la población así como también en su uso industrial o agrícola. (Reynolds, K., 2002).

1.4 Tratamiento de lodos

Los lodos producidos en los procesos de coagulación, floculación y sedimentación son caracterizados y analizados los cuales según su cantidad y calidad se realizará un tratamiento específico o en su defecto será dispuesto en un relleno sanitario.

Su tratamiento empieza con la eliminación de sólidos de mayor grosor para luego mezclarlos con el resto de lodos generados para homogenizarlos. En el tratamiento por digestión anaerobia se busca eliminar olores y su posible putrefacción. (Noyola, A., 2013)

Por otro lado el lodo tratado, puede ser utilizado para incrementar nutrientes a los suelos como abono. Cabe resaltar la presencia de metales y otros contaminantes en este tratamiento. (Reynolds, K., 2002).

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1.5 Proceso físico químico de floculación y coagulación

Una de los procesos importantes es el de floculación y coagulación, que eliminan las partículas en suspensión. Una de estas sustancias son los coloides, que por sus características quedan inmersos en un tiempo indefinido en el agua y no son separadas por la filtración, estos permanecen aún si la filtración es muy fina. (Andía, Y., 2000)

Los procesos de floculación y coagulación son un método físico-químico muy utilizado para el tratamiento de las aguas residuales, al resultar muy eficiente en las remociones de altas cargas contaminantes y que ha cobrado mayor atención en estos últimos tiempos. (Mazumder, D. y Mukherjee, S., 2011).

Se requiere que el tratamiento pueda mezclar los dos procesos físico-químicos, teniendo en cuenta los tiempos de acción, como la floculación - coagulación los cuáles hacen posible que el tratamiento sea a menor tiempo a diferencia de un tratamiento de DBO. (Lorenzo, Y., 2006)

Ambos procesos de mezcla se observan por el tipo de mezcla dentro del agua y la velocidad. (Stumm, W., y Morgan, J., 1996)

Fuente: Arcila, H. y Peralta, J., 2015.

Figura 1. Coagulación y floculación al añadir un coagulante-floculante

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1.6 Prueba de jarras – jar test

Es la técnica más común que permite simular el proceso de floculación, sedimentación y coagulación, a escala de laboratorio.

Las maquinas por lo general contienen mezcladores hidráulicos y mecánicos, mezcladores estáticos y mecánicos en línea, y chorros de agua a presión. Para mezcla rápida en la coagulación por adsorción o desestabilización, los que se utilizarán rangos de 3 000 s a 5 000 s. Para unidades de mezcla rápida diseñadas para reacciones de coagulación de barrido, se tendrá rangos rango de 0 s a 1 000 s. (HOWE, 2012) La ejecución adecuada de un jar-test permite la evaluación y comparación de la efectividad de una serie de floculantes y coagulantes, aplicados a un agua concreta (a potabilizar o a depurar) y en unas condiciones experimentales dadas y perfectamente acotadas. (MARIN, 1998)

La prueba contiene estos factores:

1. pH. El potencial de hidrogeno que indicara el grado de acidez o basicidad del coagulante, debe tener un rango de acción de no cumplirse, se puede requerir una dosis alta de coagulante. (Andía, Y., 2000)

2. Temperatura. Durante el proceso, se tiene presente la temperatura; porque depende de esta para que las partículas puedan adherirse a los coagulantes, si la temperatura no es la correcta, este proceso requerirá más tiempo de acción, así también si hay temperaturas muy bajas la dosis del coagulante incrementará.

(Lorenzo, Y., 2006)

3. Dosis de coagulante. Mediante esta dosis se puede obtener un coagulante óptimo y asegurar la eficiencia en el desarrollo del proceso, ya que una alta o muy baja dosis no contribuye a la remoción de la turbidez en el agua.

(32)

4. Grado de agitación. Tiene que asegurar una mezcla homogénea del coagulante en la muestra de agua para obtener la neutralización de las cargas de las partículas en suspensión.

El tiempo de mezcla, varía dependiendo del coagulante, la coagulación puede manifestarse en milésimas de segundo al realizar el contacto con el coagulante con las partículas en el agua. (Lorenzo, Y., 2006)

Figura 2. Proceso de coagulación. Fuente: Andía, Y., 2000

5. Tiempo de sedimentación. Después de realizada la mezcla, se da un determinado rango de tiempo y los flóculos se puedan sedimentar.

Se tiene que considerar cuando el proceso de coagulación es apropiado para eliminar determinados metales pesados y sustancias orgánicas de baja solubilidad, dando resultados nulos para la eliminación sustancias orgánicas que no cumplan con los requerido. (Organización Mundial de la Salud, 2006).

(33)

CAPÍTULO II PARTE EXPERIMENTAL 2.1 METODOLOGÍA (MATERIALES Y METODOS) 2.1.1 Equipos y materiales

Materiales - Guantes

- Galonera de plástico 5 L esterilizadas (2)

- 10 Recipientes de 200 mL esterilizados proporcionado por el laboratorio de

investigación de aguas.

- Balanza analítica

- Luna de reloj

- Agua destilada

- Botella para almacenar la penca liofilizada.

- Espátula

- Pizeta

Reactivos

- Penca de tuna liofilizada

- Agua residual de lavaderos de carros Equipos

- Liofilizador. Método de ensayo liofilización: ADAC 200. Liobras L101.

- Método de ensayo de la DBO5, respirometro 5210D, Standard Methods for examination of water and wastewater 23rd Edition-2017.

- Documentos de referencia: Standard Methods for examination of water and wastewater 23rd Edition-2017/9308-2:1990:ISO.

(34)

- Turbidez, turbidimetro HI93703

2.1.2 Procedimiento Muestra

Se realizó un muestreo no probabilístico de aguas del lavado de carros de la Av.

Mariátegui S/N Huancayo el día 24 de abril de 2019, a la 9 h: 18 min, utilizando el instrumento de recolección de datos.

Las aguas producto del lavado de vehículos se recolecto en una galonera de plástico de 5 L previamente esterilizado en el laboratorio de Química orgánica, luego de ella se trasladó al laboratorio de investigación de aguas de la UNCP, para el análisis de la muestra.

De la misma forma se recolecto las aguas residuales para el tratamiento y su posterior análisis.

Técnicas e instrumentos de recolección de datos.

Se empleará la técnica de observación experimental, y como instrumento una ficha de registro de datos.

TABLA 1.

CADENA DE CUSTODIA

DATOS GENERALES

LUGAR DE MUESTREO Lavadero de vehículos

DEPARTAMENTO Junín

PROVINCIA Huancayo

DISTRITO El Tambo DATOS DEL MUESTREO

Identificación de la muestra

Fecha de la muestra

Hora de

muestra PARAMETROS REQUERIDOS

pH Temperatura DBO5 mg/L Turbidez

Agua de lavadero de vehículos

Nombre y apellidos del responsable del muestreo: Edgar Quijada Firma del responsable del muestreo

(35)

Procedimiento de recolección de datos - Liofilización

Se recogió la penca de tuna (cladiolos) de la zona de Huamancaca chico, en fecha 18 de noviembre de 2018.

Para conservar las propiedades de la Penca de tuna (opuntia ficus) se hizo un corte a nivel inferior del cladiolo que se va a liofilizar.

Después de realizar el corte de los cladiolos se protege los cladiolos envolviendo con papel kraft, para luego trasladar al laboratorio de control de calidad de la Facultad de Ingeniería de Industrias Alimentarias(FAIA) de la UNCP.

En el laboratorio los cladiolos se colocaron en un refrigerado para mantenerlos a temperatura ambiente.

Para la obtención del coagulante pulverizado se realizó un procedimiento similar al realizado por Almendarez (2004). Este proceso consta de 5 fases que se indican a continuación:

Remoción de la cutícula (parte exterior), se debe de obtener 2 kg de Opuntia Ficus, se utiliza 6 pencas con medidas aproximadas de 20 cm de largo, 15 cm de ancho y 2,5 cm de espesor, que deben de ser lavadas, peladas y quitarle la parte exterior (cutícula).

Una vez que se separó la cutícula de la pulpa se corta la Opuntia ficus indica en pequeños cubos.

Se procede a colocar en una bandeja los cubos de la pulpa de Opuntia Ficus indica para luego alimentar al liofilizador e iniciar el proceso de Liofilización. La liofilización se realiza con el fin de conservar las caracteristicas del coagulante natural (Opuntia ficus indica, para posteriormente aplicarla en la siguiente fase.

El material sólido de Opuntia ficus indica obtenido del proceso anterior se debe

(36)

colocar en una vasija y poder reducir el tamaño.

Finalmente se procede a tamizar el Opuntia ficus indica con en uso de un tamiz de 1 mm para obtener mejor contacto con el tratamiento del agua.

- Prueba de test de jarras.

En un primer tratamiento de las aguas residuales se inicia con el pesado de las concentraciones de penca de tuna de 5,0 mg, 7,5 mg y 10 mg para un litro de agua residual, luego se vierte en los vasos de precipitación del equipo de prueba de jarras enrazar con agua residual a 1 L.

Luego de esta operación se traslada a los vasos de precipitación al equipo de test de jarras, se verifica que los estén centrados, con respecto a las paletas del equipo.

Se conecta el equipo al sistema eléctrico, se enciende el equipo y la lámpara y se programa el equipo con una agitación rápida de 0 a 160 rpm en el espacio de 1 minuto y después programar la agitación lenta de 0 a 60 rpm durante 30 minutos, para luego un tiempo de sedimentación 15 minutos.

Después de este proceso las aguas provenientes del tratamiento de las aguas residuales son llenados en recipientes esterilizados para el análisis correspondiente en el laboratorio de investigación de aguas de la UNCP.

(37)

CAPITULO III

TRATAMIENTO DE DATOS Y DISCUSION DE RESULTADOS

3.1 PRESENTACIÓN, ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE LOS DATOS.

3.1.1. Liofilización

El coagulante natural en polvo que se obtuvo por liofilización de los cladiolos de la Penca de Tuna (Opuntia ficus indica), siguiendo el protocolo de trabajo para la liofilización, y obteniéndose como muestra liofilizada 0,127 kg, mediante la presión de los cubitos liofilizados, para minimizar el diámetro de la penca de tuna y pueda existir un mejor contacto con el agua a tratar.

3.1.2 Muestra de agua.

3.1.2.1 Resultados de los datos iniciales del muestreo inicial de las aguas residuales del lavadero de vehículos.

TABLA 2.

Resultados de análisis inicial de agua residual del lavadero de carros. anexo 1

DATOS GENERALES

Identificación de la

muestra

Hora de muestra

PARAMETROS REQUERIDOS pH Temperatura DBO5 mg/L Turbidez

24-04-19 9 h:18 min 7,41 17 °C 80 448

Nombre y apellidos del responsable del muestreo: Edgar Quijada Caro, Víctor Domingo, Mayhua Daviran

Firma del responsable del muestreo

(38)

3.1.2.2 Resultados del análisis de agua, con el tratamiento del agua del lavadero de vehículos con la penca de tuna mediante el test de jarras. (21-05-19). Anexo 2 TABLA 3.

Resultados con concentración 5,0 mg/L

DATOS GENERALES

muestra

PARAMETROS REQUERIDOS pH Temperatura DBO5 mg/L Turbidez

21-05-19 9 h:18 min 8,37 17 °C 40 22,58

3.1.2.3 Resultados del análisis de agua, con el tratamiento del agua del lavadero de vehículos con la penca de tuna mediante el test de jarras. (09-07-19). Anexo 3

TABLA 4.

Resultado con concentración 6,5 mg/L

DATOS GENERALES

muestra

PARAMETROS REQUERIDOS

pH Temperatura DBO5 mg/L Turbidez NTU

09-07-19 9 h:00 min 8,83 17 °C 17 15,02

(39)

3.1.2.4 Resultados del análisis de agua, con el tratamiento del agua del lavadero de vehículos con la penca de tuna mediante el test de jarras. (21-05-19). Anexo 4

TABLA 5.

DATOS GENERALES

muestra

pH Temperatura DBO5 mg/L Turbidez NTU

21-05-19 9 h 18 min 8,42 17 °C 35 5,57

3.1.2.5 Resultados del análisis de agua, con el tratamiento del agua del lavadero de vehículos con la penca de tuna mediante el test de jarras. (09-07-19). Anexo 5.

TABLA 6.

DATOS GENERALES

muestra

pH Temperatura DBO5 mg/L Turbidez NTU

09-07-19 9 h 00 min 8,77 17 °C 14 12,82

(40)

3.1.2.6 Resultados del análisis de agua, con el tratamiento del agua del lavadero de vehículos con la penca de tuna mediante el test de jarras. (21-05-19). Anexo 6.

TABLA 7.

DATOS GENERALES

muestra

pH Temperatura DBO5 mg/L Turbidez NTU

21-05-19 9 h 18 min 8,64 17 °C 40 6,36

Tabla 8.

Resumen de resultados

muestra

PARAMETROS REQUERIDOS pH Concentración de

Opuntia ficus indica DBO5 ppm Turbidez NTU Agua residual

vehicular-inicial

24-04-19 9 h 18 min 7,41 80 448

Agua residual vehicular

21-05-19 9 h:18 min 8,37 5,0 mg 40 22,58

09-07-19 9 h:00 min 8,83 6,5 mg 17 15,02

21-05-19 9 h 18 min 8,42 7,5 mg 35 5,57

09-07-19 9 h 00 min 8,77 8,5 mg 14 12,82

21-05-19 9 h 18 min 8,64 10 mg 40 6,36

(41)

GRAFICA 1.

Concentración de peca de tuna vs. DBO5

Nota: El grafico indica el tratamiento de aguas residuales de lavadero de vehículos con concentraciones de 5,0 mg/L, 6,5 mg/L, 7,5 mg/L, 8,5 mg/L y 10 mg/L vs la remoción de la DBO5.

GRAFICO 2.

Concentración de penca de tuna vs. turbidez

Nota: El grafico indica el tratamiento de aguas residuales de lavadero de vehículos

con concentraciones de 5,0 mg/L, 6,5 mg/L, 7,5 mg/L, 8,5 mg/L y 10 mg/L vs la turbidez.

0 10 20 30 40 50

0 2 4 6 8 10 12

Concentracion de penca de tuna vs DBO5

y = -2.9483x + 34.582 R² = 0.6504

0 5 10 15 20 25

0 2 4 6 8 10 12

Concentracion de penca de tuna vs. turbidez

(42)

GRAFICO 3.

Concentración de penca de tuna vs. pH

Nota: El grafico indica el tratamiento de aguas residuales de lavadero de vehículos con concentraciones de 5,0 mg/L, 6,5 mg/L, 7,5 mg/L, 8,5 mg/L y 10 mg/L vs el pH.

GRAFICO 4.

Concentración de penca de tuna vs. Solidos totales

y = 0.0424x + 8.2879 R² = 0.1548

8.3 8.4 8.5 8.6 8.7 8.8 8.9

0 2 4 6 8 10 12

Concentracion de penca de tuna vs. pH

y = 0.8517x + 418.93 R² = 0.0002

0 100 200 300 400 500 600

0 2 4 6 8 10 12

Concentracion de penca de tuna vs solidos totales

(43)

Nota: El grafico indica el tratamiento de aguas residuales de lavadero de vehículos con concentraciones de 5,0 mg/L, 6,5 mg/L, 7,5 mg/L, 8,5 mg/L y 10 mg/L vs los sólidos totales.

GRAFICO 5.

Concentración de penca de tuna vs. Solidos suspendidos

Nota: El grafico indica el tratamiento de aguas residuales de lavadero de vehículos con concentraciones de 5,0 mg/L, 6,5 mg/L, 7,5 mg/L, 8,5 mg/L y 10 mg/L vs los sólidos totales.

3.2 DISCUSIÓN DE RESULTADOS.

3.2.1 De la parte experimental de penca de tuna liofilizada se obtuvo 0,127 kg en peso.

La muestra inicial de la penca de tuna es 3,080 kg, teniendo como resultado un 4,12

% de penca de tuna liofilizada. Anexo 7

3.2.2 El grafico Nro. 1, muestra los resultados de la experiencia realizada con muestras de penca de tuna. Las concentraciones de penca de tuna liofilizada que se utilizaron para esta experiencia fueron 5,0 mg/L, 6,5 mg/L, 7,5 mg/L, 8,5 mg/L y 10,0 mg/L, estas se realizaron con el equipo de test de jarras, con agitación rápida de 0 RPM a 160 RPM por 1 minuto y después programar la agitación lenta de 0 RPM a 60 RPM durante 30 minutos, para un tiempo de sedimentación de 15 minutos.

y = 1.069x + 337.78 R² = 0.0009

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450

0 2 4 6 8 10 12

Concentracion de penca de tuna vs solidos

suspendidos

(44)

Con la muestra de 5 mg/L, se obtiene un resultado de 40 ppm, disminuyendo 40 ppm de DBO con respecto de la muestra inicial, con la muestra de 7,5 mg/L, obteniendo una disminución de 45 ppm, con respecto de la muestra inicial, con la muestra de 10 mg/L se obtuvo un resultado de 40 ppm de DBO, obteniendo una disminución de 40 ppm, similar valor al de una concentración de 5 mg/L, todos estos valores se obtuvieron en la primera experiencia del 21-05-19.

Con la segunda experiencia de fecha 09-07-19, con la concentración de penca de tuna liofilizada de 6,5 mg/L se obtuvo el valor de 17 ppm, reduciendo la concentración de DBO en 63 ppm, mientras que con la concentración de 8,5 mg/L se obtuvo una disminución de 66 ppm del valor inicial, obteniendo el valor de 14 ppm.

De las experiencias realizadas se puede inferir que la concentración de penca de tuna que removió con más efectividad es la de 8,5 ppm, que redujo en un 82,5 %.

En el trabajo realizado por Albarracín, E. (2018), en su trabajo de tesis, “Sistema de tratamiento de agua residual auto lavado samiwall, después del tratamiento obtienen un valor de DBO5 de 95 ppm que es un valor muy alto al obtenido por este método que con la concentración de penca de tuna de 8,5 mg/L es de 14 ppm.

En el trabajo realizado por FLORES, M, Propuesta de un sistema de tratamiento para la reutilización de aguas residuales generadas en el servicio de lavado del concesionario Nor autos Chiclayo S.A.C, de un análisis inicial de DBO 2 860 mg/L, obtiene por electrocoagulación una eficiencia de remoción >90 %, reduciendo a 166,4 mg/L de DBO, obteniendo un valor de 14 ppm con la concentración de 8,5 mg/L, pero una eficiencia menor por sus valores iniciales de partida.

(45)

3.2.3 En grafico 2, muestra los resultados obtenidos del tratamiento de las aguas residuales del lavadero de vehículos, con respecto a la concentración de penca de tuna liofilizada.

Se utilizó para esta experiencia concentraciones de penca de tuna liofilizada, con las concentraciones arriba mencionadas. Con la concentración de tuna de 7,5 mg/L, se obtuvo el mayor porcentaje de disminución de turbidez de 98,75 %, con la concentración de 10 ppm se obtuvo un porcentaje de remoción de 98,58%, con la concentración de 8,5 ppm se obtuvo un porcentaje de remoción de 97,13 %, con la concentración de 6,5 ppm se obtuvo un porcentaje de remoción 96,64 %, con la concentración de 5 ppm se obtuvo un porcentaje de remoción de 94,95 %.

La remoción que se obtiene con la penca de tuna liofizada, con la concentración de 7,5 mg/L es de 98,75 %, que supera el trabajo realizado por Rivera, A, (2017), en el trabajo de tesis ¨Uso de moringa oleífera y carbón activado para el mejoramiento de la calidad del agua residual de lavado vehicular en el distrito de san Martín de Porres”, que con una dosis de 140 mg/L de Moringa olifeira obtuvo un 95% de reducción, con 120 RPM por 10 minutos para mezcla rápida, y para la lenta de 60 RPM por 30 minutos y tiempo de sedimentación de 60 minutos que adiciona un proceso el de filtración para obtener el 98 % para turbidez con 2,5 NTU de valor final.

Según Villabona, Paz y Martínez (2013) en su trabajo de investigación

“Caracterización de la Opuntia ficus-indica para su uso como coagulante natural”.

Manifiesta que actualmente municipios de la Costa Atlántica Colombiana no cuentan con suministro de agua potable, con pencas de la planta se sometieron a operaciones de corte, pelado, secado, molienda, tamizado y despigmentado para obtener el coagulante. Los resultados indicaron que tiene la capacidad de remover

(46)

50 % del color y 70 % de turbidez de aguas crudas con alta turbidez inicial, y que no altera significativamente su pH.

3.2.4. El grafico 3, muestra los resultados de potencial de hidrogeno obtenidos después del tratamiento con penca de tuna. Con respecto al pH del análisis inicial, existe pequeña variación, incrementándose el valor de pH en el tratamiento con una concentración de 6,5 ppm en 1,42 unidades. Los valores del pH de las demás concentraciones utilizadas estuvieron por debajo de ese incremento. La penca de tuna no afecta considerablemente el pH del agua tratada, similar a los resultados obtenidos en el trabajo de Contreras Lozano y otros (2015).

(47)

CAPITULO IV CONCLUSIONES

- Después de realizar las experiencias remoción de las aguas residuales del lavado vehicular, encontramos que el tratamiento con el polvo resultante de la liofilización de la penca de tuna, es un eficiente descontaminador de aguas residuales. Se realizó la evaluación con concentraciones de 5 mg/L, 6,5 mg/L, 7,5 mg/L, 8,5 mg/L y 10 mg/L. Estas experiencias se realizaron en el laboratorio de Química Orgánica y el resultado con mayor eficiencia para la disminución de la DBO se obtuvo con la concentración de 8 mg/L, que las aguas residuales que de un análisis inicial de 80 mg/L, se reduce hasta un 14 mg/L, con un 82,5 % de eficiencia.

- Para iniciar el trabajo de remoción se caracterizó el agua residual cuyos resultados fueron los siguientes, DBO = 80 ppm, de turbidez = 448 NTU, pH = 7,41 ligeramente básico, que después del se incrementa ligeramente en los trabajos experimentales en un máximo de 1,42 unidades, solidos suspendidos = 25,1 mg/L, solidos disueltos = 327,5 mg/L.

- En el trabajo de remoción se observa cómo se manifestó en la conclusión general que, al evaluar la materia orgánica, representada en la DBO, en todas las experiencias existe remoción de esta carga orgánica, debido a que como la carga orgánica está presente en el agua residual, esta es arrastrada por los floculos y sedimentada con los sólidos en suspensión. Con la concentración de 8,5 ppm es la que más elimina.

- La turbidez en este trabajo experimental nos permite concluir que es uno los procesos que mejor realiza la penca de tuna liofilizad, con la concentración de 7,5

(48)

mg/L se obtiene un porcentaje de eficiencia de 98,75 %. En todas las experiencias realizadas los porcentajes de disminución de la turbidez es alta.

Este polvo de penca de tuna liofilizada es un compuesto natural que ayudaría a disminuir los contaminantes como la DBO y la turbidez, así mismo el uso cantidades mínimas para la experiencia pueden generar beneficios a la sociedad.

(49)

RECOMENDACIONES

- De los trabajos realizados se van a obtener solidos por la sedimentación del proceso de coagulación y floculación, previa evaluación poder ser utilizados como fertilizantes.

- El uso de concentraciones muy altas de penca de tuna genera altas cantidad de coagulantes que impiden la floculación y la sedimentación.

(50)

BIBLIOGRAFIA

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